ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ГЕНЕТИКИ

Генетика изучает законы наследственности и изменчивости, лежащие в основе эволюции органического мира и деятельности человека по созданию новых сортов культурных растений и пород домашних животных, как это установил ещё Ч. Дарвин.

Наследственность, изменчивость Наследственность – это свойство организма передавать свои признаки и особенности развития следующим поколениям. Наследственность – это свойство организма передавать свои признаки и особенности развития следующим поколениям. Изменчивость – свойство организмов приобретать новые признаки в процессе индивидуального развития. Изменчивость – свойство организмов приобретать новые признаки в процессе индивидуального развития.

Грегор Иоганн Мендель-основатель науки генетики Родился Иоганн Мендель 22 июля 1822 года в семье крестьянина в небольшой деревушке Хинчицы на территории современной Чехии, а тогда Австрийской империи. Несмотря на крайнюю нужду семьи, Иоганн закончил сперва гимназию, а затем двухгодичные философские курсы. В 1943 году Мендель поступил послушником в августинский монастырь в Брюнне. В монастыре он стал всерьёз заниматься садоводством. Он скрещивал мышей, наблюдал какое получалось потомство. Скончался Грегор Иоганн Мендель 6 января 1884 г.

Изменчивость Наследственная : Наследственная : мутационная, мутационная,соотносительная,комбинативная Не наследственная Не наследственнаямодификационная

Модификационная изменчивость одуванчика, выращенного из одного корня Корень одуванчика разрезали пополам. Одну половину его высадили на равнине в условиях высокой влажности, выросло растение с крупными листьями, длинными цветоносами. Другую половину посадили в горах. Выросло маленькое растение с мелкими листьями, с очень коротким цветоносом. А между тем наследственность у них одинаковая. Корень одуванчика разрезали пополам. Одну половину его высадили на равнине в условиях высокой влажности, выросло растение с крупными листьями, длинными цветоносами. Другую половину посадили в горах. Выросло маленькое растение с мелкими листьями, с очень коротким цветоносом. А между тем наследственность у них одинаковая. Совокупность генов, которую организм получает от родителей, составляет его генотип. Совокупность внешних и внутренних признаков – это фенотип. Совокупность генов, которую организм получает от родителей, составляет его генотип. Совокупность внешних и внутренних признаков – это фенотип. Из приведенного примера становится ясно, что фенотип развивается в результате взаимодействия генотипа и условий внешней среды. Из приведенного примера становится ясно, что фенотип развивается в результате взаимодействия генотипа и условий внешней среды.

Мутационная изменчивость Материальной основой генотипа являются хромосомы. Материальной основой генотипа являются хромосомы. Мутация – это изменения, происходящие в хромосомах под влиянием факторов внешней или внутренней среды. Мутация – это изменения, происходящие в хромосомах под влиянием факторов внешней или внутренней среды. Мутация ослинника (энотеры). Мутация ослинника (энотеры).

Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости Важная закономерность была установлена Н.И. Вавиловым. Она известна по именем закона гомологических рядов в наследственной изменчивости. Сущность этого закона сводится к тому, что виды и роды генетики близкие (связанные друг с другом единством происхождения), характеризуются сходными рядами в наследственной изменчивости. Важная закономерность была установлена Н.И. Вавиловым. Она известна по именем закона гомологических рядов в наследственной изменчивости. Сущность этого закона сводится к тому, что виды и роды генетики близкие (связанные друг с другом единством происхождения), характеризуются сходными рядами в наследственной изменчивости. Зная наследственные изменения у одного вида, можно предвидеть нахождение сходных изменений у родственных видов и родов. Зная наследственные изменения у одного вида, можно предвидеть нахождение сходных изменений у родственных видов и родов.

Николай Иванович Вавилов Родился 26 ноября 1887 года в Москве. Его дед был крепостным крестьянином, а отец Иван Ильич, - одним из директоров «Трехгорной мануфактуры». Иван Ильич мечтал передать Николаю своё дело и поэтому отдал его в коммерческое училище. Но 18- летний Николай заявил отцу о своём намерении стать биологом, а не «деловым человеком». Он поступил в Петровскую сельскохозяйственную академию (позднее названную Тимирязевской). Родился 26 ноября 1887 года в Москве. Его дед был крепостным крестьянином, а отец Иван Ильич, - одним из директоров «Трехгорной мануфактуры». Иван Ильич мечтал передать Николаю своё дело и поэтому отдал его в коммерческое училище. Но 18- летний Николай заявил отцу о своём намерении стать биологом, а не «деловым человеком». Он поступил в Петровскую сельскохозяйственную академию (позднее названную Тимирязевской). Где только не побывал ученый в своих экспедициях! Он посетил 50 стран, а из всех шести континентах не был только в Австралии и Антарктиде. Где только не побывал ученый в своих экспедициях! Он посетил 50 стран, а из всех шести континентах не был только в Австралии и Антарктиде. Важная закономерность была установлена Н.И. Вавиловым. Она известна под именем закона гомологических рядов в наследственной изменчивости. 26 января 1943 года, в возрасте 55 лет, Вавилов скончался. Важная закономерность была установлена Н.И. Вавиловым. Она известна под именем закона гомологических рядов в наследственной изменчивости. 26 января 1943 года, в возрасте 55 лет, Вавилов скончался.

Моногибридное скрещивание Первый закон Менделя Правило единообразия первого поколения Правило единообразия первого поколения АА х аа АА х аа Аа Аа

Пример решения задачи Аа Аа Аа Аа Р желт Х желт Р желт Х желт G A а А а F2 АА + 2Аа + аа Формула генотипа 1 АА + 1 Аа + 1аа 25% 50% 25% % 50% 25% Формула фенотипа 3 ЖА 1 зА Формула фенотипа 3 ЖА 1 зА Расщепление 3:1 – II закон Менделя (закон расщепления)

Цитологические основы моногибридного расщепления Каждый вид растений и животных обладает определенным числом хромосом. В соматических клетках все хромосомы парные(за исключением половых). Хромосомы, несущие ген доминантного признака, красные, рецессивного – синие.

Второй закон Менделя получил название закона расщепления: Гибриды первого поколения F1 при дальнейшем размножении расщепляются; в их потомстве F2 появляются особи с рецессивными признаками, составляющие примерно четвертую часть от всего числа потомков. Аа х Аа Аа х Аа АА+ 2 Аа + аа = 3:1 АА+ 2 Аа + аа = 3:1

Дигибридное скрещивание Третий закон Менделя Называют законом независимого распределения генов. Он гласит: расщепление по каждой паре признаков идёт независимо от других признаков. Называют законом независимого распределения генов. Он гласит: расщепление по каждой паре признаков идёт независимо от других признаков. ААВВ х аавв ААВВ х аавв АаВв х АаВв АаВв х АаВв 9А-В- 9А-В- 3А-вв 3А-вв 3ааВ- 3ааВ- 1аавв 1аавв

Скрещивание гороха Исходные родительские формы различаются по двум парам аллелей. Исходные родительские формы различаются по двум парам аллелей.

Скрещивание морских свинок Дигибридное скрещивание можно рассмотреть и на примере двух пород морских свинок (различающихся по двум парам аллелей – окраске и характеру шерсти) – черных гладких с белыми мохнатыми. В данном случае черная окраска доминирует над белой, мохнатая шерсть – над гладкой. Дигибридное скрещивание можно рассмотреть и на примере двух пород морских свинок (различающихся по двум парам аллелей – окраске и характеру шерсти) – черных гладких с белыми мохнатыми. В данном случае черная окраска доминирует над белой, мохнатая шерсть – над гладкой. Скрещивание и ход расщепления (9:3:3:1) Скрещивание и ход расщепления (9:3:3:1)

Цитологические основы дигибридного скрещивания Диплоидный набор хромосом представлен двумя гомологичными парами. В парных хромосомах расположены аллельные гены. В палочковидных хромосомах – гены А и a, в сферических хромосомах – гены В и b. В результате мейоза из каждой гомологичной пары хромосом в гаметах остается по одной. В результате оплодотворения в гетерозиготе по двум признакам АаВb в каждой паре хромосом будут равные гены одной пары аллелей (на схеме красная и синяя) При мейозе у гибрида первого поколения F1, в разном количестве образуются четыре сорта гамет. Это зависит от того, что взаимное расположение хромосом во время конъюгации носит случайный характер. Диплоидный набор хромосом представлен двумя гомологичными парами. В парных хромосомах расположены аллельные гены. В палочковидных хромосомах – гены А и a, в сферических хромосомах – гены В и b. В результате мейоза из каждой гомологичной пары хромосом в гаметах остается по одной. В результате оплодотворения в гетерозиготе по двум признакам АаВb в каждой паре хромосом будут равные гены одной пары аллелей (на схеме красная и синяя) При мейозе у гибрида первого поколения F1, в разном количестве образуются четыре сорта гамет. Это зависит от того, что взаимное расположение хромосом во время конъюгации носит случайный характер. Если, например, к одному полюсу отходит «синяя» палочковидная хромосома, то из другой пары с одинаковой долей вероятности может отойти тоже «синяя» или «красная». В результате оплодотворения и развития второго поколения гибридов F2 одинаково вероятно образование 16 категорий зигот. Если, например, к одному полюсу отходит «синяя» палочковидная хромосома, то из другой пары с одинаковой долей вероятности может отойти тоже «синяя» или «красная». В результате оплодотворения и развития второго поколения гибридов F2 одинаково вероятно образование 16 категорий зигот.

Закон Моргана Явление сцепления генов, локализованных в одной паре гомологичных хромосом Явление сцепления генов, локализованных в одной паре гомологичных хромосом Сцепление полное Сцепление полное Сцепление не полное ( кроссинговер) Сцепление не полное ( кроссинговер)

Наследование признаков у мухи дрозофилы ( 8 хромосом)

Механизм определения пола у дрозофил У самца образуются гаметы двух категорий: одни несут в гаплоидном наборе Х – хромосомы, другие У -хромосомы У самца образуются гаметы двух категорий: одни несут в гаплоидном наборе Х – хромосомы, другие У -хромосомы

Взаимодействие генов Развитие признака организма обычно находится под контролем многих генов. Рассмотрим наследование некоторых форм окраски шерсти у кроликов. Расцветка шерсти кроликов и других грызунов бывает очень разнообразной. Генетический анализ показал, что развитие окраски шерсти грызунов обусловлено участием многих генов. Развитие признака организма обычно находится под контролем многих генов. Рассмотрим наследование некоторых форм окраски шерсти у кроликов. Расцветка шерсти кроликов и других грызунов бывает очень разнообразной. Генетический анализ показал, что развитие окраски шерсти грызунов обусловлено участием многих генов. Если скрестить серого и белого гомозиготных кроликов, то в первом поколении гибридов все потомство будет серым. В этом проявляется правило единообразия первого поколения гибридов и доминирование серой окраски над белой. Если скрестить серого и белого гомозиготных кроликов, то в первом поколении гибридов все потомство будет серым. В этом проявляется правило единообразия первого поколения гибридов и доминирование серой окраски над белой.

Генетика человека В последнее десятилетие интерес к генетике человека особенно возрос в связи с ее огромным практическим значением для человечества. В настоящее время изучен в большей или меньшей мере характер наследования у человека более чем 2000 признаков, нормальных и патологических. Установлено, что существуют болезни, обусловленные наследственными факторами. Правильное распознавание этих заболеваний важно для их профилактики и лечения. Эти успехи стали возможны после того, как были разработаны методы генетического исследования человека. В последнее десятилетие интерес к генетике человека особенно возрос в связи с ее огромным практическим значением для человечества. В настоящее время изучен в большей или меньшей мере характер наследования у человека более чем 2000 признаков, нормальных и патологических. Установлено, что существуют болезни, обусловленные наследственными факторами. Правильное распознавание этих заболеваний важно для их профилактики и лечения. Эти успехи стали возможны после того, как были разработаны методы генетического исследования человека.

Методы изучения наследственности человека Генеалогический метод заключается в изучении родословной людей за возможно большее число поколений. Таким путем удалось установить характер наследования многих признаков человека, в том числе наследственных заболеваний. Например, сахарный диабет. Близнецовый метод состоит в изучении развития признаков у близнецов. Цитогенетический метод приобрел за последние годы большое значение. Он много дал ценного материала для понимания причин наследственных заболеваний человека. С генетической точки зрения наследственные заболевания представляют собой мутации, большинство которых рецессивны. Они возникают в половых клетках и распространяются в человеческом обществе, не проявляясь фенотипически до тех пор, пока два одинаковых рецессивных аллельных гена не окажутся в результате оплодотворения в одной зиготе.

Современная наука знает о генетическом разнообразии немало, но далеко не всё. Современная наука знает о генетическом разнообразии немало, но далеко не всё. Проблема эта очень сложна, так как организмы генетически очень разнообразны и сложны. Сегодня ученые изучают гены для борьбы с наследственными заболеваниями. Проблема эта очень сложна, так как организмы генетически очень разнообразны и сложны. Сегодня ученые изучают гены для борьбы с наследственными заболеваниями.