Раздел 3. Основы генетики и селекции

Тема 4. Закономерности наследственности.

Лекция №18. Законы Г. Менделя.

Цель: формировать знания о генетики, изучить законы Г. Менделя.

Задачи: раскрыть основные понятия генетики; владеть основополагающими понятиями и представлениями о живой природе, ее уровневой организации и эволюции; уверенное пользование биологической терминологией и символикой; формировать ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии для совершенствования профессиональной деятельности.

План:

1.Основные термины и символы генетики.

2.Законы Менделя.

 

1.Основные термины и символы генетики:

Наследственность – свойство организмов предавать свои признаки и свойства из поколения в поколение.

Изменчивость – свойство организма приобретать новее признаки и свойства под воздействием различных факторов.

Половые клетки - гаметы при (половом размножении, соматические клетки (при бесполом).

Фенотоп – совокупность всех внешних и внутренних признаков организма. Генотип – совокупность генов организма.

Гибридологический метод исследования (22 сорта гороха, 8 лет)

Моногибридное скрещивание - скрещивание родительских особей, отличающихся по одному признаку

Доминантный признак (А) - преобладающий;

Рецессивный (а) - подавляемый.

Символы, принятые в традиционной генетике:

♀ женский организм

♂ мужской организм

× знак скрещивания

P родительские организмы

F1, F2 дочерние организмы первого и второго поколения

А, В, С... гены, кодирующие доминантные признаки

а, b, с... аллельные им гены, кодирующие рецессивные признаки АА, ВВ, СС

генотипы особей, моногомозиготных по доминантному признаку Аа, Вb, Сс

генотипы моногетерозиготных особей аа, bb, сс...

генотипы рецессивных особей АаВb, AaBbCc

генотипы ди- и тригетерозигот А B, CD a b cd

генотипы дигетерозигот в хромосомной форме при независимом и сцепленном наследовании А, а, АВ, cd Гаметы

Гомозиготными (АА) являются представители «чистых линий», организмы, все предки которых несли тот же признак; особи, оба родителя которых были гомозиготными по этому признаку, и в потомстве которых (F1) не наблюдается расщепление.

Гетерозиготыми (Аа), являются организмы, у которых один из родителей или потомков несет рецессивный признак, или если в его потомстве наблюдается расщепление

Анализирующее скрещивание. Не всегда по фенотипу можно определить генотип организма. Для определения генотипа проводят анализирующее скрещивание – скрещивание с особью, гомозиготной по рецессивному признаку. АА х аа = 100% (желтые) Аа х аа = 50% Аа (жёлтые); 50% аа (зелёные).

Неполное доминирование - промежуточное проявление признака (ночная красавица) АА – красные х аа – белые F1 Аа – розовые F2 АА: Аа: аа = 1: 2: 1

Законы Г. Менделя

1. Закон единообразия гибридов первого поколения F1 – I закон Г. Менделя. При скрещивании двух гомозиготных организмов, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков, все первое поколение гибридов окажется единообразным и будет нести признак одного родителя.

2.Закон расщепления признаков гибридов F2 – II закон Г. Менделя. При скрещивании двух геторозиготных потомков первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление в числовом отношении по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1 Явление, при котором часть гибридов второго поколения несёт доминантный признак, а часть - рецессивный называют расщеплением

Закон чистоты гамет (объясняет явление расщепления): Наследственные факторы при образовании гибридов не смешиваются, а сохраняются в неизменном виде. Гипотеза чистоты гамет в решении задачи.

1. Желтый горох с 2-мя доминантными зеленый горох с 2-мя рецессивными генами желтой окраски генами зеленой окраски (он чист по признаку – цвет в генотипе только желтый)

2. Гены в гаметах P: АА x аа А а В диплоидных клетках присутствуют две аллели; в одной гамете две аллели не находиться не могут. Аа

3. Зиготы из таких гамет в F1 4. Окраска: все желтые, т.к ген доминантный – желтый; но в генотипе есть и зеленый, он подавляется; мы видим соблюдение правил единообразия гибридов F1.

4. Окраска: все желтые, т.к. ген доминантный – желтый; но в генотипе есть и зеленый, он подавляется; мы видим соблюдение правил единообразия гибридов F1. Второе поколение F2 1. Желтый горох F1 – 2. Гены в разных гаметах: созревают два сорта разных гамет и; гаметы «чисты» (либо желтые, либо зеленые, т.е. гаметы не гибридные). 3. В результате оплодотворения из этих гамет образуются 4 типа зигот. 4. Окраска этих семян (фенотип – внешнее проявление генотипа).

5. Генотип семян III закон Менделя. При скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях.

Дигибридное скрещивание – это два моногибридных скрещивания, идущих независимо. Две пары признаков, которые объединены в F1 (ABab) в F2 разделяются и ведут себя независимо от других признаков. Дигибридное скрещивание (гены разных признаков лежат в разных хромосомах).

Законы Моргана - исключение 3 закона Менделя. Не для всех генов характерно независимое распределение в потомстве и свободное комбинирование.

Каждая хромосома несет не один ген, а целую группу генов, отвечающих за развитие разных признаков. Т. Морган скрещивал мушку дрозофилу с серым телом и нормальными крыльями с мущкой, имеющей тёмную окраску тела и зачаточные крылья. В 1 поколении получались гибриды с серым телом и нормальными крыльями (ген серой окраски тела и нормальными крыльями – доминирует). При проведении скрещивания самки полученной в F1 с самцом с рецессивными признаками теоретически ожидалось получить потомство с комбинациями признаков – 1:1:1:1. Но в потомстве преобладали особи с признаками родительских форм (41,5% - серые длиннокрылые и 41,5% - черные с зачаточными крыльями), и лишь незначительная часть мушек имела перекомбинированные признаки (8,5% - черные длиннокрылые и 8,5 % - серые с зачаточными крыльями).

Вывод: гены, обуславливающие развитие серой окраски тела и длинных крыльев, локализованы в одной хромосоме, а черной окраски и зачаточных крыльев – в другой. Данное явление Морган назвал – сцеплением. Гены локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно и образуют одну группу сцепления. (явление перекомбинирования объясняется процессом кроссинговера в первом мейотическом делении, но так как кроссинговер происходит не во всех гаметах, происходит нарушение числового соотношения – 1:1:1:1) Генетика пола. У человека 46 хромосом, из них 44 – аутосомы и 2 половые хромосомы. Хромосомный набор мужчины – 46ху, женщины – 46хх. Наследование признаков, гены которых локализованы в х, или у – хромосомах, называют наследованием, сцепленным с полом (Т.Х. Морган). х – хромосома содержит ряд генов, определяющие развитие тяжёлых аномалией (гемофелия, дальтонизм). Эти аномалии встречаются у мужчин, но носителями являются женщины. У мужчин эти гены гемизиготны, их рецессивные аллели вызывают заболевания: ХhY – мужчина больной гемофелией; ХdY – дальтоник 32

У человека, лишь некоторые гены, не являющиеся жизненно важными, находятся в у – хромосоме. Эти гены наследуются только от отца к сыну. Например – наследование окраски у кошек в Х хромосоме. Черная окраска определяется аллелем гена В в Х хромосоме – Х в Х в, рыжая - аллелем – b– Х b Х b. Если встречаются аллели В и b - Х в Х b – то окраска шерсти у кошки будет черепаховой. Генотип черного кота - Х вУ, рыжего - Х bУ. Трёхцветный кот может быть только с синдромом Клайнфельтера, с трисомией по Х – хромосоме - Х в Хb у, в этом случае кот – бесплоден.

Вопросы для самоконтроля:

1.Почему Г.Мендель выбрал для исследования именно горох?

2.Какие организмы называются гомозиготными по какому-либо признаку?

3.В чём отличие двух понятий: фенотип и генотип?

4.Какое практическое значение может иметь изучение видов доминирование?