Основы генетики

Что надо знать по программе

Генетика, ее задачи. Наследственность и изменчивость – свойства организмов. Основные генетические понятия. Хромосомная теория наследственности. Генотип как целостная система. Развитие знаний о генотипе. Геном человека.

 

Закономерности наследственности, их цитологические основы. Моно- и дигибридное скрещивание. Закономерности наследования, установленные Г.Менделем. Сцепленное наследование признаков, нарушение сцепления генов. Законы Т.Моргана. Генетика пола. Наследование признаков, сцепленных с полом. Взаимодействие генов. Решение генетических задач. Составление схем скрещивания.

 

Изменчивость признаков у организмов: модификационная, мутационная, комбинативная. Виды мутаций и их причины. Значение изменчивости в жизни организмов и в эволюции. Норма реакции. Вредное влияние мутагенов, алкоголя, наркотиков, никотина на генетический аппарат клетки. Защита среды от загрязнения мутагенами. Выявление источников мутагенов в окружающей среде (косвенно) и оценка возможных последствий их влияния на собственный организм. Наследственные болезни человека, их причины, профилактика.

 

Селекция, её задачи и практическое значение. Учение Н.И. Вавилова о центрах многообразия и происхождения культурных растений. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Методы выведения новых сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. Значение генетики для селекции. Биологические основы выращивания культурных растений и домашних животных.

 

Биотехнология, клеточная и генная инженерия, клонирование. Роль клеточной теории в становлении и развитии биотехнологии. Значение биотехнологии для развития селекции, сельского хозяйства, микробиологической промышленности, сохранения генофонда планеты. Этические аспекты развития некоторых исследований в биотехнологии (клонирование человека, направленные изменения генома).

Основные термины

аллель | аутбридинг | аутосома | биотехнология | генетическая карта | генная инженерия | геном | генотип | гетерозигота | гетерозис | гомозигота | группа сцепления | делеция | дупликация | законы наследственности | изменчивость | инбридинг | инверсия | искусственный отбор | кариотип | клеточная инженерия | комплементарность | морганида | мутаген | мутация | неполное доминирование | норма реакции | полимерия | полиплоидия | половая хромосома | порода | селекция | скрещивание | сорт | транслокация | фенотип | цитоплазматическая наследственность | чистая линия | штамм | эпистаз

 

 

понятие

определение

пример

АЛЛЕЛЬ
- доминантный 

- рецессивный

одна из возможных форм гена 

- проявляется и в гомозиготном, и в гетерозиготном состоянии 

- проявляется только в гомозиготном состоянии, в отсутствие доминантного аллеля

- аллель желтой окраски семян гороха (А)
- аллель зеленой окраски семян гороха (а)

аутбридинг

скрещивание неродственных организмов

получение ржано-пшеничного гибрида

аутосома

неполовая хромосома; набор аутосом одинаков у особей мужского и женского пола

-

биотехнология

использование процессов жизнедеятельности живых организмов для получения промышленным способом ценных продуктов

генная инженерия, промышленная биотехнология

генетическая карта

схема относительного расположения генов в хромосомах

карта третьей хромосомы дрожжей

генная инженерия

технология рекомбинантных ДНК; целенаправленное изменение ДНК клеток с целью придания организмам новых свойств или создания новых форм организмов

создание бактерий, производящих инсулин человека

геном

совокупность генов, характерных для гаплоидного набора хромосом данного вида организмов

геном человека

генотип

совокупность генов данного организма; вместе с факторами внешней среды определяет фенотип организма

ААВb

гетерозигота

организм, образующий различные типы гамет; организм, содержащий доминантный и рецессивный аллель одного гена

Аа

гетерозис

явление гибридной мощности; ускорение роста, увеличение размеров, повышение жизнестойкости и плодовитости гибридов первого поколения по сравнению с родительскими формами растений или животных

гетерозис у кукурузы

гомозигота

организм, образующий один тип гамет; организм, содержащий либо только доминантные, либо только рецессивные аллели данного гена

АА, аа

группа сцепления

все гены одной хромосомы; группа генов, наследуемых совместно

-

делеция

хромосомная мутация, потеря участка хромосомы

-

дупликация

хромосомная мутация, удвоение участка хромосомы

-

ЗАКОНЫ
- гомологических рядов наследственной изменчивости

- единообразия гибридов

- независимого комбинирования


- расщепления

- сцепленного наследования

- чистоты гамет





- генетически близкие виды и роды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости (Вавилов) 



- скрещивание гомозиготных особей, различающихся по данному признаку, дает генетически однородное потомство, все особи которого гетерозиготны (Мендель)


- гены одной аллельной пары распределяются в мейозе независимо от генов других пар и комбинируются в процессе образования гамет случайно, что ведет к разнообразию вариантов их сочетаний (Мендель)

- при скрещивании гибридов первого поколения в потомстве появляются особи с доминантными и рецессивными признаками в соотношении 3 : 1 (Мендель)

- гены, расположенные в одной хромосоме, наследуются сцепленно (Морган)


- гамета может нести лишь один из двух аллелей данного гена (Мендель)

-

ИЗМЕНЧИВОСТЬ

- комбинативная 


- модификационная 


- мутационная




- вид наследственной (генотипической) изменчивости; новые комбинации существующих генов и хромосом, возникающие при половом размножениии 


- вид ненаследственной (фенотипической) изменчивости; изменения фенотипа под влиянием факторов внешней среды 


- вид наследственной (генотипической) изменчивости; в основе этой изменчивости лежат изменения структуры гена, хромосомы или изменения числа хромосом


- дети отличаются от своих родителей

- загар 




- синдром Дауна

инбридинг

близкородственное скрещивание

выведение чистой линии

инверсия

вид хромосомной мутации; переворот участка хромосомы на 180º

-

ИСКУССТВЕННЫЙ ОТБОР
- индивидуальный

- массовый





- отбор отдельных особей по генотипу; применяется для самоопыляющихся растений и животных 


- отбор особей по фенотипу; применяется для перекрестноопыляющихся растений и микроорганизмов

-

кариотип

характерный для данного вида организмов набор хромосом

кариотип человека

клеточная инженерия

совокупность методов биотехнологии, связанных с культивированием клеток и тканей на питательных средах

выращивание зародышей «в пробирке»

комплементарность

тип взаимодействия неаллельных генов, при котором действие одного гена дополняет действие другого

наследование окраски цветков душистого горошка

морганида

единица измерения растояния между генами, расположенными в одной хромосоме; 1% кроссинговера

-

мутаген

любое воздействие, повышающее частоту мутаций; различают химические, физические и биологические мутагены

проникающее излучение; стресс

МУТАЦИЯ

- генеративная 

- генная 

- геномная 

- индуцированная 

- соматическая 

- хромосомная

внезапно возникающее стойкое изменение наследственных структур живой материи

- мутация половых клеток; передается потомству при оплодотворении


- вставка, выпадение или замена нуклеотидов в пределах одного гена

- изменение числа хромосом


- мутация, вызванная искусственно каким-либо мутагеном


- мутация соматических клеток; наследуется только дочерними соматическими клетками

- вставка, выпадение, переворот на 180º участка хромосомы или перенесение его на другую хромосому

-

неполное доминирование

промежуточное наследование; фенотип гетерозиготного организма является промежуточным между доминантным и рецессивным признаком

наследование окраски цветка у ночной красавицы

норма реакции

пределы модификационной изменчивости, определяемые генотипом

пределы изменчивости размеров листьев одного дерева

полимерия

вид взаимодействия неаллельных генов; оба гена оказывают одинаковое действие на организм, при этом их действие суммируется

наследование окраски кожи у человека

полиплоидия

кратное увеличение числа хромосом

-

половая хромосома

хромосома, в которой расположены гены, определяющие пол организма; у особей мужского и женского пола набор половых хромосом различается

X, Y, Z, W

порода

искусственно выведенная популяция животных с устойчивыми наследственными признаками

курицы породы леггорн

селекция

наука о выведении сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов; практика выведения пород, сортов, штаммов

-

СКРЕЩИВАНИЕ
- анализирующее 

- дигибридное 

- моногибридное


- скрещивание с рецессивной гомозиготой для определения генотипа анализируемой особи с доминантными признаками

- скрещивание по двум парам альтернативных признаков


- скрещивание по одной паре альтернативных признаков

-

сорт

искусственно выведенная популяция растений с устойчивыми наследственными признаками

яблоня джонатан

транслокация

вид хромосомной мутации; перенос участка с одной хромосомы на другую, не гомологичную ей хромосому

-

фенотип

совокупность признаков организма, формирующихся при взаимодействии генотипа и внешней среды

желтый цвет семян гороха

цитоплазматическая наследственность

наследственность, определяемая генами, расположенными в митохондриях и пластидах; потомству признаки передаются только от матери

пестролистность у некоторых растений

чистая линия

популяция одинаковых по фенотипу и генотипу организмов, гомозиготных по всем генам; в потомстве таких организмов расщепления не наблюдается

-

штамм

искусственно выведенная популяция микроорганизмов с устойчивыми наследственными признаками

штамм дрожжей

эпистаз

вид взаимодействия неаллельных генов, при котором один ген подавляет действие другого

наследование окраски у свиней

 

Типовые вопросы части А

A1 Генеалогический метод основан на:

  1. биохимическом анализе ДНК
  2. изучении количества и структуры хромосом
  3. составлении родословных
  4. анализе биологических жидкостей человека

 

A2 Комбинативная изменчивость связана с:

  1. новыми сочетаниями генов, которые возникают в результате кроссинговера, независимого расхождения негомологичных хромосом
  2. изменениями в процессе индивидуального развития организма
  3. генными и хромосомными мутациями
  4. влиянием окружающей среды на организм

 

A3 В селекционной работе для создания разнообразия исходных форм применяется:

  1. отдаленная гибридизация
  2. экспериментальный мутагенез
  3. явление полиплоидии
  4. повышение продуктивности

 

A4 Направление биотехнологии, в котором используются микроорганизмы для получения антибиотиков и витаминов, называется:

  1. биохимический синтез
  2. генная инженерия
  3. клеточная инженерия
  4. микробиологический синтез

 

A5 При скрещивании двух морских свинок с черной шерстью (доминантный признак) получено потомство, среди которого особи с белой шерстью составили 25%. Каковы генотипы родителей?

  1. АА х аа
  2. Аа х АА
  3. Аа х Аа
  4. АА х АА

 

A6 Какие гены проявляют свое действие в первом гибридном поколении?

  1. аллельные
  2. доминантные
  3. рецессивные
  4. сцепленные

 

A7 Набор хромосом, характерный для данного вида организмов - это:

  1. геном
  2. генофонд
  3. генотип
  4. кариотип

 

A8 Количество групп сцепления генов у организмов зависит от числа:

  1. пар гомологичных хромосом
  2. аллельных генов
  3. доминантных генов
  4. молекул ДНК в ядре клетки

 

A9 Чистая линия растений - это потомство:

  1. гетерозисных форм
  2. одной самоопыляющейся особи
  3. межсортового гибрида
  4. двух гетерозиготных особей

 

A10 У собак чёрная шерсть (А) доминирует над коричневой (а), а коротконогость (В) - над нормальной длиной ног (b). Выберите генотип чёрной коротконогой собаки, гетерозиготной только по признаку длины ног.

  1. ААBb
  2. Аabb
  3. AaBb
  4. AABB

 

A11 Какой процент растений ночной красавицы с розовыми цветками можно ожидать от скрещивания растений с красными и белыми цветками (неполное доминирование)?

  1. 25%
  2. 50%
  3. 75%
  4. 100%

 

A12 При моногибридном скрещивании гетерозиготной особи с гомозиготной рецессивной в их потомстве происходит расщепление признаков по фенотипу в соотношении:

  1. 3 : 1
  2. 9 : 3 : 3 : 1
  3. 1 : 1
  4. 1 : 2 : 1

 

A13 В селекции для получения новых полиплоидных сортов растений:

  1. скрещивают особи двух чистых линий
  2. скрещивают родителей с их потомками
  3. кратно увеличивают набор хромосом
  4. увеличивают число гомозиготных особей

 

A14 Мутационная изменчивость, в отличие от модификационной:

  1. носит обратимый характер
  2. передаётся по наследству
  3. характерна для всех особей вида
  4. является проявлением нормы реакции признака

 

A15 При скрещивании доминантных и рецессивных особей первое гибридное поколение единообразно. Чем это объясняется?

  1. все особи имеют одинаковый генотип
  2. все особи имеют одинаковый фенотип
  3. все особи имеют сходство с одним из родителей
  4. все особи живут в одинаковых условиях

 

 

 

Типовые вопросы части B

 

В1 Примерами взаимодействия неаллельных генов являются:

  1. множестаенный аллелизм
  2. полимерия
  3. плейотропия
  4. комплементарность
  5. кодоминирование
  6. эпистаз

 

В2 К искусственно выведенным популяциям организмов относятся:

  1. сорт
  2. вид
  3. порода
  4. тип
  5. класс
  6. штамм

 

B3 Установите соответствие между признаками изменчивости и её видом: 

ПРИЗНАКИ ИЗМЕНЧИВОСТИ

ИЗМЕНЧИВОСТЬ

  1. носит массовый характер
  2. имеет приспособительное значение
  3. связана с изменением генов или хромосом
  4. пределы изменчивости зависят от нормы реакции
  5. у потомков появляются новые признаки
  6. изменения организмов необратимы

А) мутационная
Б) модификационная

 

B4 Установите соответствие между характеристикой мутации и ее типом: 

ХАРАКТЕРИСТИКА МУТАЦИИ

ТИПЫ МУТАЦИЙ

  1. включение двух лишних нуклеотидов в молекулу ДНК
  2. кратное увеличение числа хромосом в гаплоидной клетке
  3. нарушение последовательности аминокислот в молекуле белка
  4. поворот участка хромосомы на 180°
  5. уменьшение числа хромосом в соматической клетке
  6. обмен участками негомологичных хромосом

А) генные
Б) хромосомные
В) геномные

 

B5 Установите последовательность этапов постановки эксперимента для определения характера наследования признака:

А) статистическая обработка результатов
Б) скрещивание выбранных организмов
В) получение потомства и подсчет полученных особей с различными фенотипами
Г) выбор организмов с альтернативными признаками


B6 Установите последовательность событий, приводящих к появлению потомства с измененным признаком:

А) образование зиготы, содержащей нормальный и мутантный аллели
Б) рождение мутантного потомства
В) возникновение генной мутации в половой клетке
Г) действие мутагена на родительский организм
Д) оплодотворение


 

Типовые вопросы части C

Моногибридное скрещивание

Избирательная смертность гомозигот

C1 Наличие хохла у уток наследуется как доминантный аутосомный признак. Гомозиготы по этому признаку погибают на ранних стадиях развития, а гетерозиготы жизнеспособны. Отсутствие хохла определяется рецессивным аллелем этого гена. Хохлатых уток скрестили между собой. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, соотношение генотипов и фенотипов ожидаемых и родившихся потомков.

 

Неполное доминирование

C2 При скрещивании красноплодной земляники между собой всегда получаются красные ягоды, а при скрещивании белоплодной – белые. В результате скрещивания этих сортов между собой получаются розовые ягоды. Какое потомство получится при скрещивании растений с розовыми плодами между собой? Составьте схему решения задачи. Какой генетический закон проявляется на этом примере?

 

Сцепленное с полом наследование

C3 Дальтонизм (цветовая слепота) наследуется как рецессивный признак, сцепленный с Х-хромосомой. В семье отец и мать различают цвета нормально, но отец женщины был дальтоником. Составьте схему решения задачи, определите вероятность рождения в этой семье детей – носителей гена цветовой слепоты.

 

Дигибридное скрещивание

Независимое наследование

C4 Дигетерозиготное растение гороха нормального роста и с зелеными створками плодов скрестили с карликовым растением с желтыми створками плодов. Определите генотипы родителей, фенотипы и генотипы возможных потомков. Составьте схему решения задачи. Какова вероятность появления в потомстве карликовых растений с зелеными створками плодов?

C5 При скрещивании самцов морских свинок с белой прямой шерстью с самками с черной курчавой шерстью все потомки имели курчавую шерсть, причем у одной половины шерсть была белого цвета, у второй – черного. При скрещивании тех же самцов морских свинок (с белой прямой шерстью) с самками, имеющими черную прямую шерсть, все их потомство имело черную прямую шерсть. Определите доминантные и рецессивные признаки, генотипы всех родительских самцов и самок.

C6 У родителей с темными волосами и карими глазами родился светловолосый и голубоглазый ребенок. Определите генотипы родителей и первого ребенка. Составьте схему решения задачи. Гены обоих признаков расположены в различных аутосомах. Какой генетический закон проявляется в этом случае?

 

Сцепленное наследование

C7 Скрестили дигетерозиготных самок мухи дрозофилы с серым телом и нормальными крыльями (один из родителей этих самок был с черным телом и укороченными крыльями) с самцами с черным телом и укороченными крыльями. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, фенотипы и генотипы потомства, если известно, что гены окраски тела и формы крыльев находятся в одной аутосоме и между ними происходит кроссинговер. Объясните полученные результаты.

C8 У человека катаракта и шестипалость обусловлены доминантными аутосомными тесно сцепленными генами (кроссинговер между ними не происходит). Жена обладает обоими признаками, причем у ее отца было нормальное зрение и нормальное число пальцев. Муж здоров. Какие генотипы и фенотипы могут быть у их потомков? Составьте схему решения задачи. Объясните полученные результаты.