Підручник Біологія 9 клас - В. І. Соболь - Абетка 2017

Тема 5. ЗАКОНОМІРНОСТІ УСПАДКУВАННЯ ОЗНАК

Генетика - це не лише основа біології, а й філософія життя взагалі.

Т. Бужієвська

§ 33. ГЕНЕТИКА. МЕТОДИ ГЕНЕТИЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ

Основні поняття й ключові терміни: ГЕНЕТИКА. Гібридологічний метод.

Пригадайте! Що таке гени?

Знайомтеся!

Грегор Йоганн Мендель (1822 - 1884) - австрійський природодослідник, католицький священик. У звичайному садку провів досліди, що стали основою генетики. Результати досліджень Мендель опублікував у науковій праці «Експерименти із рослинними гібридами» у 1866 р., у якій ознайомив світ із законами спадковості.

ЗМІСТ

Які завдання сучасної генетики?

ГЕНЕТИКА (від грец. генетіс - походження) - наука про закономірності спадковості та мінливості організмів. Датою народження генетики вважається 1900 р., коли ботаніки - голландський - Хуго де Фріз (1845 - 1935), німецький - Карл Корренс (1864 - 1933) та австрійський - Еріх Чермак (1871 - 1962), незалежно один від одного, підтвердили закономірності спадковості, встановлені Г. Менделем.

Генетика як наука виникла внаслідок практичних потреб. Під час розведення домашніх тварин і культурних рослин здавна використовували схрещування організмів. На генетичних законах ґрунтується селекція тварин, рослин і мікроорганізмів. Велике значення має генетика для медицини, ветеринарії, спорту, криміналістики, фармацевтики та ін. Завдання сучасної генетики пов’язані з її основними розділами:

■ вивчення генетичних основ селекції для виведення нових порід тварин, сортів рослин та штамів мікроорганізмів (селекційна генетика);

■ вивчення спадкових захворювань людини і тварин для їхньої профілактики і лікування (медична генетика);

■ вивчення впливу радіації на спадковість і мінливість організмів для запобігання шкідливим мутаціям (радіаційна генетика);

■ вивчення генетичної структури і динаміки популяцій для з’ясування закономірностей еволюції організмів (популяційна генетика);

■ вивчення молекулярних основ спадковості для розвитку генетичної інженерії (молекулярна генетика);

■ вивчення особливостей спадковості та мінливості у популяціях людей (генетика людини).

Окрім названих розділів виникли й розвиваються імуногенетика, онтогенетика, психогенетика, фармакогенетика, екогенетика, цитогенетика та ін.

Отже, сучасна генетика стрімко розвивається й характеризується проникненням майже в усі галузі людської діяльності, що зумовлено потребами суспільства.

У чому суть основних методів генетичних досліджень?

Найдавнішим із методів генетики є гібридологічний метод, запропонований Г. Менделем. Гібридологічний метод - схрещування організмів та оцінювання прояву ознак у гібридів. Нащадків, одержаних від такого схрещування, називають гібридами (від лат. hіbrіdа - помісь).

За найдавніших часів використовується вивчення родоводів. Генеалогічний метод - вивчення родоводів організмів для визначення характерууспадкування ознак. За його допомогою встановлюють генотип особин і визначають ймовірність прояву станів ознаки в нащадків.

За допомогою світлового мікроскопа проводять дослідження спадковості на клітинному рівні. Цитогенетичні методи - методи дослідження особливостей каріотипу організмів. Вивчення каріотипу дає змогу виявляти мутації, пов’язані зі зміною кількості хромосом і структури окремих із них.

Біохімічні методи використовують для вивчення спадкових захворювань, пов’язаних з обміном речовин. За їхньою допомогою виявляють спадкові порушення (наприклад, цукровий діабет, фенілкетонурію), зумовлені генними мутаціями.

Близнюковий метод застосовують для вивчення ролі середовища і генотипу у формуванні фенотипу особин. Особливе значення мають дослідження монозиготних (однояйцевих) близнят, які мають однакові генотипи.

Популяційно-статистичний метод - вивчення закономірностей спадковості й мінливості на рівні популяцій. Цей метод дає можливість вивчати частоти зустрічальності алелей й генотипів у популяціях організмів.

Методи генетичної інженерії - це особлива група методів, за допомогою яких вивчають переміщення, перебудову, сполучення генів і зміну спадковості. До цієї групи належать методи генної інженерії (наприклад, метод штучного синтезу генів поза організмом), методи клітинної інженерії (наприклад, метод гібридизації соматичних клітин) та ін.

У сучасній генетиці використовуються найрізноманітніші методи, але основним залишається гібридологічний метод.

Які основні поняття генетики?

Предметом генетичних досліджень є спадковість та мінливість. Спадковість - здатність живих організмів передавати генетичну інформацію про свої ознаки й особливості індивідуального розвитку нащадкам.

Іл. 86. Монозиготні близнята

Матеріальними носіями спадковості є хромосоми, до складу яких входить ДНК. Мінливість - здатність живих організмів набувати нових ознак і їхніх станів у процесі індивідуального розвитку. Забезпечує пристосованість організмів до умов середовища та появу ознак.

Одиницями спадковості є гени. Пригадаємо, що ген є ділянкою молекули нуклеїнової кислоти, що кодує інформацію про білок чи РНК та визначає ознаки організмів. Прикладами спадкових ознак, які визначаються генами, є колір очей, форма плодів та ін. Кожний ген розташований у певній хромосомі, де займає визначене місце - локус (від лат. locus - ділянка). Кожна соматична клітина містить диплоїдний набір гомологічних хромосом, що мають у своїх локусах різні форми одного гена. Алелі (від грец. алелон - взаємний), або алельні гени, - стани гена, що визначають прояви ознаки і розташовані в однакових ділянках гомологічних хромосом (іл. 87). Алелі одного гена визначають різні прояви ознаки (наприклад, карий або блакитний колір очей, круглу або грушоподібну форму плодів у томатів). Одна з гомологічних хромосом несе алель від материнського організму, а друга - від батьківського.

Алельні гени можуть бути домінантними (алелі, які в присутності іншого завжди проявляються у формі стану ознаки) і рецесивними (алелі, які пригнічуються в присутності домінантних і не проявляються станом ознаки).

В обох гомологічних хромосомах можуть перебувати однакові або різні алельні гени. Гомозигота - це клітина тіла або особина, гомологічні хромосоми якої містять однакові алелі певного гена. Гомозиготна особина в потомстві не дає розщеплення й утворює один сорт гамет. Гетерозигота - це клітина тіла або особина, гомологічні хромосоми якої містять різні алелі певного гена. Гетерозиготна особина в потомстві дає розщеплення й утворює різні сорти гамет.

Генотип - сукупність усіх генів організму, які одержані від батьків. Це спадкова програма організму, яка є цілісною й взаємодіючою системою генів. Генотип у взаємодії із середовищем визначає фенотип. Фенотип - сукупність ознак і властивостей організму, які є результатом взаємодії генотипу з умовами зовнішнього середовища. Організми, які мають однаковий генотип, можуть відрізнятися один від одного за фенотипом.

Іл. 87. Алельні гени

ДІЯЛЬНІСТЬ

Самостійна робота з ілюстрацією

Символ - умовний знак, який позначає іншу сутність. Знаком може бути зображення, слово, число, що заміняє інше поняття. За допомогою додаткової літератури визначте сутність символів генетики.

Біологія + Модельні організми

Г. Мендель вивчав у гороху посівного (Pisum sativum) успадкування таких ознак, як: 1 - поверхня насіння; 2 - забарвлення насіння; 3 - забарвлення квіток; 4 - розташування квіток на пагоні; 5 - довжина стебла; 6 - форма бобів; 7 - забарвлення бобів. А які особливості гороху посівного зробили його вдалим об’єктом генетичних досліджень?

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Наука

Зіставте прізвища науковців з визначними подіями в розвитку генетики, заповніть таблицю відповідей і отримайте назву методів, спрямованих на внесення змін до генотипу людини з метою лікування захворювань. Які нові завдання постають перед генетикою у XXI ст.?

КОРОТКИЙ ІСТОРИЧНИЙ НАРИС РОЗВИТКУ ГЕНЕТИКИ

Прізвище

Відкриття

1 Г. Мендель (1865)

А Відкриття мутацій під дією рентген-променів

2 Х. де Фріз, К. Корренс, Е. Чермак (1900)

Г Основні закономірності спадковості

3 У. Бетсон (1906)

Е1 Передвідкриті закони спадковості Г. Менделя

4 Г. Харді, В. Вайнберг (1908)

Е2 Закон гомологічних рядів спадковості

5 В. Л. Йогансен (1909)

І Структура ДНК та її значення в спадковості

6 М. І. Вавилов (1921)

Н Введення терміну «генетика»

7 Т. Морган (Нобелівська премія, 1933)

О Закон генетичної рівноваги популяцій

8 Г. Меллер (Нобелівська премія, 1946)

П Визначення природи генетичного коду

9 Ф. Крік, Л. Барнет, С. Бреннер (НП, 1961)

Р Хромосомна теорія спадковості

10 Ф. Крік, Дж. Уотсон та ін. (НП, 1962)

Т Введення термінів «ген», «генотип», «фенотип»

11 В. Арбер, Д. Натанс, Г. Сміт (НП, 1978)

Я Відкриття рестриктаз та їх застосування

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка

Завдання для самоконтролю

1 - 6

1. Що таке генетика? 2. Які є розділи генетики? 3. Назвіть методи генетики. 4. Що таке гібридологічний метод? 5. Що таке ген і алельні гени? 6. Що таке гомозигота й гетерозигота, генотип і фенотип?

7 - 9

7. Які завдання сучасної генетики? 8. У чому полягає суть основних методів генетичних досліджень? 9. Які основні поняття генетики?

10 - 12

10. Яке значення генетичних знань у діяльності людини?



Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити