Спадковість та мінливість – властивості організмів. Генетика як наука

Спадковість- Здатність організмів передавати свої ознаки та особливості розвитку потомству.
Мінливість- Різноманітність ознак серед представників даного виду, а також властивість нащадків набувати відмінностей від батьківських форм.
Генетика– наука про закономірності спадковості та мінливості.

2. Охарактеризуйте вклад відомих вам вчених у розвиток генетики як науки, заповнивши таблицю.

Історія розвитку генетики

3. Які методи генетики як науки вам відомі?
Основний метод генетики – гібридологічний. Це схрещування певних організмів та аналіз їх потомства. Цей метод використав Р. Мендель.
Генеалогічний – вивчення родоводів. Дозволяє визначити закономірності успадкування ознак.
Близнюковий - порівняння однояйцевих близнюків, дозволяє вивчати модифікаційну мінливість (визначати вплив генотипу та середовища на розвиток дитини).
Цитогенетичний – вивчення під мікроскопом хромосомного набору – числа хромосом, особливостей їхньої будови. Дозволяє виявляти хромосомні хвороби.

4. У чому полягає сутність гібридологічного методу вивчення успадкування ознак?
Гібридологічний метод – один із методів генетики, спосіб вивчення спадкових властивостей організму шляхом схрещування його з спорідненою формою та подальшим аналізом ознак потомства.

5. Чому горох вважатимуться вдалим об'єктом генетичних досліджень?
Види гороху відрізняються один від одного малою кількістю добре відмінних ознак. Горох легко вирощувати, за умов Чехії він розмножується кілька разів на рік. Крім того, в природі горох є самозапилювачем, але в експерименті самозапилення легко запобігти, і дослідник легко може запилити рослину одним пилком з іншої рослини.

6. Спадкування яких пар ознак у гороху вивчав Г. Мендель?
Мендель використав 22 чисті лінії гороху. Рослини цих ліній мали дуже виражені відмінності друг від друга: форма насіння (круглі – зморшкуваті); забарвлення насіння (жовте – зелене); форма бобів (гладкі – зморшкуваті); розташування квіток на стеблі (пазушні – верхівкові); висота рослини (нормальні – карликові).

7. Що розуміють у генетиці під чистою лінією?
Чиста лінія в генетиці - це група організмів, які мають деякі ознаки, які повністю передаються потомству через генетичну однорідність всіх особин.

Закономірності наслідування. Моногібридне схрещування

1. Дайте визначення понять.
Алельні гени– гени, відповідальні прояв одного ознаки.
Гомозиготний організм– організм, що містить два однакові алельні гени.
Гетерозиготний організм– організм, що містить два різні алельні гени.

2. Що розуміють під моногібридним схрещуванням?
Моногібридне схрещування - схрещування форм, що відрізняються один від одного по одній парі альтернативних ознак.

3. Сформулюйте правило однаковості гібридів першого покоління.
При схрещуванні двох гомозиготних організмів, що відрізняються один від одного однією ознакою, всі гібриди першого покоління матимуть ознаку одного з батьків, і покоління за цією ознакою буде одноманітним.

4. Сформулюйте правило розщеплення.
При схрещуванні двох нащадків (гібридів) першого покоління між собою у другому поколінні спостерігається розщеплення та знову з'являються особини з рецесивними ознаками; ці особини становлять ¼ частина від кількості нащадків першого покоління.

5. Сформулюйте закон чистоти гамет.
При освіті в кожну з них потрапляє лише один із двох «елементів спадковості», який відповідає за цю ознаку.

6. Використовуючи загальноприйняті умовні позначення, складіть схему моногібридного схрещування.

Охарактеризуйте цьому прикладі цитологічні основи моногибридного схрещування.
Р - батьківське покоління, F1 - перше покоління нащадків, F2 - друге покоління нащадків, А - ген, що відповідає за домінантну ознаку, а - ген, що відповідає за рецесивну ознаку.
В результаті мейозу в гаметах батьківських особин буде присутній по одному гену, який відповідає за успадкування певної ознаки (А або а). У першому поколінні соматичні клітини будуть гетерозиготними (Аа), тому половина гамет першого покоління міститиме ген А, інша половина – ген а. В результаті випадкових комбінацій гамет у другому поколінні виникнуть такі комбінації: АА, Аа, аА, аа. Особи з трьома першими комбінаціями генів матимуть однаковий фенотип (через наявність домінантного гена), і з четвертої – інший (рецесивний).

7. Розв'яжіть генетичну задачу на моногібридне схрещування.
Завдання 1.
У кавуна зелене забарвлення плода домінує над смугастою. Від схрещування зеленоплодного сорту зі смугатоплодним отримані гібриди першого покоління, що мають плоди зеленого забарвлення. Гібриди перезапилили і отримали 172 гібриди другого покоління. 1) Скільки типів гамет утворює рослина зеленоплідного сорту? 2) Скільки рослин F2 будуть гетерозиготними? 3) Скільки різних генотипів буде у F2? 4) Скільки у F2 буде рослин зі смугастим забарвленням плодів? 5) Скільки гомозиготних рослин із зеленим забарвленням плодів буде у F2?
Рішення
А – зелене забарвлення, а – смугасте забарвлення.
Так як при схрещуванні рослин із зеленими та смугастими плодами отримали рослини із зеленим плодом, можна зробити висновок, що батьківські особини були гомозиготними (АА та аа) (за правилом однаковості гібридів першого покоління Менделя).
Складемо схему схрещування.

Відповіді:
1. 1 або 2 (у разі гетерозиготи)
2. 86
3. 3
4. 43
5. 43.

Завдання 2.
Довга вовна у кішок рецесивна по відношенню до короткої. Довгошерста кішка, схрещена з гетерозиготним короткошерстим котом, принесла 8 кошенят. 1) Скільки типів гамет утворюється у кота? 2) Скільки типів гамет утворюється у кішки? 3) Скільки фенотипно різних кошенят у посліді? 4) Скільки генотипно різних кошенят у посліді? 5) Скільки кошенят у посліді з довгою шерстю?
Рішення
А – коротка шерсть, а – довга шерсть. Оскільки кішка мала довгу шерсть, вона гомозиготна, її генотип аа. У кота генотип Аа (гетерозиготний, коротка шерсть).
Складемо схему схрещування.

Відповіді:
1. 2
2. 1
3. 4 з довгою та 4 з короткою
4. 4 з генотипом Аа, та 4 з генотипом аа
5. 4.

Множинні алелі. Аналізуючий схрещування

1. Дайте визначення понять.
Фенотип- Сукупність всіх ознак і властивостей організму, які виявляються в процесі індивідуального розвитку в даних умовах і є результатом взаємодії генотипу з комплексом факторів внутрішнього та зовнішнього середовища.
Генотип- Це сукупність всіх генів організму, які є його спадковою основою.

2. Чому поняття про домінантний і рецесивний гени є відносними?
У гена будь-якої ознаки можуть бути й інші стани, які не можна назвати ні домінантними, ні рецесивними. Це може статися внаслідок мутацій і називається «множинний алелізм».

3. Що розуміють під множинним алелізмом?

Множинний алелізм - це існування у популяції більше двох алелей даного гена.

4. Заповніть таблицю.

Типи взаємодії алельних генів

5. Що таке аналізуюче схрещування та яке його практичне значення?
Аналізуючий схрещування використовують для встановлення генотипу особин, які не відрізняються за фенотипом. При цьому особину, генотип якої потрібно встановити, схрещують з особиною, гомозиготною за рецесивним геном (аа).

6. Розв'яжіть завдання на аналізуюче схрещування.
Завдання.

Біле забарвлення віночка у флоксу домінує над рожевим. Схрещена рослина з білим забарвленням віночка з рослиною, що має рожеве забарвлення. Отримано 96 гібридних рослин, з яких 51 має біле забарвлення, а 45 – рожеве. 1) Які генотипи мають батьківські рослини? 2) Скільки типів гамет може утворювати рослину з білим забарвленням віночка? 3) Скільки типів гамет може утворювати рослину з рожевим забарвленням віночка? 4) Яке співвідношення фенотипу можна очікувати в поколінні F2 від схрещування між собою гібридних рослин F1 з білими квітками?
Рішення.
А – біле забарвлення, а – рожеве забарвлення. Генотип однієї рослини А.. – білий, другого аа – рожевий.
Оскільки у першому поколінні спостерігається розщеплення 1:1 (51:45), генотип першої рослини Аа.
Складемо схему схрещування.

Відповіді:
1. Аа та аа.
2. 2
3. 1
4. 3 з білим віночком: 1 з рожевим віночком.

Дигібридне схрещування

1. Дайте визначення понять.
Дигібридне схрещування– схрещування особин, які враховують відмінності друг від друга за двома ознаками.
Грати Пеннета– це таблиця, запропонована англійським генетиком Реджинальдом Пеннетом як інструмент, що є графічну запис визначення сполучуваності алелей з батьківських генотипів.

2. Яке співвідношення фенотипів утворюється при дигібридному схрещуванні дигетерозигот? Відповідь проілюструйте, розписавши ґрати Пеннета.
А – Жовте забарвлення насіння
а – Зелене забарвлення насіння
В – Гладка форма насіння
в – Зморшкувата форма насіння.
Жовтий гладкий (ААВВ) × Зелений зморшкуватий (аавв) =
Р: АаВв×АаВв (дігетерозиготи)
Гамети: АВ, Ав, АВ, ав.
F1 у таблиці:

Відповідь: 9 (жовтих гладких): 3 (зелених гладких): 3 (жовтих зморшкуватих): 1 (зелених зморшкуватих).

3. Сформулюйте закон незалежного наслідування ознак.
При дигібридному схрещуванні гени та ознаки, за які ці гени відповідають, успадковуються незалежно один від одного.

4. Розв'яжіть генетичні завдання на дигібридне схрещування.
Завдання 1.

Чорне забарвлення у кішок домінує над палевою, а коротка шерсть – над довгою. Схрещувалися чистопородні перські кішки (чорні довгошерсті) з сіамськими (палеві короткошерсті). Отримані гібриди схрещувалися між собою. Яка ймовірність отримання у F2 чистопородного сіамського кошеня; кошеня, фенотипно схожого на перського; довгошерстого пальового кошеня (виразити в частинах)?
Рішення:
А – чорне забарвлення, а – палеве.
В – коротка шерсть, у – довга.

Складемо ґрати Пеннета.

Відповідь:
1) 1/16
2) 3/16
3) 1/16.

Завдання 2.

У томатів округла форма плодів домінує над грушоподібною, а червоне забарвлення плодів – над жовтим. Від схрещування гетерозиготної рослини з червоним забарвленням та грушоподібною формою плодів та жовтоплідної з округлими плодами отримано 120 рослин. 1) Скільки типів гамет утворює гетерозиготна рослина з червоним забарвленням плодів та грушоподібною формою? 2) Скільки різних фенотипів вийшло від такого схрещування? 3) Скільки різних генотипів вийшло від такого схрещування? 4) Скільки вийшло рослин з червоним забарвленням та округлою формою плодів? 5) Скільки рослин вийшло з жовтим забарвленням та округлою формою плодів?
Рішення
А – округла форма, а – грушоподібна форма.
В – червоне забарвлення, в – жовте забарвлення.
Визначимо генотипи батьків, типи гамет та запишемо схему схрещування.

Складемо ґрати Пеннета.

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

Хромосомна теорія спадковості. Сучасні уявлення про ген і геном

1. Дайте визначення понять.
Кросинговер– процес обміну ділянками гомологічних хромосом під час кон'югації у профазі І мейозу.
Хромосомна карта- це схема взаємного розташування та відносних відстаней між генами певних хромосом, що знаходяться в одній групі зчеплення.

2. У якому разі відбувається порушення закону незалежного наслідування ознак?
При кросинговері відбувається порушення закону Моргана, і гени однієї хромосоми не успадковуються зчеплено, оскільки частина їх замінюється на алельні гени гомологічної хромосоми.

3. Напишіть основні тези хромосомної теорії спадковості Т. Моргана.
Ген є ділянкою хромосоми.
Алельні гени (гени, що відповідають за одну ознаку) розташовані в певних місцях (локусах) гомологічних хромосом.
Гени розташовуються в хромосомах лінійно, тобто один за одним.
У процесі утворення гамет між гомологічними хромосомами відбувається кон'югація, у результаті якої можуть обмінюватися алельними генами, тобто може відбуватися кросинговер.

4. Сформулюйте закон Моргана.
Гени, що у одній хромосомі, при мейозі потрапляють у одну гамету, тобто успадковуються зчеплено.

5. Від чого залежить можливість розбіжності двох неалельних генів при кросинговері?
Імовірність розбіжності двох неалельних генів при кросинговері залежить від відстані між ними у хромосомі.

6. Що є основою складання генетичних карт організмів?
Підрахунок частоти кросинговеру між будь-якими двома генами однієї хромосоми, що відповідають за різні ознаки, дає можливість точно визначити відстань між цими генами, а значить, і почати побудову генетичної карти, яка є схемою взаємного розташування генів, що становлять одну хромосому.

7. Навіщо складають хромосомні карти?
За допомогою генетичних карт можна дізнатися розташування генів тварин і рослин та інформацію з них. Це допоможе у боротьбі з різними невиліковними поки що захворюваннями.

Спадкова та неспадкова мінливість

1. Дайте визначення понять.

Норма реакції- Здатність генотипу формувати в онтогенезі, залежно від умов середовища, різні фенотипи. Вона характеризує частку участі середовища у реалізації ознаки та визначає модифікаційну мінливість виду.
Мутація– стійке (тобто таке, яке може бути успадковано нащадками цієї клітини чи організму) перетворення генотипу, що відбувається під впливом зовнішнього чи внутрішнього середовища.
2. Заповніть таблицю.

3. Від чого залежить межі модифікаційної мінливості?
Межі модифікаційної мінливості залежать від норми реакції, яка зумовлена ​​генетично та успадковується.

4. Що мають спільного і чим відрізняються комбінативна та мутаційна мінливість?
Загальне: обидва види мінливості обумовлені змінами генетичному матеріалі.
Відмінності: комбінативна мінливість виникає через рекомбінацію генів під час злиття гамет, а мутаційна спричинена дією на організм мутагенів.

5. Заповніть таблицю.

Види мутацій

6. Що розуміють під мутагенними факторами? Наведіть відповідні приклади.
Мутагенні фактори – дії, що призводять до мутацій.
Це можуть бути фізичні впливи: іонізуюче випромінювання та ультрафіолетове випромінювання, що ушкоджує молекули ДНК; хімічні речовини, що порушують структури ДНК та процеси реплікації; віруси, що вбудовують свої гени у ДНК клітини-господаря.

Наслідування ознак у людини. Спадкові хвороби у людини

1. Дайте визначення понять.
Генні захворювання– хвороби, причинами яких є генні чи хромосомні мутації.
Хромосомні хвороби– хвороби, викликані зміною числа хромосом чи його будовою.

2. Заповніть таблицю.

Наслідування ознак у людини

3. Що розуміють під спадкуванням, зчепленим зі статтю?
Спадкування, зчеплене з підлогою – це успадкування ознак, гени яких розташовані в статевих хромосомах.

4. Які ознаки у людини успадковуються зчеплено зі статтю?
Зчеплено зі статтю у людини успадковуються гемофілія та дальтонізм.

5. Розв'яжіть генетичні завдання на спадкування ознак у людини, у тому числі на спадкування, зчеплене зі статтю.
Завдання 1.

Людина ген довгих вій домінує над геном коротких вій. Жінка з довгими віями, у батька якої були короткі вії, вийшла заміж за чоловіків з короткими віями. 1) Скільки типів гамет утворюється у жінки? 2) Скільки типів гамет утворюється у чоловіків? 3) Яка ймовірність народження у цій сім'ї дитини з довгими віями (у %)? 4) Скільки різних генотипів і скільки фенотипів може бути серед дітей цієї подружжя?
Рішення
А – довгі вії
а – короткі вії.
Жінки гетерозиготна (Аа), тому що у батька були короткі вії.
Чоловік гомозиготний (аа).

Відповідь:
1. 2
2. 1
3. 50
4. 2 генотипи (Аа) та 2 фенотипи (довгі та короткі вії).

Завдання 2.

У людини вільна мочка вуха домінує над невільною, а гладке підборіддя рецесивне по відношенню до підборіддя з трикутною ямкою. Ці ознаки успадковуються незалежно. Від шлюбу чоловіка з невільною мочкою вуха та трикутною ямкою на підборідді та жінки, що має вільну мочку вуха та гладке підборіддя, народився син із гладким підборіддям та невільною мочкою вуха. Яка ймовірність народження в цій сім'ї дитини з гладким підборіддям та вільною мочкою вуха; із трикутною ямкою на підборідді (у %)?
Рішення
А – вільна мочка вуха
а – невільна мочка вуха
В – трикутна ямка
в – гладке підборіддя.
Так як у пари народилася дитина, з гомозиготними ознаками (аавв), генотип матері Аавв, а батька – ааВв.
Запишемо генотипи батьків, типи гамет та схему схрещування.

Складемо ґрати Пеннета.

Відповідь:
1. 25
2. 50.

Завдання 3.

У людини ген, що викликає гемофілію, є рецесивним і знаходиться в Х-хромосомі, а альбінізм обумовлений аутосомним рецесивним геном. У батьків, нормальних за цими ознаками, народився син альбінос та гемофілік. 1) Яка ймовірність того, що у їхнього наступного сина виявляться ці дві аномальні ознаки? 2) Яка ймовірність народження здорових дочок?
Рішення:
Х ° - наявність гемофілії (рецесивний), Х - відсутність гемофілії.
А – нормальний колір шкіри
а – альбінос.
Генотипи батьків:
Мати - Х°ХАа
Батько – ХУАа.
Складемо ґрати Пеннета.

Відповідь: ймовірність прояву ознак альбінізму та гемофілії (генотип Х ° Уаа) - у наступного сина - 6,25%. Імовірність народження здорових дочок – (генотип ХХАА) – 6,25%.

Завдання 4.

Гіпертонія у людини визначається домінантним аутосомним геном, а оптична атрофія викликається рецесивним геном, зчепленим із статтю. Жінка з оптичною атрофією вийшла заміж за чоловіка з гіпертонією, у якого батько також був із гіпертонією, а мати була здорова. 1) Яка ймовірність, що дитина в цій сім'ї страждатиме обома аномаліями (у %)? 2) Яка ймовірність народження здорової дитини (у%)?
Рішення.
Х ° - наявність атрофії (рецесивний), Х - відсутність атрофії.
А – гіпертонія
а – немає гіпертонії.
Генотипи батьків:
Мати - Х ° Х ° аа (бо хвора на атрофію і без гіпертонії)
Батько - ХУАа (бо не хворий на атрофію і його батько був з гіпертонією, а мати здорова).
Складемо ґрати Пеннета.

Відповідь:
1. 25
2. 0 (тільки 25% дочок не матимуть даних недоліків, але вони будуть носіями атрофії та без гіпертонії).

генотипно однорідне потомство, одержуване вихідно від однієї самозапилювальної або самозаплідної особини за допомогою відбору та подальшого самозапилення (самозапліднення). Термін запроваджено 1903 В. Йогансеном. Оскільки самозапилення (самозапліднення) є інбридингом найвищого ступеня, Ч. л. є групою організмів гомозиготних по більшості генів. Роботи Йогансена з наслідування ознак у Ч. л. привели до важливого висновку про неефективність відбору в межах Ч. л., тобто про те, що вихідний матеріал для селекції має бути генотипно-гетерогенним. Той факт, що нащадки особин, що розрізняються по фенотипу, з однієї Ч. л. характеризуються однаковим ступенем фенотипів. мінливості, призвів до формування поняття про «норму реакції», тобто про можливий розмах мінливості ознак, що викликається зовніш. умовами у організмів однакового генотипу. Іноді Ч. л. зв. лінії, отримані за допомогою інбридингу меншою мірою (т. зв. інбредні лінії, напр. «Ч. л.

Чиста лінія

Спец.Нащадки без схрещування. Ф 1, 280.

Чиста лінія

генотипно однорідне потомство рослин, що постійно запиляються або самозапліднюються тварин, більша частина генів якого знаходиться в гомозиготному стані. Термін введений у 1903 датським генетиком В. Йогансеном, який у дослідах на бобових рослинах довів, що у Ч. л. за однакових умов проявляється подібний Фенотип. ч. л. отримують від одного предка і підтримують за допомогою примусового самозапилення та відбору. Особи в Ч. л. відтворюють серед поколінь одні й самі спадково закріплені ознаки. ч. л. мають важливе значення у с.-г. виробництві, будучи основними структурними елементами сортів рослин. Гібридизація двох Ч. л. у ряді випадків призводить до ефекту Гетерозису у першому гібридному поколінні (так отримують деякі гібридні форми.

ЧИСТА ЛІНІЯ

генотипно однорідне потомство, одержуване вихідно від однієї самозапилювальної (р-ня) або самозаплідної (ж-ні) особини за допомогою відбору і подальшого самозапилення або самозапліднення. Являє собою групу організмів, гомозиготних з більшості генів. Вивчення успадкування ознак у Ч. л. – важливий метод експериментальної генетики. ч. л. іноді зв. лінії лабораторних ж-них (напр., мишей), одержаних у результаті близьких. схрещувань.