2020-05-11
1636
в) Студенты знакомятся с генетическим значением мейоза и описывают его.
Процесс разделения хромосом происходит таким образом: зигота имеет диплоидный набор (2п) хромосом, полученный от отцовской и материнской особи (по + по = 2п). В результате редукционного деления две образовавшиеся клетки имеют гаплоидный набор хромосом, после этого они делятся по типу митоза (эквационное деление) и в результате образуются четыре гаметы, каждая из которых содержит гаплоидный (п) набор хромосом.
Таким образом, генетическое значение мейоза сводится к трём основным положениям:
1. Мейоз обеспечивает видовое постоянство хромосом.
2. Мейоз обеспечивает генетическую разнородность гамет, благодаря случайной перекомбинации материнских и отцовских хромосом.
3.Мейоз вызывает образование хромосом нового генетического состава, благодаря обмену участками гомологических (парных) материнских и отцовских хромосом.
ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ ПРИ
МОНОГИБРИДНОМ СКРЕЩИВАНИИ
Цель занятий: изучить основные закономерности наследования признаков у гибридов первого (F1) и второго (F2) поколений при моногибридном скрещивании.
Задачи: дать определение моногибридному скрещиванию; знать правила записи скрещиваний при генетическом анализе и его суть; изучить законы (1-й и 2-й) Г. Менделя и уметь определять теоретически ожидаемый характер расщепления признаков у гибридов; ознакомиться с другими видами скрещиваний.
Материалы и оборудование: плакат-схема расщепления признаков при моногибридном скрещивании, таблица распределения гомологичных хромосом при моногибридном скрещивании, литература.
5.1 Моногибридное скрещивание и генетический
(гибридологический) метод
Ход работы:
а) Студенты дают определение моногибридному скрещиванию и описывают правила записи скрещиваний при генетическом анализе.
Скрещивание особей, имеющих различие по одной паре признаков, называется моногибридным скрещиванием. Селекционеру необходимо прогнозировать получение признаков у гибридного потомства в первом и последующих поколениях, поэтому надо знать закономерности наследования их по потомству.
При скрещивании растений и генетическом анализе гибридных потомств приняты следующие правила записи: родительские особи обозначаются латинской буквой P (от латинского Parents – родители), женский пол – знаком ♀, мужской - ♂, скрещивание – х, гибридное поколение буквой F (от латинского Filiflus – сыновний) с соответствующими цифровыми индексами (F1 – первое, F2 –второе, F3 – третье поколение и т.д.).
б) Студенты дают определения понятиям аллель, генотип, фенотип, гены доминантные и рецессивные (их формулы), организмы гомо-и гетерозиготные (их формулы) и изучают суть метода генетического (гибридологического) анализа закономерностей.
За развитие каждого признака отвечает определённый ген, который существует в нескольких различных формах, называемых аллелями. Аллели занимают одинаковое положение в хромосомах данной пары и участвуют в одних и тех же процессах, но различаются своими действиями.
Гены, которые несёт организм, составляют его генотип. Генотипы можно записывать в виде формул, если обозначать гены буквами.
Признак одного из родителей, который проявляется у гибридов первого поколения, называется доминантным (dominantis – господствующий, подавляющий), а признак не проявляющийся – рецессивным (от латинского recessiyis – отсутствующий, подавляемый). Подавление у гибридных организмов одних признаков другими получило название доминирования. Доминантный аллель принято обозначать (А), а рецессивный - (а).
В соответствие с наличием у гибридов доминантных и рецессивных признаков стали различать растения гомозиготные, содержащие два доминантных (АА) (от греческого homos – одинаковый и зигота) или два рецессивных (аа) признака; а организмы, содержащие разные гены данной аллельной пары (Аа) называют гетерозиготными (от греческого словаqeteros - различный).
Генотип характеризуется наличием определённых генов в организме, а внешнее проявление признаков внешней среды, есть фенотип.
Генетический (гибридологический) метод анализа закономерностей в изучении наследственности впервые применён Г.Менделем (1865 г.). Суть этого метода состоит в количественном учёте гибридных растений с применением индивидуального анализа признаков в потомстве от каждого материнского растения в ряду поколений.
На примере скрещивания исходных родительских пар гороха с красными и белыми цветками было получено потомство, которое в F1 имело только красные цветки. Второе гибридное поколение (F2), полученное из семян первого, не было сходно между собой, а имело как красные, так и белые цветки, т.е.
Родительские формы (P)♀ АА х ♂ аа
красноцветковые белоцветковые
Гаметы А а
Первое поколение (F1) Аа
красноцветковые белоцветковые
Гаметы А, а аа
Второе поколение (F2)АА, Аа, Аааа
красноцветковые белоцветковые
Многолетние опыты показали, что гомозиготные особи дают потомство однородное, а гетерозиготные – разнородное, причем расщепление гетерозиготных особей происходит в определенном количественном соотношении.
Законы Г. Менделя
в) Студенты изучают законы Г.Менделя на основании приведенных данных, которые показывают, что гибриды F1 в соответствии с правилом единообразия все красноцветковые, но они образуют и яйцеклктки и спермии двух типов А и а.
При оплодотворении на основе равновероятного сочетания двух типов гамет получается три типа зигот: АА, Аа и аа. Красная окраска цветков доминирует над белой, поэтому в F2 происходит расщепление в отношении 3 красноцветковых: 1 белоцветковое растение. Белоцветковые растения в F2 при дальнейшем размножении будут давать только белоцветковое потомство. Все они оказываются одинаковыми по фенотипу и по своей структуре (генотипу). Во время мейоза у гибридного растения F1 материнские хромосомы, несущие доминантный ген, и отцовские хромосомы, несущие рецессивный ген, расходятся в дочерние клетки независимо друг от друга, и поэтому при случайном соединении гамет во время оплодотворения образуется три типа зигот. Половина из них будет гибридной, ¼ воспроизведёт материнский тип и ¼ - отцовский. Красноцветковые растения F2 одинаковые по фенотипу, но различные по генотипу: 1/3 их имеет два одинаковых доминантных гена (АА), 2/3 – по одному доминантному и рецессивному гену (Аа).
Гомозиготные особи (АА, аа) при размножении не дают расщепление в последующих поколениях, гетерозиготные формы (Аа) продолжают расщепляться.
На основании вышеизложенного студенты зарисовывают порядок размножения гомо- и гетерозиготных форм в соответствии с рисунком 9.
Р Р
♀ F1 ♂
F2
| F3 |
| F4 |
Рисунок 9 – Размножение гомозиготных и гетерозиготных форм
при моногибридном скрещивании
Из данной схемы видно, что при полном доминировании число классов гибридных организмов F2 по фенотипу и генотипу не совпадает т.к. при моногибридном скрещивании по фенотипу выделяется два класса: красноцветковые и белоцветковые особи, а по генотипу – три класса в отношении 1: 2: 1 (особи с генетической структурой АА, Аа, аа).
Зная порядок размножения особей, студенты описывают поведение гомологичных хромосом при моногибридном скрещивании в соответствии с таблицей 5.
Таблица 5. Поведение пары гомологичных хромосом при моногибридномскрещивании
| Гаметы |
А |
а | ♂ ♀ |
А |
А |
| ♂ ♀ ♀ | |||||
| А F2 а | АА аА | аа аа | А F1 А | аа аа | Аа Аа |
Из таблицы видно, что генотип в F2 имеет ¼ часть особей гомозиготных с доминантным признаком и ½ (2/4) гетерозиготных особей, имеющих в генах и доминантный и рецессивный признаки.
Установленные Г. Менделем закономерности позволили сформировать два первых его закона:
Первый закон – закон доминирования или единообразия гибридов первого поколения.
Второй закон – закон определённого количественного расщепления гибридов второго поколения. Количественное расщепление по фенотипу при моногибридном скрещивании в F2 3: 1, а по генотипу 1: 2: 1.
