Общая генетика (стр. 3 )

Митоз – деление эукариотических клеток. Результат – формирование двух клеток с диплоидным набором хромосом.

1. Рассмотреть и зарисовать все стадии (профаза, метафаза, анафаза, телофаза) митоза. Обратить внимание на единичное расположение хромосом в метафазу. Рисунки снабдить подписями. Цитологические препараты: кончик корешка лука, боба, гречихи.

2. Зарисовать схему клеточного цикла (G1, S, G2). В стадии «S» - удвоение ДНК. Каждая хромосомы при вступлении клетки в митоз состоит из двух хроматид, а каждая хроматида из двухцепочечной ДНК.

3. Характеристика хромосом (кариотип, морфология, гомологичные и негомологичные хромосомы, половые, аутосомы)

Заключение. В митозе заложен жизненный цикл ядерных генов: удвоение, распределение и функционирование. В результате митоза дочерние клетки содержат идентичный друг другу и материнской клетке наследственный материал и сохраняют диплоидный набор хромосом, так как в анафазу к полюсам расходятся хроматиды.

Мейоз лежит в основе полового размножения.

1.  Рассмотреть и зарисовать все стадии мейоза. Цитологические препараты: пыльник кукурузы, сперматогенез у пестрой кобылки (Агсурtега fusca) и домовой мыши.

2.  В мейозе два деления: М1 – редукционное и М11 – эквационное, в каждом делении те же стадии, что и в митозе. М1 – в профазу конъюгация хромосом, формирование бивалентов и кроссинговер, в анафазу – случайное расхождение материнских и отцовских хромосом к полюсам, в телофазу формируются две клетки с гаплоидным набором хромосом. Кроссинговер и случайное расхождение хромосом лежат в основе комбинативной изменчивости. М11 стадия сходна с митозом, в анафазу расхождение к полюсам хроматид, в телофазу формирование четырёх клеток с гаплоидным набором хромосом, отличающихся по наследственности друг от друга и от материнской клетки

3.  Рассмотреть поведение негомологичных хромосом на примере дигетерозиготы АаВв, 2n = 4. Гены локализованы в разных хромосомах. Независимое поведение негомологичных хромосом по отношению к друг другу приводит к формированию четырёх типов гамет (АВ, аВ, Ав, ав).

Заключение. Формирование половых клеток с гаплоидным набором хромосом, редукция, комбинативная изменчивость. Цитологической основой независимого наследования признаков является независимое поведение негомологичных хромосом в мейозе.

4. Оформить в таблицу общие черты и различия митоза и мейоза.

Вопросы и задачи (Преподаватель рассматривает вместе со студентами)

1.  Почему в анафазе митоза многие хромосомы имеют Y-форму?

2.  Какие две стадии митоза взаимно противоположны по протекающим в них процессам?

3.  Как называется хромосома, состоящая из многих редуплицированных хромосом, но не разошедшихся хроматид?

4.  Как называются две половинки хромосомы после редупликации соединенные центромерой.

5.  Что такое клеточный цикл?

6.  На какой стадии клеточного цикла происходит репликация ДНК?

7.  Что такое кариотип и диаграмма хромосом?

8.  Клетка имеет 28 хромосом, сколько хроматид?

9.  Сколько бивалентов образуется в клетке, если 2п = 14, 28?

10.Клетка содержит 8 хромосом. При мейозе между хромосомами одной пары произойдет кроссинговер. Сколько типов клеток (по качеству хромосом) получится в результате мейоза?

Контрольные вопросы для самостоятельной подготовки к занятию №1

1.  Клеточный цикл и его характеристика.

2.  Классификация хромосом по морфологии (по расположению центромеры, политенные, типа ламповых щёток).

3.  Характеристика митоза.

4.  Характеристика мейоза.

5.  Генетическое значение митоза и мейоза.

Основные слова и понятия

Акроцентрическая хромосома Половые хромосомы

Анафаза Прокариоты

Аутосома Профаза

Бивалент Синапсис

Веретено Соматическая клетка

Гомологичные хромосомы Телофаза

Интерфаза Телоцентрическая хромосома

Клеточный цикл Хроматида

Кроссинговер Хромосома

Мейоз 1 Центромера

Мейоз 11 Эукариоты

Метафаза Эухроматин

Метацентрическая хромосома Ядро

Митоз Негомологичные хромосомы

Оплодотворение

Практическая работа №2: Моногибридное скрещивание и множественный аллелизм

Цель занятия: знакомство с теорией менделизма и её современным состоянием

1. Особенности генетической метода Г. Менделя. Подбор родительских пар по 1,2 или трём альтернативным признакам, анализ потомства каждого растения в отдельности, математический анализ потомства каждого растения в ряду поколений.

2. Современная генетическая символика.

3. Моногибридное скрещивание. Первый и второй законы Менделя. Аллельные отношения. Образование гамет у гетерозиготы. Правило чистоты гамет (Бэтсон). Расщепление в мейозе 2:2, тетрадный анализ у дрожжей-сахаромицетов – четыре споры в аске после мейоза. Три типа аллельных отношений (доминирование, неполное доминирование, кодоминирование), явились основой замены правила доминирования на закон единообразия для гибридов первого поколения.

Анализирующее скрещивание и его использование для определения генотипа. При гетерозиготности особи расщепление при анализирующем скрещивании в равных соотношениях и генотип совпадает с фенотипом. Менделевский дискретный признак в современном понимании – это ген. На основании работ Г. Менделя вытекает: ген дискретен, может находиться в разных состояниях, величина постоянная.

Условия для выполнения 1 и 2 законов: соблюдение правил генетического анализ, равновероятное выживание гамет и зигот, случайное скрещивание.

4.  Практическое задание. Ознакомиться с основными закономерностями наследования (доминированием и расщеплением) при моногибридном скрещивании.

Материал: Живые объекты. На каждого студента – четыре пробирки: по одной пробирке мух материнской линии с черной окраской тела; отцовской линии с серой окраской тела; гибридов F1 и F2.

5. Множественный аллелизм - наличие у гена нескольких аллелей. Пример окраска меха у кролика, система групп крови АВО.

6. Задачи на моногибридное скрещивание. (Преподаватель работает вместе со студентами).

- При скрещивании нормальных мух между собой в потомстве 1/4 особей оказались с уменьшенными глазами. Их скрестили с нормальными мухами и получили 37 особей с уменьшенными глазами и 39 с нормальными.

- Две чёрные самки мыши скрещивали с коричневым самцом. Одна самка в нескольких помётах дала 20 чёрных и 17 коричневых потомков. Вторая 33 - чёрных.

- Аниридия наследуется как аутосомный доминантный признак. Какова вероятность рождения здоровых детей в семье, где один из родителей страдает аниридией, а другой нормален, если известно, что у больного родителя эту аномалию имел только отец. Аниридия - отсутствует радужная оболочка.

Контрольные вопросы для самостоятельной подготовки к занятию №2

1. Основные принципы генетического метода анализа Г. Менделя.

2. Наследование, наследственность, наследуемость.

3.Моногибридное скрещивание. 1 и 2 законы Г. Менделя.

3.  Что проверял Г. Мендель с помощью анализирующего скрещивания.

4.  Дать определение генотипа и фенотипа.

5.  Множественный аллелизм. Число генотипов при заданном числе аллелей.

Основные термины и понятия

Аллель Дикий тип

Анализирующее скрещивание Доминантность

Ген Кодоминирование

Генотип Множественные аллели

Гетерозигота Норма реакции

Гомозигота Рецессивность

Фенотип Неполное доминирование

Практическая работа № 3: Ди - и полигибридное скрещивание

Цель занятия: Ознакомиться с основными закономерностями наследования при ди - и полигибридном скрещивании.

1.  Дигибридное скрещивание – скрещивание растений, различающихся по двум парам альтернативных признаков. Третий закон Менделя – закон независимого комбинирования. Решётка Пеннета, анализ гибридов по степени зиготности, условия соблюдения третьего закона.

2.  Полигибридное скрещивание. Формулы подсчёта числа типов гамет. Генотипов и фенотипов при определённом числе генов (таблица 3).

Число генов	Число типов гамет	Число генотипов	Число фенотипов
1	2	3	2
2	4	9	4
3	8	27	8
n	2n	3n	2n

3. Практическое задание. Ознакомиться с основными закономерностями наследования (доминированием, расщеплением, независимым наследованием) при дигибридном скрещивании.

Материал. На каждого студента по снопику растений гороха: материнского сорта (желтые гладкие семена), отцовского (зеленые морщинистые семена), гибрида F1, F2.

4. Задачи на ди – и полигибридное скрещивание. (Преподаватель работает со студентами).

• В семье, где родители хорошо слышали, и имели один гладкие волосы, а другой вьющиеся, родился глухой ребёнок с гладкими волосами. Их второй ребёнок хорошо слышал и имел вьющиеся волосы.

Какова вероятность дальнейшего появления глухих детей с вьющимися волосами в семье, если известно, что ген вьющихся волос доминирует над гладкими, а глухота признак рецессивный и обе пары генов находятся в разных хромосомах.

• Полидактилия, близорукость и отсутствие малых, коренных зубов передаются как доминантные аутосомные признаки. Гены всех трёх признаков находятся в разных парах хромосом.

а) Какова вероятность рождения детей без аномалий в семье, где оба родителя страдают всеми тремя недостатками, но гетерозиготны по всем трём парам генов?

б) Определите вероятность рождения детей без аномалий в семье, о которой известно следующее. Бабушка по линии жены была шестипалой, а дедушка близорукий. В отношении других признаков они нормальны. Дочь же унаследовала от своих родителей обе аномалии. Бабушка по линии мужа не имела коренных зубов, имела нормальное зрение и пятипалую кисть. Дедушка был нормален в отношении всех трёх признаков. Сын унаследовал аномалию матери.

• Фруктозурия имеет две формы. Одна без клинически выраженных симптомов, вторая ведёт к торможению физического и умственного развития. Обе наследуются как рецессивные не сцепленные между собой признаки. Один из супругов имеет повышенное содержание фруктозы в моче, следовательно, гомозиготен по фруктозурии, не проявляющейся клинически, но гетерозиготен по второй форме заболевания. Второй супруг в своё время прошёл курс лечения по второй форме фруктозурии, но гетерозиготен по бессимптомной её форме.