Генетика – наука о наследственности. Законы Г.Менделя

ГЕНЕТИКА

Генетика – наука о закономерностях наследственности и изменчивости.

1900 г. – официальный год рождения генетики, т.к. Г. де Фриз, К. Корренс, Э. Чермак «переоткрыли» законы Менделя («Опыты над растительными гибридами», 1865 г.).

Методы генетики

1. Гибридологический (метод Менделя):

– гибридизация – скрещивание особей с альтернативными (взаимоисключающими) признаками;

– анализ проявления у гибридов только исследуемых признаков, без учета остальных;

– строгий количественный учет гибридов, различающихся по исследуемым признакам (высота стебля, окраска семян, форма семян, окраска плодов, форма плодов, окраска цветков, положение цветков).

2. Цитогенетический – изучение хромосомного набора (кариотипа) – количества, формы, размеров хромосом.

3. Генеалогический – метод родословных – изучение наследования признака у человека в ряду поколений.

4. Близнецовый – изучение проявления признаков у однояйцевых близнецов с оценкой роли внешней среды в реализации действия генов.

5. Математический – количественный учет наследования признаков.

6. Биохимический – изучение нарушений обмена веществ, возникающих в результате генных наследственных изменений.

7. Онтогенетический – изучение действия генов в процессе индивидуального развития, выявление присутствия рецессивных генов в гетерозиготном состоянии.

8. Популяционно-статистический – определение частот встречаемости различных генов в популяциях.

Основные генетические понятия

Наследственность, изменчивость, гаметы, соматические клетки, ген, гомологичные хромосомы, аллельные гены, локусы, генотип, фенотип, доминантный ген, рецессивный ген, гомозигота, гетерозигота.

Генетическая символика

Р, ♂, ♀, ×, F₁, F₂.

Моногибридное скрещивание

(× по одной паре признаков)

Г. Мендель проводил реципрокные × (система из 2-х скрещиваний):

прямого	обратного
♀ бел × ♂ кр	♀ кр × ♂ бел

I закон Менделя – закон доминирования, закон единообразия гибридов I поколения:

«При скрещивании двух организмов, относящихся к разным чистым линиям (особи с однородной совокупностью генов, гомозиготные), отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков, все F1 единообразно и несет признак одного из родителей».

II закон Менделя – закон расщепления:

«При скрещивании двух потомков F1 между собой (двух гетерозиготных особей) в F2 наблюдается расщепление по фенотипу 3:1, по генотипу  -  1:2:1».

Для объяснения наблюдаемых закономерностей Г. Мендель выдвинул гипотезу чистоты гамет.

Положения гипотезы чистоты гамет (по Г. Менделю)	Цитологическое обоснование (мейоз и оплодотворение)
1. Признаки контролируются парами факторов.	1. Диплоидные клетки содержат пары гомологичных хромосом.
2. Парные факторы разделяются при образовании гамет.	2. Гомологичные хромосомы расходятся во время мейоза.
3. Каждая гамета получает один из пары факторов.	3. В каждую гамету попадает одна из гомологичных хромосом.
4. Факторы передаются из поколения в поколение как дискретные (неделимые, чистые) единицы.	4. Только ядро мужской гаметы сливается с ядром яйцеклетки.
5. Каждый организм наследует по одному фактору от каждой из родительских особей.	5. При оплодотворении пары гомологичных хромосом восстанавливаются; каждая гамета ♂ или ♀ вносит одну из гомологичных хромосом.

У гибридов гаметы чисты, т.к. содержат по одному гену из каждой пары генов.

При полном доминировании среди особей с доминантными признаками невозможно отличить гетерозиготы от гомозигот (для выведения чистых линий). С этой целью проводят анализирующее скрещивание, при котором исследуемая особь с доминантными признаками скрещивается с анализатором – рецессивной гомозиготой.

Почему у одинаковых по окрасу пар собак разные щенки?
Если потомство от такого скрещивания окажется однородным, значит, особь гомозиготна, ее генотип – АА.	Если в потомстве будет 50% особей с доминантными признаками, а 50% – с рецессивными, значит, особь гетерозиготна, ее генотип – Аа.

Промежуточное наследование

Такое наследование называется промежуточным, т.к. признак носит промежуточный характер, а явление – неполным доминированием, т.к. доминантный ген не полностью подавляет проявление рецессивного гена.

При неполном доминировании в F2 расщепление по фенотипу и генотипу совпадает и составляет 1:2:1.

Дигибридное скрещивание

(× по двум парам признаков)

Решетка Пеннета

III закон Менделя – закон независимого комбинирования признаков (наследования, расщепления):

«При дигибридном скрещивании расщепление по каждому признаку идет независимо от другого признака».

Дигибридное скрещивание есть два независимо идущих моногибридных скрещивания, результаты которых как бы накладываются друг на друга.

В отличие от I и II законов, которые справедливы всегда, III закон справедлив только для тех случаев, когда изучаемые гены расположены в разных парах гомологичных хромосом.

Задание для закрепления изучаемого материала

Какое расщепление по генотипу и фенотипу в F2 следует ожидать при дигибридном скрещивании при неполном доминировании?

I вариант	II вариант
Земляника	Львиный зев
АА – красный плод Аа – розовый плод аа – белый плод ВВ – нормальная чашечка Вв – промежуточная чашечка вв – листовидная чашечка	АА – красный цветок Аа – розовый цветок аа – белый цветок ВВ – широкий лист Вв – средний лист вв – узкий лист

Ответ: расщепление по генотипу составляет 1ААВВ: 2ААВв: 2АаВВ: 4АаВв: 1ААвв: 2Аавв: 1ааВВ: 2ааВв: 1аавв. Образуется 9 фенотипических классов, и расщепление по фенотипу составляет 1:2:2:4:1:2:1:2:1.