Слайд 1Введение в генетику. Закономерности наследования на организменном уровне
Слайд 2План лекции:
Периоды в развитии генетики
Закономерности наследования при моно- и полигибридном
скрещивании
Виды взаимодействия аллельных генов Взаимодействие групп крови
Множественное действие генов. Множественный
аллелизм
Виды взаимодействия неаллельных генов
Слайд 3Генетика (Уильям Бэтсон, 1906г.)
Наука о закономерностях наследственности и изменчивости
от
латинского genetikos – относящийся к происхождению, рождению
Слайд 4Задачи генетики
1) выяснение механизмов хранения и передачи генетической информации от
родительских форм к дочерним;
2) уточнение механизма реализации этой информации
в виде признаков и свойств организмов в процессе их индивидуального развития под контролем генов и влиянием условий внешней среды;
3) определение типов, причин и механизмов изменчивости всех живых существ;
4) изучение взаимосвязи процессов наследственности, изменчивости и отбора как движущих факторов эволюции органического мира.
Слайд 5Методы современной генетики
гибридологический, цитогенетический, биохимический, генеалогический, близнецовый, мутационный и др.
центральное
место принадлежит гибридологическому методу. Этот метод позволяет анализировать закономерности наследования
и изменчивости отдельных признаков и свойств организма при половом размножении, а также изменчивость генов и их комбинирование.
Слайд 6Периоды в развитии генетики
I период 1900-1912 гг. – период переоткрытия
законов Менделя
1865 г. основные законы генетики Г.Менделем
1900 г. переоткрытие
законов Г. де Фриз, К. Корренс и Э. Чермак
1906 г. название науки ГЕНЕТИКА У. Бэтсон
1909 г. введены понятия: ген, генотип, фенотип В. Иоганнсен
Слайд 7Периоды в развитии генетики
II период 1912-1925 гг. школа Т.Моргана
создание и
утверждение хромосомной теории наследственности американского генетика Т. Моргана (1861-1945) и
трёх его учеников – А. Стертеванта, К. Бриджеса, Г. Меллера, проведённые на плодовой мушке дрозофиле.
1913 г. Создание первой карты одной из хромосом дрозофилы А. Стертевантом
доказан хромосомный механизм определения пола Т. Морганом и Э. Вильсоном
Слайд 8Периоды в развитии генетики
III период 1925-1940 гг. исследование мутаций (Г.Меллер,
Г.Филиппов, Н.Вавилов)
1925 г. были получены первые искусственные мутации в СССР
Г.А.Надсоном и Г.С.Филипповым в опытах по облучению дрожжей радием
1927 г. Опыты Г. Меллера по воздействию на дрозофилу рентгеновских лучей
1927 – 1940 гг. обнаружение мутагенного действия УФО и химических веществ
Слайд 9Периоды в развитии генетики
IV период 1941-1955 гг. исследование структуры ДНК
Изучение
биохимических процессов, лежащих в основе формирования наследственных признаков разных организмов,
привело к важному обобщению, сделанному американскими генетиками Дж. Бидлом и Э.Тэтумом, согласно которого всякий ген определяет синтез в организме одного фермента
1944 г. Американский генетик О.Эвери выяснил природу генетической трансформации у бактерий
1953 г. расшифровка строения молекулы ДНК Дж.Уотсоном и Ф.Криком
Достигнуты успехи в изучении наследственных болезней человека
Слайд 10Периоды в развитии генетики
V период 1953г … развитие молекулярной генетики
Была открыта структура ДНК (Дж. Уотсон),
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,
Развивается генная инженерия
Слайд 11Основные термины генетики
Единица наследственности - ген – отрезок молекулы ДНК,
который занимает в хромосоме определенный локус
Локус – участок хромосомы, в
кот нах ген
Признак – это физиологические, морфологические, биохимические и др. свойства организма, по которым он отличается от других
Альтернативные признаки – взаимоисключающие признаки (противоположные)
Слайд 12Основные термины генетики
Гомозиготный организм – организм, у которого в обеих
гомологичных хромосомах находятся одинаковые аллельные гены, дает один сорт гамет.
Гетерозиготный
организм – организм, у которого в обеих гомологичных хромосомах находятся различные аллельные гены и образуется два типа гамет по данному признаку.
Генотип – совокупность всех генов одного организма.
Фенотип – совокупность всех признаков и свойств организма. Фенотип развивается на генетической основе в результате взаимодействия организма с условиями внешней среды.
Слайд 13
Грегор Мендель (1822—1884) открыл основные законы наследования признаков в результате
исследований, проведенных на горохе (Pisum sativum) в 1856—1863 г.г. Свои
результаты он доложил в 1865 году и опубликовал в 1866 году.
Слайд 14Скрещивание, в котором родительские особи анализируются по одной паре альтернативных
признаков называется моногибридным, по двум – дигибридным, по трем и
более – полигибридным.
Слайд 15Законы Менделя:
I закон единообразия гибридов первого поколения: При скрещивании гомозиготных
особей, которые отличаются друг от друга по одной паре альтернативных
признаков, все потомство будет единообразно как по фенотипу, так и по генотипу
Слайд 16II закон расщепления
при скрещивании гибридов первого поколения между собой в
потомстве наблюдается расщепление по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1.
Слайд 17III закон чистоты гамет
аллельные гены, находясь в гетерозиготном состоянии не
сливаются, не разбавляются и не изменяют друг друга
Слайд 18IV закон независимого комбинирования признаков
при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся друг
от друга двумя и более парами альтернативных признаков, во втором
поколении наблюдается независимое наследование признаков. В результате появляются гибридные формы, несущие признаки в сочетаниях, не свойственных родительским особям
Слайд 19Признаки, наследуемые по законам Менделя называются менделирующими
Доминантные – карие
глаза, темные волосы, наличие веснушек, ямочки на щеках, праворукость, положительный
резус фактор, нормальная свертываемость крови, полидактилия и др.
Рецессивные – голубые глаза, светлые волосы, отрицательный резус фактор, нормальное строение конечности, дальтонизм и т.д.
Слайд 20Анализирующее скрещивание
Анализирующее скрещивание заключается в том, что особь, генотип которой
неясен, но должен быть выяснен, скрещивается с рецессивной формой
Если от
такого скрещивания все потомство окажется однородным, значит анализируемая особь гомозиготна.
Если от такого скрещивания произойдет расщепление, значит анализируемая особь гетерозиготна.
Слайд 21Аллельные гены – гены, расположенные в одном и том же
локусе (месте) гомологичных (парных) хромосом и отвечающие за развитие альтернативных
признаков.
Виды взаимодействия:
1 – полное доминирование
2 – неполное доминирование
3 – сверхдоминирование
4 – кодоминирование
Слайд 22Полное доминирование
Полное доминирование – такое взаимодействие, при котором проявление доминантного
аллеля А не зависит от присутствия аллеля а, а проявление
рецессивного аллеля возможно лишь в гомозиготном состоянии. Иначе говоря ген А полностью подавляет ген а
Пример: ген карих
глаз полностью
перекрывает ген голубых глаз
Слайд 23Неполное доминирование
Неполное доминирование – такое взаимодействие, при котором доминантный ген
не полностью подавляет рецессивный. Развитие признака зависит от дозы доминантного
аллеля. У гетерозигот признак проявляется частично, тогда как у доминантных гомозигот полностью
Слайд 24Сверхдоминирование
Сверхдоминирование – у доминантного аллеля в гетерозиготном состоянии отмечается более
сильное проявление, чем в гомозиготном состоянии
Пример: ген крупной масти у
рыб проявляется в гетерозиготном состоянии больше (рыбы крупнее), чем в гомозиготном (рыбы средней величины)
Слайд 25Кодоминирование
Кодоминирование – такое взаимодействие, при котором оба гена из аллельной
пары проявляют себя в равной степени доминантными, в результате у
гетерозигот появляются новые свойства, не похожие на свойства родителей
Пример: наследование групп крови. Ген группы крови А и ген группы крови В совместно в генотипе дают 4 группу крови АВ
Слайд 26Генетические маркеры крови человека
Слайд 27Наследовании групп крови по системе М N, открытой в 1927
году. Эта система определяется двумя аллелями: IМ, IN. Оба
аллеля кодоминантны.
Генотипы:
IМ IМ (в фенотипе фактор М)
IN IN (в фенотипе фактор N)
IМ IN (в фенотипе фактор М и N)
Слайд 28Резус - фактор и резус - конфликт
В 1940г. у макаки-резус
из эритроцитов выделили антиген, получивший название резус-фактор.
85% европейцев резус-положительны,
15% - резус-отрицательны.
Резус-конфликт - несовместимость крови по резус-фактору между резус-отрицательной (Rh−) матерью и резус-положительным (Rh+) ребенком.
Слайд 29множественное действие генов
Плейотропия – такое явление, когда один ген отвечает
за развитие нескольких признаков.
Пример: ген арахнодактилии (паучьи пальцы) или
болезнь Марфана вызывает нарушение развития соединительной ткани и оказывает влияние на развитие нескольких признаков: нарушение в строении хрусталика глаза, аномалии в строении сердечно-сосудистой системы, суставов и т.д.
Слайд 30множественный аллелизм
Взаимодействие нескольких пар аллельных генов, отвечающих за развитие одного
признака
Данный вид взаимодействия наблюдается при наследовании групп крови, резус фактора
(С, Д, Е гены), структуры гемоглобина
Слайд 31Модифицирующее действие генов
Действие одного гена может усиливать (интенсификатор) или ослаблять
(супрессор) действие другого гена
Слайд 32Неаллельные гены
гены находящиеся в разных хромосомах, но отвечающие за развитие
одного признака
Виды взаимодействия: комплементарность, эпистаз, полимерия
Слайд 33Комплементарность
Комплементарность - взаимодополняющие гены, при взаимодействии которых (обычно доминантных) формируется
признак.
А+В = эффект (признак)
Расщепление при комплементарном взаимодействии может быть:
9:7, 9:3:3:1, 9:6:1
Слайд 34Эпистаз
Эпистаз – это форма взаимодействия, при которой один ген подавляет
действие другого из другой неаллельной пары. Ген подавитель может быть
доминантным и рецессивным.
Расщепление: 13:3, 12:3:1, 9:3:4
Слайд 35Полимерия
Полимерия – такое взаимодействие, при котором различные доминантные неаллельные гены
могут оказывать действие на один и тот же признак, усиливая
его проявление. Чем больше доминантных генов, тем ярче признак.
Расщепление: 15:1, 1:4:6:4:1
Полимерные гены обозначаются одной буквой с индексом: А1,А2,А3 и т.д. Полимерно наследуются цвет кожи, рост, масса тела, АД