Ինչպես լուծել կենսաբանության գենետիկայի խնդիրները:

Կենդանի օրգանիզմի հիմնական օրենքների ուսումնասիրությունը եւ օրգանիզմների փոփոխականությունը ժամանակակից գիտության առջեւ ծառացած ամենաբարդ, բայց շատ խոստումնալից խնդիրներից մեկն է: Այս հոդվածում մենք կքննարկենք թե գիտության հիմնական տեսական հասկացություններն ու պոստուլատները, եւ մենք կհասկանանք, թե ինչպես լուծել խնդիրները գենետիկայում:

Հերիքային օրենքների ուսումնասիրության հրատապությունը

Ժամանակակից գիտության կարեւորագույն ճյուղերից երկուսը, բժշկությունն ու բուծումը, զարգանում են գենետիկ գիտնականների հետազոտության շնորհիվ: Նույն կենսաբանական կարգապահությունը, որի անունը 1906 թ. Առաջարկվեց անգլերեն գիտնական Ու. Բետոնի կողմից, այնքան էլ տեսական չէ գործնական: Ամեն ոք, ով որոշում է լրջորեն հասկանալ տարբեր նշանների ժառանգության մեխանիզմը (օրինակ, աչքերի, մազերի, արյան տեսակների գույնը), նախ պետք է ուսումնասիրել ժառանգականության եւ փոփոխականության օրենքները, ինչպես նաեւ պարզել, թե ինչպես կարելի է լուծել մարդկային գենետիկայի խնդիրները: Սա հենց այն է, ինչ մենք պատրաստվում ենք անել:

Հիմնական հասկացություններն ու պայմանները

Յուրաքանչյուր մասնաճյուղ ունի կոնկրետ, միայն բնորոշ, բազային սահմանումներ: Եթե մենք խոսում ենք ժառանգական հատկությունների փոխանցման գործընթացների մասին գիտության մասին, ապա վերջինս հասկացվում է որպես հետեւյալ տերմիններ `գեն, գենոտիպ, ֆենոտիպ, ծնողներ, hybrids, gametes եւ այլն: Մենք հանդիպելու ենք նրանցից յուրաքանչյուրին, երբ ուսումնասիրում ենք այն կանոնները, որոնք բացատրում են, թե ինչպես լուծել կենսաբանության խնդիրները գենետիկայում: Բայց սկզբում մենք ուսումնասիրելու ենք հիբրիդոլոգիական մեթոդը: Ի վերջո, նա է, ով հիմնվում է գենային հետազոտությունների վրա: Այն առաջարկեց 19-րդ դարում չեխ բնագետ Գ.Մենդելը:

Ինչպես են նշանները ժառանգել:

Օրգանիզմի հատկությունների փոխանցման օրինակները հայտնաբերել են Մենդելը, շնորհիվ փորձի, որը նա վարում էր լայնորեն հայտնի բույսերի սիսեռի ներմղումով: Հիբրիդային մեթոդը երկու միավորի խաչմերուկ է, որը միմյանցից տարբերվում է մի զույգ բնութագրերով (մոնո-հիբրիդային խաչեր): Եթե փորձը ներառում է օրգանիզմները, որոնք ունեն մի քանի զույգ այլընտրանք (հակառակ) հատկանիշներ, ապա խոսում են պոլիեբրիդային փոխհարաբերությունների մասին: Գիտնականը առաջարկել է գրանցել հետեւյալ ձեւը `սերմերի գույնի տարբերվող երկու սիսեռ բույսերի հիբրիդացման ընթացքը: A- դեղին ներկի եւ կանաչ:

Այս գրքում F1 - առաջին (I) սերնդի հիբրիդները: Դրանք բոլորն էլ միանգամայն միասնական են (նույնական), քանի որ դրանք պարունակում են գերիշխող գեներ , որը վերահսկում է սերմերի դեղին գույնը: Վերոնշյալ գրառումը համապատասխանում է առաջին Մենդելյան օրենքին (F1 hybridity uniformity rule): Գիտելիքի իմացությունը ուսանողներին բացատրում է, թե ինչպես կարելի է լուծել գենետիկայի խնդիրները: 9-րդ դասարանն ունի կենսաբանության ծրագիր, որտեղ մանրամասն ուսումնասիրվում է գենետիկական հետազոտությունների հիբրիդաբանական մեթոդը: Այն նաեւ համարում է Մենդելի երկրորդ (II) կանոնը, որը կոչվում է պառակտման օրենք: Նրա խոսքերով, առաջին սերնդի երկու հիբրիդների հիբրիդացման արդյունքում ստացված F2 հիբրիդները միմյանց հետ ցույց են տալիս 3-ից 1-ի ֆենոտիպիկ հարաբերակցության եւ 1-ից 2-ի եւ 1-ի գենոտիպի մեջ պառակտում:

Օգտագործելով վերոհիշյալ բանաձեւերը, դուք կհասկանաք, թե ինչպես լուծել խնդիրները գենետիկայում առանց սխալների, եթե իրենց հանգամանքներում կարող եք կիրառել առաջին կամ արդեն հայտնի II Մենդելյան օրենքը, հաշվի առնելով, որ այդ հատումը տեղի է ունենում գենի մեկ լիակատար գերիշխանությամբ:

Հատկանիշների պետությունների անկախ համադրման մասին օրենքը

Եթե ծնողները տարբերվում են երկու զույգ այլընտրանքային հատկանիշներից, օրինակ, սերմերի գունավորում եւ դրանց ձեւ, բույսերի մեջ, ինչպիսիք են ոլոռը, ապա գենետիկ խաչմերուկում անհրաժեշտ է օգտագործել Pinnet խառնուրդը:

Բացարձակ բոլոր hybrids, որոնք առաջին սերունդն են, հնազանդվում են Մենդելյանի միասնականության կանոններին: Այսինքն, դրանք դեղին են, հարթ մակերեսով: Շարունակելով անցնել միմյանց բույսեր F1- ից, մենք ստանում ենք երկրորդ սերնդի հիբրիդները: Պարզելու, թե ինչպես լուծել գենետիկայի խնդիրները, կենսաբանության դասերի 10-րդ դասարանը օգտագործում է dihybrid խաչի արձանագրությունը, օգտագործելով ֆենոտիպ 9: 3: 3: 1 պառակտման բանաձեւը: Հաշվի առնելով, որ գեները գտնվում են տարբեր զույգերով, կարող եք օգտագործել Mendel- ի երրորդ պոստուլատիան `բնութագրիչների պետությունների անկախ միավորումների օրենք:

Ինչպես են արյան խմբերն ժառանգել:

Մարդկանց արյան խումբը նման տիպի փոխանցման մեխանիզմը չի համապատասխանում մեր ավելի վաղ ուսումնասիրած օրենքներին: Այսինքն, նա չի հնազանդվում Մենդելի առաջին եւ երկրորդ օրենքներին: Սա բացատրվում է այն փաստով, որ արյան խումբը, ըստ Landsteiner- ի հետազոտությունների, նշվում է գենի I, A, B եւ 0 բոլոր երեք ալելեսների կողմից: Հետեւաբար, գենոտիպերը կլինեն.

• Առաջին խումբը 00:
• Երկրորդը AA կամ A0 է:
• Երրորդ խումբը BB կամ B0 է:
• Չորրորդը AB- ն է:

Գենը 0 է ռեեստրի ալելին A եւ Բ գեների համար եւ չորրորդ խումբը կոդիմինացիայի արդյունք է (A եւ B գենի փոխկապակցվածությունը): Այս կանոնն է, որ պետք է հաշվի առնել, որպեսզի իմանան, թե ինչպես կարելի է լուծել արյան խմբերի վերաբերյալ գենետիկայի խնդիրները: Բայց դա բոլորը չէ: Որպեսզի տարբեր ծագում ունեցող ծնողներից ծնված արյան խումբով երեխաների գենոտիպերը ստեղծենք, օգտագործենք ստորեւ ներկայացված աղյուսակը:

Մորգանի ժառանգության տեսությունը

Եկեք վերադառնանք մեր հոդվածի «Նշան պետությունների անկախ համադրման օրենքի» բաժին, որտեղ մենք ուսումնասիրեցինք, թե ինչպես լուծել խնդիրները գենետիկայում: Dihybrid interbreeding, ինչպես երրորդ Մենդելյան օրենքը, որը ենթարկվում է այն, կիրառելի է բոլոր զույգերի homologous chromosomes allelic գեների համար:

20-րդ դարի կեսերին ամերիկացի գենետիկական գիտնական Թ. Մորգանը ապացուցեց, որ հատկանիշների մեծ մասը վերահսկվում է նույն հոմոսոմում գտնվող գեների կողմից: Նրանք ունեն գծային պայմանավորվածություն եւ կազմում են կախազարդ խմբեր: Եվ նրանց թիվը հավասար է քրոմոսոմների haploid շարքին: Մեոզի պրոցեսում, որը հանգեցնում է գամետների ձեւավորմանը, այլ ոչ թե առանձին գեների, ինչպես Մենդելը մտածում է, ընկնում է սեռական բջիջները, բայց ամբողջ համալիրները կոչվում են Morgan- ի կլաստեր:

Անցնելով

Prophase I- ում (այն նաեւ կոչվում է meiosis- ի առաջին բաժանումը) միջեւ homologous chromosomes ներքին քրոմատիդների միջեւ կա փոխանակման վայրեր (lucus): Այս երեւույթը ստացել է խաչմերուկի անվանումը: Այն հիմնվում է ժառանգական փոփոխականության վրա: Անցումը հատկապես կարեւոր է կենսաբանության բաժինները ուսումնասիրելու համար, կապված ժառանգական հիվանդությունների ուսումնասիրության հետ: Օգտագործելով Morgan- ի ժառանգականության քրոմոսոմային տեսության մեջ ներկայացված պոստուլատները, մենք սահմանում ենք ալգորիթմ, որը պատասխանում է գենետիկայի խնդիրների լուծման հարցին:

Գենդերային կապված ժառանգության դեպքերը որոշակի դեպքերում նույն հոմոսոմում գտնվող գեների փոխանցման առանձնահատուկ դեպքն է: Լաբորատոր խմբերում գտնվող գեների միջեւ առկա հեռավորությունը արտահայտվում է որպես տոկոսային - morganids: Եվ այդ գեների միջեւ համադրությունը ուղղակիորեն համամասնական է հեռավորության վրա: Հետեւաբար, գլխուղեղի հատումը հաճախ տեղի է ունենում հեռու գտնվող գեների միջեւ: Մտածեք ավելի կոնկրետ ժառանգության երեւույթի մասին: Բայց սկզբում մենք կվերանայիք, թե ժառանգականության տարրերն են պատասխանատու օրգանիզմի սեռական հատկությունները:

Սեռական քրոմոսոմներ

Մարդկային քարիոտնտեսությունում նրանք ունեն կոնկրետ կառուցվածք. Կանանց դեպքում նրանք ներկայացնում են երկու նույնական X քրոմոսոմներ, իսկ տղամարդկանց սեքսուալ զույգը, բացի X քրոմոսոմից, կա նաեւ Y տարբերակ, որը տարբերվում է ինչպես ֆորմալ ձեւով, այնպես էլ գենային սահմաններում: Սա նշանակում է, որ դա X- ի քրոմոսոմի համար homologous չէ: Նման ժառանգական մարդկային հիվանդությունները, ինչպես հեմոֆիլիան եւ գունավոր կուրությունը, առաջանում են X քրոմոսոմի առանձին գեների «կոտրվածքից»: Օրինակ, հեմոֆիլիայի կրողը առողջ մարդու հետ ամուսնության մեջ հնարավոր է, որ այդ սերունդը ծնվի:

Գենետիկ անցման վերոհիշյալ դասընթացը հաստատում է արյան հյուսվածքի վերահսկման գենը սեռական X հորոսկոպին հավատարիմ լինելու փաստը: Այս գիտական տեղեկությունը օգտագործվում է ուսանողներին սովորեցնել մեթոդներ, որոնք որոշում են, թե ինչպես լուծել խնդիրները գենետիկայում: 11-րդ դասարանն ունի կենսաբանության ծրագիր, որտեղ մանրամասն քննարկվում են «գենետիկա», «դեղ» եւ «մարդկային գենետիկա» բաժինները: Նրանք թույլ են տալիս ուսանողներին ուսումնասիրել մարդու ժառանգական հիվանդությունները եւ իմանալ դրանց առաջացման պատճառները:

Գենների փոխազդեցություն

Ժառանգական հատկությունների փոխանցումը բավական բարդ գործընթաց է: Վերոնշյալ սխեմաները պարզ կլինեն միայն այն դեպքում, եթե աշակերտները ունենան հիմնական գիտելիքներ: Անհրաժեշտ է, քանի որ այն ապահովում է մեխանիզմներ, որոնք պատասխան են տալիս այն հարցին, թե ինչպես պետք է սովորել լուծել կենսաբանության խնդիրները: Գենետիկան ուսումնասիրում է գենի փոխազդեցության ձեւերը: Սա պոլիմեր է, էլաստասիս, կոմպլեմենտարիզմ: Խոսենք դրանց մասին ավելի մանրամասն:

Մարդկանց լսողության ժառանգության օրինակը օրինակ է փոխազդեցության այդ տեսակի օրինակ, օրինակ, կոմպլեմենտարիզմը: Լսումները վերահսկվում են երկու զույգ տարբեր գեների կողմից: Առաջինը պատասխանատու է ներքին ականջի կոկլեայի նորմալ զարգացման համար, իսկ երկրորդը `պատասխանատու է լսողական նյարդերի գործարկման համար: Խուլ ծնողների ամուսնության մեջ, որոնցից յուրաքանչյուրը կրկնակի հոմոսիգոտ է, երկու զույգ գեններից յուրաքանչյուրի համար, նորմալ լսող երեխաներ են ծնվում: Իրենց գենոտիպում կան երկու գերիշխող գեն, որոնք վերահսկում են լսողական օգնության նորմալ զարգացումը:

Պլիոոտրոպիա

Սա գենի փոխազդեցության հետաքրքիր դեպքն է, որի մի քանի առանձնահատկությունների ֆենոտիպիկ դրսեւորումը կախված է գենոտիպի ներկա մեկ գենի: Օրինակ, Պակիստանի արեւմտյան մասում հայտնաբերվել են որոշ ներկայացուցիչների մարդկային բնակիչներ: Նրանք մարմնի որոշակի տարածքներում չունեն քրտինքներ: Միեւնույն ժամանակ, նման մարդիկ ախտորոշվել էին որոշ մոլիների բացակայությամբ: Նրանք չեն կարող ձեւավորվել ontogenesis գործընթացում:

Կենդանիների մեջ, օրինակ, Կարակլ ոչխարները, կա գերիշխող W գեն, որը վերահսկում է ինչպես մորթի գույնը, այնպես էլ ստամոքսի բնականոն զարգացումը: Տեսնենք, թե ինչպես է ժը ժը ժառանգվում, երբ անցնում են երկու հեթերգիգոգրաֆիկ մարդիկ: Ստացվում է, որ իրենց զավակներին, WW- ի գենոտիպին տիրող գառանու չորրորդը սպանվում է ստամոքսի զարգացման անբավարարությունների պատճառով: Այս դեպքում ½ (գորշ մորթուց ունեցող) են heterozygous եւ կենսունակ, եւ ¼ են անհատները սեւ մորթի եւ նորմալ զարգացման ստամոքսի (նրանց գենոտիպը WW):

Գենոտիպ `ամբողջ համակարգ

Գեների բազմակի գործողությունը, polyhybrid interbreeding, կոնցենտրացված ժառանգության երեւույթը ծառայում են որպես վերջնական վկայություն այն փաստի, որ մեր օրգանիզմի գեների միավորումն անբաժանելի համակարգ է, թեեւ այն ներկայացնում է առանձին գենային ալերելներ: Նրանք կարող են ժառանգել Մենդելի օրենքների համաձայն, ինքնուրույն կամ loci, կապված Մորգանի տեսության պոստուլատիվների հետ: Ուսումնասիրելով գենետիկայում խնդիրների լուծման համար պատասխանատու կանոնները, մենք համոզված եղանք, որ ցանկացած օրգանիզմի ֆենոտիպը ձեւավորվում է ինչպես մեկական, այնպես էլ մի քանի բնութագրերի վրա ազդող ալելի եւ ոչ ալլելյան գեների ազդեցության տակ: