Альтернативные признаки определение в генетике

Альтернативные признаки определение в генетике

Наследственность – способность живых организмов передавать свои признаки и свойства, а также особенности развития из поколения в поколение.

Изменчивость – способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства.

Признак – особенность строения на любом уровне организации или внешнее проявление действия гена.

Свойство – любая функциональная особенность, в основе которой лежит один или несколько признаков.

Альтернативные признаки – взаимоисключающие, контрастные признаки.

Ген – участок молекулы ДНК, отвечающий за один признак, т.е. за структуру определенной молекулы белка.

Локус – местоположение гена в хромосоме.

Аллельные гены – гены, расположенные в одних и тех же локусах гомологичных хромосом и ответственные за развитие одного признака.

Геном – совокупность генов, характерных для гаплоидного набора хромосом данного вида организмов.

Генотип – совокупность взаимодействующих генов данного организма.

Фенотип – совокупность всех признаков и свойств организма.

Доминантный признак – преобладающий признак, проявляющийся в потомстве у гетерозиготных особей.

Рецессивный признак – подавляемый, внешне исчезающий признак.

Гомозигота – зигота, имеющая одинаковые аллели данного гена. В потомстве не дает расщепление.

Гетерозигота – зигота, имеющая два разных аллеля по данному гену. В потомстве дает расщепление по данному признаку.

Гибридологический метод исследования – это скрещивание (гибридизация) организмов, отличающихся друг от друга по одному или нескольким признакам и детальный анализ потомства.

Гибриды – потомство от скрещивания 2-х особей с различной наследственностью.

Моногибридное скрещивание – скрещивание форм, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков.

Дигибридное скрещивание – скрещивание форм, отличающихся друг от друга по двум парам альтернативных признаков.

Полигибридное скрещивание – скрещивание форм, отличающихся друг от друга по трем и более парам альтернативных признаков.

Анализирующее скрещивание – скрещивание гибридной особи с особью, гомозиготной по рецессивным аллелям.

Неполное доминирование – случаи, когда гетерозиготные потомки имеют промежуточный фенотип.

Кариотип – совокупность признаков хромосомного набора соматической клетки.

Аутосомы – хромосомы, одинаковые у обоих полов.

Половые хромосомы – хромосомы, по которым мужской и женский пол отличаются друг от друга.

Гомогаметный – пол, который образуют гаметы, одинаковые по половой хромосоме ( xx ).

Гетерогаметный – пол, который формирует гаметы, неодинаковые по половой хромосоме ( xy ).

Источник

Основные генетические понятия. Закономерности наследственности. Генетика человека.

Генетика и селекция

Генетика — наука, изучающая наследственность и изменчивость организмов.
Наследственность — способность организмов передавать из поколения в поколение свои признаки (особенности строения, функций, развития).
Изменчивость — способность организмов приобретать новые признаки. Наследственность и изменчивость — два противоположных, но взаимосвязанных свойства организма.

Наследственность

Основные понятия
Ген и аллели. Единицей наследственной информации является ген.
Ген (с точки зрения генетики) — участок хромосомы, определяющий развитие у организма одного или нескольких признаков.
Аллели — различные состояния одного и того же гена, располагающиеся в определённом локусе (участке) гомологичных хромосом и определяющие развитие одного какого-то признака. Гомологичные хромосомы имеются только в клетках, содержащих диплоидный набор хромосом. Их нет в половых клетках (гаметах) эукариот и у прокариот.

Признак (фен) — некоторое качество или свойство, по которому можно отличить один организм от другого.
Доминирование — явление преобладания у гибрида признака одного из родителей.
Доминантный признак — признак, проявляющийся в первом поколении гибридов.
Рецессивный признак — признак, внешне исчезающий в первом поколении гибридов.

Доминантные и рецессивные признаки у человека

Признаки доминантные рецессивные Карликовость Нормальный рост Полидактилия (многопалость) Норма Курчавые волосы Прямые волосы Не рыжие волосы Рыжие волосы Раннее облысение Норма Длинные ресницы Короткие ресницы Крупные глаза Маленькие глаза Карие глаза Голубые или серые глаза Близорукость Норма Сумеречное зрение (куриная слепота) Норма Веснушки на лице Отсутствие веснушек Нормальная свёртываемость крови Слабая свёртываемость крови (гемофилия) Цветовое зрение Отсутствие цветового зрения (дальтонизм)

Законы Г. Менделя

Первый закон Менделя. Г. Мендель скрестил растения гороха с жёлтыми семенами и растения гороха с зелёными семенами. И те и другие были чистыми линиями, то есть гомозиготами.

Первый закон Менделя — закон единообразия гибридов первого поколения (закон доминирования): при скрещивании чистых линий у всех гибридов первого поколения проявляется один признак (доминантный).
Второй закон Менделя. После этого Г. Мендель скрестил между собой гибридов первого поколения.

Второй закон Менделя — закон расщепления признаков: гибриды первого поколения при их скрещивании расщепляются в определённом числовом соотношении: особи с рецессивным проявлением признака составляют 1/4 часть от общего числа потомков.

Цитологические основы единообразия первого поколения и расщепления признаков во втором поколении состоят в расхождении гомологичных хромосом и образовании гаплоидных половых клеток в мейозе.
Гипотеза (закон) чистоты гамет гласит: 1) при образовании половых клеток в каждую гамету попадает только один аллель из аллельной пары, то есть гаметы генетически чисты; 2) у гибридного организма гены не гибридизуются (не смешиваются) и находятся в чистом аллельном состоянии.
Статистический характер явлений расщепления. Из гипотезы чистоты гамет следует, что закон расщепления есть результат случайного сочетания гамет, несущих разные гены. При случайном характере соединения гамет общий результат оказывается закономерным. Отсюда следует, что при моногибридном скрещивании отношение 3:1 (в случае полного доминирования) или 1:2:1 (при неполном доминировании) следует рассматривать как закономерность, основанную на статистических явлениях. Это касается и случая полигибридного скрещивания. Точное выполнение числовых соотношений при расщеплении возможно лишь при большом количестве изучаемых гибридных особей. Таким образом, законы генетики носят статистический характер.
Анализ потомства. Анализирующее скрещивание позволяет установить, гомозиготен или гетерозиготен организм по доминантному гену. Для этого скрещивают особь, генотип которой следует определить, с особью, гомозиготной по рецессивному гену. Часто скрещивают одного из родителей с одним из потомков. Такое скрещивание называется возвратным.
В случае гомозиготности доминантной особи расщепления не произойдёт:

Читайте также:  Признаки что мужчина козерог влюблен

В случае гетерозиготности доминантной особи произойдёт расщепление:

Третий закон Менделя. Г. Мендель провёл дигибридное скрещивание растений гороха с жёлтыми и гладкими семенами и растений гороха с зелёными и морщинистыми семенами (и те и другие – чистые линии), а затем скрестил их потомков. В результате им было установлено, что каждая пара признаков при расщеплении в потомстве ведёт себя так же, как при моногибридном скрещивании (расщепляется 3:1), то есть независимо от другой пары признаков.

Третий закон Менделя — закон независимого комбинирования (наследования) признаков: расщепление по каждому признаку идёт независимо от других признаков.

Цитологической основой независимого комбинирования является случайный характер расхождения гомологичных хромосом каждой пары к разным полюсам клетки в процессе мейоза независимо от других пар гомологичных хромосом. Этот закон справедлив только в том случае, когда гены, отвечающие за развитие разных признаков, находятся в разных хромосомах. Исключения составляют случаи сцепленного наследования.

Сцепленное наследование. Нарушение сцепления

Развитие генетики показало, что не все признаки наследуются в соответствии с законами Менделя. Так, закон независимого наследования генов справедлив только для генов, расположенных в разных хромосомах.
Закономерности сцепленного наследования генов были изучены Т. Морганом и его учениками в начале 20-х гг. XX в. Объектом их исследований являлась плодовая мушка дрозофила (срок её жизни невелик, и за год можно получить несколько десятков поколений, её кариотип составляют всего четыре пары хромосом).
Закон Моргана: гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются преимущественно вместе.
Сцепленные гены — гены, лежащие в одной хромосоме.
Группа сцепления — все гены одной хромосомы.
В некотором проценте случаев сцепление может нарушаться. Причина нарушения сцепления — кроссинговер (перекрёст хромосом) — обмен участками хромосом в профазе I мейотического деления. Кроссинговер приводит к генетической рекомбинации. Чем дальше друг от друга расположены гены, тем чаще между ними происходит кроссинговер. На этом явлении основано построение генетических карт — определение последовательности расположения генов в хромосоме и примерного расстояния между ними.

Генетика пола

Аутосомы — хромосомы, одинаковые у обоих полов.
Половые хромосомы (гетерохромосомы) — хромосомы, по которым мужской и женский пол отличаются друг от друга.
В клетке человека содержится 46 хромосом, или 23 пары: 22 пары аутосом и 1 пара половых хромосом. Половые хромосомы обозначают как X- и Y-хромосомы. Женщины имеют две X-хромосомы, а мужчины одну Х- и одну Y-хромосому.
Существует 5 типов хромосомного определения пола.

Типы хромосомного определения пола

Тип Примеры
♀ XX, ♂ ХY Характерен для млекопитающих (в том числе и для человека), червей, ракообразных, большинства насекомых (в том числе для дрозофил), большинства земноводных, некоторых рыб
♀ ХY, ♂ XX Характерен для птиц, пресмыкающихся, некоторых земноводных и рыб, некоторых насекомых (чешуекрылые)
♀ XX, ♂ Х0 Встречается у некоторых насекомых (прямокрылые); 0 обозначает отсутствие хромосом
♀ Х0, ♂ XX Встречается у некоторых насекомых (равнокрылые)
гапло-диплоидный тип (♀ 2n, ♂ n) Встречается, например, у пчёл и муравьёв: самцы развиваются из неоплодотворённых гаплоидных яйцеклеток (партеногенез), самки — из оплодотворённых диплоидных.

Наследование, сцепленное с полом — наследование признаков, гены которых находятся в Х- и Y-хромосомах. В половых хромосомах могут находиться гены, не имеющие отношения к развитию половых признаков.
При сочетании XY большинство генов, находящихся в X-хромосоме, не имеют аллельной пары в Y-хромосоме. Также гены, расположенные в Y-хромосоме, не имеют аллелей в X-хромосоме. Такие организмы называются гемизиготными. В этом случае проявляется рецессивный ген, имеющийся в генотипе в единственном числе. Так X-хромосома может содержать ген, вызывающий гемофилию (пониженную свёртываемость крови). Тогда все мужские особи, получившие эту хромосому, будут страдать этим заболеванием, так как Y-хромосома не содержит доминантного аллеля.

Генетика крови

По системе АВ0 у людей 4 группы крови. Группа крови определяется геном I. У человека группу крови обеспечивают три гена IА, IВ, I0. Два первых кодоминантны по отношению друг к другу, и оба доминантны по отношению к третьему. В результате у человека по генетике 6 групп крови, а по физиологии — 4.

I группа I 0 I 0 гомозигота
II группа А I А I А гомозигота
I А I 0 гетерозигота
III группа В I В I В гомозигота
I В I 0 гетерозигота
IV группа АВ I А I В гетерозигота

У разных народов соотношение групп крови в популяции различно.

Распределение групп крови по системе АВ0 у разных народов,%

Народность 0 (I) A (II) B (III) AB (IV)
Австралийцы 54,3 40,3 3,8 1,6
Англичане 43,5 44,7 8,6 3,2
Арабы 44 33 17,7 5,3
Венгры 29,9 45,2 17 7,9
Голландцы 46,3 42,1 8,5 3,1
Индийцы 30,2 24,5 37,2 8,1
Китайцы 45,5 22,6 25 6,9
Русские 32,9 35,8 23,2 8,1
Японцы 31,1 36,7 22,7 9,5
Читайте также:  По каким признакам птиц относят к разным видам

Распределение резус-фактора у разных народов,%

Народность Резус-положительные Резус-отрицательные
Австралийские аборигены 100
Американские индейцы 90–98 2–10
Арабы 72 28
Баски 64 36
Китайцы 98–100 0–2
Мексиканцы 100
Норвежцы 85 15
Русские 86 14
Эскимосы 99–100 0–1
Японцы 99–100 0–1

Резус-фактор крови определяет ген R. R + дает информацию о выработке белка (резус-положительный белок), а ген R – не даёт. Первый ген доминирует над вторым. Если Rh + кровь перелить человеку с Rh – кровью, то у него образуются специфические агглютинины, и повторное введение такой крови вызовет агглютинацию. Когда у Rh – женщины развивается плод, унаследовавший у отца положительный резус, может возникнуть резус-конфликт. Первая беременность, как правило, заканчивается благополучно, а повторная — заболеванием ребёнка или мертворождением.

Взаимодействие генов

Генотип — это не просто механический набор генов. Это исторически сложившаяся система из взаимодействующих между собой генов. Точнее, взаимодействуют не сами гены (участки молекул ДНК), а образуемые на их основе продукты (РНК и белки).
Взаимодействовать могут как аллельные гены, так и неаллельные.
Взаимодействие аллельных генов: полное доминирование, неполное доминирование, кодоминирование.
Полное доминирование — явление, когда доминантный ген полностью подавляет работу рецессивного гена, в результате чего развивается доминантный признак.
Неполное доминирование — явление, когда доминантный ген не полностью подавляет работу рецессивного гена, в результате чего развивается промежуточный признак.
Кодоминирование (независимое проявление) — явление, когда в формировании признака у гетерозиготного организма участвуют обе аллели. У человека серией множественных аллелей представлен ген, определяющий группу крови. При этом гены, обусловливающие группы крови А и B, являются кодоминантными по отношению друг к другу, и оба доминантны по отношению к гену, определяющему группу крови 0.
Взаимодействие неаллельных генов: кооперация, комплементарность, эпистаз и полимерия.
Кооперация — явление, когда при взаимном действии двух доминантных неаллельных генов, каждый из которых имеет своё собственное фенотипическое проявление, происходит формирование нового признака.
Комплементарность — явление, когда признак развивается только при взаимном действии двух доминантных неаллельных генов, каждый из которых в отдельности не вызывает развитие признака.
Эпистаз — явление, когда один ген (как доминантный, так и рецессивный) подавляет действие другого (неаллельного) гена (как доминантного, так и рецессивного). Ген-подавитель (супрессор) может быть доминантным (доминантный эпистаз) или рецессивным (рецессивный эпистаз).
Полимерия — явление, когда несколько неаллельных доминантных генов отвечают за сходное воздействие на развитие одного и того же признака. Чем больше таких генов присутствует в генотипе, тем ярче проявляется признак. Явление полимерии наблюдается при наследовании количественных признаков (цвет кожи, вес тела, удойность коров).
В противоположность полимерии наблюдается такое явление, как плейотропия — множественное действие гена, когда один ген отвечает за развитие нескольких признаков.

Хромосомная теория наследственности

Основные положения хромосомной теории наследственности:

Нехромосомное наследование

Согласно хромосомной теории наследственности ведущую роль в наследственности играют ДНК хромосом. Однако ДНК содержатся также в митохондриях, хлоропластах и в цитоплазме. Нехромосомные ДНК называются плазмидами. Клетки не имеют специальных механизмов равномерного распределения плазмид в процессе деления, поэтому одна дочерняя клетка может получить одну генетическую информацию, а вторая — совершенно другую. Наследование генов, содержащихся в плазмидах, не подчиняется менделевским закономерностям наследования, а их роль в формировании генотипа ещё мало изучена.

Источник

«Наука генетика. Основные понятия генетики». Урок для 9-го класса

Разделы: Биология

Цели урока: сформировать представление о генетике – науке, изучающей наследственность и изменчивость организмов, познакомить с основными понятиями науки.

Задачи:

Обеспечение занятия: портрет Грегори Менделя, стенд или плакат «Основные вехи в истории генетики»; терминологические карты «Обзор основных терминов и понятий генетики»

Тип урока: изучение нового материала.

Метод проведения: беседа.

Требования согласно программе:

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Изучение нового материала.

Генетика – молодая наука, составляющая основу всей современной биологии. Ее возраст – чуть более 100 лет (с 1900 года). Название «генетика» предложил английский ученый У. Бэтсон в 1906 г. Оно происходит от греческого слова «genesis», что означает – происхождение.

Вступительное слово учителя:

Генетика – это наука о закономерностях наследования признаков у организмов. Первый действительно научный шаг вперед в изучении наследственности был сделан австрийским монахом Грегором Менделем, который в 1865 году опубликовал статью, заложившую основы современной генетики. Мендель показал, что наследственные задачи не смешиваются, а передаются от родителей потомкам в виде дискретных (обособленных) единиц. Эти единицы, представленные у особей парами, остаются дескретными и передаются последующим поколениям в мужских и женских гаметах, каждая из которых содержит по одной единице из каждой пары.

В 1909 году датский ботаник Иогансен назвал эти единицы генами, а в 1923 году американский генетик Морган показал, что они находятся в хромосомах. С тех пор генетика достигла больших успехов в объяснении природы наследственности и на уровне организма, и на уровне гена.

(учитель обращает внимание на стенд «Основные вехи в истории генетики»)

Основные вехи в истории генетики (материалы для стенда (плаката или раздаточного материала)

Середина 18 – начало 21 века Первые попытки научного объяснения причин наследственности и изменчивости
1763–1851 гг. Французский исследователь ввел представление о контрастных или альтернативных признаках
1856–1865 гг. Работы Г. Менделя по гибридизации растений – первый научный шаг в изучении наследственности.
1865 г. Вышла в свет работа Г. Менделя «Опыты над растительными гибридами», в которой изложены закономерности наследования, открытые им в результате восьмилетних исследований на различных сортах гороха.
1900 г. К. Корренс, Г. Де Фриз и К. Чермак, проводя эксперименты на различных объектах, заново переоткрыли основные законы наследования признаков, открытые Г. Менделем.
1901–1903 г.г. Была разработана мутационная теория Г.де Фриза.
1906 г. Генетики в США и Европе начинают работать с плодовой мушкой дрозофилой.
1911 г. Т. Морган сформулировал хромосомную теорию наследственности в ее первом представлении.
1920 г. Н.И. Вавилов сформулировал закон гомологических рядов наследственной изменчивости.
1929 г. А.С. Серебровский и Н.П. Дубинин доказали сложную структуру гена.
1933 г. Т. Мограну, первому среди профессиональных биологов, была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине
1944 г. Американскими биохимиками (О.Эверин и др.) было установлено, что носителем свойства наследственности является ДНК.
1953 г. Расшифрована структура ДНК Ф. Криком и Д. Уотсоном
1955–1960 г.г. Выяснение природы генетического материала и основных закономерностей сохранения генетической информации, ее передачи и реализации в молекулярные признаки (белки)
1962 г. Английский физик ф. Крик и биофизик М. Уилкине, и американский биофизик Д. Уотсон получают Нобелевскую премию за открытие структуры нуклеиновых кислот и их роли в наследственной передаче признаков организма.
1968 г. Американским биохимикам Р. Холи, Х. Коранс, М. Ниренбергу присуждена Нобелевская премия за расшифровку генетического кода и его роли в синтезе белка.
1980–1990 г.г. Первые геномные проекты и начало и начало их реализации. Механизмы регуляции генной активности, проблемы генетического контроля за формирование признаков. Развитие медицинских аспектов генетики.
1997 г. Первое клонированное животное (овечка Долли), полученное из ядра взрослой соматической клетки; собственное ядро ооцита было заменено на ядро клетки из культуры эпителиальных клеток молочной железы взрослой лактирующей овцы.
1990–2000 г.г. Первые расшифрованные геномы прокариот (бактерий) и эукариот. Создание трансгенных организмов.
2001 г. Расшифрован геном человека. Этические проблемы использования генетических технологий.
Читайте также:  Признаки многоквартирного дома закон

На следующем этапе урока ставится задача раскрыть содержание проблем, разрабатываемых генетикой.

ГЕНЕТИКА – изучает два фундаментальных свойства живых организмов – наследственность и изменчивость.

Что такое наследственность? Как вы понимаете этот термин?

Совместная формулировка определения и запись его в тетрадь.

НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ – это способность родителей передавать свои признаки, свойства и особенности развития следующему поколению. (необходимо объяснить, что передаются не сами признаки: цвет глаз, волос и др., а гены, определяющие их развитие.

– В чем биологический смысл наследственности? (Сохранение вида)

Мы выяснили, что гены определяют признаки и свойства организма.

– Что такое ген? (участок ДНК)

далее формируем более полное представление о гене:

АЛЛЕЛЬ – конкретное состояние гена

ЛОКУС – конкретное место нахождения гена в хромосоме;

Понятия «ген» и «аллель» в определенной степени синонимы («ген» – более широкое понятие; «аллель» – конкретное)

Затем рассматривается проблема изменчивости организмов, которая трактуется как свойство, противоположное наследственности.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ – способность организмов изменять свои признаки и свойства.

– В чем биологический и эволюционный смысл изменчивости? (обеспечивает выживание вида).

Приводятся примеры изменчивости:

А) снижение урожая зерновых при плохом агрофоне, низкая удойность молока при плохом кормлении коров, светло-зеленый цвет листьев при недостатке азота, света;
Б) появление среди людей альбиносов, шестипалых людей, карликов и т.д.;
В) люди живущие на планете Земля, такие одинаковые и такие не похожие. Среди них не найдешь генетических и психологических двойников – ни по соседству, ни на противоположной стороне планеты, ни в прошлой истории человечества, ни в будущем.

Далее учитель с помощью учащихся называет задачи, решаемые наукой генетикой.

Учащиеся делают вывод. Озвучивают цель и задачи генетики.

Таким образом генетика – наука о закономерностях наследственности и изменчивости двух противоположных и вместе с тем неразрывно связанных между собой процессов, свойственных всему живому на Земле.

III. Закрепление пройденного материала.

Работа с терминологической картой

Терминологическая карта.
Обзор основных терминов и понятий генетики.

Задание: Прочитайте определения понятий на карточке, выделите отличительные признаки, попробуйте дать свои формулировки понятий.

Ген – участок молекулы ДНК, отвечающий за структуру определенной молекулы белка и определяющий возможность развития отдельного элементарного признака.

Генотип – совокупность всех генов организма; совокупность наследственных признаков организма, полученных от родителей.

Фенотип – совокупность признаков и свойств организма, проявляющаяся при взаимодействии генотипа и окружающей среды.

Гомологичные хромосомы – парные хромосомы, одинаковые по форме, размерам, набору генов.

Локус – участок хромосомы, в котором расположен ген.

Альтернативные признаки – это взаимоисключающие, контрастные признаки (например, желтые и зеленые семена гороха). Часто один из альтернативных признаков является доминантным, а другой рецессивным. (см. ниже).

Аллельные гены – пара генов, расположенных в одних и тех же локусах гомологичных хромом и контролирующих развитие контрастных альтернативных признаков. Каждый ген этой пары называется аллелью.

Зигота – клетка, образующаяся при слиянии двух гамет (половых клеток) – женской (яйцеклетка) и мужской (сперматозоида). Содержит диплоидный (двойной) набор хромом.

Гомозигота – зигота, имеющая одинаковые аллели данного гена (оба доминантные АА или оба рецессивные аа).

Доминантный признак – преобладающий признак, проявляющийся в потомстве у гетерозиготных особей.

Рецессивный признак – признак, который передается по наследству, но подавляется, не проявляясь у гетерозиготных потомков, полученных при скрещивании.

Гамета – половая клетка организма, несущая один ген из аллельной пары. Гаметы содержат по одной хромосоме из каждой пары.

Задание: Поработайте в паре, обсудите ваши сформулированные понятия, опросиьте друг друга.

VI. Домашнее задание.

Параграф 35 и записи в тетради. Дать определение понятия гена, используя разные точки зрения. Вспомнить значения терминов из рубрики «Вспомните» параграфа 36.

Список литературы использованный при подготовке к уроку:

Источник

Adblock
detector