Закономерности передачи наследственных признаков изучает. Закономерности наследования признаков постоянство своей внутренней среды, - это …

1) генетика 2) антропология 3) экология 4) молекулярная биология

21. Какой уровень организации жизни отражён на данной фотографии?

1) молекулярно-генетический
2) органоидно-клеточный
3) биогеоценотический
4) популяционно-видовой

22. Специальность учёного, занимающегося лечением домашних животных, называется

1) агроном 2) зоотехник

3) селекционер 4) ветеринар

23. Какая наука изучает ископаемые остатки вымерших организмов?

1) палеонтология 2) генетика 3) эмбриология 4) систематика

24. Учёный хочет выяснить закономерности наследования цвета глаз у детей в нескольких поколениях одной семьи. Каким методом исследования он воспользуется?

1) экспериментальным 2) генеалогическим
3) наблюдения 4) гибридологическим

25. Какой уровень организации жизни отражён на данном рисунке?

1) молекулярно-генетический

2) органоидно-клеточный
3) организменный

4) биогеоценотический

26. Каким методом воспользуется учёный-ботаник при установлении родства между растениями рожь посевная (1) и кукуруза сахарная (2)?

1) абстрагирования 2) сравнения

3) моделирования 4) экспериментальным

27. Какой термин в переводе с греческого означает «знание о душе»?

1) анатомия 2) физиология 3) гигиена 4) психология

28. Какой уровень организации жизни отражён на гравюре И. Шишкина «Ручей в лесу»?

Вариант 1

1. Какая наука изучает закономерности наследственности и изменчивости организмов?

1) анатомия 2) генетика 3) физиология 4) цитология

2. Какая наука изучает возбудителей гриппа, СПИДа?

3. Как называется метод, основанный на изучении хода развития исследуемого объекта?

3) исторический метод 4) метод эксперимента

4. К какому врачу следует обратиться в первую очередь, если возникли проблемы со слухом?

1) диетологу 2) оториноларингологу 3) офтальмологу 4) эндокринологу

5. Предметом какой науки является изображенный на рисунке организм?

6. Кто первый обнаружил клетки в срезе пробки и впервые применил термин «клетка»?

Появления

четкого изображения рассматриваемого объекта

Ответ:

8. К какому уровню организации живой материи относится хромосома?

1) клеточному 2) молекулярному 3) органно-тканевому 4) субклеточному

9. Как называется метод, позволяющий изучать явления природы в заданных условиях?

1) метод наблюдения 2) метод описания 3) сравнительный метод 4) метод эксперимента

10. Способность живых организмов отвечать на определенные внешние воздействия специфическими реакциями

называется…

1) адаптацией 2) изменчивостью 3) раздражимостью 4) саморегуляцией

11. К какому уровню организации живой материи относится хлоропласт?

1)молекулярному 2) субклеточному 3) клеточному 4) органно-тканевому

12. К какому признаку (свойству) живых организмов относится их способность поддерживать постоянство своего

химического состава и интенсивность обменных процессов?

1) постоянный химический состав 2) обмен веществ и энергозависимость

3) саморегуляция 4) самовоспроизведение

13. Выявить характер и тип наследования признаков из поколения в поколение на основе изучения родословной

человека позволяет … метод генетики.

1) биохимический 2) близнецовый 3) генеалогический 4)гибридологический

14. Происхождение и эволюцию человека изучает …

1) анатомия 2) антропология 3) палеонтология 4) систематика

15. Признак живого, сущность которого состоит в способности живых систем поддерживать относительное

постоянство своей внутренней среды, - это …

1) адаптация 2) гомеостаз 3) дискретность 4) наследственность

Вариант 2

1. Какая наука изучает птиц?

1) гистология 2) зоология 3) орнитология 4) энтомология

2. Какая наука изучает возбудителей столбняка, туберкулеза?

1) бактериология 2) ботаника 3) вирусология 4) микология

3. Как называется метод, основанный на анализе сходства и различий изучаемых объектов?

1) метод наблюдения и описания 2) сравнительный метод

3) метод эксперимента 4) метод моделирования

4. Методом изучения какой науки являются изображенные на рисунке организмы?

5. Оптическая система микроскопа представлена …

1) окуляр и объектив 2) объектив и предметный столик

3) предметное стекло и вогнутое зеркало 4) плоское зеркало и окуляр

6. Кто открыл одноклеточные организмы?

1) Роберт Гук 2) Антони ванн Левенгук 3) М. Шлейден и Т. Шванн 4) Р. Вирхов

7. Установите последовательность действий при рассмотрении готовых микропрепаратов под микроскопом.

В ответе запишите соответствующую последовательность цифр.

2) закрепить готовый микропрепарат клеммами на предметном столике

3) рассмотреть микропрепарат в целом

4) глядя в окуляр, поднимать или опускать тубус (зрительную трубу) до

5) поместить готовый микропрепарат на предметный столик

6) рассмотреть детали изучаемого объекта

Ответ:

8. Наука об историческом развитии живой природы носит название …

1) биология индивидуального развития 2) история биологии

3) палеонтология 4) эволюционное учение

9. Наука о тканях живых организмов называется …

1) цитология 2) гистология 3) эмбриология 4) материаловедение

10. На каком уровне организации живой материи происходят процессы биосинтеза белка?

1) молекулярном 2) клеточном 3) организменном 4) биогеоценотическом

11. «Клетки всех организмов сходны по химическому составу, строению и функциям» - это положения теории…

1) клеточной 2) онтогенеза 3) хромосомной 4) эволюции

12. На каком уровне организации живой материи происходит взаимодействие различных видов живых

организмов?

1) организменном 2) популяционно-видовом 3) биогеоценотическом 4) биосферном

13. Как называется способность живых организмов воспроизводить себе подобных?

1) гомеостаз 2) размножение 3) наследственность 4) онтогенез

14. С помощью какого метода изучают строение клетки?

1) биохимического 2) микроскопии 3) наблюдения 4) цитогенетического

15. На каком уровне организации происходит обмен веществ и превращение энергии?

Пономарева Н.А. МБОУ «Лицей № 56» Ростов-на-Дону

Вариант 3

1.Пример какого научного метода иллюстрирует картина?

2. Какая наука занимается выведением новых и улучшением существующих сортов растений, пород животных и

штаммов микроорганизмов?

1)биология 2)биотехнология 3) ботаника 4) селекция

3. Какой метод биологии используется при определении жизненной ёмкости легких человека?

1) измерение 2)моделирование 3) наблюдение 4) эксперимент

4. Кто из ученых создал учение о типах высшей нервной деятельности, сигнальных системах?

1) Вавилов Н.И. 2) Вернадский В.И. 3)Павлов И.П. 4) Тимирязев К.А.

5. К какому врачу-специалисту необходимо обратиться при поражении кожи, появлении сыпи?

1) дерматологу 2) отоларингологу 3) терапевту 4) эндокринологу

6. Клеточная теория основана …

1) Роберт Гук 2) Антони ванн Левенгук 3) М. Шлейден и Т. Шванн 4) Р. Вирхов

7. Установите последовательность действий при рассмотрении готовых микропрепаратов под микроскопом.

В ответе запишите соответствующую последовательность цифр.

2) закрепить готовый микропрепарат клеммами на предметном столике

3) рассмотреть микропрепарат в целом

4) глядя в окуляр, поднимать или опускать тубус (зрительную трубу) до

появления четкого изображения рассматриваемого объекта

5) поместить готовый микропрепарат на предметный столик

6) рассмотреть детали изучаемого объекта

Ответ:

8. Антропология – это наука, изучающая …

1) закономерности географического распространения живых организмов

2) историко-эволюционный процесс формирования физического типа человека

3) происхождение человеческих рас

4) происхождение и эволюцию человека как биосоциального вида

9. На каком уровне организации происходит «запись» наследственной информации?

10. Как называется способность организмов поддерживать относительно постоянный физико-химический состав?

1) гомеостаз 2) осмос 3) обмен веществ 4) питание

11. Кто из ученых сформулировал естественно – научную теорию происхождения жизни на Земле?

1)Лунин Н.И. 2) Опарин А.И. 3) Пирогов Н.И. 4) Северцов А.Н.

12. Биотехнология – это …

1) наука о выведении новых сортов или пород животных

2) наука о простейших животных

3) наука о развитии жизни в настоящее время

4) совокупность промышленных методов, позволяющих использовать живые организмы для производства ценных

для человека продуктов

13. Какая наука изучает сообщества организмов в их взаимодействии с неживой природой?

1)биотехнология 2) биоинформатика 3) биоинженерия 4) биоценология

14. На каком уровне организации живого происходят транскрипция и трансляция?

1) генетическом 2) молекулярном 3) органном 4) организменном

15. Одним из наиболее важных принципов организации биологических систем является их …

1) гомеостаз 2) открытость 3) репродукция 4) саморегуляция

Пономарева Н.А. МБОУ «Лицей № 56» Ростов-на-Дону

10 -11 класс Общая биология. Введение (§ 1-4) Вариант 4

1.Пример какого научного метода иллюстрирует сюжет картины?

2. Какая наука изучает изображенные на рисунке организмы?

3. С помощью какого метода удалось установить закономерности наследования гемофилии у человека?

1) близнецового 2) биохимического 3) гибридологического 4) генеалогического

4. Кто из ученых открыл закон независимого наследования признаков?

1) Крик Ф. 2) Мендель Г. 3) Морган Т. 4) Ултсон Д.

5. К какому врачу-специалисту необходимо обратиться при уменьшении количества эритроцитов и гемоглобина

в крови?

1) дерматологу 2) терапевту 3) хирургу 4) эндокринологу

6. Теория возникновения жизни на Земле основана …

1) Роберт Гук 2) Антони ванн Левенгук 3) А.И. Опарин 4) Р. Вирхов

7. Установите последовательность действий при рассмотрении готовых микропрепаратов под микроскопом.

В ответе запишите соответствующую последовательность цифр.

2) закрепить готовый микропрепарат клеммами на предметном столике

3) рассмотреть микропрепарат в целом

4) глядя в окуляр, поднимать или опускать тубус (зрительную трубу) до

появления четкого изображения рассматриваемого объекта

5) поместить готовый микропрепарат на предметный столик

6) рассмотреть детали изучаемого объекта

Ответ:

8. Наследование гемофилии у человека установлено с помощью … метода.

1) близнецового 2) генеалогического 3) гибридологического 4) микробиологического

9. На каком уровне организации живых организмов происходит передача наследственной информации и

превращение веществ и энергии?

1) молекулярном 2) клеточном 3) органном 4) организменном

10. Как называется способность организмов приобретать в течение жизни новые признаки и свойства?

1)гомеостаз 2) изменчивость 3) обмен веществ 4) наследственность

11. Кто из ученых открыл процесс двойного оплодотворения у цветковых растений?

1) Ковалевский В.О. 2) Лунин Н.И. 3) Мечников И.И. 4) Навашин С.Г.

12. Научное исследование состоит из нескольких этапов. На этапе после сбора фактов …

1) выдвигается гипотеза 2) выстраивается теория 3) проводится эксперимент 4) формулируется проблема

13. Какой из указанных уровней организации живой природы наименьший?

1) биоценотический 2) популяционно-видовой 3) клеточный 4)организменный

14. В систематики используют метод …

1) классификации 2) моделирования 3) обобщения 4) сравнения

15. С помощью какого метода изучают строение пластид?

Пономарева Н.А. МБОУ «Лицей № 56» Ростов-на-Дону

10 – 11 класс Общая биология. Введение (§ 1-4) Вариант 5
1.Пример какого научного метода иллюстрирует рисунок?

2. Какая наука изучает изображенные на рисунке биологические объекты?

3. Какой метод позволяет изучать число и структуру хромосом?

1) генеалогический 2) гибридологический 3) биохимический 4) цитогенетический

4. Кто из ученых открыл круги кровообращения?

1) Гарвей У. 2) Мечников И.И. 3) Пастер Л. 4) Павлов И.П.

5. К какому врачу-специалисту необходимо обратиться при стойком повышении артериального давления и

увеличении частоты сердечных сокращений?

1)дерматологу 2) отоларингологу 3) терапевту 4) эндокринологу

6. Основоположник закона зародышевого сходства …

1) Ч. Дарвин 2) Г. Мендель 3) К. Бэр 4) Н.И. Вавилов

7. Установите последовательность действий при рассмотрении готовых микропрепаратов под микроскопом.

В ответе запишите соответствующую последовательность цифр.

2) закрепить готовый микропрепарат клеммами на предметном столике

3) рассмотреть микропрепарат в целом

4) глядя в окуляр, поднимать или опускать тубус (зрительную трубу) до

появления четкого изображения рассматриваемого объекта

5) поместить готовый микропрепарат на предметный столик

6) рассмотреть детали изучаемого объекта

Ответ:

8. Фенология – это наука, изучающая …

1) водоросли 2) классификацию живых организмов на основе их родства

3) сезонные изменения в живой природе 4) человека

9. На каком уровне организации происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с

жизнедеятельностью всех живых организмов?

1)молекулярном 2) клеточном 3) биосферном 4) организменном

10. Как называется способность организмов реагировать на определенные воздействия окружающей среды той

или иной активной реакцией, позволяющей им выживать?

1) гомеостаз 2) раздражимость 3) обмен веществ 4) питание

11. Кто из ученых открыл круги кровообращения?

1) Пастер Л. 2) Геккель Э. 3) Гарвей У. 4) Броун Р.

12. Для получения высокоурожайных растений в селекции используют …

1) гибридологический метод 2) метод полиплоидии 3) методический отбор 4) массовый отбор

13. Каким из биологических методов является близнецовый метод – изучение проявления признаков у

однояйцовых близнецов?

1)описания 2) сравнения 3) эксперимента 4) моделирования

14. Признак живого, сущность которого состоит в способности организмов воспроизводить себе подобных, - это …

1) дискретность 2) раздражимость 3) репродукция 4) рост

15. С помощью какого метода изучают строение ядра?

1) биохимического 2) световой микроскопии 3) цитогенетического 4) электронной микроскопии
Пономарева Н.А. МБОУ «Лицей № 56» Ростов-на-Дону
Пономарева Н.А. МБОУ «Лицей № 56» Ростов-на-Дону

10- 11 класс Общая биология. Введение (§ 1-4)
ОТВЕТЫ

Наследственность - это свойство всех живых организмов передавать свои признаки и свойства из поколения в поколение.

Закономерности, по которым признаки передаются из поколения в поколение, первым открыл великий чешский ученый Грегор Мендель (1822-1884)

Моногибридное скрещивание - скрещивание форм, отличающихся друг от друга по одной паре изучаемых альтернативных признаков, за которые отвечают аллели одного гена.

Моногенное наследование, изучаемое при моногибридном скрещивании - это наследование признака, за проявления которого отвечает один ген, различные формы которого называют аллелями. Например, при моногибридном скрещивании между двумя чистыми линиями растений, гомозиготных по соответствующим признакам - одного с жёлтыми семенами (доминантный признак), а другого с зелёными семенами (рецессивный признак), можно ожидать, что первое поколение будет только с жёлтыми семенами, потому что аллель жёлтых семян доминирует над аллелью зелёных.

При моногибридном скрещивании соблюдается первый закон Менделя (закон единообразия), согласно которому при скрещивании гомозиготных организмов у их потомков F1 проявляется только один альтернативный признак (доминантный), а второй находится в скрытом (рецессивном) состоянии. Потомство F1 единообразно по фенотипу и генотипу. Согласно второму закону Менделя (закон расщепления) при скрещивании гетерозигот в их потомстве F2 наблюдается расщепление по генотипу в соотношении 1:2:1 и по фенотипу в пропорции 3:1.

Анализирующее скрещивание - скрещивание гибридной особи с особью, гомозиготной по рецессивным аллелям, то есть "анализатором". Смысл анализирующего скрещивания заключается в том, что потомки от анализирующего скрещивания обязательно несут один рецессивный аллель от "анализатора", на фоне которого должны проявиться аллели, полученные от анализируемого организма. Для анализирующего скрещивания (исключая случаи взаимодействия генов) характерно совпадение расщепления по фенотипу с расщеплением по генотипу среди потомков. Таким образом, анализирующее скрещивание позволяет определить генотип и соотношение гамет разного типа, образуемых анализируемой особью.

Мендель, проводя эксперименты по анализирующему скрещиванию растений гороха с белыми цветками (аа) и пурпурных гетерозигот (Аа), получил результат 81 к 85, что почти равно соотношению 1:1.Он определил, что в результате скрещивания и образования гетерозиготы, аллели не смешиваются друг с другом и в дальнейшем проявляются в "чистом виде". В дальнейшем Бэтсон на этой основе сформулировал правило чистоты гамет.

Дигибридное скрещивание (3-ий закон Менделя):

Дигибридным называется скрещивание родительских пар, отличающихся друг от друга альтернативными вариантами двух признаков (двумя парами аллелей). Так, например, Мендель скрещивал чистолинейные по двум признакам растения гороха (дигомозиготные) с доминантными (желтая окраска и гладкая поверхность семени) и рецессивными (зеленая окраска и морщинистая поверхность семени) признаками: АА ВВ х аа bb.

При скрещивании между собой гибридов Fl (АаВb х АаВb) Менделем было получено 4 фенотипических класса гибридных семян гороха F2 в количественном соотношении: 9 желтых гладких: 3 желтых морщинистых: 3 зеленых гладких: 1 зеленое морщинистое. Однако по каждой паре признаков (9 жел. + 3 жел.: 3 зел. + 1 зел.; 9 гл. + 3 гл.: 3 морщ. + 1 морщ.) расщепление в F2 такое же, как и при моногибридном скрещивании, т. е. 3: 1. Следовательно, наследование по каждой паре признаков идет независимо друг от друга.

При дигибридном скрещивании чистолинейных растений гороха (ААВВ х aabb) гибриды F1 были фенотипически и генотипически единообразны (АаВЪ) в соответствии с первым законом Менделя. При скрещивании дигетерозиготных особей гороха между собой было получено второе поколение гибридов, имеющее четыре фенотипические комбинации двух пар признаков (2 2). Это объясняется тем, что при мейозе у гибридных организмов из каждой пары гомологичных хромосом в анафазе 1 к полюсам отходит по одной хромосоме. Из-за случайного расхождения отцовских и материнских хромосом ген А может попасть в одну гамету с геном В или с геном Ъ. Аналогичное произойдет и с геном а. Поэтому гибриды образуют четыре типа гамет: АВ, Аb, аВ, аb. Образование каждого из них равновероятно. Свободное сочетание таких гамет приводит к образованию четырех вариантов фенотипов в соотношении 9: 3: : 3: 1 и 9 классов генотипов.

Как при моно-, так и при дигибридном скрещивании потомство F1 единообразно как по фенотипу, так и по генотипу (проявление первого закона Менделя). В поколении F2 происходит расщепление по каждой паре признаков по фенотипу в соотношении 3: 1 (второй закон Менделя). Это свидетельствует об универсальности законов наследования Менделя для признаков, если их определяющие гены расположены в разных парах гомологичных хромосом и наследуются независимо друг от друга. 5. Какое будет расщепление по генотипу и фенотипу в F2, если гибриды второго поколения дигибридного скрещивания (см. решетку Пеннета) будут размножаться самоопылением? По фенотипу расщепление будет 9: 3: 3: 1, а по генотипу будет 9 классов генотипов. 6. Какое число типов гамет образуют особи с генотипами AaBbCcDd и aaBbDdKkPp? Число типов гамет (N) гетерозиготных организмов определяется по формуле: N = 2 n , где n - количество гетерозигот. В нашем случае два указанных генотипа гетерозиготны по четырем признакам, поэтому n равно 4, т. е. они образуют по 16 типов гамет каждый.

1. Плоды, их классификация, способы распространения в природе.

Классификация плодов.

1. Мать является носительницей гена цветовой слепоты, отец различает цвета нормально. Как признак цветовой слепоты могут унаследовать их дети.

Билет № 21

1. Виды взаимоотношений организмов в популяциях.

Вид это совокупность скрещивающихся сходных друг с другом особей. Он распадается на более мелкие естественные группировки особей - популяции, населяющие отдельные, относительно небольшие участки ареала данного вида.

Популяция - это группа одновидовых организмов, занимающих определенный участок территории внутри ареала вида, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других популяций,
Существование видов в форме популяций - следствие неоднородности внешних условий.

Взаимоотношения организмов в популяциях.

Составляющие популяцию организмы связаны друг с другом различными взаимоотношениями.

Они конкурируют друг с другом за те или иные виды ресурсов, могут поедать друг друга или, напротив, вместе обороняться от хищника. Внутренние взаимоотношения в популяциях очень сложны и противоречивы. Реакции отдельных особей на изменения условий жизни и популяционные реакции часто не совпадают. Гибель отдельных ослабленных организмов (например, от хищников) может улучшить качественный состав популяции (в том числе качество наследственного материала, которым располагает популяция), повысить ее способность к выживанию в меняющихся условиях среды.

Существование в форме популяций повышает внутреннее разнообразие вида, его устойчивость к местным изменениям условий жизни, позволяет ему закрепляться в новых для себя условиях. От свойств популяций во многом зависят направление и скорость эволюционных изменений, протекающих внутри вида.

Процессы образования новых видов берут начало в изменениях свойст

2.Характеристика покрытосеменных растений. Классификация покрытосеменных растений.

3.Рассмотреть раковины моллюсков и найти сходства и различия строения раковин.

У Двустворчатых: Например у Беззубки имеются 1)раковина 2)сифоны 3)нога 4)мантия 5)жабры 6)место прикрепления мускула-замыкателя. У Двустворчатых молллюсков раковина состоит из двух створок,соединённых на спинной стороне эластичной связкой. Имеются мускулы-замыкатели,закрывающие раковину. Сходство с Головоногими:

Вокруг рта венцом расположены щупальца, или руки, которые усажены несколькими рядами сильных присосок и обладают мощной мускулатурой. Щупальца головоногих, как и воронка, являются гомологами части ноги. В зародышевом развитии щупальца закладываются на брюшной стороне позади рта из зачатка ноги, но затем перемещаются вперед и окружают ротовое отверстие. Щупальца и воронка иннервируются от педального ганглия.Имеется так же и раковина.

Признак — любая особенность организма, любое его качество или свойство, по которому можно отличить одну особь от другой.

Альтернативные признаки — взаимоисключающие варианты одного и того же признака (пример: желтая и зеленая окраска семян гороха).

Доминирование — преобладание у гибрида признака одного из его родителей.

Доминантный признак — преобладающий признак, появляющийся в первом поколении потомства у гетерозиготных особей и доминантных гомозигот (см. ниже).

Рецессивный признак — признак, который передается по наследству, но подавляется, не проявляясь у гетерозиготных потомков; проявляется в гомозиготном состоянии рецессивного гена.

Фенотип — совокупность всех внешних и внутренних признаков организма. Фенотип формируется при взаимодействии генотипа со средой обитания организма.

Аллельные, доминантные и рецессивные гены. Генотип

Аллель — одна из альтернативных форм существования гена, определяющего некоторый признак. Количество аллелей одного и того же гена может достигать нескольких десятков.
■ Каждая хромосома или хроматида может нести только один аллель данного гена.
■ В клетках одной особи присутствует только два аллеля каждого гена.

Локус — участок хромосомы, на котором расположен ген.

Аллельные гены — гены, расположенные в одних и тех же локусах гомологичных хромосом и отвечающие за альтернативные проявления одного и того же признака (пример: гены, отвечающие за цвет глаз человека). Аллельные гены обозначают одинаковыми буквами латинского алфавита: А, а; В, b .

Неаллельные гены — гены, расположенные в негомологичных хромосомах или в разных локусах гомологичных хромосом.

Доминантные гены — гены, соответствующие доминантным признакам; обозначаются прописными латинскими буквами (А, В ).

Рецессивные гены — гены, соответствующие рецессивным признакам; обозначаются строчными латинскими буквами (а, b ).

Генотип — совокупность всех генов данного организма.

Скрещивание

Скрещивание — получение потомства путем искусственного объединения генетического материала разных родителей (разных клеток) в одной клетке.

Генетическая запись скрещивания:

■ первая строка: буква Р (родители), генотип женского организма, знак скрещивания х, генотип мужского организма; под обозначениями генотипов могут быть указаны признаки организмов;

■ вторая строка: буква G (гаметы) и (под обозначениями генотипов, в кружочках) гаметы женской и мужской особей;

■ третья строка: буква F k (потомки), генотипы потомков (под обозначениями генотипов могут быть указаны признаки организмов); к — номер поколения.

Гомозигота — зигота, содержащая одинаковые аллели одного гена — доминантные (АА, доминантная гомозигота ) или рецессивные (аа, рецессивная гомозигота ).

■ Гомозиготная особь образует один тип гамет и не дает расщепления при скрещивании.

Гетерозигота — зигота , содержащая два разных аллеля одного гена (Аа ).

■ Гетерозиготная особь в потомстве дает расщепление по данному признаку. Образует несколько типов гамет.

Правило (гипотеза) чистоты гамет . Так как каждая хромосома или хроматида может нести только один аллель данного гена, то при расхождении хромосом (при первом делении мейоза) или хроматид (при втором делении мейоза) вместе с ними в гаплоидные клетки гамет отходит лишь по одному из аллелей каждой аллельной пары.

Поэтому: любая гамета организма несет только по одному аллелю каждого гена, т.е. аллели в гаметах не перемешиваются.

Следствия правила чистоты гамет:

■ гомозиготный организм образует только один тип гамет:

гетерозиготный по одной паре генов организм образует два типа гамет (из двух гомологичных хромосом зиготы в процессе мейоза одна хромосома — с геном А — попадает в одну гамету, другая — с геном а — в другую гамету):

Гибридизация — процесс скрещивания двух организмов одного вида (внутривидовая гибридизация) или разных видов или родов (отдаленная гибридизация).

Гибрид — организм, полученный путем скрещивания генетически разных организмов.

Моногибридное скрещивание — скрещивание организмов, отличающихся друг от друга альтернативными вариантами только одного признака (одной парой аллелей).

Анализирующее скрещивание — скрещивание изучаемого организма с организмом, имеющим рецессивный гомозиготный генотип (и образующим только один тип гамет с рецессивными аллелями). Позволяет установить генотип изучаемого организма. Применяется в селекции растений и животных.

Дигибридное скрещивание — скрещивание организмов, отличающихся друг от друга альтернативными вариантами двух признаков (двумя парами аллелей).

Полигибридное скрещивание — скрещивание организмов, отличающихся друг от друга альтернативными вариантами трех и более признаков.

Сцепленное наследование — совместное наследование генов, локализованных в одной хромосоме; гены образуют группы сцепления.

Расщепление признаков — проявляющееся среди потомства второго и последующих поколений определенное соотношение между количествами особей, характеризующихся альтернативными признаками исходных родительских форм.

■ Конкретные количественные соотношения между числами особей, несущими признаки каждой из родительских форм, определяются тем, каковы родительские организмы по данным признакам — гомозиготные или гетерозиготные.

Первый закон Менделя

Первый закон Менделя (закон единообразия гибридов первого поколения, или правило доминирования ) описывает скрещивание гомозиготных особей: при скрещивании гомозиготных особей (взятых из чистых линий одного вида), отличающихся по одному из пары альтернативных признаков, получаемые гибриды первого поколения единообразны как по фенотипу, так и по генотипу.

Следствие: если первое поколение единообразно по одному из альтернативных признаков родительских особей, то данный признак является доминантным , а родительские особи гомозиготны по альтернативным признакам.

Второй закон Менделя

Второй закон Менделя (закон расщепления) описывает моно-гибридное скрещивание гетерозиготных особей: при скрещивании между собой гибридов первого поколения (т.е. гетерозиготных особей), отличающихся по одному из пары альтернативных признаков, во втором поколении наблюдается расщепление в соотношении 3: 1 по фенотипу и 1: 2: 1 по генотипу.

Расщепление по фенотипу: три части потомков второго поколения с доминантным признаком и одна часть — с рецессивным .

Расщепление по генотипу: одна часть потомков — доминантные гомозиготы (АА) , две части потомков — гетерозиготы (Аа) и одна часть — рецессивные гомозиготы (аа) .

Следствия второго закона Менделя:

■ если потомство родительских особей дает расщепление по фенотипу, близкое к 3: 1, то исходные родительские особи по данным аллелям гетерозиготны ;

■ анализирующее скрещивание: если потомство родительских особей дает расщепление по фенотипу, близкое к 1: 1, то одна из родительских особей была гетерозиготной, а другая — гомозиготной и несла пару рецессивных аллелей.

Третий закон Менделя

Третий закон Менделя (закон независимого наследования признаков ) описывает дигибридное скрещивание особей: при скрещивании гомозиготных организмов, отличающихся по двум или нескольким парам признаков, во втором поколении наблюдается независимое наследование генов разных аллельных пар и соответствующих им признаков.

Т.е. каждая пара аллельных генов (и соответствующих им альтернативных признаков) наследуется независимо друг от друга (другая формулировка 3-го закона Менделя ).

❖ Определение возможных генотипов и вероятностей их появления у особей второго поколения: сначала определяется генотип первого поколения и тип его гамет Gf1 (см. таблицу),

после чего генотипы особей и вероятности их появления определяются с помощью решетки Пеннета .

Решетка Пеннета — таблица, с помощью которой изображают и анализируют расщепление независимо наследуемых признаков. По горизонтали в верхней строке этой решетки записываются женские гаметы, по вертикали в левом столбце — мужские гаметы, на пересечениях строк и столбцов — генотипы дочерних особей.

Пример: скрещивание гомозиготной особи гороха, характеризующейся двумя доминантными признаками — желтой окраской и гладкой формой семян, — с гомозиготной особью гороха, имеющей два альтернативных рецессивных признака — зеленую окраску и морщинистую форму семян.

Так как, согласно третьему закону Менделя, расщепление по каждому признаку идет независимо: по цвету (во втором поколении) в соотношении 3: 1 (см. второй закон Менделя), по форме — также в соотношении 3: 1, то расщепление по фенотипу, т.е. по комбинации признаков, наблюдается в соотношении (3: 1) 2 = 9: 3: 3: 1 (девять частей из 16 составляют желтые гладкие семена, три части — желтые морщинистые, еще три части — зеленые гладкие и одну часть — зеленые морщинистые семена).

Из данных решетки Пеннета следует, что всего при дигибридном скрещивании гомозиготных особей (в частности, гороха) у особей второго поколения возможны девять различных генотипов (генотипических классов) , которые распадаются на четыре фенотипических класса. Потомки, доминантные по двум признакам (желтые гладкие семена гороха) имеют один из следующих генотипов (в скобках указана вероятность появления данного генотипа): ААВВ (1/16), ААВв (2/16), АаВВ (2/16) или АаВв (4/16); доминантные по первому и рецессивные по второму признаку (желтые морщинистые семена) — ААвв (1/16) или Аавв (2/16); рецессивные по первому и доминантные по второму признаку (зеленые гладкие семена) — ааВВ (1/16) или ааВв (2/16); рецессивные по обоим признакам — генотип аавв (1/16) (зеленые морщинистые семена).

❖ Расщепление по генотипу имеет вид:
■ при дигибридном скрещивании: (1:2:1) 2 ;
■ при полигибридном скрещивании (1:2:1) n , где n — число расщепляющихся пар аллелей.

❖ Расщепление по фенотипу имеет вид:
■ при дигибридном скрещивании: (3: 1) 2 = 9: 3: 1;
■ при полигибридном скрещивании (3: 1) n .

Следствия третьего закона Менделя:

■ если анализ расщепления по двум признакам дает по фенотипу соотношение, близкое к 9: 3: 3: 1, то исходные родительские особи дигетерозиготны по этим признакам;

■ в общем случае каждый новый ген увеличивает число типов различных гамет в два раза, а число генотипов — в три раза. Следовательно, особь, гетерозиготная по п парам генов, может произвести 2” типов гамет и 3” различных генотипов;

■ число различающихся классов фенотипов равно числу различных типов гамет при наличии доминирования и числу различных генотипов в отсутствие доминирования.

Замечания:

■ третий закон Менделя, т.е. независимое комбинирование признаков, выполняется только при условии, что аллельные гены, определяющие эти признаки, находятся в разных парах гомологичных хромосом;

■ он не объясняет закономерности наследования генов, находящихся совместно в одной и той же хромосоме;

❖ Вычисление частоты определенного генотипа в потомстве родителей, отличающихся определенным числом независимо наследуемых генов:

■ сначала вычисляется вероятность появления соответствующего генотипа отдельно для каждой пары генов;

■ искомая частота равна произведению этих вероятностей. Пример: вычислить частоту генотипа АаЬЬСс в потомстве от скрещивания АаВbсс x АаВbСс. Вероятность появления генотипа Аа в потомстве от скрещивания Аа x Аа равна 1/2; вероятность появления генотипа bb в потомстве от скрещивания Вb х Вb равна 1/4; вероятность появления генотипа Сс в потомстве от скрещивания Сс x сс равна 1/2. Следовательно, вероятность появления генотипа АаbbСс составляет (1/2) х (1/4) х (1/2) = 1/16.

Условия выполнения и значение законов Менделя

Законы Менделя выполняются лишь в среднем, при большом числе однотипных опытов. Они являются следствием случайного сочетания гамет, несущих разные гены, и статистического характера наследования, определяемого большим числом равновероятных встреч гамет.

❖ Дополнительные условия , при которых выполняются законы Менделя:
■ один ген должен контролировать только один признак, и один признак должен быть результатом действия только одного гена;
■ доминирование должно быть полным;
■ сцепление между генами должно отсутствовать;
■ равновероятное образование гамет и зигот разного типа;
■ равная вероятность выживания потомков с разными генотипами;
■ статистически большое количество скрещиваний.

❖ Значение законов Менделя:
■ эти законы носят универсальный характер и не зависят от систематического положения организма и сложности его строения;
■ с их помощью можно рассчитать число типов образующихся гамет и установить возможные варианты сочетания доминантных и рецессивных признаков у гибридов.

Предмет, задачи и методы генетики.

Наследственность и изменчивость являются фундаментальными свойствами живого, так как характерны для живых существ любого уровня организации. Наука, изучающая закономерности наследственности и изменчивости, называется генетикой.

Генетика как наука изучает наследственность и наследственную изменчивость, а именно, она имеет дело со следующими проблемами:

хранение генетической информации;

передача генетической информации;

реализация генетической информации (использование ее в конкретных признаках развивающегося организма под влиянием внешней среды);

изменение генетической информации (типы и причины изменений, механизмы).

Первый этап развития генетики – 1900-1912г. С 1900 г. – переоткрытие законов Г. Менделя учеными Х. Де Фризом, К. Корренсом, Э. Чермаком. Признание законов Г. Менделя.

Второй этап 1912-1925г.г. – создание хромосомной теории Т. Моргана. Третий этап 1925-1940г.г. – открытие искусственного мутагенеза и генетических процессов эволюции.

Четвертый этап 1940-1953г.г. – исследования по генному контролю физиологических и биохимических процессов.

Пятый этап с 1953 и по настоящее время – развитие молекулярной биологии.

Отдельные сведения по наследованию признаков были известны очень давно, однако научные основы передачи признаков впервые были изложены Г. Менделем в 1865 году в работе: "Опыты над растительными гибридами". Это были передовые мысли, но современники не придали значение его открытию. Понятия "ген" в то время еще не было и Г. Мендель говорил о "наследственных задатках", содержащихся в половых клетках, но их природа была неизвестна.

В 1900 году независимо друг от друга Х. Де Фриз, Э. Чермак и К. Корренс заново открыли законы Г. Менделя. Этот год и считается годом рождения генетики как науки. В 1902 году Т. Бовери, Э. Вильсон и Д. Сеттон сделали предположение о связи наследственных факторов с хромосомами. В 1906 году У. Бетсон ввел термин "генетика", а в 1909 году В. Иогансен – "ген". В 1911 году Т. Морган и сотрудники сформулировали основные положения хромосомной теории наследственности. Они доказали, что гены расположены в определенных локусах хромосом в линейном порядке, поэтому геном стали считать участок хромосомы, ответственный за проявление определенного признака.

Основные методы генетики: гибридологический, цитологический и математический. Генетика активно использует и методы других смежных наук: химии, биохимии, иммунологии, физики, микробиологии и др.

Основные понятия генетики.

Наследственность – это свойство живых систем передавать из поколения в поколение особенности морфологии, функции и индивидуального развития в определенных условиях среды.

Изменчивость – это способность дочерних организмов отличатся от родительских форм морфологическими и физиологическими признаками и особенностями индивидуального развития.

Наследование – это способ передачи генетической информации через половые клетки при половом размножении, или через соматические – при бесполом. Материальной основой наследования являются яйцеклетка и сперматозоид, или соматическая клетка.

Наследуемость – это степень соотношения наследственности и изменчивости.

Ген – это единица наследственности и изменчивости. По современным представлениям ген – это участок молекулы ДНК, дающий информацию о синтезе определенного полипептида.

Набор генов организма, которые он получает от своих родителей, называется генотипом.

Совокупность всех внешних и внутренних признаков организма называется фенотипом, а отдельный признак – феном. Например, форма носа, ушной раковины, пальцев ног и рук, цвет волос – внешние фенотипические признаки. Особенности строения желудка, содержание лейкоцитов и эритроцитов в крови – внутренние фенотипические признаки.

Закономерности моно- и полигенного наследования менделирующих признаков. Закон единообразия, закон расщепления признаков, гипотеза «чистоты гамет». Дигибридное и полигибридное скрещивания.

Генетические процессы являются определяющими в онтогенезе всех живых организмов. Индивидуальное развитие любого организма определяется его генотипом. Из поколения в поколение через половые клетки передается информация обо всех многообразных морфологических, физиологических и биохимических признаках, которые реализуются у потомков. Наследование – способ передачи наследственной информации в поколениях при половом размножении или бесполом.

Различают два основных типа наследования – моногенное и полигенное. При моногенном – признак контролируется одним геном, при полигенном – несколькими генами. Гены могут быть локализованы в аутосомах или половых хромосомах. Характер проявления гена может идти по доминантному или рецессивному пути (Рис. 5).

Гены могут быть локализованы в разных хромосомах или хромосомы представляют группу сцепления генов, поэтому наследование может быть: независимое, сцепленное и неполностью сцепленное .

Рис. 5 - Типы и варианты наследования признаков

Основные процессы, характеризующие закономерности наследования:

самовоспроизведение

независимое распределение хромосом при гаметогенезе и их случайное сочетание при оплодотворении.

генный контроль в процессе онтогенеза.

Закономерности моногенного наследования были открыты Г. Менделем, который разработал гибридологический метод (получение гибридов путем скрещивания), изложенный в 1868г. в работе «Опыты над растительными гибридами».

Мендель положил в основу совершенно новый принцип исследования отдельных пар признаков в потомстве скрещиваемых организмов одного вида, отличающихся по 1, 2, 3 парам контрастных (альтернативных) признаков, который был назван гибридологическим методом. Особенности этого метода заключаются в использовании определенных принципов:

1. Скрещиваемые родительские пары должны быть чистыми линиями (гомозиготными).

2. В каждом поколении необходимо вести учет отдельно по каждой паре альтернативных признаков, без учета других различий между скрещиваемыми организмами.

3. Использование количественного учета гибридных организмов, различающихся по отдельным парам альтернативных признаков в ряду последовательных поколений.

4. Применение индивидуального анализа потомства от каждого гибридного организма.

Мендель предложил обозначить наследственные задатки (гены) буквами латинского алфавита. Гены, от которых зависит развитие альтернативного признака, принято называть аллеломорфными или аллельными . Аллельные гены расположены в одинаковых локусах гомологичных хромосом. Каждый ген может иметь два состояния – доминантное и рецессивное . Явление преобладания у потомка первого поколения признака одного из родителей Мендель назвал доминированием . Признак, подавляемый у гибрида, получил название рецессивного . Доминантный ген принято обозначать большой буквой латинского алфавита (А ), а рецессивный – малой (а ). Организмы, имеющие одинаковые аллели одного гена, например, обе доминантные (АА ) или обе рецессивные (аа ) называются гомозиготами . Организмы, имеющие разные аллели одного гена – одну доминантную, другую рецессивную (Аа) называют гетерозиготными, или гетерозиготами .

Если же организм имеет только один аллель гена, то тогда говорят, что такой организм гемизиготный . При написании схемы скрещивания принято на первом месте ставить женский организм, на втором месте – мужской. Скрещивание обозначают знаком умножения (х ). Родительские особи записываются в первой строчке и обозначаются буквой "Р ". Гаметы, которые образуют родители, записываются во второй строчке и обозначаются буквой "G ", а образующееся потомство – в третьей. Его называют гибридами и обозначают буквой "F " с цифровым индексом, соответствующим порядковому номеру гибридного поколения.

Скрещивание особей по одному альтернативному признаку называется моногибридным.

Первый закон Менделя – закон единообразия гибридов 1-го поколения или доминирования : при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков, все гибриды первого поколения единообразны как по генотипу, так и по фенотипу.

Р: ♀ AA x ♂ aa

На основании изучения гибридов 2-го поколения Менделем был сформулирован второй закон –расщепления : при скрещивании двух гетерозиготных особей (т.е. гибридов), анализируемых по одной альтернативной паре признаков, в потомстве ожидается расщепление по фенотипу в отношении 3:1 (три части с доминантными признаками и одна – с рецессивным) и по генотипу 1:2:1 (одна часть доминантных гомозигот, две части гетерозигот и одна часть рецессивных гомозигот).

Р: ♀ Аа х ♂ Аа

F 1: АА, Аа, Аа, аа

Для объяснения результатов 2-го закона У. Бэтсон (1902) выдвинул положение, вошедшее в генетику под названием гипотезы «чистоты гамет»: гены в гаметах у гибридов не гибридны, а чисты .

Причиной не смешивания генов у гетерозигот является нахождение их в разных хромосомах. В результате мейоза при гаметогенезе хромосомы с разными генами попадают в разные гаметы.

Для дигибридного скрещивания Мендель взял гомозиготные организмы, различающиеся одновременно по двум парам альтернативных признаков. Гибриды первого поколения оказались единообразными по обоим доминантным признакам, а при анализе наследования признаков во втором поколении (F 2) оказалось, что наблюдается независимое (свободное) комбинирование пар признаков.

Схема скрещивания:

Этот вывод получил название третьего закона Менделя, которое формулируется следующим образом: при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся двумя или более парами альтернативных признаков, во втором поколении отмечается независимое комбинирование по каждой паре признаков, а так же появляются комбинации признаков не свойственные родительским особям.

Скрещивание особей по двум и более альтернативным признакам называется ди- и полигибридным скрещиванием.

Общая формула для дигибридного скрещивания: (3:1) 2

Для полигибридного скрещивания – (3:1) n

Фенотипический радикал – это та часть генотипа организма, которая определяет его фенотип.

Как и всякие законы природы, являясь универсальными, законы Менделя могут проявляться лишь при определенных условиях, которые сводятся к следующему:

Гены разных аллельных пар должны находится в негомологичных хромосомах.

Полное доминирование признаков независимо от условий развития организма.

Равновероятное образование гамет всех типов.

Равновероятное сочетание гамет при оплодотворении.

Равная жизнеспособность зигот всех генотипов.

Отклонение от ожидаемого расщепления по законам Менделя вызывают летальные гены. Так при скрещивании двух гетерозигот Аа , вместо ожидаемого расщепления 3:1, можно получить 2:1, если гомозиготы АА по какой-либо причине – нежизнеспособны. Так у человека наследуется доминантный ген брахидактилии (короткие пальцы). У гетерозигот наблюдается патология, а гомозиготы по этому гену погибают на ранних стадиях эмбриогенеза. Гетерозиготы по гену серповидно-клеточной анемии (Ss ) жизнеспособны, а гомозиготы погибают (SS ).

Известно более 2000 наследственных болезней и аномалий развития, которые в той или иной степени подчиняются законам Менделя. Они изучаются на молекулярном, клеточном, организменном и популяционном уровнях. К их числу относится ряд тяжелых заболеваний нервной системы (шизофрения, эпилепсия), эндокринной системы (кретинизм), крови (гемофилия), нарушения обмена веществ (фенилкетонурия, алкаптонурия, альбинизм). Изучение причин этих заболеваний, их ранняя диагностика позволяет успешно разрабатывать методы предупреждения их развития. Медицинская генетика имеет надежные методы диагностики и идентификации наследственных заболеваний.

Анализирующее, реципрокное и возвратное скрещивание.

Для выяснения генотипа особи с известным доминантным фенотипом, проводят анализирующее скрещивание . Для этого особь скрещивается с анализатором – формой рецессивной по данному признаку. Анализ проводится по результатам скрещивания. Если все потомство окажется однородным, то анализируемая особь является гомозиготной по доминантному аллелю, если произошло расщепление 1:1 – особь гетерозиготна.

Два скрещивания, различающиеся по тому, кто из родителей (самец или самка) несет доминантную (или рецессивную) аллель, называются реципрокными . Результаты реципрокных скрещиваний различаются при сцепленном с полом наследовании признаков.

Скрещивания потомства F 1 с родительскими особями называют возвратными скрещиваниями.