Genetinis chromosomų kryžminimo įrodymas buvo įmanomas atradus daugybę genetinių reiškinių – mutacijų, heterozigotinės būsenos ir genų ryšio.
Pirmasis genetinis objektas, ant kurio buvo nustatytas kirtimo reiškinys, buvo Drosophila. Pirmą kartą jam buvo sudarytas sisteminis genų, esančių skirtingose chromosomose, indeksas ir nustatytos visos jungčių grupės.
Apsvarstykite vieną iš klasikinių T. Morgano eksperimentų su kryžminiu būdu, kuris leido jam įrodyti paveldimą chromosomų diskretiškumą.
Pirmoji krosoverio patirtis
Kryžminant muses, kurios skiriasi dviem simbolių poromis, pilkos spalvos su rudimentiniais sparnais (vg - vestigial) b + vg / b + vg ir juodos (b - juodos) su normaliais sparnais b vg + /b vg + F 1, diheterozigotiniai individai b + vg/b vg + yra fenotipiškai pilkos spalvos su normaliais sparnais.
Paveikslėlyje pavaizduotos dvi kryžminimo kryptys: vienoje patinas yra diheterozigotas, kitoje patelė. Jei hibridiniai patinai kryžminami su patelėmis, kurios abiejuose genuose yra recesyvinės, t. y. atliekamas analizuojantis kryžminimas b vg / b vg x b + vg / b vg +, tada palikuonių dalijimasis gaunamas 1 atžvilgiu (b + vg / b vg) x 1 (bvg + xbvg).
Šis padalijimas rodo, kad šis dihibridas sudaro tik dvi lytinių ląstelių b + vg ir bvg + atmainas, o ne keturias, o lytinių ląstelių genų derinys atitinka tėvų genų derinį. Remiantis šiuo skilimu, reikėtų daryti prielaidą, kad patinas nesikeičia homologinių chromosomų dalimis. Vėliau paaiškėjo, kad Drosophila patinų, tiek autosomose, tiek lytinėse chromosomose, nėra normalios dekusacijos. Todėl aprašomo analizuojamojo kryžminimo metu palikuonyje atkuriami du pirminiai tėvų charakterių deriniai: musės su juoda kūno spalva ir normaliais sparnais bei musės su pilka kūno spalva ir rudimentiniais sparnais. Tuo pačiu metu jie yra vienodais skaitiniais santykiais, nepriklausomai nuo lyties. Šiuo atveju turime visiško genų, esančių vienoje homologinių autosomų poroje, susiejimo pavyzdį.
Abipusiai kryžminant diheterozigotines pateles su analizatoriumi, patinu homozigotiniu tiems patiems dviem recesyviniams genams, pastebimas kitas palikuonių skilimas. Be tėvų charakterių derinių, palikuoniuose atsiranda naujų tipų – musės juodu kūnu ir trumpais (rudimentiniais) sparnais, taip pat musės pilku kūnu ir normaliais sparnais. Todėl šiame kryžminimo metu genų ryšys nutrūksta. Genai homologinėse chromosomose pasikeičia dėl chromosomų kryžminimo.
Vadinamos gametos su chromosomomis, kurios buvo persikryžiavusios kryžminis, o ne tie, kurie tai patyrė - ne kryžminis. Atitinkamai, organizmai, atsiradę palikuonių analizuojant kryžminimą iš kryžminių lytinių ląstelių ir analizatorių lytinių ląstelių derinio, vadinami kryžminis, arba rekombinantinis ir atsiranda dėl nekryžminių gametų ir analizatorių gametų derinio, ne kryžminis, arba nerekombinantinis.
Analizuojant skilimą perėjimo atveju, atkreipiamas dėmesys į tam tikrą skaitinį skirtingų klasių asmenų santykį. Abu pradiniai tėvų bruožų deriniai, suformuoti iš nekryžminių lytinių ląstelių, analizuojamojo kryžiaus palikuoniuose atsiranda vienodu skaitiniu santykiu. Šiame eksperimente su Drosophila abiejų asmenų buvo maždaug 41,5 proc. Iš viso nekryžminiai individai sudarė 83% visų palikuonių individų. Abi krosoverių klasės taip pat yra vienodos pagal individų skaičių, o jų suma yra 17%.
Kaip dar vieną klasikinį sujungimo ir kryžminimo pavyzdį galima paminėti K. Getchinsono eksperimentą, atliktą su kukurūzais praėjusio amžiaus 2 dešimtmetyje. Buvo sukryžmintos dvi homozigotinės kukurūzų linijos, iš kurių viena turėjo grūdus su spalvotu aleuronu ir lygiu endospermu. Šiuos požymius lemia dominuojantys genai c + c + sh + sh + . Kita linija turėjo recesyvinius šių genų alelius c c sh sh, kurie atitinkamai nulėmė požymius: nedažytas aleuronas ir raukšlėtas endospermas. Šios alelių poros yra toje pačioje homologinių chromosomų poroje.
Sukirtus šias linijas tarpusavyje c + sh + /c + sh + x su sh/c sh gaunamas heterozigotas c + sh + /c sh.
Segregacija analizuojant kryžmus c + sh + / c sh x c sh/c sh, kaip ir eksperimente su Drosophila, neatitinka kiekvienos alelių poros nepriklausomo elgesio. Su šiuo skilimu nekryžminių grūdų skaičius burbuolyje yra 96,4%, o kryžminis - 3,6%.
Eksperimentų su Drosophila ir kukurūzais rezultatai rodo, kad genų ryšys tikrai egzistuoja ir tik tam tikru procentu atvejų jis nutrūksta dėl kryžminimo. Iš čia seka pirmoji nuostata dėl chromosomų kryžminimo, kurioje teigiama, kad tarp homologinių chromosomų gali būti atliktas abipusis keitimasis identiškomis sekcijomis. Genai, esantys identiškuose homologinių chromosomų regionuose, pereina iš vienos homologinės chromosomos į kitą.
Todėl, nors nepriklausomą genų, esančių nehomologinėse chromosomose, kombinaciją lemia atsitiktinis jų divergencija redukcijos dalinime, o susietų genų rekombinaciją užtikrina homologinių chromosomų kryžminimo procesas.
Kryžminimo dydis ir linijinis genų išsidėstymas chromosomoje
Kryžminimo vertė matuojama kryžminių individų skaičiaus ir bendro analizuojamo kryžminimo palikuonių skaičiaus santykiu ir išreiškiama procentais.
Rekombinacija vyksta abipusiai, t.y., vyksta abipusiai mainai tarp tėvų chromosomų; tai įpareigoja kryžminimo klases skaičiuoti kartu kaip vieno įvykio rezultatą.
Chromosomų kryžminimo mastas atspindi genų ryšio stiprumą chromosomoje: kuo didesnė kryžminimo vertė, tuo mažesnis ryšio stiprumas. T. Morganas pasiūlė, kad kryžminimo dažnis rodo santykinį atstumą tarp genų: kuo dažniau kryžminimas vyksta, kuo toliau genai yra vienas nuo kito chromosomoje, kuo rečiau kryžminamasi, tuo arčiau vienas kito. .
Kai nurodome, kad Drosophila juodos kūno spalvos ir trumpų sparnų genų rekombinacija įvyksta 17%, tada ši vertė tam tikru būdu apibūdina atstumą tarp šių genų chromosomoje. Tas pats pasakytina ir apie chromosomų kryžminimą kukurūzuose, kai 3,6 % rekombinacijų rodo keitimosi tarp dviejų homologinių chromosomų sričių dažnį.
Remdamasis daugybe genetinių tyrimų, Morganas iškėlė hipotezę apie linijinį genų išsidėstymą chromosomoje. Tik esant šiai prielaidai, rekombinantų procentas gali atspindėti santykinį atstumą tarp genų chromosomoje.
Vienas iš klasikinių Morgano genetinių eksperimentų, įrodančių linijinį genų išsidėstymą, buvo toks eksperimentas su Drosophila. Patelės, heterozigotinės dėl trijų susietų recesyvinių genų, skirtų geltonai kūno spalvai y (geltona), baltos akių spalvai w (baltai) ir išsišakojusiais sparnais bi (bifid), buvo sukryžmintos su šių trijų genų homozigotiniais patinais. Palikuoniuose buvo gauta 1160 nekryžminių musių (normalios ir vienu metu turinčios visus tris recesyvinius požymius), 15 kryžminių musių, susidariusių sukryžminus y ir w genus, ir 43 individai, sukryžminus w ir bi genus. Rezultatai, gauti procentais tarp genų kryžminimo, sudarė tokį santykį:
Iš šių duomenų aiškiai matyti, kad kryžminimo procentas yra atstumo tarp genų ir jų nuoseklios, ty linijinės, išsidėstymo chromosomoje funkcija. Atstumas tarp genų y ir bi yra lygus dviejų pavienių susikirtimų tarp y ir w, w ir bi sumai.
Šių rezultatų atkartojamumas atliekant pakartotinius eksperimentus rodo, kad genų vieta išilgai chromosomos ilgio yra griežtai fiksuota, t.y., kiekvienas genas chromosomoje užima savo specifinę vietą – lokusą.
Vienos ir kelių chromosomų kryžminimas
Priėmęs poziciją, kad 1) chromosomoje gali būti daug genų, 2) genai išsidėstę chromosomoje tiesine tvarka, 3) kiekviena alelinė pora homologinėse chromosomose užima tam tikrus ir identiškus lokusus, T. Morganas pripažino, kad kryžminimas tarp homologinių chromosomų gali atsirasti vienu metu keliuose taškuose.
Šią prielaidą jis įrodė Drosophila, o vėliau visiškai patvirtino daugybę gyvūnų, augalų objektų ir mikroorganizmų.
Kryžius, atsirandantis tik vienoje vietoje, vadinamas viengubu kryžiumi, dviejuose taškuose vienu metu – dvigubas, trigubas – trigubas ir pan., t.y., perėjimas gali būti daugkartinis. Tegu, pavyzdžiui, homologinėje chromosomų poroje yra trys poros alelių heterozigotinėje būsenoje: ABC/abc.
Tada kryžminimas, įvykęs tik srityje tarp genų A ir B arba tarp B ir C (skirtingose ląstelėse), bus vienas. Dėl vieno kryžminimo kiekvienu atveju atsiranda tik dvi kryžminės chromosomos (gametos), būtent aBC ir Abc arba ABc ir abC.
Jei kiekviena iš šių chromosomų yra sujungta zigotoje su homologine chromosoma, turinčia visus tris recesyvinius alelius a, b ir c, tada palikuoniuose bus gauti šie kryžminiai zigotų genotipai: aBC / abc ir Abc / abc arba ABc / abc ir abC / abc.
Kryžminių klasių procentas lemia pavienių mainų tarp genų A ir B arba B ir C dažnį.
Dėl vienu metu kryžminimo tarp A ir B bei tarp B ir C įvyksta chromosomos vidurinės dalies pasikeitimas - dvigubas keitimas. Šiuo atveju heterozigote atsiranda nauja gametų įvairovė su kryžminėmis chromosomomis AbC ir aBc, kurios aptinkamos analizuojant kryžminimą. Palikuoniuose atsiranda zigotos su tokia genų kombinacija: AbC/abc ir aBc/abc.
Viena ir dviguba homologinių chromosomų kryžminimas įrodomas tokia genetine analize. Lentelėje parodytas konkretus eksperimentas su Drosophila, kuriame bendras kryžminių ir nekrosoverių individų skaičius buvo 521. Ši analizė pateikiama bendra forma, nenurodant konkrečių genų, siekiant pabrėžti esminę jos svarbą.
Norint apskaičiuoti vieno kryžminimo procentą abiejose sekcijose, reikia pridėti frakcijų, gautų naudojant dvigubą kryžminimą, skaičių prie vieno kryžminimo 79 ir 135, nes pastarasis įvyko tiek pirmoje, tiek antroje sekcijose.
Apskaičiuokime A ir B genų susikirtimo procentą: 79 + 14 = 93, 93:521⋅100 = 17,9%.
Kryžiaus matavimo vienetu buvo paimtas vienas procentas kryžiaus, rusų literatūroje jis buvo vadinamas morganidais.
Vadovaudamiesi tuo pačiu metodu, skaičiuojant antrosios dalies kryžminimą - tarp genų B ir C, gauname 28,6%, arba morganidus. Taigi nustatėme santykinius atstumus tarp genų: atstumas tarp A ir B yra 17,9, o tarp B ir C yra 28,6 kryžminimo vienetų, ty morganidas.
Jei teisinga, kad kryžminimas yra atstumo tarp genų funkcija, tada mums lengva nustatyti atstumą tarp genų A ir C, nes jis turėtų būti maždaug lygus dviejų vieno kryžminimo dažnių sumai: 17,9 + 28,6 = 46,5. Tačiau bendras pavienių perėjimų tarp genų A ir C skaičius yra 214 (79 + 135) individų arba 41,1 morganido, t.y. atstumas tarp genų A ir C, anksčiau mūsų apskaičiuotas, pasirodė 46,5 - 41,1 daugiau = 5,4 morganidai. Atrodo, kad šis neatitikimas prieštarauja ankstesnei y w bi genų patirčiai, kur kryžminimo dažnis (4,7 %) tarp kraštutinių genų (y ir bi) tiksliai sutapo su y ir w genų kryžminimo dažnių suma (1,2 %). ir w ir bi (3,5 proc.). Tačiau tokiu atveju genai yra arti vienas nuo kito, o pavyzdyje su ABC genais genai yra dideliais atstumais vienas nuo kito.
Skaičiavimų neatitikimas paaiškinamas tuo, kad tarp plačiai išsidėsčiusių genų gali įvykti dvigubas kryžminimas, todėl sunku įvertinti tikrąjį atstumą tarp genų. Dvigubas kirtimas gali būti nepastebėtas, jei atstumas tarp A ir C genų nėra pažymėtas trečiuoju B genu.
Pavyzdžiui, jei chromosomose vyksta dvigubas regionų apsikeitimas, genai A ir C liks savo vietose, o mainai tarp jų nebus aptikti. Tuo pačiu metu, kuo toliau vienas nuo kito chromosomoje yra genai A ir C, tuo didesnė jų dvigubo kryžminimo tikimybė. Rekombinacijų tarp dviejų genų procentas tiksliau atspindi atstumą tarp jų, tuo jis mažesnis, nes esant nedideliam atstumui, sumažėja dvigubų mainų galimybė. Todėl perėjimas tarp genų A ir C (41,1 %), neįskaitant dvigubų kryžminimo būdų, yra mažesnis nei A ir B genų, taip pat tarp B ir C (46,5 %) perėjimo vienetų suma.
Norint atsižvelgti į dvigubą kryžminimą, būtina turėti papildomą žymeklį, esantį tarp dviejų tiriamų genų. Nagrinėjamame pavyzdyje toks žymeklis yra genas B. Atstumas nuo A iki C nustatomas taip: dvigubas dvigubų kryžminių perėjimų procentas (2,7 X 2 = 5,4%) pridedamas prie pavienių kryžminimo klasių procentų sumos ( 41,1 proc.). Būtina padvigubinti dvigubų perjungimų procentą, nes kiekvienas dvigubas kryžminimas atsiranda dėl dviejų nepriklausomų pavienių pertraukų dviejuose taškuose. Norėdami apskaičiuoti vieno kryžminimo procentą, turite padauginti dvigubo kryžminimo vertę iš 2. Šiame pavyzdyje rezultatas yra 41,1 + 5,4 = 46,5%, o tai yra lygi sumai, gautai sudėjus kryžminimo procentus dviejose dalyse: nuo A iki B ir nuo B iki C.
Kryžminimo tarp dviejų genų procentas gali būti apskaičiuojamas ne tik remiantis analizės kryžminimo duomenimis, bet ir skilimo F 2 rezultatais. Kad būtų lengviau paaiškinti, tarkime, kad žinome A ir B genų kryžminimo procentą ir kad jis yra 20%. Tada F 1 diheterozigotas AB / ab turėtų sudaryti lytines ląsteles tokiais santykiais: 0,4AB: 0,1Ab: 0,1aB: 0,4ab (kadangi yra 20% kryžminių gametų ir 80% nekryžminių gametų). F 2 individai, homozigotiniai abiem recesyviniams genams, atsiranda tik susiliejus dviem gametoms ab, kurios dažnis yra 0,4 x 0,4 = 0,16. Bet kokiu atveju, gametų su dviem recesyviniais genais procentas F 1 individuose yra apibrėžiamas kaip ab klasės dažnio F 2 kvadratinė šaknis, išreikšta morganidų dalimis. Tuo atveju, kai atliekamas AB/AB x ab/ab kryžminimas, F 1 diheterozigoto suformuotų ab gametų dažnis, nustatomas pagal F 2, yra lygus pusei visų nekryžminių gametų dažnio. Kita vertus, jei atliekamas Ab/Ab x aB/aB tipo kryžminimas, tai F 1 hibrido suformuotų ab gametų dažnis, nustatytas iš F 2, yra lygus pusei visų kryžminių gametų dažnio.
1. Kokios yra kombinacinio kintamumo priežastys?
1. Atsitiktinis lytinių ląstelių derinys apvaisinimo metu
2. Atskirų chromosomų skaičiaus pokytis
3. Atskirų nukleotidų praradimas gene
4. Genų rekombinacija dėl kryžminimo
5. Nehomologinių chromosomų derinys esant mejozei
6. Nukleotidų sekos pokytis gene
Paaiškinimas: kombinacinis kintamumas – tai paveldimo kintamumo tipas, kurio metu vyksta vyriškų ir moteriškų genų rekombinacija. Tai gali įvykti mejozės ar apvaisinimo metu. Todėl reikėtų rinktis: atsitiktinis lytinių ląstelių derinys apvaisinimo metu, genų rekombinacija dėl kryžminimo, nehomologinių chromosomų derinys mejozės metu. Teisingas atsakymas yra 1, 4, 5.
2. Nebūdinga prokariotiniam organizmui
1. Dvejetainis padalijimas
2. Metabolizmo buvimas
3. Dalijimasis pagal mitozę
4. Ribosomų buvimas
5. Daugialąstė struktūra
6. Membraninių organelių buvimas
Paaiškinimas: prokariotiniam organizmui būdingas ribosomų buvimas, metabolizmas ir dvejetainis dalijimasis. Visa kita nebūdinga. Teisingas atsakymas yra 3, 5, 6.
3. Kokie procesai vyksta pirmojo mejozės dalijimosi fazėje?
1. Dviejų branduolių susidarymas
2. Homologinių chromosomų divergencija
3. Metafazės plokštės formavimas
4. Homologinių chromosomų suartėjimas
5. Homologinių chromosomų sričių mainai
6. Chromosomų spiralizacija
Paaiškinimas: pirmojo mejozės dalijimosi fazėje DNR kondensuojasi į gijas, konjugaciją, kryžminimą, branduolio apvalkalo ištirpimą ir centriolių atskyrimą. Todėl pasirenkame paskutinius tris atsakymus. Teisingas atsakymas yra 4,5,6.
4. Spermatogenezės procese
2. Susidaro somatinės ląstelės
4. Susidaro keturios gametos
5. Susidaro vienas kiaušinis
Paaiškinimas: spermatogenezė - vyriškų lytinių ląstelių formavimosi procesas, o iš pirmtakų (diploidinių) ląstelių susidaro keturios haploidinės lytinės ląstelės (ty chromosomų rinkinys sumažėja perpus). Teisingas atsakymas yra 1, 3, 4.
5. Kokią funkciją atlieka nukleino rūgštys ląstelėje?
1. Jie yra paveldimos informacijos saugotojai
2. Atlikti homeostazę
3. Perkelkite paveldimą informaciją iš branduolio į ribosomą
4. Dalyvauti baltymų biosintezėje
5. Yra ląstelės membranos dalis
6. Atlikite saugojimo funkciją
Paaiškinimas: Nukleino rūgštys yra sudėtingos organinės medžiagos, kurios saugo, perduoda ir įgyvendina genetinę informaciją. Todėl nukleino rūgštis vadinsime tuo, kad jos yra paveldimos informacijos saugotojos, perduodančios paveldimą informaciją iš branduolio į ribosomą ir dalyvaujančios baltymų biosintezėje (tiesiog genetinės informacijos įgyvendinimas – genų ekspresija). Teisingas atsakymas yra 1, 3, 4.
6. Ląstelės sandarai ir funkcijoms tirti taikomi metodai
1. Genealoginė
2. Paženklinti atomai
3. Hibridologinis
4. Citogenetinė analizė
5. Paleontologinis
6. Centrifugavimas
Paaiškinimas: genealoginiu metodu nustatomi gyvo organizmo protėviai, tai yra paveikiamas genotipas, o ne visos ląstelės. Hibridologinis metodas naudojamas tiriant palikuonis iš giminingų formų kryžminimo – tai genetinis, o ne citologinis metodas. O paleontologiniu metodu tiriamos protėvių formos, o tiriami ištisi organizmai ar jų fragmentai. Todėl kalbėsime apie citologinius metodus – žymėtų atomų metodą, citogenetinę analizę ir centrifugavimo metodą. Teisingas atsakymas yra 2, 4, 6.
7. Gyvūnų lytinio dauginimosi pavyzdžiai yra
1. Hydra Budding
2. Žuvų nerštas
3. Paprastosios amebos dalijimasis
4. Sliekų regeneracija
5. Amarų partenogenezė
6. Drugelio vystymasis iš zigotos
Paaiškinimas: lytinis dauginimasis visada yra susijęs su lytinėmis ląstelėmis. Su dviem (patinukais ir patelėmis) kaip žuvų nerštu arba drugelio vystymuisi iš zigotos, o su vienu – partenogenezės metu (vystosi tik iš patelės reprodukcinės ląstelės). Pumpurų atsiradimas, dalijimasis ir regeneracija nėra lytinio dauginimosi rūšys. Teisingas atsakymas yra 2, 5, 6.
8. Pagal kokius požymius galima atskirti grybus nuo gyvūnų?
1. Jie minta jau paruošta organine medžiaga
2. Turėti ląstelinę struktūrą
3. Augti visą gyvenimą
4. Turėkite kūną, susidedantį iš hifų gijų
5. Sugerkite maistines medžiagas ant kūno paviršiaus
6. Turi ribotą augimą
Paaiškinimas: tiek grybai, tiek gyvūnai minta jau paruoštomis organinėmis medžiagomis ir turi ląstelinę struktūrą. Tačiau grybai, skirtingai nei gyvūnai, auga visą gyvenimą, turi kūną, susidedantį iš hifų ir sugeria maistines medžiagas iš viso kūno paviršiaus. Teisingas atsakymas yra 3, 4, 5.
9. Kuris iš minėtų ženklų suteikė ropliams prisitaikymą prie gyvenimo sausumoje?
A. Kiaušinio embrioninių membranų vystymasis
B. Dviejų kraujotakos ratų atsiradimas
B. Vidinis tręšimas
G. Raginiai odos dariniai – žvyneliai, įbrėžimai
D. Keturių kamerų širdis su pilna pertvara
E. Trijų kamerų širdis be pertvaros
Paaiškinimas: Ryšium su iškritimu į krantą, ropliai sukūrė vidinį apvaisinimą, ant odos atsirado raginės žvyneliai ir išsivystė embrioniniai kiaušinėlių lukštai. Teisingas atsakymas yra A, B, D.
10. Pasirinkite tris Vabzdžių klasės atstovus, besivystančius visiškai transformuojant
A. Maybug
B. Skėriai
V. Žiogas
G. Drugelis kopūstas
D. Tarakonas
E. Brownie musė
Paaiškinimas: kaip žinome, amūrai ir panašiai vystosi nepilnai transformuodamiesi, o tarakonai, todėl vystymasis su visišku pasikeitimu bus gaidžio, drugelių ir musių. Prisiminkite vabzdžių vystymosi tipus.
Teisingas atsakymas yra AMŽIAUS.
11. Baltymų biosintezė, skirtingai nei fotosintezė, vyksta
1. Chloroplastuose
2. Ant ribosomų
3. Saulės šviesos energijos naudojimas
4. Matricinio tipo reakcijose
5. Lizosomose
6. Dalyvaujant ribonukleino rūgštims
Paaiškinimas:žinome, kad baltymų sintezė vyksta ribosomose (tiksliau, ji prasideda branduolyje nuo informacijos kopijavimo iš DNR į RNR, o po to pereina į citoplazmą į ribosomą), dalyvaujant nukleino rūgštims. Todėl teisingas atsakymas yra 2, 4, 6.
12. Panaši augalų ir gyvūnų ląstelių struktūra – įrodymas
1. Jų santykiai
4. Organizmų komplikacijos evoliucijos procese
6. Organizmų atmainos
Paaiškinimas: augalų ir gyvūnų ląstelės yra panašios struktūros, o tai liudija apie jų bendrą kilmę (iš vienaląsčių organizmų, tada jie ėjo skirtingais evoliucijos keliais), organinio pasaulio vienybę. Apskritai šioje užduotyje pasirenkame visus variantus, susijusius su bendra kilme, giminystės ryšiu ir pan. Teisingas atsakymas yra 1, 2, 5.
13. Baltymai, skirtingai nei nukleino rūgštys,
1. Dalyvauti formuojant plazminę membraną
2. Yra ribosomų dalis
3. Atlikti humoralinį reguliavimą
4. Atlikti transportavimo funkciją
5. Atlikite apsauginę funkciją
6. Perkelkite paveldimą informaciją iš branduolio į ribosomas
Paaiškinimas: kaip žinome, baltymai neneša paveldimos informacijos ir yra ribosomų dalis tik kaip medžiagos, turinčios spiralizuotą rRNR, tačiau dalyvauja formuojant plazmos membraną (transporto baltymus), atlieka humoralinę funkciją (hormonai), atlieka transportą (pvz. pavyzdžiui, hemoglobinas neša deguonį) ir atlieka apsauginę funkciją (imuniteto baltymai – imunoglobulinai). Teisingas atsakymas yra 1, 3, 4, 5.
14. Kokie vandens sandaros ir savybių ypatumai lemia jo funkcijas ląstelėje?
2. Makroerginių ryšių buvimas molekulėse
3. Molekulės poliškumas
4. Didelė šiluminė talpa
6. Gebėjimas išlaisvinti energiją skilimo metu
Paaiškinimas: vandens molekulė yra polinė, tarp vandens molekulių susidaro vandeniliniai ryšiai ir tai yra vidinė organizmo ir visų ląstelių aplinka, kurioje vyksta visos medžiagų apykaitos reakcijos, taip pat daugumos medžiagų tirpiklis. Taigi, mes pasirenkame - 1, 3, 4.
15. Hibridologinio metodo esmė slypi tame
5. Kiekybinė palikuonių fenotipinių požymių apskaita
Paaiškinimas: hibridologinis metodas – tai metodas, kai kryžminami asmenys, turintys vieną ar daugiau skirtingų savybių. Pavyzdžiui, G. Mendelis kryžmino individus, turinčius priešingas bruožo vertybes, ir žiūrėjo, kokie palikuonys išėjo. Tai yra, iš pateiktų atsakymų variantų pasirenkame - 1, 2, 5.
16. Kokioms savybėms būdingas modifikavimo kintamumas?
1. Yra masyvi
2. Turi individualų charakterį
3. Nepaveldimas
4. Paveldimas
5. Ribojamas reakcijos greičio
Paaiškinimas: modifikacijos kintamumas pasireiškia konkrečiam organizmui konkrečiomis aplinkos sąlygomis, neturi masės charakteristikos ir vyksta normalios reakcijos metu ir dar nėra paveldėtas. Teisingas atsakymas yra 2, 3, 5.
17. Mutacija priskiriama chromosominėms, jei
1. Chromosomų skaičius padidėjo 1-2
2. Vienas nukleotidas DNR pakeičiamas kitu
3. Vienos chromosomos dalis perkeliama į kitą
4. Buvo prarasta chromosomos dalis
5. Dalis chromosomos apversta 180 laipsnių kampu
6. Buvo daug kartų padidėjęs chromosomų skaičius
Paaiškinimas: chromosomų mutacijos yra mutacijos, dėl kurių suardomos jungčių grupės, o jungčių grupė, kaip žinome, paprastai yra visa chromosoma. Tai yra, tokios mutacijos gali būti: chromosomos dalies praradimas, segmento padvigubėjimas, chromosomos padėties pasikeitimas ir pan. Taigi iš pateiktų atsakymo variantų pasirenkame: vienos chromosomos segmento perkėlimas į kitas, chromosomos segmento praradimas, chromosomos segmento pasukimas 180 laipsnių. Teisingas atsakymas yra 3, 4, 5.
Savarankiško sprendimo užduotys
1. Matricos tipo reakcijos apima
1. Lipidų sintezė
2. DNR replikacija
3. Baltymų biosintezė
4. ATP sintezė
5. iRNR sintezė
6. Gliukozės oksidacija
Teisingas atsakymas yra 235.
2. Kokie pavyzdžiai iliustruoja mutacijų kintamumą?
1. Pilkų vilkų populiacijos šuniuko plaukų trūkumas
2. Išsivysčiusių sportininkų raumenų formavimas
3. Žmonių su Dauno sindromu gimimas
4. Primilžių didinimas gerinant karvės mitybą
5. Baltojo kopūsto galvos nebuvimas karštame klimate
6. Hemofilijos atsiradimas šimpanzių populiacijoje
Teisingas atsakymas yra 136.
3. Derinio kintamumas grindžiamas
1. Chromosomos besidubliuojančios srities įtraukimas
2. Atsitiktinis lytinių ląstelių susitikimas apvaisinimo metu
3. DNR molekulės cheminės struktūros pokytis
4. Genų rekombinacija perėjimo metu
5. Diploidinio chromosomų skaičiaus padidėjimas
6. Nepriklausoma chromosomų segregacija mejozės metu
Teisingas atsakymas yra 246.
4. Prokariotinės ląstelės skiriasi nuo eukariotų ląstelių
1. Nukleoido buvimas citoplazmoje
2. Ribosomų buvimas citoplazmoje
3. ATP sintezė mitochondrijose
4. Endoplazminio tinklo buvimas
5. Morfologiškai skirtingo branduolio nebuvimas
6. Plazminės membranos invaginacijų, atliekančių membraninių organelių funkciją, buvimas
Teisingas atsakymas yra 156.
5. Mitozei būdinga
1. Du iš eilės padalijimas
2. Viena tarpfazė ir vienas padalijimas
3. Homologinių chromosomų nukrypimas į ląstelės polius
4. Seserinių chromosomų nukrypimas į ląstelės polius
5. Dviejų ląstelių su chromosomų rinkiniu, identišku motinai, susidarymas
6. Keturių ląstelių su haploidiniu chromosomų rinkiniu susidarymas
Teisingas atsakymas yra 245.
6. Parengiamojo energijos apykaitos etapo reakcijos vyksta į
1. Augalų chloroplastai
2. Endoplazminio tinklo kanalai
3. Gyvūnų ląstelių lizosomos
4. Žmogaus virškinimo organai
5. Ribosomos
6. Pirmuonių virškinimo vakuolės
Teisingas atsakymas yra 346.
7. Kuo pasižymi modifikavimo kintamumas?
1. Lytinių ląstelių chromosomų rinkinio pasikeitimas
2. Požymio vystymasis normalios reakcijos ribose
3. Chromosomų DNR struktūros pokytis
4. Masinis pasikeitusio bruožo pasireiškimas
5. Fenotipo kitimas skirtingomis gyvenimo sąlygomis
6. Genotipo kitimas veikiant aplinkos veiksniams
Teisingas atsakymas yra 245.
8. Autotrofiniai organizmai apima
1. Geležies bakterijos
2. Chlorella
3. Sieros bakterijos
4. Mielės
5. Penicillium
6. Mukor
Teisingas atsakymas yra 123.
9. Kokie yra mitochondrijų sandaros ir funkcijų bruožai?
1. Pateikite ATP molekulių sintezę
2. Susidaro viena membrana
3. Viduje yra grūdų
4. Vidinė membrana formuoja kristas
5. Dalyvauti skaidant organines medžiagas iki monomerų
6. Dalyvauti organinių medžiagų oksidacijoje iki anglies dioksido ir vandens
Teisingas atsakymas yra 146.
10. Panaši augalų ir gyvūnų ląstelių struktūra – įrodymas
1. Jų santykiai
2. Bendra visų karalysčių organizmų kilmė
3. Augalų kilmė iš gyvūnų
4. Organizmų komplikacija evoliucijos procese
5. Organinio pasaulio vienybė
6. Organizmų atmainos
Teisingas atsakymas yra 125.
11. Kokie vandens sandaros ir savybių ypatumai lemia jo funkcijas ląstelėje?
1. Gebėjimas sudaryti vandenilinius ryšius
2. Makroerginių ryšių buvimas molekulėse
3. Molekulės poliškumas
4. Didelė šiluminė talpa
5. Gebėjimas sudaryti joninius ryšius
6. Gebėjimas išlaisvinti energiją skilimui
Teisingas atsakymas yra 134.
12. Hibridologinio metodo esmė slypi tame
1. Asmenų, kurie skiriasi keliais būdais, kirtimas
2. Alternatyvių požymių paveldėjimo prigimties tyrimas
3. Genetinių žemėlapių naudojimas
4. Masinės atrankos taikymas
5. Kiekybinė palikuonių fenotipinių požymių apskaita
6. Tėvų parinkimas pagal ženklų reakcijos greitį
Teisingas atsakymas yra 125.
13. Kokioms savybėms būdingas modifikavimo kintamumas?
1. Yra masyvi
2. Turi individualų charakterį
3. Nepaveldimas
4. Paveldimas
5. Ribojamas reakcijos greičio
6. Nepastovumo apimtis neturi ribų
Teisingas atsakymas yra 135.
14. Kuo pasižymi gaubtasėklių tręšimas?
1. Moteriškų ir vyriškų lytinių ląstelių branduoliai susilieja
2. Kiaušialąstę supa daug spermatozoidų
3. Haploidinis spermatozoidų branduolys susilieja su diploidiniu kiaušiniu
4. Procese dalyvauja mobilios vyriškos lytinės ląstelės
5. Procesas gali vykti už kūno ribų
6. Procesas vyksta suaugusio organizmo embriono maišelyje
Teisingas atsakymas yra 136.
15. Kokie veiksniai turi įtakos žmogaus embriono vystymuisi?
1. Jo išorinė struktūra
3. Embriono dalių sąveika
5. Išorinių veiksnių įtaka
6. Gūželių buvimas vaisiaus membranoje
Teisingas atsakymas yra 235.
16. Gyvūnų lytinio dauginimosi metu
1. Paprastai dalyvauja du asmenys
2. Lytinės ląstelės susidaro mitozės būdu
3. Sporos yra pradinė gametų susidarymo medžiaga
4. Gametos turi haploidinį chromosomų rinkinį
5. Palikuonių genotipas yra vieno iš tėvų genotipo kopija
6. Palikuonių genotipas apjungia abiejų tėvų paveldimą informaciją
Teisingas atsakymas yra 146.
17. Kokie veiksniai turi įtakos žmogaus embriono vystymuisi?
1. Blastokoelio susidarymas blastuloje
2. Genetinė informacija zigotoje
3. Embriono dalių sąveika
4. Trijų gemalo sluoksnių buvimas
5. Išorinių ir vidinių veiksnių įtaka
6. Polisacharidų buvimas vaisiaus apvalkale
Teisingas atsakymas yra 235.
18. Mutacija laikoma genu, jei
1. Jis atsirado DNR dubliavimosi procese
2. DNR vienas nukleotidas pakeičiamas kitu
3. Vienos chromosomos dalis perkeliama į kitą
4. Iškrenta chromosomos segmentas
5. Atliekamas chromosomos segmento pasukimas 180 laipsnių kampu
6. Susidaro naujas alelis
Teisingas atsakymas yra 126.
19. Kokie procesai vyksta chemosintetinių ir fotosintetinių bakterijų ląstelėse?
1. Organinių medžiagų sintezė iš neorganinių
2. Adenozino difosforo rūgšties fosforilinimas
3. Laisvo deguonies išleidimas
4. Vandens molekulių fotolizė
5. Polimerų susidarymas iš monomerų
6. Elektronų kaupimasis ant tilaoidinių membranų
Teisingas atsakymas yra 125.
20. Augalų organizmų ląstelėse, skirtingai nei gyvūnų, yra
1. Chloroplastai
2. Mitochondrijos
3. Branduolys ir branduolys
4. Vakuolės su ląstelių sultimis
5. Celiuliozės ląstelės sienelė
6. Ribosomos
Teisingas atsakymas yra 145.
21. Kuo mitozė skiriasi nuo mejozės?
1. Įvyksta du iš eilės padalijimas
2. Vyksta vienas padalijimas, susidedantis iš keturių fazių
3. Susidaro dvi dukterinės ląstelės, identiškos motinai
4. Susidaro keturios haploidinės ląstelės
5. Homologinės chromosomos ir chromatidės taip pat išsiskiria į ląstelės polius
6. Tik chromatidės išsiskiria į ląstelės polius
Teisingas atsakymas yra 236.
22. Kuo somatinės ląstelės skiriasi nuo lytinių ląstelių?
1. Susidaro dėl motininės ląstelės dalijimosi mejozės būdu
2. Susidaro dėl motininės ląstelės dalijimosi mitozės būdu
3. Turėti diploidinį chromosomų rinkinį, suporuotas, homologines chromosomas
4. Turėkite haploidinį chromosomų rinkinį, kiekviena chromosoma yra vienaskaita
5. Dalyvauti apvaisinant, formuojant zigotą
6. Dalyvauti nelytiniame dauginimesi
Teisingas atsakymas yra 236.
23. Kurie iš šių procesų yra susiję su baltymų biosinteze?
1. Ribosoma yra suverta ant mRNR
2. Organinės medžiagos kaupiasi endoplazminio tinklo ertmėse ir kanalėliuose
3. tRNR prijungia aminorūgštis ir pristato jas į ribosomą
4. Prieš ląstelių dalijimąsi iš kiekvienos chromosomos susidaro dvi chromatidės
5. Prisijungusios prie ribosomos, dvi aminorūgštys sąveikauja viena su kita, sudarydamos peptidinį ryšį
6. Organinių medžiagų oksidacijos metu išsiskiria energija
Teisingas atsakymas yra 135.
24. Kokios yra baltymų biosintezės reakcijų ypatybės?
1. Reakcijos yra matricinės prigimties: baltymas sintetinamas ant mRNR
2. Reakcijos vyksta išsilaisvinus energijai
3. Cheminės reakcijos sunaudoja ATP molekulių energiją
4. Reakcijas lydi ATP molekulių sintezė
5. Reakcijų pagreitinimą vykdo fermentai
6. Baltymų sintezė vyksta ant vidinės mitochondrijų membranos
Teisingas atsakymas yra 135.
25. Kokius procesus lape sukelia saulės šviesos energija?
1. Molekulinio deguonies susidarymas dėl vandens irimo
2. Piruvo rūgšties oksidavimas iki anglies dioksido
3. ATP molekulių sintezė
4. Biopolimerų skilimas į monomerus
5. Gliukozės skilimas į piruvo rūgštį
6. Vandenilio jonų susidarymas
Teisingas atsakymas yra 136.
26. Kokie vandens molekulių sandaros ir savybių ypatumai lemia didelį jo vaidmenį ląstelėje?
1. Gebėjimas sudaryti vandenilinius ryšius
2. Daug energijos turinčių ryšių buvimas molekulėse
3. Jo molekulių poliškumas
4. Gebėjimas sudaryti joninius ryšius
5. Gebėjimas formuoti peptidinius ryšius
6. Gebėjimas sąveikauti su jonais
Teisingas atsakymas yra 136.
27. Kokie procesai vyksta mejozės metu?
1. Transkripcija
2. Chromosomų mažinimas
3. Denatūravimas
4. Krosoveris
5. Konjugacija
6. Transliacija
Teisingas atsakymas yra 245.
28. Kuo plastikiniai mainai skiriasi nuo energijos mainų?
1. Energija kaupiama ATP molekulėse
2. Sunaudojama ATP molekulėse sukaupta energija
3. Sintetinamos organinės medžiagos
4. Yra organinių medžiagų skilimas
5. Galutiniai metabolizmo produktai – anglies dioksidas ir vanduo
6. Dėl medžiagų apykaitos reakcijų susidaro baltymai
Teisingas atsakymas yra 236.
29. Biologinė mejozės reikšmė yra
1. Naujos kartos chromosomų skaičiaus padvigubėjimo prevencija
2. Vyriškų ir moteriškų lytinių ląstelių susidarymas
3. Somatinių ląstelių susidarymas
4. Naujų genų kombinacijų atsiradimo galimybių sukūrimas
5. Asmenų skaičiaus padidėjimas organizme
6. Daugkartinis chromosomų skaičiaus padidėjimas
Teisingas atsakymas yra 124.
30. Gyvūnų lytinės ląstelės, skirtingai nei somatinės,
2. Turėti chromosomų rinkinį, identišką motinai
3. Susidaro mitozės būdu
4. Susidaro mejozės metu
5. Dalyvauti tręšiant
6. Suformuokite pagrindą kūno augimui ir vystymuisi
Teisingas atsakymas yra 145.
31. Bakterijų ir augalų ląstelių panašumas yra tas, kad jos turi
1. Ląstelės sienelė
2. Dekoruota šerdis
3. Plazminė membrana
4. Vakuolės su ląstelių sultimis
5. Ribosomos
6. Mitochondrijos
Teisingas atsakymas yra 135.
32. Kuo skiriasi pirmasis mejozės dalijimasis nuo antrojo mejozės dalijimosi?
1. Tėvo ir motinos chromosomos sudaro poras
2. Dukteriniai branduoliai susidaro telofazėje
3. Atsiranda konjugacija ir kryžminimas
4. Atliekama chromosomų spiralizacija
5. Susidaro verpstė
6. Homologinės chromosomos išsiskiria į ląstelės polius
Teisingas atsakymas yra 136.
33. Kuo skiriasi lytinis dauginimasis nuo nelytinio dauginimosi?
1. Didina individų vaisingumą
2. Didina palikuonių skaičių
3. Formuoja naujas genų kombinacijas
4. Veda į įvairius alelių derinius haametuose
5. Didina palikuonių genetinę įvairovę
6. Skatina modifikacijų pasireiškimą
Teisingas atsakymas yra 345.
34. Grybų ir gyvūnų ląstelių panašumas yra tas, kad jie turi
1. Į chitiną panašios medžiagos apvalkalas
2. Glikogenas kaip angliavandenių saugykla
3. Branduolinis apvalkalas
4. Vakuolės su ląstelių sultimis
5. Mitochondrijos ir lizosomos
6. Maistinių medžiagų turintys leukoplastai
Teisingas atsakymas yra 235.
35. Bakterijų ląstelės, skirtingai nei grybelio ląstelės, turi
1. Gerai susiformavęs branduolys su branduoliu
2. Viena žiedinė DNR molekulė
3. Mažesnės ribosomos
4. Vidinės membranos ataugos, kurios veikia kaip mitochondrijos
5. Ląstelės sienelė, sudaryta iš polisacharidų
6. Plazminė membrana
Teisingas atsakymas yra 234.
36. Virusai, skirtingai nei bakterijos,
1. Turėkite ląstelės sienelę
2. Prisitaikyti prie aplinkos
3. Susideda tik iš nukleino rūgšties ir baltymų
4. Jie dauginasi vegetatyviškai
5. Neturi savo medžiagų apykaitos
Teisingas atsakymas yra 356.
37. Spermatogenezės procese
1. Susidaro vyriškos lytinės ląstelės
2. Susidaro moteriškos reprodukcinės ląstelės
3. Chromosomų skaičiaus sumažinimas perpus
4. Iš vienos susidaro keturios lytinės ląstelės
5. Susidaro viena lytinė ląstelė
6. Susidaro ląstelės su diploidiniu chromosomų rinkiniu
Teisingas atsakymas yra 134.
38. Kokie procesai būdingi ląstelių interfazei?
1. Branduolių atkūrimas
2. Centrolių nukrypimas į ląstelės polius
3. Branduolinio apvalkalo sunaikinimas
4. Mitochondrijų ir plastidžių skaičiaus padidėjimas
5. DNR replikacija
6. Ribosomų baltymų sintezė
Teisingas atsakymas yra 456.
39. Kokiose ląstelių struktūrose vyksta didžiausi pokyčiai mitozės metu?
1. Šerdis
2. Citoplazma
3. Ribosomos
4. Lizosomos
5. Ląstelės centras
6. Chromosomos
Teisingas atsakymas yra 156.
40. Prokariotinės ląstelės skiriasi nuo eukariotų ląstelių
1. Ribosomų buvimas
2. Mitochondrijų nebuvimas
3. Įformintos šerdies nebuvimas
4. Plazminės membranos buvimas
5. Judėjimo organelių nebuvimas
6. Žiedo chromosomos buvimas
Teisingas atsakymas yra 236.
Susieto genų paveldėjimo pažeidimų rezultatų analizė leidžia nustatyti genų seką chromosomoje ir sudaryti genetinius žemėlapius. Kaip yra susijusios sąvokos „kryžminis dažnis“ ir „atstumas tarp genų“? Kuo svarbus įvairių objektų genetinių žemėlapių tyrimas evoliucijos tyrimams?
Paaiškinimas.
1. Kryžminimosi tarp dviejų genų, esančių toje pačioje chromosomoje, dažnis (procentas) yra proporcingas atstumui tarp jų. Dviejų genų perėjimas vyksta rečiau, kuo jie arčiau vienas kito. Didėjant atstumui tarp genų, vis labiau didėja tikimybė, kad persikryžiuojant juos bus atskirtos dviejose skirtingose homologinėse chromosomose.
Remiantis linijiniu genų išsidėstymu chromosomoje ir perėjimo dažnumu, kaip atstumo tarp genų rodikliu, galima sudaryti chromosomų žemėlapius.
2. Tiriant evoliucijos procesą, lyginami skirtingų rūšių gyvų organizmų genetiniai žemėlapiai.
Kaip DNR analizė leidžia nustatyti dviejų žmonių santykio laipsnį, ta pati DNR analizė (atskirų genų ar ištisų genomų palyginimas) leidžia išsiaiškinti rūšių ryšio laipsnį, o žinant susikaupusių skirtumų skaičių. nustatyti dviejų rūšių išsiskyrimo laiką, ty laiką, kada gyveno jų paskutinis bendras protėvis.
Pastaba.
Tobulėjant molekulinei genetikai buvo įrodyta, kad evoliucijos procesai palieka pėdsakus genomuose mutacijų pavidalu. Pavyzdžiui, šimpanzių ir žmonių genomai yra 96% vienodi, o keli regionai, kurie skiriasi, leidžia nustatyti jų bendro protėvio egzistavimo laiką.
Kaip DNR analizė leidžia nustatyti dviejų žmonių santykio laipsnį, ta pati DNR analizė (atskirų genų ar ištisų genomų palyginimas) leidžia išsiaiškinti rūšių ryšio laipsnį, o žinant susikaupusių skirtumų skaičių. nustatyti dviejų rūšių išsiskyrimo laiką, ty laiką, kada gyveno jų paskutinis bendras protėvis. Pavyzdžiui, paleontologiniais duomenimis, bendras žmonių ir šimpanzių protėvis gyveno maždaug prieš 6 milijonus metų (pavyzdžiui, tokio amžiaus turi Orrorin ir Sahelanthropus iškastiniai radiniai, formos, morfologiškai artimos bendram žmonių ir šimpanzių protėviui). Norint gauti pastebėtą genomų skirtumų skaičių, kiekvienam milijardui nukleotidų per kartą turėjo būti vidutiniškai 20 pokyčių.
Žmogaus DNR yra homologiška makakų DNR 78%, bulių 28%, žiurkės 17%, lašišos 8%, E. coli 2%.
Norint sukurti filogenetinį medį, pakanka atsižvelgti į kelis genus, esančius visuose organizmuose, kuriuos norime įtraukti į šį medį (paprastai kuo daugiau genų, tuo statistiškai patikimesni medžio elementai gaunami – šakojimosi tvarka ir šakų ilgiai).
Taikant genetinius metodus (tyrus chromosomų struktūrą, lyginant genetinius žemėlapius, nustatant genų alelius) galima pakankamai tiksliai nustatyti kelių giminingų rūšių filogenezę per laikotarpį, per kurį jos nukrypo nuo bendrosios tvarkos. Bet toks požiūris taikytinas tik labai artimoms formoms, gerai genetiškai ištirtoms ir, pageidautina, sukryžmintoms tarpusavyje, t.y. labai mažai ir labai siauroms sisteminėms grupėms, kurios atsirado palyginti neseniai.
Susieto paveldėjimo reiškinių analizė, kryžminimas, genetinių ir citologinių žemėlapių palyginimas leidžia suformuluoti pagrindines chromosomų paveldimumo teorijos nuostatas:
Genai yra chromosomose. Be to, skirtingose chromosomose yra nevienodas genų skaičius. Be to, kiekvienos nehomologinės chromosomos genų rinkinys yra unikalus.
Aleliniai genai užima tuos pačius lokusus homologinėse chromosomose.
Genai išsidėstę chromosomoje tiesine seka.
Vienos chromosomos genai sudaro jungčių grupę, tai yra, jie yra paveldimi daugiausia susieti (bendrai), dėl to kai kurie bruožai yra susiję. Ryšių grupių skaičius yra lygus tam tikros rūšies (homogametinės lyties) haploidiniam chromosomų skaičiui arba daugiau 1 (heterogametinėje lytyje).
Ryšys nutrūksta dėl kryžminimo, kurio dažnis yra tiesiogiai proporcingas atstumui tarp genų chromosomoje (todėl ryšio stiprumas yra atvirkščiai susijęs su atstumu tarp genų).
Kiekvienai biologinei rūšiai būdingas tam tikras chromosomų rinkinys – kariotipas.
Susietas paveldėjimas
Nepriklausomas požymių derinys (trečiasis Mendelio dėsnis) vykdomas su sąlyga, kad šiuos požymius lemiantys genai yra skirtingose homologinių chromosomų porose. Todėl kiekviename organizme genų, galinčių savarankiškai susijungti mejozės metu, skaičių riboja chromosomų skaičius. Tačiau organizme genų skaičius gerokai viršija chromosomų skaičių. Pavyzdžiui, iki molekulinės biologijos eros kukurūzuose buvo ištirta daugiau nei 500 genų, muselėje Drosophila – daugiau nei 1 tūkstantis, o žmonių – apie 2 tūkstančiai genų, tuo tarpu jie turi atitinkamai 10, 4 ir 23 chromosomų poras. Tai, kad genų skaičius aukštesniuosiuose organizmuose yra keli tūkstančiai, W.Settonui buvo aiškus jau XX amžiaus pradžioje. Tai davė pagrindo manyti, kad kiekvienoje chromosomoje yra daug genų. Genai, esantys toje pačioje chromosomoje, sudaro jungčių grupę ir yra paveldimi kartu.
T. Morganas pasiūlė bendrą genų paveldėjimą vadinti susietu paveldėjimu. Ryšių grupių skaičius atitinka haploidinį chromosomų skaičių, nes jungčių grupę sudaro dvi homologinės chromosomos, kuriose yra lokalizuoti tie patys genai. (Heterogametinės lyties individuose, pavyzdžiui, žinduoliuose, iš tikrųjų yra dar viena jungčių grupė, nes X ir Y chromosomose yra skirtingi genai ir jie atstovauja dviem skirtingoms jungčių grupėms. Taigi moterys turi 23 ryšio grupes, o vyrai - 24).
Susietų genų paveldėjimo būdas skiriasi nuo genų, esančių skirtingose homologinių chromosomų porose, paveldėjimo. Taigi, jei su nepriklausomu deriniu diheterozigotinis individas sudaro keturių tipų lytines ląsteles (AB, Ab, aB ir ab) vienodais kiekiais, tai su susietu paveldėjimu (nesant kryžminimo) tas pats diheterozigotas sudaro tik dviejų tipų lytines ląsteles. gametos: (AB ir ab) taip pat vienodais kiekiais. Pastarieji pakartoja genų derinį tėvų chromosomoje.
Tačiau buvo nustatyta, kad, be įprastų (nekryžminių) gametų, su naujomis genų kombinacijomis – Ab ir aB – atsiranda ir kitos (kryžminės) gametos, kurios skiriasi nuo genų derinių tėvų chromosomose. Tokių lytinių ląstelių atsiradimo priežastis yra homologinių chromosomų sekcijų pasikeitimas arba kryžminimas.
Kryžminimas vyksta I mejozės fazėje homologinių chromosomų konjugacijos metu. Šiuo metu dviejų chromosomų dalys gali persikirsti ir apsikeisti dalimis. Dėl to atsiranda kokybiškai naujos chromosomos, kuriose yra tiek motinos, tiek tėvo chromosomų sekcijos (genai). Asmenys, gauti iš tokių gametų su nauju alelių deriniu, vadinami kryžminiais arba rekombinantiniais.
Kryžminimo tarp dviejų genų, esančių toje pačioje chromosomoje, dažnis (procentas) yra proporcingas atstumui tarp jų. Dviejų genų perėjimas vyksta rečiau, kuo jie arčiau vienas kito. Didėjant atstumui tarp genų, vis labiau didėja tikimybė, kad persikryžiuojant juos bus atskirtos dviejose skirtingose homologinėse chromosomose.
Atstumas tarp genų apibūdina jų ryšio stiprumą. Yra genų, kurių ryšio procentas yra didelis, ir tokių, kuriuose ryšys beveik neaptinkamas. Tačiau susieto paveldėjimo atveju maksimalus kryžminimo dažnis neviršija 50%. Jei jis didesnis, tai yra laisvas alelių porų derinys, nesiskiriantis nuo nepriklausomo paveldėjimo.
Biologinė kryžminimo reikšmė yra itin didelė, nes genetinė rekombinacija leidžia sukurti naujas, anksčiau neegzistavusias genų kombinacijas ir taip padidinti paveldimą kintamumą, o tai suteikia daug galimybių organizmui prisitaikyti prie įvairių aplinkos sąlygų. Asmuo specialiai atlieka hibridizaciją, kad gautų reikiamus derinius, skirtus naudoti veisimo darbuose.
Perėjimas.Šis procesas vyksta I mejozės fazėje tuo metu, kai homologinės chromosomos yra glaudžiai sujungtos dėl konjugacijos ir sudaro dvivalentes. Kryžminimo metu atitinkamomis pjūviais apsikeičia tarpusavyje susipynusios homologinių chromosomų chromatidės (3.72 pav.). Šis procesas užtikrina tėvo ir motinos genų alelių rekombinaciją kiekvienoje ryšio grupėje. Skirtinguose lytinių ląstelių pirmtakuose kryžminimas vyksta skirtingose chromosomų dalyse, todėl chromosomose susidaro daug įvairių tėvų alelių derinių.
Ryžiai. 3.72. Kryžminimasis kaip lytinių ląstelių genetinės įvairovės šaltinis:
I – tėvų lytinių ląstelių apvaisinimas a ir b c zigotos susidarymas in; II - gametogenezė organizme, išsivysčiusiame iš zigotos in; G- perėjimas tarp homologų profazėje aš; d - ląstelės susidarė po 1-ojo mejozinio dalijimosi; e, w - ląstelės susidarė po antrojo mejozės dalijimosi ( e - nekryžminės gametos su originaliomis tėvų chromosomomis; ir - kryžminės gametos su paveldimos medžiagos rekombinacija homologinėse chromosomose)
Akivaizdu, kad perėjimas kaip rekombinacijos mechanizmas yra veiksmingas tik tada, kai atitinkami tėvo ir motinos chromosomų genai yra atstovaujami skirtingais aleliais. Visiškai identiškos jungčių grupės kryžminimo metu nesuteikia naujų alelių derinių.
Kryžminimas vyksta ne tik lytinių ląstelių pirmtakuose mejozės metu. Jis taip pat stebimas somatinėse ląstelėse mitozės metu. Somatinis kryžminimasis aprašytas Drosophila ir kai kuriose pelėsių rūšyse. Jis atliekamas mitozės tarp homologinių chromosomų metu, tačiau jo dažnis yra 10 000 kartų mažesnis nei mejozinio kirtimo dažnis, nuo kurio mechanizmo jis nesiskiria. Dėl mitozinio kryžminimo atsiranda somatinių ląstelių klonai, kurie skiriasi atskirų genų alelių kiekiu. Jei zigotos genotipe šis genas yra atstovaujamas dviem skirtingais aleliais, tai dėl somatinio kryžminimo gali atsirasti ląstelės su tais pačiais šio geno tėviniais arba motininiais aleliais (3.73 pav.).
Ryžiai. 3.73. Kryžminimas somatinėse ląstelėse:
1 - somatinė ląstelė, kurios homologinėse chromosomose geną A atstovauja du skirtingi aleliai (A ir a); 2 - perėjimas; 3 - atitinkamų sekcijų pasikeitimo tarp homologinių chromosomų rezultatas; 4 - homologų išsidėstymas dalijimosi verpstės pusiaujo plokštumoje mitozės metafazėje (du variantai); 5 - dukterinių ląstelių susidarymas; 6 - A genui heterozigotinių ląstelių susidarymas, panašių į motininę ląstelę pagal alelių rinkinį (Aa); 7 - A genui homozigotinių ląstelių susidarymas, kurios skiriasi nuo motininės ląstelės alelių rinkiniu (AA arba aa)
40. Paveldėjimas. Paveldėjimo rūšys. Autosominio, X susieto ir olandiško paveldėjimo tipų ypatybės. poligeninis paveldėjimas.
pagal paveldimumas suprasti ląstelių ar organizmų savybę savaiminio dauginimosi procese perduoti naujai kartai gebėjimą tam tikro tipo metabolizmui ir individualiam vystymuisi, kurio metu jie suformuoja bendrus tam tikro tipo ląstelių ir organizmų rūšių bruožus ir savybes. , taip pat kai kurios individualios tėvų savybės. Gyvenimo organizavimo populiacijos-rūšies lygmenyje paveldimumas pasireiškia išlaikant pastovų įvairių genetinių formų santykį tam tikros populiacijos (rūšies) organizmų kartų skaičiuje.
Paveldimumas - gyvų organizmų savybė, užtikrinanti materialų ontogeniškumo tęstinumą tam tikromis aplinkos sąlygomis. Genai lemia polipeptidinės grandinės seką.
Paveldėjimas informacijos perdavimas iš vienos kartos į kartą. Paveldimumo dėka tapo įmanomas populiacijų, rūšių ir kitų grupių egzistavimas.
Autosominis paveldėjimas. Būdingi bruožų autosominio paveldėjimo bruožai atsiranda dėl to, kad atitinkami genai, esantys autosomose, pateikiami visuose rūšies individuose dvigubu rinkiniu. Tai reiškia, kad bet kuris organizmas tokius genus gauna iš abiejų tėvų. Pagal su lytinių ląstelių grynumo dėsniu gametogenezės metu visos lytinės ląstelės gauna po vieną geną iš kiekvienos alelinės poros (6.6 pav.). Šio dėsnio loginis pagrindas yra homologinių chromosomų, kuriose yra aleliniai genai, nukrypimas į skirtingus ląstelės polius mejozės I anafazėje.
Atsižvelgiant į tai, kad bruožo išsivystymas individui pirmiausia priklauso nuo alelinių genų sąveikos, skirtingi jo variantai, nulemti skirtingų atitinkamo geno alelių, gali būti paveldimi pagal autosominis dominuojantis arba autosominis recesyvinis tipas, jei yra dominavimas. Tarpinis požymio paveldėjimo tipas galimas ir esant kitokioms alelių sąveikoms (žr. 3.6.5.2 skyrių).
At dominavimas požymis, aprašytas G. Mendelio savo eksperimentuose su žirniais, palikuonys, sukryžminus du homozigotinius tėvus, kurie skiriasi dominuojančiais ir recesyviniais šios savybės variantais, yra tokie patys ir panašūs į vieną iš jų (vienodumo dėsnis F 1). Mendelio F 2 aprašytas fenotipinis skilimas santykiu 3:1 iš tikrųjų vyksta tik visiškai dominuojant vienam aleliui prieš kitą, kai heterozigotai yra fenotipiškai panašūs į dominuojančius homozigotus. (įstatymo padalijimas į F 2).
Požymio recesyvinio varianto paveldėjimas pasižymi tuo, kad jis nepasireiškia F 1 hibriduose, o F 2 – ketvirtadalyje palikuonių.
Tais atvejais, kai heterozigotuose, palyginti su homozigotais, susidaro naujas požymio variantas, kuris stebimas esant tokioms alelinių genų sąveikos rūšims kaip nepilnas dominavimas, kodominavimas, interalelių komplementacija, F 1 hibridai neatrodo kaip tėvai, o F 2 susidaro trys fenotipinės palikuonių grupės (.6.7 pav., II).
Mejozė ir apvaisinimas užtikrina, kad naujos kartos organizmai gautų evoliuciškai susiformavusią genų dozėmis subalansuotą paveldimąją medžiagą, kurios pagrindu vyksta organizmo ir atskirų jo ląstelių vystymasis. Šių dviejų mechanizmų dėka tam tikros rūšies ypatybės susiformuoja tam tikros rūšies individų kartų eilėje, o rūšis kaip tikras gyvosios gamtos vienetas egzistuoja ilgą laiką. Tačiau skirtinguose rūšies atstovuose dėl nuolat vykstančio mutacijos proceso tam pačiam genomo genų rinkiniui atstovauja skirtingi jų aleliai. Kadangi daugelio rūšių lytinio dauginimosi metu palikuonių reprodukcijoje dalyvauja du individai, akivaizdu, kad dėl apvaisinimo skirtingos zigotos savo genotipuose gauna nevienodą alelių rinkinį. Rūšies atstovų genotipinės įvairovės didėjimą taip pat palengvina mechanizmai, lemiantys individo tėvų alelių rekombinaciją jo gametose. Iš tiesų, jei organizmo suformuotos lytinės ląstelės savo genomo alelių rinkinyje būtų identiškos, tai vienos organizmų poros, turinčios dioetiją, palikuonys arba vienas hermafroditinis organizmas neturėtų genotipinės įvairovės. Kiekvienoje naujoje rūšies kartoje tik skirtingų tėvų vaikai būtų genotipiškai skirtingi.
Iš tikrųjų gamtoje yra įvairių tų pačių tėvų palikuonių. Pavyzdžiui, broliai ir seserys skiriasi ne tik lytimi, bet ir kitais atžvilgiais. Tokie palikuonių skirtumai paaiškinami tuo, kad kiekviename apvaisinimo veiksme randamos genetiškai skirtingos lytinės ląstelės. To paties organizmo formuojamų lytinių ląstelių įvairovę užtikrinantis mechanizmas yra mejozė, kurios metu ne tik perpus sumažėja į lytines ląsteles patenkančios paveldimos medžiagos, bet ir efektyviai persiskirsto tėvų aleliai tarp gametų. Procesai, lemiantys genų ir ištisų chromosomų rekombinaciją lytinėse ląstelėse, yra dvivalenčių medžiagų susikryžimas ir išsiskyrimas mejozės I anafazėje (žr. 5 skyrių).
Perėjimas.Šis procesas vyksta I mejozės fazėje tuo metu, kai homologinės chromosomos yra glaudžiai sujungtos dėl konjugacijos ir sudaro dvivalentes. Kryžminimo metu atitinkamomis pjūviais apsikeičia tarpusavyje susipynusios homologinių chromosomų chromatidės (3.72 pav.). Šis procesas užtikrina tėvo ir motinos genų alelių rekombinaciją kiekvienoje ryšio grupėje. Skirtinguose lytinių ląstelių pirmtakuose kryžminimas vyksta skirtingose chromosomų dalyse, todėl chromosomose susidaro daug įvairių tėvų alelių derinių.
Ryžiai. 3.72. Kryžminimasis kaip lytinių ląstelių genetinės įvairovės šaltinis:
I – tėvų lytinių ląstelių apvaisinimas a ir b c zigotos susidarymas in; II - gametogenezė organizme, išsivysčiusiame iš zigotos in; G- perėjimas tarp homologų profazėje aš; d - ląstelės susidarė po 1-ojo mejozinio dalijimosi; e, w - ląstelės susidarė po antrojo mejozės dalijimosi ( e - nekryžminės gametos su originaliomis tėvų chromosomomis; ir - kryžminės gametos su paveldimos medžiagos rekombinacija homologinėse chromosomose)
Akivaizdu, kad perėjimas kaip rekombinacijos mechanizmas yra veiksmingas tik tada, kai atitinkami tėvo ir motinos chromosomų genai yra atstovaujami skirtingais aleliais. Visiškai identiškos jungčių grupės kryžminimo metu nesuteikia naujų alelių derinių.
Kryžminimas vyksta ne tik lytinių ląstelių pirmtakuose mejozės metu. Jis taip pat stebimas somatinėse ląstelėse mitozės metu. Somatinis kryžminimasis aprašytas Drosophila ir kai kuriose pelėsių rūšyse. Jis atliekamas mitozės tarp homologinių chromosomų metu, tačiau jo dažnis yra 10 000 kartų mažesnis nei mejozinio kirtimo dažnis, nuo kurio mechanizmo jis nesiskiria. Dėl mitozinio kryžminimo atsiranda somatinių ląstelių klonai, kurie skiriasi atskirų genų alelių kiekiu. Jei zigotos genotipe šis genas yra atstovaujamas dviem skirtingais aleliais, tai dėl somatinio kryžminimo gali atsirasti ląstelės su tais pačiais šio geno tėviniais arba motininiais aleliais (3.73 pav.).
Ryžiai. 3.73. Kryžminimas somatinėse ląstelėse:
1 - somatinė ląstelė, kurios homologinėse chromosomose geną A atstovauja du skirtingi aleliai (A ir a); 2 - perėjimas; 3 - atitinkamų sekcijų pasikeitimo tarp homologinių chromosomų rezultatas; 4 - homologų išsidėstymas dalijimosi verpstės pusiaujo plokštumoje mitozės metafazėje (du variantai); 5 - dukterinių ląstelių susidarymas; 6 - A genui heterozigotinių ląstelių susidarymas, panašių į motininę ląstelę pagal alelių rinkinį (Aa); 7 - A genui homozigotinių ląstelių susidarymas, kurios skiriasi nuo motininės ląstelės alelių rinkiniu (AA arba aa)
Bivalentų skirtumai mejozės I anafazėje. I mejozės metafazėje achromatinės verpstės pusiaujo plokštumoje išsirikiuoja dvivalentės, susidedančios iš vienos tėvo ir vienos motinos chromosomos. Homologų, pernešančių skirtingą genų alelių rinkinį mejozės I anafazėje, išsiskyrimas lemia lytinių ląstelių, kurios skiriasi atskirų jungčių grupių aleline sudėtimi, susidarymą (3.74 pav.).
Ryžiai. 3.74. Homologinių chromosomų skirtumai mejozės I anafazėje
kaip lytinių ląstelių genetinės įvairovės šaltinis:
1 - mejozės I metafazė (dvivalentės vieta dalijimosi veleno pusiaujo plokštumoje); 2 - mejozės I anafazė (homologų, pernešančių skirtingus geno A alelius į skirtingus polius, išsiskyrimas); 3 - antrasis mejozinis dalijimasis (dviejų tipų gametų, kurios skiriasi geno A aleliais, susidarymas)
Ryžiai. 3.75. Atsitiktinis dvivalenčių medžiagų buvimo metafazėje pobūdis ( 1 )
ir jų nepriklausomas divergencija anafazėje ( 2 ) pirmasis mejozinis padalijimas
Dėl to, kad bivalentų orientacija verpstės polių atžvilgiu I metafazėje yra atsitiktinė, I mejozės anafazėje kiekvienu atskiru atveju susidaro haploidinis chromosomų rinkinys, turintis originalų tėvų jungčių grupių derinį. siunčiami į skirtingus polius (3.75 pav.). Lytinių ląstelių įvairovė dėl nepriklausomo bivalentų elgesio yra tuo didesnė, kuo daugiau jungčių grupių tam tikros rūšies genome. Jį galima išreikšti 2 formule n, kur P - chromosomų skaičius haploidiniame rinkinyje. Taip, Drosophila P= 4, o lytinių ląstelių tipų skaičius, kurį suteikia tėvų chromosomų rekombinacija jose, yra 2 4 = 16. Žmonėms n = 23, o lytinių ląstelių įvairovė dėl šio mechanizmo atitinka 2 23 arba 8388608.
Bivalentų kryžminimas ir divergencijos procesas mejozės I anafazėje užtikrina veiksmingą genų alelių ir jungčių grupių rekombinaciją vieno organizmo suformuotose gametose.
Tręšimas. Atsitiktinis skirtingų lytinių ląstelių susitikimas apvaisinimo metu lemia tai, kad tarp rūšies individų beveik neįmanoma atsirasti dviejų genotipiškai identiškų organizmų. Apibūdintų procesų pagalba pasiekiama individų genotipinė įvairovė reiškia paveldimus skirtumus tarp jų bendro rūšies genomo pagrindu.
Taigi genomas, kaip aukščiausias paveldimos medžiagos organizavimo lygis, dėl mejozės ir apvaisinimo išlaiko savo specifines savybes. Bet kartu tie patys procesai suteikia individualius paveldimus individų skirtumus, kurie yra pagrįsti genų ir chromosomų rekombinacija, t.y. kombinacinis kintamumas. Kombinacinis kintamumas, pasireiškiantis individų genotipine įvairove, padidina rūšies išlikimą kintančiomis jos egzistavimo sąlygomis.
