Husk hva et gen er. Hva er funksjonen til gener? Hvordan realiseres arvelig informasjon på det molekylærgenetiske nivået i livsorganisasjonen? Hvilke prosesser skjer i meiose?
Et av de viktigste tegnene på levende ting er arv. Dette er kroppens evne til å bevare og overføre sine egenskaper og utviklingsegenskaper fra generasjon til generasjon, det vil si ved arv. Takket være denne egenskapen beholder hver type organisme viss arvelig informasjon.
Overføring av arvelige egenskaper skjer under reproduksjon. Ved aseksuell reproduksjon skjer overføring gjennom ikke-reproduktive celler: da er egenskapene til avkommet de samme som hos mors organisme. Under seksuell reproduksjon overføres arvelig informasjon gjennom kjønnsceller - mannlige og kvinnelige kjønnsceller. Hvilke tegn vil etterkommerne ha - far eller mor, hva er mekanismen for manifestasjonen av tegnene? Slike spørsmål besvares av genetikk (fra den greske genesis - opprinnelse) - vitenskapen om lovene om arv og variasjon av organismer.
Arvelig program av kroppen. Bærerne av arvelig informasjon er DNA-molekyler konsentrert i kromosomer. Under delingsprosessen flytter de inn i nye celler. Men disse cellene inneholder ikke ferdige tegn, eller fener (fra gresk faino - åpenbart), men bærer bare de strukturelle tilbøyelighetene til mulige tegn i form av gener. Det materielle grunnlaget for arv, som bestemmer utviklingen av en egenskap, er et gen - en del av et DNA-molekyl. Den fungerer også som en måleenhet for et slikt biologisk fenomen som arv.
Det arvelige programmet til kroppen implementeres i henhold til følgende skjema:
GEN -> PROTEIN -> EGENSKAP (FEN)
Helheten av alle arvelige egenskaper - genene til en organisme, mottatt fra begge foreldrene, kalles en genotype (fra det greske genet og skrivefeil - avtrykk, form). Imidlertid er ikke alle arvelige egenskaper manifestert i kroppen. Dermed kan etterkommere være lik en forelder på noen måter, men lik en annen på andre. Noen ganger vises til og med tegn som er karakteristiske for fjernere forfedre. Settet med indre og ytre egenskaper som vises i en organisme under prosessen med dens individuelle utvikling kalles en fenotype (fra gresk faino og skrivefeil - avtrykk, form).
Tallrike eksperimenter har vist at homologe kromosomer inneholder gener som regulerer utviklingen av de samme egenskapene. Parede gener som er ansvarlige for manifestasjonen av en hvilken som helst egenskap er lokalisert i de samme områdene av homologe kromosomer. For eksempel finnes nyanser av hårfarge, øyenfarge og øreform i de samme områdene og kromosomene hos alle mennesker. Gener er vanligvis betegnet med bokstaver i det latinske alfabetet: A, a. B, b, c, s osv.
Parede gener kan bære de samme eller motsatte egenskapene til en egenskap. For eksempel kan gener være ansvarlige for egenskapene til mørk eller lys hårfarge, blå eller brune øyne, gul eller grønn farge på ertefrø, rød eller hvit farge på snapdragon-blomster osv. (Fig. 104). Hvis sammenkoblede gener har de samme egenskapene til en egenskap, er de utpekt med to identiske store eller små bokstaver (AA eller aa). Hvis sammenkoblede gener har forskjellige egenskaper av en egenskap, blir de betegnet med en stor og en liten bokstav (Aa), og storbokstaven skrives alltid på første plass.
Rns. 104. Arvelige egenskaper av planter: 1 - røde (AA) og hvite (aa) snapdragon blomster; 2 - gule (AA, Aa) og grønne (aa) ertefrø
En organisme som har identiske gener på homologe kromosomer (AA eller aa) kalles en homozygot (fra gresk homo - identisk, lik). En organisme som har forskjellige kvaliteter av ett gen i homologe kromosomer (Aa), dvs. som har motsatte egenskaper, kalles heterozygot (fra gresk "hetero" - annerledes).
Observasjoner viser at noen tegn dukker opp i naturen oftere enn andre. For eksempel har nyper ofte blomster med en rosa krone, og hvite blomster er mindre vanlig. Rosa blomster finnes imidlertid aldri på busker med hvite blomster. Et annet eksempel er manifestasjonen av frøfarge i erter. En variant av erter har bare gule frø, mens en annen bare har grønne frø. Erter er en selvbestøvende plante, så fargen på frøene vises konsekvent i hver variant. Men hvis du krysser to varianter med hverandre, viser alle ertene seg å være bare gule.
Eksperimentelle studier av arten av manifestasjonen av motsatte egenskaper har gjort det mulig å fastslå at når organismer krysses, vises noen egenskaper fra et par oftere enn andre. Den dominerende egenskapen, som alltid viser seg, både i homozygote og heterozygote tilstander, kalles dominant (fra latin dominantus - dominant). Den dominerende egenskapen er vanligvis betegnet med store bokstaver: A, B, C osv. (Fig. 105).
Ris. 105. Noen dominerende og recessive menneskelige egenskaper: 1 - fri (AA, Aa) øreflippen; 2 - sammensmeltet (aa) øreflipp; 3 - evnen til å rulle tungen inn i et rør (Aa. Aa)
Den undertrykte egenskapen vises bare i homozygot tilstand, i nærvær av to gener av samme kvalitet. En slik egenskap kalles recessiv (fra latin recessus - retreat, avvik), og genet er betegnet med tilsvarende liten bokstav: a, b, c osv. I en heterozygot tilstand kan en recessiv egenskap undertrykkes helt eller delvis. av en dominerende.
Ris. 106. Drosophila fruktflue og dens kromosomer
Kromosomal teori om arvelighet. Studiet av prosessen med meiose gjorde det mulig å etablere en sammenheng mellom overføring av arvelige egenskaper til organismer og dannelsen av kjønnsceller. Meiose sikrer opptreden i kjønnsceller av genetisk informasjon av varierende kvalitet. Dette skyldes den spesielle oppførselen til kromosomer under meiose, oppdaget som et resultat av kryssing.
Ris. 107. Thomas Hunt Morgan (1866-1945)
I 1912, basert på studiet av fruktfluer (fig. 106), formulerte den amerikanske vitenskapsmannen Thomas Hunt Morgan (fig. 107) den kromosomale teorien om arv. Hovedbestemmelsene er som følger:
- enheten for arvelig informasjon er et gen, som er lokalisert på et kromosom;
- hvert kromosom inneholder mange gener; de er plassert i den lineært, det vil si i en viss sekvens etter hverandre;
- gener lokalisert på samme kromosom arves av kroppen sammen, eller kobles sammen, og danner en koblingsgruppe;
- antall genkoblingsgrupper er lik antall par homologe kromosomer i organismen;
- koblingen av gener kan bli forstyrret under prosessen med å krysse over, noe som øker antallet genkombinasjoner i kjønnscellene i kroppen;
- Under prosessen med meiose havner homologe kromosomer i forskjellige gameter, ikke-homologe kromosomer sprer seg tilfeldig, uavhengig av hverandre.
Øvelser basert på materialet som dekkes
- Definer arvelighet. Hva studerer genetikk? Gi definisjoner av grunnleggende genetiske termer.
- Hva er forskjellen mellom en organismes genotype og dens fenotype?
- Er det mulig å bestemme genotypen til et individuelt individ bare basert på ytre egenskaper? I hvilke tilfeller? Forklar svaret ditt.
- Hvorfor er gener i par i kroppen? Er denne funksjonen bevart i organismer med et enkelt sett med kromosomer?
- Hvilke trekk ved kromosomadferd i meiose ligger til grunn for den kromosomale teorien om arv?
- Liste de viktigste bestemmelsene i den kromosomale teorien om arvelighet.
- Bestem hvor mange typer gameter som vil bli produsert av individer med genotypene AA, Bb, AAcc, AaCc.
- Skriv ned skjemaet for kryssing av to individer med genotypene AA og aa, ved å bruke følgende genetiske symboler: P - foreldreindivider; G - gameter av foreldre; F - avkom fra kryssing.
Genetikk(fra den greske "genesis" - opprinnelse) - vitenskapen om lovene om arv og variasjon av organismer.
Gene(fra gresk "genos" - fødsel) er en del av et DNA-molekyl som er ansvarlig for en egenskap, dvs. for strukturen til et visst proteinmolekyl.
Alternative tegn - gjensidig utelukkende, kontrasterende egenskaper (fargen på ertefrø er gul og grønn).
Homologe kromosomer(fra gresk "homos" - identisk) - sammenkoblede kromosomer, identiske i form, størrelse, sett med gener. I en diploid celle er settet med kromosomer alltid sammenkoblet:
ett kromosom fra et par av mors opprinnelse, det andre - fars opprinnelse.
Locus - regionen av kromosomet der genet er lokalisert.
Alleliske gener - gener lokalisert i samme loki av homologe kromosomer. De kontrollerer utviklingen av alternative egenskaper (dominerende og recessive - gul og grønn farge på ertefrø).
Genotype - totalen av arvelige egenskaper til en organisme mottatt fra foreldre er et arvelig utviklingsprogram.
Fenotype - et sett med egenskaper og egenskaper til en organisme, manifestert under interaksjonen av genotypen med miljøet.
Zygote(fra gresk "zygote" - sammenkoblet) - en celle dannet ved fusjon av to kjønnsceller (kjønnsceller) - hunn (egg) og hann (sæd). Inneholder et diploid (dobbelt) sett med kromosomer.
Homozygot(fra gresk "homos" - identisk og zygote) en zygote som har de samme allelene til et gitt gen (begge dominerende AA eller begge recessive aa). Et homozygot individ produserer ikke spaltning i avkommet.
Heterozygot(fra det greske "heteros" - en annen og zygote) - en zygote som har to forskjellige alleler for et gitt gen (Aa, Bb). Et heterozygot individ i sitt avkom produserer segregering for denne egenskapen.
Dominerende egenskap(fra latin "edominas" - dominant) - den dominerende egenskapen manifestert i avkommet til
heterozygote individer.
Recessiv egenskap(fra det latinske "recessus" - retrett) en egenskap som er arvet, men er undertrykt, ikke vises i heterozygote etterkommere oppnådd gjennom kryssing.
Gamete(fra gresk "gameter" - ektefelle) - en reproduksjonscelle av en plante- eller dyreorganisme, som bærer ett gen fra et allelisk par. Gameter bærer alltid gener i en "ren" form, siden de dannes ved meiotisk celledeling og inneholder ett av et par homologe kromosomer.
Cytoplasmatisk arv- ekstranukleær arvelighet, som utføres ved hjelp av DNA-molekyler lokalisert i plastider og mitokondrier.
Modifikasjon(fra latin "modifikasjon" - modifikasjon) - en ikke-arvelig endring i fenotype som skjer under påvirkning av miljøfaktorer innenfor de normale grensene for genotypereaksjonen.
Modifikasjonsvariabilitet - fenotypisk variasjon. Responsen til en spesifikk genotype på forskjellige miljøforhold.
Variasjonsserie- en serie modifikasjonsvariasjoner av en egenskap, bestående av individuelle verdier av modifikasjoner ordnet i rekkefølge for økende eller avtagende kvantitative uttrykk for egenskapen (bladstørrelse, antall blomster i øret, endring i pelsfarge).
Variasjonskurve- et grafisk uttrykk for variasjonen til en egenskap, som reflekterer både omfanget av variasjon og hyppigheten av forekomsten av individuelle varianter.
Reaksjonshastighet - grensen for modifikasjonsvariabilitet for en egenskap bestemt av genotypen. Plastegenskaper har en bred reaksjonsnorm, mens ikke-plastiske har en snever reaksjonsnorm.
Mutasjon(fra latin "mutatio" - endring, endring) - arvelig endring i genotypen. Mutasjoner kan være: gen, kromosomale, generative (i gameter), ekstranukleære (cytoplasmatiske), etc.
Mutagen faktor - faktor som forårsaker mutasjon. Det er naturlige (naturlige) og kunstige (menneskeskapte) mutagene faktorer.
Monohybrid kryssing - kryssing av former som skiller seg fra hverandre i ett par alternative tegn.
Dihybrid krysskryss former som skiller seg fra hverandre i to par alternative egenskaper.
Analyserer kryssing - krysse en testorganisme med en annen som er en recessiv homozygot for en gitt egenskap, noe som gjør det mulig å fastslå genotypen til testpersonen. Brukes i plante- og dyreavl.
Lenket arv- felles arv av gener lokalisert på samme kromosom; gener danner koblingsgrupper.
Crossingovsr (kryss) - gjensidig utveksling av homologe regioner av homologe kromosomer under deres konjugering (i profase I av meiose I), noe som fører til en omorganisering av de opprinnelige genkombinasjonene.
Kjønn på organismer - et sett med morfologiske og fysiologiske egenskaper som bestemmes i øyeblikket av befruktning av et egg av en sæd og avhenger av kjønnskromosomene som bæres av sædcellene.
Kjønnskromosomer - kromosomer som skiller menn fra kvinner. Kjønnskromosomene til kvinnekroppen er alle de samme (XX) og bestemme kvinnelig kjønn. Kjønnskromosomene til den mannlige kroppen er forskjellige (XY): X definerer feminin
gulv, Y- mannlig kjønn. Siden alle sædceller dannes ved meiotisk celledeling, bærer halvparten av dem X-kromosomer, og halvparten bærer Y-kromosomer. Sannsynligheten for å bli mann og kvinne er den samme,
Populasjonsgenetikk - en gren av genetikken som studerer den genotypiske sammensetningen av populasjoner. Dette gjør det mulig å beregne frekvensen av mutante gener, sannsynligheten for deres forekomst i en homo- og heterozygot tilstand, og også overvåke akkumulering av skadelige og gunstige mutasjoner i populasjoner. Mutasjoner fungerer som materiale for naturlig og kunstig seleksjon. Denne delen av genetikk ble grunnlagt av S. S. Chetverikov og ble videreutviklet i verkene til N. P. Dubinin.
Genom kaller hele settet med arvelig materiale som finnes i det haploide settet av kromosomer til cellene til en gitt type organisme. Genomet er artsspesifikk, siden det representerer det nødvendige settet med gener som sikrer dannelsen av artsspesifikke egenskaper til organismer under deres normale ontogenese. For eksempel utvikler noen arter haploide organismer som utvikler seg fra et enkelt sett med gener i genomet. Hos en rekke leddyrarter er hannene haploide, og utvikler seg fra ubefruktede egg.
Under seksuell reproduksjon kombineres genomene til to foreldrekimceller under befruktning, og danner genotype ny organisme. Alle somatiske celler i en slik organisme har et dobbelt sett med gener mottatt fra begge foreldrene i form av visse alleler. Dermed er genotypen den genetiske konstitusjonen til en organisme, som er helheten av alle arvelige tilbøyeligheter til cellene som finnes i deres kromosomale sett - karyotypen.
Ris. 3,67. Karyotyper av organismer av forskjellige arter:
Jeg- skittent, II- Drosophila. III - person
Karyotype - et diploid sett av kromosomer karakteristisk for somatiske celler av organismer av en gitt art, som er et artsspesifikt trekk og er preget av et visst antall, struktur og genetiske sammensetning av kromosomer (fig. 3.67). Nedenfor er kromosomantallet til somatiske celler til noen typer organismer.
Hvis antall kromosomer i et haploid sett med kjønnsceller er angitt P, da vil den generelle karyotypeformelen se ut 2p, hvor er verdien P varierer mellom ulike arter. Som en art som er karakteristisk for organismer, kan karyotypen avvike hos visse individer i noen spesielle trekk. For eksempel har representanter for forskjellige kjønn stort sett de samme kromosomparene ( autosomer), men deres karyotyper er forskjellige i ett par kromosomer ( heterokromosomer, eller kjønnskromosomer). Noen ganger består disse forskjellene av forskjellig antall heterokromosomer hos kvinner og menn (XX eller XO). Oftest er forskjellene knyttet til strukturen til kjønnskromosomene, betegnet med forskjellige bokstaver -X og Y (XX eller XY).
Hver type kromosom i karyotypen, som inneholder et spesifikt sett med gener, er representert av to homologer som er arvet fra foreldrene med deres kjønnsceller. Et dobbelt sett med gener inneholdt i en karyotype - en genotype - er en unik kombinasjon av parede alleler av genomet. Genotypen inneholder utviklingsprogrammet til et bestemt individ.
- (fra gen og type) totaliteten av alle gener lokalisert i kromosomene til en gitt organisme. I en bredere forstand er genetikk helheten av alle arvelige faktorer til en organisme - både nukleære (genom) og ikke-nukleære, ekstrakromosomale (dvs. Stor sovjetisk leksikon
Bestemmelse av arten av handlingen og antall gener som bestemmer arven til den analyserte egenskapen. Grunnleggeren av A. g. er G. Mendel (1865). A. g. inkluderer en rekke private metoder, hvis bruk, individuelt eller i kombinasjon, er rettet mot å studere mekanismene til genetiske prosesser. Hovedmetoden til A. g. hybridologisk analyse, basert på ulike typer kryssinger og kvantitativ regnskapsføring av de segregerte formene i avkommet til disse kryssene. Hybridologisk analyse inkluderer populasjonsmetoden (se. Hardy-Weinberg-loven), basert på bruk av matematikk og variasjonsstatistikk, samt aneuploid (se. Monosomi) og mutasjon (se ClB-metoden. Meller-5-metoden) metoder. Et viktig stadium i å studere den mutagene effekten av stråling og kjemikalier er en cytologisk analyse av frekvensen og naturen til kromosomavvik (se. Kromosomavvik). Kombinasjonen av kryssing med cytogenetiske observasjoner er svært effektiv i genomisk analyse.
4 genetisk analyse
5 genetisk analyse
6 genetisk analyse
7 genetisk analyse
Emner
NO
8 fenotype
n
1. fenotype; helheten av alle egenskapene til en organisme dannet i prosessen med dens individuelle utvikling;
2. kroppens struktur og funksjoner.
1) fenotype; helheten av alle egenskapene til en organisme dannet i prosessen med dens individuelle utvikling;
2) kroppens struktur og funksjoner.
9 fenotype
10 genotype
11 genotype
Helheten av de arvelige tilbøyelighetene til en celle eller organisme - et sett med alleler, arten av deres kobling og andre former for interaksjon; G.- den genetiske konstitusjonen til en organisme, som manifesteres i dens fenotype; begrep " G«Foreslått av V. Johannsen i 1909.
1. Settet av alle gener lokalisert i kromosomene til en organisme som bestemmer reaksjonsnorm individer til miljøforhold, sin levedyktighet og fruktbarhet - generelt hennes skjebne i genpool neste generasjon av en art eller populasjon. Prosentandelen av individer med en gitt genotype i genpoolen til neste generasjon er en indikator tilpasningsevne eller "darwinistisk egnethet" av genotypen.
2. I en bredere forstand er genet helheten (systemet) av alle arvelige tilbøyeligheter til et individ, den arvelige grunnlaget for organismen, som inkluderer kjernefysiske så vel som ikke-nukleære - cytoplasmatisk (plasmon) og plastid (plastom i planter) - bærere, der hvert gen er lokalisert i kompleks interaksjon med andre kjernefysiske gener og med plasmon. G. er et komplekst interagerende system av arvelige tilbøyeligheter til en gitt celle eller organisme, inkludert alleler, deres karakter kløtsj i kromosomer og tilstedeværelse kromosomale omorganiseringer. For å bestemme G., er det nødvendig å studere forfedrene eller etterkommerne til et gitt individ, eller begge sammen. Begrepet ble foreslått av V. Johansen i 1909.
12 virulens
Kvantitative egenskaper ved patogenisiteten til en mikroorganisme for en spesifikk organisme; indikatorer I. er betingede verdier - minimum dødelig, 50% dødelig, 50% smittsom dose.
2. En organismes relative evne til å forårsake sykdom, uttrykt i kvantitative parametere - minimal, 50 % dødelig og 50 % smittsom B.
13 genetisk kompleks
helheten av alle arvelige faktorer i kroppen, genotype
14 kompleks
15 strålingsgenetiske effekter
16 genotype
17 bukett
18 genpool
19 genpool
[ʹdʒi:npu:l] biol.
genpool, et sett med arvelige faktorer i en populasjon
20 forbrukereffekt
2) ekv. forbrukereffekt, påvirkning på forbruk (resultatet av en slags påvirkning. ekstern hendelse; for eksempel virkningen av en politisk beslutning, regjeringshandlinger, økonomiske hendelser på forbrukermarkedet)
Generell embryologi: Terminologisk ordbokArvelighet- (physiol.) Med N. mener vi organismenes evne til å overføre sine egenskaper og egenskaper fra en generasjon til en annen, så lenge selve reproduksjonsprosessen varer. Det er fortsatt ingen tilfredsstillende teori om N. som kan forklare... ...
fenotype- A; m. Biol. Settet med egenskaper og egenskaper til en organisme som har utviklet seg i prosessen med dens individuelle utvikling. * * * fenotype [fra fen (biol.) og type], helheten av alle egenskapene og egenskapene til en organisme dannet i prosessen med dens individuelle... ... encyklopedisk ordbok
Arts biologiske begrep Encyclopedic Dictionary F.A. Brockhaus og I.A. Efron
Arter, biologisk begrep- (Arter) brukes like mye i zoologi og botanikk for å betegne ulike former for plante- og dyreorganismer. Generelt sett sammenfaller begrepet en art med det dagligdagse begrepet om en dyre- eller planterase (vill, men ikke tam) ... Encyclopedic Dictionary F.A. Brockhaus og I.A. Efron
grunnlov- I Constitution (lat. constitutio struktur, tilstand) er et sett med relativt stabile morfologiske og funksjonelle (inkludert mentale) egenskaper til en person, bestemt av arv (genotype), samt langsiktig påvirkning av naturlig... Medisinsk leksikon
FENOTYPE Moderne leksikon
FENOTYPE- (fra gresk fen og type) i biologi, helheten av alle tegn og egenskaper til en organisme dannet i prosessen med dens individuelle utvikling. Den utvikler seg som et resultat av samspillet mellom de arvelige egenskapene til organismens genotype og miljøforhold ... Stor encyklopedisk ordbok
Fenotype- m. Helheten av alle tegn og egenskaper til en organisme dannet i prosessen med dens individuelle utvikling (som et resultat av samspillet mellom de arvelige egenskapene til organismen, genotype og miljøforhold). Ephraims forklarende ordbok. T.F...... Moderne forklarende ordbok for det russiske språket av Efremova
FENOTYPE- (fra det greske pháino jeg avslører, avslører og týpos avtrykk, form, prøve), helheten av alle tegn og egenskaper til en organisme dannet i prosessen med dens individuelle utvikling. Forårsaket av interaksjonen av genotype (arvelig... ... Veterinærleksikon ordbok
Fenotype- (fra gresk phaino jeg viser og skriver), helheten av alle tegn og egenskaper til en organisme dannet i prosessen med dens individuelle utvikling. Den utvikler seg som et resultat av samspillet mellom de arvelige egenskapene til organismens genotype og miljøforhold ... ... Illustrert encyklopedisk ordbok