Arvelighet og variasjon er egenskaper ved organismer. Genetikk som vitenskap

Arvelighet- organismers evne til å overføre sine egenskaper og utviklingstrekk til avkom.
Variabilitet- en rekke karakterer blant representanter for denne arten, samt egenskapen til avkom for å skaffe seg forskjeller fra foreldreformer.
Genetikk- vitenskapen om lovene om arv og variasjon.

2. Beskriv bidraget fra forskere kjent for deg til utviklingen av genetikk som vitenskap ved å fylle ut tabellen.

Historie om utviklingen av genetikk

3. Hvilke metoder for genetikk som vitenskap kjenner du til?
Hovedmetoden for genetikk er hybridologisk. Dette er kryssingen av visse organismer og analysen av deres avkom. Denne metoden ble brukt av G. Mendel.
Genealogisk - studiet av stamtavler. Lar deg bestemme mønstrene for arv av egenskaper.
Tvilling - sammenligning av identiske tvillinger, lar deg studere modifikasjonsvariabilitet (bestem virkningen av genotypen og miljøet på utviklingen av barnet).
Cytogenetisk - studien under et mikroskop av kromosomsettet - antall kromosomer, funksjonene i deres struktur. Tillater påvisning av kromosomsykdommer.

4. Hva er essensen av den hybridologiske metoden for å studere arv av egenskaper?
Den hybridologiske metoden er en av metodene for genetikk, en metode for å studere de arvelige egenskapene til en organisme ved å krysse den med en beslektet form og deretter analysere egenskapene til avkommet.

5. Hvorfor kan erter betraktes som et vellykket objekt for genetisk forskning?
Ertearter skiller seg fra hverandre i et lite antall godt skillende karakterer. Erter er enkle å dyrke, i Tsjekkia hekker den flere ganger i året. I tillegg er erter i naturen selvbestøvere, men i et eksperiment forhindrer man enkelt selvbestøving, og en forsker kan enkelt bestøve en plante med en pollen fra en annen plante.

6. Arv av hvilke trekkpar i erter ble studert av G. Mendel?
Mendel brukte 22 rene ertelinjer. Plantene i disse linjene hadde sterkt uttalte forskjeller fra hverandre: formen på frøene (rund - rynket); farge på frø (gul - grønn); bønneform (glatt - rynket); arrangement av blomster på stilken (aksillær - apikal); plantehøyde (normal - dverg).

7. Hva menes i genetikk med en ren linje?
En ren linje i genetikk er en gruppe organismer som har noen egenskaper som blir fullstendig overført til avkom på grunn av den genetiske homogeniteten til alle individer.

Mønstre for arv. monohybrid kryss

1. Gi definisjoner av begreper.
alleliske gener- gener som er ansvarlige for manifestasjonen av en egenskap.
Homozygot organisme En organisme som inneholder to identiske allelgener.
heterozygot organisme En organisme som inneholder to forskjellige allelgener.

2. Hva menes med monohybrid kryssing?
Monohybrid kryssing - kryssende former som skiller seg fra hverandre i ett par alternative egenskaper.

3. Formuler enhetsregelen for hybrider av første generasjon.
Ved kryssing av to homozygote organismer som skiller seg fra hverandre i en egenskap, vil alle hybrider av den første generasjonen ha egenskapen til en av foreldrene, og generasjonen for denne egenskapen vil være ensartet.

4. Formuler en deleregel.
Når to etterkommere (hybrider) av første generasjon krysses med hverandre i andre generasjon, observeres splittelse og individer med recessive trekk dukker opp igjen; disse individene utgjør ¼ av det totale antallet etterkommere av den første generasjonen.

5. Formuler loven om renhet av kjønnsceller.
Når den dannes, faller bare ett av de to "arvelighetselementene" som er ansvarlige for denne egenskapen inn i hver av dem.

6. Ved å bruke allment aksepterte konvensjoner, utarbeide en monohybrid kryssingsplan.

Beskriv det cytologiske grunnlaget for monohybrid kryssing ved å bruke dette eksemplet.
P er foreldregenerasjonen, F1 er første generasjon avkom, F2 er andre generasjon avkom, A er genet ansvarlig for den dominerende egenskapen, og genet ansvarlig for den recessive egenskapen.
Som et resultat av meiose, i kjønnscellene til foreldreindividene, vil det være ett gen som er ansvarlig for nedarvingen av en bestemt egenskap (A eller a). I den første generasjonen vil somatiske celler være heterozygote (Aa), så halvparten av gametene til den første generasjonen vil inneholde A-genet, og den andre halvparten vil inneholde a-genet. Som et resultat av tilfeldige kombinasjoner av gameter i andre generasjon vil følgende kombinasjoner oppstå: AA, Aa, aA, aa. Individer med de tre første kombinasjonene av gener vil ha samme fenotype (på grunn av tilstedeværelsen av et dominant gen), og med det fjerde - en annen (recessiv).

7. Løs det genetiske problemet for monohybrid kryssing.
Oppgave 1.
I vannmelon dominerer den grønne fargen på frukten over den stripete. Fra krysset av en grønnfruktsort med en stripetfrukt ble hybrider av den første generasjonen oppnådd med frukter av grønn farge. Hybridene ble pollinert og mottok 172 hybrider av andre generasjon. 1) Hvor mange typer kjønnsceller danner en grønnfruktplante? 2) Hvor mange F2-planter vil være heterozygote? 3) Hvor mange ulike genotyper vil det være i F2? 4) Hvor mange planter med stripet frukt vil det være i F2? 5) Hvor mange homozygote planter med grønne frukter vil det være i F2?
Løsning
A - grønn farge, a - stripete farge.
Siden når planter med grønne og stripete frukter ble krysset, ble det oppnådd planter med en grønn frukt, kan det konkluderes med at foreldreindividene var homozygote (AA og aa) (i henhold til Mendels regel om enhetlighet av hybrider av den første generasjonen av Mendel) .
La oss lage en crossover-ordning.

Svar:
1. 1 eller 2 (i tilfelle heterozygot)
2. 86
3. 3
4. 43
5. 43.

Oppgave 2.
Langt hår hos katter er recessivt til kort hår. En langhåret katt krysset med en heterozygot korthåret katt produserte 8 kattunger. 1) Hvor mange typer kjønnsceller har en katt? 2) Hvor mange typer kjønnsceller dannes i en katt? 3) Hvor mange fenotypisk forskjellige kattunger er det i kullet? 4) Hvor mange genotypisk forskjellige kattunger er det i kullet? 5) Hvor mange kattunger er det i kullet med langt hår?
Løsning
A er kort hår og a er langt hår. Siden katten hadde langt hår, er den homozygot, dens genotype er aa. Katten har Aa genotypen (heterozygot, kort hår).
La oss lage en crossover-ordning.

Svar:
1. 2
2. 1
3. 4 lange og 4 korte
4. 4 med Aa-genotypen, og 4 med aa-genotypen
5. 4.

flere alleler. Analyserer kors

1. Gi definisjoner av begreper.
Fenotype- helheten av alle organismens tegn og egenskaper, som avsløres i prosessen med individuell utvikling under gitte forhold og er resultatet av samspillet mellom genotypen og et kompleks av faktorer i det indre og ytre miljøet.
Genotype– Dette er helheten av alle genene til en organisme, som er dens arvelige grunnlag.

2. Hvorfor er begrepene dominante og recessive gener relative?
Et gen for en egenskap kan ha andre "tilstander" som verken er dominerende eller recessive. Dette fenomenet kan oppstå som et resultat av mutasjoner og kalles "multippel allelisme".

3. Hva menes med multippel allelisme?

Multippel allelisme er eksistensen av mer enn to alleler av et gitt gen i en populasjon.

4. Fyll ut tabellen.

Typer interaksjon av alleliske gener

5. Hva er å analysere kryss og hva er dets praktiske betydning?
Analysekryss brukes til å etablere genotypen til individer som ikke er forskjellige i fenotype. I dette tilfellet krysses individet hvis genotype må etableres med et individ som er homozygot for det recessive genet (aa).

6. Løs problemet med å analysere crossover.
En oppgave.

Den hvite fargen på kronen i floks dominerer over rosa. En plante med en hvit krone er krysset med en plante med en rosa farge. Det ble oppnådd 96 hybridplanter, hvorav 51 er hvite og 45 er rosa. 1) Hva er genotypene til foreldreplantene? 2) Hvor mange typer kjønnsceller kan en plante med hvit kronefarge danne? 3) Hvor mange typer kjønnsceller kan en plante med rosa krone farge danne? 4) Hvilket fenotypeforhold kan forventes i F2-generasjonen ved å krysse F1-hybridplanter med hvite blomster?
Løsning.
A - hvit farge, a - rosa farge. Genotypen til en plante A .. er hvit, den andre aaen er rosa.
Siden deling 1:1 (51:45) er observert i første generasjon, er genotypen til den første planten Aa.
La oss lage en crossover-ordning.

Svar:
1. Aa og aa.
2. 2
3. 1
4. 3 med hvit krone: 1 med rosa krone.

Dihybrid kryss

1. Gi definisjoner av begreper.
Dihybrid kryss- kryssing av individer, som tar hensyn til forskjeller fra hverandre på to måter.
Punnett gitter er en tabell foreslått av den engelske genetikeren Reginald Punnett som et verktøy som er en grafisk registrering for å bestemme kompatibiliteten til alleler fra foreldrenes genotyper.

2. Hvilket forhold mellom fenotyper oppnås ved dihybrid kryssing av diheterozygoter? Illustrer svaret ditt ved å tegne et Punnett-gitter.
A - Gul farge på frø
a - Grønn farge på frø
B - Glatt frøform
c - Rynket form av frø.
Gul glatt (AABB) × Grønn rynket (AABB) =
P: AaBv×AaBb (diheterozygoter)
Gameter: AB, Av, aB, av.
F1 i tabellen:

Svar: 9 (gul glatt): 3 (grønn glatt): 3 (gul rynket): 1 (grønn rynket).

3. Formuler loven om uavhengig arv av egenskaper.
I en dihybrid-kryss, arves genene og egenskapene som disse genene er ansvarlige for uavhengig av hverandre.

4. Løs genetiske problemer for dihybrid kryssing.
Oppgave 1.

Svart farge hos katter dominerer over fawn, og kort hår dominerer over lange. Krysset renrasede perserkatter (svart langhår) med siameser (fawn korthår). De resulterende hybridene ble krysset med hverandre. Hva er sannsynligheten for å få en renraset Siamese kattunge i F2; en kattunge fenotypisk lik en perser; langhåret fawn kattunge (ekspress i deler)?
Løsning:
A - svart farge, og - fawn.
B - kort hår, c - langt.

La oss lage et Punnett-gitter.

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

Oppgave 2.

Hos tomater dominerer den runde formen på frukten over den pæreformede, og den røde fargen på frukten dominerer over den gule. 120 planter ble oppnådd ved å krysse en heterozygot plante med rød farge og en pæreformet frukt og en gulfrukt plante med avrundede frukter. 1) Hvor mange typer kjønnsceller danner en heterozygot plante med rød farge på frukt og pæreformet form? 2) Hvor mange forskjellige fenotyper oppnås fra en slik kryssing? 3) Hvor mange ulike genotyper ble oppnådd fra en slik kryssing? 4) Hvor mange planter ble det med en rød farge og en avrundet form på frukten? 5) Hvor mange planter ble det med en gul farge og en avrundet form på frukten?
Løsning
A - avrundet form, a - pæreformet.
B - rød farge, c - gul farge.
Vi bestemmer genotypene til foreldrene, typene kjønnsceller og skriver ned kryssingsskjemaet.

La oss lage et Punnett-gitter.

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

Kromosomal teori om arvelighet. Moderne ideer om genet og genomet

1. Gi definisjoner av begreper.
Krysser over- prosessen med å utveksle deler av homologe kromosomer under konjugering i profase I av meiose.
Kromosomalt kart- dette er et diagram over den gjensidige ordningen og relative avstander mellom genene til visse kromosomer som er i samme koblingsgruppe.

2. I hvilket tilfelle skjer brudd på loven om uavhengig arv av egenskaper?
Når man krysser over, brytes Morgans lov, og genene til ett kromosom er ikke arvet knyttet, siden noen av dem er erstattet av allelgener fra det homologe kromosomet.

3. Skriv hovedbestemmelsene i T. Morgans kromosomteori om arvelighet.
Et gen er en del av et kromosom.
Allelgener (gener ansvarlige for en egenskap) er lokalisert på strengt definerte steder (loci) av homologe kromosomer.
Gener er ordnet lineært på kromosomer, det vil si etter hverandre.
I prosessen med kjønnscelledannelse skjer konjugasjon mellom homologe kromosomer, som et resultat av at de kan utveksle alleliske gener, det vil si at kryssing kan forekomme.

4. Formuler Morgans lov.
Gener lokalisert på samme kromosom under meiose faller inn i samme kjønnscelle, det vil si at de er arvelig knyttet.

5. Hva bestemmer sannsynligheten for divergens av to ikke-alleliske gener under kryssing?
Sannsynligheten for divergens av to ikke-alleliske gener under kryssing avhenger av avstanden mellom dem i kromosomet.

6. Hva ligger til grunn for sammenstillingen av genetiske kart over organismer?
Ved å beregne hyppigheten av kryssing mellom to gener fra det samme kromosomet som er ansvarlig for forskjellige egenskaper, gjør det mulig å nøyaktig bestemme avstanden mellom disse genene, og dermed begynne å bygge et genetisk kart, som er et diagram over det gjensidige arrangementet av gener som lager opp ett kromosom.

7. Hva er kromosomkart for?
Ved hjelp av genetiske kart kan du finne ut hvor dyre- og plantegener ligger og informasjon fra dem. Dette vil hjelpe i kampen mot ulike uhelbredelige sykdommer.

Arvelig og ikke-arvelig variasjon

1. Gi definisjoner av begreper.

reaksjonshastighet- genotypens evne til å dannes i ontogenese, avhengig av miljøforhold, ulike fenotyper. Det karakteriserer andelen av miljøets deltagelse i implementeringen av egenskapen og bestemmer artens modifikasjonsvariabilitet.
Mutasjon- vedvarende (det vil si en som kan arves av etterkommere av en gitt celle eller organisme) transformasjon av genotypen som skjer under påvirkning av det ytre eller indre miljøet.
2. Fyll ut tabellen.

3. Hva bestemmer grensene for modifikasjonsvariabilitet?
Grensene for modifikasjonsvariabilitet avhenger av reaksjonshastigheten, som er genetisk bestemt og arvet.

4. Hva har kombinative og mutasjonsvariasjoner til felles og hvordan er de forskjellige?
Generelt: begge typer variasjoner skyldes endringer i arvestoffet.
Forskjeller: kombinativ variasjon oppstår på grunn av rekombinasjonen av gener under fusjonen av gameter, og mutasjonsvariabilitet er forårsaket av virkningen av mutagener på kroppen.

5. Fyll ut tabellen.

Typer av mutasjoner

6. Hva menes med mutagene faktorer? Gi relevante eksempler.
Mutagene faktorer - påvirkninger som fører til forekomst av mutasjoner.
Dette kan være fysiske effekter: ioniserende stråling og ultrafiolett stråling som skader DNA-molekyler; kjemikalier som forstyrrer DNA-strukturer og replikasjonsprosesser; virus som setter inn genene sine i vertscellens DNA.

Arv av egenskaper hos mennesker. Arvelige sykdommer hos mennesker

1. Gi definisjoner av begreper.
Genetiske sykdommer- sykdommer forårsaket av gen- eller kromosomale mutasjoner.
Kromosomsykdommer- sykdommer forårsaket av en endring i antall kromosomer eller deres struktur.

2. Fyll ut tabellen.

Arv av egenskaper hos mennesker

3. Hva menes med kjønnsbundet arv?
Kjønnsbundet arv er nedarvingen av egenskaper hvis gener er lokalisert på kjønnskromosomene.

4. Hvilke egenskaper er kjønnsbundet hos mennesker?
Kjønnsbundet hemofili og fargeblindhet er arvet hos mennesker.

5. Løse genetiske problemer for nedarving av egenskaper hos mennesker, inkludert kjønnsbundet arv.
Oppgave 1.

Hos mennesker er genet for lange øyevipper dominerende over genet for korte øyevipper. En kvinne med lange øyevipper, hvis far hadde korte øyevipper, giftet seg med menn med korte øyevipper. 1) Hvor mange typer kjønnsceller dannes hos en kvinne? 2) Hvor mange typer kjønnsceller dannes hos menn? 3) Hva er sannsynligheten for fødselen av et barn med lange øyevipper i denne familien (i %)? 4) Hvor mange ulike genotyper og hvor mange fenotyper kan det være blant barna til dette ekteparet?
Løsning
A - lange øyevipper
a - korte øyevipper.
Hunnen er heterozygot (Aa) fordi faren hennes hadde korte øyevipper.
Hannen er homozygot (aa).

Svar:
1. 2
2. 1
3. 50
4. 2 genotyper (Aa) og 2 fenotyper (lange og korte øyevipper).

Oppgave 2.

Hos mennesker dominerer en fri øreflipp over en lukket, og en glatt hake er recessiv til en hake med en trekantet fossa. Disse egenskapene arves uavhengig. Fra ekteskapet med en mann med en lukket øreflipp og en trekantet fossa på haken og en kvinne med en fri øreflipp og en glatt hake, ble en sønn født med en glatt hake og en lukket øreflipp. Hva er sannsynligheten for fødselen i denne familien av et barn med glatt hake og fri øreflipp; med en trekantet fossa på haken (i %)?
Løsning
A - fri øreflipp
a - ikke fri øreflipp
B - trekantet fossa
c - glatt hake.
Siden paret hadde et barn med homozygote egenskaper (aavb), er genotypen til moren Aavb, og faren er aaBv.
La oss skrive ned genotypene til foreldrene, typene kjønnsceller og krysningsmønsteret.

La oss lage et Punnett-gitter.

Svar:
1. 25
2. 50.

Oppgave 3.

Hos mennesker er genet som forårsaker hemofili recessivt og ligger på X-kromosomet, mens albinisme er forårsaket av et autosomalt recessivt gen. Foreldre, normale i disse egenskapene, hadde en sønn med en albino og en hemofili. 1) Hva er sannsynligheten for at deres neste sønn vil vise disse to unormale trekkene? 2) Hva er sannsynligheten for å få friske døtre?
Løsning:
X° - tilstedeværelsen av hemofili (recessiv), X - fraværet av hemofili.
A - normal hudfarge
a er en albino.
Foreldres genotyper:
Mor - Х°ХАа
Far - HUAA.
La oss lage et Punnett-gitter.

Svar: sannsynligheten for manifestasjon av tegn på albinisme og hemofili (genotype X ° Uaa) - i neste sønn - 6,25%. Sannsynligheten for fødsel av friske døtre - (XXAA genotype) - 6,25%.

Oppgave 4.

Hypertensjon hos mennesker bestemmes av et dominant autosomalt gen, mens optisk atrofi er forårsaket av et kjønnsbundet recessivt gen. En kvinne med optisk atrofi giftet seg med en mann med hypertensjon hvis far også hadde hypertensjon og hvis mor var frisk. 1) Hva er sannsynligheten for at et barn i denne familien vil lide av begge anomaliene (i %)? 2) Hva er sannsynligheten for å få en frisk baby (i %)?
Løsning.
X° - tilstedeværelsen av atrofi (recessiv), X - fraværet av atrofi.
A - hypertensjon
a - ingen hypertensjon.
Foreldres genotyper:
Mor - X ° X ° aa (da hun er syk med atrofi og uten hypertensjon)
Far - XUAa (siden han ikke er syk med atrofi og faren hans hadde hypertensjon, og moren hans er frisk).
La oss lage et Punnett-gitter.

Svar:
1. 25
2. 0 (bare 25 % av døtrene vil ikke ha disse manglene, men de vil være bærere av atrofi og uten hypertensjon).

genotypisk homogent avkom oppnådd i utgangspunktet fra ett selvbestøvende eller selvbefruktende individ gjennom seleksjon og videre selvbestøvning (selvbefruktning). Begrepet ble introdusert i 1903 av W. Johansen. Siden selvbestøvning (selvbefruktning) er den høyeste grad av innavl, kap. l. er en gruppe organismer som er homozygote for de fleste gener. Johansens arbeid om nedarving av egenskaper i kap. l. førte til den viktige konklusjonen om seleksjonens ineffektivitet innenfor kap. l., dvs. at kildematerialet for seleksjon må være genotypisk heterogent. Det faktum at etterkommere av individer som er forskjellige i fenotype fra en Ch. l. preget av samme grad av fenotypi. variabilitet, førte til dannelsen av konseptet "reaksjonshastigheten", dvs. det mulige spekteret av variasjon av tegn forårsaket av ytre. forhold i organismer av samme genotype. Noen ganger kan Ch. l. kalt linjer oppnådd ved innavl i mindre grad (de såkalte innavlslinjer, for eksempel "Ch. l ....

Ren linje

Spesialist. avkom uten kryssing. F 1, 280.

Ren linje

genotypisk homogent avkom av stadig selvbestøvende planter eller selvbefruktende dyr, hvis gener er i homozygot tilstand. Begrepet ble introdusert i 1903 av den danske genetikeren W. Johansen, som i forsøk på belgfrukter påviste at i C. l. under de samme forholdene vises en lignende fenotype. kap. l. er avledet fra en enkelt stamfar og opprettholdes gjennom tvungen selvbestøvning og seleksjon. Enkeltpersoner i kap. l. reproduserer i en rekke generasjoner de samme arvelig fikserte egenskapene. kap. l. er viktige på side - x. produksjon, som er de viktigste strukturelle elementene i plantesorter. Hybridisering av to H. l. i noen tilfeller fører til effekten av heterose i den første hybridgenerasjonen (dette er hvordan noen hybridformer oppnås ...

REN LINJE

genotypisk homogent avkom oppnådd i utgangspunktet fra ett selvbestøvende (distrikt) eller selvbefruktende (kvinnelig) individ gjennom seleksjon og videre selvbestøvning eller selvbefruktning. Det er en gruppe organismer som er homozygote for de fleste gener. Studiet av nedarvingen av egenskaper hos menneskelig l. er en viktig metode for eksperimentell genetikk. kap. l. noen ganger kalt. linjer av laboratoriet well-nyh (f.eks mus) oppnådd som et resultat av slektskap. krysser.