Формули для розв’язання задач С6
Основні терміни генетики
Ген - це ділянка молекули ДНК, що несе інформацію про первинну структуру одного білка. Ген - це структурна та функціональна одиниця спадковості.
Алельні гени (алелі) — різні варіанти одного гена, що кодують альтернативний прояв одного й того самого ознаки. Альтернативні ознаки - ознаки, які можуть бути в організмі одночасно.
Гомозиготний організм - організм, що не дає розщеплення за тими чи іншими ознаками. Його аллельні гени однаково впливають на розвиток цієї ознаки.
Гетерозиготний організм - організм, що дає розщеплення за тими чи іншими ознаками. Його аллельні гени по-різному впливають на розвиток цієї ознаки.
Домінантний ген відповідає за розвиток ознаки, що проявляється у гетерозиготного організму.
Рецесивний ген відповідає за ознаку, розвиток якого пригнічується домінантним геном. Рецесивна ознака проявляється у гомозиготного організму, що містить два рецесивні гени.
Генотип - сукупність генів у диплоїдному наборі організму. Сукупність генів у гаплоїдному наборі хромосом називаєтьсягеномом.
Фенотип - сукупність всіх ознак організму.
Закони Г. Менделя
Перший закон Менделя - закон однаковості гібридів
Цей закон виведено на підставі результатів моногібридного схрещування. Для дослідів було взято два сорти гороху, що відрізняються одна від одної однією парою ознак — кольором насіння: один сорт мав жовте забарвлення, другий — зелене. Схрещувальні рослини були гомозиготними.
Для запису результатів схрещування Менделем було запропоновано таку схему:
- жовте забарвлення насіння - зелене забарвлення насіння
Формулювання закону:при схрещуванні організмів, що різняться по одній парі альтернативних ознак, перше покоління однаково по фенотипу та генотипу.
Другий закон Менделя - закон розщеплення
З насіння, отриманого при схрещуванні гомозиготної рослини з жовтим забарвленням насіння з рослиною із зеленим забарвленням насіння, були вирощені рослини, і шляхом самозапилення було отримано.
Формулювання закону:у потомства, отриманого від схрещування гібридів першого покоління, спостерігається розщеплення за фенотипом у співвідношенні, а за генотипом -.
Третій закон Менделя - закон незалежного наслідування
Цей закон було виведено на підставі даних, отриманих під час дигібридного схрещування. Мендель розглядав успадкування двох пар ознак у гороху: забарвлення та форми насіння.
Як батьківські форми Мендель використовував гомозиготні за обома парами ознак рослини: один сорт мав жовте насіння з гладкою шкіркою, інший — зелене та зморшкувате.
- жовте забарвлення насіння, - зелене забарвлення насіння, - гладка форма, - зморшкувата форма.
Потім Мендель із насіння виростив рослини та шляхом самозапилення отримав гібриди другого покоління.
Відбулося розщеплення на фенотипних класах у співвідношенні. всіх насіння мали обидві домінантні ознаки (жовті та гладкі), — перший домінантний та другий рецесивний (жовті та зморшкуваті), — перший рецесивний та другий домінантний (зелені та гладкі), — обидві рецесивні ознаки (зелені та зморшкуваті).
При аналізі успадкування кожної пари ознак виходять такі результати. У частин жовтого насіння та частини зеленого насіння, тобто. співвідношення. Точно таке ж співвідношення буде і за другою парою ознак (формою насіння).
Формулювання закону:присхрещуванні організмів, що відрізняються один від одного двома і більше парами альтернативних ознак, гени та відповідні їм ознаки успадковуються незалежно один від одного і комбінуються у всіляких поєднаннях.
Третій закон Менделя виконується лише тому випадку, якщо гени перебувають у різних парах гомологічних хромосом.
Закон (гіпотеза) «чистоти» гамет
При аналізі ознак гібридів першого та другого поколінь Мендель встановив, що рецесивний ген не зникає і не поєднується з домінантним. Проявляються обидва гени, що можливо тільки в тому випадку, якщо гібриди утворюють два типи гамет: одні несуть домінантний ген, інші - рецесивний. Це явище і отримало назву гіпотези чистоти гамет: кожна гамета несе лише один ген із кожної алельної пари. Гіпотеза чистоти гамет було доведено після вивчення процесів, які у мейозі.
Гіпотеза «чистоти» гамет – це цитологічна основа першого та другого законів Менделя. З її допомогою можна пояснити розщеплення по фенотипу та генотипу.
Аналізуючий схрещування
Цей метод був запропонований Менделем для з'ясування генотипів організмів із домінантною ознакою, що мають однаковий фенотип. Для цього їх схрещували із гомозиготними рецесивними формами.
Якщо в результаті схрещування все покоління виявлялося однаковим і схожим на аналізований організм, то можна було зробити висновок: вихідний організм є гомозиготним за ознакою, що вивчається.
Якщо в результаті схрещування в поколінні спостерігалося розщеплення у співвідношенні, то вихідний організм містить гени в гетерозиготному стані.
Спадкування груп крові (система АВ0)
Спадкування груп крові в цій системі є прикладом множинного алелізму (це існування у виду більше двохалелей одного гена). У людській популяції є три гени, що кодують білки-антигени еритроцитів, які визначають групи крові людей. У генотипі кожної людини міститься лише два гени, що визначають його групу крові: перша група; друга і; третя та четверта .
Наслідування ознак, зчеплених зі статтю
У більшості організмів стать визначається під час запліднення і залежить від набору хромосом. Такий спосіб називають хромосомним визначенням статі. У організмів з таким типом визначення статі є аутосоми та статеві хромосоми - і .
У ссавців (в т.ч. у людини) жіноча стать має набором статевих хромосом, чоловіча стать -. Жіночу стать називають гомогаметним (утворює один тип гамет); а чоловічий - гетерогаметним (утворює два типи гамет). У птахів і метеликів гомогаметною статтю є самці, а гетерогаметною — самки.
У ЄДІ включені завдання лише з ознаки, зчеплені з -хромосомою. В основному вони стосуються двох ознак людини: згортання крові (- норма; - гемофілія), колірний зір (- норма, - дальтонізм). Набагато рідше зустрічаються завдання на спадкування ознак, зчеплених зі статтю, у птахів.
У людини жіноча стать може бути гомозиготною або гетерозиготною по відношенню до цих генів. Розглянемо можливі генетичні набори у жінки з прикладу гемофілії (аналогічна картина спостерігається при дальтонізмі): — здорова; - Здорова, але є носієм; - Хвора. Чоловіча стать за цими генами є гомозиготним, т.к. -хромосома немає алелей цих генів: — здоров; - Хворий. Тому найчастіше на ці захворювання страждають чоловіки, а жінки є їх носіями.
Типові завдання ЄДІ з генетики
Визначення числа типів гамет
Визначення числа типів гамет проводиться заформулою: , де - Число пар генів в гетерозиготному стані. Наприклад, в організму з генотипом генів у гетерозиготному стані немає, тобто. , Отже, , і він утворює один тип гамет . У організму з генотипом одна пара генів у гетерозиготному стані, тобто. , Отже, , і він утворює два типи гамет. У організму з генотипом три пари генів у гетерозиготному стані, тобто. , Отже, , і він утворює вісім типів гамет.
Завдання на моно- та дигібридне схрещування
На моногібридне схрещування
Завдання : Схрестили білих кроликів із чорними кроликами (чорний колір — домінантна ознака). У білих та чорних. Визначте генотипи батьків та потомства.
Рішення : Оскільки в потомстві спостерігається розщеплення за ознакою, що вивчається, отже, батько з домінантною ознакою гетерозиготний.