Основы классической генетики Моногибридное скрещивание
Основные понятия Генетика, это наука о закономерностях наследственности и изменчивости. Наследственность, это свойство живых организмов передавать свои признаки потомкам. Изменчивость, это свойство организмов приобретать новые признаки. Ген, это участок молекулы ДНК (хромосомы) на котором записана информация о структуре одного полипептида, т. РНК, р. РНК или малой РНК. Генотип – набор генов организма. Фенотип – набор признаков организма. Кариотип – набор хромосом данного организма или биологического вида. Скрещивание двух организмов называется гибридизацией, потомство от скрещивания двух особей с разной наследственностью называют гибридным, а отдельную особь — гибридом.
Аллели - это гены 1. находящиеся в одинаковых местах гомологичных хромосом и 2. отвечающие за развитие разных проявлений одного признака. Доминантный аллель, проявляется всегда, подавляет проявление других аллелей. Обозначается заглавной буквой. Рецессивный аллель, определяет подавляемый признак, проявляется только в отсутствии доминантного. Обозначается строчной буквой. А, желтый цвет семян а, зеленый цвет семян Гомологичные хромосомы
Множественный аллелизм Гомозиготный организм содержит 2 -а одинаковых аллея. Может быть доминантным АА, или рецессивным аа. Гетерозиготный организм содержит разные аллели Аа. Множественный аллелизм - это существование в популяции более двух аллелей данного гена. Дикий тип > Шиншилловый > Гималайский > Белый С+ > С hl > Ch > Ca
Геном, генотип, кариотип • Термин “генотип” предложен В. Иогансеном в 1909 г. для ОБОЗНАЧЕНИЯ СОВОКУПНОСТИ ГЕНОВ, КАК АЛЛЕЛЕЙ в диплоидном наборе хромосом организмов данного биологического вида – генотипы Иванова, Петрова, Сидорова …; • Термин “геном” предложен Г. Винклером в 1920 г. для обозначения совокупности ГЕНОВ, КАК НУКЛЕОТИДНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ДНК в гаплоидном наборе хромосом организмов данного биологического вида – геномы человека, шимпанзе, малярийного плазмодия …; • 3. Из определений следует, что ГЕНОМ ЯВЛЯЕТСЯ ВИДОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ (особи одного вида имеют совокупность одних и тех же генов), ГЕНОТИП – ИНДИВИДУАЛЬНОЙ (отдельные особи одного вида, имея одинаковый набор генов, могут различаться по их аллельным вариантам); • 5. Понятие “кариотип” отражает способ структурного оформления геномов и генотипов у эукариот (упаковка ДНК в хромосомы).
Грегор Мендель, основоположник гибридологического метода Мендель Г. И. 22. 07. 1822 – 06. 01. 1884 гг. 1910 г. «Опыты над растительными гибридами» . Гибридологический метод — анализ характера наследования признаков с помощью системы скрещиваний. 1. Родительские особи должны отличаться одним или несколькими признаками и, кроме того, должны быть чистыми линиями по изучаемым признакам, т. е. быть гомозиготами. 2. Должен осуществляться анализ потомков от каждой родительской пары в каждом поколении. 3. Закономерности результатов скрещиваний
Первый з-н Менделя - закон единообразия гибридов первого поколения «При скрещивании двух гомозиготных организмов, отличающихся по альтернативным вариантам одного и того же признака, все потомство от такого скрещивания окажется единообразным и будет нести признак одного из родителей» . Р (родители) Гаметы ♂ АА желтые А F 1 (гибриды первого поколения) ♀аа зеленые а Аа желтые
Задачи для закрепления • При скрещивании коричневой норки с серой – потомство коричневое. Какой ген доминирует? • На рисунке схематически изображена клетка гибрида F 1 с 2 n=4, имеющего гены А, а, В, в. Штрихами обозначены места расположения этих генов. Обозначьте положение всех генов. A
Правило чистоты гамет Второй закон Менделя Р (родители) Гаметы ♂ АА желтые А а F 1 (гибриды первого поколения) Р (родители) Гаметы Аа желтые ♂ Аа желтые А ♀аа зеленые а ♀ Аа желтые А а F 2 (гибриды второго поколения) АА 2 Аа аа желтые зеленые По генотипу 1: 2: 1; по фенотипу 3: 1
гамет Второй закон Менделя «При образовании половых клеток в каждую гамету попадает только один ген из каждой аллельной пары» «При скрещивании двух потомков первого поколения между собой (двух гетерозиготных особей) во втором поколении наблюдается расщепление в определенном числовом соотношении: по фенотипу 3: 1, по генотипу 1: 2: 1» .
Задачи для закрепления • У кур нормальное оперение доминирует над шелковистым. Каковы будут генотипы и фенотипы F 1 и F 2 от скрещивания пород кур с разным типом оперения. • При скрещивании коричневой норки с серой – потомство коричневое. В F 2 получено 47 коричневых и 15 серых. Сколько будет гомозигот среди 47 коричневых и 15 серых?
Неполное доминирование
Задачи для закрепления У цветка Ночная красавица красная окраска венчика не полностью доминирует над белой. Какие растения получатся при опылении белого цветка пыльцой розового? Можно ли вывести сорт с розовыми цветками?
Анализирующее скрещивание - скрещивание с рецессивной гомозиготой. Позволяет произвести анализ генотипа. Имеется 2 -а растения гороха с желтыми семенами, одно гомозиготное, другое гетерозиготное. Как установить где какое? Р (родители) Гаметы ♂ АА желтые Р (родители) ♂ Аа ♀аа желтые зеленые А F 1 (гибриды первого поколения) Аа желтые а Гаметы А а ♀ аа зеленые а F 1 (гибриды первого поколения) Аа аа желтые зеленые
Дигибридное скрещивание Третий з-н Менделя Гаметы По фенотипу 9: 3: 3: 1 АВ ав Р. ♂ ААВВ ♀ аавв желтый гладкий зеленый морщинистый Гаметы АВ ав F 1 Аа. Вв желтый гладкий Гаметы АВ Ав а. В ав По генотипу ААВВ 1 ААВв 2 Аа. ВВ 2 Аа. Вв 4 ААвв 1 Аавв 2 аа. ВВ 1 аа. Вв 2 аавв 1
Третий з-н Менделя «При скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум и более парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях» . При этом наблюдается расщепление 9: 3: 3: 1
Задачи для закрепления У плодов арбуза корка может быть зеленая или полосатая, форма плода – длинная или круглая. Гомозиготное растение с длинными зелеными плодами скрещено с гомозиготным, но имеющим круглые полосатые плоды. В F 1 плоды круглые зеленые. Какие будут F 2?
Взаимодействие генов Аллельные взаимодействия A a 1. Доминирование А > а 2. Неполное доминирование А ≥ а 3. Кодоминирование А+В=АВ Р. Гаметы F 1 ♂ АВ IV А ♀ 00 I В A 0 II 0 B 0 III
Понятие о локусе гена Локус - место, которое занимает ген в хромосоме В А в а A a B b
Взаимодействие генов Неаллельные взаимодействия 1. Комплементарное действие генов А = фенотип А В = фенотип В АВ = фенотип С 2. Эпистатическое действие генов А = фенотип А В = фенотип В АВ = фенотип 0 3. Полимерное действие генов А 1 а 1 а 2 а 2 – фенотип А А 1 а 1 А 2 а 2 – фенотип А А 1 А 1 П 2 а 2 – фенотип А А 1 А 1 А 2 А 2 – фенотип А 4. Плейотропный эффект А= фенотип А, В и С
Комплементарное действие генов А – ген, обуславливающий синтез пропигмента; а – ген, обуславливающий отсутствие пигмента; В – ген, определяющий синтез фермента, под действием которого пропигмент превращается в пигмент; в – ген, определяющий отсутствие фермента; Ав АВ а. В ав
Доминатный эпистаз E – черная окраска е – розовая окраска I – подавитель окраски i – отсутствие подавителя Р. ♂ ii. EE черная ♀ IIee белая i. E Ie Гаметы F 1 Ii. Ee белые (I>E) Гаметы IE i. E Ie ie IE IIEE Ii. EE IIEe Ii. Ee i. E Ii. EE ii. EE Ii. Ee ii. Ee Ie IIEe Ii. Ee IIee Iiee ie Ii. Ee ii. Ee Iiee iiee
Рецессивный эпистаз У мышей А – окраска дикого типа (агути) А – черная окраска В – «проявитель» окраски в – «подавитель» окраски
Полимерное действие генов Кумулятивная полимерия - гены суммируют действие - степень проявления признака зависит от числа доминантных аллелей в генотипе особи. Некумулятивная полимерия - гены не суммирующее действие - гены не усиливают друга и одного любого доминантного аллеля достаточно для проявления признака. A 1 a 1 А 2 а 2
Полимерия
Плейотропный эффект Классическая концепция «один ген – один белок – один признак» Ген м. РНК Белки Признаки
Задачи для закрепления 1. 2. 3. 4. Определите типы взаимодействия если: 1. У кур один доминантный ген определяет розовидную форму гребня, другой неаллельный ему ген – гороховидную. Сочетание двух этих генов дает ореховидную форму гребня. 2. Ген черной окраски зерен овса подавляет действие гена светлой окраски. 3. Цвет волос от светлого до темного определяется тремя парами неаллельных генов. У душистого горошка окраска цветов проявляется только при наличии двух доминантных генов А и В. Если в генотипе имеется только один доминантный ген, то окраска не развивается. Какое потомство F 1 и F 2 получится от скрещивания растений с генотипами ААbb и аа. ВВ? У кур окраска перьев обусловлена доминантым геном С, его рецессивный аллель не дает окраски. На действие этого гена оказывает влияние ген I, который в доминантном состоянии подавляет развитие окраски. Какое потомство получится от скрещивания дигетерозиготных кур? Цвет кожи человека определяется взаимодействием нескольких пар генов по типу кумулятивной полимерии. При браке темнокожей женщины ААВВ с белым мужчиной aabb в какой пропорции можно ожидать появления детей полных негров, мулатов и белых? Если в брак вступают два мулата Аа. Вb, можно ли ожидать появления белого ребенка?
5. При скрещивании черной породы кур с петухом белой породы все цыплята черные. В анализирующем скрещивании получено 28 черных и 10 белых цыплят. Как наследуется окраска оперения? Каковы генотипы всех форм? 6. При скрещивании лабораторной линии дрозофилы, имеющей коричневые глаза, с другой линией, имеющей ярко-красные глаза, все потомство F 1 имело нормальные темно-красные глаза (дикий тип). Во втором поколении было обнаружено: 110 мух с нормальными глазами, 42 — с коричневыми, 38 — с ярко-красными и 12 — с белыми глазами. Откуда в потомстве F 2 взялись белоглазые мухи? Определите характер взаимодействия генов и дайте характеристику действия каждого из них в процессе образования глазных пигментов у дрозофилы. 7. При скрещивании черного хомячка с нормальной длиной шерсти с белым короткошерстным потомки были черные нормальношерстные, а в F 2 наблюдалось расщепление: 31 черный нормальношерстный, 9 голубых нормальношерстных, 13 белых нормальношерстных, 8 черных короткошерстных, 3 голубых короткошерстных и 4 белых короткошерстных. Определите генотипы родителей и характер наследования окраски и длины шерсти у хомячков. 8. При скрещивании двух пород кур, одна из которых имела белое оперение и хохолок, а вторая также белая, но без хохолка, в F 1 все цыплята оказались белыми без хохолка. В F 2 получено следующее расщепление: 39 белых хохлатых, 4 рыжих без хохолка, 12 белых без хохолка и 9 рыжих хохлатых. Объясните полученные результаты.
Скачать презентацию Основы классической генетики Моногибридное скрещивание Основные понятия
генетика.ppt