Генетика. Основни понятия. Генетични закони на Г. Мендел

Презентация към урока

Целите на урока : да се формира представа за генетиката - наука, която изучава наследствеността и променливостта на организмите, да се запознаят с основните понятия на науката.

Задачи:

  • образователни: да изучават основните исторически моменти в историята на генетиката като наука, да покажат разнообразието от методи, използвани от генетиката; да изучава основните понятия на генетиката;
  • развиващи: формиране на умения за използване на генетична терминология и символи за обяснение на моделите на наследяване на признаци;
  • образователен: да продължи да насърчава формирането на култура на умствена работа чрез придобиване на комуникативни умения в процеса на разговор, диалог.

Осигуряване на дейност : компютър, мултимедиен проектор.

Тип урок: изучаване на нов материал.

Метод на обучение: комбиниран урок

  • имат представа за историята на формирането на науката, за основните направления в изучаването на наследствеността;
  • познава основните генетични концепции и генетични закони:
  • да могат да прилагат генетични закони и терминология при решаване на генетични проблеми.

Аз. Организационен момент.

II. Обяснение на нов материал.

Клон на биологията, който изучава такива важни свойства на организма като запазването и предаването на наследствена информация от поколение на поколение, както и способността да се променя под въздействието на околната среда -това е генетиката. Младата наука има своя дълга история и нейните открития не винаги са били разбирани и приемани в обществото.

Днес в урока ще говорим с вас за историята на генетиката, за учените, допринесли за нейното развитие. Ще определим мястото на тази наука в съвременния свят и ще разберем каква е нейната стойностимат генетични знания за човечеството като цяло.

До края на 19 век няма ясни представи за законите на унаследяването и наследствеността, с едно съществено изключение. Това изключение беше забележителната работа на Г. Мендел, който установи в експерименти за хибридизация на сортове грах най-важните закони за наследяване на признаци, които по-късно формират основата на генетиката.

В експериментите си той използва грах. Освен това за експерименти бяха избрани растения, принадлежащи къмчисти линии - сродни организми, в които едни и същи признаци се появяват в няколко поколения.

Защо грах, а не друго растение?

  1. Грахът е самоопрашващо се растение.
  2. Цветовете на граха са защитени от проникването на чужд прашец.
  3. Хибридите са доста плодовити и затова е възможно да се проследи хода на унаследяване на признаците в няколко поколения.

За експериментите Мендел избра няколко различни характеристики:

  1. форма на семена;
  2. цвят на семената;
  3. цвят и форма на боб;
  4. цвят на цветя;
  5. цветна аранжировка;
  6. дължина на стъблото.

Същността на метода, предложен от Мендел, е следната: той кръстосва растения, които се различават по една двойка признаци, и след това анализира резултатите от всяко кръстосване. Методът на Мендел се наричахибридологичен илиметод на кръстосване.

Резултатите, които Мендел получава в своите експерименти, са наречени "закони на Мендел". Преди да се пристъпи към изучаване на самите закони, е необходимо да се усвоят основните генетични понятия и термини.

Ген - е участък от ДНК молекула (или хромозома), който определя възможността за развитие на отделен елементарен признак или синтеза на една протеинова молекула.

Всеки ген се намира вопределен участък от хромозомата -локус.

В хаплоидния набор от хромозоми има само един ген, отговорен за развитието на тази черта. Диплоидният набор от хромозоми (соматични клетки) съдържа две хомоложни хромозоми и съответно два гена, които определят развитието на чертата. Тези гени са разположени в едни и същи локуси на хомоложни хромозоми и се наричат ​​алелни гени.

Алелните гени са двойка гени, които определят алтернативни черти на даден организъм. Алелните гени са разположени в едни и същи региони (локуси) на хомоложни хромозоми.

Алтернативни характеристики – взаимно изключващи се или контрастиращи характеристики. Често една от алтернативните черти е доминираща, а другата е рецесивна.

За гените се приемат буквени обозначения. Ако два алелни гена напълно съвпадат по структура, т.е. имат една и съща нуклеотидна последователност, те могат да бъдат обозначени както следва:AA илиaa.

Доминиращ признак (AA) е признак, който се проявява при хибриди от първо поколение при кръстосване на чисти линии.

Рецесивен признак (aa) - наследява се при кръстосване, но не се проявява при хибриди от първо поколение.

Половите клетки носят всеки един знак. Когато зародишните клетки се слеят, се образува зигота. Според кои алели на един и същ ген съдържа, се разграничават хомозиготни и хетерозиготни.

Хомозигот - е клетка или организъм, съдържащ същите алели на същия ген. Хомозигота е организъм, който образува една разновидност на гамети, не се наблюдава разделяне в потомството, те имат едни и същи гени.

Хетерозигота - е клетка или организъм, съдържащ различни алели на един и същи ген. Това е организъм, който произвежда 2 вида гамети.

Агрегатна всички гени на един организъм се наричагенотип. Генотипът не е само сбор от гени. Възможността и формата на експресия на гена зависи от средата. Понятието среда включва не само външни условия, но и наличието на други гени. Гените взаимодействат помежду си и могат да повлияят на експресията на действието на съседни гени.

Съвкупността от всички признаци на организъм, които се формират по време на взаимодействието на организма с околната среда -фенотип. Това включва не само външни признаци (цвят на очите, височина), но и биохимични (структура на протеини, ензимна активност), хистологични (форма и размер на клетката, структура на тъкани и органи), анатомични (строеж на тялото и относително разположение на органите).

Законите на Мендел.

Монохибридното кръстосване е кръстосването на два организма, които се различават един от друг по една двойка алтернативни признаци. Следователно при такова кръстосване се проследяват моделите на наследяване само на два варианта на чертата, чието развитие се дължи на двойка алелни гени. Например, черта е цветът на семената, алтернативните опции са жълто или зелено. Всички други характеристики, характерни за тези организми, не се вземат предвид.

Първият закон на Мендел (законът за еднаквостта на хибридите от първо поколение). При всички индивиди от това поколение чертата се проявява по един и същи начин. Този закон може да се формулира по следния начин:при кръстосване на два хомозиготни организма, принадлежащи към различни чисти линии и различаващи се един от друг по една двойка алтернативни признаци, цялото първо поколение хибриди (F1) ще бъде еднакво и ще носи признака на единия от родителите.

Резултатите от кръстосването на грахови растения, които се различават по цвета на семената (жълто и зелено):

R.: AA (жълто) × aa (зелено)

Еднородностхибриди от първо поколение.

Вторият закон на Мендел (законът за разделянето).

Разделяне - е разпределението на доминантни и рецесивни черти между потомците в определено съотношение.

Ако потомците на първото поколение - хетерозиготни индивиди, идентични по отношение на изследваната черта, се кръстосват помежду си, тогава във второто поколение чертите на двамата родители се появяват в определено числено съотношение. Рецесивният признак при хибридите от първо поколение не изчезва, а се появява едва във второто хибридно поколение (F1).

F1. : Aa (жълти семена) × Aa (жълти семена)

F2.: AA; Ах; Ах; аа (1:2:1)

Ph.: 3 жълти семена : 1 зелени семена (3:1)

Така вторият закон на Мендел може да се формулира по следния начин:когато потомците от първото поколение се кръстосват едно с друго, във второто поколение се наблюдава разцепване: според генотипа 1:2:1; по фенотип 3:1.

Това означава, че сред потомството 25% от организмите ще имат доминантна черта и ще бъдат хомозиготни, 50% от потомството, също с доминантен фенотип, ще бъдат хетерозиготни, а останалите 25% от индивидите, носещи рецесивен белег, ще бъдат хомозиготни за рецесивния белег.

Третият закон на Мендел „Законът за чистотата на гаметите“.

Мендел обяснява разделянето на чертите в потомството при кръстосване на хетерозиготни индивиди с факта, че гаметите са генетично чисти, т.е. носят само един ген от алелна двойка.

Когато се образуват зародишни клетки, само един ген от алелна двойка влиза във всяка гамета.

По време на развитието на гамети в хибрид, хомоложните хромозоми по време на първото мейотично делене влизат в различни клетки. За тази алелна двойка се образуват две разновидности на гамети. Цитологична основа за разделяне на белези в потомствотокогато монохибридното кръстосване е дивергенцията на хомоложните хромозоми и образуването на хаплоидни зародишни клетки в мейозата.

За дихибридно кръстосване Мендел взе хомозиготни грахови растения, които се различават по два гена: цвят на семената (жълто и зелено) и форма на семената (гладка и набръчкана). При такова кръстосване признаците се определят от различни двойки гени: един алел е отговорен за цвета на семената, а другият за формата на семената. Жълтият цвят на грах (A) доминира над зеления (a), а гладката форма (B) доминира над набръчканата (b).

По време на образуването на гамети в хибрид от първо поколение само един от всяка двойка алелни гени влиза в гаметата.

Тъй като в тялото се образуват много зародишни клетки, хибридът F1 има четири разновидности на гамети в същото количество: AB; aB; Ab; аб. По време на оплождането всяка от гаметите на един организъм произволно се среща с някоя от гаметите на друг организъм. Всички възможни комбинации от мъжки и женски гамети могат лесно да бъдат идентифицирани с помощта на мрежата на Punnett.

R .: AABB (жълто гладко) × aabb (зелено набръчкано)

F1.: AaBb (жълто гладко) × AaBb