Из предыдущей темы вы узнали, что существует наука генетика. А что изучает генетика? вы уже знаете, что такое ген. вспомните определение гена. в каких структурах клетки находятся гены?
Генотип и фенотип
Важными понятиями в генетике являются понятия генотипа и фенотипа. Генотип — это система генов организма, которые проявляются в фенотипе. Словосочетание «система генов» используется потому, что большинство признаков возникают в результате взаимодействия генов. Генотип является наследственной основой организма. Он контролирует формирование всех его признаков, то есть его фенотипа.
Фенотип — это система внешних и внутренних признаков организма, сформировавшихся в результате реализации наследственной информации в конкретных условиях среды (рис. 28.1). Границы, в которых меняются фенотипические проявления генотипа, называются нормой реакции.
Аллели
Очень важным для понимания основ генетики является понятие аллеля. С точки зрения генетики, аллель является одним из возможных вари-
антов проявления гена. К примеру, у гена, отвечающего за окраску семян гороха, два варианта (аллеля). Один из них обеспечивает желтую окраску семян, а другой — зеленую. Существуют гены, которые представлены только одним вариантом (аллелем). Есть также гены с двумя, тремя или многими аллелями.
Как вы знаете, каждый ген расположен в определенном участке одной из хромосом (этот участок называют локусом этого гена). в конкретной хромосоме может располагаться только один из вариантов (аллелей) этого гена. Но, как вы знаете, в ядрах эукариот содержатся по две одинаковые (гомологичные) хромосомы. Поэтому в каждой клетке есть по два экземпляра каждого гена (рис. 28.2).
Если гомологичные хромосомы особи содержат одинаковые аллели определенного гена, ее называют гомозиготой по этому гену (от греч. gomo — одинаковый), если разные — гетерозиготой (от греч. getero — разный). Например, если оба аллеля гена обеспечивают желтую окраску семян гороха, то такое растение будет гомозиготным по гену окраски семян. Если один аллель обеспечивает желтую окраску, а второй — зеленую, то такое растение будет гетерозиготным по этому гену.
Аллели одного гена могут взаимодействовать между собой. При этом один из них может не проявлять свое действие в присутствии другого или проявлять неполностью. Различают два типа аллелей — доминантный и рецессивный.
Доминантный аллель — это аллель, который проявляется в фенотипе гетерозиготного организма. Рецессивный аллель — это аллель, который не проявляется в фенотипе гетерозиготного организма. Например, если растение является гетерозиготой по гену окраски цветка, то есть содержит два аллеля гена окраски цветка — сиреневый и белый, и аллель сиреневого цвета является доминантным, то цветок
будет иметь сиреневую окраску. А если растение будет гомозиготой по рецессивному аллелю, то цветок будет белым (рис. 28.3, с. 111).
Методы генетических исследований
Генетика использует много методов для проведения исследований. У некоторых из них очень давняя история, а некоторые возникли совсем недавно.
Методы генетических исследований
|
Метод исследования |
Особенности метода |
|
Гибридологи ческий |
Заключается в скрещивании (гибридизации) организмов, которые различаются между собой по одному или нескольким наследственным признакам. Например, по окраске семян, форме крыльев, длине ног и т. п. Потомков, полученных от такого скрещивания, называют гибридами. Гибридизация является основой гибридологического анализа — исследования характера наследования признаков с помощью системы скрещиваний |
|
Генеалогиче ский |
Заключается в изучении родословных организмов. Это позволяет проследить характер наследования различных признаков в ряду поколений. С его помощью можно вычислять вероятность проявления определенного признака у будущих потомков. Например, можно вычислить вероятность рождения ребенка с голубыми глазами в семье, если у мужчины и женщины карие глаза, а у их матерей — голубые |
|
Популяцион- но-статистиче- ский |
Заключается в изучении частоты различных аллелей в популяциях организмов. Кроме генетики популяций его применяют и в медицинской генетике для изучения наследственных заболеваний |
|
Цитогенетиче ский |
Заключается в изучении набора хромосом (кариотипа) организмов. Позволяет выявлять наследственные заболевания. Этот метод также применяют и в систематике организмов (кариосистематика). Так у человека 23 пары хромосом, а у дрозофилы — 4 пары |
|
Биохимиче ский |
Заключается в изучении особенностей биохимических процессов у организмов с различными генотипами. Используется для диагностики наследственных заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ |
|
Близнецовый |
Заключается в изучении близнецов. Исследуя близнецов, можно выяснить роль факторов окружающей среды в формировании фенотипа: разный характер их влияния обусловливает расхождение в проявлении тех или иных признаков |
|
Методы генетической инженерии |
Технологии, с помощью которых ученые выделяют из организмов отдельные гены или синтезируют их искусственно, перестраивают определенные гены, вводят их в другие клетки или организмы |
Гибридологический метод исследований люди использовали задолго до появления генетики как науки. Еще до нашей эры на Ближнем востоке существовала практика искусственного опыления финиковых пальм. Применяли этот метод и позже.
До открытия законов Менделя было выведено много пород животных и сортов растений. И во многих случаях для их создания применяли гибридизацию.
У генеалогического метода также давняя история. в период средневековья в странах Европы было накоплено много материала по родословным лошадей и собак различных пород.
Близнецовый метод был предложен Ф. Гальтоном (рис. 28.4) во второй половине XIX века. А биохимический, цитогенетический и популяционно-статистический методы вошли в научную практику уже в XX веке, после того как появились соответствующие технологии биохимического и математического анализа и окрашивания хромосом. Методы генетической инженерии начали разрабатывать во второй половине XX века.
Система генов организма, которые проявляются в фенотипе, называется генотипом, а система внешних и внутренних признаков организма, сформировавшихся в результате реализации наследственной информации в конкретных условиях среды, — фенотипом. Гены могут проявляться в нескольких различных вариантах (аллелях). Различают два типа аллелей — доминантный (проявляется в гетерозиготном состоянии) и рецессивный (не проявляется в гетерозиготном состоянии). в генетических исследованиях используют следующие методы: гибридологический, генеалогический, цитогенетический, биохимический и другие.
Проверьте свои знания
1. Что такое генотип и фенотип? 2. Чем различаются между собой понятия «геном» и «генотип»? 3*. У растения аллель одного из генов обеспечивает синтез фермента, который катализирует реакцию выработки пигмента, окрашивающего околоцветник в пурпурный цвет. Другой аллель этого гена приводит к синтезу молекулы, которая имеет другое пространственное строение и она не может осуществлять катализ. Какой из этих аллелей и почему будет доминантным?
Это материал учебника Биология 9 класс Задорожный