Головна
Реферати » Реферати по біології » Менделевская генетика

Менделевская генетика

Протягом довгої історії наукової (переважно натурфілософськой) думки переважаючими були метафізичні уявлення про спадковість і мінливості. Уже в далекі часи, коли почався період одомашнення різних тварин, робилися спроби поліпшити їх корисні якості. Вирішуючи ці завдання, людство інтуїтивно спиралося на біологічні закономірності успадкування. Починаючи з праць Гіппократа, Аристотеля, Платона, інших давньогрецьких лікарів і філософів, з'являються перші теоретичні пояснення явищу спадковості. У XVIII і XIX століттях вивченням проблеми спадкування займалися такі видатні ботаніки і лікарі, як І.Кельейтер, Т. Найт, Ш.Ноден, П. Мопертюї та інші. Було показано, що ознаки батьків, в тому числі і небажані, наприклад хвороби, передаються через статеві клітини; описано переважання у гібрида однієї ознаки над іншим. Однак основоположником науки генетики, який відкрив головні закони наслідування ознак, є геніальний чеський учений Г. Мендель.

Головна заслуга Менделя полягає в розробці та використанні гибридологического методу для аналізу явищ успадкування.

До відкриттів Менделя визнавалася теорія так званої злитої спадковості. Суть цієї теорії полягала в тому, що при заплідненні чоловіче і жіноче «початок» перемішувалися, «як фарби в склянці води» , даючи початок новому організму. Мендель заклав фундамент уявлень про дискретно характер спадкової речовини і про його розподілі при утворенні статевих клітин у гібридів.

Основні результати семирічних експериментів з вивчення законів успадкування Мендель опублікував у бюлетені товариства дослідників природи в р Брюнне (нині м Брно, Чехія) в 1866 р Дослідження називалося «Досліди над рослинними гібридами» . Однак ця публікація не притягнула уваги сучасників. Тільки через 35 років, в 1900 р, коли закони успадкування були знову відкриті відразу трьома ботаніками - К. Корренсом, Е. Чермак та іншими) вони отримали загальне визнання. До теперішнього часу правильність законів Менделя підтверджений на величезному числі рослинних і тваринних організмів, у тому числі і на людину. Відкриття Менделем законів, відображають процес передачі спадкової інформації та принципу дискретності (генної детермінації спадкових ознак), з'явилося першим експериментальним доказом існування спадковості як реального матеріального явища.

Гибридологический метод Г. Менделя

Гибридологический метод - це система спеціальних схрещувань для отримання гібридів з метою аналізу характеру успадкування ознак.

Мендель об'єктом своїх експериментів вибрав рослина, що повністю відповідає поставленому завданню: воно мало надійний захист від сторонньої пилку під час цвітіння і володіло нормальної плодовитістю. Такими рослинами були різні сорти самозапильні посівного гороху (Pisum sativum).

Суть розробленого Менделем методу складається з декількох основних постулатів.

1. Підбір вихідних «константно розрізняються" батьківських пар.

Для схрещування використовувалися рослини, що вирізнялися деякими ознаками: наприклад, забарвленням квітки (в однієї рослини пурпурна, у іншого - біла), довжиною стебла (в однієї рослини близько 2 м, у іншого - до 60 см) і т.д. У своїх експериментах Мендель вивчав успадкування 7 альтернативних пар ознак: забарвлення квітки, розташування квіток (пазушні або концевое), висоти рослин , характеру поверхні горошин (гладка або зморшкувата), забарвлення горошин (жовта або зелена) і т.д. У кожному поколінні Мендель вів облік альтернативних ознак окремо по кожній парі. До початку експериментальних схрещувань Мендель протягом декількох років проводив роботу на здобуття «чистих ліній » , тобто сортів, постійно і стійко відтворюють аналізований ознака. (Термін« чисті лінії » виник багато пізніше, датський генетик - селекціонер В.Іогансен так назвав групу особин з однорідною спадковістю.)

2. Кількісний аналіз отриманих гібридів, що відрізняються за окремими ознаками від кожної батьківської пари.

3. Індивідуальний аналіз потомства від кожного схрещування в ряду поколінь.

Революційне нововведення даного методичного прийому полягало в обліку та аналізу потомства, отриманого шляхом розмноження всіх без винятку гібридних особин.

4. Застосування статистичних методів оцінювання результатів експерименту.

Г.Мендель мав на практику генетичного аналізу систему записів схрещування, в якій символ P позначає батьків (лат. Parenta - батьки); F - нащадків від схрещування (лат. Filii - діти). Пізніше стали використовувати нижній цифровий індекс при символі F для позначення наступних поколінь. Наприклад, F Менделевская генетика - позначає потомство від схрещуванні батьківських форм; F Менделевская генетика - позначає потомство від схрещування гібридів першого покоління і т.д .; символ «x» означає схрещування осіб.

Моногибридное схрещування

У першому поколінні, отриманому від схрещування батьківських форм, що мають відмінності тільки по одній парі ознак (наприклад, гладкі і зморшкуваті горошини; високі і низькі стебла; забарвлені і білі квіти), були отримані гібриди, у яких проявився ознака тільки одного з батьків (тільки гладкі горошини, тільки високі рослини, тільки забарвлені квіти тощо). Ніяких перехідних (змішаних) форм рослин за іншими ознаками не було виявлено. Ознака одного з батьків, що виявляється у гібрида, Мендель назвав домінантним (від лат. Dominare - панувати, панувати), а парний, не проявили ознака був названий рецесивним (від лат. Гесеssus - поступливий, відступаючий тому) ознакою. У подальшому явище переважання у гібридів першого покоління ознаки одного з батьків стали називати законом одноманітності гібридів першого покоління, або першим законом Менделя.

Аналіз нащадків гібридів першого покоління, отриманих шляхом самозапилення, дозволив виявити, що поряд з домінантними формами знову з'являються рослини з ознаками, відсутніми в поколінні гібридів першого покоління, причому в строгих числових відносинах. Таким чином, батьківські ознаки у гібридів першого покоління коли зникали і не змішувалися. Мендель припустив, що ці ознаки були присутні у гібридів першого покоління в прихованому вигляді, але не виявлялися, чому він і назвав їх рецесивними ознаками. Виявилося, що по всім парам вивчених ознак особини з домінантними і рецесивними ознаками з'являлися в співвідношенні 3: 1. Поява домінантних і рецесивних форм в потомстві, отриманому від самозапилення гібридів першого покоління, і як сутність чакона розщеплення, або другого закону Менделя.

На підставі отриманих результатів Мендель прийшов до наступних висновків:

1. Оскільки вихідні батьківські сорти не давали розщеплення, у гібрида першого покоління (з домінантним ознакою) повинно бути два спадкових завдатку (у сучасній термінології - два аллеля).

2. Гібриди першого покоління містять по одному задатку, отриманому від кожної з батьківських рослин через статеві клітини.

3. Спадкові задатки у гібридів першого покоління не зливаються, а зберігають свою індивідуальність.

Для підтвердження своїх висновків Мендель зробив анализирующее, або возвратное, схрещування - схрещування гібрида першого покоління з рецессивной батьківського особиною. В потомстві від цього виду схрещування він, як і очікував, отримав як домінантні, так і рецесивні форми в співвідношенні 1: 1. Це підтвердило, що окремі спадкові задатки при утворенні статевих клітин потрапляють в різні гамети. Таким чином, гібрид першого покоління утворює два типи статевих клітин: клітини, що містять спадковий задаток, що визначає домінантний ознака, і клітини, що містять спадковий задаток, що визначає рецесивний ознака. У цьому сенсі кожна статева клітина «чиста» , тобто містить один, і тільки один, аллель з пари (правило чистоти гамет). Розподіл контрастних спадкових задатків в співвідношенні 1: 1 є загальним біологічним законом, що лежить в основі всіх інших закономірностей наслідування ознак.

В даний час особина, яка має два розрізняються аллеля в кожному локусі гомологічних хромосом і яка, отже, утворює два типи статевих клітин, називається гетерозиготой (від грец. Heteros - інший, різний + zygotos - з'єднання , пара). Особина, в кожній гомологичной хромосомі якій знаходяться ідентичні алелі і яка, отже, утворює тільки один тип статевих клітин, називається гомозиготой (від грец. Homos - той же самий + zygotos - з'єднання, пара). Використовуючи буквенную символіку, введену Г.Менделем для позначення кожного спадкового задатку (для домінантного - прописна буква «А» , для рецесивного - «а» рядкова), можна зобразити схему дослідів.

На рис. V.1 показано, що всі нащадки від даного виду схрещування успадкували ознака тільки одного з батьків, т. Е. Вони одноманітно. Оскільки кожен із батьків утворив тільки один тип гамет (тільки «А» або тільки «а» ), всі нащадки виявилися гетерозиготами.

На ріс.V.2 видно, що, судячи по зовнішньому вигляду, на кожні три рослини з домінантною ознакою доводиться одна особина з рецесивним ознакою, в той час як по спадкових потенціям спостерігається інше розщеплення - 1АА : 2Аа: 1аа.

Менделевская генетика

Рис. V.I. Схема, що ілюструє закон одноманітності гібридів першого покоління. Всі потомство - гетерозиготи

Дійсно, при подальшому розмноженні нащадків від схрещування гібридів першого покоління (Аа) Мендель спостерігав, що рецесивні особини (аа) і одна третина домінантних (АА) не дають розщеплення ознак в потомстві. Однак 2 / з домінантних нащадків (Аа) знову утворюють при самозапилення домінантні і рецесивні форми в співвідношенні 3: 1.

Істотним результатом схрещування двох гетерозигот з'явилася поява зовні схожих рослин (з домінантними ознаками, наприклад, з гладкими горошинами; забарвленими квітками і т.д.), у той же час розрізнялися за спадковим задаткам (АА і Аа). Виявилося, що організми з однаковими ознаками можуть мати різну генетичну конституцію.

Менделевская генетика

Рис. V.2. Схема, що ілюструє закон розщеплення.

Таким чином, стали розрізняти розщеплення по зовнішньому прояву ознак, яке відповідає відношенню 3: 1 (розщеплення за фенотипом), і розщеплення по спадковим задаткам, яке виражається відношенням 1: 2: 1 (розщеплення за генотипом) . Терміни «генотип» і «фенотип» були запропоновані В.Іогансеном в 1909 р Генотип - це спадкова конституція особини як сукупність генів організму. Термін «генотип» часто використовується для

Сторінки: 1 2 3 4 5 6 7