Раскройте причины, препятствующие обмену генами между организмами разных видов.
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Одно из важнейших свойств любого вида – так называемая репродуктивная изоляция, то есть наличие специальных механизмов, препятствующих привнесению в собственный генофонд генов чужого вида. Если бы таких механизмов не было, то вид не смог бы существовать в качестве эволюционной единицы. Особенно важна репродуктивная изоляция близкородственных видов, вероятность скрещивания которых выше, чем генетически отдаленных. Защита от притока чужих генов может достигаться различными способами.

 Например, могут различаться сроки созревания гамет у близких видов. Так, не совпадают сроки нереста у близких видов рыб, размножающихся в одних и тех же местах. Могут не совпадать места размножения. Например, разные виды лягушек откладывают икринки в различных водоемах: лужах, озерах, реках и т.п. Одной из форм изоляции может быть предпочитаемое место обитания: одни виды лютиков растут на лугах, другие – на болотах, третьи – на опушках. Кроме того, яйцеклетка обычно способна распознавать сперматозоиды мужских особей именно своего вида, и «чужие» сперматозоиды в нее проникнуть не могут. Если же это произошло, и на свет появился межвидовой гибрид, то обычно он либо нежизнеспособен, либо бесплоден. Например, гибрид лошади и осла – мул, отличающийся большой выносливостью, бесплоден из-за того, что негомологичные хромосомы осла и лошади не могут конъюгировать в процессе мейоза и образование полноценных гамет у мула невозможно.

 Таким образом, целый набор механизмов репродуктивной изоляции создает надежную защиту от проникновения в генофонд любого вида чужеродных генов. Это делает каждый вид устойчивым, реально существующим в течение очень долгих промежутков времени этапом эволюции органического мира.

 

53. Дайте характеристику понятиям «ген», «аллель», «гомозигота», «гетерозигота», «доминантность», «рецессивность» и проиллюстрируйте их примерами.

 

Перечисленные в вопросе термины обозначают основные понятия генетики – науки о наследственности и изменчивости.

 Ген (от гр. генос – род, происхождение) представляет собой участок молекулы ДНК, определяющий наследование того или иного признака. Так как молекулы ДНК в процессе деления скручиваются в хромосомы, то можно сказать, что ген – это участок хромосомы.

 Поскольку в соматических клетках организмов содержится двойной (диплоидный) набор гомологичных хромосом, по одному от каждой родительской особи, следовательно, и генов, определяющих развитие каждого признака в клетке, по два. Они располагаются в строго определенных участках гомологичных хромосом – локусах. Гены, ответственные за развитие какого-то признака и лежащие в одних и тех же локусах гомологичных хромосом, называются аллельными генами, или аллелью. Все гаметы у особи чистой линии АА (или чистосортной) одинаковы, то есть содержат ген А. Эти особи называются гомозиготными по данному признаку (от гр. гомос – равный). Особи с генами Аа образуют два вида гамет А и а в соотношении 1:1. Такие особи называют гетерозиготными (от греч. гетерос – различный). Преобладающий вариант признака из двух возможных называют доминантным (от лат. domine – господин), а подавляемый – рецессивным (от лат. recessivus – отступление). Например, при рассмотрении цвета семян гороха Г.Мендель установил, что их желтый цвет доминирует над зеленым.

 

54. Дайте определения понятиям «фенотип» и «генотип». В чем их принципиальное различие? Как связан генотип с фенотипом с точки зрения молекулярной биологии и эволюционного учения?

Совокупность всех признаков одного организма, как внешних, так и внутренних, называется фенотипом. Совокупность всех генов одного организма называется генотипом. Гены передаются организмами из поколения в поколение не изменяясь. Изменения возникают только при мутациях, которые наблюдаются редко. Однако проявления действия генов и характер возникающего признака в большой степени зависят от условий среды. Таким образом, фенотип определяется генотипом и условиями среды. Строго говоря, наследуется не сам признак, а способность организма продемонстрировать признак в определенных условиях существования.

 Ген определяет структуру одного белка, обычно обладающего важными свойствами для организма, например, ферментативной активностью. Через синтез белков или регуляцию других важнейших процессов при помощи ферментов осуществляется проявление того или иного признака.

 

55. Какое скрещивание называют моногибридным и каковы его цитологические основы? Какие правила и закономерности проявляются при моногибридном скрещивании? Проиллюстрируйте их примерами.

Моногибридным называют скрещивание двух организмов, которые отличаются друг от друга только по одному признаку. Именно с моногибридного скрещивания начал свои исследования законов наследственности Г.Мендель. Он скрестил два растения гороха, отличающиеся друг от друга только цветом горошин: желтым и зеленым. В первом поколении все горошины были желтыми. Таким образом, Г.Мендель установил, что желтый цвет семян подавляет зеленый цвет, или доминирует. Эта закономерность получила название правила доминирования, а иногда ее называют первым законом Менделя (см. ответ на вопрос 51).

 Однако Г.Мендель не остановился на анализе исследования цвета горошин в первом поколении. Он скрестил два гетерозиготных растения из первого поколения. Во втором поколении произошло расщепление и появились растения не только с желтыми, но и с зелеными семенами в соотношении 3:1.

 

 

Эта закономерность получила название правила расщепления гибридов второго поколения, или второго закона Менделя. Мендель также установил, что открытые им закономерности относятся не только к цвету семян, но и к цвету цветков, форме семян и т.д.

 Из опытов по моногибридному скрещиванию можно сделать ряд выводов.

 

1. Организмы передают гены из поколения в поколение, не изменяя их. Это подтверждается тем, что в первом поколении зеленых горошин не было, однако ген а, определяющий этот цвет, был передан без изменений из F1 в F2, где семена рецессивных гомозигот аа – зеленые.

 

2. Один из генов, определяющих каждый признак, подавляет другой, то есть доминирует над ним. Это заключение Менделя справедливо для признаков гороха, но могут быть и другие взаимоотношения между генами.

 

3. Рассматривая закономерности расщепления, возникающего при скрещивании двух гетерозиготных особей гороха, Мендель предположил, что наследственные факторы (которые мы теперь называем генами) при образовании гибридов не изменяются и не смешиваются, сохраняясь неизменными. Связь между поколениями осуществляется только через половые клетки – гаметы. Обнаружив появление в F2 25% особей с рецессивным признаком родителей – зелеными семенами, – Мендель установил, что это может произойти только при соблюдении следующего условия: при образовании половых клеток в каждую из них попадает только один наследственный фактор (то есть ген) из аллельной пары. Это и есть формулировка гипотезы Менделя, получившая название закон чистоты гамет.

 Цитологическое обоснование этого закона заключается в том, что при образовании половых клеток происходит мейоз, в результате которого из одной диплоидной клетки (2n) образуются четыре гаплоидные гаметы (n). Естественно, что в единственном наборе хромосом гаметы может быть только по одному гену, определяющему какой-либо признак (аллельной пары).

 

56. Какие правила и закономерности проявляются при дигибридном скрещивании? Проиллюстрируйте их примерами.

В природе организмы одного вида отличаются друг от друга по многим признакам. Поэтому моногибридное скрещивание, как и дигибридное, можно наблюдать лишь в эксперименте. Каковы же закономерности наследования в том случае, когда организмы отличаются по двум признакам, то есть при дигибридном скрещивании?

 Г.Мендель выбрал два родительских гомозиготных растения, отличающихся только по цвету (желтые и зеленые) и форме (гладкие и морщинистые) семян. Доминируют в данном случае желтый цвет (А) и гладкая форма (В), а зеленый цвет (а) и морщинистая форма (b) – рецессивные признаки.

 

 

Таким образом, в результате скрещивания в первом поколении (F1) образуются гетерозиготные особи АаВb, содержащие гены и доминантных, и рецессивных признаков. Согласно правилу доминирования они будут иметь желтые гладкие горошины.

 У каждого растения в F1 образуется четыре вида гамет: а именно по 25% АВ, Аb, аВ и аb. При скрещивании все возможные случайные слияния этих четырех видов гамет можно изобразить при помощи так называемой решетки Пеннета. В ее 16 квадратах написаны генотипы и фенотипы, образующиеся в F2 при дигибридном скрещивании.

 

 

Из рассмотрения результатов этого скрещивания очевидно, что по фенотипу потомство делится на 4 группы: 9 желтых гладких, 3 желтых морщинистых, 3 зеленых гладких, 1 зеленое морщинистое. Но если рассмотреть расщепление по одному признаку, то есть по цвету семян, то соотношение желтых к зеленым и гладких к морщинистым будет 12:4=3:1, как и при моногибридном скрещивании. Эта закономерность получила название правила независимого расщепления, или независимого комбинирования признака. Позднее ее стали называть третьим законом Менделя. Формулировка этого правила такова: при скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум парам признаков, расщепление по каждой паре признаков идет независимо от других пар. Сразу же нужно упомянуть, что это правило справедливо лишь в том случае, если гены рассматриваемых пар признаков лежат в различных парах гомологичных хромосом.

 

Дата: 2019-12-22, просмотров: 398.