Το σχέδιο για την απόκτηση υβριδίων πρώτης γενιάς. Ο πρώτος νόμος του Mendel είναι ο νόμος της κυριαρχίας. Ο νόμος της γαμετικής καθαρότητας και η κυτταρολογική του λογική
6. Τι είναι οντογένεση. Ποιες είναι οι περίοδοι οντογένεσης; Δώστε μια σύντομη περιγραφή της μετα -εμβρυϊκής ανάπτυξης.
1. Επίπεδα οργανώσεων άγριας ζωής (κατάλογος).
2. Ονομάστε τα οργανίδια των δύο μεμβρανών και των μη μεμβρανών. Αναφέρετε τα χαρακτηριστικά της δομής και της λειτουργίας τους.
3. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα της διαδικασίας της σεξουαλικής αναπαραγωγής έναντι της ασεξουαλικής.
4. Ο τρίτος νόμος του Mendel. Αναφέρετε την αναλογία των απογόνων κατά γονότυπο και φαινότυπο.
5. Ονομάστε τα κέντρα προέλευσης και ποικιλομορφίας των καλλιεργούμενων φυτών σύμφωνα με τον Βαβίλοφ. Πού αποθηκεύεται η συλλογή σπόρων φυτών που αναπτύσσονται στη Γη, ποια είναι η σημασία της.
6. Τι είναι οντογένεση. Ποιες είναι οι περίοδοι οντογένεσης; Δώστε μια σύντομη περιγραφή της μετα -εμβρυϊκής ανάπτυξης.
το σώμα του οικοδεσπότη. Προληπτικά μέτρα.
2. Κινητήριες δυνάμεις της εξέλιξης και η σχέση τους.
5. Προσδιορίστε τη μεγέθυνση του μικροσκοπίου. Προετοιμάστε τον για δουλειά.
Αριθμός εισιτηρίου 6
1. Το κυκλοφορικό σύστημα των σπονδυλωτών.
2.1. Μονοϋβριδική διάβαση.
2. Ο πρώτος και ο δεύτερος νόμος του Μέντελ.
6. Χρησιμοποιώντας υλικό από βότανα, ομαδοποιήστε τα φυτά σε οικογένειες.
Αριθμός εισιτηρίου 7
1. Τμήματα του νευρικού συστήματος: κεντρικό και περιφερειακό. 2. Ο βιότοπος των οργανισμών.
Βιολογία, βοήθεια !!!1. Επιστήμη που μελετά τα πρότυπα μετάδοσης χαρακτηριστικών κατά κληρονομικότητα
2. Αρχικά διατυπώθηκαν γενετικά πρότυπα
3. Ζευγαρωμένα χρωμοσώματα, καθένα από τα οποία πηγαίνει στο σώμα από έναν από τους γονείς
4. Χρωμοσώματα που περιέχουν ένα σύνολο πανομοιότυπων γονιδίων
5. Χρωμοσώματα που βρίσκονται στον ίδιο οργανισμό, αλλά διαφορετικά σε μέγεθος, σχήμα και σύνολο γονιδίων
6. Γονίδια που βρίσκονται στις ίδιες περιοχές ομόλογων χρωμοσωμάτων, υπεύθυνα για τη σύνθεση των ίδιων πρωτεϊνών, αλλά έχουν διαφορετική αλληλουχία νουκλεοτιδίων
7. Πώς θα ονομάζονται τα γονίδια που κωδικοποιούν την ίδια πρωτεΐνη (για παράδειγμα, αιμοσφαιρίνη ή μελανίνη), αλλά περιέχουν διαφορετική αλληλουχία αμινοξέων
8. Με μονοϋβριδική διέλευση, διερευνώνται οι πινακίδες
9. Σύμφωνα με το γονίδιο χρώματος (στα πειράματα του Mendel), τα μπιζέλια είχαν τον αριθμό των χαρακτηριστικών
10. Ζυγώτης που έλαβε δύο διαφορετικά αλληλόμορφα
11. Ζυγώτης που έλαβε και τα δύο ίδια αλληλόμορφα
12. Το γονίδιο συμβολίζεται όταν διασταυρώνεται με πεζά γράμματα
13. Ποιο είναι το όνομα του αλληλόμορφου, που συμβολίζεται κατά τη διέλευση με κεφαλαίο (κεφαλαίο) γράμμα
14. Ένα αλληλόμορφο που εμφανίζεται φαινοτυπικά μόνο σε ομόζυγη κατάσταση
15. Allele, το οποίο εκδηλώνεται εξωτερικά σε κάθε περίπτωση, εάν υπάρχει καθόλου στον γονότυπο ενός ατόμου
16. Γονότυπος Ζυγώτη που ορίζεται ΑΑ
17. Γονότυπος Ζυγότου που ορίζεται Αα
18. Γονότυπος του ζυγώτη, ονομαζόμενος αα
19. Το σύνολο των εξωτερικών σημείων του σώματος
20. Το σύνολο όλων των κληρονομικών χαρακτηριστικών του οργανισμού
21. Το σύνολο όλων των γονιδίων ενός είδους ή πληθυσμού
22. Ο διαχωρισμός των υβριδίων στη δεύτερη γενιά ακολουθεί τον τύπο 3: 1
23. Γονότυπο των γονικών μορφών αρακά ("καθαρές γραμμές") στα πειράματα του Mendel
24. Γονότυπος απογόνων (υβρίδια της 1ης γενιάς) στα μπιζέλια στα πειράματα του Mendel
25. Χρώμα μπιζελιού πρώτης γενιάς
26. Η F1 Mendel πήρε με επικονίαση
27. F2 Mendel που λαμβάνεται με επικονίαση
28. Τύπος διάσπασης κατά τη διασταύρωση ετεροζυγώτη και ομοζυγώτη για υπολειπόμενο
29. Ο μονοετεροζυγώτης σχηματίζει ... ποικιλίες γαμετών
30. Υβρίδια με μονοϋβριδική διασταύρωση και πλήρη κυριαρχία σχηματίζουν ... φαινοτυπικές τάξεις
31. Οι νόμοι του Mendel ασχολήθηκαν με αυτόν τον τύπο κληρονομιάς
32. Τα μη αλληλόμορφα γονίδια που βρίσκονται στο ίδιο χρωμόσωμα, εάν δεν συμβεί διασταύρωση, κληρονομούνται
33. Ο συγγραφέας της χρωμοσωμικής θεωρίας της κληρονομικότητας
34. Χρωμοσώματα που διαφέρουν σε μέγεθος και σχήμα σε άνδρες και γυναίκες
35. Χρωμοσώματα που δεν διαφέρουν σε μέγεθος και σχήμα
36. Εντοπίζονται γονίδια "συνδεδεμένα με το φύλο"
37. Η αιμορροφιλία και η αχρωματοψία στους ανθρώπους και η κληρονομικότητα του χρώματος του παλτό στις γάτες είναι παραδείγματα
38. Τα γονίδια αυτών των χαρακτηριστικών εντοπίζονται
39. Τα αρσενικά θηλαστικά και η Drosophila είναι ετερόζυγα για χαρακτηριστικά που συνδέονται με το φύλο
40. Τυχαίες αλλαγές στο γενετικό υλικό ενός ατόμου
41. Αλλαγή στον αριθμό των χρωμοσωμάτων
42. Αλλαγή ενός ή περισσοτέρων νουκλεοτιδίων
43. Αλλαγές στην αλληλουχία αμινοξέων των πρωτεϊνών
44. Ο συγγραφέας του νόμου της ομόλογης σειράς κληρονομικών παραλλαγών
45. Η κύρια μέθοδος γενετικής, μη εφαρμόσιμη στη γενετική του ανθρώπου
46. Η μέθοδος της ανθρώπινης γενετικής, βασισμένη στη χρώση των χρωμοσωμάτων και η επακόλουθη μελέτη του μεγέθους και του σχήματος τους
47. Η μέθοδος της ανθρώπινης γενετικής, βασισμένη στην ανάλυση των γενεαλογίων και στον εντοπισμό της μετάδοσης ενός συγκεκριμένου χαρακτηριστικού
48. Η μέθοδος της ανθρώπινης γενετικής, βασισμένη στην ανάλυση φαινοτυπικών εκδηλώσεων χαρακτηριστικών σε πανομοιότυπα δίδυμα
49. Η μέθοδος της ανθρώπινης γενετικής, βασισμένη στην ανάλυση της ενζυματικής δραστηριότητας των πρωτεϊνών που καταλύουν σημαντικές φυσιολογικές διεργασίες
50. Ουσίες που προκαλούν μεταλλάξεις
Εισαγωγή.
Η γενετική είναι μια επιστήμη που μελετά τους νόμους της κληρονομικότητας και της μεταβλητότητας των ζωντανών οργανισμών.
Ο άνθρωπος έχει εδώ και καιρό παρατηρήσει τρία φαινόμενα που σχετίζονται με την κληρονομικότητα: πρώτον, την ομοιότητα των χαρακτηριστικών των απογόνων και των γονέων. Δεύτερον, οι διαφορές μεταξύ ορισμένων (μερικές φορές πολλών) χαρακτηριστικών του απογόνου από τα αντίστοιχα γονικά χαρακτηριστικά. τρίτον, η εμφάνιση στους απογόνους χαρακτήρων που ήταν μόνο σε μακρινούς προγόνους. Η συνέχεια των χαρακτηριστικών μεταξύ γενεών διασφαλίζεται από τη διαδικασία της γονιμοποίησης. Από αμνημονεύτων χρόνων, ο άνθρωπος έχει χρησιμοποιήσει αυθόρμητα τις ιδιότητες της κληρονομικότητας για πρακτικούς σκοπούς - για την αναπαραγωγή ποικιλιών καλλιεργούμενων φυτών και φυλών κατοικίδιων ζώων.
Οι πρώτες ιδέες για τον μηχανισμό της κληρονομικότητας εκφράστηκαν από τους αρχαίους Έλληνες επιστήμονες Δημόκριτο, Ιπποκράτη, Πλάτωνα, Αριστοτέλη. Ο συγγραφέας της πρώτης επιστημονικής θεωρίας της εξέλιξης J.-B. Ο Lamarck χρησιμοποίησε τις ιδέες των αρχαίων Ελλήνων επιστημόνων για να εξηγήσει αυτό που ισχυρίστηκε στο τέλος του 18ου-19ου αιώνα. την αρχή της μεταφοράς νέων χαρακτηριστικών που αποκτήθηκαν κατά τη διάρκεια της ζωής ενός ατόμου σε απογόνους. Ο Γ. Δαρβίνος προέβαλε τη θεωρία της παγγενεσίας, εξηγώντας την κληρονομικότητα των κεκτημένων χαρακτήρων
Όρισε ο Κάρολος Δαρβίνος κληρονομικότηταως ιδιότητα όλων των ζωντανών οργανισμών να μεταδίδουν τα χαρακτηριστικά και τις ιδιότητές τους από γενιά σε γενιά, και μεταβλητότηταως ιδιότητα όλων των ζωντανών οργανισμών να αποκτήσουν νέα χαρακτηριστικά στη διαδικασία της ατομικής ανάπτυξης.
Τα χαρακτηριστικά κληρονομούνται μέσω της αναπαραγωγής. Με τη σεξουαλική αναπαραγωγή, νέες γενιές προκύπτουν ως αποτέλεσμα της γονιμοποίησης. Τα υλικά θεμέλια της κληρονομικότητας περιέχονται στα γεννητικά κύτταρα. Με την ασεξουαλική ή φυτική αναπαραγωγή, μια νέα γενιά αναπτύσσεται είτε από μονοκύτταρα σπόρια είτε από πολυκύτταρους σχηματισμούς. Και με αυτές τις μορφές αναπαραγωγής, η σύνδεση μεταξύ γενεών πραγματοποιείται μέσω των κυττάρων, τα οποία περιέχουν τα υλικά θεμέλια της κληρονομικότητας (στοιχειώδεις μονάδες κληρονομικότητας) - γονίδια - είναι τμήματα του DNA των χρωμοσωμάτων.
Το σύνολο των γονιδίων που λαμβάνει ένας οργανισμός από τους γονείς του αποτελεί τον γονότυπό του. Το σύνολο των εξωτερικών και εσωτερικών χαρακτηριστικών είναι φαινότυπος. Ο φαινότυπος αναπτύσσεται ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του γονότυπου και των περιβαλλοντικών συνθηκών. Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, η βάση είναι τα χαρακτηριστικά που φέρουν γονίδια.
Τα μοτίβα με τα οποία τα σημάδια περνούν από γενιά σε γενιά ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά από τον μεγάλο Τσέχο επιστήμονα Γκρέγκορ Μέντελ. Ανακάλυψε και διατύπωσε τρεις νόμους κληρονομικότητας που αποτέλεσαν τη βάση της σύγχρονης γενετικής.
Η ζωή και η επιστημονική έρευνα του Gregor Johann Mendel.
Μοραβιανός μοναχός και γενετιστής φυτών. Ο Johann Mendel γεννήθηκε το 1822 στην πόλη Heinzendorf (τώρα Gincice στην Τσεχία), όπου ο πατέρας του κατείχε ένα μικρό αγροτικό κτήμα. Ο Γκρέγκορ Μέντελ, σύμφωνα με τη μαρτυρία όσων τον γνώριζαν, ήταν πράγματι ένα ευγενικό και ευχάριστο άτομο. Αφού έλαβε την πρωτοβάθμια εκπαίδευση στο τοπικό σχολείο του χωριού και αργότερα, μετά την αποφοίτησή του από το Κολλέγιο Πιαριστών στο Λειπνίκ, εισήχθη στο Imperial-Royal High School Troppown το 1834 στην πρώτη τάξη γραμματικής. Τέσσερα χρόνια αργότερα, οι γονείς του Johann, ως αποτέλεσμα της συγχώνευσης πολλών δυστυχισμένων γεγονότων που ακολούθησαν γρήγορα ο ένας τον άλλον, στερήθηκαν πλήρως την ευκαιρία να επιστρέψουν τα απαραίτητα έξοδα που σχετίζονται με την εκπαίδευση και ο γιος τους, όταν ήταν μόλις 16 ετών, ήταν αναγκάστηκε να φροντίσει εντελώς ανεξάρτητα για τη συντήρησή του.… Το 1843, ο Μέντελ έγινε δεκτός στο Αυγουστίνιο μοναστήρι του Αγίου Θωμά στο Άλτμπρουν, όπου πήρε το όνομα Γκρέγκορ. Το 1846, ο Mendel παρακολούθησε επίσης διαλέξεις για τη γεωργία, την κηπουρική και την αμπελουργία στο Φιλοσοφικό Ινστιτούτο του Μπρουν. Το 1848, μετά την ολοκλήρωση ενός μαθήματος στη θεολογία, ο Mendel έλαβε, με βαθύ σεβασμό, άδεια να σπουδάσει για τις διδακτορικές εξετάσεις. Όταν τον επόμενο χρόνο ενίσχυσε την πρόθεσή του να εξεταστεί, του δόθηκε εντολή να πάρει τη θέση του υποστηρικτή του αυτοκρατορικού-βασιλικού γυμνασίου στο Ζναΐμ, το οποίο ακολούθησε με χαρά.
Το 1851, ο ηγούμενος της μονής έστειλε τον Μέντελ να σπουδάσει στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης, όπου, μεταξύ άλλων, σπούδασε βοτανική. Μετά την αποφοίτησή του από το πανεπιστήμιο, ο Mendel δίδαξε επιστήμη σε τοπικό σχολείο. Χάρη σε αυτό το βήμα, η οικονομική του κατάσταση άλλαξε ριζικά. Στην ευεργετική ευημερία της φυσικής ύπαρξης, τόσο απαραίτητη για κάθε επιδίωξη, το θάρρος και η δύναμη επέστρεψαν σε αυτόν με βαθιά ευλάβεια και μελέτησε τα προδιαγεγραμμένα κλασικά θέματα με μεγάλη επιμέλεια και αγάπη κατά τη διάρκεια του δοκιμαστικού έτους. Τις ελεύθερες ώρες του ασχολήθηκε με μια μικρή βοτανική και ορυκτολογική συλλογή, η οποία ήταν στη διάθεσή του στο μοναστήρι. Το πάθος του για τον τομέα της φυσικής επιστήμης έγινε όσο μεγαλύτερο, τόσο περισσότερες ευκαιρίες είχε για να του παραδοθεί. Αν και αυτός που αναφέρεται σε αυτά τα μαθήματα στερήθηκε κάθε καθοδήγησης και ο δρόμος της αυτοδυναμίας εδώ, όπως σε καμία άλλη επιστήμη, είναι δύσκολος και οδηγεί αργά στον στόχο, εντούτοις κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου ο Μέντελ απέκτησε μια τέτοια αγάπη για τη μελέτη της φύσης που δεν φείδεται των προσπαθειών του.να καλύψει τα αλλαγμένα κενά του μέσω αυτο-μελέτης και ακολουθώντας τις συμβουλές ατόμων με πρακτική εμπειρία. Στις 3 Απριλίου 1851, το «διδακτικό σώμα» του σχολείου αποφάσισε να καλέσει τον κ. Γκρέγκορ Μέντελ, τον κανόνα της μονής του Αγ. Οι πομολογικές επιτυχίες του Gregor Mendel του χάρισαν το δικαίωμα σε έναν αστρικό τίτλο και μια προσωρινή θέση ως υποστηρικτής της φυσικής ιστορίας στην προπαρασκευαστική τάξη της Τεχνικής Σχολής. Στο πρώτο εξάμηνο των σπουδών του, σπούδαζε μόνο δέκα ώρες την εβδομάδα και μόνο με Doppler. Στο δεύτερο εξάμηνο, σπούδαζε είκοσι ώρες την εβδομάδα. Από αυτά, δέκα - στη φυσική με το Doppler, πέντε την εβδομάδα - στη ζωολογία με τον Rudolf Kner. Έντεκα ώρες την εβδομάδα - βοτανική με τον καθηγητή Fenzl: εκτός από διαλέξεις σχετικά με τη μορφολογία και την ταξινόμηση, πέρασε επίσης ένα ειδικό εργαστήριο για την περιγραφή και τον ορισμό των φυτών. Στο τρίτο εξάμηνο, γράφτηκε για τριάντα δύο ώρες μαθήματα την εβδομάδα: δέκα ώρες για τη φυσική στο Doppler, δέκα για τη χημεία στο Rottenbacher: γενική χημεία, φαρμακευτική χημεία, φαρμακολογική χημεία και ένα εργαστήριο αναλυτικής χημείας. Πέντε για τη ζωολογία του Κνερ. Έξι ώρες εκπαίδευσης με τον Unger, έναν από τους πρώτους κυτταρολόγους στον κόσμο. Στα εργαστήριά του, σπούδασε ανατομία και φυσιολογία φυτών και παρακολούθησε εργαστήριο τεχνικών μικροσκοπίας. Και πάλι - μία φορά την εβδομάδα στο Τμήμα Μαθηματικών - ένα εργαστήριο λογαρίθμου και τριγωνομετρίας.
1850, η ζωή πήγαινε καλά. Ο Mendel μπορούσε ήδη να συντηρήσει τον εαυτό του και απολάμβανε μεγάλο σεβασμό από τους συναδέλφους του, γιατί αντιμετώπισε καλά τα καθήκοντά του και ήταν πολύ ευχάριστο να μιλήσει. Οι μαθητές του τον αγαπούσαν.
Το 1851, ο Γκρέγκορ Μέντελ αναλύθηκε για το βασικό ζήτημα της βιολογίας - το πρόβλημα της μεταβλητότητας και της κληρονομικότητας. Thenταν τότε που άρχισε να πραγματοποιεί πειράματα για κατευθυνόμενη καλλιέργεια φυτών. Ο Μέντελ έφερε διάφορα φυτά από μακριά και κοντά στην περιοχή του Μπρουν. Καλλιεργούσε φυτά σε ομάδες σε ένα μέρος του μοναστηριακού κήπου ειδικά σχεδιασμένου για καθένα από αυτά υπό διάφορες εξωτερικές συνθήκες. Ασχολήθηκε με επίπονες μετεωρολογικές παρατηρήσεις. Ο Γκρέγκορ πραγματοποίησε τα περισσότερα από τα πειράματα και τις παρατηρήσεις του με μπιζέλια, τα οποία, από το 1854, έσπειρε κάθε άνοιξη κάθε άνοιξη σε έναν μικρό κήπο κάτω από τα παράθυρα της προκοπής. Αποδείχθηκε ότι ήταν εύκολο να δημιουργηθεί ένα σαφές πείραμα υβριδοποίησης στα μπιζέλια. Για να το κάνετε αυτό, απλά πρέπει να ανοίξετε ένα μεγάλο, αν και όχι ακόμα ώριμο λουλούδι με τσιμπιδάκια, να κόψετε τους ανθήρες και να καθορίσετε ανεξάρτητα το "ζεύγος" για διασταύρωση. Δεδομένου ότι αποκλείεται η αυτο-επικονίαση, οι ποικιλίες μπιζελιού είναι, κατά κανόνα, "καθαρές γραμμές" με σταθερά χαρακτηριστικά που δεν αλλάζουν από γενιά σε γενιά, τα οποία περιγράφονται με σαφήνεια. Ο Mendel ξεχώρισε τα χαρακτηριστικά που καθόρισαν τις διαπολιτευτικές διαφορές: το χρώμα της φλούδας των ώριμων κόκκων και, ξεχωριστά, των άγουρων κόκκων, το σχήμα των ώριμων μπιζελιών, το χρώμα της "πρωτεΐνης" (ενδοσπέρμιο), το μήκος του άξονα του στελέχους , τη θέση και το χρώμα των οφθαλμών. Χρησιμοποίησε περισσότερες από τριάντα ποικιλίες στο πείραμα και καθεμία από τις ποικιλίες είχε υποβληθεί προηγουμένως σε διετή δοκιμή για "σταθερότητα", για "σταθερότητα χαρακτηριστικών", για "καθαρότητα αίματος" - το 1854 και το 1855. Τα πειράματα με μπιζέλια συνεχίστηκαν για οκτώ χρόνια. Εκατοντάδες φορές σε οκτώ ανθοφορία με τα χέρια του, έκοψε προσεκτικά τους ανθήρες και, πληκτρολογώντας γύρη από τους στήμονες ενός λουλουδιού άλλης ποικιλίας σε τσιμπιδάκια, την εφάρμοσε στο στίγμα του πιστόλι. Για δέκα χιλιάδες φυτά που ελήφθησαν ως αποτέλεσμα σταυρών και από αυτογονιμοποιημένα υβρίδια, εισήχθησαν δέκα χιλιάδες διαβατήρια. Οι καταχωρίσεις σε αυτές είναι τακτοποιημένες: όταν μεγάλωσε το μητρικό φυτό, τι λουλούδια είχε, ποια γύρη γονιμοποιήθηκε, ποια μπιζέλια - κίτρινα ή πράσινα, λεία ή ζαρωμένα - αποκτήθηκαν, ποια λουλούδια - το χρώμα στις άκρες, το χρώμα το κέντρο - άνθισε όταν παραλήφθηκαν οι σπόροι πόσοι από αυτούς είναι κίτρινοι, πόσοι είναι πράσινοι, στρογγυλοί, ζαρωμένοι, πόσοι από αυτούς επιλέγονται για φύτευση, όταν φυτεύονται κ.ο.κ.
Το αποτέλεσμα της έρευνάς του ήταν η έκθεση "Πειράματα σε υβρίδια φυτών", η οποία διαβάστηκε από έναν φυσιοδίφτη από το Μπρούνι το 1865. Η έκθεση λέει: «Ο λόγος για τη δημιουργία των πειραμάτων, στα οποία είναι αφιερωμένο αυτό το άρθρο, ήταν η τεχνητή διασταύρωση διακοσμητικών φυτών, η οποία πραγματοποιήθηκε προκειμένου να αποκτηθούν νέες μορφές, διαφορετικές στο χρώμα. Για τη δημιουργία περαιτέρω πειραμάτων για τον εντοπισμό της ανάπτυξης υβριδίων στους απογόνους τους έδωσε ώθηση στην εμφανή κανονικότητα με την οποία οι υβριδικές μορφές επέστρεφαν συνεχώς στις προγονικές τους μορφές. Όπως συμβαίνει συχνά στην ιστορία της επιστήμης, το έργο του Mendel δεν έλαβε αμέσως τη δέουσα αναγνώριση από τους συγχρόνους του. Τα αποτελέσματα των πειραμάτων του δημοσιεύθηκαν σε μια συνάντηση της Εταιρείας Φυσικών Επιστημών της πόλης Μπρουν και στη συνέχεια δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό αυτής της Εταιρείας, αλλά οι ιδέες του Mendel εκείνη την εποχή δεν βρήκαν υποστήριξη. Το τεύχος του περιοδικού που περιγράφει το επαναστατικό έργο του Μέντελ μαζεύει σκόνη στις βιβλιοθήκες εδώ και τριάντα χρόνια. Μόνο στα τέλη του 19ου αιώνα, οι επιστήμονες που ασχολούνταν με τα προβλήματα της κληρονομικότητας ανακάλυψαν τα έργα του Mendel και ήταν σε θέση να λάβει (ήδη μεταθανάτια) την αναγνώριση που του άξιζε.
Ο πρώτος νόμος του Mendel
Η διασταύρωση δύο οργανισμών ονομάζεται παραγωγή μικτών γενών,καλούνται οι απόγονοι που διασχίζουν δύο άτομα με διαφορετική κληρονομικότητα υβρίδιο,και ξεχωριστό άτομο - ένα υβρίδιο.Monoυβρίδιοονομάζεται διασταύρωση δύο οργανισμών που διαφέρουν μεταξύ τους σε ένα ζεύγος εναλλακτικών (αλληλοαποκλειόμενων) χαρακτηριστικών. Κατά συνέπεια, με μια τέτοια διασταύρωση, εντοπίζονται τα πρότυπα κληρονομικότητας δύο μόνο χαρακτηριστικών, η ανάπτυξη των οποίων οφείλεται σε ένα ζευγάρι αλληλικών γονιδίων. Όλα τα άλλα σημεία που χαρακτηρίζουν αυτούς τους οργανισμούς δεν λαμβάνονται υπόψη.
Εάν διασταυρώσετε φυτά μπιζελιού με κίτρινους και πράσινους σπόρους, τότε όλα τα υβρίδια που προκύπτουν θα έχουν κίτρινους σπόρους. Η ίδια εικόνα παρατηρείται κατά τη διασταύρωση φυτών με λείο και ζαρωμένο σχήμα σπόρου. όλοι οι απόγονοι της πρώτης γενιάς θα έχουν λείο σχήμα σπόρου:
Επομένως, ο πρώτος νόμος του Mendel ονομάστηκε Ο νόμος της ομοιομορφίας των υβριδίων πρώτης γενιάς.
Εάν χρησιμοποιήσουμε τους όρους που εμφανίστηκαν πολλά χρόνια μετά τη δουλειά του Mendel, τότε μπορούμε να πούμε ότι τα κύτταρα των φυτών μπιζελιού μιας ποικιλίας περιέχουν δύο γονίδια μόνο κίτρινου χρώματος και τα γονίδια φυτών άλλης ποικιλίας - δύο γονίδια μόνο πράσινου χρώματος. Τα γονίδια που είναι υπεύθυνα για την ανάπτυξη ενός χαρακτηριστικού (για παράδειγμα, χρώμα σπόρου) ονομάζονται αλληλόμορφα γονίδια... Κατά συνέπεια, σε ένα υβρίδιο της πρώτης γενιάς, αναπτύσσεται μόνο ένα από κάθε ζεύγος εναλλακτικών χαρακτηριστικών. Το δεύτερο σύμπτωμα φαίνεται να εξαφανίζεται, δεν εμφανίζεται. Το φαινόμενο της επικράτησης σε ένα υβρίδιο μεσημάδι ενός από τους γονείς G. Mendel με όνομα dominδιαλογής.Ένα χαρακτηριστικό που εκδηλώνεται σε ένα υβρίδιο της πρώτης γενιάς και καταστέλλει την ανάπτυξη ενός άλλου χαρακτηριστικού ονομάστηκε κυρίαρχοκαι το αντίθετο, δηλαδή καταπιεσμένο, υπογράψτε - υποχωρητικός.Ο Gregor Mendel αποφάσισε να αντικαταστήσει την περιγραφή των χαρακτηριστικών των φυτών με τον αφαιρετικό κωδικό "A, B, C, D, E, F, G" και "a, b, c, d, e, f, g" και στη συνέχεια να παρατηρήσει τη μοίρα ενός ζεύγους χαρακτηριστικών, προχώρησε στην παρακολούθηση δύο, τριών, τεσσάρων ζευγαριών ταυτόχρονα. Μεγάλα A, B, C, D, E, F, G, σημείωσε τα κυρίαρχα χαρακτηριστικά. μικρό a, b, c, d, e, f, g - υπολειπόμενο. Εάν υπάρχουν δύο πανομοιότυπα αλληλόμορφα γονότυπα ενός οργανισμού (ζυγώτης), και τα δύο είναι κυρίαρχα ή και τα δύο είναι υπολειπόμενα (ΑΑή αα),ένας τέτοιος οργανισμός ονομάζεται ομόζυγοςΕάν από ένα ζεύγος αλληλικών γονιδίων το ένα είναι κυρίαρχο και το άλλο είναι υπολειπόμενο (Αα),τότε ονομάζεται ένας τέτοιος οργανισμός ετερόζυγος.
Νόμος διάσπασης, ή δεύτερος νόμος του Mendel.
Εάν οι απόγονοι της πρώτης γενιάς, όμοιοι στο χαρακτηριστικό που μελετήθηκε, διασταυρώνονται μεταξύ τους, τότε στη δεύτερη γενιά τα χαρακτηριστικά και των δύο γονέων εμφανίζονται σε μια ορισμένη αριθμητική αναλογία: τα 3/4 των ατόμων θα έχουν ένα κυρίαρχο χαρακτηριστικό, υποχωρητικός:
Το φαινόμενο στο οποίο η διέλευση των ετερόζυγωνάτομα οδηγεί στο σχηματισμό απογόνων, μερικά από τα οποίαrogo φέρει ένα κυρίαρχο χαρακτηριστικό, και μέρος- υποχωρητικόςny, ονομάζεται διαχωρισμός.Κατά συνέπεια, το υπολειπόμενο χαρακτηριστικό στα υβρίδια της πρώτης γενιάς δεν εξαφανίστηκε, αλλά απλώς καταστέλλεται και θα εκδηλωθεί στη δεύτερη υβριδική γενιά.
Υπόθεση καθαρότητας γαμέτη. Ο Mendel πρότεινε ότι κατά τον σχηματισμό υβριδίων, οι κληρονομικοί παράγοντες δεν αναμειγνύονται, αλλά παραμένουν αμετάβλητοι. Στο υβρίδιο, υπάρχουν και οι δύο παράγοντες - κυρίαρχοι και υπολειπόμενοι, αλλά ο κυρίαρχος κληρονομικός παράγοντας εκδηλώνεται με τη μορφή ενός χαρακτηριστικού, ενώ ο υπολειπόμενος παράγοντας καταστέλλεται. Η επικοινωνία μεταξύ γενεών κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή πραγματοποιείται μέσω των σεξουαλικών κυττάρων - χαμεταΕπομένως, πρέπει να υποτεθεί ότι κάθε γαμέτης φέρει μόνο έναν παράγοντα από ένα ζεύγος. Στη συνέχεια, κατά τη γονιμοποίηση, η σύντηξη δύο γαμετών, καθένα από τα οποία φέρει υπολειπόμενο κληρονομικό παράγοντα, θα οδηγήσει στο σχηματισμό ενός οργανισμού με υπολειπόμενο χαρακτηριστικό που εκδηλώνεται φαινοτυπικά. Η σύντηξη γαμετών, καθένας από τους οποίους φέρει έναν κυρίαρχο παράγοντα, ή δύο γαμέτες, ένας από τους οποίους περιέχει έναν κυρίαρχο παράγοντα και ο άλλος υπολειπόμενο παράγοντα, θα οδηγήσει στην ανάπτυξη ενός οργανισμού με κυρίαρχο χαρακτηριστικό.
Ο Mendel εξήγησε τη διάσπαση των απογόνων όταν διασχίζουν ετερόζυγα άτομα με το γεγονός ότι οι γαμέτες είναι γενετικά καθαροί, δηλαδή φέρουν μόνο ένα γονίδιο από ένα αλληλόμορφο ζεύγος. Υπόθεση(τώρα ονομάζεται νόμος) καθαρότηταγαμέτεςμπορεί να διατυπωθεί ως εξής: κατά τη διάρκεια του σχηματισμού γεννητικών κυττάρων, μόνο ένα γονίδιο από ένα αλληλόμορφο ζεύγος εισέρχεται σε κάθε γαμέτη.
Γιατί και πώς συμβαίνει αυτό; Είναι γνωστό ότι κάθε κύτταρο του σώματος έχει ακριβώς το ίδιο διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων. Δύο ομόλογα χρωμοσώματα περιέχουν δύο πανομοιότυπα γονίδια. Γενετικά "καθαροί" γαμέτες σχηματίζονται ως εξής: όταν συγχωνεύονται αρσενικοί και θηλυκοί γαμέτες, λαμβάνεται ένα υβρίδιο με διπλοειδές (διπλό) σύνολο χρωμοσωμάτων.
Όπως φαίνεται από το διάγραμμα (Παράρτημα 2), ο ζυγώτης λαμβάνει τα μισά χρωμοσώματα από τον πατρικό οργανισμό και τα μισά από το μητρικό.
Στη διαδικασία σχηματισμού γαμετών σε ένα υβρίδιο, τα ομόλογα χρωμοσώματα κατά τη διάρκεια της πρώτης μειωτικής διαίρεσης εισέρχονται επίσης σε διαφορετικά κύτταρα.
Για αυτό το αλληλόμορφο ζεύγος, σχηματίζονται δύο ποικιλίες γαμετών. Κατά τη διάρκεια της γονιμοποίησης, γαμέτες που φέρουν τα ίδια ή διαφορετικά αλληλόμορφα συναντώνται κατά λάθος μεταξύ τους. Λόγω της στατιστικής πιθανότητας, με αρκετά μεγάλο αριθμό γαμετών στους απογόνους, το 25% των γονότυπων θα είναι ομόζυγος κυρίαρχος, το 50% - ετερόζυγος, το 25% - ομόζυγος υπολειπόμενος, δηλ. Η αναλογία 1ΑΑ: 2Αα: 1 αα.
Κατά συνέπεια, σύμφωνα με τον φαινότυπο, οι απόγονοι της δεύτερης γενιάς κατά τη διάρκεια της μονοϋβριδικής διασταύρωσης κατανέμονται σε αναλογία 3: 1 (¾ άτομα με κυρίαρχο χαρακτηριστικό, ¼ άτομα με υπολειπόμενο χαρακτηριστικό).
Η κυτταρολογική βάση για τη διάσπαση χαρακτήρων σε μονοϋβριδική διασταύρωση είναι η απόκλιση ομόλογων χρωμοσωμάτων σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου και ο σχηματισμός απλοειδών γεννητικών κυττάρων σε μείωση.
Στα παραδείγματα που συζητήθηκαν παραπάνω, ο κανόνας της ομοιομορφίας εκφράστηκε στο γεγονός ότι όλα τα υβρίδια ήταν εξωτερικά παρόμοια με έναν από τους γονείς. Αυτό δεν συμβαίνει πάντα. Συχνά τα σημάδια σε ετεροζυγωτικές μορφές έχουν ενδιάμεσο χαρακτήρα, δηλ. η κυριαρχία μπορεί να μην είναι πλήρης. Διασταύρωση δύο κληρονομικών μορφών του φυτού Night Beauty:
Ένα από αυτά έχει κόκκινα λουλούδια (και αυτό είναι το κυρίαρχο χαρακτηριστικό), και το άλλο είναι λευκό. Το διάγραμμα δείχνει ότι όλα τα υβρίδια πρώτης γενιάς έχουν ροζ λουλούδια. Στη δεύτερη γενιά, ο διαχωρισμός συμβαίνει σε αναλογία 1: 2: 1, δηλ. ένα κόκκινο λουλούδι (ομοζυγώτης), δύο ροζ λουλούδια (ετεροζυγώτης), ένα λευκό (ομοζυγώτης). Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται ατελής κυριαρχία.
Σε περίπτωση ατελούς κυριαρχίας, ένα κυρίαρχο γονίδιο σε ετεροζυγωτική κατάσταση δεν καταστέλλει πάντα πλήρως το υπολειπόμενο γονίδιο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ένα υβρίδιο fiδεν αναπαράγει πλήρως κανένα από τα γονικά χαρακτηριστικά και το χαρακτηριστικό είναι ενδιάμεσου χαρακτήρα με περισσότερο ή λιγότερο απόκλιση προς μια κυρίαρχη ή υπολειπόμενη κατάσταση. Αλλά όλα τα άτομα αυτής της γενιάς είναι ομοιόμορφα σε αυτό το χαρακτηριστικό. Η ατελής κυριαρχία είναι ευρέως διαδεδομένη. Βρέθηκε στη μελέτη της κληρονομικότητας του χρώματος των λουλουδιών στους κρότους, του χρώματος του μαλλιού σε βοοειδή και πρόβατα, βιοχημικά χαρακτηριστικά στον άνθρωπο κ.λπ. Τα ενδιάμεσα χαρακτηριστικά που προκύπτουν από την ατελή κυριαρχία συχνά αντιπροσωπεύουν αισθητική ή υλική αξία για τους ανθρώπους. Ανακύπτει το ερώτημα: είναι δυνατόν να αναπαραχθεί με επιλογή, για παράδειγμα, μια ποικιλία νυχτερινής ομορφιάς με ροζ χρώμα λουλουδιών; Προφανώς όχι, επειδή αυτό το χαρακτηριστικό αναπτύσσεται μόνο στους ετεροζυγωτές και όταν διασταυρώνονται μεταξύ τους, ο διαχωρισμός συμβαίνει πάντα:
Η ατελής κυριαρχία είναι ευρέως διαδεδομένη. Βρέθηκε στη μελέτη της κληρονομικότητας του χρώματος των λουλουδιών στους κρότους, του χρώματος του μαλλιού σε βοοειδή και πρόβατα, βιοχημικά χαρακτηριστικά στον άνθρωπο κ.λπ. Τα ενδιάμεσα χαρακτηριστικά που προκύπτουν από την ατελή κυριαρχία συχνά αντιπροσωπεύουν αισθητική ή υλική αξία για τους ανθρώπους. Ανακύπτει το ερώτημα: είναι δυνατόν να αναπαραχθεί με επιλογή, για παράδειγμα, μια ποικιλία νυχτερινής ομορφιάς με ροζ χρώμα λουλουδιών; Προφανώς όχι, επειδή αυτό το χαρακτηριστικό αναπτύσσεται μόνο στους ετεροζυγωτές και όταν διασταυρώνονται μεταξύ τους, συμβαίνει πάντα ο διαχωρισμός.
Ο νόμος του ανεξάρτητου συνδυασμού, ή ο τρίτοςΝόμος του Μέντελ.
Η μελέτη του Mendel για την κληρονομικότητα ενός ζεύγους αλληλόμορφων κατέστησε δυνατή την καθιέρωση ενός αριθμού σημαντικών γενετικών προτύπων: το φαινόμενο της κυριαρχίας, το αμετάβλητο των υπολειπόμενων αλληλόμορφων στα υβρίδια, ο διαχωρισμός των απογόνων των υβριδίων σε αναλογία 3: 1 και επίσης να υποθέσουμε ότι οι γαμέτες είναι γενετικά καθαροί, δηλαδή περιέχουν μόνο ένα γονίδιο από αλληλόμορφα ζεύγη. Ωστόσο, οι οργανισμοί διαφέρουν σε πολλά γονίδια. Είναι δυνατόν να καθοριστούν τα πρότυπα κληρονομικότητας δύο ζευγαριών εναλλακτικών χαρακτηριστικών και άλλων διυβριδικόή πολυυβριδική διέλευση, δηλ. διασταύρωση γονικών μορφών που διαφέρουν σε δύο ζεύγη χαρακτηριστικών.
Για τη διυβριδική διέλευση, ο Mendel πήρε ομόζυγα φυτά μπιζελιού που διαφέρουν σε δύο δείκτες - χρώμα σπόρου (κίτρινο, πράσινο) και σχήμα σπόρου (λείο, ζαρωμένο). Κυρίαρχα χαρακτηριστικά - κίτρινος χρωματισμός (ΕΝΑ)και λείο σχήμα (V)σπόρους. Κάθε φυτό σχηματίζει μια ποικιλία γαμετών για τα αλληλόμορφα που μελετήθηκαν: Όταν οι γαμέτες συγχωνευτούν, όλοι οι απόγονοι θα είναι ομοιόμορφοι:
|
Πλέγμα Pannet |
||||||
Είναι εύκολο να υπολογιστεί ότι σύμφωνα με τον φαινότυπο, οι απόγονοι χωρίζονται σε 4 ομάδες: 9 κίτρινα λεία, 3 κίτρινα ζαρωμένα, 3 πράσινα λεία, 1 κίτρινα ζαρωμένα (9: 3: 3: 1). Αν λάβουμε υπόψη τα αποτελέσματα της διάσπασης για κάθε ζευγάρι χαρακτήρων ξεχωριστά, αποδεικνύεται ότι ο λόγος του αριθμού των κίτρινων σπόρων προς τον αριθμό των πράσινων σπόρων και ο λόγος των λείων σπόρων προς τους ζαρωμένους σπόρους για κάθε ζευγάρι είναι 3: 1 Το Αυτό μπορεί να εκφραστεί αλγεβρικά ως τετράγωνο του διωνύμου
(3 + 1) ² = 3² + 2 · 3 + 1² ή 9 + 3 + 3 + 1
Έτσι, σε ένα διυβριδικό πέρασμα, κάθε ζεύγος χαρακτηριστικών κατά τη διάσπαση στους απογόνους συμπεριφέρεται με τον ίδιο τρόπο όπως σε ένα μονοϋβριδικό πέρασμα, δηλαδή ανεξάρτητα από το άλλο ζεύγος χαρακτηριστικών.
Κατά τη διάρκεια της γονιμοποίησης, οι γαμέτες συνδυάζονται σύμφωνα με τους κανόνες των τυχαίων συνδυασμών, αλλά με την ίδια πιθανότητα για τον καθένα. Στους ζυγωτές που προκύπτουν, προκύπτουν διάφοροι συνδυασμοί γονιδίων. Τώρα μπορούμε να διατυπώσουμε τον τρίτο νόμο του Mendel: όταν διασχίζουν δύο ομόζυγα άτομα, που διαφέρουνχωρίζονται μεταξύ τους με δύο ή περισσότερα ζεύγη εναλλακτικών χαρακτηριστικών, γονιδίων καιτα αντίστοιχα χαρακτηριστικά τους κληρονομούνται ανεξάρτητατο ένα από το άλλο και συνδυάζονται σε όλα τα δυνατάσυνδυασμοί.
Οι νόμοι του Mendel χρησιμεύουν ως βάση για την ανάλυση της διάσπασης σε πιο πολύπλοκες περιπτώσεις: όταν τα άτομα διαφέρουν σε τρία, τέσσερα ζεύγη χαρακτήρων ή περισσότερων.
Προϋποθέσεις συμμόρφωσης με τους νόμους κληρονομιάς του Mendel
Οι νόμοι που ανακάλυψε ο Γκρέγκορ Μέντελ δεν είναι πάντα εφαρμόσιμοι στη γενετική. Υπάρχουν πολλές προϋποθέσεις για τη συμμόρφωση με τους νόμους του Mendel. Για τέτοιες περιπτώσεις, υπάρχουν άλλοι νόμοι (για παράδειγμα: νόμος του Μόργκαν) ή εξηγήσεις.
Ας διατυπώσουμε τις βασικές προϋποθέσεις για την τήρηση των νόμων της κληρονομιάς.
Για να συμμορφωθεί με το νόμο της ομοιομορφίας των υβριδίων πρώτης γενιάς, είναι απαραίτητο:
οι γονικοί οργανισμοί ήταν ομόζυγοι.
τα γονίδια διαφορετικών αλληλόμορφων εντοπίστηκαν σε διαφορετικά χρωμοσώματα και όχι σε ένα (διαφορετικά, μπορεί να εμφανιστεί το φαινόμενο της "συνδεδεμένης κληρονομικότητας").
Ο νόμος διάσπασης θα τηρηθεί εάν
στα υβρίδια, οι κληρονομικοί παράγοντες παραμένουν αμετάβλητοι.
Ο νόμος της ανεξάρτητης κατανομής γονιδίων στους απογόνους και η εμφάνιση διαφόρων συνδυασμών αυτών των γονιδίων κατά τη διυβριδική διασταύρωση είναι δυνατή μόνο σε περίπτωση.
εάν ζεύγη αλληλικών γονιδίων βρίσκονται σε διαφορετικά ζεύγη ομόλογων χρωμοσωμάτων.
Η παραβίαση αυτών των συνθηκών μπορεί να οδηγήσει είτε στην απουσία διάσπασης στη δεύτερη γενιά, είτε σε διάσπαση στην πρώτη γενιά. ή σε στρέβλωση της αναλογίας διαφορετικών γονότυπων και φαινοτύπων. Οι νόμοι του Mendel είναι καθολικοί για όλους τους διπλοειδείς οργανισμούς σεξουαλικής αναπαραγωγής. Γενικά, ισχύουν για αυτοσωμικά γονίδια με πλήρη διείσδυση (100% συχνότητα εκδήλωσης του αναλυθέντος γνωρίσματος. 100% διείσδυση σημαίνει ότι το χαρακτηριστικό εκφράζεται σε όλους τους φορείς του αλληλόμορφου που καθορίζει την ανάπτυξη αυτού του χαρακτηριστικού) και σταθερή εκφραστικότητα. Η συνεχής εκφραστικότητα υποδηλώνει ότι η φαινοτυπική σοβαρότητα ενός γνωρίσματος είναι η ίδια ή περίπου η ίδια σε όλους τους φορείς του αλληλόμορφου που καθορίζει την ανάπτυξη αυτού του χαρακτηριστικού.
Συμπέρασμα.
Οι νόμοι του Gregor Mendel χρησιμοποιούνται σήμερα ευρέως στην αναπαραγωγή φυτών, ζώων και μικροοργανισμών, στην ιατρική, στη γενετική μηχανική και σε πολλούς άλλους κλάδους της ανθρώπινης ζωής, καθώς και στην επίλυση προβλημάτων στη γενετική.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ο Mendel διατύπωσε νόμους και έβγαλε συμπεράσματα σε μια εποχή που τίποτα δεν ήταν γνωστό για το DNA, τα γονίδια και τα χρωμοσώματα. Ωστόσο, αποδείχθηκε ότι είχε απόλυτο δίκιο, και αν και όχι αμέσως, οι θεωρίες του αναγνωρίστηκαν και ελήφθησαν ως βάση της αναπτυσσόμενης επιστήμης της γενετικής.
Mendelian θεωρία κληρονομικότητας, δηλ. Το σύνολο των ιδεών σχετικά με τους κληρονομικούς καθοριστικούς παράγοντες και τη φύση της μετάδοσής τους από τους γονείς στους απογόνους, με την έννοια του, είναι ακριβώς αντίθετο με τις θεωρίες των Δομιναίων, ιδίως με τη θεωρία της παγγενεσίας που προτάθηκε από τον Δαρβίνο. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, τα σημάδια των γονέων είναι άμεσα, δηλ. από όλα τα μέρη του σώματος, που μεταφέρονται στους απογόνους. Επομένως, ο χαρακτήρας του χαρακτηριστικού του παιδιού θα πρέπει να εξαρτάται άμεσα από τις ιδιότητες του γονέα. Αυτό έρχεται σε πλήρη αντίθεση με τα συμπεράσματα που έκανε ο Mendel: οι καθοριστικοί παράγοντες της κληρονομικότητας, δηλ. γονίδια υπάρχουν στο σώμα σχετικά ανεξάρτητα από τον εαυτό του. Η φύση των χαρακτηριστικών (φαινότυπος) καθορίζεται από τον τυχαίο συνδυασμό τους. Δεν τροποποιούνται από κανένα μέρος του σώματος και βρίσκονται σε δεσπόζουσα-υπολειπόμενη σχέση. Έτσι, η Mendelian θεωρία της κληρονομικότητας αντιτίθεται στην ιδέα της κληρονομικότητας των χαρακτήρων που αποκτήθηκαν κατά τη διάρκεια της ατομικής ανάπτυξης.
Τα πειράματα του Mendel χρησίμευσαν ως βάση για την ανάπτυξη της σύγχρονης γενετικής - μια επιστήμη που μελετά δύο κύριες ιδιότητες ενός οργανισμού - την κληρονομικότητα και τη μεταβλητότητα. Κατάφερε να εντοπίσει τα πρότυπα κληρονομικότητας χάρη στις θεμελιωδώς νέες μεθοδολογικές προσεγγίσεις:
1) Ο Mendel επέλεξε με επιτυχία το αντικείμενο της έρευνας.
2) ανέλυσε την κληρονομικότητα των επιμέρους χαρακτηριστικών στους απογόνους των διασταυρωμένων φυτών που διαφέρουν σε ένα, δύο και τρία ζεύγη αντίθετων εναλλακτικών χαρακτηριστικών. Σε κάθε γενιά, τηρήθηκε ένα αρχείο ξεχωριστά για κάθε ζεύγος αυτών των χαρακτηριστικών.
3) όχι μόνο κατέγραψε τα ληφθέντα αποτελέσματα, αλλά πραγματοποίησε και τη μαθηματική τους επεξεργασία.
Οι αναφερόμενες απλές μέθοδοι έρευνας αποτέλεσαν μια θεμελιωδώς νέα, υβριδολογική μέθοδο για τη μελέτη της κληρονομικότητας, η οποία έγινε η βάση για περαιτέρω έρευνα στη γενετική.
Βιβλιογραφία.
Γενική βιολογία: Σχολικό βιβλίο για 9-10 τάξεις. Νυμφεύω σχολείο / Polyansky Yu.I., Brown A.D., Verzilin N.M. και άλλοι. Μ.: Εκπαίδευση, 1987.-287 σελ.: Άρρωστος
Mendelκατέληξε στο συμπέρασμα ότι η προδιάθεση για τοκετό ... επηρεάζει τις συχνότητες των γονότυπων στον πληθυσμό. Οι νόμοι Mendelμην μας πεις τίποτα για συχνότητες ...Ο πρώτος νόμος του Mendel
Η διασταύρωση δύο οργανισμών ονομάζεται παραγωγή μικτών γενών,καλούνται οι απόγονοι που διασχίζουν δύο άτομα με διαφορετική κληρονομικότητα υβρίδιο,και ξεχωριστό άτομο - ένα υβρίδιο. Mono υβρίδιοονομάζεται διασταύρωση δύο οργανισμών που διαφέρουν μεταξύ τους σε ένα ζεύγος εναλλακτικών (αλληλοαποκλειόμενων) χαρακτηριστικών. Κατά συνέπεια, με μια τέτοια διασταύρωση, εντοπίζονται τα πρότυπα κληρονομικότητας δύο μόνο χαρακτηριστικών, η ανάπτυξη των οποίων οφείλεται σε ένα ζευγάρι αλληλικών γονιδίων. Όλα τα άλλα σημεία που χαρακτηρίζουν αυτούς τους οργανισμούς δεν λαμβάνονται υπόψη.
Εάν διασταυρώσετε φυτά μπιζελιού με κίτρινους και πράσινους σπόρους, τότε όλα τα υβρίδια που προκύπτουν θα έχουν κίτρινους σπόρους. Η ίδια εικόνα παρατηρείται κατά τη διασταύρωση φυτών με λείο και ζαρωμένο σχήμα σπόρου. όλοι οι απόγονοι της πρώτης γενιάς θα έχουν λείο σχήμα σπόρου:
Επομένως, ο πρώτος νόμος του Mendel ονομάστηκε Ο νόμος της ομοιομορφίας των υβριδίων πρώτης γενιάς.
Εάν χρησιμοποιήσουμε τους όρους που εμφανίστηκαν πολλά χρόνια μετά τη δουλειά του Mendel, τότε μπορούμε να πούμε ότι τα κύτταρα των φυτών μπιζελιού μιας ποικιλίας περιέχουν δύο γονίδια μόνο κίτρινου χρώματος και τα γονίδια φυτών άλλης ποικιλίας - δύο γονίδια μόνο πράσινου χρώματος. Τα γονίδια που είναι υπεύθυνα για την ανάπτυξη ενός χαρακτηριστικού (για παράδειγμα, χρώμα σπόρου) ονομάζονται αλληλόμορφα γονίδια... Κατά συνέπεια, σε ένα υβρίδιο της πρώτης γενιάς, αναπτύσσεται μόνο ένα από κάθε ζεύγος εναλλακτικών χαρακτηριστικών. Το δεύτερο σύμπτωμα φαίνεται να εξαφανίζεται, δεν εμφανίζεται. Το φαινόμενο της επικράτησης σε ένα υβρίδιο με σημάδι ενός από τους γονείς G. Mendel με όνομα domin διαλογής.Ένα χαρακτηριστικό που εκδηλώνεται σε ένα υβρίδιο της πρώτης γενιάς και καταστέλλει την ανάπτυξη ενός άλλου χαρακτηριστικού ονομάστηκε κυρίαρχοκαι το αντίθετο, δηλαδή καταπιεσμένο, υπογράψτε - υποχωρητικός.Ο Gregor Mendel αποφάσισε να αντικαταστήσει την περιγραφή των χαρακτηριστικών των φυτών με τον αφαιρετικό κωδικό "A, B, C, D, E, F, G" και "a, b, c, d, e, f, g" και στη συνέχεια να παρατηρήσει τη μοίρα ενός ζεύγους χαρακτηριστικών, προχώρησε στην παρακολούθηση δύο, τριών, τεσσάρων ζευγαριών ταυτόχρονα. Μεγάλα A, B, C, D, E, F, G, σημείωσε τα κυρίαρχα χαρακτηριστικά. μικρό a, b, c, d, e, f, g - υπολειπόμενο. Εάν υπάρχουν δύο πανομοιότυπα αλληλόμορφα γονότυπα ενός οργανισμού (ζυγώτης), και τα δύο είναι κυρίαρχα ή και τα δύο είναι υπολειπόμενα (ΑΑή αα),ένας τέτοιος οργανισμός ονομάζεται ομόζυγοςΕάν από ένα ζεύγος αλληλικών γονιδίων το ένα είναι κυρίαρχο και το άλλο είναι υπολειπόμενο (Αα),τότε ονομάζεται ένας τέτοιος οργανισμός ετερόζυγος.
Νόμος διάσπασης, ή δεύτερος νόμος του Mendel.
Εάν οι απόγονοι της πρώτης γενιάς, όμοιοι στο χαρακτηριστικό που μελετήθηκε, διασταυρώνονται μεταξύ τους, τότε στη δεύτερη γενιά τα χαρακτηριστικά και των δύο γονέων εμφανίζονται σε μια ορισμένη αριθμητική αναλογία: τα 3/4 των ατόμων θα έχουν ένα κυρίαρχο χαρακτηριστικό, υποχωρητικός:
Το φαινόμενο στο οποίο η διέλευση των ετερόζυγων άτομα οδηγεί στο σχηματισμό απογόνων, μερικά από τα οποία rogo φέρει ένα κυρίαρχο χαρακτηριστικό, και μέρος - υποχωρητικός ny, ονομάζεται διαχωρισμός.Κατά συνέπεια, το υπολειπόμενο χαρακτηριστικό στα υβρίδια της πρώτης γενιάς δεν εξαφανίστηκε, αλλά απλώς καταστέλλεται και θα εκδηλωθεί στη δεύτερη υβριδική γενιά.
Υπόθεση καθαρότητας γαμέτη. Ο Mendel πρότεινε ότι κατά τον σχηματισμό υβριδίων, οι κληρονομικοί παράγοντες δεν αναμειγνύονται, αλλά παραμένουν αμετάβλητοι. Στο υβρίδιο, υπάρχουν και οι δύο παράγοντες - κυρίαρχοι και υπολειπόμενοι, αλλά ο κυρίαρχος κληρονομικός παράγοντας εκδηλώνεται με τη μορφή ενός χαρακτηριστικού, ενώ ο υπολειπόμενος παράγοντας καταστέλλεται. Η επικοινωνία μεταξύ γενεών κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή πραγματοποιείται μέσω των σεξουαλικών κυττάρων - χα μεταΕπομένως, πρέπει να υποτεθεί ότι κάθε γαμέτης φέρει μόνο έναν παράγοντα από ένα ζεύγος. Στη συνέχεια, κατά τη γονιμοποίηση, η σύντηξη δύο γαμετών, καθένα από τα οποία φέρει υπολειπόμενο κληρονομικό παράγοντα, θα οδηγήσει στο σχηματισμό ενός οργανισμού με υπολειπόμενο χαρακτηριστικό που εκδηλώνεται φαινοτυπικά. Η σύντηξη γαμετών, καθένας από τους οποίους φέρει έναν κυρίαρχο παράγοντα, ή δύο γαμέτες, ένας από τους οποίους περιέχει έναν κυρίαρχο παράγοντα και ο άλλος υπολειπόμενο παράγοντα, θα οδηγήσει στην ανάπτυξη ενός οργανισμού με κυρίαρχο χαρακτηριστικό.
Ο Mendel εξήγησε τη διάσπαση των απογόνων όταν διασχίζουν ετερόζυγα άτομα με το γεγονός ότι οι γαμέτες είναι γενετικά καθαροί, δηλαδή φέρουν μόνο ένα γονίδιο από ένα αλληλόμορφο ζεύγος. Υπόθεση(τώρα ονομάζεται νόμος) καθαρότητα γαμέτεςμπορεί να διατυπωθεί ως εξής: κατά τη διάρκεια του σχηματισμού γεννητικών κυττάρων, μόνο ένα γονίδιο από ένα αλληλόμορφο ζεύγος εισέρχεται σε κάθε γαμέτη.
Γιατί και πώς συμβαίνει αυτό; Είναι γνωστό ότι κάθε κύτταρο του σώματος έχει ακριβώς το ίδιο διπλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων. Δύο ομόλογα χρωμοσώματα περιέχουν δύο πανομοιότυπα γονίδια. Γενετικά "καθαροί" γαμέτες σχηματίζονται ως εξής: όταν συγχωνεύονται αρσενικοί και θηλυκοί γαμέτες, λαμβάνεται ένα υβρίδιο με διπλοειδές (διπλό) σύνολο χρωμοσωμάτων.
Όπως φαίνεται από το διάγραμμα (Παράρτημα 2), ο ζυγώτης λαμβάνει τα μισά χρωμοσώματα από τον πατρικό οργανισμό και τα μισά από το μητρικό.
Στη διαδικασία σχηματισμού γαμετών σε ένα υβρίδιο, τα ομόλογα χρωμοσώματα κατά τη διάρκεια της πρώτης μειωτικής διαίρεσης εισέρχονται επίσης σε διαφορετικά κύτταρα.
Για αυτό το αλληλόμορφο ζεύγος, σχηματίζονται δύο ποικιλίες γαμετών. Κατά τη διάρκεια της γονιμοποίησης, γαμέτες που φέρουν τα ίδια ή διαφορετικά αλληλόμορφα συναντώνται κατά λάθος μεταξύ τους. Λόγω της στατιστικής πιθανότητας, με αρκετά μεγάλο αριθμό γαμετών στους απογόνους, το 25% των γονότυπων θα είναι ομόζυγος κυρίαρχος, το 50% - ετερόζυγος, το 25% - ομόζυγος υπολειπόμενος, δηλ. Η αναλογία 1ΑΑ: 2Αα: 1 αα.
Κατά συνέπεια, σύμφωνα με τον φαινότυπο, οι απόγονοι της δεύτερης γενιάς κατά τη διάρκεια της μονοϋβριδικής διασταύρωσης κατανέμονται σε αναλογία 3: 1 (¾ άτομα με κυρίαρχο χαρακτηριστικό, ¼ άτομα με υπολειπόμενο χαρακτηριστικό).
Η κυτταρολογική βάση για τη διάσπαση χαρακτήρων σε μονοϋβριδική διασταύρωση είναι η απόκλιση ομόλογων χρωμοσωμάτων σε διαφορετικούς πόλους του κυττάρου και ο σχηματισμός απλοειδών γεννητικών κυττάρων σε μείωση.
Στα παραδείγματα που συζητήθηκαν παραπάνω, ο κανόνας της ομοιομορφίας εκφράστηκε στο γεγονός ότι όλα τα υβρίδια ήταν εξωτερικά παρόμοια με έναν από τους γονείς. Αυτό δεν συμβαίνει πάντα. Συχνά τα σημάδια σε ετεροζυγωτικές μορφές έχουν ενδιάμεσο χαρακτήρα, δηλ. η κυριαρχία μπορεί να μην είναι πλήρης. Διασταύρωση δύο κληρονομικών μορφών του φυτού Night Beauty:
Ένα από αυτά έχει κόκκινα λουλούδια (και αυτό είναι το κυρίαρχο χαρακτηριστικό), και το άλλο είναι λευκό. Το διάγραμμα δείχνει ότι όλα τα υβρίδια πρώτης γενιάς έχουν ροζ λουλούδια. Στη δεύτερη γενιά, ο διαχωρισμός συμβαίνει σε αναλογία 1: 2: 1, δηλ. ένα κόκκινο λουλούδι (ομοζυγώτης), δύο ροζ λουλούδια (ετεροζυγώτης), ένα λευκό (ομοζυγώτης). Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται ατελής κυριαρχία.
Σε περίπτωση ατελούς κυριαρχίας, ένα κυρίαρχο γονίδιο σε ετεροζυγωτική κατάσταση δεν καταστέλλει πάντα πλήρως το υπολειπόμενο γονίδιο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ένα υβρίδιο fiδεν αναπαράγει πλήρως κανένα από τα γονικά χαρακτηριστικά και το χαρακτηριστικό είναι ενδιάμεσου χαρακτήρα με περισσότερο ή λιγότερο απόκλιση προς μια κυρίαρχη ή υπολειπόμενη κατάσταση. Αλλά όλα τα άτομα αυτής της γενιάς είναι ομοιόμορφα σε αυτό το χαρακτηριστικό. Η ατελής κυριαρχία είναι ευρέως διαδεδομένη. Βρέθηκε στη μελέτη της κληρονομικότητας του χρώματος των λουλουδιών στους κρότους, του χρώματος του μαλλιού σε βοοειδή και πρόβατα, βιοχημικά χαρακτηριστικά στον άνθρωπο κ.λπ. Τα ενδιάμεσα χαρακτηριστικά που προκύπτουν από την ατελή κυριαρχία συχνά αντιπροσωπεύουν αισθητική ή υλική αξία για τους ανθρώπους. Ανακύπτει το ερώτημα: είναι δυνατόν να αναπαραχθεί με επιλογή, για παράδειγμα, μια ποικιλία νυχτερινής ομορφιάς με ροζ χρώμα λουλουδιών; Προφανώς όχι, επειδή αυτό το χαρακτηριστικό αναπτύσσεται μόνο στους ετεροζυγωτές και όταν διασταυρώνονται μεταξύ τους, ο διαχωρισμός συμβαίνει πάντα:
Η ατελής κυριαρχία είναι ευρέως διαδεδομένη. Βρέθηκε στη μελέτη της κληρονομικότητας του χρώματος των λουλουδιών στους κρότους, του χρώματος του μαλλιού σε βοοειδή και πρόβατα, βιοχημικά χαρακτηριστικά στον άνθρωπο κ.λπ. Τα ενδιάμεσα χαρακτηριστικά που προκύπτουν από την ατελή κυριαρχία συχνά αντιπροσωπεύουν αισθητική ή υλική αξία για τους ανθρώπους. Ανακύπτει το ερώτημα: είναι δυνατόν να αναπαραχθεί με επιλογή, για παράδειγμα, μια ποικιλία νυχτερινής ομορφιάς με ροζ χρώμα λουλουδιών; Προφανώς όχι, επειδή αυτό το χαρακτηριστικό αναπτύσσεται μόνο στους ετεροζυγωτές και όταν διασταυρώνονται μεταξύ τους, συμβαίνει πάντα ο διαχωρισμός.
Ο νόμος του ανεξάρτητου συνδυασμού, ή ο τρίτος Νόμος του Μέντελ.
Η μελέτη του Mendel για την κληρονομικότητα ενός ζεύγους αλληλόμορφων κατέστησε δυνατή την καθιέρωση ενός αριθμού σημαντικών γενετικών προτύπων: το φαινόμενο της κυριαρχίας, το αμετάβλητο των υπολειπόμενων αλληλόμορφων στα υβρίδια, τη διάσπαση των απογόνων των υβριδίων σε αναλογία 3: 1, και επίσης να υποθέσουμε ότι οι γαμέτες είναι γενετικά καθαροί, δηλαδή, περιέχουν μόνο ένα γονίδιο από αλληλόμορφα ζεύγη. Ωστόσο, οι οργανισμοί διαφέρουν σε πολλά γονίδια. Είναι δυνατόν να καθοριστούν τα πρότυπα κληρονομικότητας δύο ζευγαριών εναλλακτικών χαρακτηριστικών και άλλων διυβριδικόή πολυυβριδική διέλευση, δηλ. διασταύρωση γονικών μορφών που διαφέρουν σε δύο ζεύγη χαρακτηριστικών.
Ένας επιστήμονας από την Τσεχική Δημοκρατία Gregor Mendel (1822-1884), κατά τη διάρκεια της έρευνάς του για τη διασταύρωση διαφορετικών ποικιλιών μπιζελιών, αποκάλυψε ορισμένα μοτίβα, τα οποία είναι πλέον ευρέως γνωστά με το όνομα των τριών νόμων του Mendel.
Ο πρώτος νόμος
Εάν τα φυτικά δείγματα ελήφθησαν στην πρώτη γενιά με διασταύρωση ομόζυγων γονικών ποικιλιών (καθαρές γραμμές) με διαφορετικά χαρακτηριστικά, τότε οι απόγονοι είναι ίδιοι σε γονότυπο και φαινότυπο. Σε αυτή την περίπτωση, ένα χαρακτηριστικό νοείται ως οποιαδήποτε επιλεγμένη ποιότητα φυτών, με την οποία μπορούν να διακριθούν δύο ποικιλίες. Ο πρώτος νόμος του Mendel είναι επίσης γνωστός ως ο κανόνας της κυριαρχίας, ή ο νόμος της ομοιομορφίας για τα υβρίδια πρώτης γενιάς. Το χαρακτηριστικό που εντοπίστηκε στην πρώτη γενιά ονομάστηκε κυρίαρχο και η ποιότητα που καταπιέστηκε και δεν εκδηλώθηκε ήταν υπολειπόμενη.
Δεύτερος νόμος
Νόμος διάσπασης. Η ουσία της έγκειται στο γεγονός ότι κατά τη διασταύρωση, για παράδειγμα, κατά την αυτο-επικονίαση, του ίδιου τύπου υβριδίων της πρώτης γενιάς στην επόμενη γενιά, οι απόγονοι χωρίζονται σύμφωνα με το επιλεγμένο χαρακτηριστικό (φαινότυπο) σε αναλογία 3 : 1 σε περίπτωση πλήρους κυριαρχίας και 1: 2: 1 σε περίπτωση ατελούς κυριαρχίας.
Ο τρίτος νόμος
Ο τρίτος νόμος του Mendel ασχολείται με την ανεξάρτητη κληρονομικότητα των χαρακτηριστικών ή τον ανεξάρτητο συνδυασμό γονιδίων των φυτών. Εάν υπάρχει διασταύρωση δειγμάτων φυτών που διαφέρουν μεταξύ τους σε δύο ή περισσότερα ζεύγη εναλλακτικών χαρακτηριστικών, το γενετικό υλικό και τα φαινοτυπικά χαρακτηριστικά που καθορίζουν κληρονομούνται ανεξάρτητα το ένα από το άλλο και μπορούν να συνδυαστούν σε οποιονδήποτε συνδυασμό.
Τα πειράματα του Τσέχου επιστήμονα έγιναν η βάση για την ανάπτυξη της σύγχρονης γενετικής. Ο Γ. Μέντελ μπόρεσε να ανακαλύψει τα βασικά πρότυπα κληρονομικότητας με τη βοήθεια των τελευταίων μεθοδολογικών προσεγγίσεων, που εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται από όλους τους γενετιστές.
Στα πειράματά του, όλα τα διασταυρωμένα δείγματα ανήκαν στο ίδιο είδος φυτού. Είναι σημαντικό ότι ταυτόχρονα διέφεραν σαφώς μεταξύ τους σε ένα, δύο, πολλά ζεύγη εναλλακτικών (αντίθετων) σημείων. Αυτά τα χαρακτηριστικά ήταν σταθερά, δηλαδή περνούσαν από γενιά σε γενιά όταν διασχίζονταν στο ίδιο είδος. Ταν απαραίτητο να μελετηθούν οι απόγονοι από κάθε ζεύγος υβριδίων ξεχωριστά και να γίνει ένας ποσοτικός απολογισμός των υβριδίων που διαφέρουν σε ορισμένα ζεύγη εναλλακτικών χαρακτηριστικών.
Αυτές οι ερευνητικές μέθοδοι αποτέλεσαν τη βάση μιας νέας υβριδολογικής μεθόδου, με την έλευση της οποίας ξεκίνησε η εποχή της μελέτης της κληρονομικότητας και της μεταβλητότητας.
Τα πρότυπα κληρονομικότητας των χαρακτηριστικών κατά τη σεξουαλική αναπαραγωγή καθορίστηκαν από τον G. Mendel. Είναι απαραίτητο να υπάρχει σαφής κατανόηση του γονότυπου και του φαινοτύπου, των αλληλόμορφων, της ομοιομορφίας και της ετεροζυγωτικότητας, της κυριαρχίας και των τύπων της, των τύπων σταυρών και επίσης να καταρτιστούν σχέδια.
Μονοϋβριδικόονομάζεται διασταύρωση, στην οποία οι γονικές μορφές διαφέρουν μεταξύ τους σε ένα ζευγάρι αντίθετων, εναλλακτικών χαρακτήρων.
Κατά συνέπεια, με μια τέτοια διασταύρωση, εντοπίζονται τα πρότυπα κληρονομικότητας μόνο δύο παραλλαγών του γνωρίσματος, η ανάπτυξη των οποίων οφείλεται σε ένα ζευγάρι αλληλικών γονιδίων. Παραδείγματα μονοϋβριδικών σταυρών που πραγματοποίησε ο G. Mendel είναι σταυροί μπιζελιών με σαφώς ορατά εναλλακτικά χαρακτηριστικά όπως μωβ και λευκά λουλούδια, κίτρινο και πράσινο χρώμα των ανώριμων φρούτων (φασόλια), λεία και ζαρωμένη επιφάνεια σπόρων, κίτρινο και πράσινο χρώμα κ.λπ. Το
Ομοιομορφία υβριδίων πρώτης γενιάς (πρώτος νόμος του Mendel) Κατά τη διασταύρωση μπιζελιών με μοβ (AA) και λευκά (aa) λουλούδια, ο Mendel διαπίστωσε ότι όλα τα υβριδικά φυτά πρώτης γενιάς (F1) είχαν μοβ άνθη (Εικόνα 2).
Εικόνα 2 – Μονοϋβριδικό σχέδιο διέλευσης
Ταυτόχρονα, το λευκό χρώμα του λουλουδιού δεν εμφανίστηκε. Όταν διασχίζετε φυτά που έχουν λείους και ζαρωμένους σπόρους, τα υβρίδια θα έχουν λείους σπόρους. Ο G. Mendel διαπίστωσε επίσης ότι όλα τα υβρίδια F 1 ήταν ομοιόμορφα (ομοιογενή) για καθένα από τα επτά χαρακτηριστικά που μελέτησε. Κατά συνέπεια, στα υβρίδια της πρώτης γενιάς, από ένα ζευγάρι γονικών εναλλακτικών χαρακτηριστικών, εμφανίζεται μόνο το ένα και το χαρακτηριστικό του άλλου γονέα φαίνεται να εξαφανίζεται.
Τα εναλλακτικά σημάδια είναι αμοιβαία αποκλειόμενα, αντίθετα σημεία.
Ο Mendel χαρακτήρισε την κυριαρχία των χαρακτηριστικών ενός από τους γονείς στα υβρίδια της F1 ως κυριαρχία και το αντίστοιχο χαρακτηριστικό ως κυρίαρχο. Τα χαρακτηριστικά που δεν εμφανίζονται στα υβρίδια F 1 τα χαρακτήρισε απολυτικά. Δεδομένου ότι όλα τα υβρίδια πρώτης γενιάς είναι ομοιόμορφα, αυτό το φαινόμενο ονομάστηκε πρώτοι νόμοι του Mendel, ή νόμος υβριδικής ομοιομορφίας πρώτης γενιάς και κανόνας κυριαρχίας.
Μπορεί να διατυπωθεί ως εξής: όταν διασχίζετε δύο οργανισμούς που ανήκουν σε διαφορετικές καθαρές γραμμές (δύο ομόζυγοι οργανισμοί), που διαφέρουν μεταξύ τους σε ένα ζευγάρι εναλλακτικών χαρακτηριστικών, ολόκληρη η πρώτη γενιά υβριδίων θα είναι ομοιόμορφη και θα φέρει το χαρακτηριστικό ενός οι γονείς.
Κάθε γονίδιο έχει δύο καταστάσεις - "Α" και "α", επομένως αποτελούν ένα ζεύγος και κάθε μέλος του ζεύγους ονομάζεται αλληλόμορφο. Τα γονίδια που βρίσκονται στους ίδιους τόπους (τμήματα) ομόλογων χρωμοσωμάτων και καθορίζουν την εναλλακτική ανάπτυξη του ίδιου χαρακτηριστικού ονομάζονται αλληλόμορφα.
Για παράδειγμα, το μοβ και το λευκό χρώμα ενός άνθους μπιζελιού είναι κυρίαρχο και υπολειπόμενο, αντίστοιχα, για δύο αλληλόμορφα (Α και α) ενός γονιδίου. Λόγω της παρουσίας δύο αλληλόμορφων, είναι δυνατές δύο καταστάσεις του οργανισμού: ομο- και ετεροζυγωτική. Εάν ένας οργανισμός περιέχει τα ίδια αλληλόμορφα ενός συγκεκριμένου γονιδίου (ΑΑ ή αα), τότε ονομάζεται ομόζυγο για αυτό το γονίδιο (ή χαρακτηριστικό), και αν είναι διαφορετικό (Αα), τότε ετερόζυγο. Ως εκ τούτου, ένα αλληλόμορφο είναι μια μορφή ύπαρξης ενός γονιδίου. Ένα παράδειγμα τρι-αλληλικού γονιδίου είναι ένα γονίδιο που καθορίζει το σύστημα της ομάδας αίματος ABO στους ανθρώπους. Υπάρχουν περισσότερα αλληλόμορφα: για το γονίδιο που ελέγχει τη σύνθεση της ανθρώπινης αιμοσφαιρίνης, υπάρχουν δεκάδες από αυτά.
Από υβριδικούς σπόρους μπιζελιού, ο Μέντελ καλλιέργησε φυτά, τα οποία υπέβαλε σε αυτο-επικονίαση, και οι σπόροι που προέκυψαν σπέρθηκαν ξανά. Το αποτέλεσμα ήταν μια δεύτερη γενιά υβριδίων, ή υβριδίων F2. Μεταξύ των τελευταίων, βρέθηκε διαχωρισμός για κάθε ζευγάρι εναλλακτικών χαρακτηριστικών σε αναλογία περίπου 3: 1, δηλαδή, τα τρία τέταρτα των φυτών είχαν κυρίαρχα χαρακτηριστικά (μοβ άνθη, κίτρινοι σπόροι, λείοι σπόροι κ.λπ.) και το ένα τέταρτο ήταν υπολειπόμενα (λευκά άνθη, πράσινοι σπόροι, ζαρωμένοι σπόροι κ.λπ.). Κατά συνέπεια, το υπολειπόμενο χαρακτηριστικό στο υβρίδιο F1 δεν εξαφανίστηκε, αλλά απωθήθηκε και εμφανίστηκε ξανά στη δεύτερη γενιά. Αυτή η γενίκευση ονομάστηκε αργότερα ο δεύτερος νόμος του Μέντελ, ή νόμος του διαχωρισμού.
Ο διαχωρισμός είναι ένα φαινόμενο κατά το οποίο η διασταύρωση ετερόζυγων ατόμων οδηγεί στον σχηματισμό απογόνων, μερικοί από τους οποίους είναι κυρίαρχοι και άλλοι υπολειπόμενοι.
Ο δεύτερος νόμος του Mendel: όταν δύο απόγονοι της πρώτης γενιάς διασταυρώνονται μεταξύ τους (δύο ετερόζυγα άτομα) στη δεύτερη γενιά, ο διαχωρισμός παρατηρείται σε μια ορισμένη αριθμητική αναλογία: με φαινότυπο 3: 1, με γονότυπο 1: 2: 1 (Εικ. 3).
Εικόνα 3 - Σχέδιο διαχωρισμού σημείων
κατά τη διέλευση υβριδίων F 1
Ο διαχωρισμός των χαρακτηριστικών στους απογόνους κατά τη διέλευση ετερόζυγων ατόμων εξηγήθηκε από τον G. Mendel από το γεγονός ότι οι γαμέτες είναι γενετικά καθαροί, δηλαδή φέρουν μόνο ένα γονίδιο από αλληλόμορφο ζεύγος. Ο νόμος της καθαρότητας γαμετών μπορεί να διατυπωθεί ως εξής: κατά τη διάρκεια του σχηματισμού γεννητικών κυττάρων, μόνο ένα γονίδιο από ένα αλληλόμορφο ζεύγος εισέρχεται σε κάθε γαμέτη.
Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η χρήση της υβριδολογικής μεθόδου για την ανάλυση της κληρονομικότητας των χαρακτηριστικών σε οποιοδήποτε είδος ζώων ή φυτών περιλαμβάνει τους ακόλουθους σταυρούς:
διασταύρωση γονικών μορφών (Ρ), που διαφέρουν σε ένα (μονοϋβριδική διασταύρωση) ή σε πολλά ζεύγη (πολυυβριδική διασταύρωση) εναλλακτικών χαρακτηριστικών και λήψη υβριδίων πρώτης γενιάς (F 1) ·
διασταύρωση υβριδίων F 1 μεταξύ τους και λήψη υβριδίων δεύτερης γενιάς (F2) ·
μαθηματική ανάλυση των αποτελεσμάτων της διασταύρωσης.
Στη συνέχεια, ο Mendel στράφηκε στη μελέτη της διυβριδικής διέλευσης.
Διυβριδική διέλευση- πρόκειται για μια διασταύρωση στην οποία εμπλέκονται δύο ζεύγη αλληλόμορφων (τα ζευγαρωμένα γονίδια είναι αλληλόμορφα και βρίσκονται μόνο σε ομόλογα χρωμοσώματα).
Κατά τη διυβριδική διασταύρωση, ο G. Mendel μελέτησε την κληρονομικότητα των χαρακτηριστικών, τα οποία είναι υπεύθυνα για γονίδια που βρίσκονται σε διαφορετικά ζεύγη ομόλογων χρωμοσωμάτων. Από την άποψη αυτή, κάθε γαμέτης πρέπει να περιέχει ένα γονίδιο από κάθε αλληλόμορφο ζεύγος.
Τα υβρίδια ετερόζυγα για δύο γονίδια ονομάζονται διθεροζυγωτικά και αν διαφέρουν σε τρία ή πολλά γονίδια, είναι τρι- και πολυετεροζυγωτικά, αντίστοιχα.
Πιο σύνθετα σχήματα διυβριδικών σταυρών, καταγραφή γονότυπων και φαινοτύπων του F 2 πραγματοποιούνται χρησιμοποιώντας το πλέγμα Pennett. Εξετάστε ένα παράδειγμα τέτοιου σταυρού. Για τη διασταύρωση, ελήφθησαν δύο αρχικές ομόζυγες γονικές μορφές: η πρώτη μορφή είχε κίτρινους και λείους σπόρους. η δεύτερη μορφή είχε πράσινους και ζαρωμένους σπόρους (Εικ. 4).
Εικόνα 4 - Διυβριδική διασταύρωση φυτών μπιζελιού,
διαφορετικό σε σχήμα και χρώμα σπόρων
Το κίτρινο χρώμα και οι λείοι σπόροι είναι κυρίαρχα χαρακτηριστικά. το πράσινο χρώμα και οι ζαρωμένοι σπόροι είναι υπολειπόμενα συμπτώματα. Υβρίδια πρώτης γενιάς - διασταυρώνονται μεταξύ τους. Στη δεύτερη γενιά, παρατηρήθηκε φαινοτυπική διάσπαση σε αναλογία 9: 3: 3: 1 ή (3 + 1) 2, μετά από αυτο-επικονίαση υβριδίων F1 σύμφωνα με τον νόμο της διάσπασης, εμφανίστηκαν ξανά ζαρωμένοι και πράσινοι σπόροι.
Τα μητρικά φυτά σε αυτή την περίπτωση έχουν γονότυπους AABB και aabb, και ο γονότυπος των υβριδίων F 1 - AaBb, δηλαδή, είναι ετεροζυγωτικός.
Έτσι, όταν διασχίζουμε ετερόζυγα άτομα που διαφέρουν σε πολλά ζεύγη εναλλακτικών χαρακτηριστικών, παρατηρείται διάσπαση φαινοτύπου στους απογόνους στην αναλογία (3 + 1) n, όπου n είναι ο αριθμός των ζευγαριών εναλλακτικών χαρακτηριστικών.
Τα γονίδια που καθορίζουν την ανάπτυξη διαφορετικών ζευγών χαρακτηριστικών ονομάζονται μη αλληλόμορφα.
Τα αποτελέσματα της διυβριδικής και πολυυβριδικής διασταύρωσης εξαρτώνται από το αν τα γονίδια που καθορίζουν τα χαρακτηριστικά που βρίσκονται βρίσκονται στο ίδιο ή σε διαφορετικά χρωμοσώματα. Ο Mendel συνάντησε χαρακτηριστικά των οποίων τα γονίδια ήταν σε διαφορετικά ζεύγη ομόλογων χρωμοσωμάτων μπιζελιού.
Στη μείωση, ομόλογα χρωμοσώματα διαφορετικών ζευγαριών συνδυάζονται τυχαία σε γαμέτες. Εάν το πατρικό χρωμόσωμα του πρώτου ζεύγους εισέλθει στον γαμέτη, τότε με την ίδια πιθανότητα τόσο το πατρικό όσο και το μητρικό χρωμόσωμα του δεύτερου ζεύγους μπορούν να μπουν σε αυτόν τον γαμέτη. Επομένως, τα χαρακτηριστικά των οποίων τα γονίδια βρίσκονται σε διαφορετικά ζεύγη ομόλογων χρωμοσωμάτων συνδυάζονται ανεξάρτητα το ένα από το άλλο. Στη συνέχεια, αποδείχθηκε ότι από τα επτά ζεύγη χαρακτηριστικών που μελέτησε ο Mendel σε μπιζέλια, στα οποία ο διπλοειδής αριθμός χρωμοσωμάτων είναι 2 n = 14, τα γονίδια που είναι υπεύθυνα για ένα από τα ζεύγη χαρακτηριστικών ήταν στο ίδιο χρωμόσωμα. Ωστόσο, ο Mendel δεν διαπίστωσε παραβίαση του νόμου της ανεξάρτητης κληρονομικότητας, καθώς η σύνδεση μεταξύ αυτών των γονιδίων δεν παρατηρήθηκε λόγω της μεγάλης απόστασης μεταξύ τους).
Με βάση την έρευνα, ο Mendel συμπέρανε τον τρίτο νόμο - το νόμο της ανεξάρτητης κληρονομικότητας των χαρακτηριστικών ή ανεξάρτητου συνδυασμού γονιδίων.
Κάθε ζεύγος αλληλικών γονιδίων (και εναλλακτικά χαρακτηριστικά που ελέγχονται από αυτά) κληρονομείται ανεξάρτητα το ένα από το άλλο.
Ο νόμος του ανεξάρτητου συνδυασμού γονιδίων αποτελεί τη βάση της συνδυαστικής μεταβλητότητας που παρατηρείται κατά τη διασταύρωση σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς. Σημειώνουμε επίσης ότι, σε αντίθεση με τον πρώτο νόμο του Mendel, που ισχύει πάντα, ο δεύτερος νόμος ισχύει μόνο για γονίδια που εντοπίζονται σε διαφορετικά ζεύγη ομόλογων χρωμοσωμάτων. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μη ομόλογα χρωμοσώματα συνδυάζονται στο κύτταρο ανεξάρτητα το ένα από το άλλο, κάτι που αποδείχθηκε όχι μόνο με τη μελέτη του χαρακτήρα της κληρονομικότητας των χαρακτήρων, αλλά και με μια άμεση κυτταρολογική μέθοδο.
Κατά τη μελέτη του υλικού, δώστε προσοχή σε περιπτώσεις παραβιάσεων της τακτικής διάσπασης λόγω φαινοτύπου που προκαλούνται από τη θανατηφόρα δράση μεμονωμένων γονιδίων.
Κληρονομικότητα και μεταβλητότητα.Η κληρονομικότητα και η μεταβλητότητα είναι οι σημαντικότερες ιδιότητες που χαρακτηρίζουν όλους τους ζωντανούς οργανισμούς.
Η κληρονομική ή γονοτυπική μεταβλητότητα υποδιαιρείται σε συνδυαστική και μεταλλακτική.
Η μεταβλητότητα ονομάζεται συνδυαστική, η οποία βασίζεται στο σχηματισμό ανασυνδυασμών, δηλαδή σε τέτοιους συνδυασμούς γονιδίων που δεν είχαν οι γονείς.
Στο επίκεντρο της συνδυαστικής μεταβλητότητας βρίσκεται η σεξουαλική αναπαραγωγή οργανισμών, με αποτέλεσμα να προκύπτει μια τεράστια ποικιλία γονότυπων. Τρεις διαδικασίες είναι πρακτικά απεριόριστες πηγές γενετικής διακύμανσης:
Ανεξάρτητη απόκλιση ομόλογων χρωμοσωμάτων στην πρώτη μειωτική διαίρεση. Είναι ο ανεξάρτητος συνδυασμός χρωμοσωμάτων στη μείωση που αποτελεί τη βάση του τρίτου νόμου του G. Mendel. Η εμφάνιση πράσινων λείων και κίτρινων ρυτιδωμένων σπόρων μπιζελιού στη δεύτερη γενιά από τη διασταύρωση φυτών με κίτρινους λείους και πράσινους ζαρωμένους σπόρους είναι ένα παράδειγμα συνδυαστικής μεταβλητότητας.
Αμοιβαία ανταλλαγή περιοχών ομόλογων χρωμοσωμάτων ή διασταύρωση. Δημιουργεί νέες ομάδες σύνδεσης, δηλαδή χρησιμεύει ως σημαντική πηγή γενετικού ανασυνδυασμού αλληλόμορφων. Μόλις βρεθούν στο ζυγωτό, τα ανασυνδυασμένα χρωμοσώματα συμβάλλουν στην εμφάνιση χαρακτηριστικών που είναι άτυπα για καθένα από τους γονείς.
Τυχαίος συνδυασμός γαμετών κατά τη διάρκεια της γονιμοποίησης.
Αυτές οι πηγές συνδυαστικής μεταβλητότητας δρουν ανεξάρτητα και ταυτόχρονα, παρέχοντας ταυτόχρονα μια συνεχή "ανακατεύουσα" γονίδια, η οποία οδηγεί στην εμφάνιση οργανισμών με διαφορετικό γονότυπο και φαινότυπο (τα ίδια τα γονίδια δεν αλλάζουν). Ωστόσο, οι νέοι συνδυασμοί γονιδίων υποβαθμίζονται πολύ εύκολα όταν περνούν από γενιά σε γενιά.
Ένα παράδειγμα συνδυαστικής μεταβλητότητας. Το νυχτερινό λουλούδι ομορφιάς έχει ένα γονίδιο για τα κόκκινα πέταλα Α και ένα γονίδιο για το λευκό α. Το σώμα του Αα έχει ροζ πέταλα. Έτσι, η νυχτερινή ομορφιά δεν έχει ροζ γονίδιο · το ροζ εμφανίζεται όταν συνδυάζεται (συνδυασμός) κόκκινου και λευκού γονιδίου.
Το άτομο έχει μια κληρονομική ασθένεια δρεπανοκυτταρική αναιμία. Ο ΑΑ είναι ο κανόνας, ο αα είναι ο θάνατος, ο ΑΑ είναι ο ΣΚΑ. Με το SKA, ένα άτομο δεν μπορεί να ανεχθεί αυξημένη σωματική άσκηση, ενώ δεν πάσχει από ελονοσία, δηλαδή τον αιτιολογικό παράγοντα της ελονοσίας Plasmodium ελονοσία δεν μπορεί να τρέφεται με λάθος αιμοσφαιρίνη. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι χρήσιμο στην ισημερινή ζώνη. δεν υπάρχει γονίδιο για αυτό, προέρχεται από συνδυασμό γονιδίων Α και α.
Έτσι, η κληρονομική διακύμανση ενισχύεται με συνδυαστική παραλλαγή. Έχοντας προκύψει, μεμονωμένες μεταλλάξεις βρίσκονται κοντά σε άλλες μεταλλάξεις, αποτελούν μέρος νέων γονότυπων, δηλαδή προκύπτουν πολλοί συνδυασμοί αλληλόμορφων. Κάθε άτομο είναι γενετικά μοναδικό (με εξαίρεση πανομοιότυπα δίδυμα και άτομα που έχουν προκύψει λόγω της ασεξουαλικής αναπαραγωγής ενός κλώνου με ένα μόνο κύτταρο ως πρόγονο). Έτσι, αν υποθέσουμε ότι σε κάθε ζεύγος ομόλογων χρωμοσωμάτων υπάρχει μόνο ένα ζεύγος αλληλικών γονιδίων, τότε για ένα άτομο του οποίου το απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων είναι 23, ο αριθμός των πιθανών γονότυπων θα είναι 3 έως 23 μοίρες. Ένας τέτοιος τεράστιος αριθμός γονότυπων είναι 20 φορές ο αριθμός όλων των ανθρώπων στη Γη. Ωστόσο, στην πραγματικότητα, τα ομόλογα χρωμοσώματα διαφέρουν σε πολλά γονίδια και ο υπολογισμός δεν λαμβάνει υπόψη το φαινόμενο της διασταύρωσης. . Επομένως, ο αριθμός των πιθανών γονότυπων εκφράζεται σε αστρονομικούς αριθμούς και μπορεί με βεβαιότητα να ισχυριστεί ότι η εμφάνιση δύο πανομοιότυπων ανθρώπων είναι πρακτικά απίθανη (με εξαίρεση τα πανομοιότυπα δίδυμα, που προέκυψαν από το ίδιο γονιμοποιημένο αυγό). Ως εκ τούτου, συγκεκριμένα, ακολουθεί τη δυνατότητα αξιόπιστης ταυτοποίησης του ατόμου από τα υπολείμματα ζωντανών ιστών, επιβεβαίωση ή αποκλεισμό της πατρότητας.
Έτσι, η ανταλλαγή γονιδίων λόγω της διασταύρωσης των χρωμοσωμάτων στην πρώτη διαίρεση της μείωσης, του ανεξάρτητου και τυχαίου ανασυνδυασμού των χρωμοσωμάτων στη μείωση και της πιθανότητας σύντηξης των γαμετών στη σεξουαλική διαδικασία είναι τρεις παράγοντες που εξασφαλίζουν την ύπαρξη συνδυαστικής μεταβλητότητας. Μεταλλακτική μεταβλητότητα του ίδιου του γονότυπου.
Οι μεταλλάξεις είναι ξαφνικές, κληρονομικές αλλαγές στο γενετικό υλικό, που οδηγούν σε αλλαγή ορισμένων χαρακτηριστικών ενός οργανισμού.
Οι κύριες διατάξεις της θεωρίας μετάλλαξης αναπτύχθηκαν από τον επιστήμονα G. De Vries το 1901 – 1903 και βράζω σε αυτό:
Οι μεταλλάξεις εμφανίζονται ξαφνικά, σε αλματώδη βήματα, ως διακριτές αλλαγές στα γνωρίσματα.
Σε αντίθεση με τις μη κληρονομικές αλλαγές, οι μεταλλάξεις είναι ποιοτικές αλλαγές που περνούν από γενιά σε γενιά.
Οι μεταλλάξεις εκδηλώνονται με διαφορετικούς τρόπους και μπορεί να είναι ωφέλιμες και βλαβερές, κυρίαρχες και υπολειπόμενες.
Η πιθανότητα ανίχνευσης μεταλλάξεων εξαρτάται από τον αριθμό των ατόμων που εξετάστηκαν.
Παρόμοιες μεταλλάξεις μπορεί να επαναληφθούν.
Οι μεταλλάξεις είναι μη κατευθυντικές (αυθόρμητες), δηλαδή, οποιοδήποτε μέρος του χρωμοσώματος μπορεί να μεταλλαχθεί, προκαλώντας αλλαγές τόσο στα δευτερεύοντα όσο και στα ζωτικά σημεία.
Σχεδόν κάθε αλλαγή στη δομή ή τον αριθμό των χρωμοσωμάτων, στα οποία το κύτταρο διατηρεί την ικανότητα να αναπαράγεται, προκαλεί κληρονομική αλλαγή στα χαρακτηριστικά του οργανισμού.
Από τη φύση της αλλαγής στο γονιδίωμα, δηλαδή, διακρίνεται το σύνολο των γονιδίων που περιέχονται στο απλοειδές σύνολο χρωμοσωμάτων, γονιδίων, χρωμοσωμικών και γονιδιωματικών μεταλλάξεων.
Γονιδιακές ή σημειακές μεταλλάξεις είναι το αποτέλεσμα μιας αλλαγής στην αλληλουχία νουκλεοτιδίων σε ένα μόριο DNA μέσα σε ένα γονίδιο.
Μια τέτοια αλλαγή στο γονίδιο αναπαράγεται κατά τη μεταγραφή στη δομή του i-RNA. οδηγεί σε αλλαγή της αλληλουχίας των αμινοξέων στην πολυπεπτιδική αλυσίδα που σχηματίζεται κατά τη μετάφραση σε ριβοσώματα. Ως αποτέλεσμα, συντίθεται άλλη πρωτεΐνη, η οποία οδηγεί σε αλλαγή του αντίστοιχου χαρακτηριστικού του οργανισμού. Αυτός είναι ο πιο κοινός τύπος μετάλλαξης και η πιο σημαντική πηγή κληρονομικής διακύμανσης στους οργανισμούς.
Οι χρωμοσωμικές μεταλλάξεις (ανακατατάξεις ή εκτροπές) είναι αλλαγές στη δομή των χρωμοσωμάτων που μπορούν να αναγνωριστούν και να μελετηθούν κάτω από ένα μικροσκόπιο φωτός.
Είναι γνωστές ανακατατάξεις διαφόρων τύπων:
έλλειψη από – απώλεια των άκρων του χρωμοσώματος.
Διαγραφή – απώλεια τμήματος του χρωμοσώματος στο μεσαίο τμήμα του.
Αναπαραγωγή σε πανομοιότυπο – δύο ή πολλαπλές επαναλήψεις γονιδίων που εντοπίζονται σε ένα συγκεκριμένο τμήμα του χρωμοσώματος.
Αντιστροφή – περιστροφή της περιοχής του χρωμοσώματος κατά 180 °, με αποτέλεσμα τα γονίδια αυτής της περιοχής να βρίσκονται στην αντίθετη ακολουθία με τη συνηθισμένη.
Μετατόπιση – αλλάζοντας τη θέση οποιουδήποτε μέρους του χρωμοσώματος στο σύνολο χρωμοσωμάτων. Ο πιο συνηθισμένος τύπος μετατόπισης είναι η αμοιβαία, στην οποία οι περιοχές ανταλλάσσονται μεταξύ δύο μη ομόλογων χρωμοσωμάτων. Ένα τμήμα ενός χρωμοσώματος μπορεί να αλλάξει τη θέση του χωρίς αμοιβαία ανταλλαγή, παραμένοντας στο ίδιο χρωμόσωμα ή περιλαμβάνεται σε κάποιο άλλο.
Γονιδιωματικές μεταλλάξεις - μια αλλαγή στον αριθμό των χρωμοσωμάτων στο γονιδίωμα των κυττάρων σε έναν οργανισμό. Αυτό το φαινόμενο εμφανίζεται σε δύο κατευθύνσεις: προς την αύξηση του αριθμού ολόκληρων απλοειδών συνόλων (πολυπλοειδία) και προς την απώλεια ή τη συμπερίληψη μεμονωμένων χρωμοσωμάτων (ανευπλοειδία).
Πολυπλοειδία – πολλαπλή αύξηση του απλοειδούς συνόλου χρωμοσωμάτων. Τα κύτταρα με διαφορετικό αριθμό απλοειδών συνόλων χρωμοσωμάτων ονομάζονται τριπλοειδή (3 n), τετραπλοειδή (4 n), εξαπλοειδή (6 n), οκταπλοειδή (8 n) κ.λπ. Συχνότερα, τα πολυπλοειδή σχηματίζονται όταν η τάξη των χρωμοσωμάτων αποκλίνει σε οι πόλοι των κυττάρων κατά τη διάρκεια της μείωσης είναι διαταραγμένοι ή μιτώσεις. Η πολυπλοειδία οδηγεί σε αλλαγή των χαρακτηριστικών ενός οργανισμού και ως εκ τούτου αποτελεί σημαντική πηγή μεταβλητότητας στην εξέλιξη και την επιλογή, ιδιαίτερα στα φυτά. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο ερμαφροδιτισμός (αυτο-επικονίαση), η απομίξη (παρθενογένεση) και η φυτική αναπαραγωγή είναι πολύ διαδεδομένες στους φυτικούς οργανισμούς. Ως εκ τούτου, περίπου το ένα τρίτο των φυτικών ειδών που είναι κοινά στον πλανήτη μας, – πολυπλοειδή, και στις έντονα ηπειρωτικές συνθήκες των ψηλών ορεινών Παμίρων, αυξάνεται έως και το 85% των πολυπλοειδών. Σχεδόν όλα τα καλλιεργούμενα φυτά είναι επίσης πολυπλοειδή, τα οποία, σε αντίθεση με τους άγριους συγγενείς τους, έχουν μεγαλύτερα λουλούδια, φρούτα και σπόρους και περισσότερα θρεπτικά συστατικά συσσωρεύονται στα όργανα αποθήκευσης (στέλεχος, κόνδυλοι). Τα πολυπλοειδή προσαρμόζονται πιο εύκολα σε δυσμενείς συνθήκες διαβίωσης, ανέχονται ευκολότερα χαμηλές θερμοκρασίες και ξηρασία. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο είναι διαδεδομένες στις βόρειες και ψηλές ορεινές περιοχές.
