Изучение основных законов наследственности и изменчивости организмов является одной из наиболее сложных, но очень перспективных задач, стоящих перед современным естествознанием. В данной статье мы рассмотрим как основные теоретические понятия и постулаты науки, так и разберемся с тем, как решать задачи по генетике.

Актуальность изучения закономерностей наследственности

Две важнейшие отрасли современной науки - медицина и селекция - развиваются благодаря исследованиям ученых-генетиков. Сама же биологическая дисциплина, название которой было предложено в 1906 году английским ученым У. Бетсоном, является не столько теоретической, сколько практической. Всем, кто решит серьезно разобраться в механизме наследования различных признаков (например, таких как цвет глаз, волос, группа крови), придется сначала изучить законы наследственности и изменчивости, а также выяснить, как решать задачи по генетике человека. Именно этим вопросом мы и займемся.

Основные понятия и термины

Каждая отрасль имеет специфический, только ей присущий, набор основных определений. Если речь зашла о науке, изучающей процессы передачи наследственных признаков, под последними будем понимать следующие термины: ген, генотип, фенотип, родительские особи, гибриды, гаметы и так далее. С каждым из них мы встретимся, когда будем изучать правила, объясняющие нам, как решать задачи по биологии на генетику. Но в начале мы изучим гибридологический метод. Ведь именно он лежит в основе генетических исследований. Он был предложен чешским естествоиспытателем Г. Менделем в 19 веке.

Как наследуются признаки?

Закономерности передачи свойств организма были открыты Менделем благодаря опытам, которые он проводил с широко известным растением - Гибридологический метод представляет собой скрещивание двух единиц, которые отличаются друг от друга одной парой признаков (моногибридное скрещивание). Если в опыте участвуют организмы, которые имеют несколько пар альтернативных (противоположных) признаков, тогда говорят о полигибридном скрещивании. Ученый предложил следующую форму записи хода гибридизации двух растений гороха, которые отличаются окраской семян. А - желтая краска, а - зеленая.

В этой записи F1 - гибриды первого (I) поколения. Они все абсолютно единообразны (одинаковы), так как содержат А, контролирующий желтую окраску семян. Вышеприведенная запись соответствует первому (Правило единообразия гибридов F1). Знание его объясняет учащимся, как решать задачи по генетике. 9 класс имеет программу по биологии, в которой детально изучается гибридологический метод генетических исследований. В ней также рассматривается и второе (ІІ) правило Менделя, называемое законом расщепления. Согласно ему, у гибридов F2, полученных от скрещивания двух гибридов первого поколения друг с другом, наблюдается расщепление в соотношении по фенотипу 3 к 1, а по генотипу 1 к 2 и к 1.

Используя вышеприведенные формулы, вы поймете, как решать задачи по генетике без ошибок, если в их условиях можно применить первый или уже известный II закон Менделя, учитывая, что скрещивание происходит при одного из генов.

Закон независимого комбинирования состояний признаков

Если родительские особи различаются двумя парами альтернативных признаков, например, окраской семян и их формой, у таких растений, как горох посевной, тогда в ходе генетического скрещивания нужно использовать решетку Пиннета.

Абсолютно все гибриды, которые являются первым поколением, подчиняются правилу единообразия Менделя. То есть они желтые, с гладкой поверхностью. Продолжая скрещивать между собой растения из F1, мы получим гибриды второго поколения. Чтобы выяснить, как решать задачи по генетике, 10 класс на уроках биологии использует запись дигибридного скрещивания, применяя формулу расщепления по фенотипу 9:3:3:1. При условии, что гены расположены в различных парах, можно использовать третий постулат Менделя - закон независимых комбинирований состояний признаков.

Как наследуются группы крови?

Механизм передачи такого признака, как группа крови у человека, не соответствует закономерностям, рассмотренным нами ранее. То есть он не подчиняется первому и второму закону Менделя. Это объясняется тем, что такой признак, как группа крови, согласно исследованиям Ландштейнера, контролируется тремя аллелями гена I: А, В и 0. Соответственно генотипы будут такими:

• Первая группа - 00.
• Вторая - АА или А0.
• Третья группа - ВВ или В0.
• Четвертая - АВ.

Ген 0 является рецессивной аллелью к генам А и В. А четвертая группа является результатом кодоминирования (взаимного присутствия генов А и В). Именно это правило нужно обязательно учитывать, чтобы знать, как решать задачи по генетике на группы крови. Но это еще не все. Для установления генотипов детей по группе крови, родившихся от родителей с различными ее группами, воспользуемся таблицей, расположенной ниже.

Теория наследственности Моргана

Возвратимся к разделу нашей статьи «Закон независимого комбинирования состояний признаков», в котором мы рассмотрели, как решать задачи по генетике. как и сам ІІІ закон Менделя, которому оно подчиняется, применимо для аллельных генов, находящихся в гомологичных хромосомах каждой пары.

В середине 20 века американский ученый-генетик Т. Морган доказал, что большинство признаков контролируется генами, которые расположены в одной и той же хромосоме. Они имеют линейное расположение и образуют группы сцепления. И их количество равно именно гаплоидному набору хромосом. В процессе мейоза, приводящего к образованию гамет, в половые клетки попадают не отдельные гены, как считал Мендель, а целые их комплексы, названные Морганом группами сцепления.

Кроссинговер

Во время профазы I (ее еще называют первым делением мейоза) между внутренними хроматидами гомологичных хромосом происходит обмен участками (лукусами). Это явление получило название кроссинговера. Оно лежит в основе наследственной изменчивости. Кроссинговер особенно важен для изучения разделов биологии, занимающихся изучением наследственных заболеваний человека. Применяя постулаты, изложенные в хромосомной теории наследственности Моргана, мы определим алгоритм, отвечающий на вопрос, как решать задачи по генетике.

Сцепленные с полом случаи наследования являются частным случаем передачи генов, которые расположены в одной и той же хромосоме. Расстояние, которое существует между генами в группах сцепления, выражается в процентах - морганидах. А сила сцепления между данными генами прямо пропорциональна расстоянию. Поэтому кроссинговер чаще всего возникает между генами, которые располагаются далеко друг от друга. Рассмотрим явление сцепленного наследования более подробно. Но в начале вспомним, какие элементы наследственности отвечают за половые признаки организмов.

Половые хромосомы

В кариотипе человека они имеют специфическое строение: у женских особей представлены двумя одинаковыми Х-хромосомами, а у мужчин в половой паре, кроме Х-хромосомы, есть еще и У-вариант, отличающийся как по форме, так и по набору генов. Это значит, что он не гомологичен Х-хромосоме. Такие наследственные болезни человека, как гемофилия и дальтонизм, возникают вследствие «поломки» отдельных генов в Х-хромосоме. Например, от брака носительницы гемофилии со здоровым мужчиной возможно рождение такого потомства.

Выше приведенный ход генетического скрещивания подтверждает факт сцепления гена, контролирующего свертываемость крови, с половой Х-хромосомой. Данная научная информация используется для обучения учащихся приемам, определяющим, как решать задачи по генетике. 11 класс имеет программу по биологии, в которой детально рассматриваются такие разделы, как «генетика», «медицина» и «генетика человека». Они позволяют учащимся изучить наследственные болезни человека и знать причины, по которым они возникают.

Взаимодействие генов

Передача наследственных признаков - процесс достаточно сложный. Приведенные ранее схемы становятся понятными только при наличии у учащихся базового минимума знаний. Он необходим, так как обеспечивает механизмы, дающие ответ на вопрос о том, как научиться решать задачи по биологии. Генетика изучает формы взаимодействие генов. Это полимерия, эпистаз, комплементарность. Поговорим о них подробней.

Пример наследования слуха у человека является иллюстрацией такого типа взаимодействия, как комплементарность. Слух контролируется двумя парами различных генов. Первая отвечает за нормальное развитие улитки внутреннего уха, а вторая - за функционирование слухового нерва. В браке глухих родителей, каждый из которых является рецессивной гомозиготой по каждой одной из двух пар генов, рождаются дети с нормальным слухом. В их генотипе присутствуют оба доминантных гена, контролирующих нормальное развитие слухового аппарата.

Плейотропия

Это интересный случай взаимодействия генов, при котором от одного гена, присутствующего в генотипе, зависит фенотипическое проявление сразу нескольких признаков. Например, на западе Пакистана обнаружены человеческие популяции некоторых представителей. У них отсутствуют потовые железы на определенных участках тела. Одновременно у таких людей диагностировали отсутствие некоторых коренных зубов. Они не смогли сформироваться в процессе онтогенеза.

У животных, например, каракульских овец, присутствует доминантный ген W, который контролирует как окраску меха, так и нормальное развитие желудка. Рассмотрим, как наследуется ген W при скрещивании двух гетерозиготных особей. Оказывается, что в их потомстве ¼ ягнят, имеющих генотип WW, погибает из-за аномалий в развитии желудка. При этом ½ (имеющие серый мех) гетерозиготные и жизнеспособные, а ¼ - это особи с черным мехом и нормальным развитием желудка (их генотип WW).

Генотип - целостная система

Множественное действие генов, полигибридное скрещивание, явление сцепленного наследования служат неоспоримым доказательством того факта, что совокупность генов нашего организма является целостной системой, хотя и представлена индивидуальными аллелями генов. Они могут наследоваться по законам Менделя, независимо или локусами, сцеплено подчиняясь постулатам теории Моргана. Рассматривая правила, отвечающие за то, как решать задачи по генетике, мы убедились, что фенотип любого организма формируется под воздействием как аллельных, так и влияющих на развитие одного или нескольких признаков.

«СКАЗОЧНЫЕ» ЗАДАЧИ ПО ГЕНЕТИКЕ

Хоть задачи и сказочные, все в них подчиняется известным генетическим законам. Решать такие задачи интереснее, чем обычные о горохе и петушином гребне.

Монодигибридное скрещивание

1. На астероиде 2244-Р живут цветохвосты. Окраска у них бывает желтая, зеленая и зеленая в желтый горошек. При скрещивании самца зеленого цвета с самкой желтого цвета вывелись детеныши зеленые, желтые и зеленые в желтый горошек. Как наследуется окраска у цветохвостов, если зеленый цвет доминантный? Каковы генотипы родителей и детенышей?

2. Жар-птица имеет ярко-желтое оперение, Синяя птица – синее. При скрещивании Жар-птицы с Синей птицей вылупились птенцы синего цвета. Каковы генотипы родителей и потомства? Какой признак доминантный?

3. При скрещивании Аленьких цветочков с красными и розовыми лепестками (встречаются и такие) было получено потомство с красными и белыми цветками. Объясните полученные результаты.

4. У Колобков ген лысости доминирует над геном волосатости. Волосатая колобиха, имеющая лысого брата и лысого отца, выкатилась замуж за лысого колобка. У них родилась лысая колобочка. Колобочка выкатилась за волосатого колобка. Какова вероятность, что у них родится лысый колобок; волосатый колобок?

5. У Белоснежки вторая группа крови (А), а у принца – третья (В). Какова вероятность рождения наследника с первой группой крови (0), в каком случае это возможно?

6. Конек-Горбунок родился у кобылицы нормального роста. Каковы генотипы родителей, если нормальный рост – признак доминантный и у Конька-Горбунка два брата тоже были нормального роста?

7. В сказке «Джек и бобовое зернышко» Джек посадил боб, из которого выросло растение высотой до неба. Оказалось, что семя боба получилось при скрещивании растений нормального роста. Таких гигантских семян была только часть от всех полученных. Каковы генотипы родительских форм растений?

8. Ген, определяющий лень, доминирует над работоспособностью. Есть подозрение, что Емеля из сказки «По щучьему велению» гетерозиготен. Каков процент этой вероятности, если известно, что мать Емели была работящей, а отец – очень ленивый?

9. На планете Вестер жители очень похожи на людей, но отличатся только тем, что имеют сиреневые глаза и шесть пальцев на руках. Женщина с сиреневыми глазами и шестью пальцами вышла замуж за землянина с голубыми глазами и пятью пальцами. У них родилась дочь с сиреневыми глазами и пятью пальцами. Какова вероятность, что другой ребенок тоже будет такой же? Каковы генотипы родителей и детей?

10. У единорогов с планеты Крина белый цвет зависит от доминантного гена В, а желтый – от его рецессивной аллели b. Бег рысью зависит от доминантного гена Р, а ходьба шагом – от рецессивного р. Каким будет фенотип первого поколения при скрещивании гомозиготного белого единорога-иноходца с гомозиготным желтым рысаком? Какое потомство и в каких соотношениях будет получено при скрещивании двух особей первого поколения?

11. Жители планеты Блук имеют большие уши, поэтому их называют Ушанами. Ушанка с тремя ушами выходит замуж за Ушана с тремя ушами, один из родителей которого имел два уха. От этого брака родился один ребенок с двумя ушами. Составьте родословную семьи. Определите генотипы.

12. У Черномора маленький рост, его брат был великаном, а родители и сестра были нормального человеческого роста. Каковы генотипы всех представителей семьи, если высокий рост – признак доминантный?

13. Малышу из сказки «Малыш и Карлсон» на день рождения подарили белого щенка с длинной шерстью. Родители щенка были оба черные с короткой шерстью. У них родилось два щенка: черный с короткой шерстью и белый с длинной шерстью. Объясните, какие признаки являются рецессивными, какие доминантными. Как это можно проверить? Каковы генотипы всех членов этой семьи?

14. В деревне умер мельник.

Похоронив отца,

Наследство поделили

Три брата-молодца.

Взял старший братец мельницу,

Второй прибрал осла,

А кот достался младшему,

Кота взял младший брат.

По закону ли поделили наследство братья, ведь многие соседи считали, что не все братья были родными сыновьями мельника? Можно ли на основании групп крови считать братьев сыновьями мельника? Группы крови таковы: мельник – 0А, мать – АВ, первый сын – 00, второй сын – АА, третий сын – 0В.

15. У Мальчика-с-пальчик группа крови АВ, его матушка имеет группу крови 0А. Какую группу крови может иметь отец?

Наследование признаков, сцепленных с полом

1. У птиц женский пол гетерогаметный. У Курочки Рябы сцепленный с полом ген D определяет черную окраску, а ген d – рябую. Скрестили черную курочку с рябым петухом. Каковы генотипы родителей и птенцов? Какова окраска этих птенцов? Сколько из них будет рябых курочек?

2. У Чебурашки большие уши определяются рецессивными генами, локализованными в

Х-хромосоме. Чебурашка с большими ушами выходит замуж за Чебураха с маленькими уша-

ми. Какова вероятность появления в семье Чебурашек и Чебурахов с большими ушами?

3. В одном из рассказов Кира Булычева говорится о пирате Крысе. Этот пират мог превращаться в разных людей. Его папа тоже мог, а мама не умела. Выяснилось, что в роду все мужчины умели это делать, так как ген превращения сцеплен с полом. Объясните, почему только мужчины в семье имели способность к превращению.

4. Карлсон очень любит сладкое. Ген, определяющий этот признак, рецессивный и находится в Х-хромосоме. Бабушка Карлсона тоже сладкоежка, а мама нет. Запишите генотипы семьи. Если бы у Карлсона были братья и сестры, какова вероятность, что они были бы сладкоежками? Решите два варианта задачи: папа любит сладкое и не любит.

5. Иванушка поймал Жар-птицу, когда насыпал в корыто зерна с вином. Одна из птиц попалась. Оказывается, ген любви к вину рецессивен и находится в Х-хромосоме. Определите генотип и пол Жар-птицы, если женский пол у нее, как и всех птиц, гетерогаметный.

6. Соловей-разбойник и его отец имеют очень мощный голос. У матери – голос нормальной силы. Правильно ли будет сказать, что в этой семье сын унаследовал голос от отца, если ген соловьиного свиста находится в Х-хромосоме?

7. Ген золотоносности яиц находится в Х-хромосоме. Курочка Ряба может нести золотые и простые яйца. Причем золотые яйца получаются только в случае, если обе Х-хромосомы несут этот ген. Какими должны быть генотипы Курочки и Петуха, чтобы яйцо получилось золотым?

8. У Золотой рыбки ген а является рецессивным, сцепленным с полом и летальным. Каково будет численное соотношение полов в потомстве от скрещивания самки Аа с нормальным самцом?

9. При скрещивании красноглазой самки Золотой рыбки с синеглазым самцом получено 8 самцов с красными глазами и 8 самок с синими глазами. Определите генотипы.

Взаимодействие неаллельных генов

1. На планете Брасак (из рассказа Кира Булычева) жители брасаки имели голубые и желтые глаза. Причем выяснилось, что брасаки с голубыми глазами были честными, а с желтыми – предателями, которые помогали пиратам. Цвет глаз наследуется двумя парами генов, и глаза бывают голубыми, желтыми, оранжевыми. Чем ярче проявлялась склонность к предательству, тем желтее были глаза. Объясните, как наследуется окраска глаз у брасаков.

2. На планете Голубого Солнца растут очень красивые цветы, имеющие различную форму венчика. При скрещивании растений с воронковидной формой венчика (А) с растением, имеющим бокаловидную форму (В), в первом поколении все гибриды имели чашевидную форму. Рецессивная аллель определяет цилиндрическую форму. Определите, как наследуется форма венчика у растений и какие гибриды получатся во втором поколении при скрещивании гибридов первого поколения.

3. На Третьей планете системы Медуза Алиса Селезнева обнаружила цветы с зеркальной сердцевиной, которая наследуется двумя парами генов. Оказалось, что зеркальные сердцевины получаются, если скрестить два растения с обычными сердцевинами. Как наследуется зеркальность у растения? Каковы генотипы растения?

4. Птицы Говоруны отличаются умом и сообразительностью. Хохолки на голове бывают белые и красные, окраска наследуется двумя парами генов. Скрещиваются две птицы с белыми хохолками, и у них выводится птенец с красным хохолком на голове. Как наследуется окраска хохолка у Говорунов? Каковы генотипы родителей и птенца?

5. Исследуя вновь открытую планету, ученые обнаружили две расы растения душистый колокольчик, имеющие белые цветки. В дальнейшем, скрестив их в первом поколении, получили все растения с фиолетовыми цветками, а во втором получили расщепление: 53 фиолетовых, 19 синих, 56 белых. Как можно объяснить этот факт?

6. При скрещивании Тигрокрысов черной и рыжей масти с планеты Пенелопа в первом поколении было получено примерно 1/2 рыжих, 3/8 черных и 1/8 коричневых. Как наследуется окраска шерсти? Каковы генотипы родителей и потомков?

7. При скрещивании дракона с тремя головами с драконом с шестью головами получились девятиголовые драконы. При скрещивании их между собой во втором поколении обнаружили драконов всех четырех форм: 6 девятиголовых, 4 шестиголовых, 3 трехголовых и 1 двенадцатиголового. Объясните полученные результаты.

1. Предмет генетики и ее связь с другими науками

Генетика, как самостоятельная наука выделилась из биологии в 1900 году. Термин генетика введён в 1906 году. Генетика – наука об изменчивости и наследственности. Вет. генетика – наука, изучающ. наследственные аномалии и болезни с наследственным предрасположением, разрабатывающая методы диагностики, генетической профилактики и селекции, животных на устойчивость к болезням. Задачи : 1. Изучение наследственных аномалий. 2. Разработка методов выявления гетерозиготных носителей наследственных аномалий. 3. Контролирование (мониторинг) распространения вредных генов в популяциях. 4. Цитогенетический анализ животных в связи с заболеваниями. 5. Изучение генетики иммунитета. 6. Изучение генетики патогенности и вирулентности микроорганизмов, а также взаимодействие микро – и макроорганизмов. 7. Изучение болезней с наследственным предрасположением. 8. Изучение влияния вредных экологических веществ на наследственный аппарат животных. 9. Создание устойчивых к болезням, с низким генетическим грузом и приспособленных к опред-ным усл-ям среды стад, линий, типов, пород. Методы генетики: 1. Гибридологический анализ основан на использ-нии системы скрещивания в ряде поколений для определения хар-ра наследования признаков и свойств. Гибридологический анализ – основной метод генетики. Генеалогический метод заключается в использовании родословных. Для изучения закономерностей наследования признаков, в том числе наследственных болезней. Этот метод в первую очередь принимается при изучении наследственности чел-ка и медленно плодящихся животных. Цитогенетический метод служит для изучения строения хромосом, их репликации и функционирования, хромосомных перестроек и изменчивости числа хромосом. С помощью цитогенетики выявляют разные болезни и аномалии, связанные с нарушением в строении хромосом и изменение их числа. Популяционно-статический метод применяется при обработке результатов скрещиваний, изучения связи между признаками, анализе генетической стр-ры популяций и т.д. Иммуногенетический метод включают серологические методы, иммуноэлектрофорез и др., кот используют для изучения групп крови, белков и ферментов сыворотки крови тканей. С его помощью можно установить иммунологическую несовместимость, выявить иммунодефициты, мозаицизм близнецов и т.д. Онтогенетический метод используют для анализа действия и проявление генов в онтогенезе при различных условиях среды. Для изучения явлений наследственности и изменчивости используют биохимический, физиологический и другие методы. Практическое значение большое значение имеют теоретические исследования по проблемам инженерии в селекции растений, микроорганизмов и животных, разработке более эффективных методов и средств предупреждения болезней и лечения животных. Фундаментальные открытия в современной генетике реализуются в селекции растений, животных и микроорганизмов. Методы генетической инженерии широко применяются в биотехнологии. В животноводстве методы генетики используют: 1. При выведению линий и пород животных, устойчивость к болезням. 2. Для уточнения происхождения животных. 3. При цитогенетической аттестации производителей. 4. Для изучения влияния экологически вредных веществ на наследственный препарат животных.

2. Этапы развития генетики. Вклад отечественных учёных в развитие генетики

В развитии генетики можно выделить 3 этапа: 1 . (с 1900 по 1925 г.) – этап классической генетики. В этот период были переоткрыты и подтверждены на многих видах растений и животных законы Г.Менделя, создана хромосомная теория наследственности (Т.Г.Морган). 2 . (с1926 по 1953) – этап широкого развёртывания работ по искусственному мутагенезу (Г.Меллер и др.). в это время было показано сложное строение и дробимость гена, заложены основы биохимической, популяционной и эволюционной генетики, доказано, что молекула ДНК является носителем наследственной информации (О.Эвери), были заложены основы ветеринарной генетики. 3 . (начинается с 1953 г.) – этап современной генетики, для которого характерны исследования явлений наследственности на молекулярном уровне. Была открыта структура ДНК (Дж. Утсон), расшифрован генетический код (Ф.Крик), химическим путём синтезирован ген (Г. Корана). Большой вклад в развитие генетики внесли отечественные учёные. Научные генетические школы созданы Вавиловым и др. Получили искусственным путём мутации – Филиппов. Вавилов сформулировал закон гомологических рядов наследственной изменчивости. Карпеченко предложил метод преодоления бесплодия у некоторых гибридов. Четвериков – основатель учения о генетике популяций. Серебровский – показал сложное строение и дробимость гена.

3. Строение ядра и хромосом

Ядро – основной компонент клетки, несущей генетическую информации Ядро– располагается в центре. Форма различная, но всегда круглая или овальная. Размеры различны. Содержимое ядра – жидкая консистенция. Различают оболочку, хроматин, кариолимфу (ядерный сок), ядрышко. Ядерная оболочка состоит из 2 мембран, разделённых перенуклеарным пространством. Оболочка снабжена порами, через которые происходит обмен крупными молекулами различных веществ. Оно может находиться в 2 состояниях: покоя – интерфазы и деления – митоза или мейоза. Интерфазное ядро представляет собой круглое образование с многочисленными глыбками белкового вещества, названного хроматином хромосом . В них заложена основная часть генетической информации индивидуума. В ядрах клеток обнаруживаются округлые тельца – ядрышки. На них осуществляется синтез рибосомной рибонуклеиновой кислоты, а также ядерных белков. В кариолимфе содержатся РНК и ДНК, белки, большая часть ферментов ядра. Ядрышко состоит из РНК, много ионов металла, в частности цинка. Не имеют собственную оболочку. Они состоят из фибриллярной и аморфной частях. Это место активного синтеза белка, белок накапливается. Значение ядра: участвует в образовании белка, РНК, рибосом; регуляция формообразования процессов и функции клеток; хранение генетического кода и его точное воспроизведение в ряду клеточного поколения. Строение каждой хромосомы индивидуальное. Оно состоит из 2 нитей – хроматид, расположенных параллельно и соединённых между собой в одной точке – центромера, первичная перетяжка, содержит ДНК. Центромеры делят хромосому на 2 плеча. По длине плеч различают 3 типа хромосом равноплечие (1-1.7),неравноплечие (1.71-4.99),одноплечие (5 и более). Имеют и вторичную перетяжку, но без ДНК. У некоторых хромосом имеется небольшой участок, прикреплённый к основному телу тонкой нитью – спутник. По наличию вторичной перетяжки и спутников различают хромосомы из разных пар. Концы хромосом содержат большое количество повторов нуклеотидов и из-за этого обладает полярностью. Концы хромосом – теломеры. Хромосомы окрашиваются ядерными красителями Гинза. Яркоокращенные участки называются гетерохроматидными, они не содержат работающих генов (в половых клетках, во всех хромосомах в районе центромер). Бледноокрашенные участки эухроматиновые, содержат активные гены.

4. Свойство хромосом и понятие о кариотипе. Особенности кариотипов разных видов с/х животных

Свойство хромосом : 1. Индивидуальное строение. 2. Парность в соматических клетках. 3. Постоянство числа. 4. Способность к самопроизводству. В соматических клетках парные или гомологичные, набор диплоидный. В половых клетках имеются только по 1 хромосоме из каждой пары, набор гаплоидный. Набор хромосом в соматических клетках, свойственный каждому виду организма – кариотип – совокупность особенностей хромосом в соматических клетках. У к.р.с. 60 штук, у козы 60 шт., лошадь 64, собака 78, кошка 38, утка 80, карп 150. Среди хромосом у большинства вида животных имеется 1 пара, по которой ж. пол отличается от м. Эта пара называется половой хромосомой или гоносомой. Хромосомы, одинаковые для ж. и м. пола - аутосома. Если половые хромосомы гомологичные хх – пол гомогаметный. Если не гомологичные ху пол – гетерогаметные.

5. Строение и функции органоидов клетки

Органоиды – специфические дифференцируемые структуры клетки, выполняющие определённые функции. Э.П.С . состоит из канальцев, узких щелевидных полостей, расширенных полостей, отдельных пузырьков и мешочков. 2 типа Э.П.С.: агранулярная, гранулярная. Агранулярная представлена только мембранным комплексом, она участвует в синтезе углеводов и сцироидных веществ. Гранулярная – состоит из мембран, цистерн и рибосом, расположенных на наружной поверхности мембран. Хорошо развита в клетках с интенсивным обменом веществ, молодых клетках, клетках желёз и нервных клетках. При делении кл ЭПС исчезает, но появляется вновь. Значение: 1. Транспортная функция, по канальцам движутся питательные вещества. 2. Синтез углеводов и сцироидных веществ. 3. Синтез белка. Метахондрии их число в клетке большое, в клетках печени встречаются от 2500 шт. Они покрыты 2 мембранами, между которыми имеется жидкое содержимое, от внутренней мембраны отходят в виде перегородок - христе, разделяющие метахондрии на камеры. Содержимое камеры –матрикс. Наличие в них сократительных белков. В метахондрии содержатся липопротеиды. Липиды, белки. Наличие в метахондриях большого количества РНК и некоторого количества ДНК, указывает на то, что в метахондриях может происходить синтез белка. Генетический код ДНК отличается от ДНК ядра. Точно распределяется между дочерними клетками. Комплекс Гольджи – сетки, из тонких нитей, располагается вокруг ядра. Имеет 3 генетически связанных компонентов: больших вакуолей, микропузырьков, уплощённых параллельно расположенных цистерн. Обнаружены липопротеиды, рибонуклеотиды и ферменты. Между цистернами комплекса Гольджи и Э.П.С. прямого контакта нет, но связь тесная при помощи микропузырьков они отрываются от цистерн Э.П.С. и направляются к цистернам комплекса и сливаются и переносят вещества, образованные в Э.П.С. Значение . Выделительная. К.Г. – депо мембранных структур клетки. Строится вновь. Центросома состоит из центросферы, внутри 2 центриоли, связанные перемычками центросмозы. От центриолей расходятся тонкие тяжи, составляющие лучистую сферу. Каждая центриоля состоит из 2 цилиндрических телец, расположенных друг к другу. Значение : центросома связана с функцией движения; участвуют в митозе. Рибосомы состоит из 2 субъединиц: большой и маленькой, связанные в комплекс. Рибосомы – центр синтеза белка. Распределяются между дочерними кл равномерно. Лизосомы – содержат гидролитические ферменты. Функции – фагоцитоз, автолиз. Лизосомы образуются в комплексе Гольджи. Типы: первичная – необходимы для внутриклеточного переваривания. Вторичная лизосома - происходит переваривание частиц, если переваривание не до конца, то образуются остаточное тельце. Циторибосомы –участвуют в переваривание фрагментов всей клетки. Ядро – основной компонент клетки, несущей генетическую информации. Форма различная, но всегда круглая или овальная. Размеры различны. Различают оболочку, хроматин, кариолимфу, ядрышко. Ядерная оболочка состоит из 2 мембран, разделённых перенуклеарным пространством. Оболочка снабжена порами. Оно может находиться в 2 состояниях: покоя – интерфазы и деления – митоза или мейоза. Интерфазное ядро представляет собой круглое образование с многочисленными глыбками хроматина . Выделяют 2 типа хроматина: гетерохроматин и эухроматин. Хроматин состоит из очень тонких нитей, получивших название хромосом . В них заложена основная часть генетической информации индивидуума. В ядрах клеток обнаруживаются округлые тельца – ядрышки. На них осуществляется синтез р-РНК, а также ядерных белков. В кариолимфе содержатся РНК и ДНК, белки, большая часть ферментов ядра. Ядрышко состоит из РНК, много ионов металла, в частности цинка. Не имеют собственную оболочку. Они состоят из фибриллярной и аморфной частях. Это место активного синтеза белка, белок накапливается. Значение ядра : участвует в образовании белка, РНК, рибосом; регуляция формообразования процессов и функции клеток; хранение генетического кода и его точное воспроизведение в ряду клеточного поколения.

6. Митоз. Его биологическое значение.

Обеспечивает равномерное распределение хроматина между дочерними клетками. Митоз состоит из кариогенеза – деление ядра, цитогенеза – деление цитоплазмы. Выделяют 2 основные стадии: интерфаза и собственный митоз. В интерфазе происходит накопление белка, РНК и других продуктов; синтезируется ДНК и происходит самоудвоение хромосом; продолжается синтез ДНК и белков и накапливается энергия. Профаза – хромосомы – клубок длинных тонких хроматиновых нитей, разрушается ядрышко, нити веретена прикрепляются к центриолям, которые разделились и находятся на противоположных полюсах клетки, ядерная оболочка клетки разруш-ся. Метафаза (материнская звезда) – утолщение, спирализация хромосом, перемещение их в экваториальную полость клетки. Анафаза (дочерняя звезда) – разделение, удвоение хромосом на хроматиды, которые расходятся к противоположным полюсам клетки. Телофаза – сестринские хроматиды достигают противоположных полюсов и деспирализуются – 2 дочерних ядра, происходит деление цитоплазмы, образование оболочек клеток. Значение: точное распределение хромосом между 2 дочерними клетками; сохраняется преемственность хромосомного набора в ряду клеточных поколений и полноценность генетической информации каждой клетки.

7. Мейоз. Его биологическое значение.

Это способ образования половых клеток. Сначала идёт интерфаза, т.е. перед делением каждая хромосома состоит из сестринских хроматид. Он сост из 2 делений: редукционное (уменьшительное) и эквационное (уравнительное). Профаза сильно растянута во времени. 1 . лептонема – кажд хромосома сост. из 2 сестринских хроматид и наз-ся моновалент. Хромосомы деспирализованы. 2 . зигонема – гомологичные хромосомы начин-ют сливаться – конъюгация. 3 . пахинема – конъюгация заверш-ся, т.е. парные хром-мы соед-ся по всей длине – синопсис. Соединённые в пары хром-мы – биваленты (2 моновалента, 4 хроматида). Начин-ся кроссинговер в результате изменения последовательности генов. 4 . диплонема – хром-мы отталкиваются др от друга, но удерживаются вместе за счёт перекрёста, образуют хиазму. 5 . диагенез – хром-мы спирализуются, хиазмы исчезают, формир-ся веретено деления, растворяются ядрышки и яд оболочка, бивалент оказывается в цитоплазме. Метафаза – биваленты выстраиваются по экватору клетки и прикрепляются центромерами к нитям веретена деления. Анафаза – биваленты распадаются на моноваленты, кот по нитям веретена скользят к противоположным полюсам клетки. Телофаза – достигнув полюсов, моноваленты окружают себя яд оболочкой, образ-ся 2 ядра с гаплоидным набором хромосом. Но кажд хром-ма сост из 2 сестринск хроматид. После первого деления следует короткая фаза покоя – интергенез. После этого клетка вступает в эквационное деление. Оно идёт по типу митоза, т.е. в анафазе к полюсам клетки расходятся хроматиды. В рез-те двух делений из одной материнской клетки с диплоидным набором образ-ся 4 дочерние с гаплоидным набором хром-м. Значение : образ-ся гаметы с гаплоидным набором хром-м, возрастает комбинативная изменчивость у потомства (за счёт кроссинговера, за счёт независимой комбинации родительск хром-м в гаметах).

8. Сперматогенез и оогенез

Сперматогенез – протекает в стенках разветвлённых канальцев семенника. 1) размножение – сперматогонии усиленно поглощ пит вещ-ва и дел-ся не менее 10 раз, в рез-те образ-ся свыше 1000 сперматогоний. 2) рост – в сперматогонии начинают усиливаться проц-сы ассимиляции, они увелич-ся в объёме, в ядре происходит подготовка к делению. Хром-мы парные, удваиваются, сближаются – тетрада. Образ-ся сперматоциты первого порядка. Они занимают второй ряд, явл-ся самыми крупными, имеют рыхлое ядро с грубой хроматиновой структурой и содержат большое кол-во цитоплазмы. 3) созревание – сперматоциты первого порядка двукратно дел-ся: мейоз – образование сперматоцитов второго порядка с гаплоидным набором хром-м; митоз – образование сперматида – небольшая круглая клетка с бледным ядром, располагается в несколько рядов. 4) формирование – сперматиды – спермии . Сперматиды вступают в связь с отростками клетки. Около отростка каждой клетки образ-ся группа сперматид, кот из округлой становится грушевидной, ядра уменьш-ся, уплотняются, смещаются к узкому концу клетки. Этим концом сперматид погружён в цитоплазму клетки. По мере формир-ния спермии постепенно выходят из стенки канальца, сначала свешивается хвостик, а затем освобождается и головка, спермии обретают подвижность. Из одной сперматогонии развив-ся 4 спермия. Оогенез – начин-ся в яичнике, заканчив-ся в яйцеводе. 1) размножение – начин-ся во время внутриутробного развития самки, заверш-ся к концу плодного периода (в первых месяцев после её рождения). 2) рост – а) малый – за счёт усиленной ассимиляционной деятельности половых клеток, б) большой – накопление пит вещ-в (желтка). Идёт при помощи фолликулярных клеток – ооцит первого порядка. Фолликула – ооцит, окруженный одним слоем клеток. При совместной деятельности фолликулярных клеток и ооцита первого порядка формир-ся блестящая оболочка, через неё устанавливается связь половых и фолликулярных клеток. Фолликул кл начин доставлять в яйцеклетку пит вещ-ва. Они защищ. половую кл. и вырабатыв. жидкость, кот содерж полов гормоны – эстрогенные. Эта жидкость накаплив-ся между фолликул кл, поэтому между ними появл-ся небольшая полость – графов пузырёк (зрел фолликул). Место, где на стенке зрелого фолликула расположен ооцит первого порядка – яйценосный бугорок. Ооцит покрыт лучистым слоем. Остальные кл – зернистый слой. Снаружи располагается соединительно – тканая оболочка – тека. Она выполняет опорную и трофическую ф-ю. Под давлением жидкости стенка его фолликула разрывается и ооцит первого порядка вместе с лучистым венцом попадает в яйцевод – овуляция. 3) созревания: 2 деления –1. ооцит 1-го порядка образ 2 кл –ооцит 2-го порядка и 1-но направляющее тельце; 2. из ооцита 2-го порядка образ 1 зрелая яйцекл и направительное тельце.

9. Патология деления клеток и её последствия. Оплодотворение. Избирательность при оплодотворении

Митоз . При делении соматических клеток могут возникнуть нарушения, связанные с повреждением хромосом, митотического аппарата, цитоплазмы. Задержка митоза в профазе, нарушение спирализации и диспирализации, раннего разделения хроматид. Эти нарушения возникают под действием отдельных хим. веществ, радиации, вирусных инфекций. Основн. патология мейоза – не расхождение хромосом: первичная, вторичная, третичная. Первичная – у особей с нормальным кариотипом: в анафазе I нарушение разделения бивалентов и обе хромосомы из пары гомологов переходят в одну клетку., что приводит к избытку хр-м в данной клетке и недостатка в другой. Вторичная – нерасхождение возникает в гаметах у особей с избытком одной хром-мы в кариотипе (образ-ся биваленты и униваленты). Третичная – имеет структурные перестройки хромосом. Это всё отрицательно влияет на жизнеспособность организма. Оплодотворение – взаимная ассимиляция мужск. и женск. половых клеток, в рез-те кот развивается новый организм – зигота, из кот развив-ся зародыш, плод, а затем молодая особь. К спермиям в половых путях самца примешиваются секреты добавочных половых желёз и образ-ся сперма. Порция спермы выбрасывается в половые пути самки и наз-ся эякулят ., кот содерж большое кол-во спермиев. Попав в половые пути самки, часть спермиев погибает, другие продвигаются в яйцевод. Яйцеклетка выделяет хим вещ-ва и спермии двигаются, т.к. вещ-во хемотаксис привлекает спермии. Они двигаются против тока жидкости – реотаксис. Благодаря сократительной мускулатуре половых путей самки, яйцеклетка выделяет фертилезин, а спермий – антифертилезин. Спермий сливается с яйцеклеткой. Спермий выделяет диалоронидазу и трипсин. Они разрушают межклеточное вещ-во лучистого венца, в рез-те фалликулярные клетки рассеиваются. После этого проникает через блестящую оболочку в цитоплазму клетки: головка – шейка – тело – хвостик отбрасывается. После вхождения на периферии цитоплазмы выделяются картикальные гранулы, образ-ся оболочка оплодотворения, головка спермия увеличивается, объем ядра спермия равен объёму ядра яйцеклетки, головка поворачивается к ядру яйцеклетки, исчезает шейка и тело. Ядро спермия наз-ся мужским пронуклиусом, а ядро яйцеклетки – женским пронуклиусом. Они сливаются и образуют синкозиоз с диплоидным набором хром-м и яйцеклетка превращ-ся в зиготу. Внесённые в спермии центриоли, расходятся к полюсам клетки – период дробления. Основное вещ-во, определяющ передачу свойств по наследству, явл-ся ДНК (х,у). Избирательность: 1) межвидовая - спермий не может проникнуть в яйцеклетку другого вида животного из-за химич и генетич несовместимости. 2) внутривидовая – чем больше генетич различий между спермием и яйцеклеткой, тем больше вероятность их слияния.

10. Фенотип и генотип. Наследственность и изменчивость и их виды

Фенотип – совокупность внешних признаков, обусловленных влиянием генотипа и внешней среды. Генотип – совокупность генов организма. Наследственность – свойство организма повторять в ряду поколений одинаковые признаки и передавать наследственные задатки этих признаков. Изменчивость - свойство организма и отдельных признаков изменяться под действием наследуемых и ненаследуемых факторов. Виды изменчивости : 1) онтогенетическая (индивидуальная); 2) ненаследственная (модификационная) – изменение признака под действием фактора среды, не затрагивающ генотип. Норма реакции – ограниченные генотипом пределы, в кот измен-ся признак под действием факторов среды. 3) наследственная: а) комбинативная – в рез-те различных сочетаний материнских и отцовских хром-м у потомства, а также в рез-те кроссинговера, б) корреляктивная – все признаки в организме взаимосвязаны, т.е. если измен-ся один, то измен-ся и другие, связанные с ним, в) мутационная – связана с изменением генетического материала. Виды наследственности: 1) ядерная. 2) цитоплазматическая: истинная; ложная – ДНК вируса, проникшая в клетку; переходная, т.е. неизученная.

11. Биометрическая обработка больших выборок ( X +- mx , Cv , t )

Биометрия – наука о способах применения математическ, статистическ методов в биологии. Выборка – часть генеральной совокупности, кот исследуется с целью характеристики всего массива. (Cv = σ / x), (t = x/m), (x = A+b·l), (b =(∑p·a)/n), (m = σ/√n), (x+-2,5·σ), σ =l·√((∑p·a²)/n) - b²). t – критерий достоверности.x m σ – Cv - коэффициент вариации.

12. Биометрическая обработка малых выборок (( X +- m ) x , Cv , t )

(x = ∑V/n), (σ = √ C/ (n-1)), (C = ∑V²-(∑V)²/n), (C 1 = (σ / x)·100%), (m = σ/√n), (x +- m), (t = x/m). x - средняя арифметическая величина признака. σ – среднее квадратичное отклонение.Cv - коэффициент вариации.m – ошибка средней арифметической. t – критерий достоверности. C – сумма квадратов.

13. Биометрическая обработка качественных выборок (х, σ, rg , дисперсионный анализ)

С помощью дисперсионного анализа можно установить достоверность и силу влияния, а также относительную роль одного или нескольких факторов в общей изменчивости признака. х = ∑V/N ·100; σ² = (∑V² - H) / (n-1). V – сумма вариантов; n – число вариантов; Н – поправка.

14. Корреляция, регрессия, повторяемость, наследуемость – понятие, вычисление, значение

Корреляция - взаимная связь признаков и их изменений: r = (∑V1·V2 – ((∑V1·∑V2) / n)) / (√ C1· C2); V1,V2 – числовые значения двух признаков; C1, C2 – дисперсия двух признаков; C = ∑V²-(∑V)²/n. Нужна для оценки силы и направления взаимосвязи между признаками. Наследуемость – степень наследственной обусловленности признака: h² = 2·r; h² - коэф-т наследуемости; r – коэф-т корреляции. Указывает на долю генетической изменчивости в общей фенотипической изменчивости признака. Регрессия – показывает, насколько изменяется один признак при изменении другого признака на единицу: Rx/y = r · (σ·x)/(σ·y) и Ry/x = r · (σ·y)/(σ·x); r – корреляция, σ – среднее квадратичное отклонение. Повторяемость -

15. Строение и хим состав ДНК

ДНК сост. из азотистых оснований: пуриновые (А, Г), перемединовые (Т, Ц). Нуклеотиды отлич-ся др. от друга только азотистыми основаниями. Соединяются между собой фосфорной связью с помощью фосфатов, образуя полинуклеотидную цепь. Нуклеотиды соединяются между собой в длинные цепи. Остов такой цепи образует остатки сахара и Н3РО4. Цепь ДНК всегда строится в одном направлении 5 "- 3" к концу. Пространственное строение молекулы ДНК было открыто в 1953 г. ДНК сост из 2 цепей с противоположной полярностью, в том числе матричная цепь всегда от 3" до 5" к концу. Цепи удерживаются вместе через азотистые основания водородными связями по принципу комплементарности от А-Т – двойная связь, Г-Ц – тройная связь. Комплементарные цепи одной молекулы образуют правовинтовую спираль, один виток которой включает 10 (витков) нуклеотидов, расстояние между ними 0,34 нм – нормальная В – спираль ДНК. Кроме этого известны 2 формы спирали ДНК – А, Z, функции которых не изучены. У высших животных организмов ДНК кольцевая. У прокариотов – линейная, кольцевая, одноцепочечная и двухцепочечная. У эукариотов – одноцепочечная кольцевая.

16. Строение и типы РНК

РНК – одноцепочечная полинуклеотидная, за исключением РНК эритроцитов и некоторых вирусов. В состав нуклеотид входят: фосфат, сахар рибоза, азотистые основания: А,Г,Ц,У. 3 типа : и-РНК -5%- переписывает информацию с ДНК в ядре и переносит её в цитоплазму на рибосомы. Длина зависит от длины переписываемого гена.р-РНК – 80% - размереё измеряется в единицах Сверберга. 120-5000 нуклеотид. Входит в состав рибосом. 6 видов. т- РНК – 15% - 75-90 нуклеотидов. 80-100 видов. Имеют вторичную структуру в виде листка клевера. Имеет акцепторный стебель и антикодон, а на нём 3 неспаренных нуклеотида (АЦЦ).ф-я – перенос аминокислот на рибосомы, где строится белок. На каждую аминокислоту приходится несколько разных видов т – РНК – изоакцепторный. Аминокислота прикрепляется к акцепторному стеблю т-РНК с помощью фермента – синтетаза. Каждой аминокислоте своя синтетаза.

17. Доказательство роли ДНК в наследственности

1) Трансформация бактерий. (В 1928 г впервые получили доказательство возможности передачи наследственных задатков от одной бактерии к другой. Вводили мышам вирулентный капсульный и авирулентный бескапсульный штаммы пневмококков. При введении вирулентного штамма мыши заболели пневмонией и погибли. При введении авирулентного штамма – живые. При введении вирулентного капсульного штамма, убитого нагреванием, мыши также не погибали. Ввели смесь живой культуры авирулентного бескапсульного штамма со штаммом убитого нагреванием вирулентного капсульного – мыши заболели пневмонией и погибли. Из крови погибших животных были выделены бактерии, кот обладали вирулентностью и были способны образовать капсулу. Живые бактерии авирулентного бескапсульного штамма трансформировались – преобрели свойства убитых болезнетворных бактерий. Трансформирующий фактор – ДНК.). 2) Размножение вирусов. (Вирусы репродуцируются только внутри клетки, какого – то организма и используют для этого её ферментные системы и другие необходимые компоненты . Круг хозяев для определённого вируса может быть ограничен. Вирусы могут инфицировать одноклеточные микроорганизмы – микоплазмы, бактерии и водоросли, а также клетки высших растений и животных.)

18. Синтез ДНК и РНК

Синтез РНК : все гены РНК делят на 3 группы – кодирует и-РНК, (Синтез белка – на них строится и-РНК), кодирует р-РНК, кодирует т-РНК.. У прокариот известно 7 генов, кодирующих р-РНК. Длина каждого такого гена около 5 тыс. нуклеотид. На таком гене сначала образ-ся незрелая р-РНК. В ней содерж-ся: несущие инф-цию ставки, инф-ция о 3 видах р-РНК и о нескольких видах т-РНК. Созревание сост в том, что вырезаются все ставки и цепи р- и т-РНК. Основная часть генов т-РНК одиночная. Часть т-РНК генов объедин-ся в группы с генами р-РНК. Синтез ДНК – репликация ДНК – процесс самоудвоения ДНК. Происходит в S – период интерфазы. Репликация всех двуцепочечных ДНК поликонсервативна, т.е. в дочерней молекуле одна цепь родительская, а другая построена вновь. Репликация начинается в особых точках молекулы ДНК – точках инициации синтеза или точках ori. У прокариот на единственной молекуле ДНК имеется одна точка ori. У эукариот на одной молекуле ДНК (число молекул ДНК = числу хромосом) множество точек ori, расположенных на расстоянии 20000 пар нуклеотидов др. от друга. Материнская молекула ДНК начинает расходиться на 2 цепи в точке ori с образованием вилки репликации на материнской цепи (ориентированной 3"–5"). Дочерняя цепь строится из свободных дезоксинуклеотидов ядра сразу в направлении 5"-3". И это строительство совпадает с удвоением вилки репликации, эта дочерняя цепь наз-ся лидирующей. На материнской цепи ДНК, антипараллельно матричной, дочерняя цепь запаздывающая, она строится отдельными кусками или фрагментами – указаки, т.к. направление строительства противоположно движению вилки репликации. Для начала синтеза ДНК требуется прайнер – короткая РНК – затравка длиной 5-10 рибонуклеотидов. Прайнер связывает первый свободный дезоксинуклеотид и начинает строить дочерние цепи ДНК. В лидирующей цепи прайнер один, а в запаздывающей у каждого отрезка указаки – длина этих отрезков 100-200 нуклеотидов у высших организмов, 1000-2000 у прокариот. Ферменты репликации : для синтеза прайнеров нужна РНК – полимераза. для образования эфирных связей между фосфатами дезоксинуклеотидов при строительстве цепи ДНК нужна ДНК полимеразы. Для вырезания прайнеров, неправильно включённых в состав ДНК нуклеотидов, нужна ДНК – экзонуклеаза. Для сшивания фрагментов указаки в сплошную запаздывающую дочернюю цепь нужен фермент ДНГ – лигаза. Скорость синтеза ДНК у эукариот 10-100 пар нуклеотидов в секунду, а у прокариот 1500 пар (в одном месте). Репликация по типу катящегося колеса. Двухцепочечная кольцевая ДНК надрезается в точке начала катящегося кольца. Причём надрезается одна цепь из двух – матричная. К освободившемуся 3" концу этой цепи начинают пристраиваться свободные дезоксинуклеотиды. По мере удлинения дочерней цепи ДНК 5" конец из материнского кольца вытесняется. Когда 3" и 5" концы встретятся в одной точке, синтез ДНК прекращается и дочернее кольцо отделяется от материнского.

19. Генетический код и его свойства

Это перевод последовательных нуклеотидов ДНК на последоват аминокислот в белке. 3 нуклеотида – триплет , кодирующий свою аминокислоту – кадон . Свойства : 1) универсален, т.е.единый для всех; 2) код триплетен; 3) избыточный, триплетов 64, аминокислот 20; 4) код не перекрывающийся, т.е.наложение триплетов друг на друга не бывает в норме; 5) 2 нуклеотида одинаковых – облигатные, а третий варьирует – факультативный; 6) из 64 триплетов 61 явл кадонами, а 3 не кодируют аминокислоту, это стоп сигналы – останавливают синтез белка; 7) последовательность нуклеотид ДНК отражает последовательность аминокислот в белке, но не наоборот.

20. Современное представление о структуре и функции генов

Ген - совокупность сегментов ДНК, которые вместе образуют наследственную единицу, отвечающую за функциональную продуктивность, т.е.за белок или т-РНК, или р-РНК. В сост входит: 1) единица транскрипции, т.е.участок ДНК, кодирующий не зрелую РНК; 2) промотр – длина гена может быть от 190-16000 пар нуклеотид. Ген явл единицей ф-и, т.е.есть ген целиком, а не отдельн его куски, кодирует РНК. Явл единицей мутации и един рекомбинации могут быть отдельные нуклеотиды в гене, т.е.даже 2 соседн. нуклеотиды могут разъединить с помощью кроссинговера и даже 1 нуклеотид может мутировать, место мутации в гене наз сайт. Сайты, на которых мутации происход. часто – горячи точки. У прокариотов гены непрерывные, т.е. сост. только из экзонов.у эукориотов гены прерывистые, т.е. сост. из экзонов и интронов. Перекрывающий ген – ген явл. частью др. гена, происходит наложение рамок считывания. При образовании зрелой и-РНК один экзон может соединиться с др. экзонам, образуется семейство, близких по строению и-РНК. Гены способны перемещаться - троспозоны. Ген и его копии и псевдогены образ семейство. 2 группы ДНК: структурные - кодируют белки и и-РНК; регуляторы – регулируют работу структурных генов. На эти 2 группы генов приходится от 15-98% всей ДНК, а остальная ДНК – избыточная, они копируют уже имеющиеся гены.

21. Синтез белка в клетке

Синтез белка в кл происходит в интерфазе в период G1 в 2 этапа: транскрипция, трансляция. Транскрипция – переписывается информация с ДНК на и-РНК. Переписана может быть любая цепь материнской ДНК, но обычно переписывается матричная. и-РНК строится из свободных рибонуклеатидов ядра по принципу комплиментарности матрицы. Образование эфирных связей между рибонуклеотидами способствует фермент РНК – полимераза. У прокариот известен 1 такой ф-т, а у эукариотов – 3 – для и-РНК, т-РНК, р-РНК. РНК полимераза связывается промоутером – специфическая последовательность нуклеотидов длиной 6 – 30 оснований, который стоит перед каждым геном. Начиная с промоутера, РНК полимераза расплетает ген на 2 цепи и на матричной строится РНК. Когда считывание инф-ции на ДНК дойдёт до обратных повторов нуклеотидов, на цепи РНК образуется петля или шпилька. Она мешает продвижению РНК полимераза, поэтому синтез РНК останавливается. У прокариот и-РНК не требует созревания, т.к. не содержит интронов; у эукариот образ-ся незрелый транскрипт и – РНК – включает в себя экзоны –участок, кот кодирует аминокислоты; интроны – нуклеотиды, не несущие инф-цию. Созревание и-РНК происходит в ядре и наз-ся процессинг , кот состоит в том, что интроны вырезаются, а оставшиеся экзоны сращиваются в цепь – силайсинг . Затем зрелая и-РНК модифицируется: 1) на 5 ́ конце и-РНК образуется кэп или колпачок – от 50 – 200 остатков метилированного гуанина. С помощью него и-РНК прикрепляется к малой субчастице рибосомы. 2) к 3 ́ концу прикрепляется до 200 адениловых остатков. Они стабилизируют цепь и-РНК. В таком виде зрелая и-РНК направляется в цитоплазму на рибосомы и прикрепляется на малую субчастицу. Трансляция – сборка белка из аминокислот: 1) инициация – начало синтеза. т-РНК-и узнаёт триплет инициатор синтеза АУГ, стоящее в начале цепи и-РНК. т-РНК-м узнает этот же триплет в любом месте цепи и-РНК. Большая субчастица рибосомы соедин-ся с малой. 2) Элонгация – удлинение белковой цепи. т-РНК-и занимает п-участок рибосомы, а вторая т-РНК, антикодон которой соответствует кадону, на и-РНК переносит свою аминокислоту в а- участок рибосомы. Между аминокислотой наход-ся п- и а- участки, образуется пептидная связь. а- участок освобождается, т.к. рибосомы передвигаются по и-РНК на один шаг. В него поступает третья аминокислота – трипептид – рибосомы продвигаются на шаг. 3) терминация – остановка синтеза. Когда считывание инф-ции на и-РНК дойдёт до одного триплета терминаторов, а участок не освобождается, т.к. нет т-РНК, кот соответствует терминатору – синтез белка прекращается. С помощью трёх белков факторов терминации цепь белка и цепь и-РНК отсоединяются от рибосомы.

22. Регуляция синтеза и-РНК и белка

Процесс реализации генетической информации наз экспрессия генов (работа генов). Работа генов регулируется на уровне транскрипции и-РНК с помощью белков репрессоров и активаторов. Регуляция работы генов прокариот наз индукцией, репрессии и рассматривается на примере работы лактозного оперона. У кишечной палочки за распад лактозы отвечают 3 фермента, а за синтез этих ферментов 3 структурных гена, расположены последовательно друг друга. На этих генах образуется 1 молекула из РНК. Перед структурными генами нах. общий для них оператор, а передний промотр. Оперон – сайт, в котором молекулы белка репрессора. Промотр – несколько нуклеотидов с котор связывается РНК полимераза и начинается транскрипция. На небольшом расстоянии от оперона нах. ген. – репрессор. На нём синтезируется и-РНК, белки репрессоры есть в кл всегда. Репрессия – остановка работы оперона. Индукция – включение в работу. Когда появл вещ-во индукта (лактоза), то молекула индуктора освобождает оператор от белка репрессора, то структурные гены начинают работать. – это негативная регуляция работы генов. Существует пазитивная регуляция – сигнал усиления транскрипции – комплекс АМФ-сар, когда такой комплекс связывается с промотором транскрипция усиливается в 50 раз.

23. Дифференциальная активность генов в онтогенезе

Дифференцировка – возникновение различий между клетками, тканями, органами. До 7 дня зигота тотипотентна, т.е. из любой её кл можно вырастить целый организм или орган. После 7 дня тотипотентность теряется из-за дифференцировки. Все структурные кл условно делят на 3 типа : 1) гены “домашнего” хоз-ва – работующего во все кл организма; 2) гены, работающие в специализированных тканях; 3) гены, выполняющ. 1-ну узкую функцию. Большинство генов многоклеточного организма работают только на определённых стадиях онтогенеза или в определённых тканях. Примеры неравномерной работы генов : 1) инактивация “х” хр-мы у самок. Сначала на ранних стадиях эмбриогенеза из 2-х “х” хр-м по принципу случайности, выбирается одна, затем она инактивируется мителированием – её её неактивное состояние стабилизируется, т.е.сохраняется в течение всеё жизни данного организма. Любой женский организм мазаичный, т.е. 50% отцовских, 50% материнских “х” хромосом. Неравномерная активность отцовских и материнских генов наз. геномным иниринтингом. 2) у эукариот зигота до стадии поздней бластулы развивается за счёт информации, содержащеёся в информосомах. Гены ядра начинают работать со стадии гаструлы. 3) работа гигантских хромосом в слюнных железах личинок насекомых. На них находятся активные гены: 4) изменение состояния гемоглобина у человека и животных с возрастом.

24. Влияние генов и среды на развитие признака

Примером влияния гена на общий метаболизм явл действие доминантного гена коротконогости у кур, который в гомозиготном состоянии летален, т.к.вызывает общие нарушения развития и гибель зародыша через 76 часов после начала инкубации. Примером влияния генов на отдельные биохимические реакции явл финилаланинтиразиновый обмен у человека. Исходное вещество аминокислота фенилаланин. Под действием ферментов синтез которой контролируется соответствующими генами. В норме должна превращаться в аминокислоту тирозин, при мутации генов наблюдается наследственная недостаточность ферментов и фенилаланин накапливается в организме. Мутации отдельных генов ведут к снижению активности ферментов вплоть до полного прекращения их синтеза. Из – за этого дальнейшие превращения того или иного вещества прекращается, а само оно начинает накапливаться, давая токсический эффект. Признаки условно делят на 3 группы: 1) зависит от генотипа и совсем не зависит от условия жизни – это группы крови и аномалии или уродства; 2) зависит от генотипа и мало от условий жизни – качественные признаки (масть у животных); 3) в основном зависит от условий жизни – большинство хозяйственно – полезных признаков и некоторых мультифакторных заболеваний. Фенокопия – изменение признака под влиянием среды, которое копирует признак, обусловленный генотипом (куры с белым цветом кожи из-за недостатка каротина в корме явл фенокопиями кур с белым цветом кожи из-за наличия в фенотипе доминантного гена W.

25. Критические периоды развития. Взаимодействие ядра и цитоплазмы в развитии

Взаимодействие ядра и цитоплазмы в развитии: цитоплазма играет важную роль в реализации наследственной инф-ции и формировании некоторых признаков организма. Основная часть цитоплазмы поступает в зиготу с яйцеклеткой. Определенные участки цитоплазмы яйцеклетки могут содержать факторы, определяющие судьбу тех или иных дифференцирующихся клеток. Активность генов зависит от цитоплазмы. В цитоплазме яйцеклетки имеется активатор синтеза ДНК и репрессор синтеза РНК, которые действуют независимо друг от друга. Если ядра из клеток мозга взрослой лягушки пересадить в зрелый ооцит, то в них синтезируется РНК и не синтезируется ДНК. Некоторые органоиды цитоплазмы, имеющие свою систему белкового синтеза (митохондрии), могут влиять на развитие определенных признаков. Наследование признаков через цитоплазму - цитоплазматическая или внеядерная наследственность. В процессе развития имеет место сложное взаимодействие ядра и цитоплазмы. У растений и особенно животных главная роль в формировании признаков организма принадлежит ядру.

26. Фенотип и генотип микроорганизмов. Строение генома у бактерий и вирусов и его репликация

Генотип – совокупность генов бактериальной клетки. Фенотип – совокупность всех признаков и свойств, проявляемых данной культурой. У микроорганизмов изучаются признаки и свойства в целом всей культуры (штамма). Культуры микробов могут отличаться морфологическими, физиологическими и биохимическими признаками. К морфологическим признакам относятся окраска, размер, форма отдельно растущих колоний; к физиологическим и биохимическим – способность или неспособность расти при пониженной или повышенной температуре, устойчивость к антибиотикам, различным ядам, облучению, отношение к питательным средам. Фенотип бактерий обозначают теми же символами, что и генотип, но с прописной буквы. Так генотипам his+ соответствует фенотип His+. Указывает на способность синтезировать гистидин. Генотип микроорганизмов представлен совокупностью генов, обуславливающих потенциальную возможность формирования любого их признака. Но формирования признака происходит в определённых условиях окружающей среды, которые не всегда способствуют проявлению генотипа. Патогенный генотип одного штамма бактерий можно отличить от другого непатогенного штамма только при заражении восприимчивого животного. Геном - совокупность генов в гаплоидном наборе хромосом, т.е. в гаметах. Геном вирусов представлен двухцепочечной или одноцепочечной ДНК и двухцепочечной или одноцепочечной РНК. Молекулы нуклеиновых кислот могут быть линейные и кольцевые. Геном бактерий представлен кольцевой молекулой ДНК. Репликация ДНК у бактерий происходит - полуконсервативным способом. В репликации участвуют ферменты ДНК – полимеразы. Непрерывная репликация в направлении 5¢® 3¢ идёт только на одной комплиментарных цепей. Они называются лидирующей. На второй цепи синтез ДНК идёт также в направлении 5¢® 3¢, но на коротких фрагментах - оказаки. Каждый фрагмент инициируется коротким полирибонуклеотидом. Эти РНК служат затравкой для дальнейшего роста цепи ДНК. Затем РНК удаляется, брешь заполняется при помощи ДНК – полимеразы и фрагменты оказаки соединяются при помощи ферментов лигаз. К моменту завершения цикла репликации ДНК точки прикрепления дочерних ДНК отодвигаются благодаря активному росту участка бактериальной мембраны между ними. В результате сложного комплекса процессов образуется межклеточная перегородка. В период репликации ДНК и образования перегородки клетки непрерывно растёт, идёт формирование рибосом и других соединений. На определённой стадии дочерние клетки отделяются друг от друга. Каждая дочерняя клетка имеет такой же набор генетической информации, какой был в исходной бактериальной клетке.

27. Конъюгация, трансформация у микроорганизмов и трандукция

Конъюгация – перенос генетического материала от одной бактериальной клетки (донора) к другой (реципиенту) при их непосредственном контакте. Один штамм является донором (мужским), а другой – реципиентом (женским). Клетки донора обладают половым фактором F. Он является конъюгативной плазмидой и представляет собой циркулярно-замкнутую молекулу ДНК. Половой фактор F обладает способностью включатся в геном бактерии и тогда из цитоплазматической структуры превращается в фрагмент хромосомы. При конъюгации клетки - доноры F+ соединяются в клетки – реципиентами F- при помощи конъюгационного мостика – особой протоплазматической трубки, образуемой клеткой F+. В клетке донора под влиянием фермента эндонуклеазы в точке внедрения фактора F происходит разрыв цепи ДНК. Свободный конец одной из цепей ДНК постепенно начинает передвигаться через конъюгационный мостик в клетку реципиента и сразу же достраивается до двухцепочечной структуры. На оставшейся в клетке – доноре цепи ДНК синтезируется вторая цепь. Конъюгационный мостик очень хрупкий, легко разрывается, и вся цепь не успевает перейти. При конъюгации половой фактор вместе с фрагментом ДНК иногда переходит в женскую клетку, превращая её в мужскую и передавая ей свойства, контролируемые фрагментом хромосомы донора. Процесс переноса генетической информации при помощи полового фактора называется сексдукцией . Трансдукция – перенос генов из одной бактериальной клетки в другую при помощи бактериофага. Трансдуцируется один ген, реже 2 и очень редко 3 сцепленных гена. При переносе генетического материала заменяется участок молекулы ДНК фага. Фаг при этом теряет свой собственный фрагмент и становится дефективным. Включение генетического материала в хромосому бактерии реципиентов осуществляется механизмом типа кроссинговера. Происходит обмен наследственным материалом между гомологичными участками хромосомы реципиента и материала, привнесённого фагом. Различают три вида трансдукции: неспецифическую, специфическую и абортивную. При неспецифической трансдукции в период сборки фаговых частиц в их головку вместе с фаговой ДНК может включиться любой из фрагментов ДНК поражённой бактерии. При специфической трансдукции профаг включается в определённое место хромосомы бактерии и трансдуцирует определённые гены, расположенные в хромосоме клетки донора рядом с профагом. Абортивная трансдукция - фрагмент хромосомы донора, перенесённый в клетку реципиента, не всегда включается в хромосому реципиента, а может сохраняться в цитоплазме клетки (только в одну из дочерних клеток). Трансформация – поглощение изолированной ДНК бактерии донора клетками бактерии реципиента. В процессе трансформации принимают участие 2 бактериальные клетки: донор и реципиент. Трансформирующий агент представляет собой часть молекулы ДНК донора, которая внедряется в генотип реципиента, изменяя его фенотип. Из клеток донора выделяются в окружающую среду молекулы или фрагменты молекул ДНК. Сначала эта ДНК адсорбируется на оболочке клетки реципиента. Затем через определённые участки её стенки при помощи специальных клеточных белков ДНК втягиваются внутрь клетки. В реципиентной клетке она становится одноцепочной. В ДНК реципиента включается одна из цепей трансформирующего фермента. Эта цепь вступает в синопсис с гомологичным участком хромосомы реципиента и встраивается в неё посредством кроссинговера. При этом участок ДНК реципиента замещается ферментом донора. Молекула ДНК со вставкой трансформирующего участка оказывается гибридной. При следующем удвоении возникают одна нормальная дочерняя молекула ДНК, другая - трансформированная. Установлено, что способность бактерий – реципиентов к трансформации определяется их физиологическим состоянием. Такое физиологическое состояние называется компетентностью . Трансформирующей способностью обладает только крупные молекулы ДНК. У бактерий сохранилась гомологичность некоторых участков ДНК.

28. Понятия: мутация, мутагенез, мутант. Классификация мутаций

Мутация – Мутагенез - процесс возникновения мутации. Мутаген Мутант – осыбь, у которой мутация проявилась. Классификация: І. По возможности наследования 1. соматические, возник в кл тела и по наследству не передаётся, но в организме появляется клон мутантных кл, одна из причин рака. 2. генеративные в гаметах или в зиготе, передаются по наследству.II По влиянию на жизнеспособ. 1 суперлитальные или полезные – повышают жизнеспособность. 2 нейтральные – не влияют на жизнеспособность. 3 вредные – понижают, в том числе а) сублетальные – выживания от 50-100% б) полулетальные – не более 50% выживаемости. 4. летальные -100%смертельный исход.III По способности проявляться у гетерозигот. 1. доминантные – проявляются в первом поколении. 2. рецессивные – проявл-ся, когда рецессивный мутантный ген перейдёт в гомозиготное состояние. IV. По направлению мутирования. 1. прямые – от нормы к мутации. 2. обратные – от мутации к норме. V. По причинам возникновения. 1. спонтанные – возникают в естественных условиях. 2. индуцированные – получают искусственным путём. VI. По фенотипу. 1. морфологические – изменение внешнего и внутреннего строения. 2. физиологические - влияют на плодовитость, продуктивность, резистентность. 3. биохимические – на обмен веществ. 4. поведенческие – на поведение. VII. По характеру изменения генетического материала. 1. геномные или числовые. 2. хромосомные или структурные. 3. генные или точковые. 4. цитоплазматические.

29. Геномные, хромосоиные, генные, цитоплазматические мутации

Мутация – стойкое изменение в ДНК и кариотипе особи. Геномная мутация – изменение числа хром-м в кариотипе. 1) полиплоидия – изменение числа хром-м, кратное гаплоидному набору. n- гаплоиды, 3n – триплоиды. Использ-ся в растениеводстве особенно n, 3n. У растений это возможно, т.е. они могут размножаться вегетативно. У животных 100 % полиплоиды погибают на стадии эмбриона. Причины полиплоидии: а) нерасхождение всего набора хром-м в мейозе, б) ошибка при оплодотворении. 2) анэуплоидия – увеличение (уменьшение0 числа хром-м в кариотипе на 1-2. 2n+1 – трисомия (синдром Дауна). 2n+2 – тетросомия. 2n-1- моносомия (синдром Тернера). 2n-2 – нулисомия. Причина – нарушение расхождения по одной паре хром-м в анафазе I. Мозаицизм – часть клеток тела имеет ненормальный набор хром-м из-за нарушения митоза во время раннего дробления зиготы. Хромосомная мутация – изменение формы, размера хром-мы, порядка расположения генов в ней. Могут быть сбалансированными (нет утраты или избытка генетического материала, они не проявляются фенотипически) и несбалансированными. Виды : внутрихромосомная (дупликация – в рез-те неравного кроссинговера в гомологичных хром-мах происходит удвоение участка одной хром-мы из пары - выживание; фрагментация – разрыв хром-мы на куски – летальный; инверсия – переворот участка хром-мы на 180º - не влияет на жизнеспособность; нехватки- потеря участка хромосомы: а) делеции – выпадение внутреннего участка, б) дефишенции – потеря конца хром-м – более 2% летально) и межхромосомная – транслокация – перемещение участка из одной хром-мы в другую, ей негомологичную (а) если обмен взаимный – транслокация реципрокная,б) если не взаимный – транспозиция, в) если 2 одноплечие хром-мы сливаются в области центромера, образуют одну равноплечую, то это транслокация Робертсона – эмбриональная смертность). Генная мутация – изменение отдельных нуклеотидов внутри гена. Может быть потеря, вставка, замена одного на другой или перенос на другое место, переворот нескольких нуклеотидов на 180º. Нуклеотид, затронутый мутацией – сайт. 5 типов (синтез белка): 1) гипоморфные – мутантный ген уменьшает синтез белка, 2) гиперморфные – увеличивает синтез белка, 3) аморфные – прекращает синтез белка, 4) неаморфные – синтезирует новый белок, 5) антиморфные – сиртезирует фермент, тормозящий синтез исходного белка. 3 вида (транскрипция): 1) миссенсмутация – замена нуклеотида в триплете заменяет аминокислоту в белке. 2) нонсенс – замена нуклеотида превращает триплет в терминатор. 3) мутация сдвига рамки чтения – вставка или выпадение нуклеотида изменяет аминокислотный состав белка. Цитоплазматическая мутация – изменение ДНКмитохондрий и пластид, передаётся только по материнской линии.

30. Классификация мутагенов. Антимутагены

Мутаген – фактор, вызывающий мутацию. Классы: физические (основными мутагенами явл-ся ионизирующие излучения, ультрафиолетовые лучи и повышенная температура. К группе ионизирующих излучений относят рентгеновы лучи, γ-лучи и β-частицы, протоны, нейтроны. Ионизирующие излучения, проникая в клетки, на своем пути вырывают электроны из молекул, что приводит к образованию положительно заряженных ионов. Освободившиеся электроны присоединяются к другим молекулам, кот становятся отрицательно заряженными. В рез-те облучения клеток образуются свободные радикалы водорода (Н) и гидроксила (ОН), кот дают соединение Н2О2. Такие превращения в молекулах ДНК и кариотипе в приводят к изменению функций генетического аппарата клеток, возникновению точковых мутаций. Ионизирующие облучения могут нарушить процессы деления в соматических клетках, вследствие чего возникают нарушения и злокачественные образования), химические (это вещества химической природы, способные индуцировать мутации: алкилирующие соединения (диметил- и диэтилсульфат, фотрин), аналоги азотистых оснований и нуклеиновых кислот (кофеин), красители (акридин желтый и оранжевый), азотистая кислота, пероксиды, пестициды, минеральные удобрения (нитраты). Химические мутагены индуцируют генные и хромосомные мутации) и биологические (это простейшие живые организмы, вызывающие мутации у животных: вирусы, бактерии. Биологические мутагены вызывают широкий спектр мутаций в клетках животных (хромосомные). Антимутагены – вещества, в различной степени снижающие уровень мутабильности. Важная особенность их - стабилизация мутационного процесса до естественного уровня. Им присуща физиологичность действия (в высоких дозах могут действовать как мутагены – аргинин). Отдельные мутагены характеризуются специфичностью действия - они эффективны только по отношению к аберрациям хромосом или генным мутациям. Механизм действия антимутагенов связывают с нейтрализацией мутагена до его взаимодействия с ДНК; активацией ферментных систем детоксикации поступающих из среды загрязнителей; предотвращением ошибок в процессе репликации ДНК. Группы антимутагенов: 1) витамины и провитамины (витамин Е снижает мутагенное действие ионизирующих излучений и химических соединений; витамин С способствует уменьшению частоты аберраций хромосом, вызванных ионизирующими излучениями; витамин А снижает естественное и искусственное мутирование в клетках у животных; витамина В снижает действия алкилирующих соединений, ультрафиолетового облучения путем усиления репарации.) 2) аминокислоты (аргинин, гистидин, метионин, цистеин). 3) ферменты (пероксидаза, каталаза). 4) фармакологические средства (интерферон). 5) группа веществ с антиокислительными свойствами (производные галловой кислоты). 6) комплексные соединения. Пути снижения концентраций вредных веществ: создание безотходных технологий; переход от химических средств борьбы в сельском хозяйстве на безвредные биологические; создание устойчивых сортов растений, не требующих химических средств защиты; выявление мутагенов в окружающей среде и их изъятие.

34. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости и его значение

Вавилов сформулировал закон гомологических рядов наследственной изменчивости: 1) генетически близкие виды и роды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть существование параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и линнеоны, тем полнее сходство в рядах их изменчивости; 2) целые семейства растений, в общем, характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство. Этот закон имеет универсальный характер. Обнаружено сходство мутаций не только у растений, но и у животных. Так, были подмечены появления аналогичных форм аномалий у разных видов животных, что указывает на сходство строения многих ферментов и белков и соответственно на сходство генотипов у них. Эти данные подтверждают закон гомологических рядов. Зная формы аномалий у одного вида животных, следует предполагать, что они имеются или могут возникнуть и у другого вида, близкого с первым по происхождению.

35. Генная инженерия

Генная инженерия - раздел биотехнологии, связанный с целенаправленным конструированием новых комбинаций генетического материала, способного размножаться в клетке и синтезировать определенный продукт. Генная инженерия решает следующие задачи: 1) получение генов путем их синтеза или выделения из клеток; 2) получение рекомбинантных молекул ДНК; З) клонирование генов или генетических структур; 4) введение в клетку генов или генетических структур и синтез чужеродного белка. Получёние генов . Два способа: химический и ферментативный. Химическим путем синтезировали ген аланиновой т - РНК дрожжей. ,однако ген аланиновой т - РНК при введении в клетку кишечной палочки не функционировал, т.к. он не имел промотора и терминальных кодонов, которые дают сигнал о завершении синтеза иРНК. Осуществили синтез гена супрессорной тирозиновой т – РНК - оказался работоспособным. Химико-ферментативный обнаружили фермент обратную транскриптазу. При помощи неё вирусы могут синтезировать ДНК, используя в качестве матрицы иРНК. Ферментативным синтезом - транскрибирование комплементарной нити ДНК (гена) на молекулах РНК в пробирке. Система для синтеза представляет собой раствор, в котором содержатся все четыре нуклеотида, входящих в состав ДНК, ионы магния, фермент обратная транскриптаза и и – РНК. Рестриктирующие эндонуклеазы (рестриктазы). Важным событием для развития генной инженерии было открытие в клетках бактерий ферментов, способных разрезать молекулу ДНК в строго определенных местах. Ферменты эти называются рестриктирующими эндонуклеазами или рестриктазами , а процесс «разрезания» молекулы ДНК называется рестрикцией . Палиндромом называется последовательность ДНК, которая считывается одинаково в обоих направлениях, начиная от 3’-конца каждой цепи. Рекомбинантная ДНК - это искусственно полученная молекула ДНК. Она имеет форму кольца, включает ген, составляющий объект генетических манипуляций, и так называемый вектор , обеспечивающий размножение рекомбинантной ДНК и синтез в клетке хозяина определенного продукта, кодируемого внесенным геном. Векторы должны обладать особенностями: 1) иметь свойства репликона; 2) содержать один или несколько маркирующих генов, чтобы по фенотипу можно было определить факт его передачи. Соединение вектора с фрагментом ДНК может производиться путями: при помощи липких концов, под действием эндонуклеаз рестрикции; дополнительного синтеза полинуклеотидных фрагментов каждой из цепей ДНК (поли-А и поли-Т); соединения тупых концов при помощи Т4-лягазы. Размножение в бактериях идентичных рекомбинантных ДНК называется клонирование . Каждый клон бактерий содержит свою рекомбинантную ДНК. Введение в клетку рекомбинантных молекул и синтез чужеродного белка . Чаще всего рекомбинантные молекулы вводятся в клетки бактерий методом трансформации. В последние годы уделяется много внимания созданию генно-инженерных вакцин. Получают антигены из рекомбинантных микроорганизмов или культур клеток, в которые введен определенный ген возбудителя болезни. Этим методом получен материал для вакцинации против гепатита В, гриппа А, малярии, ящура, бешенства и др. Штаммы бактерий, продуцирующие вещества, активные в организме человека и животных, могут быть использованы для промышленного производства лекарственных препаратов.

36. Клеточная инженерия. Получение моноклональных антител

Под клеточной инженерией понимают метод конструирования клеток нового типа на основе их культивирования гибридизации и реконструкции. Культура клеток - метод сохранения жизнеспособности клеток вне организма в искусственно созданных условиях жидкой или плотной питательных сред. Для культивирования могут быть использованы клетки различных органов, лимфоциты, фибробласты, эмбрионы, клетки почек животных и человека, раковые клетки человека и т. д. Культуры, приготовленные непосредственно из тканей организма, называются первичными . В большинстве случаев клетки первичной культуры можно перенести из культуральной чашки и использовать для получения вторичных культур, которые можно последовательно перевивать в течение недель и месяцев. Технология культивирования некоторых клеток животных настолько хорошо отработана, что может быть использована в производственных целях для получения различных продуктов. Они используются как медицинские препараты. Получение моноклональных антител. Введение антигена (бактерий, вирусов и т. д.) вызывает образование разнообразных антител против многих детерминант антигена. В 1975 получены моноклональные антитела с помощью гибридомной технологии. Моноклональные антитела - это иммуноглобулины, синтезируемые одним клоном клеток. Моноклональное антитело связывается только с одной антигенной детерминантой на молекуле антигена. Гибридомная технология - слияние с помощью полиэтиленгликоля лимфоцитов сёлезенки предварительно иммунизированных организмов определенным антигеном с раковыми клетками, способными к бесконечному делению. Отбирают клоны клеток, синтезирующие необходимые антитела. Гибридомы - бессмертные клоны клеток, синтезирующие моноклональные антитела. Получение и использование моноклональных антител - одно из существенных достижений современной иммунологии. С их помощью можно определить любое иммуногенное вещество. В медицине моноклональные антитела можно использовать для диагностики рака и определения локализации опухоли, для диагностики инфаркта миокарда. Для использования в терапии моноклональные антитела можно соединять с лекарством благодаря специфичности антител они доносят это вещество непосредственно к раковым клеткам или патогенным микроорганизмам, что позволяет значительно повысить эффективность лечения. Можно использовать моноклональные антитела для определения пола у крупного рогатого скота на предимплантационной стадии развития, а также для стандартизации методов типирования тканей при трансплантации органов, при изучении клеточных мембран, для построения антигенных карт вирусов, возбудителей болезней.

37. Трансплантация и клонирование эмбрионов млекопитающих

Трансплантация -метод ускоренного воспроизводства высоко продуктивных животных путем получения и переноса одного или нескольких эмбрионов от высокоценных животных (доноров) менее ценным животным (реципиентам). Использование трансплантации позволяет получать от одной генетически ценной самки в десятки раз больше потомства. Приемы : 1) гормональное вызывание суперовуляции; 2) осеменение доноров семенем производителей, оцененных по качеству потомства; 3) извлечение и оценку качества эмбрионов, сохранение и пересадку или криоконсервирование эмбрионов в жидком азоте, оттаивание и пересадку. Цели : 1) размножения генетически ценных особей; 2) получения идентичных животных путем разделения ранних эмбрионов. 3) сохранения мутантных генов, малых популяций; 4) получения потомков от бесплодных, но генетически ценных по генотипу животных; 5) выявления вредных рецессивных генов и хромосомных аномалий; б) повышения устойчивости животных к болезням; 7) акклиматизации импортных животных иностранных пород; 8) определения пола эмбриона и получения животных определенного пола; 9) межвидовых пересадок; 10) получения химерных животных, которые развиваются из ранних эмбрионов, полученных из бластомеров разных животных. Клонирование - получение эмбриональных клонов. Метод пересадки ядер соматических клеток зародышей в энуклеированные яйцеклетки лягушек. Разрушали ядра яйцеклеток лягушки ультрафиолетовыми лучами, затем в каждое из яиц вводил ядро из дифференцированной клетки плавающего головастика. Такие ядра вызывали развитие генетически идентичных эмбрионов и взрослых лягушек (клон головастика). Метод культивирования клеток кожи взрослых лягушек. При использовании ядер соматических клеток взрослых животных развитие клонов ограничивалось стадией головастиков. Ядра взрослых организмов и даже поздних эмбрионов по каким-то причинам утрачивают свои потенции. Метод разделения эмбрионов на ранней стадии развития. Если количество клеток эмбриона (бластомеров) не превышает 16, они еще не дифференцированы. Это позволяет разъединять эмбрионы (бластулы) на 2 и большее число и получать однояйцевых близнецов.

38. Химерные и трансгенные животные

Понятие химера означает составное животное - искусственном объединении эмбриональных клеток двух и более животных. Животные могут быть как одной породы, так и разных пород и даже разных видов. Два метода получения химер: 1) агрегационный - объединение двух и более морул или бластоцист в один эмбрион; 2) инъекционный - микроинъекция клеток внутриклеточной массы бластоцисты доноров в бластоцель эмбриона-реципиента. Имеются внутривидовые и межвидовые химеры лабораторных животных и с/х животных. В потомстве химерных животных не сохраняется родительский генотип, происходит расщепление, и нарушаются ценные генетические комбинации. Трансгенные животные, в геном которых интегрируют чужеродные гены. Трасгеноз - экспериментальный перенос генов, выделенных из определённого генома или искусственно синтезированных, в другой геном.В ряде экспериментов было установлено, что мыши, развивающиеся из зиготы, в которую была введена чужеродная ДНК, содержат в своем геноме фрагменты этой ДНК, а иногда у них происходит и экспрессия чужеродных генов. Мышам были введены гены: гемоглобина кролика, β - глобина человека, лейкоцитарного интерферона человека, гормона роста крысы и человека. Схема получения трансгенных животных: 1) выбор, получение и клонирование чужеродного гена; 2) получение зигот и выявление пронуклеусов; З) микроинъекция определенного числа копий генов в видимый пронуклеус; 4) трансплантация зиготы в половые пути гормонально подготовленной самки; 5) оценка родившихся животных по генотипу и фенотипу.

39. Полное доминирование. Пример и схема

Полноедоминирование – когда у гетерозигот доминантная аллель подавляет полностью рецессивный. Пример: у морских свинок всклоченность шерсти доминирует над гладкой. А – всклоченная, а – гладкая: Аа*Аа=АА,Аа,Аа,аа; б) Аа*аа=Аа,Аа,аа,аа. Может быть и доминантный и рецессивный.

40. Неполное доминирование. Пример и схема

У гетерозигот рецессивный признак частично проявляется, поэтому она отлична от гомозигот доминантных меньшей степенью развития доминантных признаков. А – красный, а – белый: 1)АА*аа=Аа 2)Аа*Аа=АА,Аа,Аа,аа.

41. Промежуточное наследование. Пример и схема

У гетерозигот аллели в паре равноправны, поэтому оба альтернативных признака проявляются с одинаковой интенсивностью. Такие равноправные аллели обозначают одной большой буквой с индексом: А – красная, А" – белая, АА" – чалая. 1)АА*А"А"=АА" 2)АА"*АА"=АА,2АА",А"А"

42. Сверхдоминирование. Гетерозис и его использование в животноводстве

Сверхдоминирование – превосходство детей над родителями. Гетерозис - превосходство детей над родителями по продуктивности, плодовитости, жизнеспособности. Проявляется только в F1, чтобы поддерживать гетерозис в течении нескольких поколений используют особый вид скрещивания – переменная. Гетерозис получается при спаривании гомозиготных, разных по генотипу родителей, чтобы у детей возросла гетерозиготность, но и в этом случае гетерозис бывает не всегда, а только при удачном сочетании родительских генов. Виды : 1) истинный – превосходство детей над лучшим родителем (отцом); 2) гипотетический – превосходство над средним арифметическим показателем продуктивности родителей; 3) относительная – превосходство над худшим родителем (мать). Если дети хуже худших родителей – гибридная депрессия. Гипотезы: 1) Гипотеза доминирования. У детей доминантные гены, прошедшие отбор и значительно благоприятно влияющие на организм, подавляют действие рецессивного гена. 2) Гипотеза сверхдоминирования. У гетерозигот разнообразнее состав ферментов и значительно выше уровень обмена веществ. 3) Гипотеза генетического баланса. При повышении гетерозиготного возникновения нов сочетаний генов по типу эпистаза и комплиментарности, в том числе благоприятных сочетаний.

43. Плеотропное действие генов. Пример и схема

Плеотропия – (множественное деление гена) – один ген влияет на 2 признака и более, т.к. контролирует синтез ферментов, участвующих в различных обменных процессов в кл и в организме в целом. Т – белая, ts – бежевая: 1) Tta*tsts=Tts,Tts,tats,tsta; 2) Tts*tats=Tta,Tts,tsta,tsts.

44. Множественный аллелизм. Пример и схема

Каждый ген в норме имеет 2 аллели. Иногда в результате мутации у гена образуется более 2 аллелей. Множество образует серию аллелей данного гена, обозначаются лдной буквой с разными индексами. Пример: шерсть у кроликов: С-агути, сsh –шиншилла, ch – гималайский, с – альбинос. В одной серии может быть сразу несколько типов доминирования. С>сsh> ch> с – полное доминирование; сsh> ch, ch> с – неполное доминирование. Любой организм может иметь только 2 аллеля из общей серии, одинаковых или разных.

45. Кодоминирование. Пример и схема

Кодоминирование – проявление в потомстве признаков обеих родителей - тип наследования групп крови и полиморфных белков. У к.р.с. 2 типа групп крови (Нв): Нв(в степени)А, Нв(в степени)В: 1) НвА/НвА*НвВ/НвВ = НвА/НвВ; 2) НвА/НвВ* НвА/НвВ = НвА/НвА, 2НвА/НвВ,НвВ/НвВ.

46. Возрастное, анализирующее, рецепрокное скрещивание. Пример. Практическое использование

Скрещивание гибридов первого поколения (Аа) с особями, сход ными по генотипу с родительскими формами (АА или аа), называется возвратным . А – белый, а – чёрный: Аа*АА=2Аа,2АА. 2) Аа*аа=2Аа,2аа. Скрещивание с рецессивной родительской формой (аа) получило название анализирующего . Применяется при гибридологическом анализе, когда нужно установить генотип интересующей нас особи. А – белый, а – чёрный: Аа*аа=2Аа,2аа. Рецессивные наследственные задатки в гетерозиготном организме остаются неизменными и вновь проявляются при встрече с такими же рецессивными наследственными задатками. Позднее на основании этих наблюдений. Скрещивание, при котором исходные родительские формы меняются местами – реципрокные и сост. из 2-х скрещиваний прямого и обратного. Широко применяется в птицеводстве и свиноводстве.

47. Менделевские законы наследственности. Неменделевское наследование признаков

I закон - единообразия первого поколения гибридов (правило доминирования). При скрещивании 2 гомозиготных организмов, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков, всё первое поколение гибридовокажется единообразным и будет нести признак одного родителя (при условии полного доминирования). 2 закон – закон расщепления признаков – в потомстве, полученном от скрещивания гибридов первого поколения, наблюдается явление расщепления: четверть особей из гибридов второго поколения имеет рецессиный признак, три четверти – доминантных. Расщепление по фенотипу – 3:1, по генотипу -1:2:1. При неполном доминировании в потомстве гибридов (F2) расщепление по генотипу и фенотипу совпадает (1:2:1). Все гомозиготные организмы имеют признаки родителей – доминантные или рецессивные, все гетерозиготные имеют промежуточные признаки. 3 закон – независимого комбинирования (наследования) признаков и генов – при скрещивании 2 гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях. Этот закон применим лишь к наследованию альтернативных генов, находящихся в разных парах гомологичных хромосом. Пример: ген окраски семян гороха расположены в одной паре хромосом, а гены обусловливающие форму семян гороха, - в другой. Неменделевскоенаследованиепризнаков. 1) наследование, сцепленное с полом; 2) митохондриальные болезни 1 класса – участие мутационного белка в реакциях синтеза АТФ; причина мутации в генах митохондральная ДНК; 3) геномный инбридинг, когда отцовские и материнские гены работают по разному. Отцовские гены важны для развития плаценты, а материнские для разв. тела эмбриона. Если в яйцеклетку лишённую ядра прони-вают 2 спермия. То образуется зигота с диплоидным набором отцовских хромосом – ткани эмбриона не развиваются. Если имеется 2 набор материнских хромосом, то развивается эмбриональная опухоль – тератома.

48. Эпистаз. Пример и схема.

Эпистаз – подавление генов из одной пары аллелей доминантного и рецессивного генов из другой пары аллелей. Подавляющий ген – эпистатический или супрессор, или ангибитор; подавляющий ген – гипостатичный. Виды: 1) доминантный – супрессор явл доминантным геном 12:3:1 или 13:3; 2) рецессивный – супрессор – рецессивный ген 9:7 или 9:3:4. А – серая (супрессор), а – не влияет, В – вороная, в – рыжая. 1) ААВВ*аавв=АаВв; 2) АаВв*АаВв=2Аавв, ААВВ, 2ААВв, Аавв, 2АаВВ, 4АаВв, ааВВ, 2ааВв, аавв. 12:3:1

49. Комплиментарность. Пример и схема

Комплиментарные – дополняющие друг друга – доминантные неаллельные гены, которые при совместном действии в гомо- и гетерозиготном состоянии вызывают развитие нового признака, которого не было у родителей. Однако, этот новый признак явл атавизмом, т.е.для комплементарности характерно возвращение к дикому фенотипу в F1. 9:7 или 9:3:4 или 9:6:1. У душистого горошка окраска цветов определяется 2-мя парами генов. А, а – В,в – белые, А?В? – пурпурный. 1) Аавв*ааВВ=АаВв – пурпурные; 2) АаВв*АаВв=9:7

50. Новообразование. Пример и схема

Новообразование – это разновидность комплементарности. Характеризуется тем, что в F1появл нов признак, которого не было у родителей и которые не встречались в природе. 9:3:3:1 (F2). А – розовитый, а – не влияет,В – гороховодный, в – не влияет, аавв – простой, А?В? – ореховидный (новообразование). 1) Аавв*ааВВ=АаВв; 2) АаВв*ААВв=9А?В?, 3А?вв, 3ааВ?, аавв.

51. Гены - модификаторы. Пример и схема

Гены - модификаторы – не имеют собственного влияния на признак, однако изменяют действие др генов из неаллельных пар, тем самым вызывая модификаторы (изменения) простых признаков. 9:3:4 (F2).с ними связаны понятия – пенетрантности, экспрессивности. Пенетрантность – способность гена проявиться фенотипически, выражается в процентах и бывает полной (у всех особей популяции, имеющих данный ген, он проявляется в виде признака) и неполной (у некоторых особей ген имеется, но внешне не проявляется). Экспрессивность – степень проявления признака, т.е. один и тот же признак у разных особей выражен с разной интенсивностью. А – чёрный, а – коричневый, В – модификация ослабляет чёрн до дымчатого, А?В? – дымчатый, в – не влияет. 1) Аавв*ааВВ=АаВв; 2) АаВв*АаВв=9А?В?, 3А?вв, 4аа??

52. Полимерия. Пример и схема. Особенности наследования количественных признаков

Полимерия – на один признак влияют несколько неаллельных, но сходно действующих генов. Такие гены наз полимерными (множественными). Они обладают аддитивным (суммирующим) действием, т.е. чем больше таких генов, тем ярче выражен признак, который они определяют. 15:1 или 1:4:6:4:1 – для качественных признаков; 1:4:6:4:1 – для колич (F2). Окраска зерновки у пшеницы определяется 2-мя парами полимерных генов. А1 – АААА- тёмно-красный –1; а1 – АААа – красный-4; А2 –Аааа – светло – красный –6; а2 – Аааа – бледнокрасный – 4; аааа – белый. 1) А1А1А2А2*а1а1а2а2=А1а1А2а2; 2) А1а1А2а2*А1а1А2а2=1:4:6:4:1

53. Явление сцепленного наследования. Полное сцепление генов и признаков

Гены, расположенные в одной хромосоме, представляют собой группу сцепления . Сцепление генов - это совместное наследование генов, расположенных в одной и той же хромосоме. Количество групп сцепления соответствует гаплоидному числу хромосом. Сцепление генов, расположенных в одной хромосоме, может быть полным или неполным. Полное сцепление : Морган скрещивал черных длиннокрылых самок с серыми с зачаточными крыльями самцами. У дрозофилы серая окраска тела доминирует над черной, длиннокрылость - над зачаточными крыльями. Серое тело - А, черное тело а; длиннокрылые - В, зачаточные крылья - в. При спермиогенезе в период мейоза гомологичные хромосомы расходятся в разные половые клетки. 1) АА//АВ*ав//ав=4АВ//ав; 2) АВ//ав*АВ//ав=АВ//АВ, АВ//ав, ав//АВ, ав//ав. Если гены наход в аутосомах, то при полном сцеплении в F1 будет единообразие по фенотипу, а в F2 – 3:1, по скольким бы признакам не различались родители, т.к. изучается одна пара хромосом.

54. Явление неполного сцепления в наследовании признаков

В результате скрещивания потомки имели сочетание признаков, как у исходных родительских форм, но появились особи и с новым сочетанием признаков - сцепление неполное . В – серое, в – чёрное, V – нормальные, v - зачаточные. Bv||Bv*bV||bV=Bv||bV; самок из первого поколения скрестили с самцами анализаторами: BV//bV*bv//bv=Bv//bv,bV//bv – не кроссоверное. Bv//bV*bv//bv=2bv//bv, 2BV//bv – кросоверное. Обмен гомологичных хромосом своими частями называется перекрестом или кроссинговером. Особей с новыми сочетаниями признаков, образовавшимися в результате кроссинговера, называют кроссоверами. Количество появления новых форм зависит от частоты перекреста, которая определяется по следующей формуле: Частота перекрёста = (Число кроссоверных форм)·100/ Общее число потомков. За единицу измерения перекреста принята его величина, равная 1 %. Ее называют морганидой. Величина перекреста зависит от расстояния между изучаемыми генами. Чем больше отдалены гены друг от друга, тем чаще происходит перекрест; чем ближе они расположены, тем вероятность перекреста меньше.

55. Карты хромосом. Пример их построения

Карта хромосом - план расположения генов в хромосоме. Гены расположены в хромосомах в линейной последовательности на определенных расстояниях друг от друга. Явление торможения кроссинговера на одном участке кроссинговером на другом получило название интерференции. Чем меньше будет расстояние, разделяющее три гена, тем больше интерференция. Принимая во внимание линейное расположение генов в хромосоме, взяв за единицу расстояния частоту кроссинговера, Морган составили первую карту расположения генов в одной из хромосом дрозофилы: сh___13.6___ y___28.2___b. При построении карт указывают не расстояние между генами, а расстояние до каждого гена от нулевой точки начала хромосомы. Доминантный аллель обозначается прописной буквой, рецессивный - строчной. После построения генетических карт встал вопрос о том, отвечает ли расположение генов в хромосоме, построенное на основании частоты кроссинговера, истинному расположению. Каждая хромосома по длине имеет специфические рисунки дисков, что позволяет отличать разные ее участки друг от друга. Материалом для проверки служили хромосомы, у которых вследствие мутации возникали различные хромосомные перестройки: не хватало отдельных дисков, или они были перевернуты, или удвоены. Физические расстояния между генами на генетической карте не вполне соответствуют установленным цитологическим. Однако это не снижает ценности генетических карт хромосом для предсказания вероятности появления особей с новыми сочетаниями признаков. На основании анализа результатов многочисленных экспериментов с дрозофилой Т. Морган сформулировал хромосомную теорию наследственности, сущность которой заключается в следующем: 1) гены находятся в хромосомах, располагаются в них линейно на определенном расстоянии друг от друга; 2) гены, расположенные в одной хромосоме, относятся к одной группе сцепления. Число групп сцепления соответствует гаплоидному числу хромосом; З) признаки, гены которых находятся в одной хромосоме, наследуются сцеплено; 4) в потомстве гетерозиготных родителей новые сочетания генов, расположенных в одной паре хромосом, могут возникать в результате кроссинговера в процессе мейоза. Частота кроссинговера зависит от расстояния между генами; 5) на основании линейного расположения генов в хромосоме и частоты кроссинговера как показателя расстояния между генами можно построить карты хромосом.

57. Бисексуальность, интерсексуальность, гиандроморфизм, химеризм по половым хром-мам. Роль гормонов и условий среды в развит признаков пола

Любая зигота имеет х-хром-мы и аутосомы, т.е. имеет гены и женского и мужского пола, т.е. генетически любой организм бисексуальный (двуполый). Интерсексы – гермофродиты – особи с развитыми и женскими и мужскими признаками. 2 типа: истинные – имеют женские и мужские половые железы из-за нарушения баланса генов; условные – имеют железы одного пола, а наружный половой признак другого пола из-за нарушения баланса гормонов. Иногда у насекомых и животных встречается гиандроморфы – одна часть тела имеет женские признаки, а другая – мужские. Причины: зигота женского пола разделяется на 2 бластомера. Один из них потерял одну х-хром-му. Из этого бластомера будет развиваться мужская половина тела. Химеризм по половине хромосом хх/ху встречается у многоплодных животных, у бычков – когда в одном и том же организме содержатся хх- хромосомы, а воспроизводство ху- хромосом нарушено. При обычном кормлении вырастают самцы, а если в корм добавлять женские половые гормоны, то вырастают самки (рыбки мальки). Если личинка морского червя прикрепится ко дну моря – самка, если к хоботку самки – самец.

58. Типы детерминации пола у животных. Первичное и вторичное соотношение полов. Проблема регулирования пола

Детерминация обеспечивает образование равного кол-ва самцов и самок, что необходимо для нормального самовоспроизведения вида. Типы : 1) эпигамный – пол особи определяется в процессе онтогенеза, зависит от внешней среды. 2) прогамный – пол определяется в ходе гаметогенеза у родителей особи. 3) сингамный – пол определяется в момент слияния гамет. Первичное и вторичное соотношение полов: соотношение полов, кот определяется в момент слияния гамет, наз-ся первичным , всегда 1:1. Любое изменение в соотношении полов, как до, так и после рождения, наз-ся вторичным. Обычно после рождения оно смещается в пользу женского пола, поэтому у многих видов животных и у чел-ка мужских особей рождается больше, чем женских: кролики – 57%, человек – 51%, птицы – 59%. Проблема регулирования пола: имеет важное хозяйственное значение. Н-р: в молочном скотоводстве, в яичном птицеводстве желательны самки, а там, где основной продукт – мясо, лучше самцы. Проблема в том, чтобы разделить сперму на х- и у- фракции. Способы: 1) электрофорез – х – спермии имеют отрицательный заряд – движутся к катоду, а у – спермии – к аноду. Гарантия 80%. 2) Метод осаждения – х – сперма более плотная и осядает вниз, а у – остаётся сверху. 3) Использование набора кислот для изменения рН женских половых путей для создания условий только для х – или только для у-. 4) Партеногенез: геногенез – получение самок – рентгеновскими лучами облучают овоцит. первого порядка, тем самым задерживают расхождение хром-м, образ-ся яйцеклетка с диплоидным набором хром-м, в кот без оплодотворения развивается самка. Андрогенез – получение самцов – ядро яйцеклетки убивают лучами рентгена, затем в неё проникают два спермия, ядра сливаются, давая диплоидный набор, будет самец. 5) Метод разделения спермы на фракции по кол-ву ДНК в спермиях. 6) Чем моложе родители, тем вероятность рождения у них мужского пола больше. 7) Чем больше спермы в половых путях самки, тем вероятнее рождение мужского пола. 8) Чем больше хранится сперма – самка. 9) У птицы кормление: если петуху в корм добавлять Са, то самка, а если К – самцы. 10) В любой популяции действует закон равновесия, т.е. соотношение полов стремится 1:1.

59. Основные положения хромосомной теории наследственности

На основании анализа результатов многочисленных экспериментов с дрозофилой Т.Морган сформулировал хромосомную теорию наследственности, сущность которой заключается в следующем: 1) гены находятся в хромосомах, располагаются в них линейно на определенном расстоянии друг от друга; 2) гены, расположенные в одной хромосоме, относятся к одной группе сцепления. Число групп сцепления соответствует гаплоидному числу хромосом; З) признаки, гены которых находятся в одной хромосоме, наследуются сцеплено; 4) в потомстве гетерозиготных родителей новые сочетания генов, расположенных в одной паре хромосом, могут возникать в результате кроссинговера в процессе мейоза. Частота кроссинговера зависит от расстояния между генами; 5) на основании линейного расположения генов в хромосоме и частоты кроссинговера как показателя расстояния между генами можно построить карты хромосом.

60. Наследование признаков, сцепленных с полом

Признаки, гены которых наход-ся в половых хром-мах, наз-ся сцепленные с полом . В у - хром-ме генов. почти нет, поэтому если говорят, что признак сцеплен с полом, значит ген наход-ся в х - хром-ме. Если ген расположен в у - хром-ме, то это обычно оговаривается. У чел-ка известно около 300 генов, находящ-ся в х - хром-ме и вызывающих наследственные болезни. Почти все они рецессивны. Наиболее известны: гемофилия, дальтонизм, мускульная дистрофия. Если рецессивный ген болезни сцеплен с х - хром-мой, то носителем явл-ся женщина, а болеют мужчины, т.к. у них этот ген наход-ся в одинарной дозе или гомозиготном состоянии. Доминантны х - сцепленных заболеваний известно мало, в том числе некоторые формы рахита, нарушение сегментации кожи. Считается, что мутация в х - хром-ме чаще происходит в сперматогенезе, т.е. у отца и эту х-хром-му получит дочка. Наследование, сцепленное с у - хром-мой: в у - хром-ме наход-ся около 35 генов, в том числе 7 вызывают болезни (гипертрикоз, нарушение сперматогенеза). Т.к. отец передает у - хром-му только сыну, такие болезни наследуются по мужской линии и наз-ся голондрическими. У животных известно только х - сцепленное рецессивное наследование, в том числе гемофилия у собак, бесшерстность у телят, отсутствие зубов, деформация передних ног у телят, карликовость у кур.

61. Наследование, ограниченное полом. Наследование, контролируемое полом

Признаки, ограниченные полом : гены их наход-ся в аутосомах, т.е. есть у обоих полов, но проявляются только у одного пола. 1) Молочная продуктивность. 2) Яичная продуктивность. 3) Икра у рыб (у женского пола). 4) Яркое оперение (у самцов). К числу нежелательных, ограниченных полом признаков, относятся: 1) триторхизм, 2) аномалия спермиев (у самцов), 3) недоразвитие частей половых органов (у самок). Признаки, контролируемые полом: гены в аутосомах, т.е. есть у обоих полов и проявляются также у обоих, только у одного пола чаще или интенсивнее, чем у другого. 1) Комолость доминирует у овец, рецессивно у баранов. 2) Заращение яйцеводов и семяпроводов у птиц доминантно у самок и рецессивно у самца. 3) Атаксия (расстройство координации движения) доминантно у самок и рецессивно у самца. 4) Искривление киля у птицы доминантно у самцов и рецессивно у самок. 5) Наследственное облысение доминантно у мужчин и рецессивно у женщин. 6) Указательный палец длиннее безымянного доминантно у мужчин и рецессивно у женщин.

62. Понятие популяции. Типы. Свойства

Популяция – совокупность особей данного вида, в течение длительного времени населяющая определённое пространство (ареал), состоящ из особей, кот свободно скрещиваются др с другом и отдалённая от других популяций. Свойства : 1) группа животных одного вида. 2) определённая численность. 3) ареал распространения. 4) свободно скрещиваются. 5) имеют определённый генофонд – совокупность аллелей, входящих в состав популяции. Типы : земноводные, наземные, почвенные.

63. Факторы, изменяющие структуру популяций

Популяция – совокупность особей данного вида, в течение длительного времени населяющая определённое пространство (ареал), состоящ. из особей, кот свободно скрещиваются др. с другом и отдалённая от других популяций. Основные Факторы: мутации, естественный и искусственный отбор, дрейф генов, миграции. Спонтанные мутации каждого гена происходят с низкой частотой. Мутации, возникающие в половых клетках родительского поколения, приводят к изменению генетической структуры потомства. Генетическая структура популяций изменяется под действием естественного и искусственного отбора. Действие естественного отбора сост в том, что преимущественное размножение имеют особи с высокой жизнеспособностью, плодовитостью, т.е. более приспособленные к условиям окружающей среды. При искусственном отборе значение имеют признаки продуктивности, и признаки приспособленности к условиям окруж среды. Распространение мутаций может произойти в результате миграций . Когда импортные производители популяций были носителями мутаций и распространяли генетические аномалии при использовании при воспроизводстве местных популяций. Генетич структура популяций может измениться в силу случайных генетикоа-втоматических проц-сов (дрейфа генов ) – случайное ненаправленное изменение частот аллелей в популяции. В некоторых популяциях мутантный аллель полностью вытесняет нормальный – результат дрейфа генов.

64. Отбор в популяциях и чисой линии. Закон Харди-Вайнберга и его использование для определения генетич структуры популяции

Популяция – совокупность особей данного вида, в течение длительного времени населяющая определённое пространство (ареал), состоящ. из особей, кот свободно скрещиваются др. с другом и отдалённая от других популяций. Генетическая структура популяций изменяется под действием естественного и искусственного отбора. Действие естественного отбора сост. в том, что преимущественное размножение имеют особи с высокой жизнеспособностью, плодовитостью, т.е. более приспособленные к условиям окружающей среды. При искусственном отборе значение имеют признаки продуктивности, и признаки приспособленности к условиям окруж среды. Чистые линии – потомство, полученное только от одного родителя, и имеющ с ним полное сходство по генотипу. В отличие от популяций они хар-ся полной гомозиготностью. В чистой линии отбор невозможен, т.к. все особи, входящие в неё имеют идентичный набор генов. Закон Харди-Вайнберга: при отсутствии факторов, изменяющих частоты генов популяции при любом соотношении аллелей от поколения к поколению, сохраняют эти частоты аллелей постоянными. Харди и Вайнберг провели математич. анализ распределения генов в больших популяциях, где нет отбора, мутаций и смешивания популяций. Они установили. Что такая популяция находится в состоянии равновесия по соотношению генотипов, что определяется формулой: p²AA + 2pqAa + q²aa = 1. где р. – частота доминантного гена А, q – частота его рецессивного аллеля а. Пользуясь формулой, можно рассчитать частоту гетерозиготных носителей некоторых форм рецессивно обусловленных аномалий в стадии КРС, проанализировать сдвиги в генных частотах по конкретным признакам в результате отбора, мутаций и других факторов.

65. Генетический груз и методы его оценки

Генетический груз - совокупность вредных генных и хромосомных мутаций. Различают мутационный (формируется вследствие новых мутаций) и сегрегационный (в результате расщепления и перекомбинирования аллелей при скрещивания гетерозиготных носителей «старых» мутаций). Частота летальных, полулетальных и субвитальных мутантных генов, передающихся из поколения в поколение в форме мутационного генетического груза, из-за трудности идентификации носителей не поддается точному учету. Величина генетического груза по формуле Мортона log еS = А + ВF, где S- часть потомства, оставшаяся в живых; А - смертность, В - ожидаемое увеличение смертности, F - коэффициент инбридинга. Уровень генетического груза можно определять на основании фенотипического проявления мутаций (уродства), анализа типа их наследования, частоты в популяции. Определяют генетический груз популяции путем сравнения частот мертворожденных в родственных и неродственных подборах родительских пар. Хромосомные мутации являются составной частью генетического груза. Учет их ведется прямым цитологическим методом.

66. Использование инбридинга в животноводстве

Спаривание животных, находящихся в родственных отношениях, назыв инбридингом . Виды : 1) смешивание родства (брат х сестра, бабка х внук, внучка х дед). 2) близкий инбридинг (степень родства: IIxIII, IIIxII, IVxI, IxIV, IIIxIII). 3) умеренный (IIIxIV, IVxIII, IVxIV), 4) отдалённый (спариваются родственники в пятом поколении и далее). Чем ближе родство, тем быстрее рецессивные летальные и полулетальные гены перейдут в гомозиготное состояние и проявятся инбредная депрессия. Поэтому инбридингом разрешают пользоваться только в племенных заводах в определённых целях: 1) для выявления производителей, носителей летальных и полулетальных генов; а) если ген полулетальный, то используется анализирующее скрещивание аа х Аа (носитель) – аа (урод), б) если ген летальный, то используется кровосмешение, обычно отец-дочь Аа х Аа – аа (урод). 2) Кровосмешение используется для закрепления наследственности выдающегося животного у его потомков. В каждом поколении инбридных потомков ведут строгий отбор по жизнеспособности. 3) Кровосмешение и близкий инбридинг используют при выведении новых пород. Потомство от скрещивания разных пород – помесь. Оно имеет богатую, но высокую гетерозиготность. Для закрепления наследственности помесей их скрещивают сначала с отцом, потом с дедом. 4) Умеренный и отдалённый инбридинг применяют при разведении животных по линиям.

67. Группы. Системы крови и их номенклатура. Получение реагентов для определения групп крови

Группа крови – молекулы белка на поверхности эритроцитов. В течении жизни группы крови не меняются, т.е.зависит от генотипа. Совокупность групп крови, которая определяется одним геном наз. системой крови . В разных системах имеется разное число групп крови. Гены, кот влияют на сист крови, расположены в аутосомах и наследуются независимо друг от друга. Эти гены образуют серию множественных аллелей. Благодаря огромному кол-ву аллелей группы крови у разных особей не совпадают, за исключением однояйцевых близнецов. Совокупность всех групп крови у особи – тип крови, а в популяции – кровяной тип. Аллели в паре взаимодействуют по типу кадоминирования. Реже по типу полного доминирования. Группы и сист крови обозначают заглавными буквами лат алфавита с подстрочными и надстрочными индексами. Генотип В (а/в). Фенотип В (а+в+)=Вав. Генотип – ген В, гетерозигота, а\в аллели. Фенотип – система крови В, группа крови а и в. Для получения реагентов проводят серологические реакции, взаимодействия между эритроцитарным антигеном (группа крови) и специфич антителом по принципу агглютинации (склеивание эритроцитов), преципитации (осаждение эритроцитов), гемолиза (разрушен эритроцитов). В образец крови вносят моноспецифическую сыворотку с антителами на конкретный эритроцитарный антиген. Получение моноспецифической сыворотки: Кровь от животного – донора, имеющего антигены Ас, Ва и Са, вводят реципиенту с антигеном Ас, но не имеющему антигенов Ва и Са. У реципиента вырабатываются антитела к антигенам Ва и Са. Антитела против антигена Ас не образуется, т.к. у реципиента есть этот фактор. В сырой сыворотке абсорбируют ненужные антитела, в данном случаи Са, эритроцитами третьего животного, имеющего антиген Са. Потом из сыворотки путём центрифугирования удаляют эритроциты с абсорбированными на них антителами Са. Полученную моноспецифическую сыворотку можно использовать для выявления антигена Ва в эритроцитах других животных.

68. Значение групп крови для животноводства и ветеринарии

1) для контроля достоверности происхождения (если у потомка обнаружена группа крови, кот нет хотя бы у одного родителя – значит это не его родители – если наследование доминантное). 2) для иммуногенетического анализа близнецов (если близнецы из двух разных зигот – они двуяйцовые, имеют разный генотип и разный тип крови; если они из одной зиготы, то всё одинаковое). Однояйцовые близнецы использ-ся в опытах по ветеринарии и физиологии: у КРС у 90 % всех двоен возникает сращение кровеносных сосудов в эмбриональный период, происходит обмен эритроцитами – мозаицизм эритроцитов. Все тёлки с мозаичными эритроцитами бесплодны, т.к. половой гормон у бычка начинает выделяться раньше и подавляет нормальное развитие половой системы тёлки - тёлки из разнополых двоен - фримартины. 3) группа крови использ-ся для определения происхождения пород. Если у разных пород обнаружены одинаковые и при этом редкие группы крови, то эти породы находятся в родстве. 4) для отбора животных по продуктивности и резистентности. Ищут связь между группами крови и продуктивностью. Наличие такой связи объясняет: а) плейотропным действием гена, б) сцепленным наследованием гена. 5) группа крови использ-ся при составлении карт хромосом. 6) по группам крови можно предсказать генетическую несовместимость матери и плода. При изучении Макак – резус на поверхности их эритроцитов открыли новую систему крови, кот назвали резус-фактор. В этой системе всего одна группа крови. Если особь имеет дополнительный ген, то уже резус-фактор есть (резус положительный Rh+). Если особь рецессивная, резус-фактора нет (резус отрицательный Rh-).

69. Явление полиморфизма, основные системы полиморфизма с\х животных, методы выявления, значение

Полиморфизм - одновременное присутствие двух или более генетических форм одного вида в таком численном отношении, что их не отнести к повторным мутациям. Ген, представленный более чем одним аллелем, называют полиморфным геном . Основными методами изучения полиморфизма белков и ферментов являются электрофорез в крахмальном геле и иммуноэлектрофорез. Система: 1) Гемоглобин . Аллели гемоглобинового локуса обозначаются так: HbA, HbB и т. д., а генотип – HbAHbA, HbBHbB и т. д., фенотип – HbB, HbA. Замещение аминокислот в белке может вызвать функциональные различия полиморфных форм. Сбалансированный полиморфизм - когда приспособленность гетерозигот выше, чем гомозигот, а оба аллеля сохраняются в популяции с промежуточной частотой. Функция гемогломина – перенос кислорода из органов дыхания к тканям и перенос углекислого газа от тканей в органы дыхания. 2) Трансферрин . Функции: переводит железо плазмы в диионизированную форму и переносит его в костный мозг, где оно используется вновь для кроветворения и подавляет размножение вирусов в организме. 3) Белок церулоплазмин играет роль в обмене меди в организме, являясь основным переносчиком ее в ткани. Генетически детерминируемые антигенные варианты сывороточных белков, по которым различают особей одного вида, называют аллотипами. Аллогруппа - совокупность аллотипов, наследуемых как одна группа. Совокупность сцепленных генов одной хромосомы, контролирующих аллогруппу, называют гаплотипом. Значение : 1) изучение причин и динамики генотипической изменчивости, составляющей основу эволюционной генетики; 2) уточнение происхождения отдельных животных; 3) определения моно- и дизиготных двоен; 4) построение генетических карт хромосом; 5) использование биохимических систем в качестве генетических маркеров в селекции животных.

70. Понятие иммунитета. Неспецифические факторы защиты

Иммунитет – способность поддерживать генеостаз (постоянство внутренней среды). Все средства защиты разделяются на специфические и неспецифические. Специфические - появляется иммунитет через 48 часов после контакта с патогенном (латентный период) и действует против строго определённого патогенна – адентивный иммунный ответ. Неспецифические факторы защиты препятствуют размножению патогена в латентный период; действуют против любого патогенна с разной эффективностью – воспалительная реакция. К ним относят кожа и слизистая, клеточная защита, гуморальная защита. Кожа и слизистая : явл-ся преградой на пути микробов; на поверхности кожи высокое осмотическое давление, молочная кислота, ненасыщенные жирные кислоты; слизистая выделяет секреты с бактерицидными свойствами, в том числе желудочный и кишечный сок. Всё это неблагоприятно для развития микробов. Если микробы внедрились в подкожную клетчатку или в подслизистую ткань, место внедрения – ворота инфекции. Сюда устремляется группа фагоцитов. Клеточная защита – фагоцитоз. Гл роль в нем играют лейкоциты – при остром воспалении; фагоциты – при хроническом воспалении. Микроб, захваченный фагоцитом, может подвергнуться полному перевариванию – завершённый фагоцитоз. Микроб внутри лейкоцита размножается – незавершённый фагоцитоз. В таком виде патоген не доступен действию антител. Многие микробы имеют капсулы, выделяют токсины => полиинфекции покрываются погибшими эритроцитами микробов и продуктами распада. Развивается воспаление. В этот очаг поступает жидкая часть крови и лимфы, кот содерж гуморальные факторы защиты – стволовые лимфоидные клетки превращаются в В – лимфоциты, кот ответственны за реализацию гуморального иммунного ответа. В – система ответственна за иммунитет при многих бактериальных инфекциях, антитоксический иммунитет, аллергию немедленного типа. В – лимфоциты имеют рецепторы – макромолекулярные структуры клеточной поверхности, с помощью кот клетки узнают антигены.

72. Лимфоциты: Т и В – типа. Их функции

Лимфоциты содержат крупное ядро, окружённым узким ободком слабо базафильной цитоплазмы, органоиды слабо развиты. По функционному признаку различают: Т – лимфоциты проходят развитие в вилочковой железе и в спец зонах переферич лимфоидных органоидов. Долгоживущие. Обеспечивают реакции клеточного иммунитета, участвуют в гуморальном иммунитете. Среди них различают: Т – клетки памяти – долго живут, сохраняя информацию об антигене, кот вызвал их появление. Т –киллеры – обладают цитотоксичным эффектом по отношению к чужеродным клеткам. Т- хелперы – помощники – в гуморальном иммунитете – помогают В- лимфоцитам вырабатывать иммуноглобулин. Т – супрессоры – подавляют способность В - лимфоцитов вырабатывать иммуноглобулин. В-лимфоциты развиваются в красном костном мозге и переферич лимфоидных органах. Короткоживущие. В – клетки памяти – сохраняют информацию об антигене.

73. Иммунный ответ. Локус иммунного ответа

Иммунный ответ , или иммунологическая реактивность, - высокоспецифическая форма реакции организма на чужеродные вещества (антигены). При иммунном ответе происходят распознавание чужеродного агента. При введении антигена возникает первичный иммунный ответ - через 2 дня в крови образуются антитела, титр которых возрастает, достигает максимума, а затем падает. Вторичный иммунный ответ возникает на повторное введение того же антигена и характеризуется более высоким и быстрым нарастанием титра антител. Подобная реакция более усиленного образования антител на повторное введение антигена – иммунологическая память При вирусной инфекции ДНК или РНК вируса попадает в клетку, а вирусные белки остаются на клеточной мембране. Цитотоксические Т-киллеры своими рецепторами узнают вирусные антигены только в комбинации с белком главного комплекса гистосовместимости МНС класса 1.В отличие от антител Т-рецепторы не узнают и не связывают антиген, если тот не находится вместе с белком МНС. После узнавания антигенов цитотоксические Т-клетки убивают зараженные вирусом клетки. Мутации любых локусов, обусловливающие разные звенья иммунной системы организма, влияют на иммунный ответ. Гены иммунного ответа . Гены, кодирующие иммунный ответ, наз-ся генами иммунного ответа Высота иммунного ответа детерминирована многими генами иммунного ответа, обозначаемыми Iг-1, Iг-2 и т. д. Контроль иммунного ответа осуществляется Iг-генами путем контроля синтеза Iа-белков. Во многих случаях иммунный ответ против антигенов наследуется полигенно. Гены иммунного ответа : 1) Ir-гены определяют количество синтезируемых антител против определенных антигенов; 2) Ir-гены не сцеплены с локусами, кодирующими иммуноглобулины; 3) Ir-гены высокоспецифичны. 4) между генами, контролирующими высокий или низкий иммунный ответ против различных антигенов, в основном не существует никакой связи. Теории иммунитета : 1) клонально-селекционная теория Ф. Бернета (1959). Она основана на четырех основных принципах: а) в организме имеется большое число лимфоидных клеток; б) популяция лимфоидных клеток гетерогенна, и в результате интенсивного деления клеток образуется большое число клонов; в) небольшое количество антигена стимулирует клон клеток к размножению; г) большое количество антигена элиминирует соответствующий клон. 2) Сетевая теория. Согласно неё антитела не только узнают антиген, но и сами являются антигенами.

75. Главный комплекс гистосовместимости (МНС)

При первой пересадке сердца человека главная трудность заключается не в технике операции, а в несовместимости тканей, обусловленной иммунологическими механизмами. У человека выживание трансплантатов реципиентов, взятых от случайного донора, составляет 10,5 дня, тогда как трансплантаты, обмененные между однояйцовыми близнецами, приживаются. Это происходит благодаря наличию на поверхности клеток антигенов, называемых трансплантационными антигенами или антигенами гистосовместимости. Гены, кодирующие эти антигены, называются генами тканевой совместимости. Эффективность трансплантации зависит не только от лейкоцитарных и эритроцитарных антигенов, но и от минорной системы гистосовместимости. Различают два класса белков МНС. Белки класса I находятся на поверхности почти всех клеток. Молекула белка состоят из двух полипептидных цепей: большой и малой. Белки МНС класса II имеются на поверхности некоторых клеток (макрофаги), а их молекула состоит из примерно равных полипептидных цепей. Основная роль белков МНС состоит в направлении реакции Т-клеток на антиген. Главный комплекс гистосовместимости открыт у многих видов. У человека он обозначен HLA, у КРС – BoLA (локусы SD и LD), у свиней – SLA (локусы A, B, C, D), у овец – OLA (локусы A, B, C), у лошадей – ELA (SD, LD).

76. Дефекты иммунной системы. Врождённый и приобретённый иммунитет

Нарушение в различных звеньях иммунной системы приводит к многообразным патологическим иммунным реакциям. Аллергия возникает в рез-те чрезмерной иммунной реакции на чужеродные антигены. Иногда иммунные реакции направлены против структур собственного организма (аутоиммунные реакции). Выделяют первичные и вторичные иммунодефициты . Первичные – генетически обусловленная неспособность организма реализовать то или иное звено иммунного ответа. Вторичные – явл-ся приобретёнными при индивидуальном развитии организма. Они возникают в рез-те недостаточного кормления, воздействия ионизирующего излучения, заболевания лейкозом и т.д. Недостаточность иммунной системы может быть обусловлена недостаточностью фагоцитов, клеточного иммунитета, гуморального иммунитета, системы комплемента, комбинированным иммунодефицитом. Известен у чел-ка и жеребят арабской породы и длинношерстной таксы. Связан с генетическим нарушением образования и функционирования Т- и В- лимфоцитов. Наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Наблюдается недоразвитие тимуса. Животные не способны отвечать на иммунизацию. Селективный дефицит встречается у лошадей и характериз-ся частичным или полным отсутствием в сыворотке крови IgM. Врождённый иммунитет – передаётся по наследству от материнского организма.

77. Понятие о тератологии. Методы определения типа наследования аномалий

Тератогенные факторы внешней среды делятся на физические, химические и биологические. Тератогены могут быть и мутагенами. Если повреждающий фактор действует на генетический аппарат половых клеток, он вызывает наследуемую мутацию. Когда мишенью явл-ся незрелые эмбриональные клетки, вредное вещ-во проявляет тератогенное действие. Аномалии могут возникать в рез-те действия на эмбрион или плод определённых повреждающих факторов внешней среды, называемых тератогенами . Тип наследования аномалий определяют на основании анализа генеалогии – родословных, в которых должны быть записаны сведения о характере аномалий. Графическое изображение родословных связей аномальных животных позволяет установить источник распространения аномалий, тип наследования.

78. Типы наследования аномалий. Летальные гены. Пенетрантсть и экспрессивность генов

Аутосомный рецессивный тип наследования – когда аномалия обусловлена одним рецессивным геном, локализованным в аутосоме. Аутосомно-рецессивные мутантные гены проявляют свой видимый эффект только в гомозиготном состоянии, когда животное получит его от каждого из родителей. Частота рецессивных аномалий повышается в популяциях, где применяют родственное спаривание. Правило наследования аутосомно-рецессивных признаков: 1) от фенотипически нормальных, но гетерозиготных родителей рождаются потомки с аномальными признаками с частотой 3:1. 2) все родители аномальных животных – гетерозиготные – носители рецессивно - мутантного гена. 3) если один из родителей аномальный, а другой нормальный, то потомство будет нормальным. 4) аномалии с одинаковой частотой проявляются у особей женского пола. Аутосомный доминантный тип наследования – проявляется в гетерозиготном состоянии. Для него характерно: 1) прямое наследование по поколениям. Аномалия передаётся от поколения к поколению без пропусков. 2) каждый аномальный потомок имеет аномального родителя. 3) вероятность рождения аномального потомка, если аномальный один из родителей, равна 50%. 4) проявляется у особей мужского и женского пола, т.к. ген локализован в аутосоме. Сцепленный с Х-хромосомой тип наследования – гены, локализованные в х-хромосоме, могут проявлять доминантный и рецессивный эффект. Для него характерно: 1) от аномальных отцов все дочери будут аномальными, а сыновья нормальными. 2) аномальными потомки будут только тогда, когда этот признак имеется у одного из родителей. 3) аномалии проявляются в каждом поколении. Если аномалии у матери, то вероятность рождения аномального потомка 50% независимо от пола. 4) поражаются самцы и самки. Летальные гены – мутационные гены, вызывающие гибель особи до достижения ею половозрелого возраста. Бывают доминантными, рецессивными, сцепленные с полом. Обычно проявляют своё действие в гомозиготном состоянии, в гетерозиготном состоянии понижают жизнеспособность. Пенетрантность – способность гена проявиться фенотипически, выражается в % и бывает полный и неполный. Полный – у всех особей популяции, имеющих данный ген, он проявляется в виде признака. Неполный – у некоторых особей ген имеется, но внешне себя не проявляет. Экспрессивность – степень проявления признака, т.е. один и тот же признак у разных особей выражен с разной интенсивностью.

79. Аномалии у к.р.с. Биологические особенности данного вида животных - малоплодие и относительная позднеспелость. Появление в стаде аномального приплода может существенно снижать уровень воспроизводства и интенсивность племенного отбора поголовья к.р.с. Примеры аномалий: 1 Укорочение нижней челюсти – аутосомный рецессивный. 2. Отсутствие нижней челюсти – аутосомный рецессивный. 3. Отсутствие носовых отверстий – аутосомный рецессивный. 4. Бульдогообразная карликовость – доминантный. 5. Пупочная грыжа – или аутосомный рецессивный, или доминантный. Относительная частота отдельных типов аномалий в каждой породе или популяции может быть различной. В костромской породе наиболее часто регистрируется головы - укорочение челюсти, в ярославской породе - синдактилия. Второе место по частоте регистрации занимает комплексная аномалия - сочетания пупочных грыж с расщеплением брюха и плода в целом. Особую роль в распространении генетических аномалий могут сыграть производители.

80. Аномалии у свиней : 1. Мозговая грыжа – аутосомный рецессивный. 2. Отсутствие анального отверстия – никакого наследования. 3. Расщепление нёба (волчья пасть) – доминантный. 4. Отсутствие конечностей – аутосомный рецессивный 5. Эпилепсия и судороги – полигенный. У свиней описано 17 генетических аномалий скелета, З - глаз, 6- крови, 9 - Мочеполовой. Аномалии - результат действия одного гена на разных этапах формирования эмбриона. Причиной нарушения плодовитости у хряков нередко бывает гипоплазия семенников. Наличие кратерных сосков у свиней - один из серьезных дефектов, т.к. поросята не получают от них молока. Поросята, которым достаются кратерные соски, погибают. Кратерность - признак, обусловленный одним аутосомным рецессивным геном. Рецессивный тип наследования кратерности сосков у свиней. Аномалии у овец . У овец описано около 90 врожденных аномалий. Все аномалии могут нанести ущерб хозяйствам. Примеры: 1. Отсутствие нижней челюсти и непроходимость пищевода - аутосомный рецессивный. 2. Коротконогость -аутосомный рецессивный. 3. Паралич тазовых конечностей – аутосомный рецессивный. 4. Недоразвитие и отсутствие ушей. Глухота – доминантный. 5. Недоразвитие мужских половых органов – ни какого наследования. У овец часто наблюдают комолость. Комолые бараньи имеют низкую плодовитость.

81. Аномалии у птиц . Птицы, прежде всего куры, наиболее изучены в отношении генетики аномалий. Наиболее часто встречаются аномалии клюва (клюв попугая, перекрещивающийся клюв). Аномалии клюва часто встречаются и у уток. При скрещивании аномального петуха F2 с нормальными по фенотипу курами наблюдали расщепление - половина нормальных и половина аномальных особей. Установлено, что данный комплекс признаков контролируется одним аутосомным геном, обладающим полулетальным эффектом, так как эмбриональная и постэмбриональная выживаемость аномальных цыплят очень низка. Аномалии у лошадей . Наследственные аномалии - З аномалии скелета, 2 - воспроизводительной системы, 2- почек и мышц, по одной аномалии кишечника, нервной системы, органов зрения. У лошадей тяжеловозных пород чаще встречается атрезия ободочной кишки. Одна из наиболее часто регистрируемых аномалий у лошадей - пупочная грыжа. У лошадей наблюдается появление жеребят со своеобразной белой пятнистостью, названной оверо При скрещивании лошадей типа «оверо» рождаются жёрёбята с розовой кожей, у которых наблюдают гипоплазию кишечного тракта и изоэритролиз, а также колики, приводящие к гибели.

83. Генетическая устойчивость и восприимчивость к бактериальным болезням (мастит, бруцеллёз, туберкулёз, лептоспироз)

Мастит - воспаление молочной железы. Причинами болезни могут быть биологические (стрептококки), механические, термические и химические факторы. Межпородные различия существуют не только по заболеваемости маститом, но и по резистентности к отдельным возбудителям болезни. У буйволиц частота маститов меньше, чем у коров молочных пород. Влияние производителей, линий и семейств . Существуют большие различия по заболеваемости у дочерей разных отцов. У резистентных быков заболевают 3-15 % дочерей, а у восприимчивых - 20-50 % и выше. Влияние производителей на устойчивость потомства к маститу составляет 10-19. Форма вымени и сосков . Меньше заболевают маститом коровы, имеющие чашеобразную и округлую формы вымени и спокойный нрав. В некоторой степени на подверженность болезни влияют равномерность развития четвертей вымени, форма и величина сосков. Животные с отвислым выменем более чувствительны к маститу. Молочная продуктивность . Коровы с высокой скоростью молокоотдачи более чувствительны к маститу, чем со средней. С увеличением суточного удоя на 1 кг нарушения секреции молока возрастают на 2 %. С возрастом частота маститов увеличивается. По второму и третьему отелу частота заболевания может увеличиваться. Число соматических клеток коррелирует с заболеваемостью маститом. Коровы с низким числом клеток в молоке за первую лактацию реже заболевали маститом в последующие лактации. Бруцеллез - хроническая инфекционная болезнь животных и человека, вызываемая бактериями. У многих животных проявляется абортом, задерживанием последа и расстройством плодовитости. Видовые и породные различия . Наиболее высокочувствительны морские свинки, белые мыши, суслики, а устойчивы белые крысы, гуси, голуби. Влияние производителей, линий и семейств. Влияние производителей на заболеваемость потомства равно 8 %. Не установлено различий между линиями по устойчивости и восприимчивости животных к бруцеллезу. В семействах однополых двоен больные близнецы происходили в основном из семейств, в которых заболеваемость была 44 %, а здоровые близнецы - из семейств с заболеваемостью на уровне 20 %. Наследование устойчивости и восприимчивости к бруцеллёзу . Для многих инфекционных заболеваний характерно отсутствие больших родственных групп животных с абсолютной устойчивостью. Резистентность к бруцеллезу контролируется аутосомным доминантным геном, а восприимчивость - рецессивным. Туберкулёз - инфекционная болезнь. Возбудитель - микобактерии. Болезнь млекопитающих, птиц и человека, характеризующаяся образованием в различных органах типичных бугорков - туберкулов, подвергающихся казеозному некрозу. Это заболевание приносит огромный ущерб животноводству и представляет опасность для здоровья человека. Межвидовые и породные различия . К туберкулёзу наиболее восприимчивы к.р.с., свиньи. Реже болеют козы, собаки. Относительно устойчивы к инфекции лошади и кошки. Влияние производителей линий и семейств. Между частотой заболеваемости туберкулезом дочерей отцов и дочерей их сыновей коэффициент корреляции равен 0,33. Влияние производителей на заболеваемость туберкулезом потомства равно б %, а семейств - 25 %. Наследование устойчивости и восприимчивости . Важным фактором, определяющим врожденную и приобретенную наследственную устойчивость к туберкулезу, является способность макрофагов подавлять рост бактерий в своей цитоплазме. Лептоспироз - инфекционная природно-очаговая болезнь животных и человека. Возбудитель - лептоспиры. У животных проявляется лихорадкой, анемией, абортами. При скрещивании резистентных и восприимчивых животных наблюдалось неполное доминирование резистентности к лептоспирозу.

84. Генетическая устойчивость и восприимчивость к вирусам (лейкоз, ящур, болезнь Марека, псевдочума птиц, скрепи, микроплазмоз)

Лейкозы (лейкемия) опухолевые заболевания кроветворной ткани. Характеризуются системным размножением незрелых кроветворных клеток в различных органах и тканях. Межвидовые и межпородные различия . Лейкоз чаще встречается у к.р.с., чем у овец, лошадей и свиней. В одинаковых условиях среды между породами отсутствуют различия по заболеваемости лейкозом. Влияние производителей и линий . Во всех породах между производными выявлены большие различия по заболеваемости лейкозом. В пределах отдельных хозяйств выявлены межлинейные различия по частоте заболеваемости лейкозом. Влияние семейств и матерей . Существуют большие различия между семействами по частоте заболеваемости лейкозом. Имеются семейства, свободные от лейкоза, и с заболеваемостью. От больных лейкозом матерей получено в 2 раза больше больных дочерей, чем от здоровых. Заболеваемость внучек в меньшей степени зависит от состояния здоровья бабушек. Заболеваемость лейкозом до 3 лет ниже, чем пораженность в более старшем возрасте. Наследование устойчивости и восприимчивости к лейкозу. Устойчивость к лейкозу определяется многими генными локусами. У кур восприимчивость к заражению вирусом лейкоза доминирует над резистентностью и является моногенным признаком. Считают, что лейкоз вызывается РНК-содержащим вирусом лейкоза к.р.с. Яшур. Острая вирусная болезнь парнокопытных. К болезни относительно устойчивы зебу. Болезнь Марека - инфекционная болезнь птиц (возбудитель - ДНК-содержащий вирус), характеризующаяся разрастанием лимфоретикулярной ткани во внутренних органах, коже, мышцах, поражением периферических нервных стволов. Некоторые породы кур различаются по устойчивости к болезни Марека. Резистентность к болезни доминирует над восприимчивостью. Псевдочума птиц - характеризуется пневмонией, энцефалитом. Птицы, лишенные Т-лимфоцитов очень восприимчивы к болезни: Скрепи (почесуха) - медленно развивающаяся инфекционная болезнь, ведущая к дистрофическим изменениям центральной нервной системы. Вызывается вирусоподобным агентом, природа которого не выяснена. Характерный признак болезни - зуд. Доминантный аллель контролирует восприимчивость к скрепи, а рецессивный - устойчивость. Генетический контроль устойчивости к скрепи зависит от штамма возбудителя. Миксоматоз кроликов. Острая вирусная болезнь, характеризующаяся серозно-гнойным конъюнктивитом и образованием опухолей в области головы, ануса и наружных половых

85. Генетическая устойчивость и восприимчивость к простейшим (трипаносомоз, эймериоз, сердечная водянка, анаплазмос)

86. Генетическая устойчивость и восприимчивость к гельмитозам (фасцилёз, стронгилоидоз, геманхоз, аскаридоз),

клещам и грибкам

89. Генетическая устойчивость к бесплодию

Бесплодие – нарушение воспроизводства потомства. Обусловлено многими факторами среды и генами. Во многих стадах гл причиной выбраковки – бесплодие. Степень проявления воспроизводительной способности варьирует от нормальной плодовитости до абсолютного бесплодия. Методами борьбы с бесплодием явл оценка генотипов производителей и интенсивное использование тех, которые дают здоровых потомков. Рождение мёртвых телят и аборты наносят большой экономический ущерб скотоводству. Частота абортов выше у дочерей, матери которых были предрасположены к абортам. Дочери разных производителей отлич-ся по частоте абортов и кол-ву мертворождённых телят.

90. Влияние факторов среды на устойчивость к наследственно – средовым болезням

91. Методы повышения устойчивости животных к болезням

Для повышения устойчивости животных к болезням ветеринарные врачи и селекционеры должны выполнять мероприятия: 1) организовать диагностику болезней. Все данные о болезнях и причинах выбытия животных должны учитываться в племенных карточках. При этом учитываются и описываются все аномалии; 2) проводить генеалогический анализ стада и давать комплексную оценку генофонда семейств. Выявлять семейства, устойчивые и восприимчивые к болезням. 3) отбирать молодняк на племя по возможности от матерей, отличающихся устойчивостью к болезням и длительностью продуктивного использования; 4) постоянно оценивать производителей по устойчивости и восприимчивости потомства к болезням и признакам продуктивности и т. д. 5) получать производителей следующего поколения от высокопродуктивных матерей из семейств, обладающих комплексной устойчивостью, и отцов, оцененных по резистентности потомства; б) применять трансплантацию эмбрионов как один из методов повышения эффективности селекции на устойчивость к болезням. 7) включать в планы племенной работы разделы, освещающие вопросы повышения устойчивости животных к болезням и меры профилактики распространения наследственных аномалий; 8) включать в селекционные индексы информацию о резистентности животных к болезням; 9) применять в комплексе прямой и непрямой отбор, включающий массовый отбор, отбор семейств и в пределах семейств, оценку производителей по устойчивости потомства к болезням, использовать маркеры; 10) обрабатывать информацию о заболеваниях и причинах выбраковки животных с помощью ЭВМ; 11) использовать в будущем методы биотехнологии, в том числе генетической и клеточной инженерии, что позволит успешно проводить селекцию на устойчивость к болезням, стрессоустойчивость и длительность продуктивного использования животных.

92. Распространённость аномалий в популяциях с/х животных и профилактика их распространения

В норме распространение аномалий – 1%. Распространитель летальных и полулетальных генов – производитель. Аномалии у к.р.с.: 1. Укорочение нижней челюсти – аутосомный рецессивный. 2. Отсутствие носовых отверстий – аутосомный рецессивный. 3. Пупочная грыжа – или аутосомный рецессивный, или доминантный. Относительная частота отдельных типов аномалий в каждой популяции различна. Аномалии у свиней : 1. Мозговая грыжа – аутосомный рецессивный. 2. Отсутствие анального отверстия – не какого наследования. 3. Расщепление нёба (волчья пасть) – доминантный. Аномалии у овец : 1. Отсутствие нижней челюсти и непроходимость пищевода - аутосомный рецессивный. 2. Коротконогость - аутосомный рецессивный. 3. Комолость. Аномалии у птиц : наиболее часто встречаются аномалии клюва (клюв попугая, перекрещивающийся клюв) Аномалии у лошадей : у тяжеловозных пород чаще встречается атрезия ободочной кишки, пупочная грыжа. Главный метод профилактики – выявления гетерозиготных носителей наследственных аномалий. Способы выявления: 1) анализирующее скрещивание – полулетальные; 2) кровосмешение – летальные; 3) спаривание с матками неизвестного генотипа.

Инструкция

Для решения генетических задач используют определенные типы исследования. Метод гибридологического анализа был разработан Г. Менделем. Он позволяет выявить закономерности наследования отдельных признаков при половом размножении . Сущность данного метода проста: при анализе определенных альтернативных признаков прослеживается их в потомстве. Также проводиться точный учет проявления каждого альтернативного признака и каждой отдельной особи потомства.

Основные закономерности наследования также были разработаны Менделем. Ученый вывел три закона. В последствии их так и - законы Менделя. Первый - это закон единообразия гибридов первого . Возьмите две гетерозиготные особи. При скрещивании они дадут два вида гамет. Потомство у таких родителей появиться в соотношении 1:2:1.

Второй закон Менделя - это закон расщепления. в основе его утверждение, что доминантный ген не всегда подавляет рецессивный. В этом случае не все особи среди первого поколения воспроизводят признаки родителей - появляется так называемый промежуточный характер наследования. Например, при скрещивании гомозиготных растений с красными цветками (АА) и белыми цветками (аа) получается потомство с розовыми. Неполное доминирование довольно распространенное явление. Оно встречается и в некоторых биохимических признаках человека.

Третий закон и последний - закон независимого комбинирования признаков. Для проявления этого закона необходимо соблюдение нескольких условий: не должно быть летальных генов, доминирование должно быть полным, гены должны находиться в разных хромосомах.

Особняком стоят задачи по генетике пола. Различают два вида половых хромосом: Х-хромосома (женская) и Y-хромосома (мужская). Пол, имеющий две одинаковые половые хромосомы, называют гомогаметным. Пол, определяемый различными хромосомами, называется гетерогаметным. Пол будущей особи определяется в момент оплодотворения. В половых хромосомах, помимо генов, несущих информацию о поле, содержатся и другие, не имеющие никакого отношения к этому. Например, ген, отвечающий за свертываемость крови, несет женская Х-хромосома. Сцепленные с полом признаки передаются от матери к сыновьям и дочерям, от отца же - только к дочерям.

Видео по теме

Источники:

• решение задач по биологии генетика
• на дигибридное скрещивание и на наследование признаков

Все задачи по генетике, как правило, сводятся к нескольким основным видам: расчетные, на выяснение генотипа и на выяснение того, каким образом наследуется признак. Подобные задачи могут быть схематическими или иллюстрированными. Впрочем, для успешного решения любой задачи, в том числе и генетической, необходимо внимательно прочитать ее условие. Само же решение основано на выполнении ряда определенных действий.

Вам понадобится

• - тетрадь;
• - учебник по генетике;
• - ручка.

Инструкция

Сначала необходимо определить тип предлагаемой задачи. Для этого придется выяснить, какое количество генных пар за развитие предлагаемых признаков, какие признаки рассматриваются. Узнать гомо- или гетерозиготные в данном случае скрещиваются между собой, а также связано ли наследование определенного признака с половыми хромосомами.

Выяснить, какой из предлагаемых к изучению признаков является (слабым), а какой – доминантным (сильным). При этом при решении генетической задачи нужно отталкиваться от предпосылки, что доминантный признак в потомках всегда будет проявляться фенотипически.

Определить число и тип гамет (половых ). При этом стоит учитывать, что гаметы могут быть только гаплоидны. Соответственно, распределение хромосом во время их деления происходит равномерно: каждая из гамет будет содержать лишь по одной хромосоме, взятой из гомологичной пары. В результате потомство получает по «половинному» набору хромосом со стороны каждого из своих .

Сделать в тетради схематическую запись условия генетической задачи. При этом доминантные признаки для гомозиготного исследуемого организма обозначаются в виде комбинации АА, для гетерозиготного - Аа. Неопределенный генотип имеет обозначение А_. Рецессивный признак записывается в виде комбинации аа.

Записать фенотипы и генотипы скрещиваемых по условию задачи особей. Затем, ориентируясь на пункт 3 (определение типов гамет), записать фенотипы и генотипы полученного в результате скрещивания потомства.

Проанализировать полученные результаты и записать данное числовое соотношение. Это и будет ответом на генетическую задачу.

Видео по теме

Полезный совет

Во многих подобных задачах генотип предлагаемых к скрещиванию особей не уточняется. Именно поэтому так важно уметь самостоятельно определять генотип родителей по фенотипу или генотипу их потомства.

При изучении генетики большое внимание уделяется задачам, решение которых должно быть найдено с использованием законов наследования генов. Большинству изучающих естественные науки решение задач по генетике кажется одной из самых сложных вещей в биологии. Тем не менее, оно находится по несложному алгоритму.

Вам понадобится

• - учебник.

Инструкция

Для начала внимательно прочитайте задачу и запишите схематичное условие, используя специальные символы. Обозначьте, какими генотипами обладают родители, и какой им соответствует фенотип. Запишите, какие вышли дети в первом и втором поколениях.

Отметьте, какой ген является доминантным, а какой – рецессивным, если это есть в условии. Если в задаче дано расщепление, также укажите его в схематичной записи. Для простых задач порой достаточно записать условие, чтобы понять решение задачи.

Для успешного решения задачи вам необходимо понять, к какому разделу она : моногибридное, дигибридное или полигибридное скрещивание, наследование, сцепленное с полом либо признак наследуется при взаимодействии генов. Для этого посчитайте, какое расщепление генотипа или фенотипа наблюдается в потомстве в первом поколении. В условии может быть указано точное количество особей с каждым генотипом либо фенотипом, либо процент каждого генотипа (фенотипа) от общего числа. Эти данные нужно привести к простым числам.

Обратите внимание, не различается ли у потомства признаки в зависимости от пола.

Каждому типу скрещивания характерно свое особое расщепление по генотипу и фенотипу. Все эти данные содержатся в учебнике, и вам будет удобно выписать эти формулы на отдельный листок и использовать их при решении задач.

Теперь, когда вы обнаружили расщепление, по принципу которого идет передача наследственных признаков в вашей задаче, вы можете узнать генотипы и фенотипы всех особей в потомстве, а также генотипы и фенотипы родителей, участвовавших в скрещивании.

Запишите полученные данные в ответ.

Все задачи по биологии делятся на задачи по молекулярной биологии и задачи по генетике. В молекулярной биологии есть несколько тем, в которых есть задачи: белки, нуклеиновые кислоты, код ДНК и энергетический обмен.

Инструкция

Решайте задачи по теме «Белки» с помощью следующей формулы: m(min) = a/b*100%, где m(min) - молекулярная масса , a – атомная или молекулярная масса компонента, b – процентное компонента. Средняя молекулярная масса одного кислотного остатка равна 120.

Вычисляйте необходимые величины по теме «Нуклеиновые кислоты», придерживаясь Чаргаффа:1.Количество аденина равно количеству тимина, а гуанина – цитозину;
2.Количество пуриновых оснований равно количеству пиримидиновых оснований, т.е. А+Г = Т+Ц.В цепи молекулы ДНК расстояние между нуклеотидами равно 0,34 нм. Относительная молекулярного масса одного нуклеотида равна 345.

Задачи на тему «Код ДНК» решайте с помощью специальной таблицы генетических кодов. Благодаря ей вы узнаете, какую кислоту кодирует тот или иной генетический код.

Вычисляйте нужный вам ответ для задач на тему «Энергетический обмен» по уравнению реакции. Одним из часто встречающихся является: С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О.

Находите на генетику по специальному алгоритму. Во-первых, определите какие гены являются доминантными(А, В), а какие рецессивными(a,b). Доминантным называется ген, признак которого проявляется как в гомозиготном (АА, аа), так и в гетерозиготном состоянии(Аа, Bb). Рецессивным называется ген, признак которого проявляется только при встрече одинаковых генов, т.е. в гомозиготном состоянии. Например, растения гороха с желтыми семенами скрестили с растениями гороха с зелеными семенами. Полученные растения гороха все имели желтые семена. Очевидно, что желтый цвет семян является доминирующим признаком. Записывайте решение этой задачи так: А – ген, отвечающий за желтый цвет семян, а – ген, отвечающий за зеленый цвет семян.Р: АА x aa
G: A, a
F1: AaСуществуют задачи такого типа с несколькими признаками, тогда один признак обозначайте A или a, а второй B или b.

Изучение генетики сопровождается решением задач. Они наглядно показывают действие закона наследования генов. Большинству учащихся решение этих задач кажется невероятно сложным. Но, зная алгоритм решения, вы легко справитесь с ними.

Инструкция

Можно выделить два основных типа . В первом типе задач известны генотипы родителей. Определить необходимо генотипы потомков. Сначала определите, какой аллель является доминантным. Найдите аллель. Запишите генотипы родителей. Выпишите все возможные типы гамет. Соедините . Определите расщепление.

В задачах второго типа все наоборот. Здесь известно расщепление в потомстве. Требуется определить генотипы родителей. Найдите так же, как и в задачах первого типа, какой из аллелей является доминантным, какой - рецессивным. Определите возможные типы гамет. По ним определите генотипы родителей.

Чтобы решить задачу правильно, прочтите её внимательно и проанализируйте условие. Чтобы определить тип задачи, выясните, сколько пар признаков рассматривается в задаче. Обратите внимание также на то, сколько пар генов контролируют развитие признаков. Важно выяснить, гомозиготные или скрещиваются, каков тип скрещивания. Определите, независимо или сцеплено наследуются гены, сколько генотипов образуется в потомстве и связано ли наследование с полом.

Методическое пособие

по биологии

Решение генетических задач

(для учащихся 9-11 классов)

Учитель биологии ,химии

I . Пояснительная записка

II . Терминология

IV Примеры решения генетических задач

Моногибридное скрещивание

Дигибридное скрещивание

VI . Генетические задачи

Пояснительная записка

Раздел «Генетика» школьного курса биологии - является одним из самых сложных для понимания учащихся. Облегчению усвоения этого раздела может способствовать знание терминологии современной генетики, а также решение задач разных уровней сложности.

На данный момент, большинство учебников, по которым осуществляется изучение разделов генетики в старших классах общеобразовательных школ, содержат мало тренировочных заданий по генетике. Их, как правило, недостаточно для успешной отработки навыков решения генетических задач на моно-, ди- и сцепленное с полом наследование признаков.

Решение генетических задач развивает у школьников логическое мышление и позволяет им глубже понять учебный материал, дает возможность учителям осуществлять эффективный контроль уровня достижений учащихся.

В пособии приведена основная терминология, необходимая для понимания и успешного решения генетических задач, общепринятые условные обозначения, так же приведены примерные алгоритмы решения задач на разные типы наследования.

Для каждой задачи приведено примерное количество баллов, которое может заработать ученик в случае успешного выполнения задания. Так же разбаловка поможет осуществлять контроль знаний учеников с разным уровнем подготовленности, то есть дифференцированно оценивать знания учащихся.

Данное учебно-методическое пособие составлено в помощь учителям биологии, учащимся старших классов общеобразовательных школ и абитуриентам.

Терминология

Альтернативные признаки - взаимоисключающие, контрастные

Анализирующее скрещивание – скрещивание особи, генотип которой нужно установить с особью, гомозиготной по рецес­ сивному гену;

Аутосома - не относящаяся к половым хромосомам в диплоидных клетках. У человека диплоидный хромосомный набор (кариотип) представлен 22 парами хромосом (аутосом) и одной парой половых хромосом (гоносом).

Второй закон Менделя (правило расщепления) - при скрещивании двух потомков (гибридов) первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление и снова появляются особи с рецессивными признаками; эти особи составляют одну четвертую часть от все го числа потомков второго поколения.(расщепление по генотипу 1:2:1, по фенотипу 3:1);

Гамета - половая клетка растительного или животного организма, несущая один ген из аллельной пары

Ген - участок молекулы ДНК (в некоторых случаях РНК), в котором закодирована информация о биосинтезе одной полипептидной цепи с определенной аминокислотной последовательностью;

Геном - совокупности генов, заключённых в гаплоидном наборе хромосом организмов одного биологического вида ;

Генотип - локализованных в гаплоидном наборе хромосом данного организма . В отличие от понятий генома и генофонда, характеризует особь, а не вид (ещё отличием генотипа от генома является включение в понятие "геном" некодирующих последовательностей, не входящих в понятие "генотип"). Вместе с факторами внешней среды определяет фенотип организма;

Гетерозиготные организмы – организмы, содержащие различные аллельные гены;

Гомозиготные организмы – организмы, содержащие два одинаковых аллельных гена;

Гомологичные хромосомы - парные хромосомы, одинаковые по форме, размерам и набору генов;

Дигибридное скрещивание - скрещивание организмов, отличающихся по двум признакам;

Закона Моргана - гены, находящиеся в одной хромосоме, при мейозе попадают в одну гамету, т. е. наследуются сцеплено;

Закон чистоты гамет - при образова­нии гамет в каждую из них попадает только один из двух аллельных генов, называют законом чистоты гамет

Кариотип - совокупность признаков (число, размеры, форма и т. д.) полного набора хромосом, присущая клеткам данного биологического вида (видовой кариотип), данного организма (индивидуальный кариотип) или линии (клона) клеток. Кариотипом иногда также называют и визуальное представление полного хромосомного набора (кариограммы).

Кодоминирование – вид взаимодействия аллельных генов, при котором в потомстве появляются признаки генов обоих родителей;

К омплементарное, или дополнительное, взаимодействие генов – в результате которого появляются новые признаки;

Локус - участок хромосомы, в котором расположен ген.;

Моногибридное скрещивание – скрещивание организмов, отличающихся по одному признаку (учитывается только один признак);

Неполное доминирование – неполное подавление доминантным геном рецессивного из аллельной пары. При этом возникают промежуточные признаки, и признак у гомозиготных особей будет не таким, как у гетерозиготных;

Первый закон Менделя (закон единообразия гибридов первого поколения) - при скрещивании двух гомозиготных организмов, отличающихся друг от друга одним признаком, все гибриды первого поколения будут иметь признак одного из родителей, и поколение по данному признаку будет единообразным.

Плейотропность (множественное действие гена) - - это такое взаимодействие генов, при котором один ген, влияет сразу на несколько признаков;

Полимерное действие генов - это такое взаимодействие генов, когда чем больше в генотипе доминантных генов из тех пар, которые влия­ют на этот количественный признак, тем сильнее он про­является;

Полигибридное скрещивание - скрещивание организмов, отличающихся по нескольким признакам;

Сцепленное с полом наследование – наследование гена, расположенного в половой хромосоме.

Третий закон Менделя (закон независимого наследования признаков) – при дигибридном скрещива­нии гены и признаки, за которые эти гены отвечают, сочетаются и наследуются независимо друг от друга (соотношение этих фенотипических вариантов та­ково: 9: З: З: 1);

Фенотип - совокупность всех внешних и внутренних признаков какого-либо организма;

Чистые линии – организмы, не скрещивающиеся с другими сортами, гомозиготные организмы;

Эпистаз - это такое взаимодействие генов, когда один из них подавляет проявления другого, неаллельного ему.

3.1. Условные обозначения,

принятые при решении генетических задач:

Символ ♀ обозначает жен­скую особь,

символ ♂ - мужскую,

х - скрещивание,

А, В, С - гены, отвечающие за

доминантный признак,

а, b , c - ген, отвечающий за

рецес­сивный признак

Р - родительское поколение,

Г – гаметы,

F 1 - первое поколение потомков,

F 2 - второе поколение потомков,

G – генотип

G (F 1) – генотип первого поколения потомков

ХХ – половые хромосомы женщины

ХY - половые хромосомы мужчины

Х А – доминантный ген, локализованный в Х хромосоме

X a – рецессивный ген, локализованный в Х хромосоме

Ph – фенотип

Ph (F 1) – фенотип первого поколения потомков

3.2. Алгоритм решения генетических задач

Внимательно прочтите условие задачи.

Сделайте краткую запись условия задачи (что дано по условиям задачи).

Запишите генотипы и фенотипы скрещиваемых особей.

Определите и запишите типы гамет, которые образуют скрещиваемые особи.

Определите и запишите генотипы и фенотипы полученного от скрещивания потомства.

Проанализируйте результаты скрещивания. Для этого определите количество классов потомства по фенотипу и генотипу и запишите их в виде числового соотношения.

Запишите ответ на вопрос задачи.

(При решении задач по определённым темам последовательность этапов может изменяться, а их содержание модифицироваться.)

3.3. Оформление задач

Первым принято записывать генотип женской особи, а затем – мужской (верная запись - ♀ААВВ х ♂аавв; неверная запись - ♂аавв х ♀ААВВ).

Гены одной аллельной пары всегда пишутся рядом (верная запись – ♀ААВВ; неверная запись ♀АВАВ).

При записи генотипа, буквы, обозначающие признаки, всегда пишутся в алфавитном порядке, независимо, от того, какой признак – доминантный или рецессивный – они обозначают (верная запись - ♀ааВВ; неверная запись -♀ ВВаа).

Если известен только фенотип особи, то при записи её генотипа пишут лишь те гены, наличие которых бесспорно. Ген, который невозможно определить по фенотипу, обозначают значком «_» (например, если жёлтая окраска (А) и гладкая форма (В) семян гороха – доминантные признаки, а зелёная окраска (а) и морщинистая форма (в) – рецессивные, то генотип особи с жёлтыми морщинистыми семенами записывают А_вв).

Под генотипом всегда пишут фенотип.

У особей определяют и записывают типы гамет, а не их количество

верная запись неверная запись

♀ АА ♀ АА

8. Фенотипы и типы гамет пишутся строго под соответствующим генотипом.

9. Записывается ход решения задачи с обоснованием каждого вывода и полученных результатов.

10. При решении задач на ди- и полигибридное скрещивание для определения генотипов потомства рекомендуется пользоваться решёткой Пеннета. По вертикали записываются типы гаметы от материнской особи, а по горизонтали – отцовской. На пересечении столбца и горизонтальной линии записываются сочетание гамет, соответствующие генотипу образующейся дочерней особи.

IV . Примеры решения генетических задач

4.1. Моногибридное скрещивание

1. Условия задачи: У человека ген длинных ресниц доминирует над геном коротких. Женщина с длинны­ми ресницами, у отца которой были короткие ресницы, вышла замуж за мужчину с корот­кими ресницами. Ответьте на вопросы:

Сколько типов гамет образу­ется, у женщины, мужчины?

Какова вероятность (в %) рождения в данной семье ребен­ка с длинными ресницами?

Сколько разных генотипов, фенотипов может быть среди детей этой супружеской пары?

2.

Дано: Объект исследования– человек

Исследуемый признак – длина ресниц:

Ген А – длинные

Ген а – короткие

Найти : Количество образуемых гамет у ♀, ♂ ; Вероятность рождения ребенка с длинными ресницами; G (F 1 ), Ph (F 1 )

Решение. Определяем ге­нотипы родителей. Женщина имеет длинные ресницы, следо­вательно, ее генотип может быть АА или Аа. По условию задачи отец женщины имел ко­роткие ресницы, значит, его ге­нотип - аа. Каждый организм из пары аллельных генов полу­чает один - от отца, другой - от матери, значит, генотип жен­щины - Аа. Генотип ее супру­га - аа, так как он с короткими ресницами.

Запишем схему брака

Р ♀ Аа X ♂ аа

Г А а а

F 1 Аа; аа

Фенотип: длинные короткие

Выпишем расщепление по генотипу гибридов: 1Аа:1аа, или 1:1. Расщепление по фе­нотипу тоже будет 1:1, одна по­ловина детей (50%) будет с длинными
ресницами, а другая (50%) - с корот­кими.

Ответ: - у женщины 2 типа, у мужчины 1 тип; вероятность рождения ребенка с длинными ресницами 50%, с короткими – 50%; генотипов среди детей – 2 типа

4.2. Дигибридное скрещивание

1. Условия задачи: А доминирует над желтой а, а дисковидная форма В - над шаровидной b .

Ответьте на вопросы: как будет выглядеть F 1 и F 2

Запишем объект исследования и обозначение генов:

Дано: Объект исследования – тыква

Исследуемые признаки:

– цвет плодов: Ген А – белый

Ген а – желтый

– форма плодов: Ген В – дисковидная

Ген b – шаровидная

Найти : G (F 1 ), Ph (F 1 )

Решение. Определяем ге­нотипы родительских тыкв. По условиям задачи, тыквы гомозиготны, следо­вательно, содержат две одинаковые аллели каждого признака.

Запишем схему скрещивания

Р ♀ ААbb X ♂ aa ВВ

Г Аb аB

F 1 ♀АaBb X ♂ АaBb

Г АВ, Аb , аВ, аb АВ, Аb , аВ, аb

5. Находим F 2 : строим решетку Пиннета и вносим в нее все возможные типы гамет: по горизонтали вносим гаметы мужской особи, по вертикали – женской. На пересечении получаем возможные генотипы потомства.

ААВb *

Аa ВB *

Аa Вb *

AABb *

AAbb **

AaBb *

Aabb **

AaBB *

AaBb *

AaBb *

Aabb **

Aabb ***

6. В ыпишем расщепление гибридов по фенотипу : 9 белых дисковидных*, 3 белых шаровидных**, 3 желтых дисковидных, 1 желтая шаровидная***.

7. Ответ : F 1 – все белые дисковидные, F 2 – 9 белые дисковидные, 3 белые шаровидные, 3 желтые дисковидные, 1 желтый шаровидный.

4.3. Сцепленное с полом наследование

1. Условия задачи: Рецессивный ген дальтонизма (цветовой слепоты) находится в Х- хромосоме. Отец девушки страдает дальтонизмом, а мать, как и все ее предки, различает цвета нормально. Девушка выходит замуж за здорового юношу.

Ответьте на вопросы:

Что можно сказать об их будущих сыновьях, дочерях?

Запишем объект исследования и обозначение генов:

Дано: Объект исследования – человек

Исследуемый признак – восприятие цвета (ген локализован в Х хромосоме):

Ген А – нормальное восприятие цвета

Ген а – дальтонизм

Найти : G (F 1 ), Ph (F 1 )

Решение. Определяем ге­нотипы родителей. Половые хромосомы женщины ХХ, мужчины – ХY . Девушка получает одну Х хромосому от матери, а одну от отца. По условию задачи ген локализован в Х хромосоме. Отец девушки страдает дальтонизмом, значит имеет генотип Х а Y , мать и все ее предки здоровы, значит ее генотип - X A X A . Каждый организм из пары аллельных генов полу­чает один - от отца, другой - от матери, значит, генотип девушки - X A Х а. Генотип ее супру­га - Х А Y , так как он здоров по условию задачи.

Запишем схему брака

Р ♀ X A Х а X ♂ Х А Y

ГX A Х а Х А Y

F 1 X A X A X A Y X A X a X a Y

Фенотип: здоровая здоровый здоровая больной

Ответ : Дочка может быть здоровой (X A X A ) или быть здоровой, но являться носителем гена гемофилии (X A X ) , а сын может как здоровым (X A Y ) , так и больным (X a Y ).

V . Задания на определение количества и типы образующихся гамет

1. Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом АА

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом аа

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом Аа

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом ААВВ

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом АаВВ

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом ААВв

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом АаВа

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом ААВВСС

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом АаВВСС

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом ААВвСС

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом ААВВСс

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом АаВвСС

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом АаВВСс

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом АаВвСс

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом Х а Х а

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом Х А Х А

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом Х а Y

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом Х А Х а

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом Х А Y

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом Х В Х В

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом Х в Y

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом Х В Х а

   Сколько типов гамет образуется у организма с генотипом Х В Y

   Какие типы гамет образует организм с генотипом АА

   Какие типы гамет образует организм с генотипом аа

   Какие типы гамет образует организм с генотипом Аа

   Какие типы гамет образует организм с генотипом ААВВ

   Какие типы гамет образует организм с генотипом АаВВ

   Какие типы гамет образует организм с генотипом ААВв

   Какие типы гамет образует организм с генотипом АаВа

   Какие типы гамет образует организм с генотипом ААВВСС

   Какие типы гамет образует организм с генотипом АаВВСС

   Какие типы гамет образует организм с генотипом ААВвСС

   Какие типы гамет образует организм с генотипом ААВВСс

   Какие типы гамет образует организм с генотипом АаВвСС

   Какие типы гамет образует организм с генотипом АаВВСс

   Какие типы гамет образует организм с генотипом АаВвСс

   Какие типы гамет образует организм с генотипом Х а Х а

   Какие типы гамет образует организм с генотипом Х А Х А

   Какие типы гамет образует организм с генотипом Х а Y

   Какие типы гамет образует организм с генотипом Х А Х а

   Какие типы гамет образует организм с генотипом Х А Y

   Какие типы гамет образует организм с генотипом Х В Х В

   Какие типы гамет образует организм с генотипом Х в Y

   Какие типы гамет образует организм с генотипом Х В Х а

   Какие типы гамет образует организм с генотипом Х В Y

   Сколько и какие типы гамет образует организм с генотипом aabb

   Сколько и какие типы гамет образует организм с генотипом Aabb

   Сколько и какие типы гамет образует организм с генотипом AaBB

   Сколько и какие типы гамет образует организм с генотипом AAbb

VI . Генетические задачи

У мышей длинные уши наследуются как доминантный признак, а короткие - как рецессивный. Скрестили самца с длинными ушами с самкой с короткими ушами. В F 1 все по­томство получилось с длинными ушами. Определить генотип самца.

(3 балла)

Сколько и какие типы гамет образует организм генотипа АаВЬСсDd ?

(3 балла)

3. Муж и жена имеют вьющиеся (А) и темные (В) волосы. У них родился ребенок с вьющимися (А) и светлыми (в) волосами. Каковы возможные генотипы родителей?

(3 балла)

При скрещивании мохнатой (А) белой крольчихи (в) с мохнатым (А) черным кроликом родилось несколько белых гладких немохнатых крольчат. Каковы генотипы родительских особей?

(5 баллов)

Голубоглазый мужчина, оба родителя которого имели карие глаза, женился на кареглазой женщине, у отца которой глаза карие, а у матери - голубые. От этого брака родился голубоглазый сын. Определите генотип всех лиц и составьте схему родословной.

(3 балла)

Ген гемофилии рецессивен и локализован в Х-хромосоме. Здоровая женщина, мать которой была здоровой, а отец был гемофиликом, вышла замуж за мужчину-гемофилика. Ка­ких детей можно ожидать от этого брака?

(5 баллов)

Скрещены 2 сорта земляники: безусая красная и безусая белая. В F 1 все усатые красные, в F 2 расщепление: 331 усатая красная, 98 усатых белых, 235 безусых красных, 88 безусых белых. Как наследуются признаки?

(б баллов)

Бежевая норка скрещена с серой. В F 1 все норки коричневые, в F 2 получилось 14 серых, 46 коричневых, 5 кремовых, 16 бе­жевых. Как наследуется признак? (6 баллов)

1. У собак черный цвет шерсти доминирует над коричневым. От скрещивания черной самки с коричневым самцом было получено 4 черных и 3 коричневых щенка. Определите гено­типы-родителей и потомства.

(3 балла)

2. У человека фенилкетонурия наследуется как рецессивный признак. Заболевание связано с отсутствием фермента, рас­щепляющего фенилаланин. Избыток этой аминокислоты в крови приводит к поражению центральной нервной системы и развитию слабоумия. Определите вероятность развития за­болевания у детей в семье, где оба родителя гетерозиготны по данному признаку.

(3 балла)

Серповидноклеточная анемия у человека наследуется как не полностью доминантный аутосомный признак. Гомозиго­ты умирают в раннем детстве, гетерозиготы жизнеспособны и устойчивы к заболеванию малярией. Какова вероятность рождения детей, устойчивых к малярии, в семье, где один из родителей гетерозиготен в отношении признака серповидноклеточной анемии, а другой нормален в отношении этого признака?

(3 балла)

У человека имеется два вида слепоты, и каждый определяется своим рецессивным аутосомным геном. Гены обоих признаков находятся в разных парах хромосом. Какова вероятность рожде­ния слепого ребенка, если отец и мать страдают одним и тем же видом слепоты, а по другой паре генов нормальны?

(4 балла)

У мух дрозофил гены, определяющие окраску тела и форму крыльев, сцеплены. Скрестили самку с нормальными крыль­ями и серым телом с самцом, имеющим черное тело и редуци­рованные крылья. В первом поколении все потомство имело серое тело и нормальные крылья. Определите генотипы ро­дителей и потомства.

(6 баллов)

У матери I группа крови, а у отца IV . Могут ли дети унаследо­вать группу крови одного из родителей?

Справка.

(3 балла)

При скрещивании двух линий тутового шелкопряда, гусеницы которых образуют белые коконы, в первом поколении все ко­коны были желтые. При последующем скрещивании гибридов во втором поколении произошло расщепление: 9 желтых коко­нов к 7 белым. Определите генотипы всех особей.

(6 баллов)

У кошек ген черной и ген рыжей окраски сцеплены с полом, находятся в Х-хромосоме и дают неполное доминирование. При их сочетании получается черепаховая окраска. От кошки черепаховой масти родилось 5 котят, один из которых оказал­ся рыжим, 2 имели черепаховую окраску и 2 были черными. Рыжий котенок оказался самкой. Определите генотип кота, а также генотипы кошки и потомства.

(5 баллов)

Голубоглазый мужчина, родители которого имели карие глаза, женился на кареглазой женщине, у отца которой были голубые глаза, а у матери - карие. Какое потомство можно ожидать от этого брака, если известно, что карий цвет - доминантный признак? Определите генотипы родителей муж­чины и женщины.

(3 балла)

У человека аллель полидактилии (6 пальцев) доминирует над нормальной пятипалой рукой. В семье, где у одного родителя шестипалая кисть, а у второго - нормальное строение кисти, родился ребенок с нормальной кистью. Определите вероятность рождения второго ребенка без аномалии,

(3 балла)

У собак короткая шерсть доминирует над длинной. Охотник купил собаку с короткой шерстью и хочет быть уверен, что она не несет аллеля длинной шерсти. Какого партнера по фенотипу и генотипу надо подобрать для скрещивания, чтобы проверить генотип купленной собаки? Составьте схе­му скрещивания. Каков должен быть результат, если собака чистопородна?

(3 балла)

У крупного рогатого скота комолость (безрогость) и черный цвет шерсти доминируют над рогатостыо и красной окрас­кой. Гены обоих признаков находятся в разных хромосомах. При скрещивании комолого черного быка с тремя красными безрогими коровами телята оказались все черные, но один из них был рогатым. Определите вероятные генотипы родите­лей и потомства.

(4 балла)

У томатов гены, определяющие высоту стебля и форму пло­дов, сцеплены, причем высокий стебель доминирует над кар­ликовостью, а шаровидная форма плодов над грушевидной. Какое потомство следует ожидать от скрещивания гетерози­готного по обоим признакам растения с карликовым, имею­щим шаровидные плоды,

(б баллов)

Родители имеют II и III группы крови, а их сын - I . Опреде­лите генотипы родителей.

Справка. Группа крови зависит от действия не двух, а трех аллельных ге­нов, обозначаемых символами А, В, 0. Они, комбинируясь в диплоидных клетках по два, могут образовать 6 ге­ нотипов (00 – 1 группа крови; АА, АО – II группа крови; ВО, ВВ – III группа крови; АВ – IV группа крови). Предполагают, что над ре­цессивным геном 0 доминирует как аллельный ген А, так и В, но А и В друг друга не подавляют.

(3 балла)

При скрещивании двух сортов ржи с белым и желтым зерном в первом поколении все растения имели зеленые зерна. При скрещивании этих зеленых гибридов между собой получили 450 зеленых, 150 желтых и 200 белых. Определите генотипы родителей и потомства. Как наследуется признак?

( б баллов)

У плодовой мухи дрозофилы белоглазость наследуется как рецессивный признак, сцепленный с Х-хромосомой. Какое потомство получится, если скрестить белоглазую самку с красноглазым самцом?

(5 баллов)

Черный цвет шерсти доминирует у собак над коричневым. Черная самка несколько раз скрещивалась с коричневым самцом. Всего родилось 15 черных и 13 коричневых щенков. Определите генотипы родителей и потомства.

(3 балла)

Одна из форм цистинурии (нарушение обмена четырех ами­нокислот) наследуется как аутосомный рецессивный признак. Однако у гетерозигот наблюдается лишь повышенное содержание цистина в моче, а у гомозигот- образование циетиновых камней в почках. Определите возможные формы проявления цистинурии у детей в семье, где один из супругов страдал этим заболеванием, а другой имел лишь повышенное содержание цистина в моче.

(3 балла)

В родильном доме перепутали двух мальчиков. Родители одного из них имеют Г и II группы крови, родители другого - II и IV . Исследования показали, что Дети имеют I и II группы крови. Определите, кто чей сын. Возможно ли это сделать наверняка при других комбинациях групп крови? Приведите примеры.

Справка. Группа крови зависит от действия не двух, а трех аллельных ге­нов, обозначаемых символами А, В, 0. Они, комбинируясь в диплоидных клетках по два, могут образовать 6 ге­нотипов (00 – 1 группа крови; АА, АО – II группа крови; ВО, ВВ – III группа крови; АВ – IV группа крови). Предполагают, что над ре­цессивным геном 0 доминирует как аллельный ген А, так и В, но А и В друг друга не подавляют.

(6 баллов)

В семье, где родители хорошо слышали и имели один гладкие волосы, а другой - вьющиеся, родился глухой ребенок с глад­кими волосами. Их второй ребёнок хорошо слышал и имел вьющиеся волосы. Какова вероятность рождения глухого ре­бенка с вьющимися волосами в этой семье, если известно, что аллель вьющихся волос доминирует над аллелем гладких; а глухота - рецессивный признак, и оба гена находятся в раз­ных хромосомах?

(5 баллов)

Сцепленный с полом ген В у канареек определяет зеленую ок­раску оперения, в - коричневую. Зеленого самца скрестили с коричневой самкой. Получено потомство: 2 коричневых самца и 2 зеленые самки. Каковы генотипы родителей?

(5 баллов)

При скрещивании двух сортов левкоя, один из которых име­ет махровые красные цветки, а второй - махровые белые, все гибриды первого поколения имели простые красные цветки, а во втором поколении наблюдалось расщепление: 68 - с мах­ровыми белыми цветками, 275 - с простыми красными, 86 - с простыми белыми и 213 - с махровыми красными цветками. Как наследуется окраска и форма цветка?

(9 баллов)

Науке известны доминантные гены, которые никогда не удавалось получить в гомозиготах, так как гомозиготное по этому гену потомство погибает на стадии зародыша. Такие «убивающие» гены называют летальными. Летальным является доминантный ген платиновой окраски у пушных лис, аллель которого – рецессивный ген, определяющий серебристую окраску зверьков. Определите, какое потомство и в каком отношении родится от скрещивания двух платиновых родителей.

(3 балла)

У фигурной тыквы белая окраска плодов А доминирует над желтой а, а дисковидная форма В - над шаровидной b . Как будет выглядеть F 1 и F 2 от скрещивания гомозиготной белой шаровидной тыквы с гомозиготной желтой дисковидной?

(4 балла)

Раннеспелый сорт овса нормального роста скрещивали с позднеспелым сортом гигантского роста. Определите, какими будут гибриды первого поколения. Каким окажется потомство от скре­щивания гибридов между собой по генотипу и фенотипу, а так­же их количественное соотношение? (Ген раннеспелости домини­рует над геном позднеспелости, ген нормального роста - над геном гигантского роста.)

(4 балла)

Какими будут котята от скрещивания черепаховой кошки с черным котом, черепаховой кошки с рыжим котом? Ген черной и рыжей масти находится в Х-хромосоме (признак цвета сцеплен с полом); ни один из них не доминирует над другим; при наличии обоих генов в Х-хромосоме окраска получается пятнистой: «черепаховой»/

(6 баллов)

Рецессивный ген дальтонизма (цветовой слепоты) находится в Х- хромосоме. Отец девушки страдает дальтонизмом, а мать, как и все ее предки, различает цвета нормально. Девушка выходит замуж за здорового юношу. Что можно сказать об их будущих сыновьях, дочерях, а также внуках обоего пола (при условии, что сыновья и дочери не будут вступать в брак с носителями гена дальтонизма)?

(6 баллов)

Голубоглазый мужчина, родители которого имели карие глаза, женился на кареглазой женщине, у отца которой глаза были го­лубые, а у матери карие. От этого брака родился один ребенок, глаза у которого оказались карими. Каковы генотипы всех упо­мянутых здесь лиц?

(3 балла)

Кровь людей подразделяют на четыре группы. Группа крови - наследственный признак, зависящий от одного гена. Ген этот имеет не две, а три аллели, обозначаемые символами А, В, 0. Лица с генотипом 00 имеют первую группу крови, с генотипом АА или АО - вторую, с генотипами ВВ и ВО - третью, а с геноти­пом АВ - четвертую (аллели А и В доминируют над аллелью 0, но друг друга не подавляют). Какие группы крови возможны у детей, если у их матери вторая группа, а у отца четвертая?

(4 балла)

Мать И. обнаружила на своем ребенке бирку с фамилией соседки по палате Н. У родителей детей были взяты анализы крови. Группы крови распределились следующим образом: И. - I , ее муж - IV , ребенок - I ; Н. - I , ее муж - I , ребенок - III .

Какой вывод из этого следует?

Справка. Группа крови зависит от действия не двух, а трех аллельных ге­нов, обозначаемых символами А, В, 0. Они, комбинируясь в диплоидных клетках по два, могут образовать 6 ге­нотипов (00 – 1 группа крови; АА, АО – II группа крови; ВО, ВВ – III группа крови; АВ – IV группа крови). Предполагают, что над ре­цессивным геном 0 доминирует как аллельный ген А, так и В, но А и В друг друга не подавляют.

(4 балла)

У дрозофилы серый цвет тела (В) доминирует над черным (в). При скрещивании серых родителей потомство оказалось так­же серым. Определите возмож­ные генотипы родителей.

(3 балла)

Напишите возможные гено­типы человека, если по феноти­пу у него:

а). большие карие глаза - ...

б) большие голубые глаза - ...

в) тонкие губы и римский нос -...

г) тонкие губы и прямой нос -…

Справка. Доминантные признаки: большие глаза, карие глаза, римский нос. Рецессивные признаки: голубые глаза, тонкие губы, прямой нос.

(4 балла)

Какие группы крови возможны у детей, если у их матери II группа крови, а у отца VI группа крови?

(3 балла)

При скрещивании двух раз­ных сортов белоцветкового ду­шистого горошка все гибридные растения Р1 оказываются красноцветковыми. Чем это объяс­нить?

(4 балла)

Справка. Синтез красного пигмента в цветке гороха происходит только при наличии двух неаллельных доминант­ных генов А и В; при отсутствии хотя бы одного из них цветок лишается красного пигмента. Эти гены локализо­ваны в негомологичных хромосомах и наследуются независимо, как при дигибридном скрещивании.

Вы приобрели кролика-самца с черной шерстью (признак доминантный), но точный генотип этого животного неизвестен. Каким образом можно узнать его генотип?

(3 балла)

Могут ли белые кролики быть нечистоплотными (гетерозиготными) по окраске шерсти?

(3 балла)

У растения дурмана пурпурная окраска цветков (А) доминирует над белой (а), колючие семенные коробочки (В) – над гладкими (в). Растение с пурпурными цветками и неколючими коробочками, скрещенное с растением с белыми цветками и колючими коробочками, образовало 320 потомков с пурпурными цветками и колючими коробочками и 312 – м пурпурными цветками и гладкими коробочками. Каковы генотипы родительских растений?

(5 баллов)

От серых крольчих и серых кроликов было получено потомство: 503 серых и 137 белых крольчат. Какой цвет шерсти является доминантным, а какой рецессивным?

(3 балла)

В стаде были коровы черной и красной масти. Бык имел черную масть. Все телята, появившиеся в этом стаде, были черными. Определите рецессивную масть. Какое потомство будет у этих телят, когда они выростут?

(4 балла)

Что можно сказать о характере наследования окраски плодов яблони при скрещивании сорта Антоновка (зеленые плоды) с сортом Уэсли (красные плоды), если все плоды гибридов, полученных от этого скрещивания, имели красную окраску? Запишите генотипы родителей и гибридов. Составьте схему наследования окраски плодов в F 1 и F 2 .

(4 балла)

В результате гибридизации растений с красными и белыми цветками все гибридные растения имели розовые цветки. Запишите генотип родительского растения. Каков характер наследования?

(4 балла)

Нормальное растение скрещено с карликовым, первое поколение – нормальное. Определите, какое будет потомство от самоопыления гибридов первого поколения.

(4 балла)

В школьный уголок живой природы принесли двух серых кроликов (самку и самца), считая их чистопородными. Но в F 2 среди их внуков появились черные крольчата. Почему?

(4 балла)

Куры с белым оперением при скрещивании между собой всегда дают белое потомство, а куры с черным оперением – черное. Потомство от скрещивания белой и черной особей, оказывается серым. Какая часть потомства от скрещивания серого петуха и курицы будет с серым оперением?

(4 балла)

Отец и сын-дальтоники, а мать различает цвета нормально. От кого сын уцнаследовал ген дальтонизма?

(4 балла)

При скрщивании чистой линии мышей с коричневой шерстью с чистой линией мышей с чистой линией мышей с серой шерстью получаются потомки с коричневой шерстью. ВF 2 от скрещивания между этими мышами F 1 получаются коричневые и серые мыши в соотношении 3:1. Дайте полное объяснение этим результатам.

(3 балла)

Две черные самки мыши скрещивались с коричневым самцом. Одна самка дала 20 черных и 17 коричневых потомков, а другая – 33 черных. Каковы генотипы родителей и потомков?

(4 балла)

При скрещивании между собой растений красноплодной земляники всегда получаются растения с красными плодами, а белоплодной – с белыми. В результате скрещивания обоих сортов получаются розовые ягоды. Какое потомство получится при опылении красноплодной земляники пыльцой растения с розовыми ягодами?

(5 баллов)

Фенилкетонурия (нарушение обмена аминокислоты – фенилаланина) наследуется как рецессивный признак. Муж гетерозиготен по гену фенилкетонурии, а жена гомозиготна по доминантному аллелю этого гена. Какова вероятность рождения у них больного ребенка?

(4 балла)

Окрска цветков у ночной красавицы наследуется по промежуточному типу, а высота растения доминирует над карливковостью. Произведено скрещивание гомозиготного растения ночной красавицы с красными цветами, нормальным ростом и растения, имеющего белые цветы, карликовый рост. Какими будут гибриды первого и второго поколения? Какое расщепление будет наблюдаться во втором поколении по каждому признаку в отдельности?

(5 баллов)

Отец и мать здоровы, а ребенок болен гемофилией. Какой пол у ребенка?

(4 балла)

У кошек короткая шерсть доминирует над длинной шерстью. Длинношерстная кошка при скрещивании с короткошерстным котом принесла трех короткошерстных и двух длинношерстных котят. Определите генотипы родительских и гибридных форм.

(4 балла)

Какое потомство следует ожидать от брака мужчины дальтоника и здоровой женщины, отец которой страдал дальтонизмом?

(5 баллов).

Творческий уровень

Все задачи по генетике можно классифицировать по двум ос­новным критериям: А) по типу наследования; Б) по вопросу задачи (то есть тому, что необходимо найти или определить). На основании задач вариантов 1-4, а также рекомендованной учителем литературы составьте классификацию генетичес­ких задач по каждому из указанных критериев. (20 баллов). Для каждого класса задач составьте и решите пример зада­чи (40 баллов) . Во избежание биологических ошибок, лучше всего для задач брать выдуманные организмы и признаки. (Примеры задач с выдуманными организмами и признаками смотри ниже.) Предложите свой критерий классификации генетических задач.

(5 баллов).

У альдебаранского ноздрохвоста аллель, определяющий 3 ноз­дри, неполно доминирует над аллелем, определяющим одну ноздрю. Сколько ноздрей на хвосте может быть у детенышей, если у обоих родителей по 2 ноздри.

(3 балла)

Безмозглая женщина, отец и мать которой также были без­мозглые, вышла замуж за безмозглого мужчину. У них родил­ся ребенок, имеющий мозг. Предложите не менее 2-х вариан­тов наследования данного признака.

(6 баллов)

В семье сумчатых микроцефалов у гетерозиготной квадратноголовой саблезубой самки и треугольноголового нормальнозубого самца появилось на свет 83 квадратноголовых саблезубых, 79 треугольноголовых нормальнозубых, 18 треугольноголовых саблезубых и 17 квадратноголовых нормаль­нозубых микроцефалят. Определите, как наследуются при­знаки.

(9 баллов)

Самка париоголовой выпухоли со ртом на животе и длинным яйцекладом скрестилась с самцом, имеющим рот на спине и короткий яйцеклад. Самка отложила яйца на астероиде, съе­ла самца и улетела. Из яиц вылупились детеныши со ртами на животе и длинным яйцекладом. Они беспорядочно скрещи­вались между собой, итогом чего стало появление на свет 58 самок со ртом на животе и длинным яйцекладом, 21 самки со ртом на животе и коротким яйцекладом, 29 самцов со ртом на животе и длинным яйцекладом, 11 самцов со ртом на животе и коротким яйцекладом, 9 самцовхо ртом на спине и коротким яйцекладом и 32 самца со ртом на спине и длинным яйцекла­дом. Определите, как наследуются признаки.

(12 баллов)

VII . Список использованных источников

Анастасова Л.П. Самостоятельные работы учащихся по общей биологии: Пособие для учителя. М.: Просвещение, 1989 - 175 с.

Биология: 1600 задач, тестов и проверочных работ для школьников и поступающих в вузы/ Дмитриева Т.А., Гуленков С.И., Суматихин С.В. и др. – М.: Дрофа, 1999.-432 с.

Борисова, Л.В. Тематическое и поурочное планирование по биологии: 9 кл.: кучебнику,Мамонтова С.Г., ., Захарова В.Б, Сонина Н.И. «Биология. Общие закономерности. 9 класс»: Метод. пособие/Борисова Л.В. – М.:Издательство «Экзамен», 2006. – 159 с.

Козлова Т.А. Тематическое и поурочное планирование по биологии к учебнику Каменского А.А, Криксунова Е.А, Пасечника В.В «Общая биология: 10-11 классы». – М.: Издательство «Экзамен», 2006. – 286 с.

Красновидова С.С. Дидактические материалы по общей биологии: 10-1 кл.: Пособие для учащихся общеобразоват. Учреждений/ Красновидова С.С, Павлов С.А, Хватов А.Б. – М.: Просвещение, 2000. – 159 с.

Ловкова Т.А. Биология. Общие закономерности. 9 класс: Методическое пособие к учебнику Мамонтова С.Г., Захарова В.Б, Сонина Н.И. «Биология. Общие закономерности. 9 класс»/ Ловкова Т.А., Сонин Н.И. – М.;Дрофа, 2003. – 128 с.

Пепеляева О..А., Сунцова И.В. Поурочные разработки по общей биологии: 9 класс. – М.: BAKO , 2006. – 464 с.

Сухова Т.С. Оющая биология. 10-11 кл.: рабочая тетрадь к учебникам «Общая биология. 10 класс» и «Общая биология. 11 класс»/ Сухова Т.С, Козлова Т.А, Сонин Н.И; под редакцией Захарова В.Б. – М.: Дрофа, 2006. -171 с.