 |
Моногибридное скрещивание. Первый закон Менделя.
|
|
|
|
Клетка. Строение клетки
Зная, как устроена наша клетка и что в ней за что отвечает, Вам легче будет ориентироваться в современной косметологии и косметике.
Например, у марки Givenchy существует линия Givenchy Power Youth, основной направленностью которой является воздействие и стимуляция митохондрии. И зная, что это за митохондрия такая, Вы будете понимать, что даст Вашей коже это средство.
Ядро — важнейшая часть. Покрыто двух-мембранной оболочкой с порами, через которые одни вещества проникают в ядро, а другие поступают в цитоплазму. Хромосомы — основные структуры ядра, носители наследственной информации. Место синтеза ДНК и РНК.
Цитоплазма — внутренняя среда клетки. Содержит коллоидный гель, органеллы и различные включения. Объединяет все внутриклеточные структуры, обеспечивает их взаимодействие друг с другом.
Лизосомы — «желудок клетки». Тельца заполненные ферментами, которые ускоряют или замедляют химические реакции. Более 200 ферментов. Каждый фермент действует только на определенное вещество — субстрат. Под воздействием ферментов происходит расщепление органических веществ, старых частей клетки и целых клеток.
Митохондрии — «аккумулятор клетки». Отграничены от цитоплазмы двумя мембранами. Внутренняя мембрана образует складки — кристы. Ферменты на кристах ускоряют реакции окисления органических веществ. Энергия освобождающая при распаде и запасается в виде высокоэнергетического соединения АТФ. При распаде АТФ освобождается большое количество энергии. Для синтеза АТФ митохондрия использует свободные жирные кислоты и глюкозу.
Эндоплазматическая сеть — «фабрика по производству белка». Система соединенных между собой канальцев и полостей различной формы и величины.
|
|
|
Основная функция — синтез и внутриклеточный транспорт белка. Белки состоят из аминокислот(20 разных).
Аппарат Гольджи — «почтальон». Состоит из полостей, уложенных в стопку, заполненных жирами, белками и углеводами. Участвует в сортировке и упаковке макромолекул, транспорте веществ, участвует в образовании лизосом.
Клеточная(плазматическая) мембрана — основной компонент клетки. Состав: фосфолипиды и высокомолекулярные белки.
Функции: — определяет и поддерживает форму клетки;
- является барьером между внутренней средой клетки и межклеточным веществом;
- обеспечивает транспорт веществ в клетку и из нее: осмос — движение воды, фагоцитоз — захват и поглощение клеткой крупных частиц, пиноцитоз - захват и поглощение клеткой капель жидкости с растворенными в ней веществами;
- обеспечивает взаимодействие клеток благодаря наличию на её поверхности рецепторов.
Хромосомы
Генетическая информация каждого человека сохраняется в 23 парах хромосом, которые очень отличаются размерами и формой. Хромосома 1 - самая большая, ее размер более чем в три раза больше, чем размер 22 хромосомы. Двадцать третья пара хромосом - это две специальные хромосом, X и Y, которые определяют наш пол. Женщины имеют пару Х-хромосом (46, XX), в то время как у мужчин эта пара состоит из одной Х и одной Y хромосомы (46, XY).
Основной составляющей каждой хромосомы является ДНК, а гены - это основные составляющие хромосомной ДНК. Молекула каждой хромосомы очень длинная, поэтому для компактности она плотно намотанная на специфические белки-гистоны. Это явление называется суперскручивание или суперкомпактизация. Для сравнения можно себе представить, что вся ДНК, которая содержится в ядре каждой клетки, в развернутом виде должна иметь длину около трех метров. Если вымерять длину всей ДНК организма человека, то, стоить отметить, что если нити ДНК сложить по длине, то этой двойной нитью можно было бы соединить Землю и Солнце около 70 раз. Длина ДНК одной хромосомы составляет в среднем 5 см.
|
|
|
Почти в центре каждой хромосомы содержится ее центромера, небольшой участок, которая делит хромосому на две части, образуя при этом длинное плечо (q) и короткое плечо (р). Кроме того, для более детального и точного исследования хромосом используется метод окраски хромосом специальными красителями. Использование которых вызывает образование характерной полосатой структуры. Каждая хромосома имеет уникальную четкую полосатую структуру, а каждая полоска имеет номер, который помогает определить (локализировать) конкретную часть хромосомы (локус). Этот метод, при котором положение данного гена определяется размещением его на конкретной полосе хромосомы называется цитогенетическим картированием. Например, ген бета-гемоглобина (HBB) размещен на хромосоме 11p15.4. Это означает, что ген HBB расположен на коротком плече (р) хромосомы 11 и находится на 4 полосе 15 участка этой хромосомы.
Появление новых методов анализа ДНК, позволяет более детально изучить структуру хромосом. Метод цитогенетического картирования, можно назвать взглядом с «высоты птичьего полета» в отношении тех техник, которые доступны сейчас для генетического исследования. Так, основной целью проведения известного проекта «Геном человека» является выявление и определение последовательности более чем 30000 генов ДНК человека.
Кариограмма мужчины
Это изображение 23 пар человеческих хромосом. Они окрашены и размещены по мере уменьшения размера. Наличие в последней паре Y хромосомы, свидетельствует о том, что этот набор хромосом - мужской.
Законы Менделя
Моногибридное скрещивание. Первый закон Менделя.
В опытах Менделя при скрещивании сортов гороха, которые имели желтые и зеленые семена, все потомство (т.е. гибриды первого поколения) оказалось с желтым семенами. При этом не имело значения, из какого именно семена (желтого или зеленого) выросли материнские (отцовские) растения. Итак, оба родителя в равной степени способны передавать свои признаки потомству.
Аналогичные результаты были обнаружены и в опытах, в которых во внимание брались другие признаки. Так, при скрещивании растений с гладкими и морщинистым семенами все потомство имело гладкие семена. При скрещивании растений с пурпурными и белыми цветками у всех гибридов оказались лишь пурпурные лепестки цветков и т. д.
Обнаруженная закономерность получила название первый закон Менделя, или закон единообразия гибридов первого поколения. Состояние (аллель) признака, проявляющегося в первом поколении, получило название доминантного, а состояние (аллель), которое в первом поколении гибридов не проявляется, называется рецессивным. «Задатки» признаков (по современной терминологии - гены) Г. Мендель предложил обозначать буквами латинского алфавита. Состояния, принадлежащие к одной паре признаков, обозначают одной и той же буквой, но доминантный аллель - большой, а рецессивный - маленькой.
|
|
|
Второй закон Менделя.
При скрещивании гетерозиготных гибридов первого поколения между собой (самоопыления или родственное скрещивание) во втором поколении появляются особи как с доминантными, так и с рецессивными состояниями признаков, т.е. возникает расщепление, которое происходит в определенных отношениях. Так, в опытах Менделя на 929 растений второго поколения оказалось 705 с пурпурными цветками и 224 с белыми. В опыте, в котором учитывался цвет семян, с 8023 семян гороха, полученных во втором поколении, было 6022 желтых и 2001 зеленых, а с 7324 семян, в отношении которых учитывалась форма семени, было получено 5474 гладких и 1850 морщинистых. Исходя из полученных результатов, Мендель пришел к выводу, что во втором поколении 75% особей имеют доминантное состояние признака, а 25% - рецессивное (расщепление 3:1). Эта закономерность получила название второго закона Менделя, или закона расщепления.
Согласно этому закону и используя современную терминологию, можно сделать следующие выводы:
а) аллели гена, находясь в гетерозиготном состоянии, не изменяют структуру друг друга;
б) при созревании гамет у гибридов образуется примерно одинаковое число гамет с доминантными и рецессивными аллелями;
|
|
|
в) при оплодотворении мужские и женские гаметы, несущие доминантные и рецессивные аллели, свободно комбинируются.
При скрещивании двух гетерозигот (Аа), в каждой из которых образуется два типа гамет (половина с доминантными аллелями - А, половина - с рецессивными - а), необходимо ожидать четыре возможных сочетания. Яйцеклетка с аллелью А может быть оплодотворена с одинаковой долей вероятности как сперматозоидом с аллелью А, так и сперматозоидом с аллелью а; и яйцеклетка с аллелью а - сперматозоидом или с аллелью А, или аллелью а. В резульатате получаются зиготы АА, Аа, Аа, аа или АА, 2Аа, аа.
По внешнему виду (фенотипу) особи АА и Аа не отличаются, поэтому расщепление выходит в соотношении 3:1. По генотипу особи распределяются в соотношении 1АА:2Аа:аа. Понятно, что если от каждой группы особей второго поколения получать потомство только самоопылением, то первая (АА) и последняя (аа) группы (они гомозиготные) будут давать только однообразное потомство (без расщепления), а гетерозиготные (Аа) формы будут давать расщепление в соотношении 3:1.
Таким образом, второй закон Менделя, или закон расщепления, формулируется так: при скрещивании двух гибридов первого поколения, которые анализируются по одной альтернативной паре состояний признака, в потомстве наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 3:1 и по генотипу в соотношении 1:2:1.
|
|
|
