Nasljednost i varijabilnost su svojstva organizama. Genetika kao nauka

Nasljednost- sposobnost organizama da svoje karakteristike i karakteristike razvoja prenesu na potomstvo.
Varijabilnost- raznolikost karaktera među predstavnicima ove vrste, kao i svojstvo potomstva da stječe razlike od roditeljskih oblika.
Genetika- nauka o zakonima naslijeđa i varijabilnosti.

2. Opišite doprinos vama poznatih naučnika razvoju genetike kao nauke popunjavanjem tabele.

Istorija razvoja genetike

3. Koje metode genetike kao nauke poznajete?
Glavna metoda genetike je hibridološka. To je ukrštanje određenih organizama i analiza njihovog potomstva. Ovu metodu je koristio G. Mendel.
Genealoško - proučavanje rodovnika. Omogućava vam da odredite obrasce nasljeđivanja osobina.
Blizanci - poređenje identičnih blizanaca, omogućava vam da proučavate varijabilnost modifikacije (odredite utjecaj genotipa i okoline na razvoj djeteta).
Citogenetika - proučavanje hromozomskog skupa pod mikroskopom - broj hromozoma, karakteristike njihove strukture. Omogućava otkrivanje hromozomskih bolesti.

4. Koja je suština hibridološke metode za proučavanje nasljeđivanja osobina?
Hibridološka metoda je jedna od metoda genetike, metoda proučavanja nasljednih svojstava organizma ukrštanjem sa srodnim oblikom, a zatim analizom karakteristika potomstva.

5. Zašto se grašak može smatrati uspješnim objektom genetskog istraživanja?
Vrste graška se međusobno razlikuju po malom broju dobro prepoznatljivih karaktera. Grašak se lako uzgaja, u Češkoj se razmnožava nekoliko puta godišnje. Osim toga, u prirodi je grašak samooprašivač, ali u eksperimentu se samooprašivanje lako spriječi, a istraživač može lako oprašiti biljku jednim polenom druge biljke.

6. Nasljeđivanje kojih parova osobina graška je proučavao G. Mendel?
Mendel je koristio 22 čiste linije graška. Biljke ovih linija imale su jako izražene razlike jedna od druge: oblik sjemena (okruglo - naborano); boja sjemena (žuto-zelena); oblik graha (glatko - naborano); raspored cvijeća na stabljici (aksilarni - apikalni); visina biljke (normalna - patuljasta).

7. Šta se u genetici podrazumijeva pod čistom linijom?
Čista linija u genetici je grupa organizama koji imaju neke karakteristike koje se u potpunosti prenose na potomstvo zbog genetske homogenosti svih jedinki.

Obrasci nasljeđivanja. monohibridnog ukrštanja

1. Dajte definicije pojmova.
alelni geni- geni odgovorni za ispoljavanje jedne osobine.
Homozigotni organizam Organizam koji sadrži dva identična alelna gena.
heterozigotnog organizma Organizam koji sadrži dva različita alelna gena.

2. Šta se podrazumijeva pod monohibridnim ukrštanjem?
Monohibridno ukrštanje - oblici ukrštanja koji se međusobno razlikuju po jednom paru alternativnih osobina.

3. Formulirati pravilo uniformnosti za hibride prve generacije.
Prilikom ukrštanja dva homozigotna organizma koji se međusobno razlikuju po jednom svojstvu, svi hibridi prve generacije će imati osobinu jednog od roditelja, a generacija za ovo svojstvo će biti ujednačena.

4. Formulirajte pravilo dijeljenja.
Kada se dva potomka (hibrida) prve generacije ukrste jedan s drugim u drugoj generaciji, uočava se cijepanje i ponovo se pojavljuju jedinke sa recesivnim osobinama; ove osobe čine ¼ ukupnog broja potomaka prve generacije.

5. Formulirajte zakon čistoće gameta.
Kada se formira, u svaki od njih spada samo jedan od dva "elementa nasljeđa" odgovornih za ovu osobinu.

6. Koristeći opšteprihvaćene konvencije, nacrtajte shemu monohibridnog ukrštanja.

Opišite citološke osnove monohibridnog ukrštanja koristeći ovaj primjer.
P je roditeljska generacija, F1 je prva generacija potomaka, F2 je druga generacija potomaka, A je gen odgovoran za dominantno svojstvo, a gen odgovoran za recesivno svojstvo.
Kao rezultat mejoze, u gametama roditeljskih jedinki postojat će jedan gen odgovoran za nasljeđivanje određene osobine (A ili a). U prvoj generaciji somatske ćelije će biti heterozigotne (Aa), tako da će polovina gameta prve generacije sadržavati A gen, a druga polovina će sadržavati a gen. Kao rezultat nasumičnih kombinacija gameta u drugoj generaciji, nastat će sljedeće kombinacije: AA, Aa, aA, aa. Osobe sa prve tri kombinacije gena imaće isti fenotip (zbog prisustva dominantnog gena), a sa četvrtom - drugačiji (recesivni).

7. Riješiti genetski problem za monohibridno ukrštanje.
Zadatak 1.
Kod lubenice zelena boja ploda dominira nad prugastim. Ukrštanjem zelenoplodne sorte sa prugasto-plodnom, dobijeni su hibridi prve generacije, koji imaju plodove zelene boje. Hibridi su oprašeni i dobili su 172 hibrida druge generacije. 1) Koliko vrsta gameta formira zelenoplodna biljka? 2) Koliko će F2 biljaka biti heterozigotno? 3) Koliko će različitih genotipova biti u F2? 4) Koliko će biljaka sa prugastim voćem biti u F2? 5) Koliko će homozigotnih biljaka sa zelenim plodovima biti u F2?
Rješenje
A - zelena boja, a - prugasta boja.
Pošto su ukrštanjem biljaka sa zelenim i prugastim plodovima dobijene biljke sa zelenim plodom, može se zaključiti da su roditeljske jedinke bile homozigotne (AA i aa) (prema Mendelovom pravilu uniformnosti hibrida prve generacije Mendela) .
Hajde da napravimo crossover šemu.

odgovori:
1. 1 ili 2 (u slučaju heterozigota)
2. 86
3. 3
4. 43
5. 43.

Zadatak 2.
Duga dlaka kod mačaka je recesivna prema kratkoj dlaki. Dugodlaka mačka ukrštena sa heterozigotnom kratkodlakom mačkom dala je 8 mačića. 1) Koliko vrsta gameta mačka ima? 2) Koliko vrsta gameta se formira u mački? 3) Koliko fenotipski različitih mačića ima u leglu? 4) Koliko je genotipski različitih mačića u leglu? 5) Koliko mačića ima dugu dlaku u leglu?
Rješenje
A je kratka kosa, a a duga kosa. S obzirom da je mačka imala dugu dlaku, homozigotna je, njen genotip je aa. Mačka ima Aa genotip (heterozigot, kratka dlaka).
Hajde da napravimo crossover šemu.

odgovori:
1. 2
2. 1
3. 4 duge i 4 kratke
4. 4 sa Aa genotipom i 4 sa aa genotipom
5. 4.

više alela. Analiziranje krsta

1. Dajte definicije pojmova.
Fenotip- ukupnost svih znakova i svojstava organizma koji se otkrivaju u procesu individualnog razvoja u datim uslovima i rezultat su interakcije genotipa sa kompleksom faktora unutrašnjeg i spoljašnjeg okruženja.
Genotip- To je ukupnost svih gena jednog organizma, koji su njegova nasljedna osnova.

2. Zašto su pojmovi dominantnih i recesivnih gena relativni?
Gen za osobinu može imati i druge "uslove" koji nisu ni dominantni ni recesivni. Ovaj fenomen može nastati kao rezultat mutacija i naziva se "višestruki alelizam".

3. Šta se podrazumijeva pod višestrukim alelizmom?

Višestruki alelizam je postojanje više od dva alela datog gena u populaciji.

4. Popunite tabelu.

Vrste interakcije alelnih gena

5. Šta je analiza krsta i koji je njegov praktični značaj?
Analiza ukrštanja se koristi za utvrđivanje genotipa jedinki koje se ne razlikuju po fenotipu. U ovom slučaju, jedinka čiji genotip treba utvrditi se ukršta sa jedinkom homozigotom za recesivni gen (aa).

6. Riješite problem analize skretnice.
Zadatak.

Bijela boja vjenčića kod floksa dominira nad ružičastom. Biljka s bijelim vjenčićem ukrštena je s biljkom ružičaste boje. Dobijeno je 96 hibridnih biljaka, od kojih je 51 bijele i 45 roze. 1) Koji su genotipovi matičnih biljaka? 2) Koliko vrsta gameta može formirati biljka sa bijelom bojom vjenčića? 3) Koliko vrsta gameta može formirati biljka sa ružičastom bojom vjenčića? 4) Koji se omjer fenotipa može očekivati ​​u F2 generaciji od ukrštanja F1 hibridnih biljaka s bijelim cvjetovima?
Rješenje.
A - bijela boja, a - roze boja. Genotip jedne biljke A .. je bijele boje, druge aa je roze.
Pošto je u prvoj generaciji uočeno cijepanje 1:1 (51:45), genotip prve biljke je Aa.
Hajde da napravimo crossover šemu.

odgovori:
1. Aa i aa.
2. 2
3. 1
4. 3 sa bijelim vjenčićem: 1 s ružičastim vjenčićem.

Dihibridno ukrštanje

1. Dajte definicije pojmova.
Dihibridno ukrštanje- ukrštanje pojedinaca, koji uzimaju u obzir razlike jedni od drugih na dva načina.
Punnettova rešetka je tabela koju je predložio engleski genetičar Reginald Punnett kao alat koji predstavlja grafički zapis za određivanje kompatibilnosti alela iz roditeljskih genotipova.

2. Koji odnos fenotipova se dobija dihibridnim ukrštanjem diheterozigota? Ilustrirajte svoj odgovor crtanjem Punnettove rešetke.
A - Žuta boja sjemena
a - Zelena boja sjemena
B - Glatki oblik sjemena
c - Naborani oblik sjemena.
Žuta glatka (AABB) × Zelena naborana (AABB) =
P: AaBv×AaBb (diheterozigoti)
Gamete: AB, Av, aB, av.
F1 u tabeli:

Odgovor: 9 (žuta glatka): 3 (zelena glatka): 3 (žuta naborana): 1 (zelena naborana).

3. Formulisati zakon nezavisnog nasleđivanja osobina.
U dihibridnom ukrštanju, geni i osobine za koje su ovi geni odgovorni nasljeđuju se nezavisno jedan od drugog.

4. Riješiti genetske probleme za dihibridno ukrštanje.
Zadatak 1.

Crna boja kod mačaka dominira nad smeđom, a kratka dlaka nad dugom. Ukrštene čistokrvne perzijske mačke (crne dugodlake) sa sijamskim (smeđe kratkodlake). Dobijeni hibridi su ukršteni jedni s drugima. Kolika je vjerovatnoća da dobijete čistokrvnog sijamskog mačića u F2; mače fenotipski slično perzijskom; dugodlaki smeđi mačić (ekspresno u dijelovima)?
Rješenje:
A - crne boje, i - žute boje.
B - kratka kosa, c - duga.

Kreirajmo Punnettovu rešetku.

odgovor:
1) 1/16
2) 3/16
3) 1/16.

Zadatak 2.

Kod paradajza okrugli oblik ploda dominira nad kruškolikim, a crvena boja ploda dominira nad žutom. Ukrštanjem heterozigotne biljke crvene boje i kruškolikog ploda i žutoplodne biljke sa zaobljenim plodovima dobijeno je 120 biljaka. 1) Koliko vrsta gameta formira heterozigotna biljka sa crvenom bojom plodova i kruškolikom formom? 2) Koliko različitih fenotipova se dobije takvim ukrštanjem? 3) Koliko je različitih genotipova dobijeno takvim ukrštanjem? 4) Koliko je biljaka ispalo sa crvenom bojom i zaobljenim oblikom ploda? 5) Koliko je ispalo biljaka sa žutom bojom i zaobljenim oblikom ploda?
Rješenje
A - zaobljen oblik, a - kruškoliki.
B - crvena boja, c - žuta boja.
Određujemo genotipove roditelja, tipove gameta i zapisujemo šemu ukrštanja.

Kreirajmo Punnettovu rešetku.

odgovor:
1. 2
2. 4
3. 4
4. 30
5. 30.

Hromozomska teorija nasljeđa. Moderne ideje o genu i genomu

1. Dajte definicije pojmova.
Prelazak- proces razmene delova homolognih hromozoma tokom konjugacije u profazi I mejoze.
Kromosomska karta- ovo je dijagram međusobnog rasporeda i relativnih udaljenosti između gena određenih hromozoma koji su u istoj grupi vezivanja.

2. U kom slučaju dolazi do povrede zakona o samostalnom nasljeđivanju osobina?
Prilikom ukrštanja krši se Morganov zakon, a geni jednog hromozoma se ne nasljeđuju povezani, jer su neki od njih zamijenjeni alelnim genima homolognog kromosoma.

3. Napišite glavne odredbe T. Morganove hromozomske teorije nasljeđa.
Gen je dio hromozoma.
Alelni geni (geni odgovorni za jednu osobinu) nalaze se na strogo određenim mjestima (lokusima) homolognih hromozoma.
Geni su raspoređeni linearno na hromozomima, odnosno jedan za drugim.
U procesu formiranja gameta dolazi do konjugacije između homolognih hromozoma, zbog čega oni mogu razmjenjivati ​​alelne gene, odnosno može doći do crossingovera.

4. Formulirajte Morganov zakon.
Geni koji se nalaze na istom hromozomu tokom mejoze padaju u istu gametu, odnosno nasljeđuju se povezani.

5. Šta određuje vjerovatnoću divergencije dva nealelna gena tokom križanja?
Vjerovatnoća divergencije dva nealelna gena tokom križanja ovisi o udaljenosti između njih u hromozomu.

6. Šta je u osnovi sastavljanja genetskih mapa organizama?
Izračunavanje učestalosti ukrštanja između bilo koja dva gena istog hromozoma odgovornog za različite osobine omogućava precizno određivanje udaljenosti između ovih gena i otpočinjanje izgradnje genetske mape, koja predstavlja dijagram međusobnog rasporeda gena koji čine gore za jedan hromozom.

7. Čemu služe mape hromozoma?
Uz pomoć genetskih mapa možete saznati lokaciju životinjskih i biljnih gena i informacije iz njih. To će pomoći u borbi protiv raznih neizlječivih bolesti.

Nasljedna i nenasljedna varijabilnost

1. Dajte definicije pojmova.

brzina reakcije- sposobnost genotipa da se u ontogenezi, u zavisnosti od uslova sredine, formiraju različiti fenotipovi. On karakteriše udeo učešća sredine u implementaciji osobine i određuje modifikacionu varijabilnost vrste.
Mutacija- uporna (odnosno ona koju mogu naslijediti potomci date ćelije ili organizma) transformacija genotipa koja se javlja pod uticajem spoljašnje ili unutrašnje sredine.
2. Popunite tabelu.

3. Šta određuje granice varijabilnosti modifikacije?
Granice varijabilnosti modifikacije zavise od brzine reakcije, koja je genetski određena i naslijeđena.

4. Šta je zajedničko i po čemu se razlikuju kombinativna i mutaciona varijabilnost?
Općenito: oba tipa varijabilnosti su posljedica promjena u genetskom materijalu.
Razlike: kombinativna varijabilnost nastaje rekombinacijom gena tokom fuzije gameta, a mutacijska varijabilnost uzrokovana je djelovanjem mutagena na organizam.

5. Popunite tabelu.

Vrste mutacija

6. Šta se podrazumijeva pod mutagenim faktorima? Navedite relevantne primjere.
Mutageni faktori - uticaji koji dovode do pojave mutacija.
To mogu biti fizički efekti: jonizujuće zračenje i ultraljubičasto zračenje koje oštećuje molekule DNK; hemikalije koje remete DNK strukture i procese replikacije; virusi koji ubacuju svoje gene u DNK ćelije domaćina.

Nasljeđivanje osobina kod ljudi. Nasljedne bolesti kod ljudi

1. Dajte definicije pojmova.
Genetske bolesti- bolesti uzrokovane genskim ili hromozomskim mutacijama.
Hromozomske bolesti- bolesti uzrokovane promjenom broja hromozoma ili njihove strukture.

2. Popunite tabelu.

Nasljeđivanje osobina kod ljudi

3. Šta se podrazumijeva pod nasljeđivanjem vezanim za spol?
Seksualno nasljeđivanje je nasljeđivanje osobina čiji se geni nalaze na polnim hromozomima.

4. Koje osobine su spolno vezane kod ljudi?
Hemofilija vezana za spol i sljepoća za boje su naslijeđeni kod ljudi.

5. Riješite genetske probleme za nasljeđivanje osobina kod ljudi, uključujući nasljeđivanje vezano za spol.
Zadatak 1.

Kod ljudi je gen za duge trepavice dominantan nad genom za kratke trepavice. Žena sa dugim trepavicama, čiji je otac imao kratke trepavice, udala se za muškarce sa kratkim trepavicama. 1) Koliko vrsta polnih ćelija se formira kod žene? 2) Koliko tipova polnih ćelija se formira kod muškaraca? 3) Kolika je vjerovatnoća rođenja djeteta sa dugim trepavicama u ovoj porodici (u %)? 4) Koliko različitih genotipova, a koliko fenotipova može biti među djecom ovog bračnog para?
Rješenje
A - duge trepavice
a - kratke trepavice.
Ženka je heterozigotna (Aa) jer je njen otac imao kratke trepavice.
Mužjak je homozigot (aa).

odgovor:
1. 2
2. 1
3. 50
4. 2 genotipa (Aa) i 2 fenotipa (duge i kratke trepavice).

Zadatak 2.

Kod ljudi slobodna ušna resica dominira nad zatvorenom, a glatka brada je recesivna prema bradi sa trouglastom jamicom. Ove osobine se nasljeđuju nezavisno. Iz braka muškarca sa zatvorenom ušnom resicom i trouglastom jamicom na bradi i žene sa slobodnom ušnom resicom i glatkom bradom rodio se sin sa glatkom bradom i zatvorenom ušnom resicom. Kolika je vjerovatnoća da se u ovoj porodici rodi dijete sa glatkom bradom i slobodnom ušnom školjkom; sa trouglastom jamicom na bradi (u %)?
Rješenje
A - slobodna ušna resica
a - nije slobodna ušna resica
B - trokutasta jama
c - glatka brada.
Budući da je par imao dijete sa homozigotnim osobinama (aavb), genotip majke je Aavb, a otac aaBv.
Zapišimo genotipove roditelja, tipove gameta i šemu ukrštanja.

Kreirajmo Punnettovu rešetku.

odgovor:
1. 25
2. 50.

Zadatak 3.

Kod ljudi je gen koji uzrokuje hemofiliju recesivan i nalazi se na X hromozomu, dok je albinizam uzrokovan autosomno recesivnim genom. Roditelji, normalni po ovim karakteristikama, imali su sina albina i hemofiličara. 1) Koja je vjerovatnoća da će njihov sljedeći sin pokazati ove dvije abnormalne osobine? 2) Kolika je vjerovatnoća da ćete imati zdrave kćeri?
Rješenje:
X° - prisustvo hemofilije (recesivne), X - odsustvo hemofilije.
A - normalna boja kože
a je albino.
Genotipovi roditelja:
Majka - H°HAa
Otac - HUAA.
Kreirajmo Punnettovu rešetku.

Odgovor: vjerovatnoća manifestacije znakova albinizma i hemofilije (genotip X°Uaa) - kod sljedećeg sina - 6,25%. Vjerovatnoća rođenja zdravih kćeri - (XXAA genotip) - 6,25%.

Zadatak 4.

Hipertenzija kod ljudi određena je dominantnim autosomnim genom, dok je optička atrofija uzrokovana spolno vezanim recesivnim genom. Žena sa optičkom atrofijom udala se za muškarca sa hipertenzijom čiji je otac takođe imao hipertenziju, a majka je bila zdrava. 1) Kolika je vjerovatnoća da dijete u ovoj porodici pati od obje anomalije (u %)? 2) Kolika je vjerovatnoća da ćete imati zdravu bebu (u %)?
Rješenje.
X° - prisustvo atrofije (recesivno), X - odsustvo atrofije.
A - hipertenzija
a - nema hipertenzije.
Genotipovi roditelja:
Majka - X ° X ° aa (pošto je bolesna sa atrofijom i bez hipertenzije)
Otac - XUAa (pošto nije bolestan od atrofije i otac mu je bio sa hipertenzijom, a majka mu je zdrava).
Kreirajmo Punnettovu rešetku.

odgovor:
1. 25
2. 0 (samo 25% kćeri neće imati ove nedostatke, ali će biti nosioci atrofije i bez hipertenzije).

genotipski homogeno potomstvo dobijeno u početku od jedne samooplodne ili samooplodne jedinke selekcijom i daljim samooprašivanjem (samooplodnjom). Termin je 1903. godine uveo W. Johansen. Budući da je samooplodnja (samooplodnja) najviši stepen srodstva, Ch. l. je grupa organizama koji su homozigotni za većinu gena. Johansenov rad o nasljeđivanju osobina u Ch. l. dovelo do važnog zaključka o neefikasnosti selekcije unutar Ch. l., odnosno da izvorni materijal za selekciju mora biti genotipski heterogen. Činjenica da su potomci pojedinaca koji se fenotipom razlikuju od jednog Ch. l. karakteriše isti stepen fenotipske. varijabilnost, dovela je do formiranja koncepta "brzine reakcije", odnosno mogućeg raspona varijabilnosti znakova uzrokovanih vanjskim. stanja u organizmima istog genotipa. Ponekad Ch. l. pozvao linije dobivene inbredingom u manjem stepenu (tzv. inbred linije, na primjer, "Ch. l ....

Čista linija

Specijalista. potomstvo bez ukrštanja. F 1, 280.

Čista linija

genotipski homogeni potomci stalno samooplodnih biljaka ili samooplodnih životinja, čiji je većina gena u homozigotnom stanju. Termin je 1903. uveo danski genetičar W. Johansen, koji je u eksperimentima na mahunarkama dokazao da je kod C. l. pod istim uslovima javlja se sličan fenotip. Ch. l. potiču od jednog pretka i održavaju se prisilnim samooprašivanjem i selekcijom. Pojedinci u Ch. l. reprodukuju u nizu generacija iste nasljedno fiksirane osobine. Ch. l. su važni na stranici - x. proizvodnja, kao glavni strukturni elementi biljnih sorti. Hibridizacija dva H. l. u nekim slučajevima dovodi do efekta heterozisa u prvoj hibridnoj generaciji (tako se dobijaju neki hibridni oblici...

CLEAN LINE

genotipski homogeno potomstvo dobijeno u početku od jedne samooplodne (okružne) ili samooplodne (ženske) jedinke selekcijom i daljim samooprašivanjem ili samooplodnjom. To je grupa organizama koji su homozigotni za većinu gena. Proučavanje nasljeđivanja osobina u ljudskoj l. je važna metoda eksperimentalne genetike. Ch. l. ponekad se zove. linije laboratorijskih dobro-nyh (npr. miševi) dobivene kao rezultat krvnog srodstva. krstovi.