Jak řešit problémy v genetice na biologii?

Studium základních zákonů dědičnosti a variability organismů je jedním z nejtěžších, ale velmi slibných úkolů, kterým čelí moderní přírodní vědy. V tomto článku budeme uvažovat jak o základních teoretických konceptech, tak o postulátech vědy a pochopíme, jak řešit problémy v genetice.

Naléhavost studia zákonů dědičnosti

Dvě z nejdůležitějších odvětví moderní vědy - medicíny a chovu - se vyvíjejí díky výzkumu genetických vědců. Stejná biologická disciplína, jejíž název byl navržen v roce 1906 anglickým vědcem U. Betsonem, není tak teoretický, jak praktický. Každý, kdo se rozhodne vážně pochopit mechanismus dědičnosti různých vlastností (jako je barva očí, vlasů, krve), by nejprve musel naučit zákony dědičnosti a odchylek, jakož i údaj o tom, jak řešit problémy genetiky člověka. To je přesně to, co uděláme.

Základní pojmy a pojmy

Každá pobočka má specifický, pouze inherentní soubor základních definic. Pokud mluvíme o vědě, která studuje procesy přenosu dědičných vlastností, chápeme tyto termíny od druhé: gen, genotyp, fenotyp, mateřská ptáky, hybridy, gamety, a tak dále. Každému z nich se setkáme, když budeme studovat pravidla vysvětlující, jak řešit biologické problémy v genetice. Ale na začátku budeme studovat hybridní metodu. Koneckonců je to ten, kdo je základem genetického výzkumu. To bylo navrženo českým přírodovědcem G. Mendelem v 19. století.

Jak jsou dědičná znamení?

Vzorky přenosu vlastností organismu byly objeveny Mendel, díky experimentům, které provedl s široce známým rostlinným inokulem. Hybridní metoda je křížení dvou jednotek, které se navzájem liší jednou dvojicí charakteristik (monohybridní kříže). Pokud experiment zahrnuje organismy, které mají několik párů alternativních (opačných) znaků, pak hovoří o polyhybridním páření. Vědec navrhl následující formu záznamu průběhu hybridizace dvou hrachových rostlin, které se liší barvou semen. A - žlutá barva a - zelená.

V tomto záznamu F1 - hybridy první (I) generace. Všechny jsou naprosto jednotné (identické), protože obsahují dominantním genem A, kontrolující žlutou barvu semen. Výše uvedený záznam odpovídá prvnímu Mendelův zákon (Pravidlo jednotnosti hybridů F1). Znalosti vysvětlují studentům, jak řešit problémy v genetice. Stupeň 9 má biologický program, v němž je podrobně studována hybridní metoda genetického výzkumu. Zvažuje také druhé (II) pravidlo Mendel, nazvané zákon rozštěpení. Podle něj jsou hybridy F2, získané křížením dvě první generace hybridů mezi sebou, na rozdělení v poměru 3-1 fenotyp a genotyp 1 a a 2 až 1.

Použitím výše uvedených vzorců pochopíte, jak řešit problémy v genetice bez chyb, jestliže za jejich podmínek můžete použít první nebo již známý II Mendelův zákon, vzhledem k tomu, že křížení nastane na plná nadvláda jeden z genů.

Zákon o nezávislé kombinaci stavů vlastností

Pokud se rodiče liší ve dvou párech alternativních vlastností, například barvení semen a jejich tvaru v rostlinách, jako je hrách, V průběhu genetického přechodu je nutné použít Pinnetovou mřížku.

Absolutně všechny hybridy, které jsou první generací, dodržují pravidlo uniformity Mendel. To znamená, že jsou žluté, s hladkým povrchem. Pokračujeme v překlápění rostlin z F1, získáváme hybridy druhé generace. Chcete-li zjistit, jak řešit problémy na genetice, 10. stupeň v biologii třídy používá záznam dvou-hybridní páření, použitím vzorce rozštěpení fenotypově 9: 3: 3: 1. Pokud jsou geny umístěny v různých dvojicích, můžete použít třetí postulát Mendelu - zákon nezávislých kombinací stavů charakteristik.

Jak se dědí krevní skupiny?

Mechanismus přenosu takového prvku jako krevní skupiny v osobě neodpovídá zákonům, které jsme předtím zkoumali. To znamená, že neposlouchá první a druhé zákony Mendela. To je vysvětleno tím, že takové označení jako krevní skupina je podle výzkumů Landsteiner řízeno třemi alelami genu I: A, B a 0. Proto budou genotypy:

• První skupina je 00.
• Druhý je AA nebo A0.
• Třetí skupina je BB nebo B0.
• Čtvrtý je AB.

Gene 0 je recesivní alela pro geny A a B. A čtvrtá skupina je výsledkem kódování (vzájemná přítomnost genů A a B). Toto pravidlo musí být vzato v úvahu, aby bylo možné vědět, jak řešit genetické úkoly na krevních skupinách. Ale to není všechno. Pro stanovení genotypů dětí podle krevní skupiny, která se narodila z rodičů s různými skupinami, používáme následující tabulku.

Teorie Morganovy dědičnosti

Vraťme se k části našeho článku "Zákon o nezávislé kombinaci stavů znaků", ve kterém jsme zkoumali, jak řešit problémy v genetice. Dihybridní kříž, stejně jako třetí zákon Mendel, kterému se řídí, je použitelný pro alelické geny, které jsou v homologních chromozomech každého páru.

V polovině 20. století americký genetický vědec T. Morgan prokázal, že většina vlastností je řízena geny, které se nacházejí na stejném chromozomu. Mají lineární uspořádání a tvoří skupiny spojky. A jejich počet se rovná haploidnímu souboru chromozomů. V procesu meiózy, což vede k tvorbě gamet, pohlavní buňky pocházejí ne jednotlivé geny, myslel Mendel, a celý jejich komplexů, tzv Morgan spojkové skupiny.

Překročení

Během profáze I (nazývá se také první rozdělení meiózy) mezi interními chromatidy homologních chromozomů dochází k výměně míst (lucus). Tento jev dostal název překračování. Podstatou je dědičná variabilita. Překročení je zvláště důležité pro studium úseků biologie zabývajících se výzkumem dědičných lidských nemocí. Použitím postulátů uvedených v chromozomové teorii Morganovy dědičnosti definujeme algoritmus, který odpovídá na otázku, jak řešit problémy v genetice.

Sexuálně spojené dědičné případy jsou zvláštním případem přenosu genů, které se nacházejí na stejném chromozomu. Vzdálenost, která existuje mezi geny ve skupinách spojky, je vyjádřena jako procento - morganidy. A adheze mezi těmito geny je přímo úměrná vzdálenosti. Proto dochází k přecházení často mezi geny, které se nacházejí daleko od sebe. Zvažte fenomén zřetězeného dědictví podrobněji. Ale na začátku si vzpomeneme, jaké prvky dědičnosti jsou zodpovědné za sexuální atributy organismů.

Sexuální chromozomy

V lidském karyotypu mají specifickou strukturu: V ženy představila stejné dva X chromozómy, zatímco muži v sexuální pár, kromě X chromozóm, tam je také U-verzi, kde najdete jak ve formě a v souboru genů. To znamená, že není homologní s X chromozómem. Tyto dědičné lidských onemocnění, jako je hemofilie, a barevná slepota vznikají v důsledku „lámání“ jednotlivých genů na X chromozomu. Například nositel manželství hemofilie s zdravého člověka se může narodit v potomstvu.

Výše zmíněný průběh genetického křížení potvrzuje skutečnost, že gen, který kontroluje srážení krve, přilne k chromozómu sexu X. Tyto vědecké informace slouží k tomu, aby studenti učil metody, které určují, jak řešit problémy v genetice. 11. ročník má program v biologii, v němž jsou podrobně zváženy takové části jako "genetika", "medicína" a "lidská genetika". Umožňují studentům studovat dědičné lidské nemoci a seznámit se s důvody jejich výskytu.

Interakce genů

Přenos dědičných znaků je složitý proces. Výše uvedené schémata jsou zřejmé pouze tehdy, mají-li studenti základní znalosti. Je to nezbytné, protože poskytuje mechanismy, které odpovídají na otázku, jak se naučit řešit problémy v biologii. Genetika zkoumá formy genové interakce. Jedná se o polymer, epistázu, komplementaritu. Mluvme o nich podrobněji.

Příklad dědičnosti sluchu u osoby je příkladem tohoto typu interakce, jako je komplementarita. Slyšení je řízeno dvěma páry různých genů. První je zodpovědný za normální vývoj kochlery vnitřního ucha a druhý je zodpovědný za fungování sluchového nervu. V manželství hluchých rodičů, z nichž každý je recesivní homozygote pro každou ze dvou párů genů, se rodí děti s normálním sluchem. Ve svém genotypu existují oba dominantní geny, které kontrolují normální vývoj sluchadla.

Pleiotropie

Jedná se o zajímavý případ genové interakce, ve kterém fenotypová manifestace několika vlastností závisí na jednom genu přítomném v genotypu. Například v západním Pákistánu byla nalezena lidská populace některých zástupců. Nemají potní žlázy v určitých oblastech těla. Současně byli u takových lidí diagnostikováni absence některých molárů. Nemohou se tvořit v procesu ontogeneze.

U zvířat, například u ovcí Karakul, existuje dominantní gen W, který kontroluje jak barvu srsti, tak normální vývoj žaludku. Zvažte, jak je gen W vrozený, když jsou překročeny dva heterozygotní jedinci. Ukázalo se, že v jejich potomcích Frac14-jehňata, mající genotyp WW, zemřou kvůli abnormalitám ve vývoji žaludku. V tomto případě, frac12- (se šedou srstí) jsou heterozygotní a životaschopné a frac14- jsou jedinci s černou srstí a normálním vývojem žaludku (jejich genotyp je WW).

Genotyp - celý systém

Několik účinky genů poligibridnoe křížení, jev spojený dědičnost sloužit jako dostatečný důkaz o tom, že sada genů v našem těle je kompletní systém, i když je reprezentován jednotlivých alel genů. Mohou být zděděny podle zákonů Mendela, nezávisle nebo místy, spojených podle postulátů Morganovy teorie. S ohledem na pravidla odpovědné za způsob, jak řešit problémy v genetice, jsme zjistili, že fenotyp jakéhokoliv organismu je ovlivněn obou alelách, a neallických genů, ovlivnění vývoje jednoho nebo více příznaků.