Genetiska bevis på kromosomkorsning möjliggjordes genom upptäckten av ett antal genetiska fenomen - mutationer, heterozygot tillstånd och genkoppling.
Det första genetiska objektet på vilket fenomenet korsning etablerades var Drosophila. För första gången sammanställdes ett systematiskt index av gener lokaliserade på olika kromosomer för det, och alla länkgrupper identifierades.
Tänk på ett av T. Morgans klassiska experiment på crossover, som gjorde det möjligt för honom att bevisa kromosomernas ärftliga diskrethet.
Första Crossover-upplevelser
Vid korsning av flugor som skiljer sig i två teckenpar, grå med rudimentära vingar (vg - vestigial) b + vg / b + vg och svarta (b - svart) med normala vingar b vg + /b vg + i F 1, diheterozygota individer b + vg/b vg + är fenotypiskt grå med normala vingar.
Figuren visar två riktningar av korsningar: i den ena är hanen en diheterozygot, i den andra är honan. Om hybridhanar korsas med honor som är recessiva i båda generna, d.v.s. en analyserande korsning utförs b vg / b vg x b + vg / b vg +, så erhålls splittring i avkomman i förhållande till 1 (b + vg / b vg) x 1 (bvg + xbvg).
Denna uppdelning visar att denna dihybrid endast bildar två varianter av könsceller b + vg och bvg + istället för fyra, och kombinationen av gener i könscellerna motsvarar föräldrarnas. Baserat på denna splittring bör det antas att hanen inte byter ut delar av homologa kromosomer. Senare visade det sig att hos Drosophila-män, faktiskt, både i autosomer och i könskromosomer, finns det ingen diskussion i normen. Därför, under den beskrivna analyserande korsningen, återställs två initiala föräldrakombinationer av egenskaper hos avkomman: flugor med en svart kroppsfärg och normala vingar och flugor med en grå kroppsfärg och rudimentära vingar. Samtidigt är de i lika numeriska förhållanden, oavsett kön. I det här fallet har vi ett exempel på fullständig koppling av gener belägna i ett par homologa autosomer.
Vid ömsesidig korsning av diheterozygota honor med en analysatorhane som är homozygot för samma två recessiva gener, observeras ytterligare en splittring hos avkomman. Förutom föräldrakombinationer av karaktärer dyker nya typer upp i avkomman - flugor med svart kropp och korta (rudimentära) vingar, samt flugor med grå kropp och normala vingar. Därför, i denna korsning, är kopplingen av gener bruten. Gener på homologa kromosomer byts ut på grund av kromosomkorsning.
Gameter med kromosomer som har genomgått överkorsning kallas crossover, och inte de som har genomgått sådana - icke-crossover. Följaktligen kallas organismer som uppstod i avkomman efter att analysera korsningar från en kombination av överkorsande könsceller med analysatorkönsceller. crossover, eller rekombinant, och som härrör från kombinationen av icke-överkorsande gameter med analysatorgameter - icke-crossover, eller icke-rekombinant.
I analysen av splittring vid korsning uppmärksammas ett visst numeriskt förhållande av individer av olika klasser. Båda initiala föräldrakombinationer av egenskaper, bildade från icke-korsande gameter, uppträder i avkomman till det analyserande korset i ett lika stort numeriskt förhållande. I detta experiment med Drosophila fanns cirka 41,5 % av båda individerna. Totalt stod icke-korsade individer för 83 % av det totala antalet individer i avkomman. De två crossover-klasserna är också desamma när det gäller antalet individer, och deras summa är 17%.
Som ett annat klassiskt exempel på koppling och korsning kan man nämna experimentet av K. Getchinson, utfört på majs på 1920-talet. Två homozygota majslinjer korsades, varav en hade korn med färgad aleuron och slät endosperm. Dessa egenskaper bestäms av de dominanta generna c + c + sh + sh + . En annan linje hade recessiva alleler av dessa gener c c sh sh, som bestämde respektive egenskaper: ofärgade aleuron och rynkig endosperm. Dessa par av alleler finns på samma par homologa kromosomer.
Att korsa dessa linjer mellan sig c + sh + /c + sh + x med sh/c sh ger en heterozygot c + sh + /c sh.
Segregation vid analys av korsningar c + sh + /c sh x c sh/c sh, precis som i experimentet med Drosophila, motsvarar inte det oberoende beteendet för varje par av alleler. Med denna uppdelning är antalet icke-korsade korn i kolven 96,4% och crossover - 3,6%.
Resultaten av experiment på Drosophila och majs visar att det verkligen finns en koppling av gener, och endast i en viss procent av fallen bryts den på grund av korsning. Härifrån följer den första bestämmelsen om korsning av kromosomer, som säger att mellan homologa kromosomer kan ett ömsesidigt utbyte av identiska sektioner genomföras. Gener som finns i identiska regioner av homologa kromosomer flyttar från en homolog kromosom till en annan.
Därför, medan den oberoende kombinationen av gener lokaliserade i icke-homologa kromosomer bestäms av deras slumpmässiga divergens i reduktionsdelning, säkerställs rekombinationen av länkade gener genom processen för korsning av homologa kromosomer.
Storleken på korsningen och det linjära arrangemanget av gener i kromosomen
Överkorsningsvärdet mäts som förhållandet mellan antalet överkorsningsindivider och det totala antalet individer i avkomman till korsningen som analyseras och uttrycks i procent.
Rekombination sker ömsesidigt, d.v.s. ömsesidigt utbyte utförs mellan föräldrarnas kromosomer; detta förpliktar att räkna crossover-klasserna tillsammans som ett resultat av en händelse.
Storleken på korsningen av kromosomer återspeglar styrkan hos kopplingen av gener i kromosomen: ju högre värde korsningen är, desto lägre är kopplingens styrka. T. Morgan föreslog att frekvensen av överkorsningar visar det relativa avståndet mellan gener: ju oftare överkorsning sker, desto längre är generna separerade från varandra i kromosomen, desto mer sällan går överkorsningen, desto närmare varandra är de. Övrig.
När vi indikerar att rekombinationen av gener för svart kroppsfärg och korta vingar i Drosophila sker med en frekvens på 17 %, då karakteriserar detta värde på ett visst sätt avståndet mellan dessa gener i kromosomen. Detsamma gäller fallet med kromosomkorsning i majs, där 3,6 % av rekombinationerna visar frekvensen av utbyten mellan två regioner av homologa kromosomer.
Baserat på många genetiska studier lade Morgan fram hypotesen om det linjära arrangemanget av gener i kromosomen. Endast under detta antagande kan andelen rekombinanter återspegla det relativa avståndet mellan gener på en kromosom.
Ett av Morgans klassiska genetiska experiment, som bevisade det linjära arrangemanget av gener, var följande experiment med Drosophila. Kvinnor som var heterozygota för tre länkade recessiva gener för gul kroppsfärg y (gul), vit ögonfärg w (vit) och klyftade vingar bi (bifid) korsades med hanar som var homozygota för dessa tre gener. Hos avkomman erhölls 1160 icke-korsningsflugor (normala och samtidigt bärande alla tre recessiva egenskaper), 15 korsningsflugor som härrörde från korsningen mellan y- och w-generna och 43 individer från korsning mellan w- och bi-generna. Resultaten som erhölls i procent av korsning mellan gener representerade följande förhållande:
Av dessa data följer tydligt att procentandelen av korsning är en funktion av avståndet mellan generna och deras sekventiella, dvs linjära arrangemang i kromosomen. Avståndet mellan generna y och bi är lika med summan av två enkla korsningar mellan y och w, w och bi.
Reproducerbarheten av dessa resultat i upprepade experiment indikerar att platsen för generna längs kromosomens längd är strikt fixerad, det vill säga att varje gen upptar sin egen specifika plats i kromosomen - lokuset.
Enstaka och multipla kromosomkorsningar
Efter att ha accepterat ståndpunkten att 1) det kan finnas många gener på en kromosom, 2) gener är lokaliserade på en kromosom i linjär ordning, 3) varje allelpar upptar vissa och identiska loci i homologa kromosomer, medgav T. Morgan att korsningen mellan homologa kromosomer kan förekomma samtidigt på flera punkter.
Detta antagande bevisades av honom på Drosophila och bekräftades sedan fullständigt på ett antal djur, växtföremål och mikroorganismer.
Ett kors som bara förekommer på ett ställe kallas ett enda kors, vid två punkter samtidigt - dubbelt, vid tre - trippelt, etc., det vill säga att korsningen kan vara multipel. Låt till exempel ett homologt kromosompar innehålla tre par alleler i heterozygot tillstånd: ABC/abc.
Då kommer korsningen som endast inträffade i området mellan gener A och B eller mellan B och C (i olika celler) att vara singel. Som ett resultat av en enda korsning uppstår endast två korsningskromosomer (gameter) i varje fall, nämligen aBC och Abc eller ABc och abC.
Om var och en av dessa kromosomer kombineras i en zygot med en homolog kromosom som bär alla tre recessiva alleler a, b och c, kommer följande korsningszygotegenotyper att erhållas hos avkomman: aBC / abc och Abc / abc eller ABc / abc och abC / abc.
Procentandelen av korsningsklasser bestämmer frekvensen av enstaka utbyten mellan gener A och B eller B och C.
Som ett resultat av den samtidiga korsningen mellan A och B och mellan B och C sker ett utbyte av kromosomens mittsektion - ett dubbelt utbyte. I det här fallet uppträder en ny variation av könsceller med överkorsande kromosomer AbC och aBc i heterozygoten, som detekteras genom att analysera kors. Hos avkomman uppträder zygoter med följande kombination av gener: AbC/abc och aBc/abc.
Enkla och dubbla korsningar mellan homologa kromosomer bevisas genom följande genetiska analys. Tabellen visar ett specifikt experiment på Drosophila, där det totala antalet crossover- och non-crossover-individer var 521. Denna analys presenteras i en allmän form, utan att specificera specifika gener, för att understryka dess grundläggande betydelse.
För att beräkna procentandelen av en enkel överkorsning i båda sektionerna är det nödvändigt att lägga till antalet fraktioner som erhålls med en dubbel överkorsning till de enkla korsningarna 79 och 135, eftersom de senare inträffade i både den första och andra sektionen.
Låt oss beräkna andelen korsning mellan gener A och B: 79 + 14 = 93, 93:521⋅100 = 17,9%.
En procent av korset togs som en måttenhet för korset, i rysk litteratur kallades det morganides.
Genom att följa samma metod för att räkna korsningen för den andra sektionen - mellan generna B och C, får vi 28,6%, eller morganider. Sålunda bestämde vi de relativa avstånden mellan gener: avståndet mellan A och B är 17,9 och mellan B och C är 28,6 enheter överkorsning, dvs morganid.
Om det är korrekt att korsningen är en funktion av avståndet mellan generna, så är det lätt för oss att fastställa avståndet mellan generna A och C, eftersom det bör vara ungefär lika med summan av två frekvenser av en enda korsning: 17,9 + 28,6 = 46,5. Det totala antalet enstaka korsningar mellan gener A och C är dock 214 (79 + 135) individer, eller 41,1 morganider, dvs avståndet mellan gener A och C, beräknat av oss tidigare, visade sig vara 46,5 - 41,1 mer = 5,4 morganides. Denna diskrepans verkar motsäga den tidigare erfarenheten av y w bi-generna, där korsningsfrekvensen (4,7 %) mellan de extrema generna (y och bi) exakt sammanföll med summan av korsningsfrekvenserna mellan y- och w-generna (1,2 %) och w och bi (3,5%). Men i så fall ligger generna på nära avstånd från varandra och i exemplet med ABC-generna sitter generna på stort avstånd från varandra.
Diskrepansen i beräkningarna förklaras av att dubbel överkorsning kan ske mellan gener med stora avstånd, vilket gör det svårt att uppskatta det verkliga avståndet mellan gener. Dubbel korsning kanske inte märks om avståndet mellan A- och C-generna inte markeras av den tredje B-genen.
I händelse av ett dubbelt utbyte av regioner inom kromosomerna, till exempel, kommer gener A och C att stanna kvar på sina platser, och utbytet mellan dem kommer inte att upptäckas. Samtidigt, ju längre ifrån varandra generna A och C är från varandra i kromosomen, desto större är sannolikheten för dubbla korsningar mellan dem. Andelen rekombinationer mellan två gener återspeglar mer exakt avståndet mellan dem, ju mindre det är, eftersom vid ett litet avstånd minskar möjligheten för dubbla utbyten. Därför är korsningen mellan gener A och C (41,1 %), exklusive dubbla korsningar, mindre än summan av enheter för överkorsning mellan gener A och B, såväl som mellan B och C (46,5 %).
För att ta hänsyn till dubbel korsning är det nödvändigt att ha en ytterligare markör placerad mellan de två studerade generna. I det övervägda exemplet är gen B en sådan markör. Avståndet från A till C bestäms enligt följande: dubbla procentandelen dubbla överkorsningar (2,7 X 2 = 5,4 %) läggs till summan av procentsatserna av klasser med enkla korsningar ( 41,1 %). Det är nödvändigt att fördubbla procentandelen dubbla övergångar eftersom varje dubbelkorsning beror på två oberoende singelavbrott vid två punkter. För att beräkna procentandelen av enkel överkorsning måste du multiplicera värdet på dubbelkorsning med 2. I det här exemplet är resultatet 41,1 + 5,4 = 46,5 %, vilket är lika med summan som erhålls genom att addera övergångsprocenten i två sektioner: från A till B och från B till C.
Beräkningen av procentandelen av korsning mellan två gener kan göras inte bara på basis av analyskorsningsdata, utan också på resultaten av splittringen i F 2 . För att förenkla förklaringen, låt oss anta att vi vet procentandelen av korsning mellan gener A och B och att den är 20 %. Sedan i F 1 bör diheterozygoten AB / ab bilda könsceller i följande förhållanden: 0,4AB: 0,1Ab: 0,1aB: 0,4ab (eftersom det finns 20 % överkorsade könsceller och 80 % icke-överkorsade könsceller). I F 2 uppstår individer som är homozygota för båda recessiva generna endast som ett resultat av fusionen av två gameter ab med en frekvens av 0,4 X 0,4 = 0,16. I vilket fall som helst definieras procentandelen gameter med två recessiva gener i F 1-individer som kvadratroten av ab-klassens frekvens i F 2 uttryckt som fraktioner av morganider. I det fall då ett AB/AB x ab/ab-korsning utförs är frekvensen av ab-gameter som bildas av F 1-diheterozygoten, bestämd av F 2, lika med halva frekvensen av alla icke-överkorsande gameter. Om å andra sidan korsning av typen Ab/Ab x aB/aB utförs, så är frekvensen av ab-gameter som bildas av F 1-hybriden bestämd från F 2 lika med halva frekvensen av alla överkorsande gameter.
1. Vilka är orsakerna till kombinativ variabilitet?
1. Slumpmässig kombination av könsceller under befruktning
2. Förändring av antalet individuella kromosomer
3. Förlust av enskilda nukleotider i en gen
4. Genrekombination som ett resultat av överkorsning
5. Kombination av icke-homologa kromosomer i meios
6. Förändring i sekvensen av nukleotider i en gen
Förklaring: kombinativ variabilitet är en typ av ärftlig variabilitet där rekombinationen av manliga och kvinnliga gener sker. Detta kan inträffa under meios eller befruktning. Därför bör man välja: en slumpmässig kombination av könsceller under befruktning, rekombination av gener som ett resultat av korsning, en kombination av icke-homologa kromosomer i meios. Rätt svar är 1,4,5.
2. Inte typiskt för en prokaryot organism
1. Binär division
2. Förekomst av ämnesomsättning
3. Uppdelning efter mitos
4. Förekomst av ribosomer
5. Flercellig struktur
6. Närvaron av membranorganeller
Förklaring: en prokaryot organism kännetecknas av närvaron av ribosomer, närvaron av metabolism och binär fission. Allt annat är inte typiskt. Rätt svar är 3, 5, 6.
3. Vilka processer sker i profasen av den första delningen av meios?
1. Bildning av två kärnor
2. Divergens av homologa kromosomer
3. Bildning av metafasplattan
4. Närmande av homologa kromosomer
5. Utbyte av regioner av homologa kromosomer
6. Spiralisering av kromosomer
Förklaring: i profasen av den första uppdelningen av meios, kondenserar DNA till strängar, konjugering, överkorsning, upplösning av kärnhöljet och separation av centrioler. Därför väljer vi de tre sista svaren. Rätt svar är 4,5,6.
4. I processen för spermatogenes
2. Somatiska celler bildas
4. Fyra könsceller bildas
5. Ett ägg bildas
Förklaring: spermatogenes - processen för bildning av manliga könsceller, medan fyra haploida könsceller bildas från prekursorcellen (diploida) (det vill säga kromosomuppsättningen halveras). Rätt svar är 1, 3, 4.
5. Vilken funktion har nukleinsyror i en cell?
1. De är innehavare av ärftlig information
2. Utför homeostas
3. Överför ärftlig information från kärnan till ribosomen
4. Delta i proteinbiosyntes
5. Är en del av cellmembranet
6. Utför en lagringsfunktion
Förklaring: Nukleinsyror är komplexa organiska ämnen som lagrar, överför och implementerar genetisk information. Därför kommer vi att tillskriva nukleinsyror det faktum att de är innehavare av ärftlig information, överför ärftlig information från kärnan till ribosomen och deltar i proteinbiosyntes (bara implementeringen av genetisk information - genuttryck). Rätt svar är 1, 3, 4.
6. För att studera cellens struktur och funktioner används metoder
1. Genealogisk
2. Märkta atomer
3. Hybridologisk
4. Cytogenetisk analys
5. Paleontologisk
6. Centrifugering
Förklaring: den genealogiska metoden används för att fastställa förfäderna till en levande organism, det vill säga genotypen påverkas, och inte hela celler. Den hybridologiska metoden används för att studera avkomman från korsning av relaterade former - detta är en genetisk, inte en cytologisk metod. Och den paleontologiska metoden används för att studera förfäders former, medan hela organismer eller deras fragment undersöks. Därför kommer vi att hänvisa till cytologiska metoder - metoden för märkta atomer, cytogenetisk analys och centrifugeringsmetoden. Rätt svar är 2, 4, 6.
7. Exempel på sexuell reproduktion hos djur är
1. Hydra Budding
2. Fisk som leker
3. Uppdelning av den vanliga amöban
4. Regenerering av daggmask
5. Partenogenes av bladlöss
6. Utveckling av en fjäril från en zygot
Förklaring: sexuell reproduktion är alltid förknippad med könsceller. Med två (hane och hona) som lek av fisk eller utveckling av en fjäril från en zygot, och med en - under partenogenes (utveckling endast från en kvinnlig reproduktionscell). Knoppning, delning och regenerering är inte typer av sexuell reproduktion. Rätt svar är 2, 5, 6.
8. Med vilka tecken kan svamp särskiljas från djur?
1. De livnär sig på färdigt organiskt material
2. Har en cellstruktur
3. Väx hela livet
4. Ha en kropp som består av hyfertrådar
5. Absorbera näringsämnen på kroppens yta
6. Har begränsad tillväxt
Förklaring: både svampar och djur livnär sig på färdiga organiska ämnen och har en cellstruktur. Men svampar, till skillnad från djur, växer hela livet, har en kropp som består av hyfer och absorberar näringsämnen från hela kroppens yta. Rätt svar är 3, 4, 5.
9. Vilka av ovanstående tecken gav reptiler anpassningsförmåga till liv på land?
A. Utveckling av äggets embryonala membran
B. Uppkomsten av två blodcirkulationscirklar
B. Inre befruktning
G. Kåta formationer av huden - fjäll, scutes
D. Fyrkammarhjärta med komplett septum
E. Trekammigt hjärta utan septum
Förklaring: i samband med landgång utvecklade reptiler inre befruktning, kåta fjäll på huden och embryonala äggskal. Rätt svar är A, B, D.
10. Välj tre representanter för klassen Insekter, utvecklas med fullständig omvandling
A. Maybug
B. Gräshoppa
V. Gräshoppa
G. Fjärilskål
D. Kackerlacka
E. Browniefluga
Förklaring: som vi vet utvecklas gräshoppor och liknande med ofullständig förvandling, och kackerlackor, därför kommer utveckling med fullständig förvandling att finnas i cockchafer, fjärilar och flugor. Kom ihåg typerna av utveckling av insekter.
Rätt svar är AGE.
11. Proteinbiosyntes sker, till skillnad från fotosyntes
1. I kloroplaster
2. På ribosomer
3. Att använda energin från solljus
4. I reaktioner av matristyp
5. I lysosomer
6. Med deltagande av ribonukleinsyror
Förklaring: vi vet att proteinsyntes sker på ribosomer (eller snarare, det börjar i kärnan med kopiering av information från DNA till RNA, och sedan flyttas till cytoplasman till ribosomen) med deltagande av nukleinsyror. Därför är det korrekta svaret 2, 4, 6.
12. Liknande struktur hos växt- och djurceller - bevis
1. Deras relation
4. Komplikationer av organismer i evolutionsprocessen
6. Variationer av organismer
Förklaring: celler av växter och djur är lika i struktur, vilket är bevis på deras gemensamma ursprung (från encelliga organismer, sedan gick de längs olika evolutionära vägar), enheten i den organiska världen. I allmänhet väljer vi i denna uppgift alla alternativ relaterade till gemensamt ursprung, släktskap, etc. Rätt svar är 1, 2, 5.
13. Proteiner, till skillnad från nukleinsyror,
1. Delta i bildandet av plasmamembranet
2. Är en del av ribosomer
3. Utför humoral reglering
4. Utför transportfunktionen
5. Utför en skyddsfunktion
6. Överför ärftlig information från kärnan till ribosomer
Förklaring: som vi vet bär proteiner inte ärftlig information och ingår i ribosomer endast som ämnen som innehåller spiraliserat rRNA, men de deltar i bildandet av plasmamembranet (transportproteiner), utför en humoral funktion (hormoner), utför transport (för till exempel bär hemoglobin syre) och utför en skyddande funktion (immunitetsproteiner - immunglobuliner). Rätt svar är 1, 3, 4, 5.
14. Vilka egenskaper hos vattnets struktur och egenskaper bestämmer dess funktioner i cellen?
2. Förekomst av makroerga bindningar i molekyler
3. Molekylens polaritet
4. Hög värmekapacitet
6. Förmågan att frigöra energi vid klyvning
Förklaring: vattenmolekylen är polär, vätebindningar bildas mellan vattenmolekyler och det är den inre miljön i kroppen och alla celler där alla metabola reaktioner sker, den är också ett lösningsmedel för de flesta ämnen. Därför väljer vi - 1, 3, 4.
15. Kärnan i den hybridologiska metoden ligger i
5. Kvantitativ redovisning av fenotypiska egenskaper hos avkomma
Förklaring: hybridologisk metod är en metod där individer med en eller flera olika egenskaper korsas. G. Mendel, till exempel, korsade individer med motsatta värden av egenskapen och tittade på vilken avkomma som visade sig. Det vill säga från de presenterade svarsalternativen väljer vi - 1, 2, 5.
16. Vilka egenskaper kännetecknas av modifieringsvariabilitet?
1. Är massiv
2. Har en individuell karaktär
3. Inte ärvt
4. Ärvt
5. Begränsad av reaktionshastighet
Förklaring: Modifieringsvariabilitet uppstår med en specifik organism under specifika miljöförhållanden, har inte en massakarakteristik och sker inom den normala reaktionen och är ännu inte nedärvd. Rätt svar är 2, 3, 5.
17. En mutation klassificeras som kromosomal if
1. Antalet kromosomer ökade med 1-2
2. En nukleotid i DNA ersätts med en annan
3. En sektion av en kromosom överförs till en annan
4. Det var en förlust av en del av kromosomen
5. En del av en kromosom vänds 180 grader
6. Det var en multipel ökning av antalet kromosomer
Förklaring: kromosomala mutationer är mutationer som leder till störningar av kopplingsgrupper, och en kopplingsgrupp är som vi vet vanligtvis en hel kromosom. Det vill säga sådana mutationer kan vara: förlust av en del av kromosomen, fördubbling av platsen, förändring av kromosomens position, etc. Så från de givna svarsalternativen väljer vi: överföring av en sektion av en kromosom till en annan , förlust av en kromosomsektion, rotation av en kromosomsektion med 180 grader. Rätt svar är 3, 4, 5.
Uppgifter för självständig lösning
1. Reaktioner av matristyp inkluderar
1. Lipidsyntes
2. DNA-replikation
3. Proteinbiosyntes
4. ATP-syntes
5. Syntes av mRNA
6. Glukosoxidation
Rätt svar är 235.
2. Vilka exempel illustrerar mutationsvariabilitet?
1. Brist på hår hos en valp i en grå vargpopulation
2. Bildning av utvecklade muskler hos idrottare
3. Födelsen av personer med Downs syndrom
4. Öka mjölkavkastningen samtidigt som kons diet förbättras
5. Frånvaron av ett vitkålshuvud i ett varmt klimat
6. Uppkomst av hemofili i schimpanspopulationen
Rätt svar är 136.
3. Kombinationsvariabilitet baseras på
1. Inkludering av en dupliceringsregion av kromosomen
2. Slumpmässigt möte av könsceller under befruktning
3. Förändring i DNA-molekylens kemiska struktur
4. Genrekombination under överkorsning
5. Ökning av det diploida antalet kromosomer
6. Oberoende segregation av kromosomer under meios
Rätt svar är 246.
4. Prokaryota celler skiljer sig från eukaryota celler
1. Närvaron av en nukleoid i cytoplasman
2. Förekomsten av ribosomer i cytoplasman
3. ATP-syntes i mitokondrier
4. Närvaro av det endoplasmatiska retikulum
5. Frånvaro av en morfologiskt distinkt kärna
6. Närvaron av invaginationer av plasmamembranet, som utför funktionen av membranorganeller
Rätt svar är 156.
5. Mitos kännetecknas av
1. Två på varandra följande divisioner
2. En interfas och en division
3. Divergens av homologa kromosomer till cellens poler
4. Divergens av systerkromosomer till cellens poler
5. Bildandet av två celler med en uppsättning kromosomer identiska med modern
6. Bildning av fyra celler med en haploid uppsättning kromosomer
Rätt svar är 245.
6. Reaktioner av det förberedande stadiet av energimetabolism uppstår i
1. Plantera kloroplaster
2. Kanaler i det endoplasmatiska retikulum
3. Lysosomer av djurceller
4. Mänskliga matsmältningsorgan
5. Ribosomer
6. Matsmältningsvakuoler av protozoer
Rätt svar är 346.
7. Vad kännetecknas modifieringsvariabiliteten av?
1. Förändring i uppsättningen kromosomer i gameter
2. Utvecklingen av en egenskap inom det normala reaktionsintervallet
3. Förändring i kromosomernas DNA-struktur
4. Massmanifestation av en förändrad egenskap
5. Förändring av fenotyp under olika levnadsförhållanden
6. Förändring i genotypen under påverkan av miljöfaktorer
Rätt svar är 245.
8. Autotrofa organismer inkluderar
1. Järnbakterier
2. Chlorella
3. Svavelbakterier
4. Jäst
5. Penicillium
6. Mukor
Rätt svar är 123.
9. Vilka egenskaper har mitokondriernas struktur och funktioner?
1. Tillhandahålla syntesen av ATP-molekyler
2. Bildas av ett membran
3. Inuti innehåller korn
4. Inre membran bildar cristae
5. Delta i nedbrytningen av organiska ämnen till monomerer
6. Delta i oxidation av organiska ämnen till koldioxid och vatten
Rätt svar är 146.
10. Liknande struktur hos växt- och djurceller - bevis
1. Deras relation
2. Gemensamt ursprung för organismer i alla riken
3. Ursprung av växter från djur
4. Komplikation av organismer i evolutionsprocessen
5. Enhet i den organiska världen
6. Variationer av organismer
Rätt svar är 125.
11. Vilka egenskaper hos vattnets struktur och egenskaper bestämmer dess funktioner i cellen?
1. Förmåga att bilda vätebindningar
2. Förekomst av makroerga bindningar i molekyler
3. Molekylens polaritet
4. Hög värmekapacitet
5. Förmåga att bilda jonbindningar
6. Förmåga att frigöra energi för klyvning
Rätt svar är 134.
12. Kärnan i den hybridologiska metoden ligger i
1. Att korsa individer som skiljer sig åt på flera sätt
2. Studera arten av nedärvning av alternativa egenskaper
3. Användning av genetiska kartor
4. Tillämpning av massurval
5. Kvantitativ redovisning av fenotypiska egenskaper hos avkomma
6. Urval av föräldrar enligt reaktionshastigheten för tecken
Rätt svar är 125.
13. Vilka egenskaper kännetecknas av modifieringsvariabilitet?
1. Är massiv
2. Har en individuell karaktär
3. Inte ärvt
4. Ärvt
5. Begränsad av reaktionshastighet
6. Volatilitetens omfattning har inga gränser
Rätt svar är 135.
14. Vad kännetecknas befruktning hos angiospermer av?
1. Kärnorna i de kvinnliga och manliga könscellerna smälter samman
2. Ägget är omgivet av ett stort antal spermier
3. Den haploida spermiekärnan smälter samman med det diploida ägget
4. Mobila manliga könsceller är involverade i processen
5. Processen kan ske utanför kroppen
6. Processen sker i embryosäcken hos en vuxen organism
Rätt svar är 136.
15. Vilka faktorer påverkar utvecklingen av det mänskliga embryot?
1. Dess yttre struktur
3. Interaktion mellan delar av embryot
5. Inverkan av yttre faktorer
6. Förekomsten av villi i fostrets membran
Rätt svar är 235.
16. Under sexuell reproduktion av djur
1. Som regel deltar två individer
2. Könsceller bildas av mitos
3. Sporer är utgångsmaterialet för bildandet av könsceller
4. Gameter har en haploid uppsättning kromosomer
5. Avkommans genotyp är en kopia av genotypen av en av föräldrarna
6. Genotypen av avkomma kombinerar den ärftliga informationen från båda föräldrarna
Rätt svar är 146.
17. Vilka faktorer påverkar utvecklingen av det mänskliga embryot?
1. Bildning av blastocoel i blastula
2. Genetisk information i zygoten
3. Interaktion mellan delar i embryot
4. Närvaro av tre groddlager
5. Inverkan av externa och interna faktorer
6. Förekomsten av polysackarider i fruktens skal
Rätt svar är 235.
18. En mutation anses vara gen if
1. Det har sitt ursprung i processen med DNA-duplicering
2. Det finns en ersättning av en nukleotid i DNA för en annan
3. En sektion av en kromosom överförs till en annan
4. Kromosomsegmentet faller ut
5. En 180 graders vridning av ett kromosomsegment utförs
6. En ny allel bildas
Rätt svar är 126.
19. Vilka processer sker i cellerna hos kemosyntetiska och fotosyntetiska bakterier?
1. Syntes av organiska ämnen från oorganiska
2. Fosforylering av adenosindifosforsyra
3. Frigöring av fritt syre
4. Fotolys av vattenmolekyler
5. Bildning av polymerer från monomerer
6. Ackumulering av elektroner på tylakoidmembran
Rätt svar är 125.
20. Cellerna hos växtorganismer, till skillnad från djur, innehåller
1. Kloroplaster
2. Mitokondrier
3. Kärna och nukleolus
4. Vakuoler med cellsav
5. Cellulosacellvägg
6. Ribosomer
Rätt svar är 145.
21. Hur skiljer sig mitos från meios?
1. Två på varandra följande divisioner förekommer
2. En uppdelning sker, bestående av fyra faser
3. Två dotterceller bildas, identiska med modern
4. Fyra haploida celler bildas
5. Homologa kromosomer och kromatider divergerar också till cellens poler
6. Endast kromatider divergerar till cellens poler
Rätt svar är 236.
22. Hur skiljer sig somatiska celler från könsceller?
1. Bildas som ett resultat av delning av modercellen genom meios
2. Bildas som ett resultat av delning av modercellen genom mitos
3. Har en diploid uppsättning kromosomer, parade, homologa kromosomer
4. Har en haploid uppsättning kromosomer, varje kromosom är singularis
5. Delta i befruktning, bildandet av en zygot
6. Delta i asexuell reproduktion
Rätt svar är 236.
23. Vilka av dessa processer är relaterade till proteinbiosyntes?
1. Ribosomen är uppträdd på mRNA
2. Organiska ämnen ansamlas i håligheter och tubuli i det endoplasmatiska retikulum
3. tRNA fäster aminosyror och levererar dem till ribosomen
4. Före celldelningen bildas två kromatider från varje kromosom
5. Fästa till ribosomen interagerar två aminosyror med varandra för att bilda en peptidbindning
6. Vid oxidation av organiska ämnen frigörs energi
Rätt svar är 135.
24. Vilka egenskaper har proteinbiosyntesreaktioner?
1. Reaktioner är till sin natur matris: protein syntetiseras på mRNA
2. Reaktioner uppstår med frigörande av energi
3. Kemiska reaktioner förbrukar energin från ATP-molekyler
4. Reaktioner åtföljs av syntes av ATP-molekyler
5. Acceleration av reaktioner utförs av enzymer
6. Proteinsyntes sker på mitokondriernas inre membran
Rätt svar är 135.
25. Vilka processer orsakar solljusenergin i ett löv?
1. Bildning av molekylärt syre till följd av vattennedbrytning
2. Oxidation av pyrodruvsyra till koldioxid
3. Syntes av ATP-molekyler
4. Klyvning av biopolymerer till monomerer
5. Nedbrytning av glukos till pyrodruvsyra
6. Bildning av vätejoner
Rätt svar är 136.
26. Vilka egenskaper hos vattenmolekylernas struktur och egenskaper avgör dess stora roll i cellen?
1. Förmåga att bilda vätebindningar
2. Närvaron av energirika bindningar i molekyler
3. Polariteten hos dess molekyler
4. Förmåga att bilda jonbindningar
5. Förmåga att bilda peptidbindningar
6. Förmåga att interagera med joner
Rätt svar är 136.
27. Vilka processer äger rum under meios?
1. Transkription
2. Kromosomreduktion
3. Denaturering
4. Crossover
5. Konjugation
6. Sändning
Rätt svar är 245.
28. Hur skiljer sig plastutbyte från energiutbyte?
1. Energi lagras i ATP-molekyler
2. Energin som lagras i ATP-molekyler förbrukas
3. Organiska ämnen syntetiseras
4. Det sker en splittring av organiska ämnen
5. Slutprodukter av ämnesomsättningen - koldioxid och vatten
6. Som ett resultat av metaboliska reaktioner bildas proteiner
Rätt svar är 236.
29. Den biologiska betydelsen av meios är
1. Förebyggande av fördubbling av antalet kromosomer i en ny generation
2. Bildning av manliga och kvinnliga könsceller
3. Bildning av somatiska celler
4. Skapande av möjligheter för uppkomsten av nya genkombinationer
5. Ökning av antalet individer i kroppen
6. Multipel ökning av antalet kromosomer
Rätt svar är 124.
30. Djurens könsceller, till skillnad från somatiska,
2. Ha en uppsättning kromosomer som är identiska med modern
3. Bildas av mitos
4. Bildas under meios
5. Delta i befruktningen
6. Forma grunden för kroppens tillväxt och utveckling
Rätt svar är 145.
31. Likheten mellan bakterie- och växtceller är att de har
1. Cellvägg
2. Dekorerad kärna
3. Plasmamembran
4. Vakuoler med cellsav
5. Ribosomer
6. Mitokondrier
Rätt svar är 135.
32. Vad är skillnaden mellan den första uppdelningen av meios och den andra uppdelningen av meios?
1. Faderns och moderns kromosomer bildar par
2. Dotterkärnor bildas i telofas
3. Konjugering och överkorsning förekommer
4. Spiralisering av kromosomer utförs
5. En spindel bildas
6. Homologa kromosomer divergerar till cellens poler
Rätt svar är 136.
33. Vad är skillnaden mellan sexuell reproduktion och asexuell reproduktion?
1. Ökar fertiliteten hos individer
2. Ökar antalet avkommor
3. Bildar nya kombinationer av gener
4. Leder till en mängd olika kombinationer av alleler i haametes
5. Ökar den genetiska mångfalden hos avkomman
6. Främjar manifestationen av ändringar
Rätt svar är 345.
34. Likheten mellan svamp- och djurceller är att de har
1. Ett skal av ett kitinliknande ämne
2. Glykogen som lagringskolhydrat
3. Kärnkraftshölje
4. Vakuoler med cellsav
5. Mitokondrier och lysosomer
6. Näringsrika leukoplaster
Rätt svar är 235.
35. Bakterieceller, till skillnad från svampceller, har
1. En välformad kärna med en kärna
2. En cirkulär DNA-molekyl
3. Mindre ribosomer
4. Inre utväxter av membranet som fungerar som mitokondrier
5. Cellvägg som består av polysackarider
6. Plasmamembran
Rätt svar är 234.
36. Virus, till skillnad från bakterier,
1. Ha en cellvägg
2. Anpassa sig till miljön
3. Består endast av nukleinsyra och protein
4. De förökar sig vegetativt
5. Har inte sin egen ämnesomsättning
Rätt svar är 356.
37. I processen för spermatogenes
1. Manliga könsceller bildas
2. Kvinnliga reproduktionsceller bildas
3. Halvera antalet kromosomer
4. Fyra könsceller bildas av en
5. En könscell bildas
6. Celler med en diploid uppsättning kromosomer bildas
Rätt svar är 134.
38. Vilka processer är typiska för cellinterfas?
1. Återställande av nukleolerna
2. Divergens av centrioler till cellens poler
3. Förstörelse av kärnvapenhöljet
4. Ökning av antalet mitokondrier och plastider
5. DNA-replikation
6. Syntes av ribosomproteiner
Rätt svar är 456.
39. Vilka cellstrukturer genomgår de största förändringarna under mitos?
1. Kärna
2. Cytoplasma
3. Ribosomer
4. Lysosomer
5. Cellcentrum
6. Kromosomer
Rätt svar är 156.
40. Prokaryota celler skiljer sig från eukaryota celler
1. Förekomsten av ribosomer
2. Frånvaro av mitokondrier
3. Frånvaron av en formaliserad kärna
4. Närvaron av ett plasmamembran
5. Frånvaro av rörelseorganeller
6. Förekomsten av en ringkromosom
Rätt svar är 236.
Analys av resultaten av kränkningar av länkat arv av gener gör att du kan bestämma sekvensen av gener i kromosomen och göra genetiska kartor. Hur är begreppen "övergångsfrekvens" och "avstånd mellan gener" relaterade? Vad är betydelsen av att studera genetiska kartor över olika föremål för evolutionär forskning?
Förklaring.
1. Frekvensen (procentandelen) av korsningar mellan två gener som finns på samma kromosom är proportionell mot avståndet mellan dem. Övergång mellan två gener förekommer mindre ofta ju närmare de är varandra. När avståndet mellan gener ökar, ökar sannolikheten att korsning kommer att separera dem på två olika homologa kromosomer mer och mer.
Baserat på det linjära arrangemanget av gener på en kromosom och frekvensen av korsningar som en indikator på avståndet mellan gener, kan kartor över kromosomer byggas.
2. I studier av evolutionsprocessen jämförs genetiska kartor över olika typer av levande organismer.
Precis som DNA-analys låter dig bestämma graden av relation mellan två personer, låter samma DNA-analys (jämförelse av enskilda gener eller hela genom) dig ta reda på graden av relation mellan arter och att veta antalet ackumulerade skillnader, forskare bestämma tidpunkten för divergensen för två arter, det vill säga tiden när deras senaste gemensamma förfader levde.
Notera.
Med utvecklingen av molekylär genetik visades det att evolutionens processer lämnar spår i genom i form av mutationer. Till exempel är genomen hos schimpanser och människor till 96% desamma, och de få regioner som skiljer sig gör det möjligt för oss att bestämma tidpunkten för existensen av deras gemensamma förfader.
Precis som DNA-analys låter dig bestämma graden av relation mellan två personer, låter samma DNA-analys (jämförelse av enskilda gener eller hela genom) dig ta reda på graden av relation mellan arter och att veta antalet ackumulerade skillnader, forskare bestämma tidpunkten för divergensen för två arter, det vill säga tiden när deras senaste gemensamma förfader levde. Till exempel, enligt paleontologiska data, levde den gemensamma förfadern till människor och schimpanser för cirka 6 miljoner år sedan (till exempel fossilfynd av Orrorin och Sahelanthropus, former morfologiskt nära den gemensamma förfadern till människor och schimpanser, har denna ålder). För att få det observerade antalet skillnader mellan genom bör det för varje miljard nukleotider ha skett i genomsnitt 20 förändringar per generation.
Humant DNA är homologt med makak-DNA med 78 %, tjur med 28 %, råtta med 17 %, lax med 8 %, E. coli med 2 %.
För att bygga ett fylogenetiskt träd räcker det med att överväga några få gener som finns i alla organismer som vi vill inkludera i detta träd (vanligtvis, ju fler gener, desto mer statistiskt tillförlitliga erhålls elementen i trädet - den grenordning och grenlängder).
Det är möjligt att med hjälp av genetiska metoder (studie av kromosomernas struktur, jämförelse av genetiska kartor, bestämning av allelen för gener) bestämma fylogenin hos flera besläktade arter under den tidsperiod under vilken de avviker från allmän ordning. Men detta tillvägagångssätt är endast tillämpligt på mycket nära former, väl genetiskt studerade och helst korsade med varandra, d.v.s. till väldigt få och mycket snäva systematiska grupper som har uppstått relativt nyligen.
Analys av fenomenen kopplat arv, korsning, jämförelse av genetiska och cytologiska kartor gör att vi kan formulera huvudbestämmelserna i kromosomteorin om ärftlighet:
Generna finns på kromosomerna. Dessutom innehåller olika kromosomer ett ojämnt antal gener. Dessutom är uppsättningen gener för var och en av de icke-homologa kromosomerna unik.
Allelgener upptar samma loci på homologa kromosomer.
Generna finns på kromosomen i en linjär sekvens.
En kromosoms gener bildar en länkgrupp, det vill säga de ärvs huvudsakligen kopplade (gemensamt), på grund av vilket det länkade nedärvningen av vissa egenskaper uppstår. Antalet kopplingsgrupper är lika med det haploida antalet kromosomer av en given art (i det homogametiska könet) eller mer med 1 (i det heterogametiska könet).
Koppling bryts som ett resultat av överkorsning, vars frekvens är direkt proportionell mot avståndet mellan generna i kromosomen (därför är kopplingsstyrkan omvänt relaterad till avståndet mellan generna).
Varje biologisk art kännetecknas av en viss uppsättning kromosomer - en karyotyp.
Länkat arv
Den oberoende kombinationen av egenskaper (Mendels tredje lag) utförs under förutsättning att generna som bestämmer dessa egenskaper finns i olika par av homologa kromosomer. Därför, i varje organism, begränsas antalet gener som oberoende kan kombineras i meios av antalet kromosomer. Men i en organism överstiger antalet gener betydligt antalet kromosomer. Till exempel, i majs före molekylärbiologins era, studerades mer än 500 gener, i Drosophila-flugan - mer än 1 tusen, och hos människor - cirka 2 tusen gener, medan de har 10, 4 och 23 par kromosomer, respektive. Att antalet gener i högre organismer är flera tusen var klart för W. Setton redan i början av 1900-talet. Detta gav anledning att anta att många gener är lokaliserade i varje kromosom. Gener som finns på samma kromosom bildar en kopplingsgrupp och ärvs tillsammans.
T. Morgan föreslog att man skulle kalla det gemensamma arvet av gener kopplat till arv. Antalet kopplingsgrupper motsvarar det haploida antalet kromosomer, eftersom kopplingsgruppen består av två homologa kromosomer där samma gener är lokaliserade. (Hos individer av det heterogametiska könet, till exempel, däggdjur av hankön, finns det faktiskt ytterligare en kopplingsgrupper, eftersom X- och Y-kromosomerna innehåller olika gener och representerar två olika kopplingsgrupper. Således har kvinnor 23 kopplingsgrupper, och hos män - 24).
Nedärvningssättet för länkade gener skiljer sig från nedärvningen av gener som finns i olika par av homologa kromosomer. Så om, med oberoende kombination, en diheterozygot individ bildar fyra typer av könsceller (AB, Ab, aB och ab) i lika stora mängder, bildar samma diheterozygot endast två typer av med kopplat arv (i avsaknad av korsning). gameter: (AB och ab) även i lika stora mängder. Den senare upprepar kombinationen av gener i förälderns kromosom.
Man fann dock att förutom vanliga (icke-överkorsande) könsceller även andra (överkorsade) könsceller uppstår med nya genkombinationer - Ab och aB, som skiljer sig från kombinationerna av gener i förälderns kromosomer. Anledningen till uppkomsten av sådana könsceller är utbytet av sektioner av homologa kromosomer, eller korsning.
Överkorsning sker i profas I av meios under konjugering av homologa kromosomer. Vid denna tidpunkt kan delar av två kromosomer gå över och byta ut sina delar. Som ett resultat uppstår kvalitativt nya kromosomer som innehåller sektioner (gener) av både moderns och faderns kromosomer. Individer som erhålls från sådana gameter med en ny kombination av alleler kallas crossing-over eller rekombinanta.
Frekvensen (procentandelen) av korsningar mellan två gener belägna på samma kromosom är proportionell mot avståndet mellan dem. Övergång mellan två gener förekommer mindre ofta ju närmare de är varandra. När avståndet mellan gener ökar, ökar sannolikheten att korsning kommer att separera dem på två olika homologa kromosomer mer och mer.
Avståndet mellan generna kännetecknar styrkan i deras koppling. Det finns gener med en hög procentandel av koppling och de där koppling nästan inte detekteras. Men med länkat arv överstiger den maximala övergångsfrekvensen inte 50 %. Om det är högre, så finns det en fri kombination mellan par av alleler, omöjlig att skilja från oberoende arv.
Den biologiska betydelsen av överkorsning är extremt hög, eftersom genetisk rekombination gör det möjligt att skapa nya, tidigare obefintliga kombinationer av gener och därmed öka ärftlig variabilitet, vilket ger stora möjligheter för organismen att anpassa sig till olika miljöförhållanden. En person utför specifikt hybridisering för att få de nödvändiga kombinationerna för användning i avelsarbete.
Korsa över. Denna process inträffar i profas I av meios vid en tidpunkt då homologa kromosomer är nära sammanförda som ett resultat av konjugering och bildar bivalenta. Under överkorsning byts motsvarande sektioner mellan ömsesidigt sammanflätade kromatider av homologa kromosomer (Fig. 3.72). Denna process säkerställer rekombinationen av faderns och moderns alleler av gener i varje länkgrupp. I olika prekursorer till könsceller sker överkorsning i olika delar av kromosomerna, vilket resulterar i en mängd olika kombinationer av parentala alleler i kromosomerna.
Ris. 3,72. Korsning som en källa till genetisk mångfald av könsceller:
I - befruktning av föräldrarnas könsceller a och b c zygotbildning i; II - gametogenes i en organism utvecklad från en zygot i; G- övergång mellan homologer i profas jag; d - celler bildade efter den 1:a meiotiska divisionen; e, w - celler som bildas efter den andra delningen av meios ( e - icke-överkorsande gameter med ursprungliga föräldrakromosomer; w - crossover gameter med rekombination av ärftligt material i homologa kromosomer)
Det är tydligt att överkorsning som en mekanism för rekombination endast är effektiv när motsvarande gener hos faderns och moderns kromosomer representeras av olika alleler. Absolut identiska kopplingsgrupper under överkorsning ger inte nya kombinationer av alleler.
Överkorsning sker inte bara i prekursorerna till könsceller under meios. Det observeras också i somatiska celler under mitos. Somatisk överkorsning har beskrivits i Drosophila och i vissa mögelarter. Det utförs under mitos mellan homologa kromosomer, men dess frekvens är 10 000 gånger mindre än frekvensen av meiotisk korsning, från vilken mekanism den inte skiljer sig åt. Som ett resultat av mitotisk korsning uppstår kloner av somatiska celler som skiljer sig åt i innehållet av individuella genalleler i dem. Om i genotypen av zygoten denna gen representeras av två olika alleler, kan celler med samma antingen paternala eller moderna alleler av denna gen uppträda som ett resultat av somatisk korsning (Fig. 3.73).
Ris. 3,73. Crossover i somatiska celler:
1 - en somatisk cell, i vars homologa kromosomer gen A representeras av två olika alleler (A och a); 2 - korsa över; 3 - resultatet av utbytet av motsvarande sektioner mellan homologa kromosomer; 4 - lokalisering av homologer i ekvatorialplanet av fissionsspindeln i mitosens metafas (två varianter); 5 - bildande av dotterceller; 6 - bildandet av celler heterozygota för gen A, liknande modercellen vad gäller en uppsättning alleler (Aa); 7 - bildandet av celler homozygota för gen A, som skiljer sig från modercellen i uppsättningen av alleler (AA eller aa)
40. Arv. Typer av arv. Funktioner hos autosomala, X-länkade och holländska typer av arv. polygent arv.
under ärftlighet förstå egenskaperna hos celler eller organismer i processen för självreproduktion för att överföra förmågan till en viss typ av metabolism och individuell utveckling till en ny generation, under vilken de bildar gemensamma egenskaper och egenskaper hos en given typ av celler och arter av organismer , samt vissa individuella egenskaper hos föräldrar. På populations-artnivå av livsorganisationen manifesteras ärftlighet i att upprätthålla ett konstant förhållande mellan olika genetiska former i ett antal generationer av organismer av en given population (art).
Ärftlighet - en egenskap hos levande organismer som säkerställer den materiella kontinuiteten av ontogeni under vissa miljöförhållanden. Gener bestämmer sekvensen för polypeptidkedjan.
Arv överföring av information från en generation till en annan. Tack vare ärftligheten blev förekomsten av populationer, arter och andra grupper möjlig.
Autosomalt arv. De karakteristiska egenskaperna hos autosomalt nedärvning av egenskaper beror på det faktum att motsvarande gener som finns i autosomer presenteras i alla individer av arten i en dubbel uppsättning. Det betyder att vilken organism som helst får sådana gener från båda föräldrarna. Enligt med lagen om könscellers renhet under gametogenes får alla könsceller en gen från varje allelpar (Fig. 6.6). Skälet för denna lag är divergensen av homologa kromosomer, i vilka alleliska gener finns, till olika poler i cellen i anafas I av meios
På grund av att utvecklingen av en egenskap hos en individ i första hand beror på samspelet mellan alleliska gener, kan dess olika varianter, bestämda av olika alleler av motsvarande gen, ärvas enl. autosomalt dominant eller autosomal recessiv typ om det finns dominans. En intermediär typ av egenskapsärvning är också möjlig vid andra typer av allelinteraktion (se avsnitt 3.6.5.2).
På dominans egenskap som beskrevs av G. Mendel i hans experiment på ärter, avkomman från korsning av två homozygota föräldrar som skiljer sig i de dominanta och recessiva varianterna av denna egenskap är samma och liknar en av dem (likformighetslag F 1). Den 3:1 fenotypuppdelningen som beskrevs av Mendel i F 2 sker faktiskt endast med den ena allelens fullständiga dominans över den andra, när heterozygoter är fenotypiskt lika dominanta homozygoter (dela lag i F 2).
Nedärvningen av den recessiva varianten av egenskapen kännetecknas av att den inte förekommer i F 1-hybrider, och i F 2 uppträder den i en fjärdedel av avkomman.
I fall av bildande av en ny variant av en egenskap hos heterozygoter jämfört med homozygoter, vilket observeras med sådana typer av interaktion av alleliska gener som ofullständig dominans, kodominans, interallell komplementering, ser F 1-hybrider inte ut som föräldrar, och i F 2 tre fenotypiska grupper av avkommor bildas (Fig. .6.7, II).
Meios och befruktning säkerställer att organismer av en ny generation får ett evolutionärt bildat ärftligt material balanserat i termer av gendoser, på grundval av vilket utvecklingen av organismen och dess individuella celler utförs. Tack vare dessa två mekanismer bildas vissa artegenskaper i en serie generationer av individer av en given art, och arten som en verklig enhet av levande natur existerar under lång tid. Men hos olika representanter för arten, på grund av den ständigt pågående mutationsprocessen, representeras samma uppsättning av genomgener av deras olika alleler. Eftersom under sexuell reproduktion hos många arter två individer deltar i reproduktionen av avkommor, är det ganska uppenbart att olika zygoter till följd av befruktning får en ojämlik uppsättning alleler i sina genotyper. En ökning av den genotypiska mångfalden av representanter för arten underlättas också av mekanismer som leder till rekombinationen av föräldraalleler för en individ i dess gameter. Om könscellerna som bildas av en organism var identiska i uppsättningen av alleler i deras genom, skulle ättlingarna till ett par organismer med dioecy eller en hermafroditisk organism inte ha genotypisk mångfald. I varje ny generation av arten skulle bara barn till olika föräldrar vara genotypiskt olika.
I verkligheten finns det i naturen en mängd olika ättlingar till samma föräldrar. Till exempel skiljer sig syskon inte bara i kön, utan även på andra sätt. Sådana skillnader i avkomma förklaras av det faktum att genetiskt olika gameter finns i varje befruktningsakt. Mekanismen som säkerställer mångfalden av könsceller som bildas av samma organism är meios, under vilken det inte bara sker en halvering av det ärftliga materialet som kommer in i könscellerna, utan också en effektiv omfördelning av parentala alleler mellan könsceller. Processerna som leder till rekombinationen av gener och hela kromosomer i könsceller är Crossing over och divergensen av bivalenta i anafas I av meios (se kapitel 5).
Korsa över. Denna process inträffar i profas I av meios vid en tidpunkt då homologa kromosomer är nära sammanförda som ett resultat av konjugering och bildar bivalenta. Under överkorsning byts motsvarande sektioner mellan ömsesidigt sammanflätade kromatider av homologa kromosomer (Fig. 3.72). Denna process säkerställer rekombinationen av faderns och moderns alleler av gener i varje länkgrupp. I olika prekursorer till könsceller sker överkorsning i olika delar av kromosomerna, vilket resulterar i en mängd olika kombinationer av parentala alleler i kromosomerna.
Ris. 3,72. Korsning som en källa till genetisk mångfald av könsceller:
I - befruktning av föräldrarnas könsceller a och b c zygotbildning i; II - gametogenes i en organism utvecklad från en zygot i; G- övergång mellan homologer i profas jag; d - celler bildade efter den 1:a meiotiska divisionen; e, w - celler som bildas efter den andra delningen av meios ( e - icke-överkorsande gameter med ursprungliga föräldrakromosomer; w - crossover gameter med rekombination av ärftligt material i homologa kromosomer)
Det är tydligt att överkorsning som en mekanism för rekombination endast är effektiv när motsvarande gener hos faderns och moderns kromosomer representeras av olika alleler. Absolut identiska kopplingsgrupper under överkorsning ger inte nya kombinationer av alleler.
Överkorsning sker inte bara i prekursorerna till könsceller under meios. Det observeras också i somatiska celler under mitos. Somatisk överkorsning har beskrivits i Drosophila och i vissa mögelarter. Det utförs under mitos mellan homologa kromosomer, men dess frekvens är 10 000 gånger mindre än frekvensen av meiotisk korsning, från vilken mekanism den inte skiljer sig åt. Som ett resultat av mitotisk korsning uppstår kloner av somatiska celler som skiljer sig åt i innehållet av individuella genalleler i dem. Om i genotypen av zygoten denna gen representeras av två olika alleler, kan celler med samma antingen paternala eller moderna alleler av denna gen uppträda som ett resultat av somatisk korsning (Fig. 3.73).
Ris. 3,73. Crossover i somatiska celler:
1 - en somatisk cell, i vars homologa kromosomer gen A representeras av två olika alleler (A och a); 2 - korsa över; 3 - resultatet av utbytet av motsvarande sektioner mellan homologa kromosomer; 4 - lokalisering av homologer i ekvatorialplanet av fissionsspindeln i mitosens metafas (två varianter); 5 - bildande av dotterceller; 6 - bildandet av celler heterozygota för gen A, liknande modercellen vad gäller en uppsättning alleler (Aa); 7 - bildandet av celler homozygota för gen A, som skiljer sig från modercellen i uppsättningen av alleler (AA eller aa)
Divergens av bivalenta i anafas I av meios. I metafas I av meios, i ekvatorialplanet av den akromatiska spindeln, radas bivalenter upp, bestående av en paternal och en maternell kromosom. Divergensen av homologer som bär en annan uppsättning genalleler i anafas I av meios leder till bildandet av könsceller som skiljer sig åt i den alleliska sammansättningen av individuella länkgrupper (Fig. 3.74).
Ris. 3,74. Divergens av homologa kromosomer i anafas I av meios
som en källa till genetisk mångfald av könsceller:
1 - metafas I av meios (placering av det bivalenta i planet för ekvatorn för divisionsspindeln); 2 - anafas I av meios (divergens av homologer som bär olika alleler av gen A till olika poler); 3 - andra meiotiska divisionen (bildandet av två typer av gameter som skiljer sig åt i gen A-alleler)
Ris. 3,75. Den slumpmässiga karaktären av placeringen av bivalenta i metafas ( 1 )
och deras oberoende divergens i anafas ( 2 ) första meiotiska divisionen
På grund av det faktum att orienteringen av de bivalenta med avseende på spindelpolerna i metafas I visar sig vara slumpmässig, i anafas I av meios, i varje enskilt fall, är en haploid uppsättning kromosomer innehållande en ursprunglig kombination av föräldrakopplingsgrupper skickas till olika poler (bild 3.75). Mångfalden av könsceller på grund av bivalenta individers oberoende beteende är ju större, desto fler kopplingsgrupper i genomet hos en given art. Det kan uttryckas med formeln 2 n, var P - antal kromosomer i en haploid uppsättning. Ja, Drosophila P= 4 och antalet könsceller som tillhandahålls av rekombinationen av föräldrarnas kromosomer i dem är 2 4 = 16. Hos människor n = 23, och mångfalden av könsceller på grund av denna mekanism motsvarar 2 23 eller 8388608.
Överkorsning och processen för divergens av bivalenta i anafas I av meios ger effektiv rekombination av alleler och länkgrupper av gener i gameter som bildas av en organism.
Befruktning. Ett slumpmässigt möte av olika könsceller under befruktningen leder till att det bland individer av en art är nästan omöjligt för två genotypiskt identiska organismer att uppträda. Den genotypiska mångfalden hos individer som uppnås med hjälp av de beskrivna processerna innebär ärftliga skillnader mellan dem på grundval av ett gemensamt artgenom.
Således behåller genomet, som den högsta organisationsnivån av ärftligt material, sina specifika egenskaper på grund av meios och befruktning. Men samtidigt ger dessa samma processer individuella ärftliga skillnader hos individer, som bygger på rekombination av gener och kromosomer, d.v.s. kombinativ variabilitet. Kombinativ variabilitet, manifesterad i den genotypiska mångfalden hos individer, ökar artens överlevnad under de förändrade förhållandena för dess existens.
