Bagaimana memecahkan masalah genetika biologi?

Studi tentang hukum-hukum dasar hereditas dan variasi dalam organisme adalah salah satu tantangan yang paling sulit tapi sangat menjanjikan menghadapi ilmu pengetahuan modern. Pada artikel ini kita melihat bagaimana konsep-konsep teoritis dasar dan dalil-dalil ilmu pengetahuan, dan akan berurusan dengan bagaimana memecahkan masalah dalam genetika.

Relevansi studi hereditas

Dua cabang utama dari ilmu pengetahuan modern - Obat dan peternakan - dikembangkan melalui genetika penelitian. Disiplin biologis yang sama, nama yang diusulkan pada tahun 1906 oleh ilmuwan Inggris W. Betsonom, tidak begitu banyak teori praktis. Setiap orang yang memutuskan untuk serius memahami mekanisme pewarisan sifat yang berbeda (seperti warna mata, rambut, darah), pertama harus mempelajari hukum-hukum keturunan dan variasi, serta mencari cara untuk memecahkan masalah genetika manusia. Itu adalah masalah kita akan lakukan.

konsep dasar dan istilah

Setiap cabang memiliki spesifik, aneh hanya untuk dirinya, satu set definisi dasar. Jika kita berbicara tentang ilmu yang mempelajari proses penularan sifat keturunan, kita memahami mengikuti syarat oleh yang terakhir: gen, genotipe, fenotipe, induk burung, hibrida, gamet, dan sebagainya. Dengan masing-masing dari mereka kita bertemu, ketika kita belajar aturan, memberitahu kita bagaimana untuk memecahkan masalah dalam biologi, genetika. Tapi di awal kita akan mempelajari metode Hybridological. Setelah semua, itu adalah dasar dari penelitian genetik. Hal itu diusulkan oleh Republik naturalis G. Mendel pada abad ke-19.

Bagaimana untuk mewarisi atribut?

Hukum sifat transmisi tubuh ditemukan oleh Mendel melalui eksperimen bahwa ia dilakukan dengan tanaman terkenal - kacang. Metode Hybridological adalah persimpangan dari dua unit, yang berbeda satu sama lain dengan sepasang fitur (monohybrid lintas). Jika percobaan melibatkan organisme yang memiliki beberapa pasang alternatif (berlawanan) tanda, kemudian berbicara tentang poligibridnom penyeberangan. Ilmuwan menyarankan berikut notasi langkah hibridisasi dua tanaman kacang yang adalah biji berwarna berbeda. A - cat kuning, dan - hijau.

Dalam F1 rekaman ini - hibrida yang pertama (I) generasi. Mereka semua benar-benar seragam (sama), karena mengandung gen dominan A, mengendalikan biji warna kuning. Entri di atas sesuai dengan yang pertama hukum Mendel (Peraturan F1 hibrida keseragaman). Mengetahui dia menjelaskan kepada siswa bagaimana untuk memecahkan masalah dalam genetika. Kelas 9 memiliki program dalam biologi, yang dipelajari secara rinci metode Hybridological penelitian genetik. Hal ini juga meneliti dan kedua (II) umumnya Mendel disebut hukum segregasi. Menurut itu, hibrida F2, diperoleh dengan menyeberangi dua hibrida generasi pertama dengan satu sama lain, membelah dalam rasio 3: 1 fenotip dan genotipe 1 dan 2 untuk 1.

Menggunakan rumus di atas, Anda akan memahami bagaimana untuk memecahkan masalah dalam genetika tanpa kesalahan jika kondisi mereka dapat diterapkan pertama atau sudah diketahui hukum II Mendel, mengingat bahwa persimpangan terjadi ketika dominasi lengkap salah satu gen.

Undang-undang menyatakan tanda-tanda menggabungkan independen

Jika individu orangtua berbeda dalam dua pasang karakter alternatif, seperti warna biji dan bentuk, dari tanaman seperti kacang, kemudian dalam perjalanan penyeberangan genetik harus digunakan Pinneta grille.

Benar-benar semua hibrida, yang merupakan generasi pertama untuk mematuhi aturan keseragaman Mendel. Artinya, mereka berwarna kuning, dengan permukaan halus. Melanjutkan persilangan antara tanaman F1, kami memperoleh hibrida generasi kedua. Untuk mengetahui bagaimana untuk memecahkan masalah pada genetika, kelas 10 di kelas biologi menggunakan catatan kawin dua-hybrid, menerapkan rumus pemecahan fenotip 9: 3: 3: 1. Di bawah kondisi bahwa gen tersebut diatur dalam pasangan yang berbeda dapat digunakan Mendel postulat ketiga - fitur hukum menggabungkan dari negara-negara merdeka.

Sebagai golongan darah diwariskan?

Mekanisme transmisi fitur seperti golongan darah pada manusia, tidak sesuai dengan undang-undang yang dibahas sebelumnya. Artinya, tidak tunduk pada hukum pertama dan kedua Mendel. Hal ini karena fitur tersebut seperti darah, menurut penelitian Landsteiner, dikendalikan oleh tiga alel I: A, B dan 0. Dengan demikian genotipe adalah sebagai berikut:

• Kelompok pertama - 00.
• Kedua - AA atau A0.
• Kelompok ketiga - BB atau B0.
• Keempat - AB.

0 gen adalah alel resesif untuk gen A dan B. Kelompok keempat adalah hasil kodominirovaniya (kehadiran saling gen A dan B). Hal ini biasanya diperlukan untuk mempertimbangkan, untuk mengetahui bagaimana memecahkan masalah pada genetika golongan darah. Tapi itu tidak semua. Untuk membangun genotipe anak-anak dengan darah, lahir dari orang tua dengan kelompok-kelompok yang berbeda, menggunakan tabel di bawah.

Teori Morgan hereditas

Kembali ke bagian dari artikel kami "Hukum negara independen tanda-tanda menggabungkan", di mana kita membahas bagaimana untuk memecahkan masalah dalam genetika. persilangan dihibrid, seperti halnya hukum III Mendel, yang tunduk, berlaku untuk gen alel, kromosom homolog berada di masing-masing pasangan.

Di Amerika genetika T. pertengahan abad ke-20 Morgan berpendapat bahwa sebagian dari tanda-tanda yang dikendalikan oleh gen, yang terletak di kromosom yang sama. Mereka memiliki bentuk susunan dan hubungan linear kelompok. Dan jumlah mereka adalah persis set kromosom haploid. Dalam proses meiosis, yang mengarah pada pembentukan gamet, sel kelamin datang bukan gen tunggal, pikirnya Mendel, dan seluruh kompleks mereka, disebut Morgan kelompok kopling.

penyeberangan

Selama profase I (juga disebut pembelahan meiosis pertama) antara kromatid dalam kromosom homolog dipertukarkan bagian (lukusami). Fenomena ini disebut crossover. Ini adalah dasar dari variasi genetik. Crossover ini sangat penting untuk studi biologi berkaitan dengan studi tentang gangguan keturunan manusia. Menggunakan prinsip yang ditetapkan dalam teori kromosom keturunan Morgan, kita mendefinisikan sebuah algoritma yang merespon pertanyaan tentang bagaimana untuk memecahkan masalah dalam genetika.

kasus warisan terkait seks adalah kasus khusus dari transfer gen, yang terletak di kromosom yang sama. Jarak yang ada antara gen dalam kelompok linkage dinyatakan sebagai persentase - unit peta. Sebuah kekuatan kopling antara gen berbanding lurus dengan jarak. Oleh karena itu, sebagian menyeberang terjadi antara gen, yang terletak jauh dari satu sama lain. Pertimbangkan fenomena terkait warisan secara lebih rinci. Tapi di recall awal apa unsur keturunan bertanggung jawab untuk karakteristik seksual organisme.

kromosom seks

Dalam kariotipe manusia mereka memiliki struktur tertentu: pada wanita disajikan dua kromosom X yang sama, sedangkan laki-laki dalam beberapa seksual, selain kromosom X, ada juga U-versi, yang menampilkan baik dalam bentuk dan dalam satu set gen. Ini berarti bahwa tidak homolog dengan kromosom X. Seperti penyakit manusia keturunan seperti hemofilia, dan buta warna timbul karena "melanggar" gen individu pada kromosom X. Sebagai contoh, pembawa pernikahan hemofilia dengan seorang pria yang sehat bisa lahir dari cucu tersebut.

Kursus di atas persimpangan genetik menegaskan bahwa gen kopling yang mengontrol pembekuan darah, dengan seks kromosom X. informasi ilmiah ini digunakan untuk mengajarkan teknik siswa, menentukan bagaimana memecahkan masalah dalam genetika. 11 kelas memiliki program dalam biologi, yang meneliti secara detail bagian seperti "genetik", "Medicine" dan "genetika manusia". Mereka memungkinkan siswa untuk belajar penyakit manusia mewarisi dan untuk mengetahui alasan di mana mereka timbul.

Interaksi gen

Mentransfer karakteristik keturunan - proses yang agak rumit. Skema sebelumnya menjadi jelas hanya jika siswa pengetahuan dasar minimum. Hal ini penting, karena menyediakan mekanisme yang memberikan jawaban atas pertanyaan tentang bagaimana untuk belajar memecahkan masalah dalam biologi. Studi genetika interaksi membentuk gen. polimer epistasis ini, saling melengkapi. Kita akan berbicara lebih banyak tentang mereka.

CONTOH warisan dalam pendengaran manusia adalah ilustrasi dari jenis interaksi sebagai saling melengkapi. Mendengar dikendalikan oleh dua pasang gen yang berbeda. Yang pertama adalah bertanggung jawab untuk perkembangan normal koklea bagian dalam telinga, dan yang kedua - untuk berfungsinya saraf pendengaran. Perkawinan orang tua tuli, yang masing-masing homozigot resesif untuk masing-masing dari dua pasang gen, anak-anak dilahirkan dengan pendengaran normal. genotipe ini hadir dua gen dominan yang mengontrol perkembangan normal dari alat bantu dengar.

pleiotropy

Kasus ini menarik interaksi gen di mana satu gen hadir dalam genotipe, ekspresi fenotip tergantung pada beberapa fitur. Misalnya, di bagian barat Pakistan menemukan populasi manusia dari beberapa perwakilan. Mereka tidak memiliki kelenjar keringat di daerah tertentu dari tubuh. Pada saat yang sama orang-orang seperti telah didiagnosa dengan adanya geraham tertentu. Mereka tidak bisa terbentuk dalam perjalanan ontogeni.

Pada hewan, misalnya, domba karakulskih hadir gen W dominan, yang mengontrol bagaimana mewarnai bulu dan perkembangan normal dari perut. Pertimbangkan bagaimana gen W diwariskan di persilangan dua individu heterozigot. Ternyata keturunan mereka ¼ domba dengan genotipe WW, meninggal karena anomali dalam pengembangan lambung. Pada saat yang sama ½ (dengan bulu abu-abu) heterozigot dan layak, dan ¼ - adalah individu dengan bulu hitam dan perkembangan normal dari perut (genotipe mereka WW).

Genotipe - sistem holistik

Beberapa efek gen poligibridnoe persimpangan, warisan fenomena terkait berfungsi sebagai bukti konklusif dari fakta bahwa set gen dalam tubuh kita adalah sistem yang lengkap, meskipun diwakili oleh alel individu gen. Mereka bisa diwariskan oleh hukum Mendel, apakah lokus ini terkait mematuhi ajaran teori Morgan. Mengingat aturan yang bertanggung jawab untuk cara untuk memecahkan masalah dalam genetika, kami menemukan bahwa fenotipe organisme setiap dipengaruhi oleh kedua alel dan gen non-alel mempengaruhi perkembangan dari satu atau lebih fitur.