Sådan løses problemer i genetik på biologi?

Undersøgelsen af ​​de grundlæggende love om arvelighed ogorganismernes variabilitet er en af ​​de sværeste, men meget lovende opgaver, der står over for moderne naturvidenskab. I denne artikel vil vi overveje både de grundlæggende teoretiske begreber og postulater af videnskab, og vi vil forstå, hvordan man løser problemer i genetik.

Hastigheden af ​​at studere loven om arvelighed

To af de vigtigste grene af moderne videnskab -medicin og avl - udvikler sig takket være genetiske forskeres forskning. Den selvsamme biologiske disciplin, hvis navn blev foreslået i 1906 af den engelske videnskabsmand W. Betsonom, er ikke så meget teoretisk som praktisk. Alle, der beslutter sig for alvor forstå den mekanisme af arv af forskellige egenskaber (såsom øjenfarve, hår, blod), vil først nødt til at lære lovene i arvelighed og variation, samt finde ud af at løse problemerne med human genetik. Det er præcis det, vi skal gøre.

Grundlæggende begreber og vilkår

Hver industri har en specifik, kun deniboende, et sæt grundlæggende definitioner. Hvis vi taler om den videnskab, som studerer de processer af overførsel af arvelige egenskaber, vi forstår følgende vilkår ved sidstnævnte: genet, genotype, fænotype, forældrefuglene, hybrider, kønsceller, og så videre. Med hver af dem vi møder, når vi lære reglerne, fortæller os, hvordan man løser problemer i biologi, genetik. Men i starten vil vi studere den hybridologiske metode. Det er trods alt det, der underbygger genetisk forskning. Det blev foreslået af den tjekkiske naturalist G. Mendel i det 19. århundrede.

Hvordan er tegnene arvet?

Overføringsmønstrene af organismens egenskaber varopdaget af Mendel takket være de eksperimenter, han gennemførte med den velkendte plante-ært-inokulum. Hybridmetoden er en krydsning af to enheder, som adskiller sig fra hinanden med et par egenskaber (mono-hybrid kryds). Hvis eksperimentet involverer organismer, der har flere par alternative (modsatte) træk, så taler de om polyhybrid parring. Forskeren foreslog følgende form for registrering af hybridiseringen af ​​to ærter, der afviger i frøets farve. A - gul maling, og - grøn.

I denne post F1 - hybrider af den første (I) generation. De er alle helt ensartede (identiske), da de indeholder et dominerende gen A, der styrer frøens gule farve. Ovennævnte indgang svarer til den første Mendelske lov (F1 hybrider ensartethed regel). Kendskab til det forklarer eleverne hvordan man løser problemer i genetik. Grade 9 har et biologi program, hvor den hybridologiske metode til genetisk forskning er undersøgt i detaljer. Den betragter også den anden (ІІ) regel af Mendel, kaldet splittelsesloven. Ifølge det, hybriderne F2, opnået ved at krydse to første generation hybrider med hinanden, en opdeling i forholdet 3 til 1 fænotype og genotype 1 a og 2 til 1.

Ved hjælp af ovenstående formler vil du forstå,hvordan man løser problemer i genetik uden fejl, hvis deres forhold kan anvendes først eller allerede kendte II Mendels lov, da der opstår passage, når den komplette dominans af et af generne.

Loven om uafhængig kombination af tilstandsegenskaber

Hvis forældrene adskiller sig i to paralternative tegn, for eksempel farvning af frø og deres form, i planter som ærter, så i løbet af genetisk krydsning er det nødvendigt at bruge Pinnet gitteret.

Absolut alle hybrider, der er de førstegeneration, adlyd Mendel's ensartethed regel. Det vil sige, de er gule, med en glat overflade. Fortsat at krydse mellem planterne fra F1, vi får hybrider af anden generation. For at finde ud af at løse problemer på genetik, 10. klasse i biologi klasse bruger rekord to-hybrid parring, anvende formlen for at opdele fænotypisk 9: 3: 3: 1. Forudsat at generne er placeret i forskellige par, kan du bruge Mendels tredje postulat - loven om uafhængige kombinationer af karakteristiske tilstande.

Hvordan er blodgrupper arvet?

Mekanismen for transmission af en sådan funktion som en gruppeblod hos mennesker, svarer ikke til de love, som vi undersøgte tidligere. Det vil sige, at han ikke adlyder Mendel's første og anden love. Dette forklares ved, at et sådant tegn som blodgruppen ifølge jordsteinerforskningen styres af tre alleler af gen I: A, B og 0. Følgelig vil genotyperne være:

• Den første gruppe er 00.
• Den anden er AA eller A0.
• Den tredje gruppe er BB eller B0.
• Den fjerde er AB.

Gene 0 er en recessiv allel til gener A og B. Og den fjerde gruppe er resultatet af kodifikation (den gensidige tilstedeværelse af gener A og B). Det er denne regel, der skal tages i betragtning for at kunne vide, hvordan man løser genetiske opgaver på blodgrupper. Men det er ikke alt. For at etablere genotyper af børn af blodgrupper, født af forældre med forskellige grupper, bruger vi nedenstående tabel.

Teorien om Morgan's arvelighed

Lad os vende tilbage til afsnittet af vores artikel "Lovuafhængig kombination af tilstande af attributter ", hvor vi undersøgte hvordan man løser problemer i genetik. Dihybrid indlæg, som gør III Mendel lov, som den er underlagt, er anvendelig til allele gener, homologe kromosomer er i hvert par.

I midten af ​​det 20. århundrede, den amerikanske genetiske videnskabsmand T. Morgan viste sig at de fleste tegn er kontrolleret af gener, som er placeret på samme kromosom. De har et lineært arrangement og danner koblingsgrupper. Og deres tal er lig med det haploide sæt af kromosomer. I processen med meiose, hvilket fører til dannelse af kønsceller, kønsceller kommer ikke enkelte gener, tænkte han Mendel, og hele deres komplekser, kaldet Morgan kobling grupper.

Crossover

Under profasen I (den kaldes også den førsteopdeling af meioser) mellem interne kromatider af homologe kromosomer, udveksling af steder (lukus) finder sted. Dette fænomen har fået navnet på krydsning. Det er underlagt arvelig variabilitet. Krydsning er især vigtigt for at studere de sektioner af biologi, der beskæftiger sig med undersøgelsen af ​​arvelige menneskersygdomme. Ved anvendelse af de postulater, der fremgår af kromosomteorien om Morgan's arvelighed, vil vi definere en algoritme, der besvarer spørgsmålet om, hvordan man løser problemer i genetik.

Kønsrelaterede arve sager eret specielt tilfælde af overførende gener, som er placeret på samme kromosom. Afstanden, som findes mellem generne i koblingsgrupperne, udtrykkes som en procentdel - morganider. Og adhæsionen mellem disse gener er direkte proportional med afstanden. Derfor forekommer krydsning ofte mellem gener, som ligger langt fra hinanden. Overvej fænomenet konkateneret arv mere detaljeret. Men i begyndelsen vil vi huske, hvilke elementer af en arvelighed der er ansvarlige for seksuelle attributter af organismer.

Seks kromosomer

I den menneskelige karyotype har de en specifikstruktur: hos kvinder præsenterede de samme to X-kromosomer, mens mænd i seksuelle par, ud over X-kromosomet, er der også en U-versionen, featuring både i form og i et sæt af gener. Dette betyder, at det ikke er homologt til X-kromosomet. Sådanne arvelige menneskelige sygdomme som hæmofili og farveblindhed stammer fra "brud" af individuelle gener i X-kromosomet. For eksempel fra et ægteskab af en hæmofili med en sund mand, kan dette afkom være født.

Det ovennævnte kursus af genetisk krydsningbekræfter faktumet af adhæsionen af ​​genet, som styrer blodproppen i sexkromosomet. Disse videnskabelige oplysninger bruges til at lære eleverne de metoder, der bestemmer hvordan man løser problemer i genetik. Den 11. klasse har et program i biologi, hvor sådanne sektioner som "genetik", "medicin" og "human genetik" overvejes i detaljer. De giver eleverne mulighed for at studere arvelige menneskersygdomme og kende årsagerne til deres forekomst.

Interaktion af gener

Overførsel af arvelige træk er en procesret kompliceret. Ovenstående ordninger bliver kun klare, hvis de studerende har et grundlæggende minimum af viden. Det er nødvendigt, fordi det giver mekanismer, der svarer på spørgsmålet om, hvordan man lærer at løse problemer i biologi. Genetik undersøger formerne for geninteraktion. Dette er polymeren, epistasen, komplementariteten. Lad os tale om dem mere detaljeret.

Eksemplet om arvelighed i en person eren illustration af denne type interaktion som komplementaritet. Høringen styres af to par forskellige gener. Den første er ansvarlig for den normale udvikling af cochlea i det indre øre, og det andet er ansvarligt for funktionen af ​​den auditive nerve. I ægteskabet med døve forældre, der hver er en recessiv homozygot for hver af de to par gener, fødes børn med normal hørelse. I deres genotype er der både dominerende gener, der styrer den normale udvikling af høreapparatet.

pleiotropi

Dette er et interessant tilfælde af geninteraktion medsom afhænger af en fænotype til stede i genotypen, den fænotypiske manifestation af flere funktioner på én gang. For eksempel i vestlige Pakistan er der fundet menneskelige populationer af nogle repræsentanter. De har ingen svedkirtler i visse områder af kroppen. Samtidig blev sådanne personer diagnosticeret med fraværet af nogle molarer. De kunne ikke danne sig i processen med ontogenese.

Hos dyr, for eksempel karakul får,der er et dominerende W-gen, der kontrollerer både pelsfarven og den normale udvikling af maven. Overvej hvordan W-genet er arvet, når to heterozygote indbyrdes krydses. Det viser sig, at ¼ af lammene, der har genotypen af ​​WW, dør på grund af uregelmæssigheder i udviklingen af ​​maven. Samtidig ½ (med grå pels) heterozygote og levedygtig, og ¼ - er individer med sort pels og normal udvikling af maven (deres genotype WW).

Genotype - hele systemet

Multipel virkning af gener, polyhybridkrydsning, fænomenet forbundet arv tjener som et ubestrideligt bevis på, at aggregatet af gener af vores organisme er et integreret system, selvom det er repræsenteret af individuelle gen alleler. De kan arves i henhold til Mendel-loven, uafhængigt eller af loci, der er knyttet i henhold til postordene fra Morgan's teori. I betragtning af de regler, der er ansvarlige for, hvordan man løser problemer i genetik, var vi overbeviste om, at fænotypen af ​​en hvilken som helst organisme dannes under påvirkning af både allele og ikke-alleliske gener, der påvirker udviklingen af ​​en eller flere karakteristika.