Pamatujte, co je gen. Jaká je funkce genů? Jak se realizuje dědičná informace na molekulárně genetické úrovni organizace života? Jaké procesy se vyskytují v meióze?
Jedním z hlavních znaků živých tvorů je dědičnost. Jedná se o schopnost těla uchovávat a předávat své vlastnosti a vývojové charakteristiky z generace na generaci, to znamená děděním. Díky této vlastnosti si každý typ organismu uchovává určitou dědičnou informaci.
K přenosu dědičných vlastností dochází při reprodukci. Při asexuálním rozmnožování dochází k přenosu prostřednictvím nereprodukčních buněk: potom jsou vlastnosti potomků stejné jako vlastnosti mateřského organismu. Během pohlavního rozmnožování se dědičná informace přenáší prostřednictvím zárodečných buněk - samčích a samičích gamet. Jaká budou mít potomci znamení - otcovská nebo mateřská, jaký je mechanismus projevů znamení? Na takové otázky odpovídá genetika (z řeckého genesis – původ) – nauka o zákonitostech dědičnosti a proměnlivosti organismů.
Dědičný program těla. Nositeli dědičné informace jsou molekuly DNA soustředěné v chromozomech. Během procesu dělení se stěhují do nových buněk. Tyto buňky ale neobsahují hotové znaky, neboli feny (z řeckého faino – zřejmé), ale nesou pouze strukturální sklony možných znaků v podobě genů. Hmotným základem dědičnosti, který určuje vývoj znaku, je gen – úsek molekuly DNA. Slouží také jako měrná jednotka pro takový biologický jev, jako je dědičnost.
Dědičný program těla se provádí podle následujícího schématu:
GEN -> PROTEIN -> VLASTNOST (FEN)
Souhrn všech dědičných vlastností - genů organismu, získaných od obou rodičů, se nazývá genotyp (z řeckého gen a překlep - otisk, tvar). Ne všechny dědičné vlastnosti se však v těle projevují. Potomci tedy mohou být v některých ohledech podobní jednomu rodiči, ale v jiných podobní druhému. Někdy se objeví i znaky charakteristické pro vzdálenější předky. Soubor vnitřních a vnějších vlastností, které se objevují v organismu během procesu jeho individuálního vývoje, se nazývá fenotyp (z řeckého faino a typos - otisk, forma).
Četné experimenty ukázaly, že homologní chromozomy obsahují geny, které regulují vývoj stejných vlastností. Párové geny zodpovědné za manifestaci jednoho znaku se nacházejí ve stejných oblastech homologních chromozomů. Například odstíny barvy vlasů, očí a tvaru uší se nacházejí ve stejných oblastech a chromozomech u všech lidí. Geny se obvykle označují písmeny latinské abecedy: A, a. B, b, c, s atd.
Spárované geny mohou nést stejné nebo opačné vlastnosti jednoho znaku. Geny mohou být například zodpovědné za vlastnosti tmavé nebo světlé barvy vlasů, modrých nebo hnědých očí, žluté nebo zelené barvy semen hrachu, červené nebo bílé barvy květů hledače atd. (obr. 104). Pokud párové geny nesou stejné vlastnosti vlastnosti, pak jsou označeny dvěma stejnými velkými nebo malými písmeny (AA nebo aa). Pokud párové geny nesou různé kvality vlastnosti, pak jsou označeny jedním velkým a jedním malým písmenem (Aa) a velké písmeno se vždy píše na prvním místě.
Rns. 104. Dědičné znaky rostlin: 1 - květy hledače červené (AA) a bílé (aa); 2 - žlutá (AA, Aa) a zelená (aa) semena hrachu
Organismus, který má shodné geny na homologních chromozomech (AA nebo aa), se nazývá homozygot (z řeckého homo - identický, rovný). Organismus, který má různé vlastnosti jednoho genu v homologních chromozomech (Aa), tedy nesoucí opačné vlastnosti, se nazývá heterozygotní (z řeckého „hetero“ - odlišný).
Pozorování ukazují, že některá znamení se v přírodě objevují častěji než jiná. Například u šípků se častěji vyskytují květy s růžovou korunou, méně časté jsou květy s bílou barvou. Růžové květy však nikdy nenajdeme na keřích s bílými květy. Dalším příkladem je projev barvy semen u hrachu. Jedna odrůda hrachu má pouze žlutá semena, zatímco jiná má pouze zelená semena. Hrách je samosprašná rostlina, takže barva jeho semen se u každé odrůdy objevuje konzistentně. Pokud však zkřížíte dvě odrůdy, všechny hrášky jsou pouze žluté.
Experimentální studie povahy projevu opačných znaků umožnily prokázat, že při křížení organismů se některé znaky z páru objevují častěji než jiné. Převládající vlastnost, která se vždy projevuje, a to jak v homozygotním, tak i heterozygotním stavu, se nazývá dominantní (z latinského dominantus - dominantní). Dominantní znak se obvykle označuje velkými písmeny: A, B, C atd. (obr. 105).
Rýže. 105. Některé dominantní a recesivní vlastnosti člověka: 1 - volný (AA, Aa) ušní boltec; 2 - srostlý (aa) ušní boltec; 3 - schopnost stočit jazyk do tuby (Aa. Aa)
Potlačený znak se objevuje pouze v homozygotním stavu, v přítomnosti dvou genů stejné kvality. Takový rys se nazývá recesivní (z latinského recessus - ústup, odchylka) a gen se označuje odpovídajícím malým písmenem: a, b, c atd. V heterozygotním stavu může být recesivní vlastnost zcela nebo částečně potlačena. dominantním.
Rýže. 106. Ovocná muška Drosophila a její chromozomy
Chromozomální teorie dědičnosti. Studium procesu meiózy umožnilo stanovit souvislost mezi přenosem dědičných vlastností organismů a tvorbou zárodečných buněk. Meióza zajišťuje výskyt genetické informace různé kvality v gametách. To je způsobeno zvláštním chováním chromozomů během meiózy, objeveným v důsledku křížení.
Rýže. 107. Thomas Hunt Morgan (1866-1945)
V roce 1912 na základě studia ovocných mušek (obr. 106) formuloval americký vědec Thomas Hunt Morgan (obr. 107) chromozomální teorii dědičnosti. Jeho hlavní ustanovení jsou následující:
- jednotkou dědičné informace je gen, který se nachází na chromozomu;
- každý chromozom obsahuje mnoho genů; jsou v něm umístěny lineárně, tedy v určité posloupnosti za sebou;
- geny umístěné na stejném chromozomu jsou zděděny tělem společně nebo spojené a tvoří spojovací skupinu;
- počet genových vazebných skupin je roven počtu párů homologních chromozomů organismu;
- vazba genů může být narušena během procesu křížení, což zvyšuje počet kombinací genů v gametách těla;
- Během procesu meiózy homologní chromozomy končí v různých gametách, nehomologní chromozomy se rozptýlí náhodně, nezávisle na sobě.
Cvičení na základě probrané látky
- Definujte dědičnost. Co studuje genetika? Poskytněte definice základních genetických pojmů.
- Jaký je rozdíl mezi genotypem organismu a jeho fenotypem?
- Je možné určit genotyp jedince pouze na základě vnějších znaků? V jakých případech? Vysvětli svoji odpověď.
- Proč jsou geny v těle v párech? Je tato vlastnost zachována v organismech s jedinou sadou chromozomů?
- Jaké rysy chování chromozomů v meióze jsou základem chromozomální teorie dědičnosti?
- Uveďte hlavní ustanovení chromozomální teorie dědičnosti.
- Určete, kolik typů gamet budou produkovat jedinci s genotypy AA, Bb, AAcc, AaCc.
- Zapište schéma křížení dvou jedinců s genotypy AA a aa pomocí následujících genetických symbolů: P - rodičovští jedinci; G - gamety rodičů; F - potomstvo z křížení.
Genetika(z řeckého „genesis“ - původ) - věda o zákonech dědičnosti a proměnlivosti organismů.
Gen(z řeckého „genos“ - narození) je úsek molekuly DNA odpovědný za jednu charakteristiku, tedy za strukturu určité molekuly proteinu.
Alternativní znamení - vzájemně se vylučující, kontrastní vlastnosti (barva semen hrachu je žlutá a zelená).
Homologní chromozomy(z řeckého „homos“ - identický) - párové chromozomy, identické ve tvaru, velikosti, souboru genů. V diploidní buňce je sada chromozomů vždy spárována:
jeden chromozom z páru mateřského původu, druhý - otcovský původ.
Locus - oblast chromozomu, ve které se gen nachází.
Alelické geny - geny umístěné ve stejných lokusech homologních chromozomů. Řídí vývoj alternativních znaků (dominantní a recesivní - žlutá a zelená barva semen hrachu).
Genotyp - souhrn dědičných vlastností organismu obdržených od rodičů je dědičný vývojový program.
Fenotyp - soubor charakteristik a vlastností organismu, projevující se při interakci genotypu s prostředím.
Zygota(z řeckého „zygota“ - párová) - buňka vytvořená splynutím dvou gamet (pohlavních buněk) - samice (vajíčko) a samce (spermie). Obsahuje diploidní (dvojitou) sadu chromozomů.
homozygot(z řeckého „homos“ - identický a zygota) zygota, která má stejné alely daného genu (obě dominantní AA nebo oba recesivní aa). Homozygotní jedinec neprodukuje štěpení u svých potomků.
Heterozygot(z řeckého „heteros“ - další a zygota) - zygota, která má dvě různé alely pro daný gen (Aa, Bb). Heterozygotní jedinec ve svém potomstvu vytváří segregaci pro tuto vlastnost.
Dominantní vlastnost(z latinského "edominas" - dominantní) - převládající rys projevující se u potomků
heterozygotní jedinci.
Recesivní vlastnost(z latinského „recessus“ - ústup) vlastnost, která je zděděna, ale je potlačována, neobjevuje se u heterozygotních potomků získaných křížením.
Gameta(z řeckého "gametes" - manžel) - reprodukční buňka rostlinného nebo živočišného organismu, nesoucí jeden gen z alelického páru. Gamety vždy nesou geny v „čisté“ formě, protože jsou tvořeny dělením meiotických buněk a obsahují jeden z páru homologních chromozomů.
Cytoplazmatická dědičnost- mimojaderná dědičnost, která se provádí pomocí molekul DNA umístěných v plastidech a mitochondriích.
Modifikace(z latinského "modifikace" - modifikace) - nedědičná změna fenotypu, ke které dochází pod vlivem faktorů prostředí v normálních mezích genotypové reakce.
Variabilita modifikace - fenotypová variabilita. Odpověď specifického genotypu na různé podmínky prostředí.
Variační série- řada modifikačních variabilit znaku, sestávající z jednotlivých hodnot modifikací uspořádaných v pořadí rostoucího nebo klesajícího kvantitativního vyjádření znaku (velikost listu, počet květů v uchu, změna barvy srsti).
Variační křivka- grafické vyjádření variability znaku, odrážející jak rozsah variace, tak četnost výskytu jednotlivých variant.
Rychlost reakce - hranice modifikační variability znaku určená genotypem. Plastické vlastnosti mají širokou reakční normu, zatímco neplastické mají úzkou reakční normu.
Mutace(z latinského „mutatio“ - změna, změna) - dědičná změna genotypu. Mutace mohou být: genové, chromozomální, generativní (v gametách), mimojaderné (cytoplazmatické) atd.
Mutagenní faktor - faktor způsobující mutaci. Existují přirozené (přirozené) a umělé (umělé) mutagenní faktory.
Monohybridní křížení - křížení forem, které se od sebe liší v jedné dvojici alternativních znaků.
Dihybridní křížení formy, které se od sebe liší dvěma páry alternativních charakteristik.
Analýza křížení - křížení testovaného organismu s jiným, který je recesivním homozygotem pro daný znak, což umožňuje stanovit genotyp testovaného subjektu. Používá se při šlechtění rostlin a zvířat.
Řetězované dědictví- společná dědičnost genů lokalizovaných na stejném chromozomu; geny tvoří spojovací skupiny.
Crossingovsr (kříž) - vzájemná výměna homologních oblastí homologních chromozomů při jejich konjugaci (v profázi I meiózy I), vedoucí k přeskupení původních genových kombinací.
Pohlaví organismů - soubor morfologických a fyziologických charakteristik, které jsou určeny v okamžiku oplození vajíčka spermií a závisí na pohlavních chromozomech nesených spermií.
Pohlavní chromozomy - chromozomy, které odlišují muže od žen. Pohlavní chromozomy ženského těla jsou všechny stejné (XX) a určit ženské pohlaví. Pohlavní chromozomy mužského těla jsou různé (XY): X definuje ženský
podlaha, Y- mužské pohlaví. Protože všechny spermie jsou tvořeny dělením meiotických buněk, polovina z nich nese X chromozomy a polovina Y chromozomy. Pravděpodobnost získání muže a ženy je stejná,
Populační genetika - obor genetiky, který studuje genotypové složení populací. To umožňuje vypočítat frekvenci mutantních genů, pravděpodobnost jejich výskytu v homo- a heterozygotním stavu a také sledovat hromadění škodlivých a prospěšných mutací v populacích. Mutace slouží jako materiál pro přirozený a umělý výběr. Tato sekce genetiky byla založena S. S. Chetverikovem a byla dále rozvíjena v dílech N. P. Dubinina.
Genom nazývat celý soubor dědičného materiálu obsažený v haploidním souboru chromozomů buněk daného typu organismu. Genom je druhově specifický, protože představuje nezbytnou sadu genů, která zajišťuje tvorbu druhově specifických vlastností organismů během jejich normální ontogeneze. U některých druhů se například vyvíjejí haploidní organismy, které se vyvíjejí z jediné sady genů obsažených v genomu. U řady druhů členovců jsou samci haploidní, vyvíjející se z neoplozených vajíček.
Během sexuální reprodukce se genomy dvou rodičovských zárodečných buněk spojují během oplodnění a tvoří se genotyp nový organismus. Všechny somatické buňky takového organismu mají dvojí sadu genů přijatých od obou rodičů ve formě určitých alel. Genotyp je tedy genetická konstituce organismu, která je souhrnem všech dědičných sklonů jeho buněk obsažených v jejich chromozomální sadě – karyotypu.
Rýže. 3,67. Karyotypy organismů různých druhů:
já- skurdy, II- Drosophila. III - osoba
karyotyp - diploidní soubor chromozomů charakteristických pro somatické buňky organismů daného druhu, který je druhově specifickým znakem a vyznačuje se určitým počtem, strukturou a genetickým složením chromozomů (obr. 3.67). Níže jsou uvedeny počty chromozomů somatických buněk některých typů organismů.
Pokud je označen počet chromozomů v haploidní sadě zárodečných buněk P, pak bude obecný vzorec karyotypu vypadat 2p, kde je hodnota P se liší mezi různými druhy. Vzhledem k tomu, že jde o druh charakteristický pro organismy, může se karyotyp u určitých jedinců v některých konkrétních ohledech lišit. Například zástupci různých pohlaví mají v zásadě stejné páry chromozomů ( autozomy), ale jejich karyotypy se liší v jednom páru chromozomů ( heterochromozomy, nebo pohlavní chromozomy). Někdy tyto rozdíly spočívají v různém počtu heterochromozomů u žen a mužů (XX nebo XO). Nejčastěji se rozdíly týkají struktury pohlavních chromozomů, označených různými písmeny -X a Y (XX nebo XY).
Každý typ chromozomu v karyotypu, obsahující specifickou sadu genů, je reprezentován dvěma homology zděděnými od rodičů s jejich zárodečnými buňkami. Dvojitá sada genů obsažená v karyotypu – genotyp – je unikátní kombinací párových alel genomu. Genotyp obsahuje vývojový program konkrétního jedince.
- (z Gene and Type) souhrn všech genů lokalizovaných v chromozomech daného organismu. V širším slova smyslu je genetika souhrnem všech dědičných faktorů organismu – jak jaderných (genom), tak nejaderných, extrachromozomálních (tj. Velká sovětská encyklopedie
Určení povahy působení a počtu genů, které určují dědičnost analyzovaného znaku. Zakladatelem A. g. je G. Mendel (1865). Stárnutí zahrnuje řadu konkrétních metod, jejichž použití, jednotlivě nebo v kombinaci, je zaměřeno na studium mechanismů genetických procesů. Hlavní metoda A. g. - hybridologická analýza, založené na různých typech křížení a kvantitativním účtování segregovaných forem u potomků těchto křížení. Hybridologická analýza zahrnuje populační metodu (viz. Hardy-Weinbergův zákon), založené na použití matematiky a variační statistiky, stejně jako aneuploidní (viz. Monozomie) a mutační (viz ClB metoda. Meller-5 metoda) metody. Důležitou fází při studiu mutagenního účinku záření a chemikálií je cytologická analýza frekvence a povahy chromozomálních aberací (viz. Chromozomální aberace). Velmi účinná je kombinace křížení s cytogenetickými pozorováními genomická analýza.
4 genetická analýza
5 genetická analýza
6 genetická analýza
7 genetická analýza
Témata
EN
8 fenotyp
n
1. fenotyp; souhrn všech vlastností organismu vzniklých v procesu jeho individuálního vývoje;
2. struktura a funkce těla.
1) fenotyp; souhrn všech vlastností organismu vzniklých v procesu jeho individuálního vývoje;
2) struktura a funkce těla.
9 fenotyp
10 genotyp
11 genotyp
Úhrn dědičných sklonů buňky nebo organismu - soubor alel, povaha jejich vazby a další formy interakce; G.- genetická konstituce organismu, která se projevuje v jeho fenotypu; termín" G„Navrhl V. Johannsen v roce 1909.
1. Soubor všech genů lokalizovaných v chromozomech organismu, který určuje reakční norma jedinců na podmínky prostředí, jeho životaschopnost a plodnost - obecně její osud v genofondu další generace druhu nebo populace. Ukazatelem je procento jedinců s daným genotypem v genofondu další generace přizpůsobivost nebo „darwinovská zdatnost“ genotypu.
2. V širším smyslu je gen souhrn (systém) všech dědičných sklonů jedince, dědičný základ organismu, který zahrnuje jaderný i nejaderný - cytoplazmatický (plasmon) a plastid (plastom u rostlin) - nosiče, ve kterých je každý gen umístěn v komplexní interakci s jinými jadernými geny a s plazmonem. G. je složitý interagující systém dědičných sklonů dané buňky nebo organismu vč alely, jejich charakter spojka v chromozomech a přítomnosti chromozomální přestavby. K určení G. je nutné studovat předky nebo potomky daného jedince, případně obojí dohromady. Termín navrhl V. Johansen v roce 1909.
12 virulence
Kvantitativní charakteristiky patogenity mikroorganismu pro konkrétní organismus; indikátory V. jsou podmíněné hodnoty - minimální letální, 50% letální, 50% infekční dávka.
2. Relativní schopnost organismu způsobit onemocnění, vyjádřená v kvantitativních parametrech – minimální, 50 % letální a 50 % infekční B.
13 genetický komplex
souhrn všech dědičných faktorů těla, genotyp
14 komplex
15 radiační genetické účinky
16 genotyp
17 kytice
18 genofondu
19 genofondu
[ʹdʒi:npu:l] biol.
genofond, soubor dědičných faktorů populace
20 spotřebitelský efekt
2) ekv. spotřebitelský efekt, dopad na spotřebu (výsledek nějakého vlivu. vnější událost; např. dopad politického rozhodnutí, vládní akce, ekonomické události na spotřebitelský trh)
Obecná embryologie: Terminologický slovníkDědičnost- (fyziol.) N. rozumíme schopnost organismů přenášet své vlastnosti a vlastnosti z jedné generace na druhou, pokud trvá samotný proces rozmnožování. Stále neexistuje žádná uspokojivá teorie N., která by vysvětlovala... ...
fenotyp- A; m. Biol. Soubor vlastností a charakteristik organismu, které se vyvinuly v procesu jeho individuálního vývoje. * * * fenotyp [z fen (biol.) a typ], souhrn všech charakteristik a vlastností organismu vzniklého v procesu jeho jednotlivce... ... encyklopedický slovník
Druhový biologický termín Encyklopedický slovník F.A. Brockhaus a I.A. Efron
Druh, biologický termín- (Druh) stejně používaný v zoologii a botanice k označení různých forem rostlinných a živočišných organismů. Obecně řečeno, pojem druhu se shoduje s každodenním pojetím plemene zvířete nebo rostliny (divoké, ale ne domácí) ... Encyklopedický slovník F.A. Brockhaus a I.A. Efron
Ústava- I Konstituce (lat. constitutio struktura, stav) je soubor relativně stabilních morfologických a funkčních (včetně psychických) vlastností člověka, určovaných dědičností (genotypem), ale i dlouhodobým vlivem přirozené... Lékařská encyklopedie
FENOTYP Moderní encyklopedie
FENOTYP- (z řeckého fen a typ) v biologii souhrn všech znaků a vlastností organismu vzniklých v procesu jeho individuálního vývoje. Vyvíjí se jako výsledek interakce dědičných vlastností genotypu organismu a podmínek prostředí... Velký encyklopedický slovník
Fenotyp- m. Souhrn všech znaků a vlastností organismu vzniklých v procesu jeho individuálního vývoje (jako výsledek interakce dědičných vlastností organismu, genotypu a podmínek prostředí). Efraimův výkladový slovník. T.F....... Moderní výkladový slovník ruského jazyka od Efremové
FENOTYP- (z řeckého pháino odhaluji, odhaluji a týpos otisk, tvar, vzorek), souhrn všech znaků a vlastností organismu vzniklého v procesu jeho individuálního vývoje. Způsobeno interakcí genotypu (dědičné... ... Veterinární encyklopedický slovník
Fenotyp- (z řeckého phaino I zobrazit a napsat), souhrn všech znaků a vlastností organismu vzniklého v procesu jeho individuálního vývoje. Vyvíjí se jako výsledek interakce dědičných vlastností genotypu organismu a podmínek prostředí... ... Ilustrovaný encyklopedický slovník