Скачать презентацию Предмет генетики и ее методы Основные понятия Скачать презентацию Предмет генетики и ее методы Основные понятия

Лекция по генетике 1.ppt

  • Количество слайдов: 97

Предмет генетики и ее методы Предмет генетики и ее методы

Основные понятия генетики Генетика — наука о закономерностях наследственности и изменчивости. Датой «рождения» генетики Основные понятия генетики Генетика — наука о закономерностях наследственности и изменчивости. Датой «рождения» генетики можно считать 1900 год, когда Г. Де Фриз в Голландии, К. Корренс в Германии и Э. Чермак в Австрии независимо друг от друга «переоткрыли» законы наследования признаков, установленные Г. Менделем еще в 1865 году. Наследственность — свойство организмов передавать свои признаки от одного поколения к другому. Изменчивость — свойство организмов приобретать новые по сравнению с родителями признаки. В широком смысле под изменчивостью понимают различия между особями одного вида. Признак — любая особенность строения, любое свойство организма. Развитие признака зависит как от присутствия других генов, так и от условий среды, формирование признаков происходит в ходе индивидуального развития особей. Поэтому каждая отдельно взятая особь обладает набором признаков, характерных только для нее.

Признак — любая особенность строения, любое свойство организма. Развитие признака зависит как от присутствия Признак — любая особенность строения, любое свойство организма. Развитие признака зависит как от присутствия других генов, так и от условий среды, формирование признаков происходит в ходе индивидуального развития особей. Поэтому каждая отдельно взятая особь обладает набором признаков, характерных только для нее. Внешние Физиологические Молекулярные и цитологические цвет и форма различных частей, их размер, рост, вес поведение, продолжительность жизни, склонность к заболеваниям, сроки цветения у растений яйценоскость, Интеллект кариотип, морфология клеток наличие и активность белков, уровень гормонов группа крови состояние иммунной системы

 • Ген – дискретная единица наследственной информации. функционально неделимая единица генетического материала, участок • Ген – дискретная единица наследственной информации. функционально неделимая единица генетического материала, участок молекулы ДНК, кодирующий первичную структуру полипептида, молекулы транспортной или рибосомной РНК. В широком смысле ген — участок ДНК, определяющий возможность развития отдельного элементарного признака. 1 ген → 1 признак (Мендель) 1 ген → 1 белок (с середины 20 в. ) • Аллели – варианты одного гена. Определяют один и тот же признак, но разные его значения. Обозначаются одной буквой! – А а а 1

 • Аллели находятся в идентичных локусах гомологичных хромосом. • Локус – место на • Аллели находятся в идентичных локусах гомологичных хромосом. • Локус – место на хромосоме, занимаемое данным геном а Аллельные гены — гены, гомологичных хромосом. А расположенные в идентичных локусах

В генетике следует различать термины признак и значение признака Термин Что соответствует Примеры Признак В генетике следует различать термины признак и значение признака Термин Что соответствует Примеры Признак Ген Цвет семян Значения признака Аллели гена желтый зеленый Высота растения высокое низкое

 • Каждая особь содержит ровно два аллеля каждого гена (потому что она диплоидна) • Каждая особь содержит ровно два аллеля каждого гена (потому что она диплоидна) а а А А а А Гамета содержит один аллель каждого гена (она гаплоидна) Гомозиготы – аллели одинаковы Дает два сорта гамет в равных количествах Дают один сорт гамет а Гетерозигота – аллели разные А а 1 А : 1

Гомозигота — организм, имеющий аллельные гены одной молекулярной формы (АА или аа). Гетерозигота — Гомозигота — организм, имеющий аллельные гены одной молекулярной формы (АА или аа). Гетерозигота — организм, имеющий аллельные гены разной молекулярной формы; в этом случае один из генов является доминантным, другой — рецессивным (Аа). Рецессивный ген — аллель, определяющий развитие признака только в гомозиготном состоянии; такой признак будет называться рецессивным. Доминантный ген — аллель, определяющий развитие признака не только в гомозиготном, но и в гетерозиготном состоянии; такой признак будет называться доминантным.

 • Доминантный – признак родителя, проявляющийся у гетерозиготы, и его аллель (А) • • Доминантный – признак родителя, проявляющийся у гетерозиготы, и его аллель (А) • Рецессивный – признак, проявляющийся только в гомозиготе, и его аллель (а) • Доминирование обозначается как А > а • Гораздо реже встречается неполное доминирование – гетерозигота имеет признак, промежуточный между родительскими. (время цветения в опытах Менделя)

 • Генотип – совокупность всех генов организма (их конкретные аллели). • Фенотип – • Генотип – совокупность всех генов организма (их конкретные аллели). • Фенотип – совокупность всех признаков организма. За одним фенотипом могут скрываться разные генотипы! АА и Аа

Методы генетики • Гибридологический – основной – Скрещивание родителей с определенными признаками и наблюдение Методы генетики • Гибридологический – основной – Скрещивание родителей с определенными признаками и наблюдение за признаками в поколениях потомков • • Генеалогический – родословные Цитологический – хромосомы Биохимические – белки Молекулярные методы – ДНК

Грегор Мендель – основатель генетики Современник Дарвина. 1822 – 1884 Грегор Мендель – основатель генетики Современник Дарвина. 1822 – 1884

Мендель как помощник учителя преподавал физику и биологию. В эти годы он увлёкся экспериментами Мендель как помощник учителя преподавал физику и биологию. В эти годы он увлёкся экспериментами над растениями и метеорологическими наблюдениями В течение восьми лет в маленьком - 35 на 7 метров садике под окнами монастыря он ставил эксперименты по скрещиванию гороха. Работа эта со временем приняла огромные размеры. Мендель собственноручно проделал свыше десяти тысяч скрещиваний. Итогом этого восьмилетнего труда стала его теория.

 1854 – первые опыты на горохе – скрещивание различных сортов и изучение гибридов. 1854 – первые опыты на горохе – скрещивание различных сортов и изучение гибридов. 1865 дата рождения генетики – доклад Менделя «Опыты над растительными гибридами» на двух заседаниях Общества испытателей природы г. Брно

Особенности метода Менделя • Количественный метод: – много потомков – сотни и тысячи – Особенности метода Менделя • Количественный метод: – много потомков – сотни и тысячи – разбивка на фенотипические классы по признаку – подсчет всех без исключения • Выдвинул гипотезу для объяснения первых результатов и спланировал эксперименты, которые могли ее подтвердить или опровергнуть.

Опыты Менделя Основной метод, который Г. Мендель разработал и положил в основу своих опытов, Опыты Менделя Основной метод, который Г. Мендель разработал и положил в основу своих опытов, называют гибридологическим. Суть его заключается в скрещивании (гибридизации) организмов, отличающихся друг от друга по одному или нескольким признакам. Поскольку потомков от таких скрещиваний называют гибридами, то и метод получил название гибридологического. Метод имеет основные положения: • 1. Учитывается не весь многообразный комплекс признаков у родителей и гибридов, а анализируется наследование по отдельным альтернативным признакам. • 2. Проводится точный количественный учет наследования каждого альтернативного признака в ряду последовательных поколений: прослежива ется не только первое поколение от скрещивания, но и характер потомства каждого гибрида в отдельности. Гибридологический метод нашел широкое применение в науке и практике.

Особенности метода Менделя • Фенотип разбил на дискретные признаки • В опыт взял только Особенности метода Менделя • Фенотип разбил на дискретные признаки • В опыт взял только чистые линии – где не было изменчивости внутри сорта. – Имевшиеся вначале 34 сорта гороха проверял в течение двух лет, после чего оставил только 22 – где признаки наследовались константно.

Опыты Менделя • Опыты Менделя были тщательно продуманы. Свои исследования он начал с изучения Опыты Менделя • Опыты Менделя были тщательно продуманы. Свои исследования он начал с изучения закономерностей наследования всего лишь одной пары альтернативных признаков. • Моногибридным называют скрещивание, при котором анализируется наследование одной пары альтернативных признаков. • Классическим примером моногибридного скрещивания является скрещивание сортов гороха с желтыми и зелеными семенами. При скрещивании растения с желтыми и зелеными семенами, все потомки имели желтые семена.

Моногибридное скрещивание Генетическая символика: Для записи результатов скрещиваний в генетике используются специальная символика, предложенная Моногибридное скрещивание Генетическая символика: Для записи результатов скрещиваний в генетике используются специальная символика, предложенная Г. Менделем: Р — родители; F — потомство, (F 1 — гибриды первого поколения, F 2 — гибриды второго поколения); G гаметы х — значок скрещивания; ♂ — мужская особь; ♀ — женская особь A, a, B, b, C, c — буквами латинского алфавита обозначаются отдельно взятые наследственные признаки.

Мендель провел скрещивание: P: F 1: Сорт гороха с желтыми семенами Сорт гороха с Мендель провел скрещивание: P: F 1: Сорт гороха с желтыми семенами Сорт гороха с зелеными семенами В первом поколении были только растения с желтыми семенами!

Правило единообразия «В моногибридном скрещивании первое поколение потомков является единообразным» . Проявляющийся в первом Правило единообразия «В моногибридном скрещивании первое поколение потомков является единообразным» . Проявляющийся в первом поколении вариант признака называется доминантным, а тот, который «пропадает» рецессивным. Признак: окраска семян Доминантное проявление: желтые семена Рецессивное проявление: зеленые семена

При скрещивании гибридов первого поколения друг с другом, Мендель обнаружил, что в потомстве появляется При скрещивании гибридов первого поколения друг с другом, Мендель обнаружил, что в потомстве появляется расщепление: F 1: 3/ 4 6022 1/ 4 2001 F 2: Три четверти семян имели доминантное проявление признака, а четверть семян – рецессивное.

Мендель предложил следующую гипотезу для объяснения этих результатов: • каждое проявление признака определяется наследственными Мендель предложил следующую гипотезу для объяснения этих результатов: • каждое проявление признака определяется наследственными факторами –задатками (соврем. – ген) А или а. • половые клетки содержат только один наследственный фактор, то есть они "чисты" (не содержат второго наследственного фактора). Гипотеза «чистоты гамет» : Наследственные факторы при образовании гибридов не смешиваются, а сохраняются в неизменном виде.

 Один из выводов Менделя – родители вносят равный вклад в потомство: наследование признака Один из выводов Менделя – родители вносят равный вклад в потомство: наследование признака не зависит от того, получен он от отца или от матери.

Первый и второй законы Г. Менделя Оформление записи генетической схемы при решении задач: Английский Первый и второй законы Г. Менделя Оформление записи генетической схемы при решении задач: Английский генетик Р. Пеннет предложил проводить запись в виде решетки, которую так и назвали — решетка Пеннета. По вертикали указываются женские гаметы, по горизонтали — мужские. В клетки решетки вписываются генотипы зигот, образовавшихся при слиянии гамет.

Фенотип Генотип P F 1 Один фенотип – разные генотипы Гаметы : 1 а Фенотип Генотип P F 1 Один фенотип – разные генотипы Гаметы : 1 а Аа А а 1 ♀ ♂ 1 аа А Гаметы F 2 × АА : 1 А Аа а аа Только один тип гамет Два типа гамет Каждая ячейка – 1 4 потомков

Гаметы А Гаметы ♂ 1 F 2 : 1 а 1 ♀ : 1 Гаметы А Гаметы ♂ 1 F 2 : 1 а 1 ♀ : 1 А АА Аа аа 1 : Решетка Пеннета : 2 А_ 1 Каждая ячейка – 1 4 потомков Расщепление по генотипу аa 3 3 4 : : 1 1 4 Расщепление по фенотипу

Анализирующее скрещивание – скрещивание особи с доминантным признаком (неизвестного генотипа) и особи с рецессивным Анализирующее скрещивание – скрещивание особи с доминантным признаком (неизвестного генотипа) и особи с рецессивным признаком (гомозиготной по рецессивному аллелю). Используется для определения генотипа особи с доминантным фенотипом (например, Аа и АА). А? _ × Аа × аа аа АА а × А аа гаметы А а Аа аа 1 : 1 а Аа все

 • Доминантный признак всегда проявляется в фенотипе! Если у особи доминантный фенотип → • Доминантный признак всегда проявляется в фенотипе! Если у особи доминантный фенотип → у нее есть как минимум один доминантный аллель А_ И наоборот: А_ → доминантный фенотип • Рецессивный признак может прятаться за доминантным. Его присутствие устанавливается – по рецессивному родителю – по рецессивным потомкам – по характеру расщепления (напр. 3 : 1)

Законы Менделя для моногибридного скрещивания 1. Закон единообразия гибридов первого поколения – В моногибридном Законы Менделя для моногибридного скрещивания 1. Закон единообразия гибридов первого поколения – В моногибридном скрещивании первое поколение потомков является единообразным, т. е все потомки F 1 от скрещивания двух родителей, гомозиготных по разным аллелям одного гена, одинаковы по генотипу и фенотипу. » . Проявляющийся в первом поколении вариант признака называется доминантным, а тот, который «пропадает» рецессивным 2. Закон расщепления во втором поколении – В F 2 от скрещивания родителей, гомозиготных по альтернативным признакам, наблюдается расщепление в отношении 1 : 2 : 1 по генотипам, и 3 : 1 по фенотипам

3. Закон чистоты гамет. У гибридов F 1 (генотипа Аа) аллели, полученные от родителей, 3. Закон чистоты гамет. У гибридов F 1 (генотипа Аа) аллели, полученные от родителей, никоим образом не смешиваются друг с другом, а остаются раздельными на протяжении всей жизни особи и расходятся в разные гаметы, так что половина гамет получает один аллель, половина – другой Этот закон фактически утверждает дискретность генов и их неизменность в течение жизни организма – каждый передает потомкам тот же ген, что получил от родителей – не появляется смешанного, например, желто зеленого аллеля.

Типы действия аллельных генов на фенотип • Доминирование • Неполное доминирование • Кодоминирование • Типы действия аллельных генов на фенотип • Доминирование • Неполное доминирование • Кодоминирование • Множественный аллелизм • Летальные и полулетальные гены • Плейотропные гены • Экспрессивность (сверхдоминирование) и пенетрантность

Неполное доминирование: окраска цветков у львиного зева Расщепление по фенотипам совпадает с расщеплением по Неполное доминирование: окраска цветков у львиного зева Расщепление по фенотипам совпадает с расщеплением по генотипам ! AA Aa aa красные розовые белые 1 : 2 : 1

Неполное доминирование у норки × ++ hh × F 1 +h +h F 2 Неполное доминирование у норки × ++ hh × F 1 +h +h F 2 1 ++ : 2 +h : +h 1 hh

Множественный аллелизм У особи всегда – ровно 2 аллеля каждого гена. Но в популяции Множественный аллелизм У особи всегда – ровно 2 аллеля каждого гена. Но в популяции может быть > 2 разных аллелей Возникают в результате разных мутаций одного локуса. Гены множественных аллелей взаимодействуют между собой различным образом. Аллели одного гена всегда обозначаются одной буквой с верхними индексами: А, а, а 2006, а. Nsk а+ = + аллель дикого типа (видовая норма)

Множественный аллелизм Может быть и несколько аллелей одного гена, например у плодовой мушки дрозофилы Множественный аллелизм Может быть и несколько аллелей одного гена, например у плодовой мушки дрозофилы известно более 12 аллелей гена, контролирующих окраску глаз. Сколько аллелей может быть в генотипе гетерозиготной дрозофилы с красными глазами? Две аллели. В гаметах этой дрозофилы? По одной в каждой. В популяции дрозофил? До 12 аллелей.

Множественный аллелизм • Беспрецедентным полиморфизмом обладают гены главного комплекса гистосовместимости у человека и других Множественный аллелизм • Беспрецедентным полиморфизмом обладают гены главного комплекса гистосовместимости у человека и других позвоночных – более 100 аллелей каждого локуса. • Эти белки отвечают за распознавание своего-чужого и играет ключевую роль в приживании трансплантантов

 Кодоминирование • проявление у гибридов нового признака, обусловленного взаимодействием 2 доминантных аллелей одного Кодоминирование • проявление у гибридов нового признака, обусловленного взаимодействием 2 доминантных аллелей одного гена. Оба родительских признака у гетерозиготы проявляются в полной мере аа АА Аа Доминирование Неполное доминирование Кодоминирование

Группы крови системы АВ 0 как пример множественного аллелизма и кодоминирования Группы крови системы АВ 0 как пример множественного аллелизма и кодоминирования

Группы крови АВ 0 Олигосахарид Н – часть, одинаковая у всех групп крови Ген Группы крови АВ 0 Олигосахарид Н – часть, одинаковая у всех групп крови Ген I кодирует фермент, модифицирующий базовый олигосахарид Н Антигенные детерминанты групп крови АВ 0 – это олигосахариды на поверхности эритроцитов и других клеток

Группы крови системы АВ 0 Множественный аллелизм и кодоминирование Группы крови системы АВ 0 Множественный аллелизм и кодоминирование

Задача 1 • В семье, где родители имеют группы крови А и В, есть Задача 1 • В семье, где родители имеют группы крови А и В, есть ребенок с группой 0. • Определить генотипы родителей и возможные группы крови всех их детей.

 Р IА i 0 F 1 IВ i 0 А В i 0 Р IА i 0 F 1 IВ i 0 А В i 0 IА Гаметы i 0 × I А i 0 I В i 0 IА IВ 0 А В АВ 1 : 1

Летальные гены • Летальные гены – вызывают гибель на эмбриональной стадии. • Полулетальные гены Летальные гены • Летальные гены – вызывают гибель на эмбриональной стадии. • Полулетальные гены – резко снижают жизнеспособность. • Все летали (l)– рецессивны. • Доминантные летали могут возникать в результате мутаций – но элиминируются в первом же поколении (зигота, получившая такую леталь, погибнет)

В любых ли генах возможны летальные мутации? • Нет, только в генах жизненно важных В любых ли генах возможны летальные мутации? • Нет, только в генах жизненно важных белков. • Наличие летали в каком то гене означает, что без этого белка нормальное развитие невозможно.

Летальные гены не проявляющиеся в гетерозиготе l+ нормальный фенотип проявляющиеся в гетерозиготе l+ мутантный Летальные гены не проявляющиеся в гетерозиготе l+ нормальный фенотип проявляющиеся в гетерозиготе l+ мутантный фенотип доминантные гены с рецессивным летальным эффектом. Cy + – загнутые крылья Cy Cy – гибнут на эмбрион. стадии Cy (Curly)

Мэнские кошки Ген бесхвостости летален в гомозиготе Р Mm × F 1 1 MM Мэнские кошки Ген бесхвостости летален в гомозиготе Р Mm × F 1 1 MM 2 Mm 1 mm бесхв. норм. хвост Расщепление по фенотипу 2 Mm : 1 вместо 3 : 1

 • Ахондроплазия – доминантная мутация с рецессивным летальным эффектом у человека. Вызвана недоразвитием • Ахондроплазия – доминантная мутация с рецессивным летальным эффектом у человека. Вызвана недоразвитием хрящевой и костной тканей.

Гены ахондроплазии есть у многих видов манчкин Гены ахондроплазии есть у многих видов манчкин

Полулетальные гены – резко снижают жизнеспособность • К ним относятся почти все наследственные заболевания Полулетальные гены – резко снижают жизнеспособность • К ним относятся почти все наследственные заболевания человека apterous – полулетальный ген дрозофилы, бескрылые мухи

Плейотропные гены – гены, влияющие сразу на несколько признаков. признак 1 1 ген признак Плейотропные гены – гены, влияющие сразу на несколько признаков. признак 1 1 ген признак 2 признак 3 Плейотропный рецессивный ген у человека: шестипалость и короткие конечности.

Плейотропия У человека рецессивная наследственная болезнь — серповидно клеточная анемия. Первичным дефектом этой болезни Плейотропия У человека рецессивная наследственная болезнь — серповидно клеточная анемия. Первичным дефектом этой болезни является замена одной из аминокислот в молекуле гемоглобина, что приводит к изменению формы эритроцитов. Одновременно с этим возникают глубокие нарушения в сердечно сосудистой, нервной, пищеварительной, выделительной системах. Это приводит к тому, что гомозиготный по этому заболеванию погибает в детстве. Плейотропия широко распространена. Изучение действия генов показало, что плейотропным эффектом, очевидно, обладают многие, если не все, гены.

Плейотропия Таким образом, выражение «ген определяет развитие признака» в значительной степени условно, так как Плейотропия Таким образом, выражение «ген определяет развитие признака» в значительной степени условно, так как действие гена может зависеть от других генов. Кроме того, на проявление действия генов влияют и условия окружающей внешней среды. Подводим итоги: Один ген может отвечать за один признак; Несколько генов могут отвечать за один признак; Один ген может влиять на несколько признаков. Следовательно, генотип является системой взаимодействующих генов.

Плейотропный доминантный ген человека – синдром Марфана (арахнодактилия) § крайне высокий рост § «паучьи Плейотропный доминантный ген человека – синдром Марфана (арахнодактилия) § крайне высокий рост § «паучьи пальцы» § дефект развития всей соединительной ткани § вывих хрусталика § врожденный порок сердца § пенетрантность неполная (есть здоровые носители гена) § Ген кодирует фибриллин – белок, соединительной ткани

Разноглазые кошки Разноглазые кошки

Белая прядь волос Доминантный признак У некоторых людей вызывает глухоту Возможно, гомологичен гену белой Белая прядь волос Доминантный признак У некоторых людей вызывает глухоту Возможно, гомологичен гену белой окраски W кошек

Пенетрантность и экспрессивность • Пенетрантность – процент носителей соответствующего генотипа, у которых проявляется признак Пенетрантность и экспрессивность • Пенетрантность – процент носителей соответствующего генотипа, у которых проявляется признак • Экспрессивность – варьирующее проявление признака у особей с одинаковым генотипом

 • Полидактилия – пенетрантность 80% Только 80% носителей генотипа АА и Аа имеют • Полидактилия – пенетрантность 80% Только 80% носителей генотипа АА и Аа имеют лишние пальцы

Взаимодействие аллельных генов итог • Все типы взаимодействий относятся к разным путям влияния генов Взаимодействие аллельных генов итог • Все типы взаимодействий относятся к разным путям влияния генов на фенотип. • Модель 1 ген → 1 признак – сознательное упрощение. • Гены кодируют белки с самыми разными функциями. • Функциями этих белков, их взаимодействием друг с другом и определяется конечное проявление гена в фенотипе.

Плейотропные гены • Блокирует миграцию стволовых кл. меланоцитов (пигментных клеток) к коже • В Плейотропные гены • Блокирует миграцию стволовых кл. меланоцитов (пигментных клеток) к коже • В норме слуховые рецепторы возникают из тех же стволовых клеток, что и меланоциты → их отсутствие влечет глухоту. • Ген эпистатичен – другие Ген W ( White ) кошек – гены окраски на его фоне не белый цвет, голубые глаза, проявляются глухота

Ди- и полигибридное скрещивание 3 -й закон Менделя Ди- и полигибридное скрещивание 3 -й закон Менделя

Признак 1 - цвет Признак 2 – структура A – желтый a – зеленый Признак 1 - цвет Признак 2 – структура A – желтый a – зеленый P гаметы Р F 1 B – гладкий b – морщинистый АА BB × АВ аb Aа Bb × F 2 аа bb ? Один аллель каждого гена!

P АА BB × аа bb АВ гаметы Р аb Aа Bb F 1 P АА BB × аа bb АВ гаметы Р аb Aа Bb F 1 × F 2 315 108 101 32 А_ B_ аа B_ A_ bb аа bb 9 : 3 : 1

315 108 101 32 Родительские типы • Если бы признаки «помнили» от какого родителя 315 108 101 32 Родительские типы • Если бы признаки «помнили» от какого родителя они пришли и наследовались вместе – АВ и ab, то мы бы не получили фенотипов отличных от родительских Их появление говорит о том, что гены А и В ведут себя независимо и комбинируются в любых сочетаниях.

Гаметы дигетерозиготы Aа Bb АВ 1 Аb : a. В 1 : 1 аb Гаметы дигетерозиготы Aа Bb АВ 1 Аb : a. В 1 : 1 аb : 1 Математическое выражение независимости распределения аллелей генов А и В по гаметам Только при таком соотношении гамет мы получим 9 : 3 : 1

Дигибридное скрещивание При самоопылении гибридов (F 1) в F 2 были получены результаты: 9/16 Дигибридное скрещивание При самоопылении гибридов (F 1) в F 2 были получены результаты: 9/16 растений имели гладкие желтые семена; 3/16 были желтыми и морщинистыми; 3/16 были зелеными и гладкими; 1/16 растений морщинистые семена зеленого цвета. Он обратил внимание на то, что расщепление по каждому отдельно взятому признаку соответствует расщеплению при моногибридном скрещивании: на каждые 12 желтых – 4 зеленых (3: 1); на 12 гладких – 4 морщинистых (3: 1).

Дигибридное скрещивание Четыре фенотипа скрывают девять разных генотипов: ж. г. 9/16 (А_B_) 1/16 ААВВ Дигибридное скрещивание Четыре фенотипа скрывают девять разных генотипов: ж. г. 9/16 (А_B_) 1/16 ААВВ ж. м. 3/16 (A_bb) з. г. 3/16 (aa. B_) з. м. 1/16 (aabb) 2/16 Аa. ВВ 2/16 аа. Вb 4/16 Аа. Вb 1/16 AAbb 2/16 Aabb 1/16 aa. BB 2/16 aa. Bb 1/16 aabb

Дигибридное скрещивание Проведенное исследование позволило сформулировать закон независимого комбинирования генов (третий закон Менделя): при Дигибридное скрещивание Проведенное исследование позволило сформулировать закон независимого комбинирования генов (третий закон Менделя): при скрещивании двух гетерозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга в соотношении 3: 1 и комбинируются во всех возможных сочетаниях.

Существует два способа определить частоту какого либо генотипа или фенотипа у потомков 1. Решетка Существует два способа определить частоту какого либо генотипа или фенотипа у потомков 1. Решетка Пеннета 2. Прямое вычисление вероятности • Разбить полигибридное скрещивание на моногибридные • Вычислить частоту нужного генотипа для каждого моногибридного • Перемножить

Генотипы зигот F 2 Решетка Пеннета Гаметы АВ Аb a. В аb АВ АА Генотипы зигот F 2 Решетка Пеннета Гаметы АВ Аb a. В аb АВ АА BB АА Bb Аa BB Аa Bb Аb АА Bb АА bb Аa Bb Аa bb a. В Аa BB Аa Bb aa BB aa Bb аb Аa Bb Аa bb aa Bb aa bb Гаметы ♀ ♂ Каждая ячейка – 1 16 потомков

Пример. Самоопыление Aа Bb Разбиваем на два моногибридных Аa × Bb Bb A_ аа Пример. Самоопыление Aа Bb Разбиваем на два моногибридных Аa × Bb Bb A_ аа B_ bb 3 4 1 4 Частота фенотипа A_ B_ = 3 4 Частота фенотипа аа B_ = × 3 4 1 4 = × 9 16 3 3 = 4 16

P АА BB F 1 F 2 × аа bb Aа Bb два доминантных P АА BB F 1 F 2 × аа bb Aа Bb два доминантных А_ B_ 9 16 × один доминантный, второй рецессивный два рецессивных аа B_ A_ bb аа bb 3 16 1 16

Число возможных вариантов гамет – 2 n, где n – это гаплоидное число хромосом Число возможных вариантов гамет – 2 n, где n – это гаплоидное число хромосом У одного человека число возможных гамет – 8 388 608. И это без учета кроссинговера!

Случайная встреча гамет при оплодотворении В моногибридном скрещивании, как вы помните было возможно четыре Случайная встреча гамет при оплодотворении В моногибридном скрещивании, как вы помните было возможно четыре варианта: АА, Аа, а. А и аа. В дигибридном – 16 (42), в тригибридном – 43, и так далее. Генов у человека около 30 000. . .

Дигибридное скрещивание Скрещивание гетерозиготных организмов: Моногибридное Дигибридное Тригибридное Аа х Аа Аа. Bb x Дигибридное скрещивание Скрещивание гетерозиготных организмов: Моногибридное Дигибридное Тригибридное Аа х Аа Аа. Bb x Aa. Bb Aa. Bb. Dd x Aa. Bb. Dd Количество фенотипов в потомстве: 21 (3+1) 22 = 4; (3+1)2 23 = 8; (3+1)3. Количество генотипов в потомстве: 31; (1+2+1) 32 = 9; (1+2+1)2 33 = 27; (1+2+1)3 Количество образующихся гамет: 2 2 2 = 4 2 3 = 8 Количество образующихся различных типов гамет равно 2 n, где n – число пар гетерозиготных аллелей генов. Например: особь с генотипом ААВВСС образует 20 = 1; Аа. Bb. CC образует гамет 22; с генотипом Aa. Bb. Cc. Ddee – 24 = 16 типов гамет.

Дигибридное скрещивание Дигибридное скрещивание

Дигибридное скрещивание Третий закон Менделя справедлив только для тех случаев, когда анализируемые гены находятся Дигибридное скрещивание Третий закон Менделя справедлив только для тех случаев, когда анализируемые гены находятся в разных парах гомологичных хромосом. Цитологические основы. При образовании гамет, из каждой пары хромосом и находящихся в них аллельных генов в гамету попадает только одна и один ген из пары, при этом в результате случайного расхождения хромосом при мейозе ген А может попасть в одну гамету с геном В или с геном в, а ген а может объединиться с геном В или с геном в.

Решение задач с использование теории вероятности: Вероятности появления того или иного генотипа можно легко Решение задач с использование теории вероятности: Вероятности появления того или иного генотипа можно легко посчитать и без решетки Пеннета. Какова вероятность того, что от скрещивания двойных гетерозигот Аа. Bb х Aa. Bb появятся особи с генотипом 1). ААВВ? 2). Аа. Bb? 3). Аа. ВВ? 4). Ааbb? 1. ) Проведем анализ дигибридного скрещивания Аа. Bb х Aa. Bb как двух моногибридных: Аа х Аа и Bb х Bb. Какова вероятность того, что один из родителей с генотипом Аа даст потомку гамету с хромосомой А? Очевидно, она равна 1/2. Второй родитель тоже дает гаметы с хромосомами А и а с равной вероятностью. Рассмотрим теперь, какова вероятность встретить зиготу, содержащую АА. Для этого должны встретиться гаметы несущие А и А. Вероятность этого события равна 1/2 х 1/2 = 1/4. Также рассуждаем и по вероятности встречи гамет, несущих В, вероятность также равна 1/4. Значит, вероятность образования генотипа ААВВ равна 1/4 х 1/4 = 1/16.

Решение задач с использование теории вероятности: Вероятности появления того или иного генотипа можно легко Решение задач с использование теории вероятности: Вероятности появления того или иного генотипа можно легко посчитать и без решетки Пеннета. Какова вероятность того, что от скрещивания двойных гетерозигот Аа. Bb х Aa. Bb появятся особи с генотипом 1). ААВВ? 2). Аа. Bb? 3). Аа. ВВ? 4). Ааbb? 2). Еще легче определить вероятности с помощью генотипов. Вероятность образования зиготы c генотипом Аа равна 2/4 (АА + 2 Аа + аа). Bb также 2/4. Значит, вероятность образования генотипа Аа. Вb равна 2/4 х 2/4 = 4/16. 3). Вероятность образования зиготы c генотипом Аа равна 2/4 (АА + 2 Аа + аа). BВ – 1/4. Значит, вероятность образования генотипа Аа. ВВ равна 2/4 х 1/4 = 2/16. 4). Вероятность образования зиготы c генотипом АА равна 1/4 (АА + 2 Аа + аа). bb также 1/4. Значит, вероятность образования генотипа АAbb равна 1/4 х 1/4 = 1/16.

КРАТКИЙ ИТОГ КРАТКИЙ ИТОГ

Взаимодействие аллельных генов Мы познакомились с двумя формами взаимодействия аллельных генов: полное доминирование, когда Взаимодействие аллельных генов Мы познакомились с двумя формами взаимодействия аллельных генов: полное доминирование, когда гетерозиготы имеют признак одного из родителей и неполное доминирование, когда гетерозиготы имеют промежуточный характер наследования. Третья форма взаимодействия аллельных генов – кодоминирование, при котором в фенотипе проявляются оба аллеля гена.

Взаимодействие аллельных генов Резус фактор – доминантный признак. Может ли у резус положительных родителей Взаимодействие аллельных генов Резус фактор – доминантный признак. Может ли у резус положительных родителей родиться резус отрицательный ребенок? Если да, то с какой вероятностью? Да, если они гетерозиготны. Вероятность 25%.

Взаимодействие аллельных генов Мама резус отрицательна, отец – резус положителен. Может ли родиться резус Взаимодействие аллельных генов Мама резус отрицательна, отец – резус положителен. Может ли родиться резус отрицательный ребенок? Если да, то с какой вероятностью? Да, если отец гетерозиготен. Вероятность 50%.

Взаимодействие аллельных генов ***Родители резус положительны, гетерозиготны. Какова вероятность рождения резус отрицательного мальчика? Вероятность Взаимодействие аллельных генов ***Родители резус положительны, гетерозиготны. Какова вероятность рождения резус отрицательного мальчика? Вероятность рождения резус-отрицательного ребенка 1/4, вероятность того, что это будет мальчик – 1/2, следовательно вероятность рождения резус-отрицательного мальчика 1/8.

Подведем итоги: Анализирующее скрещивание: Скрещивание особи, генотип которой нужно определить, с особью, гомозиготной по Подведем итоги: Анализирующее скрещивание: Скрещивание особи, генотип которой нужно определить, с особью, гомозиготной по рецессивным признакам. Особь имеет генотип Аа. Проводят анализирующее скрещивание. Каков будет результат? Половина потомства будет иметь доминантный признак и генотип Аа, половина – рецессивный признак. Когда наблюдается промежуточный характер наследования признаков у гибридов? При неполном доминировании. В каком соотношении будет расщепление по фенотипу и генотипу в потомстве, полученном от скрещивания гетерозиготных растений ночной красавицы с розовыми цветами? 1/4 красноцветковых, 1/2 розовоцветковых и 1/4 белоцветковых растений. Какое взаимодействие аллельных генов называется кодоминированием? Взаимодействие, при котором в фенотипе проявляются оба аллеля одного гена. Какие типы взаимодействия аллельных генов известны? Полное доминирование, неполное доминирование, кодоминирование.

Взаимодействие аллельных генов Задача. ***У крупного рогатого скота ген комолости (безрогости) доминирует над геном Взаимодействие аллельных генов Задача. ***У крупного рогатого скота ген комолости (безрогости) доминирует над геном рогатости. От скрещивания трех комолых гетерозиготных коров с рогатым быком Громом родились три теленка. Какова вероятность рождения всех телят комолыми? Вероятность рождения комолого теленка у каждой коровы 1/2. Следовательно, вероятность рождения всех трех телят комолыми равна 1/2 х 1/2 = 1/8.

Основные генетические термины ТЕРМИН ОПРЕДЕЛЕНИЕ 1. Ген Участок молекулы ДНК, ответственный за проявление одного Основные генетические термины ТЕРМИН ОПРЕДЕЛЕНИЕ 1. Ген Участок молекулы ДНК, ответственный за проявление одного признака и синтез определенной молекулы белка. Ген белок признак. 2. Гомологичные хромосомы Парные хромосомы, одинаковые по форме, величине и характеру наследственной информации. 3. Аллельные гены Гены, расположенные в одних и тех же местах (локусах) гомологичных хромосом. 4. Альтернативные Противоположные качества одного признака, гена (карие и голубые глаза, темные и признаки светлые волосы). 5. Доминантный признак (А) Преобладающий признак, проявляющийся всегда в потомстве, в гомо и гетерозиготном состоянии. 6. Рецессивный признак (а) Подавляемый признак, проявляющийся только в гомозиготном состоянии. 7. Гомозигота Зигота, имеющая одинаковые аллели одного гена (АА, аа), не дают расщепления в потомстве 8. Гетерозигота 9. Чистая линия Зигота, имеющая противоположные аллели одного гена (Аа). Гомозиготная линия 10. Типы скрещиваний - моногибридное: скрещивание организмов у которых анализируется одна пара признаков; - ди- и полигибридное: скрещивание по двум или нескольким анализируемым признакам 11. Генотип Совокупность наследственных признаков, полученных от родителей. Набор генов. 12. Фенотип 13. Неполное доминирование 14. Гипотеза чистоты гамет Совокупность признаков и свойств организма, проявляющаяся при взаимодействии генотипа со средой и меняющаяся в процессе жизни в зависимости от среды обитания. Взаимодействие аллельных генов, при котором наблюдается промежуточное наследование признака и развивается промежуточный фенотип Гаметы чисты, несут только одну аллель гена 15. Анализирующее Скрещивание особи, генотип которой нужно определить, с особью, гомозиготной по скрещивание рецессивному гену

Подведем итоги: Сколько пар гомологичных хромосом отвечают за наследование окраски и формы семян у Подведем итоги: Сколько пар гомологичных хромосом отвечают за наследование окраски и формы семян у гороха? Две пары. Сколько типов гамет образуется у сорта гороха с желтыми и гладкими семенами? Один, так как сорт – гомозиготные организмы (ААВВ). Сколько типов гамет образуются у гороха, имеющего генотип Аа. Вb, ААВb, аа. Вb, Аа. ВВ? Аа. Вb – 4, ААВb – 2, аа. Вb, Аа. ВВ – 2. Сколько различных фенотипов образуется при скрещивания двойных гетерозигот, если аллельные гены расположены в различных парах гомологичных хромосом? В каком соотношении? Четыре (22), в соотношении 9+3+3+1 (3+1)2. Сколько различных генотипов образуется при скрещивания двойных гетерозигот, если аллельные гены расположены в различных парах гомологичных хромосом? Девять генотипов (32)в соотношении (1+2+1)2. Сколько различных гамет будет образовываться у тройной гетерозиготы? 23 = 8

Подведем итоги: Какое скрещивание называется дигибридным? Если две особи отличаются друг от друга по Подведем итоги: Какое скрещивание называется дигибридным? Если две особи отличаются друг от друга по двум признакам, то скрещивание между ними называется дигибридным. Генотип гороха с желтой окраской и гладкой формой семян — ААВb. Какие типы гамет образуется у данного сорта? АВ и Аb.

Задача: У томатов круглая форма плодов (А) доминирует над грушевидной (а), красная окраска плодов Задача: У томатов круглая форма плодов (А) доминирует над грушевидной (а), красная окраска плодов (В) — над желтой (b). Растения с округлыми красными плодами скрещены с растениями, обладающими грушевидными желтыми плодами. Определите генотипы родителей и потомства.

Задача: У томатов круглая форма плодов (А) доминирует над грушевидной (а), красная окраска плодов Задача: У томатов круглая форма плодов (А) доминирует над грушевидной (а), красная окраска плодов (В) — над желтой (b). Растения с округлыми красными плодами скрещены с растениями, обладающими грушевидными желтыми плодами. Определите генотипы родителей и потомства.

Задача: У томатов круглая форма плодов (А) доминирует над грушевидной (а), красная окраска плодов Задача: У томатов круглая форма плодов (А) доминирует над грушевидной (а), красная окраска плодов (В) — над желтой (b). Растения с округлыми красными плодами скрещены с растениями, обладающими грушевидными желтыми плодами. Определите генотипы родителей и потомства.

Задача: В семье у кареглазых родителей имеется четверо детей. Двое из них голубоглазые и Задача: В семье у кареглазых родителей имеется четверо детей. Двое из них голубоглазые и имеют I и IV группы крови. Определите вероятность рождения следующего ребенка кареглазым с I группой крови. Определяем генотипы родителей. Так как один из детей имеет I группу I 0 I 0, а второй – IV (IАIВ), то один из родителей имеет II группу крови (IАI 0), второй III группу (IВI 0). Так как у кареглазых родителей двое детей голубоглазые, то родители гетерозиготны и карий цвет глаз доминантный признак. Следовательно их генотипы Аа. IАI 0, Аа. IВI 0. Определяем вероятность рождения следующего ребенка кареглазым с I первой группой крови: 1. Аа х Аа. Вероятность рождения кареглазого 3/4. 2. IАI 0 х IВI 0. Вероятность рождения с первой группой 1/4. 3. Для определения вероятности рождения следующего ребенка кареглазым с I группой крови, вероятности перемножаем: 3/4 х 1/4 = 3/16. Ответ: вероятность рождения следующего ребенка кареглазым с I группой крови равна 3/16.

Задача: В семье у резус положительных родителей со II и III группой крови родились Задача: В семье у резус положительных родителей со II и III группой крови родились двое детей, резус положительный мальчик с I группой крови и резус отрицательная девочка с IV. Определите вероятность рождения следующего ребенка резус отрицательного с I группой крови. Резус фактор наследуется по аутосомно доминантному типу. Определяем генотипы родителей. Так как у резус-положительных родителей резус-отрицательная девочка, значит они гетерозиготны (Rh+rh-). Так родился мальчик с первой группой крови, следовательно они гетерозиготны и по группе крови IАI 0, IВI 0. Следовательно их генотипы Rh+rh- IАI 0, Rh+rh-IВI 0. Определяем вероятность рождения следующего ребенка резусотрицательного с I первой группой крови: 1. Rh+rh- х Rh+rh-. Вероятность рождения резус-отрицательного 1/4. 2. IАI 0 х IВI 0. Вероятность рождения с первой группой 1/4. 3. Для определения вероятности рождения следующего ребенка резус-отрицательного с I группой крови, вероятности перемножаем: 1/4 х 1/4 = 1/16. Ответ: вероятность рождения следующего ребенка резусотрицательного с I группой крови равна 1/16.

Задача: На планете Фаэтон от брака бракозявра курящего, плюющего и ругачего с такой же Задача: На планете Фаэтон от брака бракозявра курящего, плюющего и ругачего с такой же бракозяврочкой, родился бракозяврик некурящий, неплюющий и неругачий. Каковы вероятности рождения второго такого же бракозяврика и бракозяврика курящего, плюющего и ругачего. Известно, что данные признаки расположены в разных парах гомологичных хромосом. В соответствии с условием, введем обозначения аллелей: А – курящий, а – некурящий, В – плюющий, b – неплюющий, С – ругачий, с – неругачий. Определим генотипы родителей и потомства. Некурящий, неплюющий и неругачий бракозяврик мог появиться только от папы и мамы, гетерозиготных по этим генам (с генотипами Аа. Вb. Сс). Проведем анализ тригибридного скрещивания, как трех моногибридных: 1) Аа х Аа 2) Вb х Вb 3) Сс х Сс F 1 АА + 2 Аа + аа F 1 ВВ + 2 Вb + bb F 1 СС + 2 Сс + сс 3/4 1/4 В соответствии с теоремой умножения вероятностей, вероятность рождения еще одного бракозяврика некурящего, неплюющего и неругачего (ааbbсс) равна 1/64 (1/4 х 1/4), а вероятность рождения бракозяврика некрасивого, плюющего и ругачего (А_В_С_) равна 27/64 (3/4 х 3/4).