Реферат на тему дигибридное скрещивание

Обновлено: 05.07.2024

В общей и медицинской генетике часто возникает необходимость в изучении одновременного наследования двух или более признаков. Если каждый их этих признаков контролируются парой аллельных генов, то можно предположить существование двух форм наследования: независимого и сцепленного. Принципиальные отличия будут определяться расположением генов в хромосомах. При сцепленном наследовании обе пары аллельных генов располагаются в одной паре гомологичных хромосом (т.е. в одной группе сцепления). При независимом наследовании пары аллельных генов располагаются в разных парах гомологичных хромосом.

Условия выполнения закона:

— признаки наследуются моногенно

— форма взаимодействия аллельных генов – полное доминирование

— пары аллельных генов располагаются в разных парах гомологичных хромосом

Заслугой Г.Менделя является то, что он объяснил один из механизмов изменчивости, которая возникает при половом размножении организмов. А чтобы понять этот механизм, необходимо четко представлять цитогенетическую основу независимого наследования.

Цитогенетический анализ независимого наследования:

Причины разнообразия гибридов:

— независимое расхождение пар хромосом в анафазу I мейоза (приводит к образова-

нию гамет с различными комбинациями неаллельных генов)

— случайное слияние гамет при оплодотворении (возникают различные комбинации

генов в генотипах потомков, которые определяют комбинацию признаков)

Новые комбинации генов в генотипах потомков приводят к возникновению у них новых комбинаций признаков – главный вывод 3-го закона.

Закономерности сцепленного наследования.Теоретической основой этого нас-ледования являются положения хромосомной теории:

— гены, локализованные в одной хромосоме, образуют группу сцепления и наследу-

ются вместе (или сцеплено)

— во время гаметогенеза (профаза I мейоза) может происходить обмен аллельными

генами (кроссинговер), который приводит к образованию новых комбинаций

неаллельных генов в группе сцепления (хромосоме)

При анализе сцепленного наследования следует учитывать два возможных варианта: полное сцепление генов (гены, расположенные в одной группе сцепления всегда наследуются вместе) и неполное сцепление генов. При выявлении полного сцепления генов можно сделать вывод о близком расположении генов в одной группе сцепления. При анализе сцепления генов у животных и растений используется гибридологический метод, у человека – генеалогический метод.

Цитогенетический анализ сцепленного наследования

Пол –совокупность морфологических и физиологических особенностей организма, обеспечивающих половое размножение. При рассмотрении половых отличий организмов следует различать следующие понятия:

Генетический пол (хромосомное определение пола) – определяется наличием в соматических клетках определенных половых хромосом
Первичное определение (детерминация) пола — зависит от формирования в организме половых желез (гонад): семенников или яичников
Вторичное определение пола – характеризуется появлением наружных половых органов и вторичных половых признаков

Генетический пол организма определяется в момент оплодотворения и обусловлен гетерогаметностью мужского пола. Образование двух типов сперматозоидов обеспечивает численное равенство полов в следующем поколении. Однако фактическое соотношение полов в популяции с возрастом изменяется. Поэтому предлагается выделять первичное, вторичное и третичное соотношение полов.

Общая схема первичной детерминации пола выглядит следующим образом: на ранних этапах эмбрионального развития возникает конкретный сигнал, включающий некий ген. Этот ген, в свою очередь, активизирует развитие и дифференцировку гонад в определенном направлении, а функционирование последних определяет развитие половых признаков.

Исследования генетиков позволили локализовать и определить структуру гена, определяющего развитие зачатков гонад в семенники. Этот ген получил название SRY (Sex determining Region Y gene), кодирует белок из 204 аминокислот и расположен в области Y, р1. Отсутствие в клетках эмбриона Y-хромосомы приводит к развитию из зачатков гонад яичников.

Половая система организмов включает не только семенники и яичники, но и другие органы (женские – фаллопиевые трубы, матка, влагалище и мужские – придаток семенников, семявыводящие протоки, семенные пузырьки). Эти органы развиваются из протоков зародышевой почки эмбриона. Мюллеров проток является предшественником труб, матки и верхней части влагалища, Вольфов проток – органов мужской половой системы. Развитие этих протоков в окончательные органы контролируется антимюллеровым гормоном (образуется клетками Сертоли семенников). Ген этого гормона локализован в аутосоме 19, р13 и проявляет свое действие только при наличии Y-хромосомы. Поэтому у мужских эмбрионов Мюллеров проток редуцируется, а из Вольфова протока развиваются органы мужской половой системы.

Обязательным условием нормального развития половой системы является наличие функционально активных рецепторов для половых гормонов. Мутации генов, которые кодируют эти рецепторы, приводят к тем же последствиям, как и отсутствие соответствующего гормона в организме. Например, мутации гена рецепторов андрогенов (локализован – Х-хромосома, р 11-12) приводят к возникновению синдрома тестикулярной феминизации (см. ниже).

Подводя итог вышесказанному можно сделать вывод, что на формирование пола и нормальное развитие половой системы оказывают влияние:

1. Наличие Y-хромосомы в клетках эмбриона

2. Образование гормонов (мужских и женских половых, антимюллерова), которые влияют на формирование половых органов

3. Наличие функционально активных рецепторов, через которые гормоны реализу-ют свое действие.

На формирование половых признаков оказывают влияние гены, локализованные в различных хромосомах (аутосомах и половых), поэтому знания функциональной активности этих генов позволяют объяснить встречающиеся несоответствия генетического и фенотипического пола, а также возникновения у человека гермафродитизма. Основными причинами этих нарушений являются либо хромосомные мутации (делеция или транслокация участка Y-хромосомы с геном SRY) либо мутации генов, кодирующих гормоны и рецепторы гормонов.

Синдром тестикулярной феминизации (Х-сцепленное рецессивное наследование) — выявляют у пациенток с мужским кариотипом (46, XY), но женским фенотипом. Является одной из форм мужского гермафродитизма. При рождении эта аномалия никак не проявляется, больные выглядят как обычные девочки. С наступлением половой зрелости отмечается аменорея. Особи имеют наружные половые женские органы, но наблюдается недоразвитие репродуктивных органов (фаллопиевых труб, матки, влагалища). Ключ к постановке диагноза – обнаружение в паховом канале семенников. Семенники образуют тестостерон, но гормон не может реализовать свое действие в результате мутации гена рецептора антрогенов.

Понятие дигибридного скрещивания организмов, различающихся по двум парам альтернативных признаков (по двум парам аллелей). Открытие закономерностей наследования моногенных признаков австрийским биологом Менделем. Законы наследования признаков Менделя.

Рубрика	Биология и естествознание
Вид	презентация
Язык	русский
Дата добавления	22.03.2012
Размер файла	3,3 M

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

HTML-версии работы пока нет.
Cкачать архив работы можно перейдя по ссылке, которая находятся ниже.

Подобные документы

Типы наследования признаков. Законы Менделя и условия их проявления. Сущность гибридизации и скрещивания. Анализ результатов полигибридного скрещивания. Основные положения гипотезы "Чистоты гамет" У. Бэтсона. Пример решения типовых задач о скрещивании.

презентация [22,0 K], добавлен 06.11.2013

Периодизация онтогенеза у животных. Морфология дрожжей, особенности строения и химический состав дрожжевой клетки. Гниение, продукты распада белковых веществ. Характеристика гнилостных бактерий. Законы наследования признаков, установленные Г. Менделем.

контрольная работа [188,3 K], добавлен 28.10.2011

Генетика и эволюция, классические законы Г. Менделя. Закон единообразия гибридов первого поколения. Закон расщепления. Закон независимого комбинирования (наследования) признаков. Признание открытий Менделя, значение работ Менделя для развития генетики.

реферат [22,1 K], добавлен 29.03.2003

Опыты Грегора Менделя над растительными гибридами в 1865 году. Преимущества гороха огородного как объекта для опытов. Определение понятия моногибридного скрещивания как гибридизации организмов, отличающихся по одной паре альтернативных признаков.

презентация [1,4 M], добавлен 30.03.2012

Основные законы наследственности. Основные закономерности наследования признаков по Г. Менделю. Законы единообразия гибридов первого поколения, расщепления на фенотипические классы гибридов второго поколения и независимого комбинирования генов.

курсовая работа [227,9 K], добавлен 25.02.2015

Принципы передачи наследственных признаков от родительских организмов к их потомкам, вытекающие из экспериментов Грегора Менделя. Скрещивание двух генетически различных организмов. Наследственность и изменчивость, их виды. Понятие о норме реакции.

реферат [19,2 K], добавлен 22.07.2015

Законы наследования признаков. Фундаментальные свойства живых организмов. Наследственность и изменчивость. Классический пример моногибридного скрещивания. Доминантные и рецессивные признаки. Опыты Менделя и Моргана. Хромосомная теория наследственности.

Наследственность — способность живых организмов получать характерные черты от старших поколений, а изменчивость — приобретать новые. Наука, изучающая законы наследования и появления новых признаков у живых организмов, называется генетикой. Ее основы были заложены Грегором Менделем, занимавшимся скрещиванием разных форм гороха. Исследования по моногибридному и дигибридному скрещиванию, проведенные чешским ученым, позволили сформулировать генетические законы, названные его именем.

Основные понятия

Для понимания законов наследования необходимо ознакомиться с понятиями, которой пользуется генетика. Генотип — совокупность генов, присущих одному организму. Они получаются от родителей в индивидуальном порядке и могут влиять друг на друга. Фенотип — анатомические, физиологические и биохимические особенности, сформировавшиеся у организма во время его развития и определенные генотипом.

Гены — это сегменты дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), состоящие из белков или полипептидов, в которых зашифрован код того или иного признака. Они содержатся в хромосомах — внутриклеточных структурах всех органов и тканей живого организма. Цепочки генов в хромосомах могут насчитывать тысячи фрагментов. Каждый вид имеет свой набор хромосом, т. е. определенное их количество. Родительские хромосомы, похожие по строению и размеру, называются гомологичными, а их участки, кодирующие одни и те же белки, — аллельными генами.

Клетки, участвующие в оплодотворении (мужские и женские), называются гаметами, им присуща гаплоидность — половинный набор хромосом. Если в процессе участвуют клетки с разным генотипом, то он называется скрещиванием. В зависимости от способа оплодотворения бывает естественным и искусственным. Особи, полученные от скрещивания, называются гибридами. Зигота — оплодотворенная клетка, в которой два гаплоидных набора родительских хромосом сливаются в один диплоидный.

Во время деления зиготы участки аллелей генов могут взаимозаменяться, в результате у потомства происходит замещение по генотипу или по фенотипу. Полученные генотипы разделяются на гомозиготные и гетерозиготные организмы. У первых гомологичные хромосомы содержат аллели генов с одинаковым состоянием одного и того же признака (только доминантным или только рецессивным), по которому могут образоваться гаметы только одного сорта. При скрещивании таких особей по этой особенности расщепления не происходит.

Гетерозиготные организмы имеют в гомологичных хромосомах аллели, кодирующие разные состояния признака (и доминантные, и рецессивные). Они образуют гаметы двух сортов, а при их скрещивании происходит расщепление примет. Доминантный аллель гена позволяет развиться признаку и в гомо-, и в гетерозиготном состоянии, рецессивный — только в гомозиготном.

Гибридологический анализ

Данный метод генетики основан на скрещивании особей одного вида с альтернативными (контрастными) признаками (АП) и отслеживании их дальнейшего развития у следующих поколений потомства. При этом должны соблюдаться условия:

изучаются только исследуемые признаки, остальные не учитываются;
целенаправленно подбираются родители с нужными приметами;
потомство каждой особи выращивается отдельно от других;
ведется количественный учет гибридов, получивших изучаемые признаки;
в ряду поколений оценивается потомство, полученное от каждого родителя.

При изучении моно- и дигибридного скрещивания в биологии используются следующие общепринятые символы:

Родительский организм обозначается латинской буквой P.
Женский пол — значком ♀ или буквой E.
Мужской пол — значком ♂ или буквой G.
Скрещивание — знаком умножения.
Гибридное потомство — латинской буквой F и отмечается цифровым индексом, означающим порядок поколения (F1, F2 и т. д. ).
Заглавной буквой записывается доминантный (A, B), строчной — рецессивный ген (a, b).
Двумя заглавными — гомозигота по доминантному (AA, BB), двумя строчными — гомозигота по рецессивному признаку (aa, bb).
Заглавной и строчной буквами (Аа, Bb) обозначается гетерозигота.

К альтернативным относятся такие признаки, которые радикально отличаются у какого-либо вида. Например, контрастные признаки у гороха: по цвету цветков — красные и белые; по виду кожуры — гладкие и сморщенные; по высоте растения — высокие и низкие.

Законы Менделя

Для определения закономерностей, по которым в потомстве происходит распределение наследственных АП, Г. Мендель анализировал результаты, полученные при скрещивании разных сортов гороха и их гибридов с 1856 по 1864 год.

Растение, выбранное им, было удобно по ряду качеств:

хорошо и быстро выращивается;
дает многочисленное потомство;
имеет много АП;
самоопыление, что дает большое число чистых линий, которые передаются из поколения в поколение.

Успеху ученого способствовало то, что он отслеживал наследование только определенного числа признаков. В зависимости от этого скрещивание бывает:

моногибридным;
дигибридным;
полигибридным.

Моногибриным является такое скрещивание, при котором наследственные закономерности выявляются только по одной паре АП, развитие которых определяется единственной парой аллельных генов.

Моногибридный метод

При моногибридном скрещивании все особи F1 наследуют одинаковые особенности, полученные только от одного из родителей. У гороха это оказались красные цветы, белые полностью отсутствовали. Проявляющийся признак Г. Мендель назвал преобладающим или доминантным, а отсутствующий — отступающим или рецессивным.

При формировании гаметы в нее попадает только один ген. Половина гамет несет доминантную особенность, другая половина — рецессивную. При этом любое сочетание гамет дает гибридам одинаковые генотипические и фенотипические черты. Таким образом происходит наследование у гибридов первого поколения. Эту генетическую закономерность назвали законом доминирования или законом единообразия гибридов первого поколения (первый закон Менделя).

Неполное доминирование

Если в поколении F1 появляются гетерозиготные особи с фенотипом, полностью отличным от фенотипа гомозиготных форм родителей, то говорят, что наследование носит промежуточный характер. При этом выраженность АП оказывается с более или менее выраженным уклоном в сторону кого-то из родителей. Это происходит в том случае, если рецессивные аллели неактивны, а доминантные не имеют достаточной степени активности, чтобы уровень проявления АП доминантной гомозиготы родителя был достаточным для наследования потомством этой черты в полной мере.

Например, если при скрещивании львиного зева с пурпурными и белыми цветками все потомство оказалось с розовыми, это говорит о неполном доминировании аллели, несущей информацию о пурпурном окрашивании. В последующих поколениях происходит фенотипическое расщепление — на два розовых цветка приходит один белый и один пурпурный, т. е. устанавливается соотношение 1:2:1.

Процесс самоопыления

Дальнейшие исследования ученый проводил самоопылением гибридов F1. Было установлено, что в F2 появляются особи как с доминантными признаками (красные цветы, желтые семена), так и с рецессивными (белые цветы, зеленые семена) в соотношении 3:1. Это явление называется законом расщепления гибридов второго поколения или вторым законом Менделя.

При самоопылении происходит равновероятное сочетание гамет во время оплодотворения. В F2 может появиться как нерасщепляющееся гомозиготное потомство с одинаковыми аллельными генами (АА или аа) в гомологичных хромосомах, так и гетерозиготные особи с расщеплением и разными аллелями (Аа), образующими два вида гамет.

Дигибридное скрещивание

Организмы отличаются многими фенотипическим чертам, что обусловлено разными генами. Для понимания, как наследуются несколько АП одновременно, нужно провести независимые исследования каждой пары, не уделяя внимания другим. Затем все выявленные особенности сопоставляются и систематизируются. Именно такую задачу выполнил Мендель. Чтобы результат получился достоверным, он скрещивал родительские формы гороха, отличающиеся только двумя парами АП (двумя парами аллелей).

Такой способ комбинирования называется дигибридным, а гибриды, имеющие отличия по двум аллелям, — дигетерозиготными. Если наблюдается отличие по трем и более аллельным генам, то организм называется три- или полигетерозиготным. В результате двойного комбинирования могут получаться разные фенотипы в зависимости от того, как располагаются гены, определяющие АП — в одной или в разных хромосомах.

Для определения наследования признаков при дигибридном скрещивании Мендель выбирал гомозиготные растения с такими АП:

разная окраска цветков или семян;
различная высота сортов растения;
гладкая или морщинистая поверхность семян.

Исследования проводились только для одной пары признаков, но на протяжении многих лет ученый сочетал АП друг с другом в разных вариантах. Выяснилось, что в F1 появляются особи только с одним АП. Это подтверждало, что правило о единообразии у F1 выполняется, а полученная окраска, высота или гладкость являются доминантными чертами.

Самоопыление гибридов F1 дало в F2 особей с четырьмя фенотипами. Два из них совпадали с родительским, а у двух других появились особенности, сочетающие материнские и отцовские черты. Например, при изучении наследования окраски и гладкости семян получились растения четырех фенотипов: желтые гладкие, желтые морщинистые, зеленые гладкие, зеленые морщинистые в соотношении 9:3:3:1.

Особенности расщепления

Результаты показали, что при дигибридном скрещивании у наследования признаков независимая сущность. Можно отметить, что при этом способе скрещивания в F2 наряду с известными появляются новые классовые разновидности. При количественном анализе полученных гибридов выяснилось, что дигибридное расщепление совмещает в себе два моногибридных, происходящих независимо. Первое обусловило разнообразие фенотипов. При рассмотрении второго выясняется, что ход каждого моногибридного скрещивания не нарушается, а соотношения получаются 3:1 у желтых и зеленых, и 3:1 — у гладких и морщинистых.

Такой характер распределения АП при наследовании определяется законом независимого комбинирования или третьим законом Менделя при дигибридном скрещивании расщепление по каждой особенности проходит независимо от других признаков. Этот закон является основой комбинативной изменчивости, который справедлив для всех живых организмов, но только в отношении генов, расположенных в разных гомологичных хромосомах, что было доказано прямым цитологическим методом.

Для наглядности вариантов комбинирования доминантных и рецессивных генов английским генетиком Р. Пеннетом была предложена графическая схема дигибридного скрещивания в виде решетки. Она отображает сочетаемость разных аллелей родительских генов. Решетка Пеннета для опытов Г. Менделя представляет собой таблицу, в которой собраны все возможные варианты генотипов и фенотипов F2.

По одной стороне записываются женские гаметы, по другой — мужские. В ячейках таблицы получаются все возможные варианты, которые можно получить при скрещивании по двум парам контрастных признаков. Законы, выведенные Г. Менделем, легли в основу современных методов селекции растений и животных.

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Дигибридное скрещивание. Презентация на заданную тему содержит 15 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Дигибридное скрещивание - скрещивание организмов, различающихся по двум парам альтернативных признаков(по двум парам аллелей), например, окраске цветков (белая или окрашенная) и форме семян (гладкая или морщинистая). Если в дигибридном скрещивании разные пары аллельных генов находятся в разных парах гомологичных хромосом, то пары признаков наследуются независимо друг от друга (закон независимого наследования признаков). Гибриды, гетерозиготные по двум генам, называют дигетерозиготными, а в случае отличия их по трем и многим генам —три- и полигетерозиготными соответственно.

Для дигибридного скрещивания Мендель использовал гомозиготные растения гороха, различающиеся одновременно по двум парам признаков. Одно из скрещиваемых растений имело желтые гладкие семена, другое — зеленые морщинистые

Все гибриды первого поколения этого скрещивания имели желтые гладкие семена. Следовательно, доминирующими оказались желтая окраска семян над зеленой и гладкая форма над морщинистой. Обозначим аллели желтой окраски А, зеленой — а, гладкой формы— В, морщинистой— b. Гены, определяющие развитие разных пар признаков, называются неаллельпыми и обозначаются разными буквами латинского алфавита. Родительские растения в этом случае имеют генотипы АА ВВ и aabb, а генотип гибридов F1 —АаВb ,т. е. является дигетерозиготным.

Во втором поколении после самоопыления гибридов F1 в соответствии с законом расщепления вновь появились морщинистые и зеленые семена. При этом наблюдались следующие сочетания признаков: 315 желтых гладких, 101 желтое морщинистое, 108 зеленых гладких и 32 зеленых морщинистых семян. Это соотношение очень близко к соотношению 9:3:3:1.

Чтобы выяснить, как ведет себя каждая пара аллелей в потомстве дигетерозиготы, целесообразно провести раздельный учет каждой пары признаков — по форме и окраске семян. Из 556 семян Менделем получено 423 гладких и 133 морщинистых, а также 416 желтых и 140 зеленых. Таким образом, и в этом случае соотношение доминантных и рецессивных форм по каждой паре признаков свидетельствует о моногибридном расщеплении по фенотипу 3:1. Отсюда следует, что дигибридное расщепление представляет собой два независимо идущих моногибридных расщепления, которые как бы накладываются друг на друга. Проведенные наблюдения свидетельствуют о том, что отдельные пары признаков ведут себя в наследовании независимо. В этом сущность третьего закона Менделя — закона независимого наследования признаков, или независимого комбинирования генов.

Закон независимого наследования признаков, или независимого комбинирования генов формулируется так:каждая пара аллельных генов (и альтернативных признаков, контролируемых ими) наследуется независимо друг от друга. Однако в отличие от закона расщепления, который справедлив всегда, закон независимого наследования проявляется только в тех случаях, когда пары аллельных генов расположены в разных парах гомологичных хромосом.

Решите задачу: Имеются чёрные длинношерстные кошки и сиамские короткошерстные. И те, и другие гомозиготны по длине шерсти и окраске. Известно, что короткошерстность и чёрный цвет-доминантные признаки. Определите генотип родителей, фенотип и генотип потомства.

Решите задачу: Скрестили растения томатов с красными грушевидными плодами с растением с жёлтыми грушевидными плодами. В F1 получили 50 % красных круглых и 50 % жёлтых круглых плодов. От скрещивания растений с жёлтыми круглыми плодами из F1 получили 75 % жёлтых круглых и 25 % жёлтых грушевидных плодов. Какой признак, определяющий форму, доминирует? Каковы генотипы родителей(Р), гибридов потомства F1 и F2, если красная окраска плодов доминирует?

Читайте также: