Ako riešiť problémy v genetike v oblasti biológie?

Štúdium základných zákonov dedičnosti avariabilita organizmov je jedným z najťažších, ale veľmi sľubných úloh, ktorým čelia moderné prírodné vedy. V tomto článku sa budeme zaoberať základnými teoretickými konceptmi a postulátmi vedy a porozumieť tomu, ako riešiť problémy v genetike.

Naliehavosť štúdia zákonov dedičnosti

Dve najdôležitejšie odvetvia modernej vedy -medicína a chov - vyvíjajú sa vďaka výskumu genetických vedcov. Ten istý biologický disciplína, ktorého meno bolo navrhnuté v roku 1906 anglickým vedcom W. Betsonom, nie je toľko teoretické praktické. Každý, kto sa rozhodne vážne pochopiť mechanizmus dedičnosti rôznych vlastností (ako je farba očí, vlasov, krvi), by najprv musel naučiť zákony dedičnosti a odchýlok, ako aj údaj o tom, ako riešiť problémy genetiky človeka. Presne to budeme robiť.

Základné pojmy a pojmy

Každé odvetvie má špecifické, len toinherentné, súbor základných definícií. Pokiaľ hovoríme o vede, ktorá študuje procesy prenosu dedičných vlastností, chápeme tieto termíny od druhej: gén, genotyp, fenotyp, materská vtáky, hybridy, gaméty, a tak ďalej. S každým z nich sa stretávame, keď sme sa naučiť pravidlá, povedzte nám, ako riešiť problémy v oblasti biológie, genetiky. Ale na začiatku budeme študovať hybridnú metódu. Koniec koncov, je to ten, kto je základom genetického výskumu. Bolo navrhnuté českým prírodovedcom G. Mendela v 19. storočí.

Ako sú zdieľané označenia?

Schémy prenosu vlastností organizmu boliobjavil Mendel vďaka experimentom, ktoré uskutočnil so známym rastlinným inokulom. Hybridná metóda je kríženie dvoch jednotiek, ktoré sa navzájom líšia jednou dvojicou charakteristík (monohybridné kríže). Ak experiment zahŕňa organizmy, ktoré majú niekoľko párov alternatívnych (opačných) znakov, potom hovoria o polyhybridnom párení. Vedec navrhol nasledujúcu formu zaznamenávania priebehu hybridizácie dvoch rastlín hrachu, ktoré sa líšia farbou semien. A - žltá farba a - zelená.

V tomto záznamu F1 - hybridy prvej (I) generácie. Všetci sú úplne rovnomerné (rovnaký), pretože obsahujú dominantný gén, ovládajúci farba žltá semená. Horeuvedený záznam zodpovedá prvému Mendelovskému právu (pravidlo uniformity F1 hybridy). Znalosť vysvetľuje študentom, ako riešiť problémy v genetike. Stupeň 9 má biologický program, v ktorom je detailne študovaná hybridná metóda genetického výskumu. Taktiež zvažuje druhé (II) pravidlo Mendela, ktoré sa nazýva zákon rozdelenia. Podľa neho sú hybridy F2, získané krížením dve prvé generácie hybridov medzi sebou, na rozdelenie v pomere 3-1 fenotyp a genotyp 1 a a 2 až 1.

Použitím vyššie uvedených vzorcov pochopíte,ako riešiť problémy v genetike bez chýb, pokiaľ môžu byť použité podmienky ich prvé alebo už známe II Mendelov zákon, vzhľadom k tomu, že dochádza k prekračovaniu keď úplná nadvláda jedného z génov.

Zákon nezávislej kombinácie stavov vlastností

Ak sa rodičia líšia v dvoch párochalternatívne znaky, napríklad sfarbenie semien a ich tvar, v rastlinách, ako je hrachové semeno, potom v priebehu genetického prechodu je potrebné použiť Pinnetovú mriežku.

Absolútne všetky hybridy, ktoré sú prvégenerácia, dodržiavajte Mendelovu jednotnosť. To znamená, že sú žlté, s hladkým povrchom. Pokračujeme v prechode medzi rastlinami z F1 a získavame hybridy druhej generácie. Ak chcete zistiť, ako vyriešiť problémy v genetike, 10. ročník hodín vyučovania biológie používa rekord dihybridných krížov a aplikujte rozdeľovací vzorec na fenotyp 9: 3: 3: 1. Za predpokladu, že gény sú umiestnené v rôznych pároch, môžete použiť tretí postulát Mendelu - zákon nezávislých kombinácií stavov charakteristík.

Ako sú zdedené krvné skupiny?

Mechanizmus prenosu takéhoto znaku ako skupinykrv u ľudí, nezodpovedá zákonom, ktoré sme skôr preskúmali. To znamená, že neposlúchol prvý a druhý zákon Mendela. To je vysvetlené skutočnosťou, že takéto označenie ako krvná skupina je podľa výskumu Landsteiner kontrolované tromi alelami génu I: A, B a 0. Podľa toho budú genotypy:

• Prvá skupina je 00.
• Druhým je AA alebo A0.
• Tretia skupina je BB alebo B0.
• Štvrtý je AB.

Gén 0 je recesívna alela pre gény A a B. A štvrtá skupina je výsledkom kodominácie (vzájomná prítomnosť génov A a B). Toto pravidlo treba vziať do úvahy, aby sme vedeli, ako riešiť genetické úlohy na krvných skupinách. Ale to nie je všetko. Na stanovenie genotypov detí podľa krvných skupín narodených z rodičov s rôznymi skupinami používame nižšie uvedenú tabuľku.

Teória dedičnosti Morgana

Vráťme sa k časti nášho článku "Zákonnezávislá kombinácia stavov atribútov ", v ktorej sme skúmali, ako riešiť problémy v genetike. Dihybridné kríženie, rovnako ako tretí Mendelov zákon, na ktorý sa riadi, je aplikovateľný na alelické gény v homológnych chromozómoch každého páru.

V polovici 20. storočia americký genetický vedec T. Morgan dokázal, že väčšina znakov je riadená génmi, ktoré sú umiestnené na tom istom chromozóme. Majú lineárne usporiadanie a tvoria skupiny spojok. A ich počet sa rovná haploidnej sade chromozómov. V procese meiózy, čo vedie k tvorbe gamét, pohlavné bunky pochádzajú nie jednotlivé gény, myslel Mendel, a celý ich komplexov, tzv Morgan spojkové skupiny.

crossover

Počas prvej fázy (nazývanej aj prvározdelenie meiózy) medzi vnútornými chromatidami homológnych chromozómov, dochádza k výmene miest (lukus). Tento jav dostal názov prekračovania. Podčiarkuje dedičnú variabilitu. Prekračovanie je obzvlášť dôležité pre štúdium častí biológie, ktoré sa zaoberajú štúdiom dedičných ľudských chorôb. Použitím postulátov uvedených v chromozómovej teórii Morganovej dedičnosti definujeme algoritmus, ktorý odpovedá na otázku, ako riešiť problémy v genetike.

Prípady dedičstva spojené s pohlavím súšpeciálny prípad prenosu génov, ktoré sa nachádzajú na tom istom chromozóme. Vzdialenosť, ktorá existuje medzi génmi v skupinách spojok, je vyjadrená ako percento - morganidy. A adhézia medzi týmito génmi je priamo úmerná vzdialenosti. Prekračovanie sa preto často vyskytuje medzi génmi, ktoré sú umiestnené ďaleko od seba. Zoberme do úvahy fenomén združeného dedičstva podrobnejšie. Ale na začiatku budeme spomínať, aké prvky dedičnosti sú zodpovedné za sexuálne atribúty organizmov.

Pohlavné chromozómy

V ľudskom karyotype majú špecifický charakterŠtruktúra: u žien predstavila rovnaké dva X chromozómy, zatiaľ čo muži v sexuálnej pár, okrem X chromozóm, tam je tiež U-verziu, kde nájdete ako vo forme a v súbore génov. To znamená, že nie je homológne s X chromozóm. Tieto dedičné ľudských ochorení, ako je hemofília, a farebná slepota vznikajú v dôsledku "lámanie" jednotlivých génov na X chromozóme. Napríklad nositeľ manželstvo hemofília s zdravého človeka sa môže narodiť v potomstve.

Uvedený priebeh genetického prechodupotvrdzuje fakt adhézie génu, ktorý kontroluje zrážanie krvi, na chromozóm pohlavia X. Táto vedecká informácia sa používa na to, aby študenti poučili o metódach, ktoré určujú, ako riešiť problémy v genetike. 11. ročník má program v biológii, v ktorom sa podrobne uvažujú také časti ako "genetika", "medicína" a "ľudská genetika". Umožňujú študentom študovať dedičné choroby ľudí a poznať dôvody ich výskytu.

Interakcia génov

Prevod dedičných znakov je processkôr zložité. Uvedené schémy sú jasné len vtedy, ak majú študenti základné znalosti. Je to nevyhnutné, pretože poskytuje mechanizmy, ktoré odpovedajú na otázku, ako sa naučiť riešiť problémy v biológii. Genetika skúma formy génovej interakcie. Toto je polymér, epistáza, komplementárnosť. Hovorme o nich podrobnejšie.

Príklad dedičnosti sluchu u osoby jeilustráciu tohto typu interakcie ako komplementárnosti. Slyšenie je riadené dvoma pármi rôznych génov. Prvý je zodpovedný za normálny vývoj kochleia vnútorného ucha a druhý je zodpovedný za fungovanie sluchového nervu. V manželstve nepočujúcich rodičov, z ktorých každý je recesívnym homozygotom pre každý z dvoch párov génov, sa rodia deti s normálnym počutím. Vo svojom genotype existujú obidva dominantné gény, ktoré kontrolujú normálny vývoj sluchu.

pleiotropie

Je to zaujímavý prípad interakcie s génomčo závisí od jedného fenotypu prítomného v genotype, fenotypového prejavu viacerých prvkov naraz. Napríklad v západnom Pakistane boli nájdené ľudské populácie niektorých zástupcov. Nemajú potné žľazy v určitých oblastiach tela. Súbežne s takýmito ľuďmi bola diagnostikovaná absencia niektorých molárov. Nemohli sa vytvoriť v procese ontogenézy.

U zvierat napríklad, ovce karakul,existuje dominantný W gén, ktorý kontroluje farbu srsti a normálny vývoj žalúdka. Zvážte, ako sa dedí gén W, keď sú prekročené dva heterozygotné jedinci. Ukázalo sa, že v ich potomstve ¼ jahniat, ktoré majú genotyp WW, zomrie kvôli anomáliám vo vývoji žalúdka. V tomto prípade je ½ (so sivej srsti) heterozygotné a životaschopné a ¼ sú jedinci s čiernou kožušinou a normálnym vývojom žalúdka (ich genotypom je WW).

Genotyp - celý systém

Viacnásobné pôsobenie génov, polyhybridnéprechod, fenomén súvisiaceho dedičstva slúži ako nesporný dôkaz toho, že agregát génov nášho organizmu je integrálnym systémom, hoci je reprezentovaný individuálnymi génovými alelami. Môžu byť dedičné podľa zákonov Mendelovcov, nezávisle alebo lokálne, prepojené podľa postulátov Morganovej teórie. Vzhľadom na pravidlá zodpovedné za riešenie problémov v genetike sme boli presvedčení, že fenotyp akéhokoľvek organizmu sa vytvára pod vplyvom alelických aj neallických génov, ktoré ovplyvňujú vývoj jednej alebo viacerých charakteristík.