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

Тема 5. ЗАКОНОМІРНОСТІ УСПАДКУВАННЯ ОЗНАК

§ 36. ВЗАЄМОДІЯ ГЕНІВ

Генотип - цілісна система взаємодіючих алельних і неалельних генів.

С. Межжерін

Основні поняття й ключові терміни: ВЗАЄМОДІЯ ГЕНІВ. Взаємодія алельних генів. Взаємодія неалельних генів.

Пригадайте! Що таке гени?

Поміркуйте!

У Психологічній енциклопедії взаємодія визначається як прямий чи опосередкований вплив суб’єктів один на одного, який характеризується виникненням зв’язків і їх взаємозумовленістю. Дослідженнями встановлено існування таких видів взаємодії, як співдружність, конкуренція й конфлікт. А які особливості взаємодії генів у генотипі?

ЗМІСТ

Які особливості взаємодії генів?

Успадкування ознак не завжди є такими простими й зрозумілими, як їх пояснюють закономірності Менделя. Пригадаємо, що основним постулатом менделівських схрещувань є те, що кожна ознака визначається своїм геном. У дійсності все набагато складніше. Наприклад, сучасні дослідження науковців указують на те, що в успадкуванні кольору очей у людини беруть участь мінімум шість генів. Їхня взаємодія визначає наявність, кількість та щільність розподілу форм меланіну в клітинах райдужної оболонки, що й визначає карий, зелений й блакитний - основні кольори та їхні відтінки.

Під взаємодією генів розуміють не взаємовпливи генів на активність один одного (цю функцію здійснюють регуляторні гени), а їхню спільну участь у формуванні ознаки. Молекулярні механізми взаємодії генів полягають в тому, що розвиток будь-яких ознак у організмів є наслідком складної взаємодії між функціональними продуктами діяльності генів - білками та РНК. Ці сполуки беруть участь в одних і тих самих клітинних біохімічних процесах, що впливають на формування ознаки. Таким чином, взаємодія генів - це взаємодія їхніх продуктів діяльності в цитоплазмі клітин.

Генотип особин є цілісною системою, хоча і складається з окремих генів. У цій історично сформованій системі виокремлюють два основні типи взаємодії генів: взаємодію алельних та взаємодію неалельних генів.

Отже, ВЗАЄМОДІЯ ГЕНІВ - взаємовпливи алельних генів за участі функціональних продуктів, особливості яких і визначають різні види успадкування ознак.

Види взаємодії генів

Взаємодія алельних генів

Взаємодія неалельних генів

Повне домінування Неповне домінування Множинний алелізм

Комплементарність Полімерія Множинна дія генів

Як відбувається взаємодія алельних генів?

Взаємодія алельних генів - це взаємовпливи генів, які займають подібні локуси в гомологічних хромосомах.

Основною формою взаємодії алельних генів є повне домінування, яке вперше описано Г. Менделем. Повне домінування - це форма взаємодії алельних генів, за якої у гетерозиготного організму (Аа) домінантний алель (А) повністю пригнічує дію рецесивного (а). В результаті такого впливу в гетерозигот спостерігається домінантний прояв ознаки (іл. 93).

Прикладом цієї форми взаємодії є успадкування забарвлення насіння гороху, зросту людини (низький зріст - домінантний прояв, високий - рецесивний).

Неповне домінування - це форма взаємодії алельних генів, за якої у гетерозиготного організму (Аа) домінантний алель (А) не повністю пригнічує рецесивний алель (а), внаслідок чого проявляється проміжний стан ознаки. За неповного домінування розщеплення за генотипом й фенотипом збігається і становить 1 : 2 : 1 (іл. 94). Прикладами ознак, які успадковуються за неповним домінуванням є: форма волосся людини (кучеряве, хвилясте і пряме), забарвлення пір’я курей (чорне, зозулясте і біле), забарвлення плодів суниць (червоне, рожеве і біле) та ін.

Множинний алелізм - це явище, за якого ознака в популяції визначається не двома, а декількома алелями. Множинні алелі виникають внаслідок мутації одного гена в різних особин. Початковий нормальний стан гена позначається як «дикий тип». Так, у людини три алельні гени (їх позначають і0, ІА, ІВ) в різних поєднаннях визначають 4 групи крові за системою АВ0 (табл. 9). Серії множинних алелей визначають також забарвлення хутра у лисиць, кроликів, гвінейських свинок, кішок, забарвлення очей у дрозофіли та ін.

Іл. 93. Успадкування забарвлення квітів гороху за типом повного домінування

Іл. 94. Успадкування забарвлення плодів суниць за типом неповного домінування

Таблиця 9. ГЕНОТИПИ ЛЮДИНИ З РІЗНИМИ ГРУПАМИ КРОВІ ЗА СИСТЕМОЮ АВ0

Група крові

Генотип

І (0)

і0 і0

ІІ (А)

ІА IА або ІА і0

ІІІ (В)

ІВ ІВ або ІВ і0

IV (АВ)

IА ІВ (кодомінування)

Отже, основними формами взаємодії алельних генів є повне домінування, неповне домінування і множинний алелізм.

Як відбувається взаємодія неалельних генів?

Взаємодія неалельних генів - це взаємовпливи генів, що розташовані в різних неідентичних ділянках гомологічних хромосом.

Комплементарність — це форма взаємодії декількох домінантних неалельних генів, які разом визначають розвиток нового прояву ознаки. За цього виду взаємодії ознака буде розвиватися внаслідок взаємодії білків, утворених під контролем двох неалельних генів. Так, у хвилястих папуг взаємодія домінантних генів жовтого (А) і синього (В) забарвлення визначає зелене забарвлення (АВ) (іл. 95). За типом комплементарної взаємодії успадковуються колір шерсті у кроликів, форма гребеня у курей, синтез захисних білків-інтерферонів та розвиток нормального слуху (за наявності двох домінантних генів) у людини та ін.

Іл. 95. Комплементарна взаємодія генів у хвилястих папуг

Полімерія - це форма взаємодії неалельних генів, за якої декілька домінантних неалельних генів впливають на ступінь розвитку ознаки. Неалельні гени, що одночасно діють на формування однієї і тієї самої ознаки, називають полімерними. Так, колір шкіри у людини визначається шістьма полімерними генами. У корінних жителів Африки переважають домінантні алелі чорного забарвлення, у представників європеоїдної раси - рецесивні алелі білого кольору (іл. 96). Полімерна взаємодія генів визначає також урожайність пшениці, цукристість буряку, несучість курей, кількість і жирність молока великої рогатої худоби, артеріальний тиск людини, вміст вітамінів у плодах та ін.

Множинна дія генів (плейотропія) - це явище впливу одного гена на прояв різних ознак. Так, у людини один ген визначає руде забарвлення волосся, світлий колір шкіри і наявність ластовиння (іл. 97). Причиною плейотропії може бути також участь продукту одного гена в кількох біохімічних реакціях. Наприклад: червоні квіти супроводжуються в деяких видів рослин червонуватим стеблом, у сортів з білими квітами - стебла зелені, у дрозофіл відсутність пігменту в очах призводить до забарвлення органів, знижує плодючість і тривалість життя та ін.

Іл. 96. Полімерне спадкування кольору шкіри у людини

Іл. 97. Множинна дія гена в людини

Отже, основними формами взаємодії неалельних генів є комплементарність, полімерія та множинна дія генів.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Завдання на застосування знань

Застосуйте знання та визначте характер успадкування наведених спадкових ознак людини.

Ознака

Прояви ознаки

Вид взаємодії генів

Зріст

Низький зріст (домінантний ген), високий (рецесивний)

Форма волосся

Кучеряве - домінантний прояв, пряме - рецесивний прояв, хвилясте (проміжний прояв)

Групи крові за системою АВ0

Наявність антигенів (домінантні гени), їхня відсутність (рецесивний)

Колір шкіри

Чорне забарвлення - домінантні прояви, біле - рецесивні

Слух

Нормальний слух за наявності двох домінантних генів, глухонімота - за відсутності одного чи обох

Розв'язування вправ

Вправа 1. Якими можуть бути діти від шлюбу чоловіка і жінки з хвилястим волоссям, якщо кучеряве волосся - домінантний прояв ознаки, а пряме - рецесивний?

Вправа 2. У матері І група крові, а в батька - IV. Чи можуть діти успадкувати групу крові одного з батьків?

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Практика

Колір очей - надзвичайно цікава тема, якою переймалися дослідники протягом століть. Практично завжди очі новонароджених мають саме блакитний колір, який згодом темнішає в міру впливу на нього сонячного світла. Приблизно до трьох-чотирьох років очі дитини зазвичай набувають постійного, що залишається на все життя, кольору, будь він блакитним, зеленим, коричневим, бурштиновим, сірим, фіолетовим і навіть червоним. Застосуйте статистичний метод, проведіть дослідження і визначте частоту зустрічальності (у відсотках) проявів кольору очей у різних класах вашої школи.

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка

Завдання для самоконтролю

1 - 6

1. Що таке взаємодія генів? 2. Назвіть основні типи взаємодії генів. 3. Що таке взаємодія алельних генів? 4. Назвіть основні форми взаємодії алельних генів. 5. Що таке взаємодія неалельних генів? 6. Наведіть приклади взаємодії неалельних генів.

7 - 9

7. Які особливості взаємодії генів? 8. Як відбувається взаємодія алельних генів? 9. Як відбувається взаємодія неалельних генів?

10 - 12

10. Застосуйте знання генетики і на конкретному прикладі поясніть особливості взаємодії генів у генотипі.






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