Конспект урока: Генетика. Генетические символы и понятия. Методы генетики

Генетика. Генетические символы и понятия. Методы генетики

План урока

История становления генетики
Генетические термины
Обозначения и символы, используемые в генетике для записи схем скрещивания
Методы генетики

Цели урока

формулировать определение основных генетических понятий
пользоваться генетической терминологией при объяснении основных генетических понятий
объяснять суть методов изучения генетики, устанавливать связь с областью их применения
определять уровень организации жизни при использовании разных методов генетики

Разминка

Попробуйте найти и объяснить биологическую ошибку в строках
А. С. Пушкина:

Родила царица в ночь

Не то сына, не то дочь;

Не мышонка, не лягушку,

А неведому зверюшку.

История становления генетики

Основоположником генетики является австрийский естествоиспытатель Грегор Иоганн Мендель. В 1865 г. он опубликовал в трудах общества естествоиспытателей статью «Опыты над растительными гибридами», в которой на примере скрещивания различных линий гороха впервые изложил методы генетического анализа и закономерности наследования отдельных признаков организма.

Законы Г. Менделя.

Закон чистоты гамет	I закон Менделя	II закон Менделя	III закон Менделя
Закон (гипотеза) «чистоты» гамет	Закон единообразия гибридов первого поколения	Закон расщепления признаков	Закон независимого комбинирования признаков

Попытка сформулировать законы наследственности предпринималась неоднократно (1822 г. Д. Гросс) при скрещивании сортов гороха, но только в 1900 году Г. де Фриз, К. Корренс и Э. Чермак переоткрыли законы Г. Менделя и доказали их справедливость, поэтому официальным годом рождения науки считается 1900 год.

Генетика — наука о закономерностях и механизмах наследственности и изменчивости организмов.

Генетические термины

Термин	Определение	Пример
Наследственность	Способность организмов передавать из поколения в поколение свои признаки и свойства (особенности строения, функций, развития).	1. Потомки похожи на своих родителей. 2. У представителей одного вида не могут родиться детёныши другого вида.
Изменчивость	Способность организмов приобретать в течение жизни новые признаки и свойства или их комбинации.	1. У родителей с IV группой крови могут родиться дети со II, III или IV группами крови. 2. У белокрылой бабочки появляются тёмные пятна на крыльях.
Ген (от греч. «генос» — рождение, образующий)	Участок молекулы ДНК или РНК (у вирусов), содержит информацию о первичной структуре одной белковой молекулы.	1. Ген, отвечающий за синтез белка инсулина. 2. Ген, отвечающий за синтез белка каталаза (катализатор расщепления H₂O₂).
Хромосома	Самостоятельная ядерная структура, состоящая из одной или двух хроматид соединённых центромерой.
Геном	Совокупность генов в гаплоидном наборе хромосом.	Является характеристикой вида.
Генотип (от греч. «генос» — рождение, «типус» — образец, отпечаток)	Совокупность генов организма в диплоидном наборе хромосом. Является характеристикой организма, может обозначать одну или несколько пар генов данного организма.	АА аа Аа
Фенотип (от греч. «файно» — являю и «типус» — образец)	Совокупность всех признаков данного организма; является результатом взаимодействия генотипа и внешней среды.	- жёлтые семена гороха - карие глаза человека и др.
Доминантные признаки (от лат. «доминас» — господствующий)	Признак, проявляющийся у гетерозиготных организмов и подавляющий проявление рецессивного. Контролирует развитие признака.	Обозначается прописной буквой А, В: - жёлтая окраска семян гороха, - карие глаза.
Рецессивные признаки (от лат. «рецессус» — отступление)	Признак, передающийся по наследству при гибридизации, но подавляющийся у гетерозиготных организмов, может проявиться только у гомозиготного по данному аллелю организма.	Обозначается строчной буквой а, b: - зелёная окраска семян гороха, - голубые глаза.
Аллель, аллельные гены	Различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных (парных) хромосом, определяет контрастные (альтернативные) признаки.
Гетерозиготный организм (гибрид)	Имеет две разные аллели по данному гену, такие организмы в потомстве дают расщепление по данному признаку.	Аа, Вв
Гомозиготный организм (чистая линия)	Имеет две одинаковые аллели по данному гену (обе доминантные или обе рецессивные); такие организмы в потомстве расщепления не дают.	АА аа ВВ вв
Чистая линия	Совокупность гомозиготных организмов, полученных в результате скрещивания близких родственников, в дальнейшем не даёт расщепления.	АА аа
Гибрид	Гетерозиготный организм, полученный в результате скрещивания двух разных чистолинейных организмов, в дальнейшем даёт расщепление.	Аа

Обозначения и символы, используемые в генетике для записи схем скрещивания

Родительские особи	P (от лат. parentes — родители)
Особи первого поколения гибридов	F₁(от лат. Fillii — дети)
Особи второго поколения гибридов	F₂
Гаметы	G
Доминантные аллели	A, B, C и т. д.
Рецессивные аллели	a, b, c и т. д.
Женский пол	♀
Мужской пол	♂

Методы генетики

Первооткрывателем законов генетики, как известно, считается австрийский учёный Грегор Мендель. Но метод искусственной гибридизации, которым он пользовался, был известен задолго до классического труда этого великого учёного. Дело в том, что Г. Мендель, будучи по образованию математиком, по призванию католическим монахом, а по зову души — ботаником, сумел создать для своих исследований законов наследственности гибридологический метод. Смысл этого метода — скрещивание интересующих нас организмов (т. е. гибридизация) с последующим анализом наследования признаков этих организмов. Мендель усовершенствовал этот метод и следовал нескольким правилам:

родительские формы должны отличаться по альтернативным признакам;
чёткость и стабильность анализируемых признаков;
нормальная жизнеспособность и плодовитость потомства;
многочисленность поколений и возможность количественного учёта признака;
использование для скрещивания гомозиготных форм («чистые линии»).
строгий количественный учёт гибридов, различающихся по исследуемым признакам (высота стебля, окраска семян, форма семян, окраска плодов, форма плодов, окраска цветков, положение цветков).

Современная генетика использует большой спектр генетических исследований.

Название метода	Возможности метода
Генеалогический	Метод составления и анализа родословных. Позволяет выявить: сущность признака (наследственный или врождённый), характер наследования признака (аутосомно-доминантный, аутосомно-рецессивный, сцепленный с полом), вероятность риска проявления признака у потомства.
Близнецовый	Основан на сравнительном изучении двух групп близнецов — однояйцовых и разнояйцовых. Этот метод показывает: относительную роль наследственности и факторов среды в развитии признака (болезни), выявляет провоцирующие факторы среды в развитии наследственных заболеваний.
Цитогенетический а) изучение кариотипа	Основан на микроскопическом изучении хромосом в клетках человека. Хромосомы выявляются в делящихся клетках на стадии метафазы, когда расположены в плоскости экватора. С помощью специального окрашивания выявляется каждая хромосома. Хромосомы классифицируются согласно Денверской и Парижской номенклатуре. Этот метод используется для диагностики хромосомных болезней, связанных с нарушением числа и структуры хромосом.
Цитогенетический б) изучение полового хроматина	экспресс-диагностики аномалий, связанных с изменением числа половых хромосом, используется определение полового хроматина, или тельца Барра.(Половой хроматин определяется в любой соматической клетке. При окрашивании он имеет вид глыбки, расположенной под ядерной оболочкой. Половой хроматин соответствует одной из двух половых Х-хромосом, которая переходит в неактивную форму в клетках женского организма. У мужчин тельце Барра отсутствует, так как их единственная Х-хромосома не переходит в неактивную форму.)
Популяционно-статистический	Основан на применении закона Харди − Вайнберга, который позволяет изучить частоту встречаемости отдельных генов, в том числе патологических, и генотипов в популяции человека.
Биохимический	Основан на обнаружении продуктов дефектного гена с помощью химических реактивов в биологических жидкостях человека (крови, моче). Выявляет генные мутации.

Контрольные вопросы

Что такое наследственность и изменчивость?
Как называется участок ДНК, в котором заложена информация о каком-либо признаке организма?
Какими могут быть аллельные зоны?
В чём отличие генотипа от фенотипа?
Можно ли определить генотип особи только на основании визуальных наблюдений? Ответ поясните.
Почему у диплоидных организмов всегда присутствуют аллельные гены? Сохраняется ли эта особенность у гаплоидных организмов?
Чем чистая линия организмов отличается от гибридов? Как можно получить гибриды?
Какими методами пользовался Г. Мендель?
В чём сущность гибридологического метода Г. Менделя?
Охарактеризуйте особенности каждого генетического метода, используемого в исследованиях наследственности и изменчивости организмов.

Подумайте

В результате какого процесса возникают аллели гена?
Почему попытки многих учёных, пытавшихся определить закономерности наследования признаков до Г. Менделя, терпели неудачу?
На каких уровнях организации живого возможно изучение закономерностей наследственности и изменчивости с помощью методов генетики?