Hoe de problemen van de genetica biologie op te lossen?

De studie van de basiswetten van erfelijkheid en variatie in organismen is een van de moeilijkste, maar veelbelovende uitdagingen voor de moderne wetenschap. In dit artikel kijken we naar hoe de fundamentele theoretische concepten en postulaten van de wetenschap, en zal zich bezighouden met hoe je problemen in de genetica te lossen.

De relevantie van de studie van de erfelijkheid

Twee belangrijke takken van de moderne wetenschap - geneeskunde en fok - ontwikkeld door middel van onderzoek genetici. De zeer dezelfde biologische discipline, waarvan de naam in 1906 werd voorgesteld door het Engels wetenschapper W. Betsonom, is niet zozeer theoretisch als praktisch. Iedereen die besluit om serieus te begrijpen van het mechanisme van overerving van verschillende eigenschappen (zoals de kleur van de ogen, haar, bloed), zou eerst moeten de wetten van erfelijkheid en variatie te leren, evenals erachter te komen hoe de problemen van de menselijke genetica op te lossen. Dat is het probleem dat we gaan doen.

Basisbegrippen en termen

Elke tak heeft een specifieke, eigenaardige alleen om haar, een set van fundamentele definities. Als we praten over de wetenschap dat het proces van overdracht van erfelijke eigenschappen bestudeert, begrijpen we de volgende termen door deze laatste: het gen, genotype, fenotype, de oudervogels, hybriden, gameten, en ga zo maar door. Met elk van hen ontmoeten we, wanneer we de regels te leren, vertel ons hoe je problemen op te lossen in de biologie, genetica. Maar in het begin zullen we Hybridological methode bestuderen. Immers, het is de basis van genetische studies. Het werd door de Tsjechische naturalist G. Mendel in de 19e eeuw voorgesteld.

Hoe om attributen erven?

Wetten van de transmissie-eigenschappen van het lichaam werden ontdekt door Mendel door middel van experimenten die hij uitgevoerd met een bekende plant - erwt. Hybridological werkwijze is een kruising van twee eenheden, die van elkaar verschillen door een paar van kenmerken (monohybride kruis). Als het experiment houdt in organismen die meerdere paren van alternatieve (hiernaast) teken hebben, dan praten over poligibridnom kruising. De wetenschapper stelde de volgende notatie slag hybridisatie van twee erwt planten die verschillende gekleurde zaden zijn. A - gele verf, en - een groene.

In deze opname F1 - hybriden van de eerste (I) genereren. Ze zijn allemaal absoluut uniform (hetzelfde), omdat ze bevatten een dominant gen A, het regelen van gele kleur zaden. Bovenstaande items overeen met de eerste wet van Mendel (art F1 hybriden uniformiteit). Weten legt hij uit aan studenten hoe je problemen in de genetica te lossen. Grade 9 heeft een programma in de biologie, die wordt in detail bestudeerd Hybridological methode voor genetisch onderzoek. Er wordt ook ingegaan en tweede (II) in het algemeen Mendel heet de wet van de segregatie. Volgens het, de hybriden F2, verkregen door het kruisen van twee eerste generatie hybriden met elkaar een splitsing in een verhouding van 3-1 fenotype en genotype 1 a en 2-1.

Met behulp van de bovenstaande formule, zult u begrijpen hoe je problemen in de genetica te lossen zonder fouten als hun omstandigheden kunnen worden toegepast eerste of reeds bekende wet II Mendel's, gezien het feit dat de kruising optreedt wanneer de volledige dominantie van één van de genen.

De wet bepaalt de onafhankelijke complementariteit van signaleringen

Indien de ouderlijke individuen verschillen in twee paren alternatieve karakters, zoals zaden kleur en vorm, uit planten zoals erwten, vervolgens in de loop van genetische kruising worden gebruikt Pinneta monteren.

Absoluut alle hybriden, waar de eerste generatie zijn op de regel van uniformiteit Mendel gehoorzamen. Dat wil zeggen, ze zijn geel, met een glad oppervlak. Voortzetting van de kruising tussen een plant F1, krijgen we een tweede generatie hybriden. Om erachter te komen hoe je problemen over genetica te lossen, 10e klas in de biologie les wordt gebruik gemaakt verslag two-hybrid paring, de toepassing van de formule van het splitsen van fenotypische 9: 3: 3: 1. Op voorwaarde dat de genen zijn gerangschikt in verschillende paren kan worden gebruikt Mendel derde stelling - recht combineert kenmerken van onafhankelijke staten.

Zoals geërfd bloedgroep?

Het mechanisme van de overdracht van een dergelijk kenmerk de bloedgroep bij mensen, niet overeenkomt met de wetten eerder besproken. Dat wil zeggen, het is niet onderworpen aan de eerste en de tweede wet van Mendel. Dit is omdat een dergelijke eigenschap zoals bloed, volgens studies Landsteiner, bestuurd door drie allelen I: A, B en 0. Dienovereenkomstig genotypes zijn:

• Eerste groep - 00.
• Tweede - AA of A0.
• Derde groep - BB of B0.
• Vierde - AB.

0 gen recessief allel om de genen A en B. Een vierde groep is het resultaat kodominirovaniya (onderlinge aanwezigheid van genen A en B). Het is meestal niet nodig om te overwegen, om te weten hoe je problemen op de genetica van bloedgroep te lossen. Maar dat is nog niet alles. Om het genotype van kinderen door het bloed, geboren uit ouders met zijn verschillende groepen vast te stellen, gebruik dan de onderstaande tabel.

Morgan's erfelijkheidstheorie

Terugkerend naar het gedeelte van ons artikel "De wet van de onafhankelijke staten van het combineren van borden", waarin we besproken hoe problemen in de genetica te lossen. Dihybrid kruis, evenals recht III Mendel, die het onderwerp is van toepassing op allelische genen, homologe chromosomen in elk paar.

In het midden van de 20e eeuwse Amerikaanse geneticus T. Morgan heeft betoogd dat het grootste deel van de borden gecontroleerd door de genen, die zich in hetzelfde chromosoom. Ze hebben een lineaire opstelling vormen en koppelingsgroepen. En hun aantal is precies haploïde set chromosomen. In het proces van meiose, wat leidt tot de vorming van gameten, geslachtscellen komen geen enkele genen, dacht hij Mendel, en het geheel van hun complexen, genaamd Morgan koppeling groepen.

crossover

Tijdens profase I (ook wel de eerste meiotische deling) tussen de binnenste chromatiden van homologe chromosomen uitgewisseld gedeelten (lukusami). Dit verschijnsel heet crossover. Het is de basis van genetische variatie. Crossover is vooral van belang voor de studie van de biologie bezig met de studie van de menselijke erfelijke aandoeningen. Met behulp van de uiteengezet in het chromosomale erfelijkheidstheorie Morgan principes definiëren we een algoritme dat reageert op de vraag hoe de problemen in de genetica te lossen.

Geslachtsgebonden overerving gevallen een bijzonder geval van de overdracht van genen, die zich in hetzelfde chromosoom. De afstand die bestaat tussen de genen in verbindingsgroepen procenten - kaarteenheden. Een koppelingssterkte tussen de genen rechtstreeks evenredig met de afstand. Daarom zijn de meeste overschrijding vindt plaats over tussen genen die ver liggen van elkaar. Denk aan het fenomeen vererving in meer detail. Maar in het begin van de recall welke elementen van de erfelijkheid verantwoordelijk voor de seksuele karakteristieken van organismen.

geslachtschromosomen

In het menselijk karyotype hebben ze een specifieke structuur: bij vrouwen gepresenteerd dezelfde twee X-chromosomen, terwijl mannen in de seksuele paar, in aanvulling op het X-chromosoom, is er ook een U-versie, met zowel in vorm als in een set van genen. Dit betekent dat het niet homoloog met het X-chromosoom. Zoals erfelijke humane ziekten zoals hemofilie en kleur blindheid ontstaan door het "breken" van afzonderlijke genen op het X-chromosoom. Zo kan de drager van het huwelijk van hemofilie met een gezond iemand geboren wordt uit het nageslacht.

Bovenstaande verloop van genetische kruising bevestigt dat de koppeling gen dat bloedstolling regelt, met seks X-chromosoom. Deze wetenschappelijke informatie wordt gebruikt om studenten technieken aan te leren, het bepalen hoe je problemen in de genetica te lossen. 11 klasse heeft een programma in de biologie, waarin wordt onderzocht in detail de secties zoals "genetica", "Medicine" en "de menselijke genetica". Ze laten de studenten om erfelijke ziekten bij de mens te bestuderen en de gronden waarop ze zich voordoen weten.

geninteracties

Transfer erfelijke eigenschappen - nogal ingewikkeld proces. Deze eerdere regelingen worden pas duidelijk als de studenten elementaire minimale kennis. Het is van essentieel belang, omdat het mechanismen die een antwoord op de vraag hoe om te leren om problemen in de biologie op te lossen. Genetica studies de interactie vormt genen. Dit polymeer epistasie, complementariteit. We zullen meer te praten over hen.

Voorbeeld erfenis in menselijk gehoor is illustratief voor dit soort interactie complementariteit. Horend gecontroleerd door twee paren van verschillende genen. De eerste is verantwoordelijk voor de normale ontwikkeling van het slakkenhuis van het binnenoor, en het tweede - voor het functioneren van de gehoorzenuw. Het huwelijk van dove ouders, die elk homozygoot recessief voor elk van de twee paren van genen, kinderen worden geboren met een normaal gehoor. Deze genotypen zijn aanwezig twee dominante genen die de normale ontwikkeling van gehoorapparaten te controleren.

pleiotropie

Deze interessante geval van gen interactie waarbij een gen dat in het genotype, fenotypische expressie hangt af van verschillende functies. Bijvoorbeeld, in het westen van Pakistan vond een menselijke bevolking van enkele vertegenwoordigers. Ze hebben geen zweetklieren in bepaalde gebieden van het lichaam. Tegelijkertijd zulke mensen zijn gediagnosticeerd met de afwezigheid van bepaalde kiezen. Ze konden niet hebben gevormd in de loop van de ontogenie.

Bij dieren, bijvoorbeeld schapen karakulskih onderhavige dominant gen W, die bepaalt hoe vacht kleur en normale ontwikkeling van de maag. Bedenk hoe de W-gen erft kruisen van twee heterozygote individuen. Het blijkt dat hun kroost ¼ lammeren met genotype WW, sterft als gevolg van afwijkingen in de ontwikkeling van de maag. Tegelijkertijd ½ (met grijze vacht) heterozygote en levensvatbare en ¼ - zijn individuen met zwarte vacht en de normale ontwikkeling van de maag (hun genotype WW).

Genotype - een holistisch systeem

Meerdere effecten van genen poligibridnoe kruising, een verschijnsel vererving dienen als overtuigend bewijs van het feit dat de verzameling van genen in ons lichaam is een compleet systeem, hoewel het wordt voorgesteld door afzonderlijke allelen van genen. Ze kunnen worden overgenomen door de wetten van Mendel, al dan loci gekoppeld is gehoorzamen aan de leerstellingen van de theorie van Morgan. Gezien de regels die verantwoordelijk is voor de manier om problemen in de genetica te lossen, vonden we dat het fenotype van een organisme wordt beïnvloed door zowel allelische en niet-allelische genen die invloed hebben op de ontwikkeling van een of meer kenmerken.