Презентация к разделу "Наследственность и изменчивость"

наука, изучающая закономерности и материальные основы наследственности и изменчивости организмов

Грегор Мендель

Аббат Грегор Мендель

Австрийский священник и ботаник Грегор Иоганн Мендель заложил основы такой науки, как генетика. Он математически вывел законы генетики, которые называются сейчас его именем.

Фундаментальная работа Грегора Менделя, посвященная наследованию признаков у растений «Опыты над растительными гибридами», увидела свет в 1865 г., но фактически осталась незамеченной. Его труд был оценен биологами только в начале XX в., когда законы Менделя были переоткрыты. Выводы Менделя не оказали влияния на развитие современной ему науки: эволюционисты не использовали их в построениях своих теорий.

Микроскоп, с которым работал Г.Мендель

Моногибридное скрещивание

наиболее простой тип скрещивания, когда родительские формы

отличаются друг от друга одной парой альтернативных признаков

• Горох – самоопыляющееся растение Цветы гороха защищены от чужой пыльцы Гибриды - вполне плодовиты, поэтому можно следить за ходом наследования признаков в ряду поколений
• Горох – самоопыляющееся растение
• Цветы гороха защищены от чужой пыльцы
• Гибриды - вполне плодовиты, поэтому можно следить за ходом наследования признаков в ряду поколений

Мендель применял метод скрещивания особей, отличающихся альтернативными

признаками, с последующим строгим учетом родительских признаков у потомков

- этот метод получил название ГИБРИДОЛОГИЧЕСКОГО

Гибридологический метод

Основные принципы

• Подбор материала для получения гибридов ( чистые линии, различия между исходными формами по небольшому числу признаков )
• Индивидуальный анализ потомства каждого скрещивания
• Использование статистической обработки результатов

• ГИБРИДИЗАЦИЯ - скрещивание двух признаков
• ГИБРИДНЫМ называют потомство от скрещивания двух особей с различной наследственностью
• ГИБРИД – отдельная особь

Генетическая терминология и символика

P

Х

- скрещивание

- родители

F

- гибридное потомство

- женская особь

+

• цифры соответствуют

F 1 , F 2 ..

порядковому номеру поколения

- мужская особь

Генотип – совокупность взаимодействующих генов организма

Фенотип – совокупность всех признаков организма

Гомозиготы – организмы образующие один сорт гамет – АА, аа

Гетерозиготы – организмы образующие два сорта гамет – Аа

Доминантный ген – преобладающий АА , А а

Рецессивный ген – подавляемый аа

Аллельные гены – гены расположенные в гомологенных хромосомах

Законы Менделя

П ерв ый закон Менделя

При скрещивании двух организмов, относящихся к разным чистым линиям, отличающихся друг от друга одной парой альтернативных признаков, все первое поколение гибридов (F 1 ) окажется единообразным и будет нести признак одного родителя. Если потомков первого поколения, одинаковых по изученному признаку, скрестить между собой, то во втором поколении признаки обоих родителей проявляются в определенном числовом соотношении: ¾ - особей будут иметь доминантный признак; ¼ - особей будут иметь рецессивный признак.

Опыты Менделя:

а – желтые и зеленые семена гороха;

б – гладкие и морщинистые семена гороха

В торо й закон Менделя

При скрещивании гибридов первого поколения в потомстве (F 2 ) происходит расщепление признаков в отношении 3:1. причем ¼ - особей несут рецессивный признак, а ¾ - особей несут доминантный признак.

Как же интерпретировал свои результаты Мендель?

Он вполне логично предположил, что существует некая реальная субстанция (он назвал ее наследственным фактором ), определяющая цвет семядолей. Допустим, наличие наследственного фактора А определяет зеленый цвет семядолей, а наличие наследственного фактора а – желтый. Тогда, естественно, растения с зелеными семядолями содержат и передают по наследству фактор А , а с желтыми – фактор а . Мендель предположил, что каждое растение несет по паре наследственных факторов, отвечающих за данный признак. Причем при наличии фактора А фактор а уже не проявляется (зеленая окраска доминирует над желтой). Преобладание у гибрида признака одного из родителей Мендель назвал доминированием. Признак проявляющийся у гибрида первого поколения и подавляющий развитие другого признака, был назван доминантным, противоположный – подавляемый называется рецессивным.

А доминантный признак.

а рецессивный.

А

а

Генотип – АА х аа

Фенотип – желтые х зеленые

А

а

Теория Менделя

• Если наследственные факторы комбинируются между собой как попало, т.е. независимо, то одинакова вероятность попадания в дочерний организм каждого фактора от матери или от отца? Соответственно, по теореме умножения, вероятность формирования в дочернем организме конкретной комбинации факторов равна: 1/2 х1/2 = 1/4. Очевидно, возможны комбинации АА , Аа , аА , аа . С какой же частотой они проявляются? Это зависит от того, в каком соотношении факторы А и а представлены у родителей.

Рассмотрим с этих позиций ход опыта.

• Сначала Мендель взял две линии гороха . В одной из них желтые семядоли не появлялись ни при каких обстоятельствах. Значит фактор  а в ней отсутствовал, и все растения несли комбинацию  АА (в случаях, когда организм несет два одинаковых аллеля, он называется гомозиготным ). Точно так же все растения второй линии несли комбинацию  аа . Что же происходит при скрещивании? От одного из родителей с вероятностью 1 приходит фактор  А , а от другого с вероятностью 1 – фактор  а . Далее они с вероятностью 1х1=1 дают комбинацию  Аа (организм, несущий разные аллели одного гена, называется гетерозиготным ). Это отлично объясняет закон единообразия гибридов первого поколения. Все они имеют зеленые семядоли.

Цитологические основы Закономерности наследования Аллельные гены

ПРЕДПОЛОЖИМ: Гибрид первого поколения F 1 имеет оба гена

доминантный и рецессивный - Аа

В результате четырех комбинаций получатся сочетания

АА, Аа, аА, аа

Первые три сочетания с доминантными признаками

Четвертое – с рецессивными

+

Аа

аа

аА

Различные признаки организма передаются из поколения в поколение

при помощи специальной материальной единицы - ГЕНА

Каждая клетка тела организма имеет диплоидный набор хромосом.

При образовании половых клеток в результате мейоза в каждую клетку половую ( гамету ) попадает только одна из гомологических хромосом, только один ген из каждой пары

Цитологические основы моногибридного скрещивания

II

II

Р

Гаметы Р

I

I

I

I

I I

I I

F 1

I

I

I

I

Гаметы F 1

II

II

I I

I I

F 2

• Хромосомы несущие ген доминантного признака
• Хромосомы, несущие ген рецессивного признака

Примеры решения задач по генетике

Этапы решения задач

• Запись генотипов и фенотипов родителей
• Запись возможных типов гамет у каждого родителя
• Запись возможных типов зигот
• Подсчет соотношения генотипов и фенотипов потомства

F 1 Bb x Bb

F 2 BB; Bb; bB; bb

I . Графический способ:

II. Алгебраический способ:

F 1 (B+b) x (B+b)

F 2 BB + 2Bb + bb

b

B

+

III. Решетку Пеннета:

B

BB

Bb

b

Bb

bb

Закономерности наследования при моногибридном скрещивании

Задача №1

Напишите генотипы соответствующие следующим фенотипам:

• Голубой цвет глаз
• Карий цвет глаз
• Вьющиеся волосы
• Прямые волосы

Ответ

Задача №2

Определите генотипы и фенотипы потомства кареглазых гетерозиготных родителей

Дано:

А –карие глаза

а – голубые глаза

Решение

Определить F 1 ?

Задача №1

Ответ:

• Голубой цвет глаз и прямые волосы – это рецессивные признаки и их обозначают - аа
• Карий цвет глаз и вьющиеся волосы – доминантные признаки и их обозначают Аа или АА

Условие задачи

Задача №2

Решение

Гетерозиготные кареглазые родители Аа

Р: Аа х Аа

Гаметы ( G) : Аа х Аа

F 1 : АА; Аа; Аа; аа

Происходит расщепление признаков согласно II закону Менделя:

По фенотипу 3 : 1

По генотипу 1 : 2 : 1

Карие 3

Голубые 1

Условие задачи

Задания для самостоятельной работы

x

Р

II

II

?

?

гаметы

F 1

P 1

x

гаметы

? ? ? ?

? ? ? ?

Схема Б

Г

А

М

Е

Т

Ы

F 2

Рисунок А

1. Рассмотрите рисунок (А). Исходя из генотипа родителей (Р), определите, какие особи

скрещиваются. Сколько типов гамет образует каждая родительская особь (Р)?

Перечертите схему А и обозначьте хромосомные наборы гамет и поколения F 1. Почему

поколение F1 называется гибридным? Какой из признаков проявляется у гибридов

первого поколения? Дайте определение закона Менделя, который проявляется в

данном случае.

2. Определите у поколения F1 количество типов гамет и их хромосомный набор.

Объясните причину образования различных типов гамет и гибридов. Запишите

хромосомный набор поколения F2 , образованного в результате скрещивания гибридов

F1 . Сколько генотипов образуется во втором поколении? Как идет распределение

признаков по фенотипу?

3. Дайте определение закону Менделя о наследовании признаков во втором поколении?

Почему он называется законом расщепления?

4. Заполните схему (Б), используя только буквенные обозначения генов. Какие признаки

обозначаются заглавными и прописными буквами? Почему генотип обозначается двумя

буквами? Запишите количественное соотношение фенотипов и генотипов в F2 . В каком

соотношении образуется гомо- и гетерозиготы во втором поколении?

Задание II

Задача 1

У собак черный цвет шерсти доминирует над коричневым. От скрещивания черной самки

с коричневым самцом было получено 4 черных и 3 коричневых щенков. Определите

генотипы родителей или потомства.

Задача 2

На звероферме в течение нескольких лет от одной пары норок был получен приплод в 225

особей. Из них 167 – имели коричневый мех, а 57 – голубовато-серый. Определите,

какой из признаков являются доминантным. Каковы генотипы и фенотипы родителей и

потомства? Составьте схему скрещивания.

Задача 3

При скрещивании двух дрозофил с нормальными крыльями у 82 потомков из 332 были

укороченные крылья, а у 240 потомков нормальные. Какой признак, нормальные или

укороченные крылья, являются доминантными? Каковы генотипы родителей и

потомства?

Задание II

Задача 4

Голубоглазый мужчина, родители которого имели карие глаза, женился на кареглазой

женщине, у отца которой были голубые глаза, а у матери – карие. Какое потомство

можно ожидать от этого брака, если известно, что карий цвет глаз наследуется как

доминантный? Определите генотипы родителей мужчины и женщины.

Задача 5

У человека фенилкетонурия наследуется как рецессивный признак. Заболевание

связано с отсутствием фермента, расщепляющего фенилаланин. Избыток этой

аминокислоты в крови приводит к поражению центральной нервной системы и

развитию слабоумия. Определите вероятность развития заболевания у детей в семье,

где оба родителя гетерозиготны по данному признаку.

Задача 6

У человека ген, вызывающий одну из форм наследственной глухонемоты, рецессивен

по отношению к гену нормального слуха.

1. Какое потомство можно ожидать от брака гетерозиготных родителей?

2. От брака глухонемой женщины с нормальным мужчиной родился глухонемой

ребенок Определите генотипы родителей.