Условия прохождения онтогенеза и формирование признаков и свойств организма

Онтогенез, или индивидуальное развитие организма, осуществляется на основе наследственной программы, получаемой через вступившие в оплодотворение половые клетки родителей. При бесполом размножении эта программа заключена в неспециализированных клетках единственного родителя, дающего потомство. В ходе реализации наследственной информации в процессе онтогенеза у организма формируются видовые и индивидуальные морфологические, физиологические и биохимические свойства, иными словами — фенотип.

Фенотип каждого организма формируется под влиянием генотипа и условий среды. Те различия, которые зависят только от условий среды, называют модификациями.

В процессе развития организм закономерно меняет свои характеристики, оставаясь тем не менее целостной системой. Поэтому под фенотипом надо понимать совокупность свойств на всем протяжении индивидуального развития, на каждом этапе которого существуют свои особенности.

Ведущая роль в формировании фенотипа принадлежит наследственной информации, заключенной в генотипе организма. При этом простые признаки развиваются как результат определенного типа взаимодействия соответствующих аллельных генов. Вместе с тем существенное влияние на их формирование оказывает вся система генотипа. Формирование сложных признаков осуществляется в результате разнообразных взаимодействий неаллельных генов непосредственно в генотипе либо контролируемых ими продуктов. Стартовая программа индивидуального развития зиготы содержит также так называемую пространственную информацию, определяющую передне-задние и спинно-брюшные (дорзовентральные) координаты для развития структур.

Наряду с этим результат реализации наследственной программы, заключенной в генотипе особи, в значительной мере зависит от условий, в которых осуществляется этот процесс. Факторы внешней по отношению к генотипу среды могут способствовать или препятствовать фенотипическому проявлению генетической информации, усиливать или ослаблять степень такого проявления.

Роль негенетических факторов-эффекторов в регуляции экспрессии генов. Уже на стадии транскрипции контроль экспрессии отдельных генов осуществляется путем взаимодействия генетических и негенетических факторов. Следовательно, даже в формировании элементарных признаков организма — полипептидов — принимают участие генотип как система взаимодействующих генов и среда, в которой он реализуется.

В генетике индивидуального развития среда представляет собой сложное понятие. С одной стороны, это непосредственное окружение, в котором осуществляют свои функции отдельные гены и генотип в целом. Оно образовано всей совокупностью факторов внутренней среды организма: клеточное содержимое (исключая ДНК), характер прямых межклеточных взаимодействий, биологически активные вещества (гормоны). Совокупность внутриорганизменных факторов, влияющих на реализацию наследственной программы, обозначают как среду 1-го порядка. Особенно большое влияние на функцию генотипа факторы этой среды оказывают в период активных формообразовательных процессов, прежде всего в эмбриогенезе. С другой стороны, выделяют понятие окружающей среды, или среды 2-го порядка, как совокупности внешних по отношению к организму факторов.

5 Скрещиваются две линии норок бежевой и серой окрасок. У гибридов F₁ – коричневая окраска меха, в F₂ наблюдается расщепление: 14 серых, 46 коричневых, 5 кремовых, 16 бежевых норок. Как наследуются эти окраски?

Бежевая – А

Серая – B

Коричневая – АВ

Кремовая – ав

Р ♀ ААвв × ♂ааBB

бежев.сер.

G: Ав аB

↓

F₁

	аB
Ав	АаВв – коричневая

Р♀ АаBв × ♂ АаBв

коричневые

G: АB аB Aв aв АB аB Aв aв

↓

F₂ 46 коричневых 14 серых 16 бежевых 5 кремовых

	АB	аB	Aв	aв
АB	ААВВ – корич.	АаВВ – корич.	ААВв – корич.	АаВв – корич.
аB	АаВВ – корич.	ааВВ – сер.	АаВв – корич.	ааВв – сер.
Aв	ААВв – корич.	АаВв – корич.	ААвв – беж.	Аавв – беж.
aв	АаВв – корич.	ааВв – сер.	Аавв – беж.	аавв – крем.

Окраски наследуются следующим образом: присутствие в генотипе двух доминантных генов А и В дает коричневую окраску; доминантный ген А дает бежевую окраску; доминантный ген В дает серую окраску; гомозиготное состояние рецессивных обоих генов (ав) дает кремовую окраску.

У тыквы белая окраска плодов доминирует над окрашенной, дисковидная форма – над сферической. Растение тыквы с белыми дисковидными плодами, скрещено с растением с белыми шаровидными, дало 38 растений с белыми дисковидными, 36 с белыми сферическими, 13 с желтыми дисковидными и 12 с желтыми сферическими плодами. Определить генотипы родительских растений.

Белая – А

Желтая – а

Дисковидная – B

Сферическая – в

Р ♂ АаВв × ♀ Аавв

бел. дисковид. бел. сфер.

G: АВ Aв aB aв Aв aв

↓

F₁ 38 бел. дисков. 36 бел. сфер. 13 желт. дисков. 12 желт. сфер.

	АВ	Aв	aB	aв
Aв	ААВв – бел. диск.	ААвв – бел. сфер.	АаВв – бел. диск.	Аавв – бел. сфер.
aв	АаВв – бел. диск.	Аавв – бел. сфер.	ааВв – желт. диск.	аавв – желт. сфер.

Генотипы родительских растений – АаВв и Аавв. Так как в F₁ имеются растения с желтыми шаровидными плодами, т.е. гомозиготные по рецессивным генам, то генотипы обоих родителей должны содержать рецессивные гены. Известно, что одно родительское растение с белыми дисковидными плодами, значит, в его генотипе содержатся оба гена в гетерозиготном состоянии. Второе родительское растение с белыми сферическими плодами, следовательно, ген в находится в гомозиготном рецессивном состоянии, ген А – в гетерозиготном (Аа).

У кур ген F, отвечающий за гороховидный гребень, локализован в 1 хромосоме, f – простой гребень. В этой же хромосоме расположен ген G, определяющий голубой окрас скорлупа. Гетерозиготные по гребню курочки, несущие яйца с белой скорлупой, были спарены с гетерозиготными по гребню петухом, в родословной которого курочки несли только с голубой скорлупой. Сколько цыплят имели гороховидный гребень, если всего вылупилось 128 цыплят?

Гороховидный гребень – F

Простой гребень – f

Голубая скорлупа – G

Белая скорлупа – g

Р ♀ × ♂

гороховид.гороховид.

белая скор.голуб. скор.

G: Fg fg FG fG

↓

F₁