Abschnitt VERWENDUNG: 3.5. Vererbungsmuster, ihre zytologische Grundlage. Die von G. Mendel aufgestellten Vererbungsmuster, ihre zytologischen Grundlagen (mono- und dihybride Kreuzung) ...

Mendel Indem er Experimente zur Kreuzung verschiedener Erbsensorten durchführte, stellte er eine Reihe von Vererbungsgesetzen auf, die den Grundstein für die Genetik legten. Er entwickelte Hybrid-logische Methode der Vererbungsanalyse Zeichen von Organismen. Bei dieser Methode werden Individuen mit alternativen Merkmalen gekreuzt; Analyse der untersuchten Merkmale bei Hybriden ohne Berücksichtigung des Rests; quantitative Bilanzierung von Hybriden.

Durch die Durchführung von Monohybrid-Kreuzungen (Kreuzung für ein Paar alternativer Merkmale) etablierte Mendel Gesetz der Einheitlichkeit erste Generation.

Wichtige Punkte Hybridologische Methode

• Zur Kreuzung werden Organismen genommen, deren Vorfahren in mehreren Generationen keine Aufteilung nach ausgewählten Merkmalen, dh reinen Linien, ergaben.
• Organismen unterscheiden sich in ein oder zwei Paaren alternativer Merkmale.
• Eine individuelle Analyse der Nachkommen jeder Kreuzung wird durchgeführt.
• Es wird eine statistische Verarbeitung der Ergebnisse verwendet.

■ Das erste Gesetz von G. Mendel

Wenn zwei homozygote Individuen gekreuzt werden, die sich in einem Paar alternativer Merkmale voneinander unterscheiden, sind alle Nachkommen in der ersten Generation sowohl im Phänotyp als auch im Genotyp einheitlich.

■ Zweite GesetzG.Mendel

Wenn Hybriden der ersten Generation (zwei heterozygote Individuen) gekreuzt werden, erfolgt in der zweiten eine Aufspaltung von 3: 1. Neben dem dominanten Merkmal tritt auch ein rezessives Merkmal auf.

Kreuz analysieren- Kreuzung, bei der ein Individuum mit einem unbekannten zu bestimmenden Genotyp (AA oder Aa) mit einem rezessiven Homozygoten (aa) gekreuzt wird. Wenn alle Nachkommen aus der gesamten Kreuzung einheitlich sind, hat der untersuchte Organismus den AA-Genotyp. Wenn bei den Nachkommen von Sudet eine Aufspaltung des Phänotyps von 1:1 beobachtet wird, handelt es sich bei dem untersuchten Organismus um heterozygotes Aa.

■ Der dritteGesetzG.Mendel

Bei der Kreuzung homozygoter Individuen, die sich in zwei oder mehr Paaren alternativer Merkmale unterscheiden, wird jedes Merkmal unabhängig von den anderen vererbt und in allen möglichen Kombinationen kombiniert.

In seinen Experimenten verwendete Mendel verschiedene Kreuzungsmethoden : monohybrid, dihybrid und polyhybrid. An der letzten Kreuzung unterscheiden sich Individuen in mehr als zwei Zeichenpaaren. In allen Fällen werden das Gesetz der Einheitlichkeit der ersten Generation, das Gesetz der Merkmalsspaltung in der zweiten Generation und das Gesetz der unabhängigen Vererbung eingehalten.

Gesetz der unabhängigen Erbschaft: Jedes Merkmalspaar wird unabhängig voneinander vererbt. Bei den Nachkommen erfolgt eine Aufteilung nach dem Phänotyp 3:1 für jedes Merkmalspaar. Das Gesetz der unabhängigen Vererbung gilt nur, wenn die Gene der betrachteten Merkmalspaare in unterschiedlichen homologen Chromosomenpaaren liegen. Homologe Chromosomen sind in Form, Größe und Genverknüpfungsgruppen ähnlich.

Das Verhalten beliebiger Paare nichthomologer Chromosomen bei der Meiose hängt nicht voneinander ab. Diskrepanz: sie zu Zellpole ist zufällig. Unabhängige Vererbung ist für die Evolution von großer Bedeutung; weil es die Quelle der kombinativen Vererbung ist.

TABELLE: alle Vererbungsmuster

Dies ist ein Biologie-Abstract für die Klassen 10-11 zu diesem Thema „Vererbungsmuster. Morgans Gesetze“. Wählen Sie eine nächste Aktion aus:

Arbeitserfolg Gregor Mendel lag daran, dass er den Untersuchungsgegenstand richtig gewählt und beobachtet hat Prinzipien Grundlage der hybridologischen Methode:

1. Als Untersuchungsobjekt wurden Erbsenpflanzen der gleichen Art genommen.

2. Die Pflanzen unterschieden sich deutlich in den verglichenen Merkmalen - hoch - niedrig, mit gelben und grünen Samen, mit glatten und faltigen Samen.

3. die erste Generation aus den ursprünglichen Elternformen war immer gleich: hohe Eltern brachten hohe Nachkommen, niedrige Eltern lieferten kleinwüchsige Pflanzen; in der zweiten Generation kam es zu einer Zeichenspaltung.

Erstes Mendelsches Gesetz (Uniformitätsregel):

abgeleitet auf der Grundlage statistischer Daten, die von G. Mendel bei der Kreuzung verschiedener Erbsensorten gewonnen wurden, die deutliche alternative Unterschiede in den folgenden Merkmalen aufwiesen:

– Samenform (rund / unrund);

- Samenfarbe (gelb / grün);

– Samenschale (glatt / faltig) etc.

Beim Kreuzen von Pflanzen mit gelben und grünen Samen fand Mendel heraus, dass alle Hybriden der ersten Generation gelbe Samen hatten (er nannte dieses Merkmal Dominant).

Das Merkmal, das die grüne Farbe von Samen bestimmt, wurde benannt rezessiv(Rückzug, depressiv).

1. Basierend auf den erhaltenen Ergebnissen und ihrer Analyse formulierte Mendel seine erstes Gesetz: Beim Kreuzen homozygoter Individuen, die sich in einem oder mehreren Paaren alternativer Merkmale unterscheiden, erweisen sich alle Hybriden der ersten Generation als einheitlich in diesen Merkmalen und ähnlich einem Elternteil mit einem dominanten Merkmal.

Im Fall von unvollständige Dominanz nur 25 % der Individuen sind einem Elternteil mit einem dominanten Merkmal phänotypisch ähnlich und 25 % der Individuen werden einem phänotypisch rezessiven Elternteil ähnlich sein. Die restlichen 50 % der Heterozygoten unterscheiden sich phänotypisch von ihnen.

2. Um die Heterozygotie eines Individuums für ein bestimmtes Allel zu identifizieren, d.h. das Vorhandensein eines rezessiven Gens im Genotyp wird verwendet Kreuz analysieren. Dazu wird ein Individuum mit einem dominanten Merkmal (AA? oder Aa?) mit einem Individuum gekreuzt, das für das rezessive Allel homozygot ist. Im Falle der Heterozygotie eines Individuums mit einem dominanten Merkmal beträgt die Aufteilung der Nachkommen 1: 1

AA × aa → 100 % Aa

Aa × aa → 50 % Aa und 50 % aa

Mendels zweites Gesetz (Aufspaltungsgesetz).

Bei der Kreuzung von heterozygoten Hybriden der ersten Generation untereinander wird in der zweiten Generation eine Aufspaltung nach diesem Merkmal festgestellt. Diese Aufspaltung ist natürlicher statistischer Natur: 3:1 in Bezug auf den Phänotyp und 1:2:1 in Bezug auf den Genotyp. Bei Kreuzungsformen mit gelben und grünen Samen werden gemäß dem zweiten Mendelschen Gesetz folgende Kreuzungsergebnisse erhalten.

Samen erscheinen mit gelber und grüner Farbe.

Mendels drittes Gesetz

(das Gesetz der unabhängigen Vererbung bei der Kreuzung von Dihybriden (Polyhybriden): abgeleitet auf der Grundlage einer Analyse der Ergebnisse, die durch Kreuzung von Individuen erzielt wurden, die sich in zwei Paaren alternativer Merkmale unterscheiden. Zum Beispiel: eine Pflanze, die gibt gelb, glatt Samen werden mit einer Pflanze gekreuzt, die grüne, faltige Samen.

Verwenden Sie für weitere Aufzeichnungen Punnett-Gitter.

In der zweiten Generation können 4 Phänotypen im Verhältnis 9:3:3:1 und 9 Genotypen auftreten.

Als Ergebnis der Analyse stellte sich heraus, dass die Gene verschiedener Allelpaare und die ihnen entsprechenden Merkmale unabhängig voneinander weitergegeben werden. Das das Gesetz ist gerecht:

– für diploide Organismen;

– für Gene, die sich auf unterschiedlichen homologen Chromosomen befinden;

- mit unabhängiger Divergenz homologer Chromosomen in der Meiose und ihrer zufälligen Kombination während der Befruchtung.

Diese Bedingungen sind Zytologische Grundlagen dihybride (und polyhybride) Kreuzung.

In Mendels Experimenten Diskretion (Diskontinuität) Erbgut, was später zur Entdeckung der Gene als elementare materielle Träger der Erbinformation führte.

Gemäß Gametenreinheitshypothese Normalerweise findet sich in einer Samen- oder Eizelle immer nur eines der homologen Chromosomen eines bestimmten Paares. Deshalb wird während der Befruchtung der diploide Chromosomensatz des jeweiligen Organismus wiederhergestellt. Teilt ist das Ergebnis einer zufälligen Kombination von Gameten, die verschiedene Allele tragen.

Da Ereignisse zufällig sind, ist das Muster statistischer Charakter, d.h. wird durch eine große Anzahl gleich wahrscheinlicher Ereignisse bestimmt - Treffen von Gameten, die unterschiedliche (oder identische) alternative Gene tragen.

Thematische Aufgaben

A1. Das dominante Allel ist

1) ein Paar identischer Gene

2) eines von zwei allelischen Genen

3) ein Gen, das die Wirkung eines anderen Gens unterdrückt

4) reprimiertes Gen

A2. Ein Teil eines DNA-Moleküls wird als Gen betrachtet, wenn es Informationen darüber kodiert

1) mehrere Zeichen des Körpers

2) ein Zeichen des Organismus

3) mehrere Proteine

4) tRNA-Molekül

A3. Wenn das Merkmal bei Hybriden der ersten Generation nicht vorkommt, wird es genannt

1) Alternative

2) dominant

3) nicht vollständig dominant

4) rezessiv

A4. Allelgene befinden sich in

1) identische Abschnitte homologer Chromosomen

2) verschiedene Teile homologer Chromosomen

3) identische Regionen nicht-homologer Chromosomen

4) verschiedene Teile von nicht-homologen Chromosomen

A5. Welcher Eintrag spiegelt einen diheterozygoten Organismus wider:

A6. Bestimmen Sie den Phänotyp eines Kürbisses mit dem CC BB-Genotyp, wissend, dass die weiße Farbe über Gelb dominiert und scheibenförmige Früchte über Kugeln dominieren

1) weiß, kugelig

2) gelb, kugelig

3) gelbe Scheibe

4) weiß, scheibenförmig

A7. Welche Nachkommen ergeben sich aus der Kreuzung einer hornlosen (hornlosen) homozygoten Kuh (behorntes Bullengen B dominiert) mit einem behornten Bullen.

3) 50 % BB und 50 % BB

4) 75 % BB und 25 % BB

A8. Beim Menschen dominiert das Gen für abstehende Ohren (A) das Gen für normal angelegte Ohren, und das Gen für nicht rotes (B) Haar dominiert das Gen für rotes Haar. Was ist der Genotyp eines rothaarigen Vaters mit Hängeohren, wenn er in einer Ehe mit einer nicht roten Frau mit normal angelegten Ohren nur hängende, nicht rote Kinder hatte?

A9. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, aus der Ehe eines blauäugigen, dunkelhaarigen (B) Vaters und einer braunäugigen (A), hellhaarigen Mutter ein blauäugiges (a), blondes (c) Kind zu bekommen? , heterozygot für dominante Merkmale?

A10. Mendels zweites Gesetz ist das Gesetz, das den Vorgang beschreibt

1) Verknüpfung von Genen

2) gegenseitige Beeinflussung von Genen

3) Feature-Splitting

4) unabhängige Verteilung von Gameten

A11. Wie viele Arten von Gameten bildet ein Organismus mit dem AABvCs-Genotyp

Chromosomentheorie der Vererbung.

Der Begründer der Chromosomentheorie Thomas Gent Morgan und seine Schüler fanden heraus, dass:

- Jedes Gen hat eine spezifische Ort(Ort);

- die Gene im Chromosom befinden sich in einer bestimmten Reihenfolge;

- die am nächsten gelegenen Gene eines Chromosoms sind miteinander verbunden, daher werden sie hauptsächlich zusammen vererbt;

- Gruppen von Genen, die sich auf demselben Chromosom befinden, bilden Verknüpfungsgruppen;

– die Anzahl der Verknüpfungsgruppen ist haploid Chromosomensatz ein homogametisch Einzelpersonen und n+1 heterogametisch Einzelpersonen;

- zwischen homologen Chromosomen kann es zu einem Austausch von Regionen kommen ( überqueren); als Ergebnis der Überkreuzung entstehen Gameten, deren Chromosomen neue Kombinationen von Genen enthalten;

– die Häufigkeit (in %) des Crossing-over zwischen nicht allelischen Genen ist proportional zum Abstand zwischen ihnen;

ist der Chromosomensatz in Zellen dieses Typs ( Karyotyp) ist ein charakteristisches Merkmal der Art;

- Die Häufigkeit des Crossing-over zwischen homologen Chromosomen hängt vom Abstand zwischen Genen ab, die sich auf demselben Chromosom befinden. Je größer dieser Abstand ist, desto höher ist die Übergangsfrequenz. Hinter Einheit der Entfernung zwischen Genen angenommen 1 Morganida(1 % Crossover) oder der Prozentsatz der Crossover-Personen. Bei einem Wert dieses Wertes von 10 Morganiden kann argumentiert werden, dass die Häufigkeit der Chromosomenkreuzung an den Orten dieser Gene 10 % beträgt und dass bei 10 % der Nachkommen neue genetische Kombinationen aufgedeckt werden.

Um die Art der Position von Genen in Chromosomen zu klären und die Häufigkeit des Crossing-over zwischen ihnen zu bestimmen, genetische Karten. Die Karte spiegelt die Reihenfolge der Gene auf dem Chromosom und den Abstand zwischen den Genen auf demselben Chromosom wider.

Diese Schlussfolgerungen von Morgan und seinen Mitarbeitern werden genannt Chromosomentheorie der Vererbung .

Das wichtigste Folge diese Theorie:

moderne Vorstellungen über das Gen als funktionelle Einheit der Vererbung, seine Teilbarkeit und Fähigkeit, mit anderen Genen zu interagieren.

Sexgenetik. Geschlechtsgebundene Vererbung.

Menschen haben 46 Chromosomen; 2n - diploider Chromosomensatz.

Geschlechtszellen - 23 Chromosomen; n ist der haploide Chromosomensatz.

Das Geschlecht einer Person hängt von den Geschlechtschromosomen ab.

Chromosomensätze verschiedene Geschlechter unterscheiden sich in der Struktur der Geschlechtschromosomen. Y-Chromosom männlich enthält nicht viele der Allele, die in gefunden werden X-Chromosom. Die durch die Geschlechtschromosomen bestimmten Merkmale werden als Gene bezeichnet bodengebunden . Die Art der Vererbung hängt von der Verteilung der Chromosomen bei der Meiose ab. Bei heterogametischen Geschlechtern treten Merkmale auf, die mit dem X-Chromosom verbunden sind und kein Allel auf dem Y-Chromosom haben, selbst wenn das Gen, das die Entwicklung dieser Merkmale bestimmt, rezessiv ist.

Beim Menschen wird das Y-Chromosom vom Vater an die Söhne und das X-Chromosom an die Töchter weitergegeben. Kinder erhalten das zweite Chromosom von ihrer Mutter – es ist immer das X-Chromosom. Wenn die Mutter auf einem der X-Chromosomen ein pathologisch rezessives Gen trägt (zum Beispiel das Gen für Farbenblindheit oder Hämophilie), sie selbst aber nicht krank ist, dann ist sie Trägerin. Wenn dieses Gen an Söhne weitergegeben wird, können diese an dieser Krankheit erkranken, weil es auf dem Y-Chromosom kein Allel gibt, das das pathologische Gen unterdrückt.

Das Geschlecht des menschlichen Körpers wird zum Zeitpunkt der Befruchtung bestimmt und hängt vom Chromosomensatz der entstehenden Zygote ab.

Genotyp als integrales, historisch etabliertes System.

Der Begriff Genotyp wurde 1909 vom dänischen Genetiker Wilhelm Johansen vorgeschlagen.

Genotyp ist die Gesamtheit der Gene eines Organismus. Nach den neuesten Daten hat eine Person etwa 35.000 Gene.

Das Genotyp als einzelnes Funktionssystem des Körpers hat sich im Laufe der Evolution entwickelt. Ein Zeichen für die systemische Natur des Genotyps ist Gen-Interaktion .

Allelische Gene (genauer gesagt ihre Produkte - Proteine) können miteinander interagieren:

– innerhalb der Chromosomen– ein Beispiel ist die vollständige und unvollständige Verknüpfung von Genen;

– auf einem Paar homologer Chromosomen– Beispiele sind vollständige und unvollständige Dominanz, unabhängige Expression allelischer Gene.

Auch nicht-allelische Gene können miteinander interagieren.

Thematische Aufgaben

A1. Wie viele Chromosomenpaare sind für die Vererbung des Geschlechts bei Hunden verantwortlich, wenn ihr diploider Satz 78 beträgt?

3) sechsunddreißig

4) achtzehn

A2. Verknüpfte Vererbungsmuster beziehen sich auf Gene, die sich in befinden

1) verschiedene nicht-homologe Chromosomen

2) homologe Chromosomen

3) in einem Chromosom

4) nicht-homologe Chromosomen

A3. Ein farbenblinder Mann heiratete eine Frau mit normalem Sehvermögen, Trägerin des Gens für Farbenblindheit. Ein Kind mit welchem ​​Genotyp können sie nicht haben?

A4. Wie groß ist die Anzahl der Genverknüpfungsgruppen, wenn bekannt ist, dass der diploide Chromosomensatz eines Organismus 36 beträgt?

A5. Die Crossing-Over-Häufigkeit zwischen den K- und C-Genen beträgt 12 %, zwischen den B- und C-Genen 18 % und zwischen den K- und B-Genen 24 %. Was ist die wahrscheinliche Reihenfolge von Genen auf einem Chromosom, wenn bekannt ist, dass sie verknüpft sind?

A6. Wie sieht die Phänotypaufspaltung bei den Nachkommen aus, die aus der Kreuzung von schwarzen (A) haarigen (B) Meerschweinchen stammen, die heterozygot für zwei Merkmale sind, die auf demselben Chromosom verbunden sind?

A7. Das Paar hatte einen Sohn mit Hämophilie. Er wuchs auf und beschloss, eine gesunde Frau zu heiraten, die das Hämophilie-Gen nicht trug. Was sind die möglichen Phänotypen zukünftiger Kinder dieses Ehepaares, wenn das Gen mit dem X-Chromosom verknüpft ist?

1) Alle Mädchen sind gesund und keine Trägerinnen, sondern Jungen mit Hämophilie

2) Alle Jungen sind gesund und die Mädchen sind hämophil

3) Die Hälfte der Mädchen ist krank, die Jungen sind gesund

4) Alle Mädchen sind Trägerinnen, Jungen sind gesund

Genetik- die Wissenschaft, die die Vererbung und Variabilität von Organismen untersucht.
Vererbung- die Fähigkeit von Organismen, ihre Eigenschaften von Generation zu Generation weiterzugeben (Strukturmerkmale, Funktionen, Entwicklung).
Variabilität- die Fähigkeit von Organismen, neue Eigenschaften zu erwerben. Vererbung und Variabilität sind zwei gegensätzliche, aber miteinander verbundene Eigenschaften eines Organismus.

Vererbung

Grundlegendes Konzept
Gen und Allele. Die Einheit der Erbinformation ist das Gen.
Gen(aus genetischer Sicht) - ein Abschnitt des Chromosoms, der die Entwicklung eines oder mehrerer Merkmale in einem Organismus bestimmt.
Allele- verschiedene Stadien desselben Gens, die sich an einem bestimmten Ort (Region) homologer Chromosomen befinden und die Entwicklung einer Art von Merkmal bestimmen. Homologe Chromosomen werden nur in Zellen gefunden, die einen diploiden Chromosomensatz enthalten. Sie kommen nicht in Keimzellen (Gameten) von Eukaryoten und Prokaryoten vor.

Zeichen (Föhn)- eine Eigenschaft oder Eigenschaft, durch die ein Organismus von einem anderen unterschieden werden kann.
Herrschaft- das Phänomen der Vorherrschaft des Merkmals eines der Elternteile in der Hybride.
dominantes Merkmal- ein Merkmal, das in der ersten Generation von Hybriden auftritt.
rezessives Merkmal- ein Merkmal, das in der ersten Generation von Hybriden äußerlich verschwindet.

Dominante und rezessive Merkmale beim Menschen

dominantes Allel - ein Allel, das ein dominantes Merkmal bestimmt. Es wird durch einen lateinischen Großbuchstaben angezeigt: A, B, C, ....
rezessives Allel - ein Allel, das ein rezessives Merkmal bestimmt. Es wird durch einen lateinischen Kleinbuchstaben angezeigt: a, b, c, ....
Das dominante Allel sichert die Ausprägung des Merkmals sowohl im homo- als auch im heterozygoten Zustand, das rezessive Allel tritt nur im homozygoten Zustand auf.
Homozygot und heterozygot. Organismen (Zygoten) können homozygot oder heterozygot sein.
Homozygote Organismen haben zwei identische Allele in ihrem Genotyp - beide dominant oder beide rezessiv (AA oder aa).
Heterozygote Organismen haben eines der Allele in der dominanten Form und das andere in der rezessiven Form (Aa).
Homozygote Individuen spalten in der nächsten Generation nicht, während heterozygote Individuen eine Spaltung ergeben.
Durch Mutationen entstehen unterschiedliche Allelformen von Genen. Ein Gen kann wiederholt mutieren und viele Allele produzieren.
Mehrfacher Allelismus - das Phänomen der Existenz von mehr als zwei alternativen allelischen Formen eines Gens, die sich im Phänotyp unterschiedlich manifestieren. Zwei oder mehr Zustände eines Gens resultieren aus Mutationen. Eine Reihe von Mutationen verursacht das Auftreten einer Reihe von Allelen (A, a1, a2, ..., an usw.), die in unterschiedlichen dominant-rezessiven Beziehungen zueinander stehen.
Genotyp ist die Gesamtheit aller Gene eines Organismus.
Phänotyp - die Gesamtheit aller Merkmale eines Organismus. Dazu gehören morphologische (äußere) Zeichen (Augenfarbe, Blütenfarbe), biochemische (Form eines Strukturproteins oder Enzymmoleküls), histologische (Zellform und -größe), anatomische usw. Andererseits können Zeichen in qualitative unterteilt werden (Augenfarbe) und quantitativ (Körpergewicht). Der Phänotyp hängt vom Genotyp und den Umweltbedingungen ab. Sie entsteht durch das Zusammenspiel von Genotyp und Umweltbedingungen. Letztere beeinflussen die qualitativen Merkmale weniger und die quantitativen mehr.
Kreuzung (Hybridisierung). Eine der Hauptmethoden der Genetik ist die Kreuzung oder Hybridisierung.
Hybridologische Methode - Kreuzung (Hybridisierung) von Organismen, die sich in einem oder mehreren Merkmalen voneinander unterscheiden.
Hybriden - Nachkommen aus Kreuzungen von Organismen, die sich in einem oder mehreren Merkmalen voneinander unterscheiden.
Abhängig von der Anzahl der Zeichen, durch die sich die Eltern voneinander unterscheiden, werden verschiedene Arten der Kreuzung unterschieden.
monohybrides Kreuz Eine Kreuzung, bei der sich die Eltern nur in einem Merkmal unterscheiden.
Dihybrides Kreuz Ein Kreuz, bei dem sich die Eltern in zweierlei Hinsicht unterscheiden.
Polyhybrides Kreuz - Kreuzung, bei der sich die Eltern in mehrfacher Hinsicht unterscheiden.
Um die Ergebnisse von Kreuzungen aufzuzeichnen, wird die folgende allgemein akzeptierte Notation verwendet:
P - Eltern (von lat. elterlich- Elternteil);
F - Nachkommen (von lat. kindlich- Nachkommen): F 1 - Hybriden der ersten Generation - direkte Nachkommen der Eltern P; F 2 - Hybriden der zweiten Generation - Nachkommen aus der Kreuzung von F 1-Hybriden untereinander usw.
♂ - männlich (Schild und Speer - ein Zeichen des Mars);
♀ - weiblich (ein Spiegel mit Griff - ein Zeichen der Venus);
X - Kreuzsymbol;
: - Aufspaltung von Hybriden, trennt die digitalen Verhältnisse verschiedener (nach Phänotyp oder Genotyp) Klassen von Nachkommen.
Die hybridologische Methode wurde von dem österreichischen Naturforscher G. Mendel (1865) entwickelt. Er verwendete selbstbestäubende Gartenerbsenpflanzen. Mendel kreuzte reine Linien (homozygote Individuen), die sich in einem, zwei oder mehreren Merkmalen voneinander unterscheiden. Er erhielt Hybriden der ersten, zweiten usw. Generation. Mendel verarbeitete die gewonnenen Daten mathematisch. Die erhaltenen Ergebnisse wurden in Form von Vererbungsgesetzen formuliert.

G. Mendelsche Gesetze

Mendels erstes Gesetz. G. Mendel kreuzte Erbsenpflanzen mit gelben Samen und Erbsenpflanzen mit grünen Samen. Beide waren reine Linien, also Homozygote.

Mendels erstes Gesetz - das Gesetz der Uniformität von Hybriden der ersten Generation (das Gesetz der Dominanz): Beim Kreuzen reiner Linien zeigen alle Hybriden der ersten Generation ein Merkmal (dominant).
Mendels zweites Gesetz. Danach kreuzte G. Mendel Hybriden der ersten Generation untereinander.

Mendels zweites Gesetz - das Gesetz der Feature-Splitting: Hybriden der ersten Generation werden, wenn sie gekreuzt werden, in einem bestimmten Zahlenverhältnis aufgeteilt: Individuen mit einer rezessiven Manifestation eines Merkmals machen 1/4 der Gesamtzahl der Nachkommen aus.

Splitting ist ein Phänomen, bei dem die Kreuzung heterozygoter Individuen zur Bildung von Nachkommen führt, von denen einige ein dominantes Merkmal tragen und andere rezessiv sind. Bei monohybrider Kreuzung sieht dieses Verhältnis so aus: 1AA:2Aa:1aa, also 3:1 (bei vollständiger Dominanz) bzw. 1:2:1 (bei unvollständiger Dominanz). Im Falle einer Dihybridkreuzung – 9:3:3:1 oder (3:1) 2 . Mit Polyhybrid - (3:1) k.
unvollständige Dominanz. Das dominante Gen unterdrückt das rezessive Gen nicht immer vollständig. Ein solches Phänomen wird genannt unvollständige Dominanz . Ein Beispiel für unvollständige Dominanz ist die Vererbung der Farbe der Blumen der Nachtschönheit.

Zytologische Grundlage der Gleichförmigkeit der ersten Generation und Aufspaltung der Merkmale in der zweiten Generation bestehen in der Divergenz homologer Chromosomen und der Bildung haploider Keimzellen bei der Meiose.
Hypothese (Gesetz) der Reinheit der Gameten stellt fest: 1) Während der Bildung von Keimzellen tritt nur ein Allel eines Allelpaares in jeden Gameten ein, das heißt, die Gameten sind genetisch rein; 2) In einem Hybridorganismus hybridisieren Gene nicht (mischen sich nicht) und befinden sich in einem reinen allelischen Zustand.
Statistische Natur von Aufspaltungsphänomenen. Aus der Hypothese der Reinheit der Gameten folgt, dass das Spaltungsgesetz das Ergebnis einer zufälligen Kombination von Gameten ist, die unterschiedliche Gene tragen. Durch die zufällige Art der Verbindung von Gameten erweist sich das Gesamtergebnis als natürlich. Daraus folgt, dass bei monohybrider Kreuzung das Verhältnis von 3:1 (bei vollständiger Dominanz) bzw. 1:2:1 (bei unvollständiger Dominanz) aufgrund statistischer Phänomene als Regelmäßigkeit anzusehen ist. Dies gilt auch für den Fall der polyhybriden Kreuzung. Die exakte Erfüllung von Zahlenverhältnissen bei der Spaltung ist nur bei einer großen Zahl untersuchter Hybridindividuen möglich. Die Gesetze der Genetik sind also statistischer Natur.
Nachkommen Analyse. Kreuz analysieren können Sie feststellen, ob ein Organismus für ein dominantes Gen homozygot oder heterozygot ist. Dazu wird ein Individuum, dessen Genotyp bestimmt werden soll, mit einem für das rezessive Gen homozygoten Individuum gekreuzt. Oft wird einer der Eltern mit einem der Nachkommen gekreuzt. Eine solche Kreuzung heißt rückgabefähig .
Bei Homozygotie des dominanten Individuums findet keine Teilung statt:

Bei Heterozygotie des dominanten Individuums kommt es zu einer Aufspaltung:

Mendels drittes Gesetz. G. Mendel führte eine dihybride Kreuzung von Erbsenpflanzen mit gelben und glatten Samen und Erbsenpflanzen mit grünen und faltigen Samen (beide reine Linien) durch und kreuzte dann ihre Nachkommen. Als Ergebnis fand er heraus, dass sich jedes Merkmalspaar während der Aufspaltung in den Nachkommen genauso verhält wie während der monohybriden Kreuzung (es spaltet sich 3: 1 auf), dh unabhängig vom anderen Merkmalspaar.

Mendels drittes Gesetz- das Gesetz der unabhängigen Kombination (Vererbung) von Merkmalen: Die Aufteilung für jedes Merkmal erfolgt unabhängig von anderen Merkmalen.

Zytologische Grundlage der unabhängigen Kombination ist die zufällige Natur der Divergenz homologer Chromosomen jedes Paares zu unterschiedlichen Polen der Zelle während der Meiose, unabhängig von anderen Paaren homologer Chromosomen. Dieses Gesetz gilt nur, wenn die Gene, die für die Entwicklung verschiedener Merkmale verantwortlich sind, auf verschiedenen Chromosomen lokalisiert sind. Ausnahmen sind Fälle von verknüpfter Vererbung.

Verknüpfte Vererbung. Kupplungsausfall

Die Entwicklung der Genetik hat gezeigt, dass nicht alle Merkmale gemäß den Mendelschen Gesetzen vererbt werden. Somit gilt das Gesetz der unabhängigen Vererbung von Genen nur für Gene, die sich auf verschiedenen Chromosomen befinden.
Die Muster der verknüpften Vererbung von Genen wurden Anfang der 1920er Jahre von T. Morgan und seinen Studenten untersucht. 20. Jahrhundert Das Objekt ihrer Forschung war die Drosophila-Fruchtfliege (ihre Lebensdauer ist kurz und es können mehrere zehn Generationen in einem Jahr erhalten werden, ihr Karyotyp besteht aus nur vier Chromosomenpaaren).
Morgans Gesetz: Gene, die sich auf demselben Chromosom befinden, werden überwiegend gemeinsam vererbt.
Verknüpfte Gene sind Gene, die sich auf demselben Chromosom befinden.
Kupplungsgruppe Alle Gene auf einem Chromosom.
In einem bestimmten Prozentsatz der Fälle kann die Kupplung kaputt sein. Der Grund für die Verletzung der Kopplung ist das Crossing Over (Chromosomenkreuzung) - der Austausch von Chromosomenabschnitten in der Prophase I der meiotischen Teilung. Crossover führt zu genetische Rekombination. Je weiter die Gene voneinander entfernt sind, desto häufiger kommt es zu Kreuzungen zwischen ihnen. Dieses Phänomen ist konstruktionsbedingt genetische Karten- Bestimmung der Gensequenz im Chromosom und der ungefähren Entfernung zwischen ihnen.

Sex-Genetik

Autosomen Chromosomen sind bei beiden Geschlechtern gleich.
Geschlechtschromosomen (Heterochromosomen) Chromosomen, die Männchen und Weibchen voneinander unterscheiden.
Eine menschliche Zelle enthält 46 Chromosomen oder 23 Paare: 22 Paare von Autosomen und 1 Paar Geschlechtschromosomen. Geschlechtschromosomen werden als X- und Y-Chromosomen bezeichnet. Frauen haben zwei X-Chromosomen, während Männer ein X- und ein Y-Chromosom haben.
Es gibt 5 Arten der chromosomalen Geschlechtsbestimmung.

Arten der chromosomalen Geschlechtsbestimmung

Geschlechtsgebundene Vererbung - Vererbung von Merkmalen, deren Gene sich auf den X- und Y-Chromosomen befinden. Die Geschlechtschromosomen können Gene enthalten, die nichts mit der Entwicklung der Geschlechtsmerkmale zu tun haben.
Wenn XY kombiniert wird, haben die meisten Gene, die sich auf dem X-Chromosom befinden, kein Allelpaar auf dem Y-Chromosom. Außerdem haben Gene, die sich auf dem Y-Chromosom befinden, keine Allele auf dem X-Chromosom. Solche Organismen werden genannt halbzygot . In diesem Fall tritt ein rezessives Gen auf, das im Erbgut im Singular vorhanden ist. Das X-Chromosom kann also ein Gen enthalten, das Hämophilie (verminderte Blutgerinnung) verursacht. Dann werden alle männlichen Personen, die dieses Chromosom erhalten haben, an dieser Krankheit leiden, da das Y-Chromosom kein dominantes Allel enthält.

Blutgenetik

Nach dem AB0-System haben Menschen 4 Blutgruppen. Die Blutgruppe wird durch Gen I bestimmt. Beim Menschen wird die Blutgruppe durch drei Gene IA, IB, I0 bereitgestellt. Die ersten beiden sind in Bezug aufeinander kodominant, und beide sind in Bezug auf den dritten dominant. Infolgedessen hat eine Person 6 Blutgruppen nach Genetik und 4 nach Physiologie.

In verschiedenen Völkern ist das Verhältnis der Blutgruppen in der Bevölkerung unterschiedlich.

Verteilung der Blutgruppen nach dem AB0-System bei verschiedenen Völkern, %

Außerdem kann sich das Blut verschiedener Menschen im Rh-Faktor unterscheiden. Blut kann Rh-positiv (Rh+) oder Rh-negativ (Rh-) sein. Dieses Verhältnis variiert zwischen verschiedenen Völkern.

Die Verteilung des Rh-Faktors bei verschiedenen Völkern, %

Der Rh-Faktor des Blutes bestimmt das R-Gen R+ gibt Auskunft über die Produktion eines Proteins (Rh-positives Protein), das R-Gen aber nicht. Das erste Gen dominiert das zweite. Wenn Rh + Blut an eine Person mit Rh - Blut transfundiert wird, werden in ihm spezifische Agglutinine gebildet, und die wiederholte Verabreichung dieses Blutes führt zu einer Agglutination. Wenn eine Rh-Frau einen Fötus entwickelt, der vom Vater ein positives Rh geerbt hat, kann es zu einem Rh-Konflikt kommen. Die erste Schwangerschaft endet in der Regel sicher und die zweite - mit einer Erkrankung des Kindes oder einer Totgeburt.

Gen-Interaktion

Ein Genotyp ist nicht nur ein mechanischer Satz von Genen. Dies ist ein historisch etabliertes System von Genen, die miteinander interagieren. Genauer gesagt interagieren nicht die Gene selbst (Abschnitte von DNA-Molekülen), sondern die auf ihrer Basis gebildeten Produkte (RNA und Proteine).
Sowohl allelische als auch nicht-allelische Gene können interagieren.
Interaktion allelischer Gene: vollständige Dominanz, unvollständige Dominanz, Co-Dominanz.
Vollkommene Dominanz - das Phänomen, wenn ein dominantes Gen die Arbeit eines rezessiven Gens vollständig unterdrückt, wodurch sich ein dominantes Merkmal entwickelt.
unvollständige Dominanz - ein Phänomen, bei dem ein dominantes Gen die Arbeit eines rezessiven Gens nicht vollständig unterdrückt, wodurch sich ein Zwischenmerkmal entwickelt.
Kodominanz (unabhängige Manifestation) - ein Phänomen, bei dem beide Allele an der Bildung eines Merkmals in einem heterozygoten Organismus beteiligt sind. Beim Menschen stellt eine Reihe mehrerer Allele das Gen dar, das die Blutgruppe bestimmt. In diesem Fall sind die Gene, die die Blutgruppe A und B bestimmen, in Bezug aufeinander kodominant, und beide sind dominant in Bezug auf das Gen, das die Blutgruppe 0 bestimmt.
Interaktion nicht-allelischer Gene: Kooperation, Komplementarität, Epistasis und Polymerismus.
Zusammenarbeit - ein Phänomen, bei dem durch die gegenseitige Wirkung von zwei dominanten nicht-allelischen Genen, von denen jedes seine eigene phänotypische Manifestation hat, ein neues Merkmal gebildet wird.
Komplementarität - das Phänomen, wenn sich ein Merkmal nur durch die gegenseitige Wirkung von zwei dominanten nicht-allelischen Genen entwickelt, von denen jedes einzeln nicht die Entwicklung eines Merkmals verursacht.
Epistase - das Phänomen, wenn ein Gen (sowohl dominant als auch rezessiv) die Wirkung eines anderen (nicht allelischen) Gens (sowohl dominant als auch rezessiv) unterdrückt. Das Suppressorgen (Suppressor) kann dominant (dominante Epistase) oder rezessiv (rezessive Epistase) sein.
Polymerismus - das Phänomen, dass mehrere nicht alleldominante Gene für eine ähnliche Wirkung auf die Entwicklung desselben Merkmals verantwortlich sind. Je mehr solcher Gene im Genotyp vorhanden sind, desto ausgeprägter ist das Merkmal. Das Phänomen des Polymerismus wird bei der Vererbung quantitativer Merkmale (Hautfarbe, Körpergewicht, Milchleistung von Kühen) beobachtet.
Im Gegensatz zu Polymeren gibt es ein solches Phänomen wie Pleiotropie - multiple Genwirkung, wenn ein Gen für die Entwicklung mehrerer Merkmale verantwortlich ist.

Chromosomentheorie der Vererbung

Die wichtigsten Bestimmungen der Chromosomentheorie der Vererbung:

• Chromosomen spielen die führende Rolle bei der Vererbung;
• Gene befinden sich in einer bestimmten linearen Abfolge auf dem Chromosom;
• jedes Gen befindet sich an einer bestimmten Stelle (Locus) des Chromosoms; allelische Gene besetzen die gleichen Loci in homologen Chromosomen;
• Gene homologer Chromosomen bilden eine Verknüpfungsgruppe; ihre Anzahl entspricht dem haploiden Chromosomensatz;
• zwischen homologen Chromosomen ist der Austausch allelischer Gene (crossing over) möglich;
• die Häufigkeit des Crossing-over zwischen Genen ist proportional zum Abstand zwischen ihnen.

Nichtchromosomale Vererbung

Nach der Chromosomentheorie der Vererbung spielt die DNA der Chromosomen eine führende Rolle bei der Vererbung. DNA wird jedoch auch in Mitochondrien, Chloroplasten und im Zytoplasma gefunden. Nicht-chromosomale DNA heißt Plasmide . Zellen haben keine speziellen Mechanismen für die gleichmäßige Verteilung von Plasmiden während der Teilung, sodass eine Tochterzelle eine genetische Information erhalten kann und die zweite eine völlig andere. Die Vererbung von in Plasmiden enthaltenen Genen folgt nicht den Mendelschen Vererbungsgesetzen, und ihre Rolle bei der Bildung des Genotyps ist noch wenig verstanden.

Die Vererbungsmuster wurden 1865 von Gregory Mendel in seinem Werk „Experiments on Plant Hybrids“ formuliert. In seinen Experimenten kreuzte er verschiedene Erbsensorten (Tschechische Republik / Österreich-Ungarn). 1900 wurden die Vererbungsmuster von Correns, Cermak und Gogo de Vries wiederentdeckt.

Das erste und zweite Gesetz von Mendel basieren auf monohybriden Kreuzungen und das dritte - auf di und polyhybrid. Monohybrid Kreuzung tritt bei einem Paar alternativer Merkmale auf, dihybrid in zwei Paaren polyhybrid - Mehr als zwei. Der Erfolg von Mendel beruht auf den Besonderheiten der angewandten hybridologischen Methode:

Die Analyse beginnt mit dem Kreuzen reiner Linien: homozygote Individuen.

Getrennte alternative Zeichen, die sich gegenseitig ausschließen, werden analysiert.

Genaue quantitative Erfassung von Nachkommen mit unterschiedlichen Merkmalskombinationen

Die Vererbung der analysierten Merkmale lässt sich über mehrere Generationen nachvollziehen.

Die Regel zum Ausschreiben von Gameten nach der Formel 2n , wobei n die Anzahl der Heterozygoten ist: für Monohybride - 2 Gametenarten, für Dihybride - 4, für Trihybride - 8.

Mendels 1. Gesetz: „Das Uniformitätsgesetz der Hybriden der 1. Generation“

Beim Kreuzen von homozygoten Individuen, die anhand eines Paars alternativer Merkmale analysiert wurden, zeigen Hybriden der 1. Generation nur dominante Merkmale, und es wird eine Einheitlichkeit im Phänotyp und Genotyp beobachtet.

In seinen Experimenten kreuzte Mendel reine Linien von Erbsenpflanzen mit gelben (AA) und grünen (aa) Samen. Es stellte sich heraus, dass alle Nachkommen der ersten Generation in Genotyp (heterozygot) und Phänotyp (gelb) identisch sind.

2. Mendelsches Gesetz: „Das Gesetz der Spaltung“

Bei der Kreuzung von heterozygoten Hybriden der 1. Generation, analysiert nach einem Paar alternativer Merkmale, zeigen die Hybriden der zweiten Generation eine Aufspaltung nach dem Phänotyp 3:1 und nach dem Genotyp 1:2:1

In seinen Versuchen kreuzte Mendel die im ersten Versuch (Aa) erhaltenen Hybriden miteinander. Es stellte sich heraus, dass in der zweiten Generation das unterdrückte rezessive Merkmal wieder auftauchte. Die Daten dieses Experiments bezeugen die Aufspaltung des rezessiven Merkmals: Es geht nicht verloren, sondern taucht in der nächsten Generation wieder auf.

Zytologische Grundlagen des 2. Mendelschen Gesetzes

Die zytologischen Grundlagen des 2. Mendelschen Gesetzes werden in offenbart Hypothese der "Reinheit der Gameten" . Kreuzungsschemata zeigen, dass jedes Merkmal durch eine Kombination von zwei allelischen Genen bestimmt wird. Wenn heterozygote Hybride gebildet werden, vermischen sich allelische Gene nicht, sondern bleiben unverändert. Ergebend Meiose Bei der Gametogenese tritt nur 1 eines Paares homologer Chromosomen in jeden Gameten ein. Daher ist nur eines der beiden allelischen Gene, d.h. der Gamete ist relativ zu einem anderen allelischen Gen rein.

3. Mendelsches Gesetz: „Das Gesetz der unabhängigen Merkmalskombination“

Bei der Kreuzung von homozygoten Organismen, die auf zwei oder mehr Paare alternativer Merkmale analysiert wurden, wird in Hybriden der 3. Generation (erhalten durch Kreuzung von Hybriden der 2. Generation) eine unabhängige Kombination von Merkmalen und ihren entsprechenden Genen verschiedener Allelpaare beobachtet.

Um die Muster der Vererbung zu studieren Pflanzen , die sich durch ein Paar alternativer Zeichen unterscheiden, verwendet Mendel monohybrides Kreuz . Dann ging er weiter zu Experimenten zur Kreuzung von Pflanzen, die sich in zwei Paaren alternativer Merkmale unterscheiden: dihybrides Kreuz , wo er homozygote Erbsenpflanzen verwendete, die sich in Farbe und Form der Samen unterscheiden. Als Ergebnis der Kreuzung glatt (B) und gelb (A) mit faltig (b) und grün (a) waren in der ersten Generation alle Pflanzen mit gelben glatten Samen.

Auf diese Weise, Das Uniformitätsgesetz der ersten Generation manifestiert sich nicht nur in der Mono-, sondern auch in der Polyhybridkreuzung, wenn die elterlichen Individuen homozygot sind.

Während der Befruchtung entsteht durch die Verschmelzung verschiedener Gametenarten eine diploide Zygote. Englischer Genetiker Bennett Um die Berechnung der Optionen für ihre Kombination zu erleichtern, schlug er vor, in das Formular zu schreiben Gitter - Tabellen mit der Anzahl der Zeilen und Spalten entsprechend der Anzahl der Gametentypen, die durch Kreuzung von Individuen gebildet werden.

Kreuz analysieren

Da Personen mit einem dominanten Merkmal im Phänotyp einen anderen Genotyp (Aa und AA) haben können, schlug Mendel vor, diesen Organismus mit zu kreuzen rezessiv homozygot .

Eine homozygote Person wird geben Uniform Generation,

und heterozygot - Teilt nach Phänotyp und Genotyp 1:1.

Mograns Chromosomentheorie. Verknüpfte Vererbung

Mendel stellte Vererbungsmuster fest und kreuzte Erbsenpflanzen. Daher wurden seine Experimente auf der Ebene der Organismen durchgeführt. Die Entwicklung des Mikroskops zu Beginn des 20. Jahrhunderts ermöglichte die Identifizierung von Zellen – den materiellen Trägern der Erbanlagen – und übertrug die Forschung auf die zelluläre Ebene. Basierend auf den Ergebnissen zahlreicher Experimente mit Fruchtfliegen formulierte Thomas Morgan 1911 die wichtigsten Bestimmungen der Chromosomentheorie der Vererbung .

Die Gene auf einem Chromosom sind linear angeordnet Orte . Allelgene besetzen die gleichen Loci homologer Chromosomen.

Gene, die sich auf demselben Chromosom befinden, bilden sich Kupplungsgruppe und werden überwiegend zusammen vererbt. Die Anzahl der Verknüpfungsgruppen entspricht n Chromosomensätzen.

zwischen homologen Chromosomen überqueren - Austausch von Stellen, die die Verknüpfung von Genen stören können. Die Wahrscheinlichkeit, dass Gene verknüpft bleiben, ist direkt proportional zum Abstand zwischen ihnen: Je näher die Gene auf dem Chromosom liegen, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit ihrer Verknüpfung. Dieser Abstand wird in Morganiden berechnet: 1 Morganid entspricht 1 % der Bildung von Crossover-Gameten.

Für seine Experimente verwendete Morgan Fruchtfliegen, die sich in zwei Merkmalspaaren unterscheiden: grau (B) und schwarz (b); die Länge der Flügel ist normal (V) und kurz (v).

1) Dihybrid-Kreuzung – Zuerst wurden homozygote Individuen von AABB und aabb gekreuzt. So wurden ähnliche Ergebnisse wie bei Mendel erzielt: alle Individuen mit grauem Körper und normalen Flügeln.

2) Kreuz analysieren wurde mit dem Ziel durchgeführt, das Erbgut von Hybriden der 1. Generation zu züchten. Ein diheterozygotes Männchen wurde mit einem rezessiven dihomozygoten Weibchen gekreuzt. Nach Mendels 3. Gesetz könnte man aufgrund einer unabhängigen Merkmalskombination das Auftreten von 4 Phänotypen erwarten: sn (BbVv), chk (bbvv), sk (Bbvv), ch (bbVv) im Verhältnis 1:1:1 :1. Es wurden jedoch nur 2 Kombinationen erhalten: sn (BbVv) hk (bbvv).

Also in zweiter Generation nur ursprüngliche Phänotypen im Verhältnis 1:1.

Eine solche Abweichung von der freien Merkmalskombination liegt darin begründet, dass die Gene, die bei Fruchtfliegen Körperfarbe und Flügellänge bestimmen, in der Fruchtfliege liegen auf demselben Chromosom und werden verknüpft vererbt . Es stellt sich heraus, dass ein diheterozygoter Mann nur 2 Arten von nicht gekreuzten Gameten gibt und nicht 4, wie im Fall der dihybriden Kreuzung von Organismen mit nicht verknüpften Merkmalen.

3) Analysieren der reziproken Kreuzung - Ein Kreuzungssystem, bei dem genotypisch unterschiedliche Elterntiere einmal als mütterliche Form, ein anderes Mal als väterliche Form verwendet werden.

Diesmal verwendete Morgan ein diheterozygotes Weibchen und ein homozygotes rezessives Männchen. Somit wurden 4 Phänotypen erhalten, deren Verhältnis jedoch nicht dem entsprach, das bei Mendel mit einer unabhängigen Kombination von Merkmalen beobachtet wurde. Die Anzahl von sn und chk betrug 83 % der gesamten Nachkommenschaft, und die Anzahl von sk und chk betrug nur 17 %.

Die Verknüpfung zwischen Genen, die sich auf demselben Chromosom befinden, wird dadurch unterbrochen überqueren . Wenn der Chromosomenbruchpunkt zwischen verknüpften Genen liegt, wird die Verknüpfung unterbrochen und eines von ihnen geht in ein homologes Chromosom über. Also zusätzlich zu zwei Sorten Nicht-Crossover-Gameten , werden zwei weitere Sorten gebildet Crossover-Gameten in denen Chromosomen homologe Regionen ausgetauscht haben. Aus ihnen entwickeln sich beim Verschmelzen Crossover-Individuen. Nach der Position der Chromosomentheorie beträgt der Abstand zwischen den Genen, die Körperfarbe und Flügellänge bei Drosophila bestimmen, 17 Morganiden – 17 % Crossover-Gameten und 83 % Nicht-Crossover-Gameten.

Allelische Interaktion von Genen

1) Unvollständige Dominanz: bei der Kreuzung homozygoter Wickenpflanzen mit roten und weißen Blüten haben alle Nachkommen in der ersten Generation rosa Blüten - eine Zwischenform. In der zweiten Generation entspricht das Phänotyp-Splitting dem Genotyp-Splitting in Bezug auf 1cr: 2rose: 1bel.

2) Überdominanz : am dominanten Allel bei einem Heterozygoten das Merkmal ist ausgeprägter als beim Homozygoten. Gleichzeitig hat der heterozygote Organismus Aa eine bessere Fitness als beide Arten von Homozygoten.

Die Sichelzellenanämie wird durch das Allel einer Mutante verursacht. In Gebieten, in denen Malaria vorherrscht, sind Ss-Heterozygote resistenter gegen Malaria als SS-Homozygote.

3) Kodominanz : Im Phänotyp von Heterozygoten manifestieren sich beide Allelgene, wodurch ein neues Merkmal gebildet wird. Es ist jedoch unmöglich, ein Allel als dominant und das andere als rezessiv zu bezeichnen, da sie den Phänotyp gleichermaßen beeinflussen.

Bildung der 4. Blutgruppe beim Menschen. Allel Ia bestimmt das Vorhandensein von Antigen a auf Erythrozyten, Allel Ib - das Vorhandensein von Antigen b. Das Vorhandensein beider Allele im Genotyp bewirkt die Bildung beider Antigene auf Erythrozyten.

4) Mehrere Allele: Es gibt mehr als zwei allelische Gene in einer Population. Solche Gene entstehen als Ergebnis einer Mutation desselben Locus des Chromosoms. Neben den dominanten und rezessiven Genen gibt es noch Zwischen Allele , die sich gegenüber dem Dominanten rezessiv und gegenüber dem Rezessiven dominant verhalten. Jedes diploide Individuum kann nicht mehr als zwei allelische Gene haben, aber ihre Anzahl in einer Population ist nicht begrenzt. Je mehr allelische Gene, desto mehr Möglichkeiten für ihre Kombinationen. Alle Allele eines Gens werden mit einem Buchstaben mit unterschiedlichen Indizes bezeichnet: A1, A2, a3 usw.

Bei Meerschweinchen wird die Fellfarbe durch 5 Allele eines Locus bestimmt, die in verschiedenen Kombinationen 11 Farboptionen ergeben. Beim Menschen werden Blutgruppen je nach Art der multiplen Allele nach dem ABO-System vererbt. Drei Gene Io, Ia, Ib bestimmen die Vererbung von 4 menschlichen Blutgruppen (die Gene Ia Ib sind gegenüber Io dominant).

Nicht-allelische Interaktion von Genen

1) Kostenlos oder komplementäre Interaktion von Genen - ein Phänomen, bei dem zwei nicht-allelische dominantes oder rezessives Gen geben neues Zeichen . Diese Wechselwirkung von Genen wird beobachtet, wenn die Formen des Kamms bei Hühnern vererbt werden:

Eine erbsenförmige (A-cc); B- rosenförmig (aaB-); AB Nussbaum; aavb belaubt.

Wenn Hühner mit Erbsen- und Rosenkämmen gekreuzt werden, haben alle Hybriden der 1. Generation einen Walnusskamm. Bei der Kreuzung von Dihybriden der 1. Generation mit Walnusskämmen treten in der 2. Generation Individuen mit allen Wabentypen im Verhältnis 9op: 3rose: 3gor: 1 Blatt auf. Im Gegensatz zu Mendels 3. Gesetz-Trennung gibt es jedoch keine 3:1-Trennung jedes Allels. In anderen Fällen von Komplementarität vielleicht 9:7 und 9:6:1.

2) Epistase oder epistatische Interaktion von Genen - Unterdrückung die Wirkung der Gene eines Allels durch die Gene eines anderen. Das Suppressorgen ist ein Suppressor oder Inhibitor.

Dominante Epistase - dominantes Suppressor-Gen: Vererbung der Federfarbe bei Hühnern. C - Pigmentsynthese, I - Suppressorgen. Hühner mit dem C-II-Genotyp werden gefärbt. Die verbleibenden Individuen sind weiß, da in Gegenwart eines dominanten Suppressorgens das unterdrückte Farbgen nicht erscheint oder das für die Pigmentsynthese verantwortliche Gen (ccii) fehlt. Bei Kreuzung von Dihybriden beträgt die Aufteilung in der zweiten Generation 13:3 oder 12:3:1.

rezessive Epistase - Das Suppressorgenom ist ein rezessives Gen, zum Beispiel die Vererbung der Farbe von Mäusen. B - Synthese von grauem Pigment, b - schwarz; A trägt zur Manifestation der Farbe bei und - unterdrückt sie. Epistase tritt nur in Fällen auf, in denen zwei aa-Suppressor-Gene im Genotyp vorhanden sind. Bei der Kreuzung von dihybriden Individuen mit rezessiver Epistase beträgt die Aufteilung in der zweiten Generation 9:3:4.

Bombay-Phänomen manifestiert sich in der Vererbung von Blutgruppen nach dem ABO-System. Eine Frau der Blutgruppe 1 (IoIo), die einen Mann der Blutgruppe 2 (IaIo) heiratete, brachte zwei Mädchen der Blutgruppe 4 (IaIb) und 1 (IoIo) zur Welt. Dies wird damit erklärt, dass ihre Mutter das Ib-Allel besaß, dessen Wirkung jedoch durch ein seltenes rezessives Gen unterdrückt wurde, das im homozygoten Zustand seine epistatische Wirkung ausübte. Als Ergebnis manifestierte sich die Frau phänotypisch in der 1. Gruppe.

3) Polymerismus - Das gleiche Merkmal wird durch mehrere Gassen bestimmt. Gleichzeitig beeinflussen dominante Gene aus verschiedenen Allelpaaren den Grad der Manifestation eines Merkmals. Sie hängt von der Anzahl der dominanten Gene im Genotyp (je dominanter die Gene, desto ausgeprägter das Merkmal) und vom Einfluss der Umweltbedingungen ab.

Polymere Gene werden normalerweise mit einem Buchstaben des lateinischen Alphabets mit numerischen Indizes A 1 A 2 a 3 usw. bezeichnet. Sie definieren polygene Merkmale . So viele quantitative und einige qualitative Merkmale werden bei Tieren und Menschen vererbt: Größe, Gewicht, Hautfarbe. Vererbung der Farbe von Weizenkörnern: Jedes der dominanten Gene bestimmt die rote Farbe, die rezessiven Gene bestimmen die weiße Farbe. Mit zunehmender Anzahl dominanter Gene nimmt die Farbintensität zu. Und nur wenn der Organismus für alle rezessiven Genpaare homozygot ist, werden die Körner nicht gefärbt. Also beim Kreuzen von Dihybriden Aufteilung in Bezug auf 15okr: 1bel.

4) Pleiotropie Ein Gen beeinflusst mehrere Merkmale. Das Phänomen wurde von Mendel beschrieben, der herausfand, dass erbliche Faktoren in Erbsenpflanzen mehrere Merkmale bestimmen können: rote Blüten, graue Samen und einen rosa Fleck an der Basis der Blätter. Es erstreckt sich oft auf evolutionär wichtige Merkmale: Fruchtbarkeit, Langlebigkeit, die Fähigkeit, unter extremen Umweltbedingungen zu überleben.

In einigen Fällen ist ein pleiotropes Gen in Bezug auf ein Merkmal dominant und in Bezug auf ein anderes rezessiv. Wenn ein pleiotropes Gen in Bezug auf alle Merkmale, die es definiert, nur dominant oder nur rezessiv ist, dann ähnelt die Natur der Vererbung den Mustern der Mendelschen Gesetze.

Eine Art Aufspaltung wird beobachtet, wenn eines der Merkmale rezessiv oder letal ist (homozygot führt zum Tod). Zum Beispiel werden die schwarze Wolle von Karakul-Schafen und die Entwicklung der Narbe durch ein Gen bestimmt, und die graue Wolle und die unterentwickelte Narbe werden durch das dazu allelische Gen bestimmt. Grau dominiert über Schwarz, Norm über Anomalie. Homozygote Individuen für das Gen der Unterentwicklung der Narbe und der grauen Farbe sterben, daher ist bei der Kreuzung heterozygoter Individuen ein Viertel der Nachkommen (graue Homozygoten) nicht lebensfähig. Aufteilung im Verhältnis 2:1.

Durchdringung und Expressivität

Der Genotyp eines Individuums bestimmt nur das Potenzial zur Entwicklung eines Merkmals: Die Umsetzung eines Gens in ein Merkmal hängt vom Einfluss anderer Gene und Umweltbedingungen ab, sodass sich die gleiche Erbinformation unter verschiedenen Bedingungen unterschiedlich manifestiert. Folglich wird nicht ein fertiges Attribut vererbt, sondern die Art der Reaktion auf die Einwirkung der Umwelt.

Durchdringung - Eindringen eines Gens in ein Merkmal. Sie wird ausgedrückt als Prozentsatz der Anzahl von Personen, die ein Merkmal tragen, zur Gesamtzahl von Genträgern, die potenziell in diesem Merkmal verwirklicht werden können. Vollständige Penetranz (100 %) – alle Träger des Gens haben eine phänotypische Manifestation des Merkmals. Unvollständig - Die Wirkung des Gens zeigt sich nicht bei allen Trägern.

Wenn ein Gen in ein Merkmal eingebrochen ist, ist es penetrant, aber es kann sich auf unterschiedliche Weise manifestieren. Ausdruckskraft - der Ausdrucksgrad des Zeichens. Ein Gen, das bei Drosophila eine Verringerung der Anzahl der Facetten des Auges bewirkt, hat eine andere Expressivität. Homozygote haben eine unterschiedliche Anzahl von Facetten, bis hin zu ihrer völligen Abwesenheit.

Penetranz und Expressivität hängen vom Einfluss anderer Gene und der Umwelt ab.

Variabilität

Variabilität - die Fähigkeit, unter dem Einfluss äußerer und innerer Umweltfaktoren (morphologisch, physiologisch, biochemisch) neue Merkmale zu erwerben. Die Vielfalt von Individuen derselben Art ist mit Variabilität verbunden, die als Material für evolutionäre Prozesse dient. Die Einheit von Vererbung und Variabilität ist eine Bedingung für die fortlaufende biologische Evolution. Es gibt mehrere Arten:

1) Erblich, genotypisch, unbestimmt, individuell

Es ist erblicher Natur und wird aufgrund der Rekombination von Genen im Genotyp und Mutationen vererbt. Es gibt kombinative und mutationelle

2) Nicht erblich, Modifikation, phänotypisch, gruppenspezifisch

Modifikationsvariabilität - evolutionär festgelegte Anpassungsreaktionen des Körpers auf veränderte Umweltbedingungen, eine Folge des Zusammenspiels von Umwelt und Erbgut, die nicht vererbt wird, da sie nicht zu einer Veränderung des Erbguts führt. Im Gegensatz zu Mutationen sind viele Modifikationen reversibel: Sonnenbrand, Milchleistung der Kühe usw.

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