Bəy gəl

Biologiya 198

BİYOLOJİNİN İLKƏLƏRİ

Mendel genetikası problemləri

Yenilənib: 21 Avqust 2000

MENDELİAN GENETİKASI PROBLEMLƏRİ

Avstriyalı rahib Gregor Mendel, noxud bitkiləri üzərində çoxsaylı təcrübələr keçirərək, nəsillərin sadəcə valideynlərinin "qarışığı" olmadığını ortaya qoydu. Əksinə, xüsusiyyətlərin nəsillərə "hissəcikli" bir şəkildə ötürüldüyünü açıq şəkildə nümayiş etdirdi. Həqiqətən, qarışdırma nəzəriyyəsi doğru olsaydı, hər kəs nəticədə eyni şeyə baxardı. Kim bilir; bəlkə də ən əlverişli fenotiplər Rodney Dangerfield və Phyllis Dillerə bənzər olardı.

Mendel, qarışdırma nəzəriyyəsini sınamaq üçün bitkiləri ilə bəzi xaçlar etmək qərarına gəldi. Birincisi, hamısı uzun olan valideynləri və babaları olan uzun bitkiləri (yəni uzun gövdəli), hamısı qısa olan valideynləri və babaları olan qısa bitkilərlə (qısa köklü) keçdi. Keçdiyi bitkilərə P (valideyn) nəsli deyilirdi. Nəsillərin və ya F1 (filial) nəslinin 100% boyunda olduğunu tapdı. Bununla birlikdə, bu F1 bitkilərini birlikdə keçəndə F2 nəslinin bir qarışığı təmsil etdiyini gördü: 3/4 hissəsi uzun, 1/4 hissəsi isə qısa idi. Nə vaxt belə xaçlar edərsə, həmişə bu riyazi nisbətlərlə çıxardı. Bu riyazi nisbətlər çox vacibdir, çünki nisbətlərdəki dəyişikliklər bəzən təkamülün baş verdiyini göstərən göstəricilər ola bilər.

İrsiyyətin bu "hissəcikli" mahiyyətini necə izah etmək olar? Mendelin riyaziyyatdan məlumatı var idi və illərlə noxud yeyib yeyərkən aşağıdakı hipotezi irəli sürdü: hər bir xüsusiyyət üçün (indi gen adlanır) 2 faktor (indi allellər) olmalıdır və bu faktorlar (allellər) ) nəsillərə ötürüldükdə fərqli "hissəciklər" kimi davranırlar. Bu xüsusiyyətlərin bəziləri dominantdır (yəni mövcud olduqda ifadə olunur), digərləri resessivdir və ifadələri dominant allellər tərəfindən "maskalana" bilər. Nəsillər faktorlardan birini (allel) bir valideyndən alır, digər faktoru isə digər valideyndən alır.

Hər bir xüsusiyyətə məktublar təyin edək və tək bir gen istifadə edərək bəzi genetik xaçlar edək. Buna monohibrid xaçdeyilir(tək bir genə baxdığımız iki fərd arasındakı xaç). Noxud bitkilərində uzun boylular üstünlük təşkil edir və böyük bir T ilə təmsil olunur. Böyük bir T olduqda, bitki hündürdür. Böyük bir T olmadıqda, bitki qısa görünür. Mendelin hündür ana bitkilərinin hamısı həqiqi yetişdirmə olduğundan (yəni yalnız hündür bitkilər istehsal olunur) hər iki faktoru da böyük olmalı idi, buna görə də "TT" olaraq təmsil olunurlar. Kiçik faktorlar olsaydı, şübhəsiz ki, ana və baba və baba bitkilərini müşahidə edərkən bir müddət ortaya çıxardılar. Bu "TT" genotipdir (yəni, mövcud olan 2 aleli təmsil edən genetik quruluş). Qısa bitkilər əsl damazlıq olduğundan (yəni xaçlardan gələn bütün nəsillər 100% qısa bitkilər verirdi), onların genotipi "tt" olmalı idi.Punnett meydanından istifadə edərək iki valideyn arasında belə bir xaç göstərə bilərik:

TT x tt

t t T Tt Tt T Tt Tt

Diqqət yetirin ki, cütləşmədən əvvəl bir valideyndən fərqli gametlərə ayrılan iki allelə yazırıq (açıq mavi rəng). Sol tərəfdə, digər valideynin iki allelində yazırıq (solğun yaşıl rəng). Meydanlar içərisində meydana gələn diploid orqanizmlər (F1s adlanır) nəsilləri təmsil edir. Göründüyü kimi, bütün nəsillərin 100% -i heterozigotdur (Tt). Hər bir orqanizmin ən azı bir böyük T -si olduğu və böyük T -nin az t -yə dominant olması səbəbindən, kiçik t -nin törətdiyi təsirlər tamamilə maskalanır. Bu xaçda olan bütün nəsillər boy üçün əsas xüsusiyyətini ifadə edir. Beləliklə, bütün nəsillərin genotipi Tt və fenotipi (gördükləriniz) hündürdür. Əslində, canlı orqanizmlərdəki əksər allel birləşmələri tam hakimiyyəti və ya resessivliyi göstərmir. Əksinə,hər ikisi də adətən nəslin nəticəsinə töhfə verir və əksər xüsusiyyətlər çoxlu genlərin nəzarəti altındadır. Ancaq çox güman ki, Mendel təcrübələrindən əvvəl noxud bitkilərini müşahidə etmək üçün xeyli vaxt sərf etmiş və təcrübələri ilə çirklənmə vaxtı gəldikdə, ehtimal ki, yalnız onun üçün məntiqli görünən xüsusiyyətləri seçmişdir.

İndi, gəlin Mendelin F1 -ləri bir -birindən keçdiyi növbəti təcrübələrini həyata keçirək. Yuxarıdakılardan bütün nəsillərin heterozigot (Tt) olduğunu qeyd edəcəksiniz. Bu tip xaçda, F2 nəslinin 3/4 hissəsinin uzun boylu olduğunu, ancaq resesif xüsusiyyətin nəslin 1/4 hissəsində yenidən ortaya çıxdığını tapdı. Xaç aşağıdakı kimi təsəvvür edilə bilər:

Tt x Tt

T t T TT Tt t Tt tt

Həqiqətən, indi fərdlərin 1/4'ünün niyə qısa olduğunu görə bilərik, çünki dörddə biri (sağ alt) tt genotipinə malikdir; yəni nəslin 25% -də heç bir böyük T yoxdur. Beləliklə, F2 populyasiyasının genotipi 25% TT, 50% Tt və 25% tt (nisbət 1: 2: 1) təşkil edir. Bununla birlikdə fenotip fərqlidir. 3/4 ən azı bir böyük T -yə sahib olduqları üçün uzun boylu olacaqlar. Beləliklə, fenotipik nisbət 3: 1 -dir (uzun boylu və qısa).

Tamamilə resesif fərdlər genetikada çox faydalıdır. Birini gördüyünüz zaman avtomatik olaraq həmin genin bütün genotipini (yəni hər iki allelini) tanıyırsınız. Məsələn, uzun boylu bir fərdiniz varsa, ən azı bir böyük T -nin olduğunu bilirsiniz, ancaq ikinci alelin "T" və ya "t" olub olmadığını bilmirsiniz. Qısa noxud bitkiləri üçün belə deyil, çünki yalnız"tt" ola bilərlər . Bu resesif nəsillər genetikada son dərəcə qiymətlidir. Yalnız sözügedən fərdin genotipini deyil, həm də valideynlərin hər birinin görüb -görməməyinizdən asılı olmayaraq ən azı bir resessiv allel apardığını da bilirsiniz (yəni hər bir valideyndən bir az "t" almaq üçün nəsil HAD ). Bu resesif fərdlər naməlum bir bitkini "sınamaq" üçün və gizli, resesif allelləri araşdırmaq üçün istifadə edilə bilər.Buna test krossu deyilir.

Mendelin xaçlarının nəticələri, hər orqanizmin hər bir xüsusiyyət üçün iki amil (yəni allellər) ehtiva etdiyini və gametlərin əmələ gəlməsi zamanı hər bir gametin hər bir xüsusiyyət üçün yalnız bir faktoru ehtiva etməsi üçün ayrılan qanunuformalaşdırmasına imkan verdi. . Bunun mənası budur ki, bir orqanizmin allelləri cüt olaraq mövcuddur (indi ayrı, homoloji xromosomlarda bilirik) və cütlüyün bir üzvünün fərqli gametlərə girməsi (yəni homozal xromosomların mayoz I zamanı ayrıldığını bilirik).

TAMAM. Ümid edirik ki, allellərin gametlərə necə ayrıldığını və gametlərin birləşərək zigot əmələ gətirməsinin bəzi əsaslarını başa düşürsünüz. Yuxarıda öyrəndiklərimizdən istifadə edərək, aşağıdakı iki monohibrid genetik problemi həll edə biləcəyinizə baxaq.

Hipotetik olaraq, çılpaq mol siçovullarında qəhvəyi rəng (B) ağ rəngə (b) üstünlük təşkil edir. Fərz edək ki, sinifdə qəhvəyi, kişi, çılpaq bir mol siçovuluna rast gəldiniz və test krossundan istifadə edərək onun BB və ya Bb olduğunu öyrənməyə qərar verdiniz. Onu ağ (tamamilə resesif) bir dişi ilə cütləşdirər və doğulan nəsilləri araşdırardınız. İndi, yalnız 2-3 bala doğulsa və hamısı qəhvəyi olsaydı, onun BB və ya Bb olub-olmamasını hələ də müəyyən edə bilməzsiniz (məsələn, oğlan və ya qız doğma şansınız 50:50 olsa da, orada 4-5 qız doğan və heç vaxt oğlan olmayan bir çox insan var və əksinə). Lakin, əgər siçovullar 50 bala verirsə və hamısı qəhvəyi rəngdədirsə, ehtimal ki, heç bir gizli allel yoxdur və erkək BB -dir. Bəs ağ nəsillər əmələ gəlsə nə olar? Qəhvəyi valideynin kiçik bir "b" allelinin olduğunu bilirdiniz. Belə ki,etməli olduğunuz şey, bu qəhvəyi, kişi, heteroziqotlu, çılpaq mole siçovulunun üzərində test sınağı keçirməkdir. Belə bir xaçın gözlənilən genotipik və fenotipik nisbətləri nələrdir?

Bir az əjdaha yetişdirib homozigot ağ bitki (rr) ilə homozigot qırmızı bitkini (RR) keçsən nə olar? Botonikada "əsl yetişdirmə" homozigot deməkdir. Bu vəziyyətdə, F1 fərdlərinin 100% -i çəhrayı olardı! Bu, hər iki alelin nəticəyə töhfə verdiyi "natamam hökmranlıq" nümunəsidir. Bəzi natamam hökmranlıq hallarında, hər iki allel də eyni dərəcədə kömək edə bilər, belə ki, bir alel qırmızı piqment, digəri isə ağ rəngdə olur; beləliklə çəhrayı bir bitki görünür. Başqa bir vəziyyətdə, bir allel funksiyasız ola bilər. Çox hallarda yalnız bir allelə ehtiyac olsa da, bəlkə də bu vəziyyətdə lazım olan piqmentin yalnız yarısı istehsal olunur və ləçəklərdə qırmızı piqmentin az olması səbəbindən çəhrayı olur. Kim bilir. Hər halda, bir Punnett istifadə edins kvadratında və homozigot qırmızı bitki ilə homozigot ağ bitki arasında bir xaç qurun. Sonra ortaya çıxan nəsilləri götürün və bunları da aralarında keçin (yəni F1 x F1). Sonra fenotipik və genotipik nisbətləri təyin edin.

Yuxarıdakı nümunələr yalnız bir genə və tək bir allelə aid idi. Ancaq İKİ fərqli gen iştirak edərsə. Yaxşı, bu xaçları daha da çətinləşdirir və buna dihibrid xaçdeyirik. Genlər ayrı -ayrı xromosomlarda olduğu müddətcə işlər olduqca asanlıqla gedir. Yalnız Punnett meydanları daha böyükdür (4 deyil, 16 kvadrat). Beləliklə, A (AA) geni üçün homozigot və B (BB) geni üçün homozigot dominant olan bir şəxsi, A (aa) geni üçün homozigot resessiv və B (bb) geni üçün homozigot resessiv olan bir şəxslə keçməyə icazə verin. Allellərin gametlərə hərəkətini təqib etsəniz, məsələn AABB ilə allellər aşağıdakı kimi çeşidlənər: AABB -də ilk A ilk B ilə gedir (bu dəstin altını çəkmişəm) və 1 -ci sütunda yerləşdirilmişdir ( açıq mavi); ikinci cütləşmədə birinci A ikinci B ilə gedir (sütun 2); üçüncü cütləşmədə ikinci A birinci B ilə gedir (sütun 3); və dördüncü cütləşmədə ikinci A ikinci B ilə gedir (sütun 4). Sonra,aabb fərdi üçün də eyni şeyi edin və bu cüt allelləri dörd sıraya qoyun (açıq yaşıl). Aşağıda qeyd edəcəyiniz kimi, bütün nəsillər AaBb -dir və eyni fenotipə sahib olacaqlar.

AA BB x aabb

AB AB AB AB ab AaBb AaBb AaBb AaBb ab AaBb AaBb AaBb AaBb ab AaBb AaBb AaBb AaBb ab AaBb AaBb AaBb AaBb

Yuxarıda qeyd etdiyiniz kimi, bütün fərdlərin genotipləri AaBb -dir və fenotip (nə olursa olsun) eyni olacaq. İndi F1 nəsilindən ikisini (heterozigotları) keçsək nə olar? Yaranan Punnett meydanında 9 fərqli genotip və 4 fərqli fenotip olmalıdır:

AaBb x AaBb

AB Ab aB ab AB AABB AABb AaBB AaBb Ab AABb AAbb AaBb Aabb aB AaBB AaBb aaBB aaBb ab AaBb Aabb aaBb aabb

Deyək ki, hər bir gen tam hökmranlıq və resessivliyi əhatə edir. Beləliklə, AA və Aa qırmızı fenotipi kodlaşdırır və aa ağı təmsil edir. BB və Bb -nin tüklü olduğunu, bb -nin keçəl olduğunu söyləyək. Yuxarıdakı xaç üçün genotipləri, genotipik nisbətləri, fenotipləri və fenotipik nisbətləri hesablayaq:

Genotipik nisbət GENOTİP FENOTİP 1 AABB qırmızı, tüklü 2 AABb qırmızı, tüklü 1 AAbb qırmızı, keçəl 2 AaBB qırmızı, tüklü 4 AaBb qırmızı, tüklü 2 Aabb qırmızı, keçəl 1 aaBB ağ, tüklü 2 aaBb qırmızı, tüklü 1 aabb ağ, keçəl

Beləliklə, fenotipik nisbətimiz 9: 3: 3: 1 (9 qırmızı və tüklü, 3 qırmızı və keçəl, 3 ağ və tüklü, 1 ağ və keçəl). İstənilən vaxt bir dihibrid çarpaz həyata keçirtdiyiniz zaman, iki tamamilə heterozigot fərdlə işləyəcəksiniz və allellər üstünlük və resessivlik nümayiş etdirsələr, eyni genotipik və fenotipik nisbətlərə sahib olacaqsınız. DİHİBRİD xaçlar haqqında diqqət etməli olduğunuz bir şey, bir genin hər bir cüt allelinin digər gen üçün allel cütlüyündən asılı olmayaraq davranmasıdır. Mendel dihibrid xaçlarını ifa edərkən bunu da fərq etdi. Buna görə də, bir cüt amilin (allellərin) üzvlərinin başqa bir cüt amildən asılı olmayaraq çeşidləndiyini (ayrıldığını) söyləyən Müstəqil Çeşid Qanunuhazırladı . Beləliklə, yuxarıda göstərilənlərin hamısını bilmək, bəzi dihidrid çarpaz problemləri həll etməyə imkan verir.

Bilirsiniz ki, pençələrə sahib olmaq (WW və ya Ww), pençələrin olmamasından (ww) üstünlük təşkil edir. Qoxusuz ayaqların (FF və ya Ff) varlığının qoxusuz ayaqlara (ff) hakim olduğunu da bilirsiniz. Dırnaqlı və qoxulu ayaqları olan bir kişini, dırnaqlı və qoxusu olmayan dişi ilə çarpazlaşdırırsınız. İstehsal olunan 18 balanın hamısının qoxulu ayaqları, 14-nün isə pençəsi, 4-nün də pəncəsi yoxdur. Valideynlərin genotipləri nələrdir?

Bağlı olmayan 2 gen üçün tamamilə heterozigotlu bir fərdiniz var (yəni eyni xromosomda deyil). Bir gen qulaq ölçüsü üçündür (AA və ya Aa böyük qulaqlar, aa kiçik qulaqlar üçün) və digər gen arabalı gözlər üçün (BB və Bb arabalı gözlər üçün, bb isə normal gözləri təmsil edir). Əgər testcrossbu fərdi, yaranan genotiplərinin və sını nə var?

İndi, yuxarıdakı problemi başa vurduqdan sonra, Punnett meydanına məhəl qoymayaq və yuxarıdakı xaçdan gələn 4 növə baxaq. Test krossunuzdakı həqiqi nisbətlər 1: 1: 1: 1 olmasa da, aşağıdakı kimi olsaydı. Bu nəyi təmsil edərdi?

Aşağıdakı 4 genin iştirak etdiyi bir genetik əlaqə problemidir. Hansı genlərin əlaqəli olduğunu və ayrı -ayrı xromosomlarda meydana gəldiyini təyin etmək istəyirsiniz. Aşağıdakı xüsusiyyətlərə malik iki həqiqi yetişdiricini (yəni bunların homozigot olduqlarını unutmayın) keçin:

Zavod 1 Zavod 2 Qırmızı çiçəklər Ağ çiçəklər Qıvrımlı toxumlar Hamar toxumlar Uzun polen dənələri Qısa polen dənələri Gec çiçəkləmə Erkən çiçəkləmə

Yuxarıdakı xaçın ardınca bütün nəsillərin qırmızı çiçəkləri, sünbüllü toxumları, uzun polen taxılları və erkən çiçəklənməsi var (bu xüsusiyyətlərin üstünlük təşkil etdiyini bildirir). Daha sonra tamamilə heteroziqotlu fərdlər olduğunu başa düşməyiniz lazım olan F1 nəslini sınayın və aşağıdakı nisbətləri əldə edin. Nə baş verir?

49% qırmızı tikanlı 25% qırmızı uzunluqda 25% qırmızı-erkən 25% uzun-erkən 1% qırmızı hamar 25% qırmızı qısa 25% qırmızı-gec 25% uzun-gec 1% ağ dikenli 25% ağ uzunluqda 25% ağ-erkən 25% qısa müddətdə 49% ağ hamar 25% ağ qısa 25% ağ gec 25% qısa gecikmə

Aşağıdakılar da 4 geni əhatə edən bir genetik əlaqə problemidir. Ayrı -ayrı xromosomlarda hansı genlərin əlaqəli olduğunu və əlaqəli genlər arasındakı məsafəni təyin etmək istəyirsiniz. Aşağıdakı "qeyri -adi" xüsusiyyətlərə malik olan 2 həqiqi damazlıq (yəni homozigot) bitkilərdən keçirsiniz:

Zavod 1 Zavod 2 Qırmızı çiçəklər Ağ çiçəklər Uzun polen dənələri Qısa polen dənələri Lal arxa söz Ağıllı arxa söhbət Orta meyl Gözəl xasiyyət

Nəsillərin hamısının qırmızı çiçəkləri, uzun polen taxılları var, ağıllı arxa danışma verirlər və gözəl bir xasiyyətə sahibdirlər (mənası budur ki, bu xüsusiyyətlər üstünlük təşkil edir). Daha sonra F1 nəslini sınayın və aşağıdakı nisbətləri əldə edin. Bağlantılarda neçə xromosom iştirak edir və əlaqəli genlərin bir -birinə nisbətən mövqeləri nələrdir?

45% qırmızı uzunluq 25% qırmızı lal 25% uzun lal 48% qırmızı-orta 43% uzunmüddətli 5% qırmızı qısa 25% qırmızı ağıllı 25% uzun ağıllı 2% qırmızı-gözəl 7% uzun-gözəl 5% ağ uzunluqda 25% ağ lal 25% qısa lal 2% ağ-orta 7% qısa orta 45% ağ qısa 25% ağ ağıllı 25% qısa ağıllı 48% ağ gözəl 43% qısa gözəl

  1. A tip ata?
  2. B Tipi ata?
  3. O tip ata?
  4. AB tipli ata?

Qəhvəyi gözlü, uzun qanadlı milçək qırmızı gözlü, uzun qanadlı milçəklə cütləşir. Nəsillər: 51 uzun, qırmızı; 53 uzun, qəhvəyi; 18 qısa, qırmızı; 16 qısa, qəhvəyi Yalnız verilən məlumatlardan istifadə edərək valideynlərin genotipləri nələrdir?

Qəribə bir qadının alnının ortasında tək gözünün olduğu "Siklops" sindromu kimi tanınan qəribə bir xəstəliyi var. Normal vəziyyət üçün allel (yəni NO "Cyclops" sindromu) resessivdir (cc). Atası bir siklopdur, anası da. Atasının anası normal idi. Qəribə qadının atasının genotipi nədir?

Calico pişiklərində, xəz rəngini idarə edən 2 allelli X ilə əlaqəli bir gen var. BB qara bir qadındır; B'B 'sarı bir dişi; B'B (heterozigot) - pişik dişi; B 'sarı bir kişidir; və B qaradərili kişidir. Bu yaxınlarda Xalq Məhkəməsindəki hakim Wapnerin işini əlinizə aldınız və bir qadın 4 calico dişi pişik və 2 qara kişi pişik dünyaya gətirən qara dişi pişik gətirir. Təqsirləndirilən kişi pişiklərdən hansının günahkar olduğuna qərar verməlisiniz: qara və ya sarı.

İnsanlarda qırmızı-yaşıl rəng korluğunun yaygın bir forması, X ilə əlaqəli resesif bir alelin olmasıdır. Sadəcə bunu nəzərə alaraq, aşağıdakılara cavab verin:

  1. İki rəng kor valideynlər normal bir oğlan və ya qız dünyaya gətirə bilərmi?
  2. İki normal valideyn rəng kor bir qız dünyaya gətirə bilərmi?
  3. İki normal valideyn rəng kor bir oğul dünyaya gətirə bilərmi?

Bir irsiyyət fenomenini öyrənərkən, bir genetik, müəyyən bir cütləşmənin övladları arasında 9: 6: 1 nisbətində bir fenotipik nisbət aşkar edir. Nəticələrin sadə, inandırıcı bir izahını verin. Bu hipotezi necə sınayardınız?