Amintiți-vă ce este o genă. Care este funcția genelor? Cum se realizează informația ereditară la nivelul genetic molecular al organizării vieții? Ce procese apar în meioză?
Unul dintre principalele semne ale viețuitoarelor este ereditatea. Aceasta este capacitatea organismului de a-și păstra și transmite caracteristicile și caracteristicile de dezvoltare din generație în generație, adică prin moștenire. Datorită acestei proprietăți, fiecare tip de organism păstrează anumite informații ereditare.
Transmiterea caracteristicilor ereditare are loc în timpul reproducerii. Cu reproducerea asexuată, transmiterea are loc prin celule nereproductive: atunci caracteristicile descendenților sunt aceleași cu cele ale organismului matern. În timpul reproducerii sexuale, informațiile ereditare sunt transmise prin celulele germinale - gameți masculini și feminini. Ce semne vor avea descendenții - paternă sau maternă, care este mecanismul de manifestare a semnelor? La astfel de întrebări se răspunde genetica (din greacă geneza - origine) - știința legilor eredității și variabilității organismelor.
Program ereditar al organismului. Purtătorii de informații ereditare sunt molecule de ADN concentrate în cromozomi. În timpul procesului de diviziune, se mută în celule noi. Dar aceste celule nu conțin caractere gata făcute, sau fene (din greacă faino - evident), ci poartă doar înclinațiile structurale ale caracterelor posibile sub formă de gene. Baza materială a eredității, care determină dezvoltarea unei trăsături, este o genă - o secțiune a unei molecule de ADN. De asemenea, servește ca unitate de măsură pentru un astfel de fenomen biologic precum ereditatea.
Programul ereditar al organismului este implementat conform următoarei scheme:
GENĂ -> PROTEINĂ -> trăsătură (FEN)
Totalitatea tuturor caracteristicilor ereditare - genele unui organism, primite de la ambii părinți, se numește genotip (din greacă genă și greșeli de scriere - amprentă, formă). Cu toate acestea, nu toate trăsăturile moștenite se manifestă în organism. Astfel, descendenții pot fi asemănători cu un părinte în unele privințe, dar similari cu altul în altele. Uneori apar chiar semne caracteristice strămoșilor mai îndepărtați. Setul de caracteristici interne și externe care apar într-un organism în timpul procesului de dezvoltare individuală se numește fenotip (din greacă faino și typos - amprentă, formă).
Numeroase experimente au arătat că cromozomii omologi conțin gene care reglează dezvoltarea acelorași trăsături. Genele pereche responsabile de manifestarea oricărei trăsături sunt localizate în aceleași regiuni ale cromozomilor omologi. De exemplu, nuanțele de culoare a părului, culoarea ochilor și forma urechii se găsesc în aceleași zone și cromozomi la toți oamenii. Genele sunt de obicei desemnate prin litere ale alfabetului latin: A, a. B, b, c, s etc.
Genele pereche pot purta aceleași calități sau calități opuse ale unei trăsături. De exemplu, genele pot fi responsabile pentru caracteristicile de culoare închisă sau deschisă a părului, ochii albaștri sau căprui, culoarea galbenă sau verde a semințelor de mazăre, culoarea roșie sau albă a florilor de snapdragon etc. (Fig. 104). Dacă genele pereche poartă aceleași calități ale unei trăsături, atunci ele sunt desemnate prin două litere mari sau mici identice (AA sau aa). Dacă genele pereche poartă calități diferite ale unei trăsături, atunci ele sunt desemnate printr-o literă mare și o literă mică (Aa), iar litera mare este întotdeauna scrisă pe primul loc.
Rns. 104. Caracteristicile ereditare ale plantelor: 1 - flori roșii (AA) și albe (aa) de snapdragon; 2 - semințe de mazăre galbene (AA, Aa) și verzi (aa).
Un organism care are gene identice pe cromozomi omologi (AA sau aa) se numește homozigot (din grecescul homo - identic, egal). Un organism care are calități diferite ale unei gene în cromozomii omologi (Aa), adică purtând caracteristici opuse, este numit heterozigot (din grecescul „hetero” - diferit).
Observațiile arată că unele semne apar în natură mai des decât altele. De exemplu, florile cu o corolă roz sunt mai frecvente la măceșe, în timp ce florile cu o culoare albă sunt mai puțin frecvente. Cu toate acestea, florile roz nu se găsesc niciodată pe tufe cu flori albe. Un alt exemplu este manifestarea culorii semințelor la mazăre. O varietate de mazăre are doar semințe galbene, în timp ce alta are doar semințe verzi. Mazărea este o plantă cu autopolenizare, astfel încât culoarea semințelor sale apare constant în fiecare soi. Dar dacă încrucișați două soiuri unul cu celălalt, atunci toate mazărea se dovedesc a fi doar galbene.
Studiile experimentale ale naturii manifestării trăsăturilor opuse au făcut posibil să se stabilească că atunci când organismele sunt încrucișate, unele trăsături dintr-o pereche apar mai des decât altele. Trăsătura predominantă, care se manifestă întotdeauna, atât în starea homozigotă, cât și în cea heterozigotă, se numește dominantă (din latinescul dominantus - dominant). Trăsătura dominantă este de obicei notată cu majuscule: A, B, C etc. (Fig. 105).
Orez. 105. Câteva caracteristici umane dominante și recesive: 1 - lobul urechii liber (AA, Aa); 2 - fuzionat (aa) lobul urechii; 3 - capacitatea de a rula limba într-un tub (Aa. Aa)
Trăsătura suprimată apare numai în stare homozigotă, în prezența a două gene de calitate egală. O astfel de trăsătură se numește recesivă (din latinescul recessus - retragere, abatere), iar gena este desemnată prin litera mică corespunzătoare: a, b, c etc. Într-o stare heterozigotă, o trăsătură recesivă poate fi suprimată complet sau parțial de unul dominant.
Orez. 106. Musca de fructe Drosophila și cromozomii săi
Teoria cromozomală a eredității. Studiul procesului de meioză a făcut posibilă stabilirea unei legături între transmiterea proprietăților ereditare ale organismelor și formarea celulelor germinale. Meioza asigură apariția în gameți a informațiilor genetice de calitate variabilă. Acest lucru se datorează comportamentului special al cromozomilor în timpul meiozei, descoperit ca urmare a încrucișării.
Orez. 107. Thomas Hunt Morgan (1866-1945)
În 1912, pe baza studiului muștelor fructelor (Fig. 106), omul de știință american Thomas Hunt Morgan (Fig. 107) a formulat teoria cromozomială a eredității. Principalele sale prevederi sunt următoarele:
- unitatea de informare ereditară este o genă, care se află pe un cromozom;
- fiecare cromozom conține multe gene; sunt situate în ea liniar, adică într-o anumită secvență una după alta;
- genele situate pe același cromozom sunt moștenite de organism împreună, sau legate, și formează un grup de legătură;
- numărul de grupuri de legături genice este egal cu numărul de perechi de cromozomi omologi ai organismului;
- legătura genelor poate fi întreruptă în timpul procesului de încrucișare, ceea ce crește numărul de combinații de gene în gameții corpului;
- În timpul procesului de meioză, cromozomii omologi ajung în gameți diferiți, cromozomii neomologi se dispersează aleatoriu, independent unul de celălalt.
Exerciții bazate pe materialul acoperit
- Definiți ereditatea. Ce studiază genetica? Furnizați definiții ale termenilor genetici de bază.
- Care este diferența dintre genotipul unui organism și fenotipul acestuia?
- Este posibil să se determine genotipul unui individ individual doar pe baza caracteristicilor externe? In ce cazuri? Explică-ți răspunsul.
- De ce sunt genele în perechi în organism? Este această caracteristică păstrată în organismele cu un singur set de cromozomi?
- Ce caracteristici ale comportamentului cromozomial în meioză stau la baza teoriei cromozomiale a eredității?
- Enumerați principalele prevederi ale teoriei cromozomiale a eredității.
- Determinați câte tipuri de gameți vor fi produși de indivizii cu genotipurile AA, Bb, AAcc, AaCc.
- Notați schema de încrucișare a doi indivizi cu genotipurile AA și aa, folosind următoarele simboluri genetice: P - indivizi parentali; G - gameții părinților; F - descendenți din încrucișare.
Genetica(din grecescul „geneza” - origine) - știința legilor eredității și variabilității organismelor.
Gene(din grecescul „genos” - naștere) este o secțiune a unei molecule de ADN responsabilă pentru o caracteristică, adică pentru structura unei anumite molecule de proteine.
semne alternative - caracteristici care se exclud reciproc, contrastante (culoarea semințelor de mazăre este galbenă și verde).
Cromozomi omologi(din grecescul „homos” - identic) - cromozomi perechi, identici ca formă, mărime, set de gene. Într-o celulă diploidă, setul de cromozomi este întotdeauna împerecheat:
un cromozom dintr-o pereche de origine maternă, celălalt - origine paternă.
Locus - regiunea cromozomului în care se află gena.
gene alelice - gene situate în aceleași loci ai cromozomilor omologi. Ei controlează dezvoltarea trăsăturilor alternative (dominante și recesive - culoarea galbenă și verde a semințelor de mazăre).
genotip - totalitatea caracteristicilor ereditare ale unui organism primite de la părinți este un program de dezvoltare ereditar.
Fenotip - un set de caracteristici și proprietăți ale unui organism, manifestate în timpul interacțiunii genotipului cu mediul.
zigot(din grecescul „zigot” - pereche) - o celulă formată prin fuziunea a doi gameți (celule sexuale) - feminin (ou) și masculin (sperma). Conține un set diploid (dublu) de cromozomi.
homozigot(din grecescul „homos” - identic și zigot) un zigot care are aceleași alele ale unei anumite gene (ambele dominante AA sau ambele recesive aa). Un individ homozigot nu produce clivaj la descendenții săi.
heterozigot(din grecescul „heteros” - altul și zigot) - un zigot care are două alele diferite pentru o anumită genă (Aa, Bb). Un individ heterozigot la descendenții săi produce segregare pentru această trăsătură.
Trăsătură dominantă(din latinescul „edominas” – dominant) – trăsătura predominantă manifestată la urmașii lui
indivizi heterozigoți.
Trăsătură recesivă(din latinescul „recessus” - retragere) trăsătură care se moștenește, dar este suprimată, neapărând la descendenții heterozigoți obținuți prin încrucișare.
Gamet(din grecescul „gameți” - soț) - o celulă reproductivă a unui organism vegetal sau animal, purtând o genă dintr-o pereche alelică. Gameții poartă întotdeauna gene într-o formă „pură”, deoarece sunt formați prin diviziunea celulară meiotică și conțin unul dintr-o pereche de cromozomi omologi.
Moștenirea citoplasmatică- ereditatea extranucleară, care se realizează cu ajutorul moleculelor de ADN situate în plastide și mitocondrii.
Modificare(din latinescul „modificare” - modificare) - o modificare neereditară a fenotipului care are loc sub influența factorilor de mediu în limitele normale ale reacției genotipului.
Variabilitatea modificării - variabilitate fenotipică. Răspunsul unui genotip specific la diferite condiții de mediu.
Seria de variații- o serie de variabilitate de modificare a unei trăsături, constând în valori individuale ale modificărilor aranjate în ordinea exprimării cantitative crescătoare sau descrescătoare a trăsăturii (dimensiunea frunzei, numărul de flori dintr-o ureche, schimbarea culorii blanii).
Curba de variație- o expresie grafică a variabilității unei trăsături, reflectând atât sfera variației, cât și frecvența de apariție a variantelor individuale.
Rata de reacție - limita variabilității modificării unei trăsături determinată de genotip. Trăsăturile plastice au o normă largă de reacție, în timp ce cele non-plastice au o normă de reacție îngustă.
Mutaţie(din latină „mutatio” - schimbare, schimbare) - modificare ereditară a genotipului. Mutațiile pot fi: genice, cromozomiale, generative (în gameți), extranucleare (citoplasmatice) etc.
factor mutagen - factor care provoacă mutația. Există factori mutageni naturali (naturali) și artificiali (făcuți de om).
traversare monohibridă -încrucișarea formelor care diferă unele de altele într-o pereche de caractere alternative.
Încrucișare dihibridă forme care diferă între ele în două perechi de caracteristici alternative.
Analizând traversarea -încrucișarea unui organism de testare cu altul care este un homozigot recesiv pentru o trăsătură dată, ceea ce face posibilă stabilirea genotipului subiectului testat. Folosit în creșterea plantelor și animalelor.
Moștenire înlănțuită- moștenirea comună a genelor localizate pe același cromozom; genele formează grupuri de legătură.
Crossingovsr (cruce) - schimbul reciproc de regiuni omoloage ale cromozomilor omologi în timpul conjugării lor (în profaza I a meiozei I), ducând la o rearanjare a combinațiilor genice originale.
Sexul organismelor - un set de caracteristici morfologice si fiziologice care sunt determinate in momentul fecundarii unui ovul de catre un spermatozoid si depind de cromozomii sexuali purtati de spermatozoizi.
cromozomi sexuali - cromozomi care diferențiază bărbații de femele. Cromozomii sexuali ai corpului feminin sunt toți la fel (XX)și determină sexul feminin. Cromozomii sexuali ai corpului masculin sunt diferiți (XY): X definește femininul
podea, Y- gen masculin. Deoarece toți spermatozoizii sunt formați prin diviziunea celulară meiotică, jumătate dintre ei poartă cromozomi X, iar jumătate poartă cromozomi Y. Probabilitatea de a obține bărbat și femeie este aceeași,
Genetica populatiei - o ramură a geneticii care studiază compoziția genotipică a populațiilor. Acest lucru face posibilă calcularea frecvenței genelor mutante, probabilitatea apariției lor într-o stare homo- și heterozigotă și, de asemenea, monitorizarea acumulării de mutații dăunătoare și benefice în populații. Mutațiile servesc ca material pentru selecția naturală și artificială. Această secțiune de genetică a fost fondată de S. S. Chetverikov și a fost dezvoltată în continuare în lucrările lui N. P. Dubinin.
Genomul numiți întregul set de material ereditar conținut în setul haploid de cromozomi ai celulelor unui anumit tip de organism. Genomul este specific speciei, deoarece reprezintă setul necesar de gene care asigură formarea caracteristicilor specifice speciei ale organismelor în timpul ontogenezei lor normale. De exemplu, unele specii dezvoltă organisme haploide care se dezvoltă dintr-un singur set de gene conținute în genom. Astfel, la o serie de specii de artropode, masculii sunt haploizi, dezvoltându-se din ouă nefertilizate.
În timpul reproducerii sexuale, genomul a două celule germinale parentale se combină în timpul fertilizării, formându-se genotip organism nou. Toate celulele somatice ale unui astfel de organism au un set dublu de gene primite de la ambii părinți sub forma anumitor alele. Astfel, genotipul este constituția genetică a unui organism, care este totalitatea tuturor înclinațiilor ereditare ale celulelor sale conținute în setul lor cromozomial - cariotipul.
Orez. 3,67. Cariotipuri ale organismelor de diferite specii:
eu- moale, II- Drosophila. III - persoană
Cariotip - un set diploid de cromozomi caracteristic celulelor somatice ale organismelor unei anumite specii, care este o caracteristică specifică speciei și se caracterizează printr-un anumit număr, structură și compoziție genetică a cromozomilor (Fig. 3.67). Mai jos sunt numerele de cromozomi ale celulelor somatice ale unor tipuri de organisme.
Dacă se notează numărul de cromozomi dintr-un set haploid de celule germinale P, atunci formula cariotipului general va arăta ca 2p, unde este valoarea P variază între diferitele specii. Fiind o specie caracteristică organismelor, cariotipul poate diferi la anumiți indivizi în anumite moduri. De exemplu, reprezentanții de sexe diferite au practic aceleași perechi de cromozomi ( autozomi), dar cariotipurile lor diferă într-o pereche de cromozomi ( heterocromozomi, sau cromozomi sexuali). Uneori, aceste diferențe constau în numere diferite de heterocromozomi la femei și bărbați (XX sau XO). Cel mai adesea, diferențele se referă la structura cromozomilor sexuali, desemnați prin diferite litere -X și Y (XX sau XY).
Fiecare tip de cromozom din cariotip, care conține un set specific de gene, este reprezentat de doi omologi moșteniți de la părinți cu celulele lor germinale. Un set dublu de gene conținut într-un cariotip - un genotip - este o combinație unică de alele pereche ale genomului. Genotipul conține programul de dezvoltare al unui anumit individ.
- (din Gene și Tip) totalitatea tuturor genelor localizate în cromozomii unui organism dat. Într-un sens mai larg, genetica este totalitatea tuturor factorilor ereditari ai unui organism - atât nucleari (genomul), cât și nenuclearii, extracromozomiali (de ex. Marea Enciclopedie Sovietică
Determinarea naturii acțiunii și a numărului de gene care determină moștenirea trăsăturii analizate. Fondatorul lui A. g. este G. Mendel (1865). Îmbătrânirea include o serie de metode speciale, a căror utilizare, individual sau în combinație, are ca scop studierea mecanismelor proceselor genetice. Metoda principală a A. g. - analiza hibridologică, pe baza diverselor tipuri de traversări și contabilizarea cantitativă a formelor segregate la descendenții acestor traversări. Analiza hibridologică include metoda populației (vezi. Legea Hardy-Weinberg), bazată pe utilizarea matematicii și a statisticilor de variație, precum și a aneuploidelor (vezi. Monozomie) și mutaționale (vezi metoda ClB. Metoda Meller-5) metode. O etapă importantă în studierea efectului mutagen al radiațiilor și al substanțelor chimice este o analiză citologică a frecvenței și naturii aberațiilor cromozomiale (vezi. Aberații cromozomiale). Combinația de încrucișare cu observațiile citogenetice este foarte eficientă în analiza genomică.
4 analiza genetică
5 analiza genetică
6 analiza genetică
7 analiza genetică
Subiecte
RO
8 fenotip
n
1. fenotip; totalitatea tuturor proprietăților unui organism formate în procesul dezvoltării sale individuale;
2. structura si functiile organismului.
1) fenotip; totalitatea tuturor proprietăților unui organism formate în procesul dezvoltării sale individuale;
2) structura si functiile organismului.
9 fenotip
10 genotip
11 genotip
Totalitatea înclinațiilor ereditare ale unei celule sau organism - un set de alele, natura legăturii lor și alte forme de interacțiune; G.- constitutia genetica a unui organism, care se manifesta in fenotipul sau; termen " G„Propus de V. Johannsen în 1909.
1. Ansamblul tuturor genelor localizate în cromozomii unui organism care determină norma de reactie indivizii la condițiile de mediu, sa viabilitateși fertilitatea - în general, soarta ei în Fondului genetic următoarea generație a unei specii sau populații. Procentul de indivizi cu un anumit genotip în fondul genetic al următoarei generații este un indicator adaptabilitate sau „fitness darwinian” a genotipului.
2. Într-un sens mai larg, gena este totalitatea (sistemul) tuturor înclinațiilor ereditare ale unui individ, baza ereditară a organismului, care include atât nucleare, cât și non-nucleare - citoplasmatice (plasmon) și plastid (plastomul în plante) - purtători, în care fiecare genă este situată în interacțiune complexă cu alte gene nucleare și cu plasmonul. G. este un sistem complex care interacționează de înclinații ereditare ale unei anumite celule sau organism, inclusiv alele, caracterul lor ambreiajîn cromozomi şi prezenţa rearanjamente cromozomiale. Pentru a determina G., este necesar să se studieze strămoșii sau descendenții unui anumit individ, sau ambii împreună. Termenul a fost propus de V. Johansen în 1909.
12 virulenţă
Caracteristicile cantitative ale patogenității unui microorganism pentru un anumit organism; indicatori ÎN. sunt valori condiționate - doză minimă letală, 50% letală, 50% doză infecțioasă.
2. Capacitatea relativă a unui organism de a provoca boli, exprimată în parametri cantitativi - minim, 50% letal și 50% infecțios B.
13 complex genetic
totalitatea tuturor factorilor ereditari ai organismului, genotip
14 complex
15 efectele genetice ale radiațiilor
16 genotip
17 buchet
18 Fondului genetic
19 Fondului genetic
[ʹdʒi:npu:l] biol.
fond genetic, un set de factori ereditari ai unei populații
20 efect de consumator
2) echivalentul efectul consumatorului, impactul asupra consumului (rezultatul unui fel de influență. eveniment extern; de exemplu, impactul unei decizii politice, acțiuni guvernamentale, evenimente economice pe piața de consum)
Embriologie generală: Dicționar terminologicEreditate- (fiziol.) Prin N. înțelegem capacitatea organismelor de a-și transmite proprietățile și caracteristicile de la o generație la alta, atâta timp cât durează procesul de reproducere în sine. Nu există încă o teorie satisfăcătoare a lui N. care să explice... ...
fenotip- A; m. Biol. Setul de proprietăți și caracteristici ale unui organism care s-au dezvoltat în procesul dezvoltării sale individuale. * * * fenotip [din fen (biol.) și tip], totalitatea tuturor caracteristicilor și proprietăților unui organism format în procesul individului său... ... Dicţionar enciclopedic
Termen biologic de specie Dicţionar Enciclopedic F.A. Brockhaus și I.A. Efron
Specie, termen biologic- (Specie) folosită în mod egal în zoologie și botanică pentru a desemna diferite forme de organisme vegetale și animale. În termeni generali, conceptul de specie coincide cu conceptul de zi cu zi al unei rase de animale sau plante (sălbatice, dar nu domestice) ... Dicţionar Enciclopedic F.A. Brockhaus și I.A. Efron
Constituţie- I Constituție (lat. structură constitutio, stat) este un ansamblu de proprietăți morfologice și funcționale (inclusiv mentale) relativ stabile ale unei persoane, determinate de ereditate (genotip), precum și de influența pe termen lung a... Enciclopedie medicală
FENOTIP Enciclopedie modernă
FENOTIP- (din grecescul fen și tip) în biologie, totalitatea tuturor semnelor și proprietăților unui organism format în procesul dezvoltării sale individuale. Se dezvoltă ca urmare a interacțiunii dintre proprietățile ereditare ale genotipului organismului și condițiile de mediu... Dicţionar enciclopedic mare
Fenotip- m. Totalitatea tuturor semnelor și proprietăților unui organism formate în procesul dezvoltării sale individuale (ca urmare a interacțiunii proprietăților ereditare ale organismului, genotipului și condițiilor de mediu). Dicționarul explicativ al lui Efraim. T.F.... ... Dicționar explicativ modern al limbii ruse de Efremova
FENOTIP- (din grecescul pháino dezvălui, dezvălui și typos amprentă, formă, probă), totalitatea tuturor semnelor și proprietăților unui organism format în procesul dezvoltării sale individuale. Cauzat de interacțiunea genotipului (ereditar... ... Dicționar enciclopedic veterinar
Fenotip- (din greaca phaino arat si tast), totalitatea tuturor semnelor si proprietatilor unui organism format in procesul dezvoltarii sale individuale. Se dezvoltă ca urmare a interacțiunii dintre proprietățile ereditare ale genotipului organismului și condițiile de mediu... ... Dicţionar Enciclopedic Ilustrat