Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Естествознание постнеклассической науки

Шепель О. М.,

§ 3.1.8. Понятие о генетике

Генетика – раздел биологии, изучающий законы наследственности и изменчивости живого организма.

Наука и практика к середине 19 века накопили фактический материал сходства и различия организмов, но научной теории долгое время установить не удавалось. Чешский ученый Грегор Мендель в 1865 году провел ряд опытов по скрещиванию различных сортов гороха, впервые открыл и сформулировал закономерности наследственности. Эти опыты впоследствии легли в основу глобального изучения законов наследования и наследственности признаков от поколения к поколению[40]. Рассмотрим основные понятия, необходимые для изучения генетики.

Ген – участок молекулы ДНК, определяющий развитие признака.

Наследственность – свойство родительской пары передавать свои признаки (гены) поколению.

При бесполом размножении гены передаются посредствам соматических клеток (от 1 родителя), при половом – гены передаются при слиянии 2 родительских половых клеток.

Изменчивость – свойство живых организмов изменять фенотип под воздействием факторов окружающей среды.

Генотип – совокупность генов организма.

Фенотип – совокупность всех признаков организма.

Признак – определенная особенность организма (внешняя или внутренняя). Любой организм обладает совокупностью собственных признаков.

Если гены отвечают за развитие одного признака (парные гены) их называют аллельными (аллели).

Фенотип определяется: генотипом и условиями окружающей среды.

Например, представим ситуацию: семена одуванчика, полученные от одного растения (сходный генотип) попадают в разные условия формирования. Одни из них оказываются в лучших условиях с идеальными показателями параметров окружающей среды: температура, влажность, химический состав и т. д. А другие – в худших условиях: засушливый климат, температура среды ниже нормальной и т. д. Впоследствии, сравнив сформировавшиеся растения, мы увидим явные различия, которые указывают на присутствие воздействия окружающей среды.

Гены, определяющие фенотип, могут быть доминантными – сильными, подавляющими другие гены, и рецессивными – слабыми, подавляемыми. Они также находятся в генотипе, но, при наличии доминантной аллели, как правило, в фенотипе проявлены не будут.

Доминантные гены принято обозначать заглавными латинскими буквами (A, B……W и т. д.), рецессивные – строчными (a, b……w и т. д.). Помимо этого в генетике приняты следующие обозначения:

– Х – скрещивание родителей;

– Р1,2 – скрещиваемые родители Р1 и Р2;

– g – гаметы (половые клетки родительской пары);

– F1 – первое генотипное потомство, полученное при скрещивании пары;

– F2 – второе генотипное потомство;

– Fn – энное генотипное потомство;

– G – соотношение генотипов потомства, выраженное в долях или процентах;

– Ph – соотношение фенотипов потомства, выраженное в долях или процентах.

Если аллельные гены, определяющие признак, одинаковые (только доминантные АА, либо только рецессивные аа), то такой организм называют гомозиготой (чистая линия), если разные (Аа) – гетерозиготой (гибрид).

В табл. 3.2 приведены результаты опыта, проведенного Г. Менделем (левая колонка) и оценим эти результаты с точки зрения теории передачи генетической информации (правая колонка).

Таблица 3.2

Опыт Г. Менделя по скрещиванию гороха
(моногибридное скрещивание)

На основании результатов первого опыта был сформулирован I закон Менделя (закон единообразия гибридов первого поколения), который гласит: при скрещивании 2 родительских форм, отличающихся друг от друга по одному признаку, все потомство будет носить признаки одного из родителей – носителя доминантных генов.

На основании результатов второго опыта был сформулирован II Закона Менделя (закон расщепления признаков): при скрещивании двух гетерозиготных особей в поколении наблюдается расщепление признаков 3:1 по фенотипу и 1:2:1 по генотипу.

Скрещивание родителей, отличающихся по одному признаку, называется моногибридным; отличающихся по двум признакам – дигибридным; по трём признакам – тригибридным и т. д.

Пример решения задачи

Определить все возможные генотипы и фенотипы потомства, полученного при скрещивании желтого и зеленого сортов гороха, а также вероятность появления каждого из них, если известно, что желтоплодное растение – гетерозигота. (Условия остаются прежними: желтый цвет плодов определяется доминантными генами, зеленый – рецессивными).

Решение:

Буквами А и а будем обозначать ген цвета, а буквами В и b ген других признаков

Ответ: G: Aa(0,5(50 %)); aa(0,5(50 %))

Ph: ж (0,5(50 %)); з(0,5(50 %))

Задачи для самостоятельного решения

1. У кукурузы желтый цвет початков – доминантный признак, белый цвет – рецессивный признак. Определить F1 при скрещивании желтоплодных гетерозиготного и гомозиготного сортов. Какой процент получения белоплодной кукурузы при скрещивании 2 гетерозиготных растений?

2. Определить G и Ph родительской пары норок, если из 5 родившихся норок 3 – коричневые, 2 – серебристые. Серебристые норки рецессивны.

3. У человека монголоидный разрез глаз – доминантный признак. Возможно ли рождение детей с европейским типом глаз (рецессивный), при браке 2 разных по фенотипу родителей?