¿Cómo resolver problemas en genética en biología?

El estudio de las leyes básicas de la herencia yla variabilidad de los organismos es una de las tareas más difíciles, pero muy prometedoras que enfrentan las ciencias naturales modernas. En este artículo, consideraremos tanto los conceptos teóricos básicos como los postulados de la ciencia, y entenderemos cómo resolver problemas en genética.

La urgencia de estudiar las leyes de la herencia

Dos de las ramas más importantes de la ciencia moderna -la medicina y la cría - desarrollado a través de los genetistas de investigación. La misma disciplina biológica, el nombre del que fue propuesto en 1906 por el científico Inglés W. Betsonom, no es tanto teórico como práctico. Todo el que decide comprender seriamente el mecanismo de la herencia de rasgos diferentes (como el color de ojos, pelo, sangre), primero tendría que aprender las leyes de la herencia y la variación, así como la manera de resolver los problemas de la genética humana. Esto es exactamente lo que vamos a hacer.

Conceptos y términos básicos

Cada industria tiene un específico, soloinherente, un conjunto de definiciones básicas. Si estamos hablando de la ciencia que estudia los procesos de transmisión de los caracteres hereditarios, entendemos los siguientes términos por este último: el gen, genotipo, fenotipo, los pájaros padres, híbridos, gametos, y así sucesivamente. Con cada uno de ellos nos encontramos, cuando aprendemos las reglas, nos dicen cómo resolver los problemas de la biología, la genética. Pero al principio estudiaremos el método hibridológico. Después de todo, es él quien subyace a la investigación genética. Fue propuesto por el naturalista Checa G. Mendel en el siglo 19.

¿Cómo se heredan los signos?

Los patrones de transmisión de las propiedades del organismo fuerondescubierto por Mendel gracias a los experimentos que llevó a cabo con el conocido inóculo de guisantes de plantas. El método híbrido es un cruce de dos unidades, que se diferencian entre sí por un par de características (cruces monohíbridos). Si el experimento involucra organismos que tienen varios pares de rasgos alternativos (opuestos), entonces hablan de apareamiento polihíbrido. El científico sugirió la siguiente forma de registrar el curso de la hibridación de dos plantas de guisantes que difieren en el color de las semillas. A - pintura amarilla, y - verde.

En esta grabación F1 - híbridos de la primera generación (I). Todos son absolutamente uniformes (idénticos), ya que contienen un gen dominante A, que controla el color amarillo de las semillas. La entrada anterior corresponde a la primera ley mendeliana (regla de uniformidad de híbridos F1). El conocimiento de esto explica a los estudiantes cómo resolver problemas en genética. Grado 9 tiene un programa de biología en el que se estudia en detalle el método de investigación genética hibridado. También considera la segunda (ІІ) regla de Mendel, llamada la ley de la división. De acuerdo con ella, los híbridos F2, obtenidos mediante el cruce de dos híbridos de primera generación entre sí, un desdoblamiento en la relación de 3 a 1 fenotipo y genotipo 1 a y 2 a 1.

Usando las fórmulas anteriores, entenderás,cómo resolver problemas genéticos sin errores, si bajo sus condiciones es posible aplicar la primera o ya conocida II ley mendeliana, considerando que el cruce ocurre con dominación completa de uno de los genes.

La ley de combinación independiente de estados de características

Si los padres difieren en dos pareslos signos alternativos, por ejemplo, la coloración de las semillas y su forma, en las plantas como la semilla del guisante, luego en el curso del cruce genético es necesario usar la rejilla Pinnet.

Absolutamente todos los híbridos que son los primerosgeneración, obedecer la regla de uniformidad de Mendel. Es decir, son amarillas, con una superficie lisa. Continuando cruzando entre las plantas de F1, obtenemos híbridos de la segunda generación. Para descubrir cómo resolver problemas en genética, el 10 ° grado en lecciones de biología usa un registro de cruces dihíbridos, aplicando la fórmula de división al fenotipo 9: 3: 3: 1. Siempre que los genes estén ubicados en pares diferentes, puede usar el tercer postulado de Mendel: la ley de combinaciones independientes de estados de características.

¿Cómo se heredan los grupos sanguíneos?

El mecanismo de transmisión de tal característica como grupola sangre en humanos no se corresponde con las leyes que examinamos anteriormente. Es decir, no obedece las leyes primera y segunda de Mendel. Esto se explica por el hecho de que un signo como el grupo sanguíneo, de acuerdo con las investigaciones de Landsteiner, está controlado por tres alelos del gen I: A, B y 0. En consecuencia, los genotipos serán:

• El primer grupo es 00.
• El segundo es AA o A0.
• El tercer grupo es BB o B0.
• El cuarto es AB.

Gene 0 es un alelo recesivo para los genes A y B. Y el cuarto grupo es el resultado de la codominación (la presencia mutua de los genes A y B). Es esta regla la que debe tenerse en cuenta para saber cómo resolver tareas genéticas en grupos sanguíneos. Pero eso no es todo. Para establecer los genotipos de los niños por grupo sanguíneo, nacidos de padres con diferentes grupos, utilizamos la tabla a continuación.

La teoría de la herencia de Morgan

Volvamos a la sección de nuestro artículo "Leyla combinación de estados independientes de signos", en la que discutimos cómo resolver los problemas de la genética. cruz Dihybrid, al igual que la ley de la III Mendel, que está sujeta, es aplicable a genes alélicos, los cromosomas homólogos están en cada par.

A mediados del siglo XX, el científico genético estadounidense T. Morgan demostró que la mayoría de los signos están controlados por genes que se encuentran en el mismo cromosoma. Tienen una disposición lineal y forman grupos de embrague. Y su número es igual al conjunto haploide de cromosomas. En el proceso de meiosis, que conduce a la formación de gametos, no los genes individuales, como pensaba Mendel, caen en las células sexuales, sino en el conjunto de sus complejos, llamados grupos de Morgan.

Cruce

Durante la profase I (también se llama el primerporciones división meiótica) entre las cromátidas interiores de los cromosomas homólogos se intercambian (lukusami). Este fenómeno se denomina cruce. Es la base de la variabilidad hereditaria. Crossover es particularmente importante para el estudio de la biología se ocupa del estudio de los trastornos hereditarios humanos. Utilizando los principios establecidos en la teoría cromosómica de la herencia Morgan, definimos un algoritmo que responde a la pregunta de cómo resolver los problemas de la genética.

Los casos de herencia vinculados al género sonun caso especial de transferencia de genes que se encuentran en el mismo cromosoma. La distancia que existe entre los genes en los grupos de clutch se expresa como un porcentaje - morganids. Y la adhesión entre estos genes es directamente proporcional a la distancia. Por lo tanto, el cruce se produce a menudo entre genes que se encuentran muy alejados. Considere el fenómeno de herencia concatenada en más detalle. Pero al principio recordaremos, qué elementos de una herencia son responsables de los atributos sexuales de los organismos.

Cromosomas sexuales

En el cariotipo humano, tienen un específicoestructura: en las mujeres presentaron los mismos dos cromosomas X, mientras que los hombres en la pareja sexual, además del cromosoma X, también hay una versión de U, que ofrece tanto en forma como en un conjunto de genes. Esto significa que no es homóloga al cromosoma X. Tales enfermedades humanas hereditarias tales como la hemofilia, y ceguera al color surgen debido a la "fracción" de genes individuales en el cromosoma X. Por ejemplo, el portador de la unión de la hemofilia con un hombre sano puede nacer de la posteridad.

El curso de cruce genético mencionado anteriormenteconfirma el hecho de la adhesión del gen que controla la coagulación de la sangre al cromosoma X sexual. Esta información científica se utiliza para enseñar a los estudiantes los métodos que determinan cómo resolver problemas en genética. El 11 ° grado tiene un programa en biología, en el que secciones tales como "genética", "medicina" y "genética humana" se consideran en detalle. Permiten a los estudiantes estudiar enfermedades humanas hereditarias y conocer las razones de su ocurrencia.

Interacción de genes

La transferencia de rasgos hereditarios es un procesobastante complicado. Los esquemas anteriores se aclaran solo si los estudiantes tienen un conocimiento básico mínimo. Es necesario porque proporciona mecanismos que responden a la pregunta de cómo aprender a resolver problemas en biología. La genética estudia las formas de interacción genética. Este es el polímero, epistasis, complementariedad. Hablemos de ellos con más detalle.

El ejemplo de la herencia de la audición en una persona esuna ilustración de este tipo de interacción, como complementariedad. La audición está controlada por dos pares de genes diferentes. El primero es responsable del desarrollo normal de la cóclea del oído interno, y el segundo es responsable del funcionamiento del nervio auditivo. En el matrimonio de padres sordos, cada uno de los cuales es un homocigoto recesivo para cada uno de los dos pares de genes, nacen niños con audición normal. En su genotipo, existen ambos genes dominantes que controlan el desarrollo normal del audífono.

Pleiotropy

Este es un caso interesante de interacción genética, conque depende de un fenotipo presente en el genotipo, la manifestación fenotípica de varias características a la vez. Por ejemplo, en el oeste de Pakistán, se han encontrado poblaciones humanas de algunos representantes. No tienen glándulas sudoríparas en ciertas áreas del cuerpo. Simultáneamente, esas personas fueron diagnosticadas con la ausencia de algunos molares. No pudieron formarse en el proceso de ontogénesis.

En animales, por ejemplo, ovejas karakul,hay un gen W dominante que controla tanto el color de la piel como el desarrollo normal del estómago. Considere cómo se hereda el gen W cuando se cruzan dos individuos heterocigotos. Resulta que en su progenie, ¼ de los corderos que tienen el genotipo de WW, mueren debido a anomalías en el desarrollo del estómago. En este caso, ½ (con pelaje gris) son heterocigotos y viables, y ¼ son individuos con pelo negro y desarrollo normal del estómago (su genotipo es WW).

Genotipo - sistema completo

Acción múltiple de genes, polihíbridocruce, una herencia fenómeno ligado servir como prueba concluyente de que el conjunto de genes en nuestro cuerpo es un sistema completo, a pesar de que está representado por los alelos de los genes. Ellos pueden ser heredados por las leyes de Mendel, si o loci está vinculado obedecer los principios de la teoría de Morgan. Teniendo en cuenta las reglas responsables de la manera de resolver los problemas de la genética, se encontró que el fenotipo de cualquier organismo se ve influida tanto por los genes alélicas y no alélicas influyen en el desarrollo de una o más características.