ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ГЕНЕТИКИ

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.
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 :
мутационная,
соотносительная,
комбинативная
 Не наследственная
модификационная

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.
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.
Мутационная изменчивость



Материальной основой
генотипа являются
хромосомы.
Мутация – это
изменения ,
происходящие в
хромосомах под
влиянием факторов
внешней или
внутренней среды.
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.
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).
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.
Моногибридное скрещивание
Первый закон Менделя


Правило единообразия первого
поколения
АА х аа
Аа
Пример решения задачи
Аа
Р
G
желт
Аа
Х
A
F2 АА + 2Аа + аа
25% 50% 25%
желт
а
А
а
Формула генотипа 1 АА + 1 Аа + 1аа
4
2
4
Формула фенотипа
Расщепление 3:1 – II закон Менделя (закон расщепления)
3 ЖА
4
1 зА
4
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+ 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.
ААВВ х
аавв
АаВв х АаВв
9А-В3А-вв
3ааВ1аавв
Скрещивание гороха

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.
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.
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
Сцепление полное
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
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.
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.
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.
Проблема эта очень сложна, так как
организмы генетически очень разнообразны
и сложны. Сегодня ученые изучают гены
для борьбы с наследственными
заболеваниями.