Основы генетики Краткий исторический экскурс Наследственность

Основы генетики

Краткий исторический экскурс Наследственность – свойство организмов Наследственность обеспечивать морфологическую и функциональную преемственность между поколениями.

Краткий исторический экскурс Гиппократ (468 -377 г. до н. э. ) Полагал, что половые задатки образуются из всех клеток организма. В результате все признаки родителя непосредственно передаются потомкам. При этом здоровые органы передают здоровые гаметы, а нездоровые – нездоровые гаметы. Это т. н. теория прямого наследования

Краткий исторический экскурс Аристотель (384 -322 г. до н. э. ) Считал, что половые продукты, которые участвуют в размножении, производятся не каждым органом в отдельности, а питательными веществами крови, которые необходимы для каждого органа. Это теория непрямого наследования.

Краткий исторический экскурс Чарльз Дарвин (Ch. Darwin 1809 -1882) Считал, что от всех клеток организма отделяются мельчайшие частицы – «геммулы» . Эти геммулы переносятся током крови и сливаются с половыми клетками. При оплодотворении происходит смешение половых клеток и геммул двух родителей в равной пропорции.

Краткий исторический экскурс Грегор МЕНДЕЛЬ (G. J. Mendel, 1822– 1884) Австрийский ботаник, первооткрыватель независимого наследования признаков. Опыты с горохом в период с 1856 по 1866 гг.

Терминология Ген – функционально неделимая единица наследственного материала, которая представляет собой участок ДНК (РНК у некоторых вирусов), кодирующий первичную структуру полипептида (наследственный признак). Участок хромосомы, содержащий один ген - локус

Терминология Генотип – совокупность всех генов организма. Фенотип – совокупность всех признаков и свойств особи. Фенотип формируется в процессе реализации наследственной информации генотипа под воздействием факторов окружающей среды. Наследственная информация + Факторы окружающей среды = Фенотип

Терминология Наследственный (генетический) признак – любое свойство (признак) вида, по которому между особями этого вида есть качественные или количественные различия, передаваемые по наследству потомству. Качественные признаки – это признаки, которые изменяются альтернативно и дискретно (например, окраска цветков или окраска волос). Количественные признаки – это признаки, которые изменяются непрерывно (например, масса или размер тела, яйценоскость кур).

Терминология За развитие признака отвечают 2 гена, которые расположены в гомологичных хромосомах. Такие гены называются аллельными генами или аллельными генами аллелями Гомологичные хромосомы 2 n Аллель гена окраски цветка

Терминология Гетерозиготная форма Генотип Aa А 2 n Гаметы: А, а а

Терминология Гомозиготная форма а а Генотип аа Гаметы: а Генотип AA Гаметы: A А А

Схема подготовки опыта Г. Менделя Растения Семена: желтые зеленые Семена: гладкие морщинистые Бобы: плоские выпуклые Бобы: зеленые желтые Цветки: красные белые Высота: высокие низкие Цветок: пазушный верхушечный Самоопыление Чистые линии

Фенотип гибридов первого поколения при моногибридном скрещивании растений чистых линий гороха

Первый закон Г. Менделя Закон единообразия гибридов первого поколения (правило доминирования): При моногибридном скрещивании гомозиготных особей, отличающихся контрастным признаком, все потомство в первом поколении единообразно по фенотипу и генотипу и несет доминантный признак одного из родителей.

Схема моногибридного скрещивания в опыте Г. Менделя Семена х Родители Гаметы ♀ AA ♂ aa а А Фенотип F 1 Аа Генотип

Результат скрещивания гибридов 1 -го поколения с желтыми семенами Семена х F 2 : (фенотип второго поколения) Желтые семена – 6022 штук Зеленые семена – 2001 штук Соотношение: 3, 01 : 1 3 : 1

Результаты эксперимента Г. Менделя Признак Родители с признаком Поколение (F 2 ) с признаком Соотношен ие доминантн рецессивн ым ым Семена Гладкие Морщинис тые 5474 1850 2, 96 : 1 Семена Желтые Зеленые 6022 2001 Плоды Плоские Выпуклые 882 299 3, 01 : 1 2, 95 : 1 Плоды Зеленые Желтые 428 152 Стебель Высокий Низкий 787 277 Цветки Красные Белые 705 224 2, 82 : 1 2, 84 : 1 3, 15 : 1

Второй закон Г. Менделя (правило расщепления) При моногибридном скрещивании гетерозиготных родителей во втором поколении происходит расщепление по фенотипу 3 : 1, а по генотипу – 1 : 2 : 1.

Схема моногибридного скрещивания в опыте Г. Менделя Семена Родители Гаметы ♀ Aа А а Семена х ♂ Аa А F 2 а Фенотип – 3 : 1 АА Аа Аа аа Генотип – 1 : 2 : 1

Анализирующее скрещивание Р: Гаметы: A? х аа А ? а F: 1 Аа : 1 аа Aa Гетерозигота 1 Аа AA Гомозигота

Анализирующее скрещивание Глаза A? х аа Р: Гаметы: а F: 1 Аа : 1 аа Aa Гетерозигота Гаметы a A Aa ? a А ? aa

Схема наследования признаков при дигибридном скрещивании ААВВ – желтые гладкие семена ааbb – зеленые морщинистые семена Фенотипы F 2: 315 жг: 101 жм: 108 зг: 32 зм 9: 3: 3: 1 423 желтых : 133 зеленых = 3, 12 : 1 416 гладких : 133 морщин. = 2, 97 : 1 Соотношение А : а = 3 : 1 B : b = 3 : 1

Третий закон Г. Менделя Правило независимого комбинирования признаков Если гены альтернативных признаков расположены в негомологичных хромосомах, то каждая пара альтернативных признаков наследуется (комбинируется) независимо друг от друга и в результате среди потомков второго поколения появляются особи с новой комбинацией признаков.

Схема гипотезы «чистоты гамет» Р: х Хромосомы Гаметы: F 1 х Мейоз Гаметы: F 2 Хромосомы

Краткий исторический экскурс Гуго Мари де Фриз (Vries H. de, 1848 -1935) Голландский ботаник, повторно открыл законы Менделя в 1900 г. 1900

Краткий исторический экскурс Ульям Бэтсон (W. Bateson, 1861 -1926) Английский биолог, один из основателей генетики Генетика (от греч. genesis – Генетика происхождение) наука о наследственности и изменчивости живых организмов и методах их управления

Краткий исторический экскурс Вильгельм Людвиг ИОГАННСЕН (Johannsen W. , 1857 -1927) Датский генетик, ботаник. Ввел основные понятия генетики: «ген» (в 1909 г. ) «генотип» , «фенотип» , популяция» . Томас Хант МОРГАН (T. Morgan, 1866 -1945) один из авторов хромосомной теории наследственности. Доказал, что гены расположены в хромосомах.