Hur löser man problem i genetik på biologi?

Studien av grundläggande lagar av ärftlighet ochorganismernas variabilitet är en av de svåraste men mycket lovande uppgifterna för modern naturvetenskap. I denna artikel kommer vi att överväga både de grundläggande teoretiska begreppen och vetenskapens postulat, och vi kommer att förstå hur man löser problem i genetiken.

Hastigheten att studera ärftlighetens lagar

Två av de viktigaste grenarna i modern vetenskap -medicin och avel - utvecklas tack vare genetiska forskares forskning. Samma biologiska disciplin, vars namn föreslogs 1906 av den engelska forskaren W. Betsonom, är inte så mycket teoretisk som praktisk. Alla som bestämmer sig för att på allvar förstå mekanismen för arv av olika egenskaper (såsom ögonfärg, hår, blod), måste först lära sig lagar ärftlighet och variation, samt räkna ut hur man ska lösa problemen med humangenetik. Det är precis vad vi ska göra.

Grundläggande begrepp och termer

Varje bransch har en specifik, bara deninneboende, en uppsättning grundläggande definitioner. Om vi ​​talar om den vetenskap som studerar processerna för överföring av ärftliga egenskaper, förstår vi följande termer av den senare: genen, genotyp, fenotyp, moder fåglar, hybrider, könsceller, och så vidare. Vi möter var och en när vi studerar reglerna som förklarar hur man löser biologiska problem i genetiken. Men i början studerar vi den hybridologiska metoden. Det är trots allt han som grundar sig på genetisk forskning. Det föreslogs av den tjeckiska naturalisten G. Mendel på 1800-talet.

Hur är tecknen arv?

Överföringsmönstren för organismens egenskaper varupptäckt av Mendel tack vare de experiment som han utförde med den välkända växt-ägginoculum. Hybridmetoden är en korsning av två enheter, som skiljer sig från varandra med ett par egenskaper (monohybridkors). Om experimentet involverar organismer som har flera par alternativa (motsatta) egenskaper, talar de om polyhybrid parning. Forskaren föreslog följande form av registrering av hybridiseringen av två ärtplantor som skiljer sig från fröens färg. A - gul färg, och - grön.

I denna post F1 - hybrider av den första (I) generationen. De är alla helt enhetliga (identiska), eftersom de innehåller en dominerande gen A, som kontrollerar fröens gula färg. Ovanstående post motsvarar den första Mendelian lagen (F1 hybrider enhetlighet regel). Kunskap om det förklarar eleverna hur man löser problem i genetiken. Grad 9 har ett biologiprogram där den hybridologiska metoden för genetisk forskning studeras i detalj. Den anser också den andra (ІІ) regeln av Mendel, kallad splittringslagen. Enligt honom uppvisar F2-hybriderna erhållna från hybridiseringen av de två hybriderna från den första generationen med varandra en splittring i förhållandet mellan fenotyp 3 och 1 och i genotyp 1 till 2 och till 1.

Med hjälp av ovanstående formler kommer du att förstå,hur man löser problem på genetik utan fel, om det under deras förhållanden är möjligt att tillämpa den första eller redan kända II Mendelianska lagen, med tanke på att korsningen sker med fullständig dominans hos en av generna.

Lagen om oberoende kombination av tillståndsfunktioner

Om föräldrarna skiljer sig åt i två paralternativa tecken, till exempel färgning av frön och deras form, i växter som ärtfrö, då är det i samband med genetisk korsning nödvändigt att använda Pinnet gitteret.

Absolut alla hybrider som är de förstageneration, lyda den Mendeliska enhetlighet regeln. Det vill säga de är gula, med en slät yta. Fortsätter att korsa växterna från F1, vi får hybrider av andra generationen. För att ta reda på hur man löser problem inom genetiken använder 10: e klassen i biologiska lektioner en rekord av dihybridkors, genom att använda splittningsformeln till fenotyp 9: 3: 3: 1. Under förutsättning att generna ligger i olika par, kan du använda Mendels tredje postulat - lagen om oberoende kombinationer av egenskaper.

Hur är blodgrupper ärvda?

Mekanismen för överföring av en sådan egenskap som en gruppblod hos människor, motsvarar inte de lagar som vi granskade tidigare. Det innebär att han inte lyder Mendelens första och andra lagar. Detta beror på att en sådan funktion som blod, enligt studier Landsteiner, styrs av tre alleler I: A, B och 0. Följaktligen genotyper är som följer:

• Den första gruppen är 00.
• Den andra är AA eller A0.
• Den tredje gruppen är BB eller B0.
• Den fjärde är AB.

Gen 0 är en recessiv allel till gener A och B. Och den fjärde gruppen är resultatet av kodning (den gemensamma förekomsten av gener A och B). Det är denna regel som måste beaktas för att kunna veta hur man löser genetikuppgifter på blodgrupper. Men det är inte allt. För att fastställa genotyper för barn av blodgrupp, födda från föräldrar med olika grupper, använder vi tabellen nedan.

Teorin om Morgans ärftlighet

Låt oss återvända till avsnittet av vår artikel "Lawoberoende kombination av tillståndstillstånd ", där vi undersökte hur man löser problem i genetiken. Dihybridinterbreeding, som den tredje Mendeliska lagen som den lyder på, är tillämplig på allelgener i de homologa kromosomerna i varje par.

I mitten av 20-talet, den amerikanska genetiska forskaren T. Morgan visade att de flesta tecknen styrs av gener som ligger på samma kromosom. De har ett linjärt arrangemang och bildar kopplingsgrupper. Och deras antal är lika med den haploida uppsättningen kromosomer. Under processen med meios, som leder till bildandet av gameter, faller inte de enskilda generna, som Mendel trodde, i könscellerna, men hela deras komplex, kallade Morgan-grupperna.

crossover

Under profasen I (den kallas också den förstauppdelning av meios) mellan interna kromatider av homologa kromosomer, utbyte av ställen (lukus) äger rum. Detta fenomen har fått namnet crossing-over. Det ligger till grund för ärftlig variation. Korsning är särskilt viktigt för att studera de delar av biologi som handlar om studier av ärftliga mänskliga sjukdomar. Genom att tillämpa de postulater som anges i kromosomteori om Morgans ärftlighet, kommer vi att definiera en algoritm som svarar på hur man löser problem i genetiken.

Könsrelaterade arvsfall ärett speciellt fall av överföringsgener som ligger på samma kromosom. Avståndet som finns mellan generna i kopplingsgrupperna uttrycks som procentandel - morganider. Och vidhäftningen mellan dessa gener är direkt proportionell mot avståndet. Därför sker korsning ofta mellan gener som ligger långt ifrån varandra. Betrakta fenomenet sammansatt arv mer detaljerat. Men i början kommer vi att minnas, vilka delar av en ärftlighet som är ansvariga för sexuella attribut av organismer.

Sexkromosomer

I den mänskliga karyotypen har de en specifikstruktur: hos kvinnliga individer representeras två identiska X-kromosomer, och hos män i sexparet, förutom X-kromosomen, finns också Y-varianten, som skiljer sig i form och i uppsättningen gener. Detta betyder att det inte är homologt med X-kromosomen. Sådana ärftliga mänskliga sjukdomar som hemofili och färgblindhet härrör från "brott" hos enskilda gener i X-kromosomen. Till exempel, från äktenskapet till en bärare av hemofili med en frisk man, kan denna avkomma födas.

Ovan nämnda kurs av genetisk korsningbekräftar faktumet av vidhäftningen av genen som styr blodets koagulering till kön X-kromosomen. Denna vetenskapliga information används för att lära eleverna metoder som bestämmer hur man löser problem i genetiken. Den 11: e klassen har ett program i biologi, där sådana avsnitt som "genetik", "medicin" och "mänsklig genetik" behandlas i detalj. De låter eleverna studera ärftliga mänskliga sjukdomar och veta orsakerna till deras förekomst.

Interaktion av gener

Överföring av ärftliga egenskaper är en processganska komplicerat. Ovanstående ordningar blir tydliga endast om eleverna har grundläggande kunskaper. Det är nödvändigt, eftersom det ger mekanismer som svarar på frågan om hur man lär sig att lösa problem i biologi. Genetik studerar formerna av geninteraktion. Detta är polymeren, epistasen, komplementariteten. Låt oss prata mer om dem.

Exempel på hörselärvning hos en person ären illustration av denna typ av interaktion, som komplementaritet. Hörsel kontrolleras av två par olika gener. Den första är ansvarig för den normala utvecklingen av det inre örons cochlea, och den andra är ansvarig för hur hörselnerven fungerar. Vid döva föräldrars äktenskap, varav en är en recessiv homozygot för var och en av de två par generna, föds barn med normal hörsel. I deras genotyp finns det både dominerande gener som styr den normala utvecklingen av hörapparaten.

pleiotropy

Detta är ett intressant fall av geninteraktion medsom beror på en fenotyp som finns i genotypen, den fenotypiska manifestationen av flera egenskaper samtidigt. Till exempel i västra Pakistan har man funnit mänskliga populationer av vissa representanter. De har inga svettkörtlar i vissa delar av kroppen. Samtidigt diagnostiserades sådana personer med avsaknaden av vissa molarer. De kunde inte bildas i processen med ontogenes.

Hos djur, till exempel karakul får,presentera dominant gen W, som styr hur päls färgning och normal utveckling av magen. Fundera på hur W genen ärvs i korsningar av två heterozygota individer. Det visar sig att deras avkomma ¼ lamm med genotyp WW, dör på grund av avvikelser i utvecklingen av magen. Samtidigt ½ (med grå päls) heterozygot och livskraftig, och ¼ - är individer med svart päls och normal utveckling i magen (deras genotyp WW).

Genotyp - hela systemet

Multipelverkan av gener, polyhybridkorsning, fenomenet kopplat arv tjänar som ett obestridligt bevis på det faktum att aggregatet av gener av vår organism är ett integrerat system, även om det representeras av individuella gen alleler. De kan ärftas enligt Mendelas lagar, självständigt eller lokalt, kopplade enligt posterna i Morgans teori. Med tanke på de regler som är ansvariga för hur man löser problem i genetiken var vi övertygade om att fenotypen av någon organism bildas under inverkan av både alleliska och icke-alleliska gener som påverkar utvecklingen av en eller flera egenskaper.