Компьютерное тестирование

Урок 1. Моногибридное скрещивание. Первый и второй законы Г.Менделя

Зачет по теме «Размножение и развитие»

1. Какие процессы происходят в клетке в профазу 1 мейоза?
2. Какие животные относятся к вторичноротым?
3. Сколько хромосом и ДНК в различных периодах интерфазы?
4. Как называются парные, одинаковые хромосомы соматической клетки?
5. Что образуется после сперматогенеза из одного сперматоцита?
6. Как называется двуслойный зародыш ланцетника?
7. Сколько хромосом и ДНК в профазу, метафазу и анафазу митоза?
8. Как называются первое и второе деления мейоза?
9. Какой набор хромосом в соматических и половых клетках?
10. Из каких периодов складывается эмбриогенез животных?

 

1. Из чего образуется околоплодник?
2. Что образуется из интегументов и центральной клетки зародышевого мешка?
3. Какой набор хромосом и ДНК в метафазу 1 и анафазу 1 мейоза?
4. Как называется первичная перетяжка и концы хромосомы?
5. Когда в мейозе происходит перекомбинация генетического материала?
6. Каков смысл мейоза?
7. Как называется размножение, при котором развитие нового организма происходит из неоплодотворенной яйцеклетки?
8. Что образуется из эктодермы, энтодермы и мезодермы нейрулы?
9. Каков набор хромосом гаметогониев? Гаметоцитов 1-го порядка? Гаметоцитов 2-порядка?
10. Чем представлены мужской и женский гаметофиты цветковых растений?

 

1. Перечислите фазы мейоза, во время которых хромосомы – двухроматидные.
2. Кто открыл двойное оплодотворение?
3. Какой набор хромосом и ДНК в метафазу 2 и анафазу 2 мейоза?
4. Из каких периодов складывается онтогенез животных?
5. Что характерно для бесполого размножения?
6. Что характерно для генотипов дочерних особей по сравнению с материнской при бесполом размножении?
7. Что образуется в результате дробления зиготы?
8. Сколько хромосом и ДНК перед мейозом, после первого и второго деления?
9. Что образуется после овогенеза из 1 овоцита?
10. Из каких зародышевых листков образуется позвоночник, эпидермис и легкие?

 

Первый закон Г.Менделя.

Генетика — относительно молодая наука. Официальной датой ее рождения считается 1900г., когда Г. де Фриз в Голландии, К.Корренс в Германии и Э.Чермак в Австрии независимо друг от друга "переоткрыли" законы наследования признаков, установленные Г. Менделем еще в 1865 году.

Генетика изучает два фундаментальных свойства живых организмов: наследственность и изменчивость. Под наследственностью понимают свойство организмов обеспечивать материальную и функциональную преемственность между поколениями. Благодаря наследственности, каждый вид животных и растений в ряде сменяющих друг друга поколений сохраняет не только характерные для него признаки, но и особенности развития. Материальной основой наследственности, связывающей поколения, являются половые клетки — гаметы (при половом размножении) или соматические клетки (при бесполом). Но клетки несут в себе не признаки и свойства будущих организмов, а лишь задатки, дающие возможность развития этих признаков и свойств. Этими задатками являются гены. Наличие задатка еще не означает обязательного появления признака, поскольку развитие любого признака зависит как от присутствия других генов, так и от условий среды. То есть, формирование признаков происходит в ходе индивидуального развития особей. Поэтому каждая отдельно взятая особь уникальна, так как обладает набором признаков, характерных только для нее. Совокупность всех признаков организма называют фенотипом.

Появление в рамках одного вида признаков, отличающих особей друг от друга, является следствием наличия у особей свойства изменчивости. Под изменчивостью понимают свойство организмов приобретать новые признаки под воздействием различных факторов. Изменчивость заключается в изменении наследственных задатков, то есть генов. Изучением причин и форм изменчивости также занимается генетика. Изменчивость противоположна наследственности. Если наследственность стремится закрепить признаки и свойства организмов, то изменчивость обеспечивает появление новых признаков и свойств. Вмести с тем, наследственность и изменчивость тесно взаимосвязаны. Благодаря изменчивости организмы приспосабливаются к изменяющимся условиям окружающей среды, а благодаря наследственности эти изменения закрепляются. Таким образом, генетика — это наука о закономерностях наследственности и изменчивости.

Основным методом исследования является гибридологический метод, метод, основанный на скрещивании, гибридизации. Г.Мендель на протяжении восьми лет проводил скрещивания между 22 различными сортами гороха. Горох — строгий самоопылитель, но возможно удаление тычинок и перенос пыльцы от растений другого сорта с целью получения гибридных семян. Для записи результатов скрещиваний в генетике используются специальная символика, предложенная Г.Менделем: Р — родители; F — потомство, число внизу или сразу после буквы указывает на порядковый номер поколения (F₁ — гибриды первого поколения — прямые потомки родителей, F₂ — гибриды второго поколения — возникают в результате скрещивания между собой гибридов F₁); х — значок скрещивания; ♂ — мужская особь; ♀ — женская особь; A, a, B, b, C, c — буквами латинского алфавита обозначаются отдельно взятые наследственные признаки.

Успеху работы Менделя способствовал удачный выбор объекта для проведения скрещиваний. Горох имеет короткий период развития, многочисленное потомство, большое количество хорошо заметных альтернативных признаков. Окраска венчика гороха — белая или красная, окраска семян — зеленая или желтая, форма семени — морщинистая или гладкая, окраска боба — желтая или зеленая и другие признаки. Горох является строгим самоопылителем, строение венчика цветка защищает цветок от опыления посторонней пыльцой. Опыты Менделя были тщательно продуманы. Свои исследования он начал с изучения закономерностей наследования всего лишь одной пары альтернативных признаков.

Моногибридным называют скрещивание, при котором анализируется наследование одной пары альтернативных признаков. Таким образом, при таком скрещивании прослеживаются закономерности наследования только двух вариантов признака (например, белая и красная окраска венчика), а все остальные признаки организма во внимание не принимаются.

Классическим примером моногибридного скрещивания является скрещивание сортов гороха с желтыми и зелеными семенами. При скрещивании растения с желтыми и зелеными семенами, все потомки имели желтые семена. Аналогичная картина наблюдалась и при скрещиваниях, в которых изучалось наследование других признаков. Мендель пришел к выводу, что у гибрида первого поколения из каждой пары альтернативных признаков проявляется только один, доминантный, а второй, рецессивный, не развивается, как бы исчезает. Это первый закон Менделя: при скрещивании двух организмов, относящихся к разным чистым линиям (двух гомозиготных организмов), отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков, все первое поколение гибридов (F1) окажется единообразным, и будет нести признак одного из родителей.

Второй закон Г.Менделя.

Семена гибридов первого поколения использовались Менделем для получения второго гибридного поколения. Во втором поколении три четвертых от всех семян (6022) имели желтую окраску, одна четвертая (2001) — зеленую. Такое же соотношение 3:1 были получены при скрещивании или самоопылении гибридов с другими анализируемыми признаками.

Явление, при котором часть гибридов второго поколения несет доминантный признак, а часть — рецессивный, называют расщеплением. Причем наблюдающееся у гибридов расщепление не случайное, а подчиняется определенным количественным закономерностям. Таким образом, на основе скрещивания гибридов первого поколения и анализа второго был сформулирован второй закон Менделя: при скрещивании гибридов первого поколения в потомстве происходит расщепление признаков в определенном числовом соотношении – 1:2:1 по генотипу и 3:1 по фенотипу.

Для объяснения явления доминирования и расщепления гибридов второго поколения Мендель предложил гипотезу чистоты гамет. Он предположил, что развитие признака определяется соответствующим ему наследственным фактором. Один наследственный фактор гибриды получают от отца, другой — от матери. У гибридов F₁ проявляется лишь один из факторов — доминантный. Однако, среди гибридов F₂, появляются особи с признаками исходных родительских форм. Это значит, что: у гибридов наследственные факторы сохраняются в неизменном виде; половые клетки содержат только один наследственный фактор, то есть они "чисты" (не содержат второго наследственного фактора). Итак, гипотеза чистоты гамет гласит: гаметы «чисты», содержат только один наследственный фактор из пары. Наследственные задатки (гены) Мендель предложил обозначать большими буквами латинского алфавита, например, доминантный признак А, рецессивный — а. Поскольку в своих опытах Г. Мендель использовал растения, относящиеся к разным чистым линиям, анализируемые гены этих растений одинаковы, потомство было единообразным. Организмы, не дающие расщепления в потомстве, называются гомозиготными. Они могут быть гомозиготными по доминантным (АА) или по рецессивным генам (аа). Организмы, в потомстве которых наблюдается расщепление, называются гетерозиготными (Аа). Во времена Менделя строение и развитие половых клеток еще не было изучено. Поэтому его гипотеза чистоты гамет является примером гениального предвидения, которое позже нашло научное подтверждение.

Цитологические основы. Явления доминирования и расщепления признаков, наблюдавшиеся Менделем, в настоящее время легко объясняются парностью хромосом, расхождением хромосом во время мейоза и объединением их во время оплодотворения. Предположим, что соматические клетки несут всего одну пару гомологичных хромосом, содержащих гены, определяющие окраску семян у гороха. Обозначим ген, определяющий желтую окраску, буквой А, а зеленую — а. Поскольку Мендель работал с чистыми линиями, оба организма — гомозиготны, то есть несут два одинаковых гена окраски семян (соответственно, АА и аа). Во время мейоза число хромосом уменьшается в два раза и в каждую гамету попадает только одна хромосома. Но так как обе хромосомы несут одинаковые гены, все гаметы одного организмы будут содержать одну хромосому с геном А, а другого — с геном а. Генетическая запись осуществляется следующим образом:

Дано: Решение:

Р АА х аа

Ген Признак Желт. Зелен.

А — желтые семена; Гам.

а — зеленые семена;

Р АА х аа F₁ Аа х Аа

Желт. Зелен. Желт. Желт.

F1 =? Гам.

 

F₂ АА + 2Аа + аа

Желт. Желт. Зелен.

 

При оплодотворении гаметы сливаются, и их хромосомы объединяются в одной зиготе. Получившийся от скрещивания гибрид становится гетерозиготным, так как его клетки будут иметь генотип Аа, то есть оба аллеля одного и того же гена. У гибридного организма во время мейоза хромосомы расходятся в разные клетки и образуется два типа гамет — 50% гамет будет нести ген А, 50% — ген а. Оплодотворение — процесс случайный и равновероятный, то есть любой спермий может оплодотворить любую яйцеклетку. А поскольку образовалось два типа спермиев и два типа яйцеклеток, возможно возникновение четырех типов зигот.

Для удобства расчета сочетания гамет при оплодотворении английский генетик Р.Пеннет предложил проводить запись в виде решетки, которую так и назвали — решетка Пеннета. По вертикали указываются женские гаметы, по горизонтали — мужские (рис. 3). В клетки решетки вписываются генотипы зигот, образовавшихся при слиянии гамет. Из приведенной схемы видно, что образуется три типа зигот. Половина из них — гетерозиготы (несут гены А и а), 1/4 — гомозиготы по доминантному признаку (несут два гена А) и 1/4 — гомозиготы по рецессивному признаку (несут два гена а). Причем желтосеменные растения одинаковы по фенотипу, но различны по генотипу: 1/3 являются гомозиготными по доминантному признаку и 2/3 — гетерозиготны. Таким образом, учитывая цитологические основы, второй закон Менделя можно сформулировать следующим образом: при скрещивании двух потомков первого поколения между собой (двух гетерозиготных особей) во втором поколении наблюдается расщепление в определенном числовом соотношении: по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1.

Компьютерное тестирование

Тест 1. Совокупность генов, полученных от родителей:

1. Кариотип.

2. Фенотип.

3. Генотип.

4. Геном.

Тест 2. Совокупность внешних и внутренних признаков, полученных от родителей:

1. Кариотип.

2. Фенотип.

3. Генотип.

4. Геном.

Тест 3. Первый закон Г.Менделя:

1. Закон расщепления признаков в соотношении 3/1.

2. Закон единообразия первого поколения.

3. Неполное доминирование при промежуточном наследовании признаков.

4. Промежуточное наследование при неполном доминировании.

Тест 4. Второй закон Г.Менделя:

1. Закон расщепления признаков в соотношении 3/1.

2. Закон единообразия первого поколения.

3. Неполное доминирование при промежуточном наследовании признаков.

4. Промежуточное наследование при неполном доминировании.

Тест 5. Г.Мендель выступил с докладом "Опыты над растительными гибридами":

1. В 1831г.

2. В 1859 г.

3. В 1865г.

4. В 1900 г.

Тест 6. К.Корренс (Германия), Э.Чермак (Австрия), Г.Де-Фриз (Голландия) переоткрыли законы Г.И.Менделя:

1. В 1831г.

2. В 1859 г.

3. В 1865г.

4. В 1900 г.

Тест 7. При скрещивании гетерозигот в потомстве ожидается гомозиготных особей:

1. Одна вторая.

2. Одна третья.

3. Одна четвертая.

4. Три четвертых.

Тест 8. При скрещивании гетерозигот в потомстве ожидается особей с доминантными признаками:

1. Одна вторая.

2. Одна третья.

3. Одна четвертая.

4. Три четвертых.

Тест 9. Особи, не дающие расщепления в потомстве:

1. Гомозиготные.

2. Гетерозиготные.

3. Особи с доминантными признаками.

4. Особи, образующие два типа гамет.

**Тест 10. Верные суждения:

1. Фенотип зависит только от генотипа.

2. Фенотип зависит от взаимодействия генотипа и среды.

3. Гаметы несут только один наследственный признак из пары.

4. Генотип гороха с желтыми семенами может быть только АА.