2013-12-29
1133
Да
А В
Г»?
<3-iAiA
Схема брака:
Р: $1в1в х с?1А1А
Гаметы: 1в 1А
F|: II - у детей IV группа крови.
Ответ: все дети (100%) будут иметь IV группу крови. Взаимодействие двух доминантных генов 1А и 1в обуславливают явление кодоминирования, фенотипически проявляется IV группа крови.
Задачи для самостоятельного решения
1. У человека талассемия (форма анемии) наследуется рецессивно (а). Гомозиготы по рецессивному гену (аа) погибают от анемии в детстве. У гетерозигот (Аа) болезнь протекает в легкой форме. Определите, какая вероятность детей будет с легкой формой анемии, если родители страдали легкой формой анемии?
Ответ: 2/3 будут страдать анемией (Аа), 1/3 будут здоровыми (АА), 1/3 -умрут в раннем возрасте от анемии (аа).
2. У резус-положительных родителей со II группой крови родился резус-
отрицательный ребенок с I группой крови. Обозначте гены, генотипы
родителей и напишите схему брака, а также определите вероятность рождения
такого ребенка повторно.
Ответ: Родители дигетерозиготны по резус-фактору и группе крови -IAiRh+rh-. Генотип ребенка - гомозигота по двум рецессивным генам - rh-rh-ii, вероятность повторного рождения - 1/16.
|
|
|
3. У женщины с III группой и резус-отрицательной кровью родился
ребенок с IV группой крови, у которого была гемолитическая болезнь
вследствие резус-конфликта. У отца ребенка - II группа крови, резус-
положительная. Обозначте:
а) гены;
б) генотипы родителей;
в) напишите схему брака;
г) определите вероятность рождения ребенка с резус-конфликтом
повторно;
в) как называется взаимодействие генов при наследовании IV группы крови?
Ответ: Генотип матери - IBi rh-rh- или IBIB rh-rh-, генотип отца - IAiRh+rh-или IAIARh+ Rh+, генотип ребенка - IAIBRh+rh-. Вероятность рождения ребенка с резус-конфликтом повторно составляет 100% в случае гомозиготности отца и 50%, если отец гетерозиготен по резус-фактору.
Взаимодействие неаллельных генов (спистаз)
4. Определите вероятность рождения ребенка с I группой крови в семье,
где родители имеют II и III группу крови (гомозиготы) и являются носителями
гена «бомбейского феномена»?
Решение:
Обозначим гены:
Ф - отсутствие эпистаза
<р - ген «бомбейского феномена», ген-супрессор (эпистатический).
Генотипы родителей: генотип женщины -1 I Ф<р генотип мужчины - 1в 1в Фф
Схема брака:
Р: 9 1Л1АФФ х <5 1в1вФф
Гаметы: 1АФ, l\p 1ВФ, 1Вф
F1: [А1ВФФ, 21А1вФф 1А1Вфф
1А1ВФФ IV гр.кр I гр. кр
IV гр.кр. (явление
рецессивного эпистаза)
В гомозиготном состоянии (фф) - ген "бомбейского феномена" подавляет провление доминантных генов и фенотипически проявляется только I группа крови.
Ответ: вероятность рождения ребенка с I группой крови - 25%.
|
|
|
Взаимодействие неаллельных генов (полимерия)
5. У человека за пигментацию кожи отвечают две пары доминантных генов (А|, А,), а за отсутствие пигмента - две пары рецессивных генов (а,, а2). В браке между представителем негроидной расы и белой женщины родились двое детей. Какой цвет кожи будет у них?
Решение:
Аь А, - синтез меланина в клетках кожи а2, а 2 - отсутствие синтеза меланина.
Генотипы родителей:
9 - aia,a2a2 (белая женщина)
$ - А|AiA2A2 (представитель негроидной расы)
Схема брака:
Р: 9 aia,a2a2 x S А,А,А2А2
Гаметы: ata2 A|A2
F,: A i a, A2a2 - все дети будут мулаты (смуглые) - 100%.
Ответ: 100% детей будут иметь смуглый цвет кожи (мулаты).
Задачи для самостоятельного решения
1. Муж имеет IV группу крови и является носителем гена «бомбейского
феномена», а жена III - группу крови (гомозигота), которая также является
носителем гена «бомбейского феномена». Какая вероятность рождения у этих
супругов ребенка с I группой крови?
Ответ: Вероятность рождения ребенка с I группой крови 25%.
2. Может ли от брака белой женщины (а^а^) и мулата (А^Агаг)
родится абсолютно чернокожий ребенок (А1А1А2А2)? Напишите схему брака и
генотипы всех членов семьи.
Ответ: Не может.
Тема 5. Генетика пола. Сцепленное с полом наследование
Принадлежность к определенному полу - важная особенность организмов. При изучении строения хромосом в клетках животных и человека было установлено, что организмы разных полов различаются по набору хромосом.
Хромосомы, по которым отличаются самки от самцов называются половыми (гетерохромосомы), а все остальные хромосомы (одинаковые как у мужских, так и у женских особей) - аутосомы.
У всех млекопитающих (в том числе и у человека), у дрозофилы и многих других видов животных у женских организмов в соматических клетках имеются парные гомологичные аутосомы (неполовые хромосомы, одинаковые как для организмов женского, так и мужского пола) и одна пара половых хромосом - XX. Кариотип самки может быть выражен формулой: 2А + XX (А -гаплоидный набор аутосом). Самки в данном случае продуцируют один сорт гамет - А + X.
У мужских организмов кроме аутосом имеются неодинаковые половые хромосомы - X и Y, кариотип мужских организмов: 2А + XY, у самцов при мейозе продуцируется два сорта гамет X и Y.
Организмы, имеющие одинаковые половые хромосомы (XX) называются г омотометными, т.к. образуют один тип гамет (X), а организмы, имеющие различные половые хромосомы - XY, продуцируют два типа гамет, называются гетерогаметными, т.к. формируют два типа гамет (X и Y).
По хромосомному механизму определения пола представителей разных классов организмов можно разделить на несколько типов:
I. Тип А - Lygae us (наличие разных половых гетеро хромосом)
P.: 2AXX х 2АХУ
Гаметы: АХ АХ, АУ
F,. 2АХХ, 2АХУ
Представители: человек, млекопитающие, рыбы, ракообразные, большинство
насекомых и другие животные.
Тип Б Lygaeus
P.: 2AZW х 2AZZ
Гаметы: AZ, AW AZ
F, 2AZZ, 2AZW
Представители:
птицы, пресмыкающиеся, некоторые земноводные и рыбы, часть насекомых
(бабочки).
II. Тип - Protenor (численные отличия половых хромосом)
P.: 2AXX х 2АХО
Гаметы АХ, АХ, АО
F,. 2AXX, 2АХО
Представители: водяной клоп, кузнечик и другие.
Ш.Тип - самки диплоидны (2п), самцы гаплоидны (п):
Р 2АХХ х АХ
Гаметы АХ АХ
Ft 2AXX, АХ
Представители: пчелы, муравьи, осы-наездники.
Признаки, которые кодируются генами, локализованными в половых хромосомах, получили название сцепленных с полом.
Различают Х- сцепленное и У - сцепленное наследование.
Признак, сцепленный с полом, обозначается буквой латинского алфавита вместе с соответствующей половой хромосомой (Ха или X).
Женский пол может быть по данному признаку либо гомозиготным (ХаХа, ХАХА), либо гетерозиготным (ХАХЭ).
Мужской пол может быть лишь гемизиготным, поскольку в генотипе мужчины имеется только одна Х- хромосома и поэтому может проявиться как доминантный (ХАУ), так и рецессивный (ХаУ) аллель.
|
|
|
Наследование признаков, сцепленных с Х-хром осомой
Если ген локализован в Х-хромосоме, то он передается только от отца к дочери, а от матери - как сыну, так и дочери. Различают сцепленные с X-хромосомой рецессивные и доминантные признаки. К рецессивным сцепленным с полом признакам относятся:
XD - нормальное цветовосприятие;
Xd - дальтонизм;
Хн - нормальное свертывание крови;
Xh - гемофилия - нарушение свертываемости крови.
Здоровая женщина, имеющая в одной Х-хромосоме ген, отвечающий за развитие нормального свертывания крови, а в другой Х-хромосоме рецессивный ген гемофилии называется носительницей (например, XHXh -здоровая женщина - носительница гена гемофилии).
При браке со здоровым мужчиной такая женщина может передать ген гемофилии сыну, у которого болезнь фенотипически проявится, и дочери, которая будет фенотипически здорова, но носительницей гена болезни:
Р: XHXh х XHY
Гаметы: Х"^ XH,Y
F,: ХНХН, ХНХ\ XHY, XhY
К доминантным признакам, сцепленным с X хромосомой относятся, такие, как витамин-Д резистентный рахит, темная эмаль зубов (обозначаются любой буквой латинского алфавита).
Например, XD - витамин-Д резистентный рахит, Xd - нормальный обмен витамина Д.
В данном случае, если болен отец, а мать здорова, то ген болезни будет передаваться от отца всем дочерям, а сыновья будут здоровыми:
Р: XdXd х X°Y
Гаметы: Xd XD, У
F,: XDXd, XdY
дочери больны рахитом сыновья - здоровые
50% 50%
В некоторых случаях в одной Х-хромосоме могут находиться несколько генов, отвечающих за несколько патологических признаков, сцепленных с полом. Например, если мужчина страдает одновременно гемофилией и дальтонизмом, то запись его генотипа будет выглядеть так: Xdhy.
Генотип здоровой женщины, у которой отец болел гемофилией и дальтонизмом одновременно, а мать была здоровой и не была носительницей генов гемофилии и дальтонизма будет выглядеть так: XDHXdh.
Сцепленные с полом признаки, которые наследуются через У хромосому, получили название голандрических. Голандрические признаки передаются от отца всем его сыновьям. У человека по этому типу наследуются некоторые признаки, такие как оволосение ушных раковин (гипертрихоз), образование роговых чешуек на коже (ихтиоз) и др.
|
|
|
Лексико-грамматические задания:
что локализуется в чём (где) локализовано
Ген локализован в хромосоме. сцепленный с чем
Задание №1. Напишите предложения, раскрывая скобки.
1. Признаки, которые кодируются генами, локализованными (половые хромосомы), получили название (сцепленное с полом).
2. Признак, (сцепленный с полом), обозначается буквой латинского алфавита с соответствующей половой хромосомой.
3. Если ген локализован (Х-хромосома), то он передается только от отца к дочери, а от матери как сыну, так и дочери.
Задание №2. По данной схеме расскажите о сцепленном с полом наследовании.
Задание №3. Дайте определение:
а) сцепленных с полом признаков;
б) голандрических признаков.
Задание №4. Расскажите о голандрических признаках с опорой на вопросы.
1) Какие признаки называются голандрическими?
2) От кого к кому передаются эти признаки?
3) Какие признаки наследуются по этому типу?
что передается кому (от кого к кому)
Задание №5. Закончите фразы.
1. Если ген локализован в Х-хромосоме, то он передается только от отца
2. Если ген локализован в Х-хромосоме, то он передается от матери....
3. Здоровые женщины, имеющие в одной Х-хромосоме рецессивный ген болезни, могут передать ген болезни....
Задание №6. Расскажите о сцеплении с Х-хромосомой рецессивных и доминантных признаков.
Решение типовых задач
1. У здоровых родителей две дочери здоровые, а сын болен гемофилией (признак рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой). Обозначьте:
а) гены
б) генотипы родителей и детей
в) напишите схему брака
Решение:
Обозначим гены:
Хн - нормальное свертывание крови Xh - гемофилия. Генотип сына - X Y Генотипы здоровых родителей:
Отец с? - ХНУ Мать? - XHXh
Схема брака:
Р: XHXh х XHY
Гаметы: XH,Xh XH,Y
F, XHXH; XHXh' XHY; XhY;
дочь дочь - здоровый сын сын-
здоровая носительница гемофилик
здоровая
Ответ: генотипы матери - ХНХ\ отца - XnY, здоровые дочери могут быть ХНХН или XHXh, генотип сына - гемофилика - XhY.
Задачи для самостоятельного решения
1. Мужчина - дальтоник (признак сцепленный с Х-хромосомой, рецессивный) женился на женщине с нормальным зрением. У них родились двое детей: сын - дальтоник и здоровая дочь. Напишите генотипы матери и детей.
Ответ: генотип матери XDXd, генотип сына- дальтоника XdY, генотип здоровой дочки- XDXD, или XDXd.
2. Здоровая женщина, отец которой страдал дальтонизмом (признак
сцепленный с полом, рецессивный) выходит замуж за здорового мужчину.
Определите вероятность рождения у этих супругов здорового сына?
Ответ: вероятность рождения здорового сына 25%.
3. У здоровой женщины есть родной брат-дальтоник. Может ли у нее
родится ребенок-дальтоник, если она выйдет замуж за здорового по этим
признакам мужчину? Какая вероятность его рождения? Напишите генотипы
всех членов семьи.
Ответ: генотип здоровой женщины XDX, генотип родного брата XdY, генотип мужа женщины X°Y, генотип ребенка-дальтоника XdY - 25%.
4. ВитаминО-резистентный рахит - доминантный признак, сцепленный с
Х-хромосомой. Здоровая женщина выходит замуж за мужчину, больного
рахитом. Определите вероятность рождения детей, больных рахитом.
Ответ: 50% всех детей (или 100% все девочки будут больны рахитом).
5. Гипертрихоз (оволосение ушной раковины) передается через У-
хромосому. Какая вероятность рождения ребенка в семье, где отец имеет этот
признак? Какого пола будет этот ребенок?
Ответ: 50% из общего количества детей, признак будут иметь все мальчики.
Тема 6. Хромосомная теория наследственности. Аутосомное сцепление. Кроссинговср
Доказательством того факта, что в каждой хромосоме локализован не один, а большое количество генов, является наследование признаков, сцепленных с полом (см. тему №5). Гены, локализованные в одной хромосоме называются группой сцепления. Они наследуются совместно.
У каждого вида организмов количество групп сцепления равняется гаплоидному (п) числу хромосом. Например, у человека 23 пары хромосом и количество групп сцепления - 23 у женщин, и у мужчин - 24 (т.к. они имеют разные половые хромосомы X и Y).
Закономерности сцепленного наследования были изучены Т.Морганом и его учениками в начале 20-х годов XX столетия.
В зависимости от места локализации генов в хромосоме могут возникнуть разные варианты наследования признаков:
а) независимое наследование
б) сцепленное наследование (полное сцепление)
в) частично сцепленное наследование (кроссинговер)
Независимое наследование - это наследование, при котором гены, определяющие признаки, локализуются в разных негомологичных хромосомах. Неазависимое наследование подчиняется III закону Г.Менделя (закон независимого наследования и комбинирования признаков).
Сцепленное наследование (полное сцепление) - наследование, при котором гены, детерминирующие признаки находятся в одной хромосоме и представляют собой группу сцепления. В таком случае признаки всегда наследуются вместе, одним блоком. Примером тесного сцепления генов у человека может служить наследование резус-фактора. Оно обусловлено тремя парами генов С, Д и К, тесно сцепленных между собой.
Частич но сцепленное нас ледо вание, или нарушение группы сцепления (кроссинговер) - признаки могут наследоваться как вместе (сцеплено), так и по отдельности (нарушение сцепления).
Для определения локализации генов у дигетерозиготного организма -АаВв (в одной хромосоме или в разных негомологических хромосомах) проводят анализирующее скрещивание с организмом с генотипом аавв. Количественное (в %) соотношение признаков у потомков свидетельствует о взаимолокализации генов в генотипе исследуемого организма.
1. Независимое наследование. Наблюдается в том случае, когда
расстояние между генами, которые находятся в одной хромосоме, составляет 50
морганид и более или гены локализуются в разных негомологичных
хромосомах. При независимом наследовании происходит случайное
комбинирование признаков и образуется равное количество гамет. В этом
случае при анализирующем скрещивании дигетерозиготы $ АаВв с с^аавв
образуется четыре фенотипических и генотипических класса потомков:
Р: 9 АаВв х S аавв
Гаметы: АВ, аВ, ав
Ав, ав
F|: АаВв, аавв, Аавв, ааВв
всех потомков по 25%.
2. Сцепленное наследование (полное сцепление). Наблюдается, когда
гены в хромосоме расположены очень близко друг от друга (на расстоянии
меньше 1 морганиды) и между гомологичными хромосомами не происходит
обмена участками (кроссинговера). Тогда соответствующие признаки у потомков проявляются вместе, одним блоком.
Например, генотип гетерозиготы АаВв (известно, что доминантные гены А и В расположены в одной хромосоме, а рецессивные а и в - в другой) записывается так:
ав В этом случае самка образует 2 типа гамет: АВ, ав в равных количественных соотношениях (по 50%).
Р: $ ДВ х S аавв
ав
Гаметы: ав,АВ ав
F]: АаВв, аавв
50% 50%
3. Частично сцепленное наследование. Наблюдается, когда гомологические хромосомы во время мейоза обмениваются идентичными участками, где находятся аллельные гены Этот процесс получил название кроссинговера.
При наличии кроссинговера между хромосомами у особи АВ образуются
не два, а четыре типа гамет: ав
Некроссоверные гаметы АВ и ав
Кроссоверные гаметы Ав и аВ
Исследования Т. Моргана показали, что частота кроссинговера прямо пропорциональна расстоянию между генами в одной хромосоме. За единицу расстояния между генами в хромосоме принята 1 морганида, которая соответствует 1% кроссинговера.
Некроссоверных гамет всегда больше, чем кроссоверных. Количество кроссоверных гамет зависит от расстояния между генами.
Например, если расстояние между генами равно 10 морганидам, это значит, что кроссинговер составляет 10%, и кроссоверных гамет образуется 10%, а некроссоверных - 90%. Организмы, которые возникают при слиянии кроссоверных гамет, называются кроссоверами или рекомбинантами, а те, которые образуются из некроссоверных гамет - некроссоверами или нерекомбинантами.
Основные положения хромосомной теори и наследственности
1. Гены находятся в хромосомах. Каждая хромосома представляет собой группу сцепления генов. Число групп сцепления у каждого вида равно гаплоидному числу хромосом.
2. 
Каждый ген в хромосоме занимает определенное место - локус. Гены в хромосомах расположены линейно.
3. Между гомологичными хромосомами может происходить обмен аллельными генами (кроссинговер).
4. Расстояние между генами в хромосоме прямо пропорционально проценту кроссинговера между ними и измеряется в морганидах. 1 морганида равна 1 % кроссинговера.
Лексико-грамматические задания:
что равняется чему равно
Задание №1. Напишите предложения, раскрывая скобки.
1. У каждого вида организмов число групп сцепления равняется {число пар хромосом).
2. Число групп сцепления у каждого вида равно (гаплоидное число хромосом).
Задание №2. Подберите конец для каждой из фраз.
1.Полностью сцепленное 1.... хромосомы во время мейоза при
наследование наблюдается, коньюгации,обмениваются
когда... идентичными участками.
2. Частично сцепленное 2.... гены расположены очень близко
наследование наблюдается, и между ними не происходит
когда... кроссинговер.
3.Независимое наследование 3.... гены, находящиеся в одной
наблюдается, когда... хромосоме, находятся на расстоянии 50
морганид и более в одной хромосоме или в разных негомологичных хромосомах.
Задание №3. Ответьте на вопросы.
1. Как записывается генотип гетерозиготы АаВв, если известно, что доминантные гены расположены в одной хромосоме, а рецессивные -в другой?
2. Какие типы гамет образуются при наличии кроссинговера?
3. Какие типы гамет образует дигетерозигота АаВв?
образуется в каких соотношениях составляет сколько процентов соответствует скольким процентам
Задание №4. Прочитайте фразы, раскрывая скобки.
1. Если кроссинговер составляет (10%), то и кроссоверных гамет будет (10%), некроссоверных - (90%).
2. АаВв образует 2 типа гамет АВ и ав (равные количественные соотношения).
3. За единицу расстояния между гаметами в хромосоме принята 1 морганида, которая соответствует (1% кроссинговер).
Задание №5. Расскажите об основных положениях хромосомной теории наследственности, опираясь на вопросы.
1) где находятся гены?
2) что представляет собой каждая хромосома?
3) чему равно число групп сцепления?
4) какое место занимает каждый ген?
5) как расположены гены в хромосомах?
6) какой обмен происходит между гомологичными хромосомами?
7) каково расстояние между генами в хромосомах?
Решение типовых задач
1. Какие гаметы и в каком соотношении образует дигетерозигота (АаВв), если гены А и В локализованные в одной паре гомологичных хромосом и расстояние между ними составляет 20 морганид?
Решение:
Напишем генотип дигетерозиготы на хромосомах, принимая во внимание взаимную локализацию генов: АВ
ав По условию задачи, расстояние между генами А и В равно 20 морганидам, что означает нарушение группы сцепления в результате кроссинговера, причем кроссинговер отмечается в 20% случаев. Значит, у данной дигетерозиготы ДВ образуется 20% кроссоверных гамет, ав
Дигетерозигота ДВ образует 4 сорта гамет
ав Общее количество гамет - 100%.
Тогда, некроссоверные гаметы составляют (100% - 20%) =80%.
АВ - 40%, ав - 40%.
2 сорта некроссоверных гамет: АВ, ав
40% 40%
2 сорта кроссоверных гамет: Ав, аВ
10% 10%
1. Какие типы кроссоверных и некроссоверных гамет и в каком
соотношении образуют дигетерозиготы, которые имеют такие генотипы:
а) Дв б) ДВ - расстояние между генами составляет 10 морганид? аВ ав
Ответ:
а) некроссоверные гаметы Ав - 45%; аВ - 45%
кроссоверные гаметы АВ - 5%; ав - 5%.
б) некроссоверные гаметы АВ - 45%; ав - 45%
кроссоверные гаметы аВ - 5%; Ав - 5%.
2. Гены В и с и в и С сцепленные и находятся в гомологичных
хромосомах. Расстояние между генами Вис равно 12 морганидам. Запишите
соответствующий генотип дигетерозиготы. Какие типы гамег и в каком
процентном соотношении образует дигетерозигота?
Ответ:
генотип дигетерозиготы Ее
вС
Гаметы: некроссоверные Вс и вС - по 44%,
кроссоверные ВС и вс - по 6%.
З.Гены А и В локализованы в одной хромосоме и расстояние между генами меньше 1 морганиды, т.е. наблюдается полное сцепление, это значит, что кроссинговер между гомологичными хромосомами не происходит. Какие типы гамет и в каком процентном соотношении образуются у дигетерозиготы (АаВв)?
Ответ: так как гены полностью сцеплены, то дигетерозигота (АаВв) образует только 2 сорта гамет (АВ и ав) -по 50%.
Тема 7. Доказательства генетической роли
нуклеиновых кислот. Материальный субстрат
наследственности и изменчивости, уровни его
организации
Жизнь, как особое явление, характеризуется продолжительностью существования во времени, в основе которой лежит способность живых систем к самовоспроизведению. Непрерывность существования обусловлена фундаментальными свойствами живого: наследственностью и изменчивостью.
В 60-х годах XIX века Г.Мендель высказал впервые предположение о дискретной организации наследственного материала, т.е. он представлен отдельными наследственными задатками, отвечающими за развитие определённых признаков организма. В 1909 г. В.Иогансен назвал «наследственные задатки» генами.
В первой половине XX века учёные высказали предположение о роли белков как субстрата наследственности и изменчивости. Доказательства генетической роли нуклеиновых кислот(а именно ДНК) были получены в ряде опытов на микроорганизмах на примере явления трансформации и транедукции.
1. Трансформация (лат. ^гага/опиш'о-превращаю) - изменение некоторых свойств у бактерий под влиянием чужеродной ДНК, полученной от других бактерий. Явление трансформации было открыто в опытах английского микробиолога Гриффитса (1928 г.). В дальнейшем, химическая природа вещества, трансформирующего наследственные свойства бактерий, была установлена О.Эйвери в 1944 году.
Гриффите работал с двумя штаммами, пневмококков: вирулентным (вызывающей заболевание) и имеющим капсулу, и невирулентным,
бескапсульным. Гриффите вводил мышам обе формы, надеясь повысить иммунитет у экспериментальных животных. Результаты опытов отражены в таблице:
| № | В какой форме введён | Действие на експериментальных |
| п/п | пневмококк | мышеи |
| 1. | Живой бескапсульный | Выживают |
| 2. | Живой капсульный | Гибнут |
| 3. | Убитыйнагреванием (t =100° С) | Выживают |
| Капсульный | ||
| 4. | Капсульный, убитый нагреванием +живой бескапсульный | Гибнут |
При вскрытии мышей из группы №4 были обнаружены живые капсульные штаммы пневмококков. На основании этих опытов Гриффите пришёл к выводу, что от убитых капсульных пневмококков передаётся фактор, который приводит к трансформации бескапсульных бактерий в капсульные. Впоследствии доказано, что это были участки ДНК, содержащие информацию о синтезе белковой капсулы,
2. Трансдукция (лат. transduklio - перемещение) - состоит в том, что вирусы, покидая клетку, в которой они паразитировали, могут захватывать с собой участок ДНК клетки-хозяина и, попадая в другую клетку, передают им свойства клетки-предшественницы. Это явление было обнаружено время опытов по заражению бактерий (кишечной палочки) вирусами (бактериофагами). В дальнейшем усилия учёных были направлены на изучение свойств и строения нуклеиновых кислот, составляющих основу их генетических функций.
В 1953 году Уотсоном и Ф.Криком была открыта пространственная модель ДНК, в 60-х годах работами М.Ниренберга, С.Очоа, Х.Кораны и др. была воспроизведена полная расшифровка генетического кода, установлено соответствие триплетов нуклеотидов в молекуле нуклеиновых кислот определённым аминокислотам. Таким образом, экспериментально было доказано, что материальным субстратом наследственности и изменчивости являются нуклеиновые кислоты.
Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) - это биополимеры, мономерами которых являются мононуклеотиды. Один мононуклеотид состоит из трех структурных компонентов:
- углевод (пентоза - дезоксирибоза или рибоза);
- азотистое основание (аденин, гуанин, цитозин и тимин, в молекуле РНК вместо тимина - урацил);
- остаток фосфорной кислоты.
Отличаются ДНК и РНК как по структурной организации, так и по функциям.
Молекула ДНК характеризуется первичной, вторичной и третичной структурной организацией в пространстве, а молекуа РНК характеризуется только первичной, вторичной структурой
Строение и функции РНК.
В отличие от молекулы ДНК, РНК представлена линейной слабоспирализованой структурой.
В зависимости от выполняемых функций выделяют следующие типы РНК:
а) информационная, или матричная (иРНК)
б) транспортная (тРНК)
в) рибосомальная (рРНК).
а) иРНК является копией участка ДНК, содержащего информацию о
первичной структуре белка, переносит информацию с ДНК к месту синтеза
белка к рибосомам.
б) тРНК участвует в транспорте аминокислот к рибосомам во время
синтеза белка, (рис. 1)
в) рРНК образует скелет рибосом. Играет вспомогательную роль при
сборке белка на рибосомах.
Рис. 1 Схема строения транспортной РНК:
1 - 4 участки, в которых комплементарные нуклеотиды соединяются с помощью водородных связей;
5 -антикодон;
6 - участок для присоединения аминокислоты.
I. Первичн а я структура молекулы ДНК представляет собой линейную
последовательность нуклеотидов, связанных между собой фосфодиефирными
связями.
II. Вторичная структура - структура ДНК подчиняется правилам
Чаргаффа: сумма пуриновых оснований равна сумме пиримидинових
оснований, количественное содержание аденшу равно количественному
содержанию тимина (А=Т), а гуанина - содержанию цитозина (Г=Ц)
соответственно.
Меняется только сумма А+Т и Г+Ц. В случае, если А+Т >Г+Ц, то у таких организмов присутствует АТ-тип ДНК; если Г+Ц>А+Т, то - ГЦ-тип ДНК). Вторичная структура ДНК представлена двумя комплементарными антипараллельными спиральными цепочками, между азотистыми основаниями которых образуются водородные связи (аденином и тимином 2, гуанином и цитозином - 3).Спираль ДНК регулярна, диаметр спирали составляет 2 нм, длина шага 3,4 нм, в каждый виток входит 10 пар нуклеотидов, расстояние между двумя соседними нуклеотидами составляет 0,34 нм.
III. Третичная структура. Представляет собой дополнительную
спирализацию молекулы ДНК в пространстве в комплексе с белками-гистонами
при образовании таких структур, как хромосомы (рис.2).
Рис. 2 Пространственная организация молекулы ДНК
Рис. 3 Роль ДНК в образовании хроматина
Таким образом, молекула ДНК представлена длинной (10 мм и больше), тонкой, накрученой на нуклеосомы структурой.
ДНК является стабильной благодаря водородным связям и практически не повреждается физическими и химическими факторами, что обеспечивает стабильность и постоянство генетической информации. Комплекс ДНК и белков представляет собой такую структуру, как хроматин (рис. 3).
Свойства ДНК:
а) репликация (берет участие в передаче наследственной информации при
делении дочерним клеткам в результате самоудвоения)
б) хранение и реализация генетической информации (в результате
транскрипции и трансляции)
в) репарация (способность к самообновлению в результе возникновения
ошибок при репликации)
Репликация - одно из уникальных свойств молекулы ДНК, которое состоит в способности к самоудвоению перед делением клеки. Репликация происходит в ядре клетки во время S-фазы клеточного цикла.
Условия, необходимые для начала репликации:
а) разкручивание двойной спирали ДНК при действии расплетающих
белков-ферментов. Образование репликативной вилки (рис. 4)
б) наличие строительного материала в виде дАТФ, дЦТФ, дТТФ, дГТФ
в) наличие ферментов синтезирующих дочерние молекулы ДНК (ДНК-
полимеразы)
г) синтез участка олигорибонуклеотида (праймера).
Рис.4 Репликация ДНК. Схема образования репликативной вилки.
Установлено, что репликация ДНК происходит по принципу комплементарное™, полуконсервативно, то есть в дочерних молекулах ДНК одна цепочка является материнской (матрицей), а другая (дочерняя)- заново синтезированная, что уменьшает риск ошибки при репликации.
Лексико-грамматические задания:
высказать предположение о чём
явление было отк рыто в опытах на чём
во время опытов по чему пришёл к выводу, что... доказал доказательства был и получены в результате опытов на чём
в ряде опытов на чём исследования доказали, что... изучение показало, что... усилия учёных были направлены на то, что бы установил (было установлено), что...
В 60-х годах XIX века Г.Мендель высказал первые предположения об организации наследственного материала и пришёл к выводу, что он дискретный. В дальнейшем было установлено, что гены локализуются в хромосомах и образуют группу сцепления.
Изучение химического состава хромосом показало, что эти структуры состоят из белков и нуклеиновых кислот.
Доказательства генетической роль ДНК были получены в ряде опытов на микроорганизмах в явлениях трансформации и транедукции. Явление трансформации было открыто во время опытов по заражению бактерий вирусами. В дальнейшем усилия учёных были направлены на изучение свойств и строения нуклеиновых кислот.
Исследования, направленные на выяснение химической природы наследственного материала, доказали, что материальным субстратом наследственности и изменчивости являются нуклеиновые кислоты.
Задание №1. Используйте краткие формы причастий в правильной форме. Обратите внимание на упражнение.
1. Непрерывность существования {обусловлен) фундаментальными свойствами живого.
2. Наследственный материал является дискретным, т.е. он {представлен) отдельными наследственными задатками.
3. Явление трансформации {открыт) в опытах английского микробиолога Гриффитса (1928г.)
4. При вскрытии мышей из группы №4 {обнаружен) живые капсульные штаммы пневмонии.
5. В 1909 году «наследственные задатки» Менделя {назван) генами.
Задание №2. Напишите предложения, используя данные глаголы в активной или пассивной форме.
| 1. | В 1944 году О.Эйвери... химическую природу | установить |
| вещества. Химическая природа вещества... О.Эйвери в 1944 году. В 60-х годах работами С.Очоа, Х.Корана... соответствие триплетов нуклеотидов в молекуле нуклеиновых кислот отдельным аминокислотам. | установлен | |
| 2. | В 1953 году Уотсоном и Ф.Криком | открыть |
| пространственная модель ДНК. Явление трансформации... во время проведения опытов по заражению бактерий вирусами. | открыт | |
| 3. | В 60-х годах работами М.Ниренберга, С.Очоа и др.... | воспроизвести |
| полная расшифровка генетического кода. | воспроизведен | |
| 4. | Две полинуклеотидные цепи... водородные связи. | образовывать |
| Между аденином и тимином... две водородные связи, а цитозином и гуанином... три. | образован | |
| 5. | В 1909 году В.Иогансен... «наследственные задатки» | называть |
| генами. Участок ДНК... геном. | назван |
Заданнс№3. Из двух простых предложений составьте сложное с придаточным определительным.
1. Жизнь как особое явление характеризуется продолжительностью существования во времени, В основе жизни лежит способность живых систем к самовоспроизведению.
2. Материальным субстратом наследственности и изменчивости являются нуклеиновые кислоты - полимеры. Мономером этих биополимеров являются мононуклеотиды из трёх компонентов (углевода, азотистого основания и остатка фосфорной кислоты).
3. Участок ДНК называется геном. В этом участке в определённой последовательности нуклеотидов зашифрована информация о первичной структуре белковой молекулы.
4. Перенос участка ДНК мог осуществиться только с помощью бактериофага.
5. В дальнейшем усилия учёных были направлены на изучение свойств и строения нуклеиновых кислот. Эти свойства составляют основу генетической роли нуклеиновых кислот.
Задание №4. Замените сложные предложения с придаточным определительным простыми с причастным оборотом.
1. Наследственный материал представлен (по Менделю) отдельными наследственными задатками, которые отвечают за развитие определённых признаков.
2. Трансформация - это изменение некоторых свойств у одних бактерий под влиянием материала, который получили от других бактерий.
3. В 1944 году О.Эйвери была установлена химическая природа вещества, которая трансформирует наследственные свойства бактерий.
4. Гриффите работал с двумя штаммами пневмококков: вирулентным, который имеет капсулу, и невирулентным, который является бескапсульным.
5. Исследования, которые были направлены на выяснение химической
природы наследственного материала, доказали роль ДНК в передаче
наследственных свойств.
Задание №5. Закончите предложения, используя данную информацию:
1. Мендель (высказал мысль) 1....белки являются субстратом
пришёл к выводу, что... наследственности и изменчивости.
2. Благодаря хромосомной теории 2....гены локализуются в
Менделя было установлено, что... хромосомах и образуют группу
сцепления.
3. В первой половине XX века
учёные высказали предположение о 3....наследственный материал
том, что... является дискретным.
4. Исследования, направленные на 4....от убитых капсульных
выяснение химической природы пневмококков передаётся
наследственного материала доказали, трансформирующий фактор к живым
что бескапсульным.
5. На основании своих опытов 5....материальным субстратам
Гриффите пришёл к выводу, что... наследственности и изменчивости
являются нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК).
Задание №6. Прочитайте последний абзац текста и расскажите о сходстве и различии ДНК и РНК.
