Kako riješiti probleme u genetici na biologiji?

Proučavanje osnovnih zakona nasljeđivanja i varijabilnosti organizama jedna je od najtežih, ali vrlo obećavajućih zadataka s kojima se suočava suvremena prirodna znanost. U ovom ćemo članku razmotriti i osnovne teorijske pojmove i postulate znanosti, a mi ćemo razumjeti kako riješiti probleme u genetici.

Hitnost studiranja zakona nasljeđivanja

Dvije najznačajnije grane moderne znanosti - medicine i uzgoja - razvijaju se zahvaljujući istraživanju genetskih znanstvenika. Istu biološku disciplinu, naziv koji je 1906. predložio engleski znanstvenik U. Betson, nije toliko teorijski i praktičan. Svatko tko odluči ozbiljno shvatiti mehanizam nasljeđivanja različitih osobina (kao što su boja očiju, kose, krvi), prvo će morati naučiti zakone nasljeđivanja i varijacije, kao i shvatiti kako riješiti probleme ljudske genetike. To je upravo ono što ćemo učiniti.

Osnovni pojmovi i pojmovi

Svaka grana ima specifični, samo inherentni skup osnovnih definicija. Ako govorimo o znanosti koja proučava procese prijenosa nasljednih osobina, razumijemo sljedeće uvjete od potonje: gen, genotip, fenotip, roditelj ptice, hibride, gamete, i tako dalje. Svatko ćemo ih upoznati kada proučavamo pravila koja objašnjavaju kako riješiti probleme u biologiji u genetici. Ali u početku ćemo proučiti hibridološku metodu. Uostalom, on je onaj koji podliježe genetskim istraživanjima. Predložio ga je češki prirodarist G. Mendel u 19. stoljeću.

Kako su naslijedili znakovi?

Modeli prijenosa svojstava organizma otkrili su Mendel, zahvaljujući eksperimentima koje je proveo s poznatim biljnim inoculumom. Hibridna metoda je prijelaz dviju jedinica, koje se međusobno razlikuju po jednom svojstvu (mono-hibridni križevi). Ako eksperiment uključuje organizme koji imaju nekoliko parova alternativnih (suprotnih) svojstava, onda govore o polihidernom parenju. Znanstvenik je predložio sljedeći oblik bilježenja tijeka hibridizacije dviju biljaka graška koje se razlikuju po boji sjemena. A - žuta boja, i - zelena.

U ovom rekordu F1 - hibridi prve generacije (I). Svi su apsolutno jednolični (identični), jer oni sadrže dominantni gen A, kontrolirajući žutu boju sjemena. Gornji unos odgovara prvom Mendelov zakon (Pravilo ujednačenosti hibrida F1). Znanje o tome objašnjava studentima kako riješiti probleme u genetici. Grade 9 ima biološki program u kojem se detaljno proučava hibridološka metoda genetskog istraživanja. Ona također razmatra drugu (i) vladavinu Mendela, nazvanu zakonom razdvajanja. Prema tome, hibridi F2, dobivenog križanjem dva prva generacija hibride međusobno, za cijepanje u omjeru 3 do 1 i genotipa fenotipa 1 a i 2 do 1.

Koristeći gore navedene formule, razumjet ćete kako riješiti probleme u genetici bez pogrešaka, ako pod njihovim uvjetima možete primijeniti prvi ili već poznati Mendelov zakon, s obzirom da se križanje događa na punu dominaciju jedan od gena.

Zakon neovisne kombinacije stanja značajki

Ako se roditelji razlikuju u dva para alternativnih karakteristika, na primjer bojanje sjemena i njihov oblik, u biljkama kao što su grašak sjetva, Tada je tijekom genetskog prijelaza nužno koristiti Pinnet rešetku.

Apsolutno svi hibridi, koji su prva generacija poštivati ​​pravilo uniformnosti Mendela. To jest, oni su žuti, s glatkom površinom. Nastavljajući prijeći biljke iz F1, dobivamo hibride druge generacije. Da biste saznali kako riješiti probleme na genetiku, 10. stupanj u biologiji klasi koristi za snimanje dva hibridna parenje, primjenjujući formulu cijepanjem fenotipski 9: 3: 3: 1. Pod uvjetom da se geni nalaze u različitim parovima, možete koristiti treći postulat Mendela - zakon nezavisnih kombinacija stanja obilježja.

Kako su naslijedili krvne grupe?

Mehanizam prijenosa takve osobine kao krvne grupe u nekoj osobi ne odgovara zakonima koje smo ranije pregledali. To jest, on ne poštuje prvi i drugi zakon Mendela. To je zato što takva osobina kao krv, prema istraživanjima Landsteiner, kontroliraju tri alela ja: A, B i 0 Prema tome genotipovi su kako slijedi:

• Prva grupa je 00.
• Drugi je AA ili A0.
• Treća skupina je BB ili B0.
• Četvrti je AB.

Gene 0 je recesivni alel gena A i B. Četvrta grupa rezultat je kodominacije (uzajamna prisutnost gena A i B). To je ovo pravilo koje se mora uzeti u obzir kako bi se znalo kako riješiti genetske zadatke na skupinama krvi. Ali to nije sve. Da bismo utvrdili genotipove djece po krvnoj skupini, rođenih od roditelja s različitim skupinama, koristimo donju tablicu.

Teorija Morganove nasljednosti

Vratimo se na dio našeg članka "Zakon nezavisne kombinacije stanja znakova" u kojem smo ispitali kako riješiti probleme u genetici. Dihybrid cross, kao i treći zakon Mendela, kojem se poštuje, primjenjuje se na alelne gene koji su u homolognim kromosomima svakog para.

Sredinom 20. stoljeća, američki genetski znanstvenik T. Morgan dokazao je da se većinu značajki kontroliraju geni koji se nalaze na istom kromosomu. Oni imaju linearni raspored i oblikuju skupine kvačila. I njihov broj je jednak haploidnom skupu kromosoma. U procesu mejoze, što je dovelo do stvaranja spolnih stanica, spolnih stanica ne dolaze pojedinih gena, pomislio je Mendel, a cijeli njihovih kompleksa, zove Morgan spojka skupine.

crossover

Tijekom profaze I (također se nazivaju prva podjela meioze) između unutarnjih kromatida homolognih kromosoma, postoji razmjena mjesta (lucus). Taj fenomen dobio je naziv prelaska. Temeljna je nasljedna varijabilnost. Prekretanje je osobito važno za proučavanje dijelova biologije koji se bave proučavanjem nasljednih ljudskih bolesti. Primjenom postulata navedenih u teoriji kromosoma Morganove nasljednosti, definirat ćemo algoritam koji odgovara na pitanje kako riješiti probleme u genetici.

Spolovi povezani slučajevi nasljeđivanja posebni su slučaj prijenosa gena koji se nalaze na istom kromosomu. Udaljenost koja postoji između gena u skupinama kvačila izražava se kao postotak - morganidi. A adhezija između tih gena izravno je proporcionalna udaljenosti. Stoga se prelazak često događa između gena koji se nalaze daleko od drugih. Detaljnije razmotrite fenomen vezanog nasljedstva. No, na početku ćemo se sjetiti, koji su elementi nasljeđa odgovorni za seksualne atribute organizama.

Seks kromosomi

U ljudskom kariotipa imaju određenu strukturu: u žene predstavila ista dva X kromosoma, dok muškarci u seksualnom par, osim X kromosoma, tu je i U-verzija, s kako u obliku i na skupu gena. To znači da nije homologan za X kromosom. Takve nasljedne ljudske bolesti kao što su hemofilija i sljepoća boje, proizlaze iz "lomljenja" pojedinih gena u X kromosomu. Na primjer, iz braka nositelja hemofilije sa zdravim muškarcem, taj se potomci mogu roditi.

Gore navedeni tijek genetskog prijelaza potvrđuje činjenicu da gen koji kontrolira zgrušavanje krvi pridržava seksualni X kromosom. Ova znanstvena informacija koristi se za podučavanje studenata o metodama koje određuju kako riješiti probleme u genetici. U 11. razredu postoji program u biologiji, u kojem se detaljno razmatraju sekcije poput "genetike", "medicine" i "ljudske genetike". Oni omogućuju studentima da proučavaju nasljedne ljudske bolesti i da upoznaju razloge njihove pojave.

Interakcija gena

Prijenos nasljednih osobina je složen proces. Gore navedene sheme postaju jasne samo ako učenici imaju osnovni minimum znanja. Potrebno je jer pruža mehanizme koji odgovaraju na pitanje kako naučiti rješavati probleme u biologiji. Genetika proučava oblike interakcije gena. Ovo je polimer, epistasis, komplementarnost. Razgovarajmo o njima detaljnije.

Primjer nasljeđivanja sluha u nekoj osobi je ilustracija ove vrste interakcije, kao što je komplementarnost. Slušanje je pod kontrolom dva para različitih gena. Prvi je odgovoran za normalan razvoj čeljusti unutarnjeg uha, a drugi je odgovoran za funkcioniranje slušnog živca. U braku gluhih roditelja, od kojih je svaki recesivan homozigot za svaki od dva para gena, rođeni su djeca s normalnim sluhom. U svom genotipu postoje i dominantni geni koji kontroliraju normalni razvoj slušnih pomagala.

pleiotropy

Ovo je zanimljiv slučaj interakcije gena, u kojem fenotipska manifestacija nekoliko značajki ovisi o jednom genu prisutnom u genotipu. Na primjer, u zapadnom Pakistanu pronađene su ljudske populacije nekih predstavnika. Nemaju znojnih žlijezda u određenim dijelovima tijela. Istodobno je takvim ljudima dijagnosticiran nedostatak nekih molara. Nisu se mogli formirati u procesu ontogeneze.

Kod životinja, na primjer, karakulske ovce, postoji dominantni W gen, koji kontrolira i boju krzna i normalan razvoj želuca. Razmotrite kako se W gen nasljeđuje kad se prekriju dva heterozigotna pojedinca. Ispada da su u svojim potomcima frac14-janjadi, koji imaju genotip WW, umiru zbog abnormalnosti u razvoju želuca. U ovom slučaju, frac12- (sive krzno) su heterozigotni i održivi, ​​i frac14- su pojedinci s crnom krznom i normalni razvoj želuca (njihov genotip je WW).

Genotip - cijeli sustav

Višestruki učinci gena poligibridnoe prijelaz, fenomen povezan naslijeđe poslužiti kao uvjerljiv dokaz o tome da je skup gena u našem tijelu je kompletan sustav, iako je zastupljen pojedini aleli gena. Oni mogu biti naslijeđena zakonima Mendela, da li ili lokusa povezan poštivanje načela teorije Morgan. S obzirom na pravila odgovorne za način rješavanja problema u genetici, otkrili smo da je fenotip bilo kojeg organizma pod utjecajem oba alela, i nonalelijski geni, koji utječu na razvoj jednog ili više simptoma.