Гибридологический метод, Биология

Для начала стоит дать определение генетики – это наука об изменчивости и наследственности организмов. Отличительная особенность биологии ХХ века – ее развитие.

Генетика (биология) изучает законы изменчивости и наследственности, которые лежат в основе процесса эволюции человеческой деятельности касаемо создания новейших пород животных (домашних) и сортов культурных растений (это установил Ч. Дарвин).

Интерпретация наследственности и изменчивости по Дарвину

Согласно его утверждению, первое – это определенное свойство организма, которое выступает определяющим в передаче его признаков, особенностей развития последующим поколениям. Именно поэтому все особи одного вида похожи. Наследственность позволяет растениям, микроорганизмам и животным сохранять характерные черты породы (сорта, вида) из поколения в поколение.

Наследование признаков протекает посредством размножения. В процессе полового размножения новые поколения появляются после оплодотворения. Основы наследственности (материальные) находятся в половых клетках.

Если размножение бесполое либо вегетативное, то новое поколение «созревает» либо из простых одноклеточных спор, либо из сложных многоклеточных образований.

Связь поколений при данных формах размножения также осуществляется с помощью клеток, имеющих материальные основы рассматриваемой наследственности.

Изменчивость – это, точно так же как и наследственность, свойство организма, но которое позволяет ему приобретать совершенно новые признаки в ходе индивидуального развития. Именно из-за нее особи одного вида различаются.

Таким образом, изменчивость и наследственность – противоположные, однако взаимосвязанные свойства определенного организма (благодаря наследственности обеспечивается однородность вида, а изменчивости – его неоднородность).

Генетические методы

Как и любая другая наука, генетика (биология) имеет свои специфические методы исследования. Их всего девять, а именно:

1. Генеалогический (посредством анализа родословных дает возможность определить конкретный тип наследования признака: рецессивный, либо доминантный, либо аутосомный, либо сцепленный с полом, а также его поли- или моногенность). С его помощью можно спрогнозировать степень вероятности проявления исследуемого признака у потомков (предупреждение наследственных заболеваний).

2. Близнецовый (исследование закономерностей процесса наследования признаков у одно-, двуяйцовых близнецов). Данный метод позволяет определить наследственный характер конкретного признака, установить пенетрантность аллеля, выявить степень эффективности воздействия на организм ряда внешний факторов (обучения, лекарственных препаратов, воспитания).

3. Дерматоглифический (изучение гребешковых узоров на коже ладоней и пальцев и сгибательных борозд первых). Он чаще всего применяется для установления отцовства.

4. Популяционно-статистический (анализ наследственных признаков обширных групп населения в рамках одного либо нескольких поколений). С помощью него рассчитывается частота проявления в популяции разнообразных аллелей гена, а также генотипов этих аллелей, и определяется степень распространения разного рода наследственных признаков, включая заболевания.

5. Биохимический (определяется структура измененного белка либо его количество, выявляется наличие дефектных ферментов либо промежуточных продуктов процесса обмена веществ в таких внеклеточных жидкостях, как кровь, моча, пот и др.). Благодаря этому методу можно диагностировать наследственные обменные дефекты.

6. Цитогенетический (изучение нормального человеческого кариотипа, диагностика наследственных заболеваний, которые связаны с хромосомными и геномными мутациями, исследование мутагенного действия разного рода химических средств, инсектицидов, лекарственных препаратов, пестицидов и др.).

7. Метод моделирования (исследование человеческих болезней на животных). Основа – закон Вавилова относительно гомологичных рядов наследственной изменчивости.

Посредством данного метода становится возможным моделирование биологических функций, процессов, структур на различных уровнях организации организма: субклеточном, органно-системном, популяционно-биоценотическом, молекулярном, клеточном, организменном.

Моделирование позволяет экспериментально изучать механизмы появления определенного состояния либо заболевания, то, как оно протекает, его исход, а также предоставляет возможность воздействовать на него.

8. Иммунологический (изучение сыворотки крови и иных биологических субстратов, что позволяет выявить антитела и антигены). При ВИЧ-инфекции, гепатитах, экзотических инфекционных заболеваниях сам факт обнаружения антител говорит об инфицировании пациента, то есть этот метод обладает диагностическим значением.

9. Гибридологический метод генетики (изучение наследственности и изменчивости соматических клеток). Основа – их размножение в искусственно созданных условиях.

Здесь анализируются генетические процессы отдельных клеток, а с учетом полноценности генматериала их можно использовать впоследствии для исследования генетических закономерностей всего организма в целом.

Применение данного метода позволило точно диагностировать ряд наследственных заболеваний в рамках пренатального периода.

Выше были перечислены основные методы генетики. В данной статье подробно будет рассмотрен только последний.

Сущность гибридологического метода

Он был разработан австрийским ботаником и биологом Грегором Менделем. Данный метод позволяет установить закономерности наследования отдельного набора признаков при таком размножении организмов, как половое.

Его сущность – проведение анализа наследования по отдельным автономным признакам, которые передаются нескольким поколениям, и точного количественного учета наследования всех альтернативных признаков и характера потомства каждого отдельно взятого гибрида. Он является основой современной генетики.

Первый закон Грегора Менделя

Он проводил свои опыты с таким самоопыляющимся растением семейства Бобовых, как горох. Для эксперимента Мендель Грегор выбрал его желтые и зеленые семена.

Ввиду того что горох размножается самоопылением, изменчивость окраса не наблюдается в пределах одного сорта.

Приняв во внимание данное свойство, Мендель Грегор произвел искусственное опыление экспериментального растения посредством скрещивания сортов, семена которых отличаются окрасом.

По окончании эксперимента было выявлено, что сорт материнского растения не играет основополагающей роли. Гибриды растений (семена, полученные в результате скрещивания) первого поколения (F1) имели исключительно желтый окрас.

Это говорило о том, что у них проявляется лишь один признак (иной родительский признак отсутствует).

В связи с этим непроявившиеся признаки у гибридов 1-го поколения биолог назвал рецессивными, а проявившиеся – доминантными (желтый окрас семян доминировал над зеленым).

Мендель обнаружил так называемое единообразие окраски гибридов 1-го поколения (они имели идентичную окраску).

Второй закон Грегора Менделя

Среди гибридов были и желтые, и зеленые семена (6022 шт. желтых, 2001 шт. зеленых, то есть ¾ всех гибридов имели желтый окрас). Таким образом, отношение доминантного признака к рецессивному – 3:1. Данное явление Мендель именовал расщепление признаков.

Достоинства рассматриваемого метода

Вопрос касаемо сходства родителей и потомков, а также природы постоянно появляющихся изменений волновал не одно поколение людей. Первым начал познавать наследственность уже упомянутый ранее знаменитый исследователь Г. Мендель.

Именно он смог очертить значимые законы наследственности. Биолог выявил, что признаки организмов устанавливаются дискретными наследственными факторами. Его работа отличалась математической точностью, но все же она была неизвестна 35 лет.

Вновь открытые законы Менделя стали толчком к стремительному развитию науки в области наследственности, изменчивости организмов, которая получила название “генетика”. В связи с этим примитивные единицы наследственности, которые располагаются в хромосомах, получили название “ген”.

Каждый отдельный из них кодирует только одну цепь (полипептидную). Комбинации одного гена именуются аллелями. В процессе полового размножения гаплоидная клетка – гамета – содержит лишь одну вариацию генома (по 1-му аллелю каждого отдельного гена).

Она имеет 2-ой набор хромосом (2 аллеля каждого отдельного гена).

Гибридологический метод изучения наследственности имеет важные особенности: наблюдение происходит за наследованием контрастных (альтернативных, взаимоисключающих) признаков. К примеру, рост растений: высокие и низкие.

Вторая особенность – точный количественный учет пар альтернативных признаков в ряду поколений. Именно математическая обработка полученных данных дала возможность исследователю определить количественные закономерности касаемо передачи анализируемых признаков. Как уже было упомянуто ранее, рассматриваемый гибридологический метод лег в основу современной генетики. Далее опишем его особенности.

Гибридологический метод исследования наследственности: отличительные особенности

Их три:

1. Тщательный подбор родителей, которые должны различаться по 1-ой, 2-ум, 3-м и т. п. парам альтернативных (контрастных) стабильных признаков.
2. Строгий (точный) количественный учет закономерностей наследования признаков среди гибридов.
3. Индивидуальная оценка каждого потомства (от 2-х родителей) в ряду поколений.

Генетическая символика

Это перечень условных терминов и названий, применяемых в определенной отрасли науки, в данном случае генетики. Основы данной символики были заложены все тем же Г. Менделем (буквенная символика, обозначающая признаки).

Доминантные признаки – заглавные буквы латинского алфавита (A, B и др.), а рецессивные – строчные (a, b и др.). По сути, буквенная символика Менделя – алгебраическая форма представления его законов относительно наследования признаков.

Данная символика представлена в таблице ниже.

Буквенное обозначение	Расшифровка
+	женский организм
>	мужской
Ч	скрещивание
Р	родители
F1, F2	дочерние организмы 1-го, 2-го поколения
A, B…	гены доминантных признаков
а, b…	аллельные гены рецессивных признаков
AA, BB…	генотипы моногомозиготных по доминантному признаку особей
Aa, Bb…	генотипы моногетерозиготных особей
aa, bb…	генотипы рецессивных особей
AaBb, AaBbCc	генотипы три- и дигетерозигот, генотипы гомо-, дигетерозиготы в форме (хромосомной) при сцепленном и автономном наследовании гаметы

Методы выведения второго поколения

Они следующие:

1. Метод с использованием решетки Паннета (двухмерной таблицы, предназначенной для установления сочетаемости аллелей, которые происходят из генотипов родителей и соединяются в процессе слияния отцовской и материнской гамет). Данная решетка была предложена английским биологом Реджинальдом Кранделлом Паннетом в 1906 году.

В целях получения всевозможных комбинаций гамет и последующего анализа и фенотипов, и генотипов формируется таблица.

По вертикали (в ее строках) чаще всего размещаются разновидности женских гамет вместе с их вероятностями, а по горизонтали (в ее столбцах) – разновидности мужских гамет также вместе с их вероятностями.

Полученные значения в местах пересечения столбцов и строк вместе с перемноженными перед этим вероятностями гамет фиксируют все генотипы, их вероятности появления.

2. Дихотомический метод (применяется расщепление 1:2:1 по генотипу в ситуации моногибридного скрещивания гетерозигот по гену B и по гену A).

3. Математический метод (алгебраический) – самый удобный. Он основан на том, что вероятность возникновения любого генотипа (в условиях моногибридного скрещивания) – произведение вероятностей формирования гамет, которые принимают участие в оплодотворении.

Третий закон Грегора Менделя

В результате скрещивания особей, которые отличаются по нескольким альтернативным парам признаков, их гены и соответствующие признаки наследуются вне зависимости друг от друга, а также комбинируются во всевозможных сочетаниях.

Гибридологический метод изучения наследственности в рамках дигибридного скрещивания применялся Менделем к гомозиготным растениям гороха, которые различались сразу по 2-ум парам признаков. Как уже было упомянуто ранее, у одного растения были гладкие семена желтого цвета, а у другого – зеленые морщинистые.

Как помнится, все гибриды 1-го поколения получились желтыми и гладкими. Таким образом, этот цвет оказался доминирующим относительно зеленого, а гладкая форма – доминирующей над морщинистой.

Если обозначить аллели желтого окраса как A, а зеленого – a, гладкую форму – B, а морщинистую – b, то гены, являющиеся определяющими для развития различных пар признаков, именуются неаллельными и условно обозначаются латинскими буквами. Исходя из этого, родительские растения обладают генотипами aa bb и AA BB, а генотип соответствующих гибридов F1 тогда будет Aa Bb (дигетерозиготным).

Гибридологический метод анализа наследственности относительно второго поколения проявляется в следующем: после процесса самоопыления у гибридов F1 (согласно закону расщепления) снова появятся зеленые морщинистые семена. При нем наблюдались такие комбинации признаков, как 101 экземпляр желтых морщинистых семян, 315 – желтых гладких, 32 – зеленых морщинистых.

Гибридологический анализ также применяется в целях выяснения поведения каждой пары аллелей в рамках потомства дигетерозиготы. Для этого целесообразно проведение раздельного учета по каждой паре признаков: по окраске и форме семян. Среди 556 экземпляров семян биологом получено 133 шт. морщинистых, 433 шт.

гладких, а также 140 шт. зеленых семян и 416 шт. желтых. Следовательно, соотношение рецессивных и доминантных форм по каждой отдельной паре признаков говорит о моногибридном виде расщепления по фенотипу 3:1.

Исходя из этого, дигибридное расщепление – два независимо протекающих моногибридных расщепления (они вроде как накладываются друг на друга).

Результат наблюдения: отдельные альтернативные пары соответствующих признаков независимо ведут себя в рамках наследования – третий закон Грегора Менделя.

Физиологические условия воплощения законов Грегора Менделя

Они следующие:

1. Гибридологический метод (скрещивание) осуществляется на диплоидном уровне.
2. Должно отсутствовать сцепление (разные гены обязательно должны размещаться в хромосомах негомологичных).
3. Гибридологический метод. Исследуемые организмы должны иметь ненарушенный процесс мейоза и, как следствие, эквивалентно вероятное образование гамет всевозможных типов.
4. Мужские и женские половые клетки всех типов должны созревать одновременно, что обеспечивает эквивалентно вероятное их соединение в процессе оплодотворения.
5. Гибридологический метод должен протекать в отсутствии селективности процесса оплодотворения гаметами всех существующих типов.
6. Должна обеспечиваться равновероятная выживаемость женских и мужских гамет всех возможных типов.
7. В процессе выживаемости всевозможных генотипов зигот необходимо не допускать селективности.
8. Стоит проследить за эквивалентно вероятной выживаемостью взрослых представителей организмов.
9. Эксперименты должны обязательно осуществляться в условиях, которые не препятствуют нормальному развитию исследуемых признаков.
10. Необходимо обеспечить получение относительно большого количества особей в проводимом эксперименте.

Напоследок стоит отметить, что методы генетики многочисленны, однако центральное место отводится именно гибридологическому.

Его суть – гибридизация (скрещивание) организмов, которые отличаются по 1-му либо нескольким признакам, и последующий анализ потомства.

Гибридологический метод Менделя позволяет проанализировать закономерности изменчивости и наследования отдельных свойств и признаков организма в ходе полового размножения, генов, их комбинирование.

Гибридологический метод

Основой работы Г. Менделя был гибридологический метод. Суть метода заключается в скрещивании (гибридизации) организмов, отличающиеся друг от друга какими-либо признаками, и в последующем анализе характера наследования этих признаков у потомства. Гибридологический метод до сих пор лежит в основе исследований всех генетиков.

• Основные черты гибридологического метода:
• · Г. Мендель учитывал не весь многообразный комплекс признаков у родителей и их потомков, а выделял и анализировал наследование по отдельным признакам;
• · Был проведен точный количественный учет наследования каждого признака в ряду последовательных поколений;

· Г. Менделем был прослежен характер потомства каждого гибрида в отдельности.

Для своих исследований Г. Мендель избрал горох, так как это растение имеет много хорошо отличающихся признаков (форма семян, цвет семян и цветков); для гороха характерно самоопыление, что позволило Менделю проанализировать потомство каждой особи отдельно. Для скрещивания Г. Мендель подбирал растения, обладающие парами альтернативных (взаимоисключающих) признаков.

ВИДЫ СКРЕЩИВАНИЯ

Моногибридное дигибридное полигибридное

род. Особи различ. род. Особи различ. род. особи разл.

по 1 альтернативному по 2 альтерн. По многим

признаку признакам признакам

Подробно рассмотрим моногибридное скрещивание. Классическим примером моногибридного скрещивания является скрещивание растений гороха, имеющих желтые и зеленые семена.

При скрещивании все потомство первого поколения получалось с желтыми семенами. При скрещивании семян с гладкими и морщинистыми семенами все потомство оказалось с гладкими семенами. Обнаруженная закономерность получила название правила единообразия гибридов 1 поколения, или закона доминирования (1 закон Менделя)

1. Признак, который появляется в 1 поколении, получил название доминантного, а признак непроявившийся (подавленный признак) – рецессивный.
2. Мендель для записи результатов скрещивания ввел генетическую символику:
3. Р – родители
4. – женская особь
5. – мужская особь
6. Х – знак скрещивания
7. G – гаметы
8. F – потомство, гибриды 1 и 2 поколения под цифрой
9. Буквами латинского алфавита обозначается отдельно взятые наследственные признаки.

Составляя схему необходимо помнить, что соматические клетки имеют диплоидный набор хромосом. Все хромосомы парны. Гены, определяющие альтернативное развитие одного и того же признака расположены в идентичных участках гомологичных хромосом наз аллельными генами.

Если какая-либо пара аллелей представлена 2 доминантными (АА) или двумя рецессивными (аа) генами, такой организм наз. гомозиготным.

Если в одной и той же аллели один ген доминантный, а другой рецессивный, то такой организм наз. гетерозиготным (Аа).

Из приведенной схемы скрещивания мы видим, что гибриды первого поколения единообразны по доминантному признаку.

Эта закономерность известна как 1 закон Менделя: при скрещивании двух гомозиготных организмов, отличающихся друг от друга по 1 альтернативному признаку, все гибриды 1 поколения окажутся единообразными как по фенотипу, так и по генотипу, и будут нести в генотипе признаки обоих родителей.

Поведенные Менделем опыты показали, что доминантный ген проявляется как в гомозиготе, так и в гетерозиготе, а рецессивный ген – только в гомозиготном состоянии.

Затем Г. Мендель провел скрещивание гибридов 1 поколения между собой и получил следующие результаты: из 8023 семян гороха, полученных во 2 поколении, было 6022 желтых и 2001 зеленых.

Такое же соотношение было получено и при скрещивании между гибридами 1 поколения других количественных соотношениях семян.

Исходя из этого Мендель пришел к выводу, что во 2 поколении наблюдается расщепление признаков в соотношении 3:1, то есть 75% особей несут доминантные признаки, а 25% – рецессивные.

• Произведем генетическую запись данного скрещивания:
• Мы видим, что по фенотипу произошло расщепление 3:1, а по генотипу 1АА:2Аа:1аа
• Эта закономерность получила название правила расщепления гибридов второго поколения, или 2 закона Менделя: при скрещивании двух гетерозиготных особей (гибридов Аа), имеющих пару альтернативных вариантов одного признака, в потомстве происходит расщепление по этому признаку в соотношении 3:1 по фенотипу и 1:2:1 по генотипу.

Запись скрещивания можно производить еще одним способом, с использованием решетки Пеннета, которую предложил английский генетик Пеннет.

В своих опытах Г. Мендель исследовал характер наследования не только одной, но и двух пар признаков. Дигибридное скрещивание – это скрещивание особей, отличающихся по 2 парам признаков. Оно позволяет установить, как наследуется каждый из признаков, влияют они друг на друга.

ОПЫТ Г. МЕНДЕЛЯ

Решетка Пеннета

АВ	Ав	аВ	ав
АВ	ААВВ	ААВВ	АаВВ	АаВв
Ав	ААВв	ААвв	АаВв	Аавв
аВ	АаВВ	АаВв	ааВВ	ааВв
ав	АаВв	Аавв	ааВв	аавв

1. В результате 2 скрещивания получится 4 фенотипической группы:
2. 1 – 9А-В-
3. 2 – 3А-вв
4. 3 – 3ааВ-
5. 4 – 1аавв
6. Расщепление по фенотипу: 9:3:3:1

Гибридологический метод

Определение 1

Гибридологический метод – это метод генетики, основанный на исследовании гибридных форм организмов по ключевым признакам.

Отличительная особенность данной области знания заключается в том, что она легла в основу развития возможности создания новых пород животных и сортов растений. Дарвин особым образом интерпретировал указанные феномены. Наследственность выступает решающим фактором в системе передачи признаков последующим поколениям. Именно поэтому представители одного вида похожи между собой.

Наследственность дает возможность растениям, животным, микроорганизмам сохранять базовые характерные черты и передавать их из поколения в поколение. Наследование признаков становится возможным благодаря свойству живого – размножению.

В ходе полового размножения особи появляются после оплодотворения. В связи с этим можно сделать вывод о том, что основа наследственности заложена в половых клетках.

Такая закономерность характерна для представителей всех царств живой природы.

Изменчивость дает возможность организму приобрести совершенно новые признаки и уникальные свойства индивидуального развития. Именно она доказывает тот факт, что каждая особь внутри вида уникальна. Изменчивость бывает различных типов (наследственная и ненаследственная), но в каждом конкретном случае она вносит уникальный вклад в развитие эволюции органического мира.

Генетика имеет целый ряд уникальных методов исследования. При этом особую роль в данном комплексе занимает гибридологический метод.

Определение 2

Гибридологический метод генетики – это метод, который заключается в изучении наследственности и изменчивости соматических клеток.

Основой метода является размножение организмов в искусственно созданных условиях. В рамках гибридологического метода используют:

• анализ процессов генетических клеток;
• анализ генетических закономерностей всего организма в целом;
• выявление конкретны аллелей и их наследования в ходе генетической реализации одного или нескольких признаков.

Возможности применения гибридологического метода

Гибридологический метод позволил точно диагностировать целый ряд наследственных заболеваний в рамках пренатального периода развития организма. Данный метод был разработан Г. Менделем.

Его основная сущность заключается в том, что проводится анализ наследования по автономным признакам, передающимся в течение нескольких поколений и формирование системы точного, количественного учета наследования альтернативного признака и характера потомства гибридов.

Мендель проводил исследования на примере гороха, выбирая желтые и зеленые семена. Горох размножается самоопылением, а изменчивость окраски наблюдается в пределах одного сорта. Мендель производил искусственное опыление и скрещивал сорта, чьи семена отличаются по окраске.

При окончании эксперимента был выявлен тот факт, что сорт материнского растения не играет ключевой роли. Гибриды растений получали исключительно желтый окрас.

Это говорит о доминирующем влиянии одного признака. В связи с этим подавленный признак был назван рецессивным.

Явление доминирования одного признака над другим и его подавление в ста процентов случаев было названо Менделем единообразием.

Согласно дальнейшему скрещиванию, ученый выявил расщепление по окраске в соотношении 3: 1. Также Мендель выявил тот факт, что в ходе дигибридного скрещивания гибридов первого поколения происходит независимое наследование признаков и может проявиться их различное сочетание у гибридов второго поколения.

Законы Менделя используются и в современной практике и не теряют собственной значимости ввиду того, что являются базовыми фундаментальными основами установления закономерностей соотношения наследственности и изменчивости.

Среди достоинств гибридологического метода можно выделить:

• относительная легкость исследования и широта возможностей организации эксперимента;
• наглядность. Такой метод дает возможность увидеть зависимость одного признака от другого или установить, каким образом наследуется тот или иной признак;
• выявление дискретности наследственных признаков;
• высокая математическая точность расчётов наследственной информации;
• полученные открытия стали толчком к стремительному развитию науки в области наследственности и изменчивости организмов.

Мендель также установил, что каждый отдельный ген кодирует одну полипептидную цепь. Комбинация одного гена именуется аллелью. В ходе полового размножения гамета содержит одну вариацию генома по каждому аллели.

https://www.youtube.com/watch?v=IDUF2lQyUcE\u0026t=289s

Гибридологический метод изучения наследственности имеет ряд важных особенностей:

• наблюдение происходит за наследованием контрастных признаков, альтернативных, взаимоисключающих признаков. Например, можно оценивать рост растений высокий или низкий;
• вторая особенность заключается в том, что происходит количественный учет пар альтернативных признаков в ряду нескольких поколений;
• также гибридологический метод является универсальны и используется в различных областях генетики при организации прикладных и фундаментальных исследований.

Именно математическая обработка полученных в результате использования данного метода признаков расширила возможности исследования количественных закономерностей анализируемых признаков.

Как уже отмечалось ранее, гибридологический метод лег в основу актуальной современной генетики. Но при использовании данного метода тщательно подбираются родителей, которые различаются по одной или двум парам признаков. Также ведется количественный учет закономерностей наследования признаков среди всех полученных гибридов.

Таким образом, с помощью скрещивания можно установить: генотип организмов, расстояние между генами, явление генного сцепления. Следует отметить, что гибридологический метод не подходит для человека с точки зрения этики и морали, а также позднего полового созревания. В связи с этим для изучения генетики человека применяют косвенные методы.

Теоретическая основа методов генетики

Почему гибридологический метод не может использоваться в генетике человека? В чем состоит данный метод?

Основной метод генетики – гибридологический. Он заключается в скрещивании определенных организмов, анализе их потомства. Этот метод использовал Г.Мендель. Гибридологический метод не подходит для человека по морально-этическим соображениям, а так же из-за малого количества детей и позднего полового созревания.

Мендель считал, что для применения этого метода необходимо выполнение нескольких условий. Во – первых, анализируемые признаки должны быть разными. Во-вторых, потомство требуется очень многочисленное. При большом потомстве закономерности, выявленные Менделем, проявляются наиболее отчетливо.

В настоящее время гибридологический метод еще называют методом генетического анализа.

 Как используется генеалогический метод генетики?

Генеалогический метод генетики характеризуется составлением, изучением родословных. Метод позволяет увидеть динамику определенного признака в ряду поколений. Они также дает возможность понять характер наследования в поколениях – сцеплен ли признак с полом, доминантный он, либо рецессивный.

Как используется близнецовый метод генетики? Почему изучают именно однояйцевых близнецов?

Близнецовый метод  – изучение генотипов и фенотипов однояйцевых близнецов.  Позволяет изучать модификационную изменчивость и определять воздействие генотипа и среды на развитие ребенка.

Однояйцевые близнецы рождаются, когда один зародыш на стадии 30-60 клеток делится на 2 части, и каждая часть дает отдельного ребенка. Такие близнецы всегда одного пола. Они похожи друг на друга очень сильно, потому что у них совершенно одинаковый генотип.

Отличия, которые возникают у близнецов в течение жизни, связаны с воздействием условий окружающей среды. Разнояйцевые близнецы (не изучаются в близнецовом методе) получаются, когда в половых путях матери одновременно оплодотворяются две яйцеклетки. Такие близнецы могут быть одного или разного пола. Они похожи друг на друга как обычные братья и сестры.

Как используется цитогенетический метод генетики?

Цитогенетический метод – изучение под микроскопом хромосомного набора – числа хромосом, их структуры. При этом хромосомы подвергаются окрашиванию. Позволяет выявлять хромосомные и геномные болезни. Например, при синдроме Дауна имеется одна лишняя хромосома рядом с 21-й парой хромосом, то есть фактически появляется 47-я хромосома.

Что позволяет определить популяционный метод генетики?

Популяционный методпозволяет определять частоту отдельных генов или генотипов в популяции. Данный метод может иметь большое значение, так как часто изучает частоту болезней. При использовании метода ученые основываются на известном в биологии законе Харди – Вайнберга.

Что позволяет выявить биохимический метод генетики?

Биохимический методпозволяет выявить нарушения обмена веществ при некоторых наследственных заболеваниях, например, наследственном сахарном диабете. 

Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда – онлайн тесты по биологии ОГЭ

ГИБРИДОЛОГИ́ЧЕСКИЙ АНА́ЛИЗ

Авторы: В. С. Михеев

ГИБРИДОЛОГИ́ЧЕСКИЙ АНА́ЛИЗ, изу­че­ние на­сле­до­ва­ния при­зна­ков в ря­ду по­ко­ле­ний обыч­но с це­лью ус­та­нов­ле­ния ге­но­ти­пов осо­бей, ли­ний на ос­но­ве гиб­ри­ди­за­ции и её ре­зуль­та­тов; со­став­ная часть ге­не­ти­че­ско­го ана­ли­за. Ос­но­во­по­лож­ни­ком Г. а. яв­ля­ет­ся Г. Мен­дель (1866), раз­ра­бо­тав­ший его гл.

ин­ст­ру­мент – гиб­ри­до­ло­гич. ме­тод. Г. а. под­ра­зу­ме­ва­ет под­бор ис­ход­но­го ма­те­риа­ла, оп­ре­де­лён­ную схе­му скре­щи­ва­ний и ко­ли­че­ст­вен­ный учёт всех по­том­ков этих скре­щи­ва­ний.

У ди­п­ло­ид­ных (или по­ли­пло­ид­ных) ор­га­низ­мов ис­ход­ные ро­ди­тель­ские фор­мы пер­во­го скре­щи­ва­ния долж­ны ха­рак­те­ри­зо­вать­ся го­мо­зи­гот­но­стью по раз­ным ал­ле­лям ге­нов, кон­тро­ли­рую­щих изу­чае­мые при­зна­ки. Это оп­ре­де­ля­ет­ся по кон­стант­но­сти на­сле­до­ва­ния ва­ри­ан­тов отд.

при­зна­ков в ря­ду не­сколь­ких по­сле­до­ва­тель­ных скре­щи­ва­ний в ка­ж­дой из ро­ди­тель­ских форм.

Гиб­ри­ди­за­ци­ей раз­ных ро­ди­тель­ских форм (Р) по­лу­ча­ют гиб­ри­ды 1-го по­ко­ле­ния (F1) и оце­ни­ва­ют их фе­но­тип, оп­ре­де­ляя ха­рак­тер взаи­мо­дей­ст­вия ва­ри­ан­тов при­зна­ков у гиб­ри­дов (до­ми­ни­ро­ва­ние, ко­до­ми­ни­ро­ва­ние, ме­жал­лель­ная ком­пле­мен­та­ция, про­ме­жу­точ­ное про­яв­ле­ние).

Ре­зуль­та­ты ре­ци­прок­ных скре­щи­ва­ний ро­ди­тель­ских форм ука­зы­ва­ют на тип на­сле­до­ва­ния при­зна­ков – ци­то­плаз­ма­ти­че­ское, ау­то­сом­ное, сце­п­лен­ное с по­лом. Сле­дую­щий этап Г. а.

 – по­лу­че­ние гиб­ри­дов 2-го по­ко­ле­ния (F2) скре­щи­ва­ни­ем ме­ж­ду со­бой осо­бей F1 или са­мо­оп­ло­до­тво­ре­ни­ем осо­бей F1 и ко­ли­че­ст­вен­ный учёт рас­ще­п­ле­ния по фе­но­ти­пу сре­ди всех по­том­ков. Бла­го­да­ря это­му уда­ёт­ся оп­ре­де­лить ге­но­тип F1 – их ге­те­ро­зи­гот­ность, вы­явить отд.

ге­ны, кон­тро­ли­рую­щие раз­ви­тие изу­чае­мых при­зна­ков, их ко­ли­че­ст­во (мо­но­ген­ность, по­ли­ген­ность) и ха­рак­тер взаи­мо­дей­ст­вия. Кро­ме то­го, ана­лиз F2 при по­ли­ген­ном на­сле­до­ва­нии по­зво­ля­ет оп­ре­де­лить вза­им­ную ло­ка­ли­за­цию вы­яв­лен­ных ге­нов – в од­ной или раз­ных груп­пах сце­п­ле­ния.

В слу­чае вы­яв­ле­ния сце­п­ле­ния ге­нов оп­ре­де­ля­ют ге­не­тич. рас­стоя­ние ме­ж­ду ни­ми (пу­тём учё­та час­то­ты ре­ком­би­на­ции ме­ж­ду ни­ми) и стро­ят ге­не­ти­че­ские кар­ты хро­мо­сом (кар­ты групп сце­п­ле­ния).

Бо­лее ин­фор­ма­тив­но в этом от­но­ше­нии скре­щи­ва­ние осо­бей F1 с ре­цес­сив­ной по всем при­зна­кам фор­мой (ана­ли­зи­рую­щее скре­щи­ва­ние). С по­мо­щью та­ко­го скре­щи­ва­ния на ос­но­ва­нии рас­ще­п­ле­ния по фе­но­ти­пу оп­ре­де­ля­ют со­от­но­ше­ние ти­пов га­мет у гиб­ри­дов F1, а в даль­ней­шем оп­ре­де­ля­ют и ге­но­ти­пы всех осо­бей F2. У са­мо­оп­ло­до­тво­ряю­щих­ся ор­га­низ­мов с этой це­лью мож­но ис­поль­зо­вать по­лу­че­ние гиб­ри­дов 3-го по­ко­ле­ния (F3) – ре­зуль­тат са­мо­оп­ло­до­тво­ре­ния (са­мо­опы­ле­ния) осо­бей F2. Ва­ри­ант Г. а. – ге­ном­ный ана­лиз, по ре­зуль­та­там ко­то­ро­го оп­ре­де­ля­ют ко­ли­че­ст­во раз­ных ге­но­мов у гиб­ри­дов и сте­пень их го­мо­ло­гич­но­сти. Он ос­но­ван на ана­ли­зе ка­рио­ти­па и осо­бен­но­стей конъ­ю­га­ции хро­мо­сом в мей­о­зе у F1, по­лу­чен­ных от меж­ви­до­вых скре­щи­ва­ний.

У че­ло­ве­ка ана­ло­гом Г. а. яв­ля­ет­ся ге­неа­ло­ги­че­ский ме­тод. У мик­ро­ор­га­низ­мов с вы­ра­жен­ной га­п­ло­ид­ной фа­зой жиз­нен­но­го цик­ла гиб­ри­ды F1 ди­п­ло­ид­ны, и рас­ще­п­ле­ние вы­яв­ля­ют уже у их га­п­ло­ид­ных по­том­ков, об­ра­зо­вав­ших­ся в хо­де мей­о­за, что су­ще­ст­вен­но уп­ро­ща­ет ана­лиз.

В ря­де слу­ча­ев (сум­ча­тые гри­бы, во­до­рос­ли) та­кие по­том­ки (га­ме­ты) со­хра­ня­ют­ся не­ко­то­рое вре­мя вме­сте, что по­зво­ля­ет, изо­ли­руя их, про­во­дить ана­лиз со­бы­тий ка­ж­до­го отд. мейо­за (тет­рад­ный ана­лиз). У гри­бов Г. а.

про­во­дят так­же с ис­поль­зо­ва­ни­ем па­ра­сек­су­аль­но­го цик­ла, ко­гда сли­ва­ют­ся га­п­ло­ид­ные ве­ге­та­тив­ные клет­ки (ги­фы) с об­ра­зо­ва­ни­ем ге­те­ро­ка­рио­нов, по­сле­дую­щим слия­ни­ем ядер и даль­ней­шей ми­то­ти­че­ской ре­ком­би­на­ции и га­п­лои­ди­за­ции. Г. а. про­во­дят и на уров­не со­ма­тич.

кле­ток мно­го­кле­точ­ных ор­га­низ­мов, по­сколь­ку воз­мож­но их кон­тро­ли­руе­мое слия­ние. Его осо­бен­но­стью яв­ля­ет­ся то, что гиб­рид­ные клет­ки со­держат уд­во­ен­ные ро­ди­тель­ские на­бо­ры хро­мо­сом, а по­том­ки гиб­ри­дов об­ра­зу­ют­ся в хо­де ми­то­за.

Как пра­ви­ло, это при­во­дит к от­сут­ст­вию рас­ще­п­ле­ния сре­ди до­чер­них кле­ток гиб­ри­да, но по­зво­ля­ет ана­ли­зи­ро­вать ха­рак­тер дей­ст­вия и взаи­мо­дей­ст­вия ал­ле­лей од­но­го или раз­ных ге­нов. Та­ким ме­то­дом ис­сле­ду­ют ге­не­тич. кон­троль кле­точ­но­го цик­ла, по­ли­ген­ных бо­лез­ней и ге­не­тич. про­бле­мы опу­хо­ле­об­ра­зо­ва­ния.

При этом воз­мож­но ис­поль­зо­ва­ние эле­мен­тов па­ра­сек­су­аль­но­го цик­ла. У меж­ви­до­вых кле­точ­ных гиб­ри­дов в хо­де де­ле­ния ут­ра­чи­ва­ют­ся отд. хро­мо­со­мы, что мож­но ис­поль­зо­вать для оп­ре­де­ле­ния групп сце­п­ле­ния ге­нов. У бак­те­рий Г. а. ос­но­ван на ис­поль­зо­ва­нии конъ­ю­га­ции, транс­фор­ма­ции и транс­дук­ции (см.

 Гиб­ри­ди­за­ция), в ре­зуль­та­те ко­то­рых об­ра­зу­ют­ся ме­ро­зи­го­ты, объ­е­ди­няю­щие пол­ный ге­ном од­но­го ро­ди­те­ля (ре­ци­пи­ен­та) с ча­стью ге­но­ма др. ро­ди­те­ля (до­но­ра). В совр. ге­не­ти­ке ис­поль­зо­ва­ние ме­ро­зи­гот по­лу­чи­ло рас­про­стра­не­ние и в Г. а. эу­ка­ри­от, вклю­чая жи­вот­ных, рас­те­ния и со­ма­тич. клет­ки че­ло­ве­ка. При этом для пе­ре­но­са отд.

ге­нов в ме­ро­зи­го­ты ис­поль­зу­ют тех­ни­ку ре­ком­би­нант­ной ДНК, вклю­чая ис­сле­дуе­мые ге­ны в век­тор­ные мо­ле­ку­лы ДНК – ви­ру­сы, плаз­ми­ды (см. Ге­не­ти­че­ская ин­же­не­рия, Био­тех­но­ло­гия), ко­то­рые пу­тём транс­фор­ма­ции или транс­фек­ции вво­дят в клет­ки-ре­ци­пи­ен­ты. Этот под­ход пред­став­ля­ет со­бой уп­ро­щён­ный ва­ри­ант Г. а., по­сколь­ку он по­зво­ля­ет ис­сле­до­вать взаи­мо­дей­ст­вие и рас­ще­п­ле­ние толь­ко тех ге­нов, ко­то­рые ин­те­ре­су­ют ис­сле­до­ва­те­ля.

Ис­поль­зо­ва­ние разл. ва­ри­ан­тов Г. а. при­ве­ло к до­ка­за­тель­ст­ву уни­вер­саль­но­сти осн. за­ко­но­мер­но­стей на­сле­до­ва­ния и вы­яв­ле­нию уни­вер­саль­ных свойств ге­не­тич. ма­те­риа­ла. Г. а.

су­ще­ст­вен­но рас­ши­рил и уг­лу­бил пред­став­ле­ния о ро­ли на­след­ст­вен­ной из­мен­чи­во­сти в про­цес­се эво­лю­ции и сте­пе­ни род­ст­ва разл. групп ор­га­низ­мов.

Его ши­ро­ко ис­поль­зу­ют при соз­да­нии транс­ген­ных ор­га­низ­мов, обыч­ных вы­со­ко­про­дук­тив­ных сор­тов рас­те­ний и по­род жи­вот­ных и для их оцен­ки по ге­но­ти­пу.

27.Гибридологический анализ, его использование в генетических исследованиях

Гибридологический
метод –
изучение наследования путем гибридизации
(скрещивания), то есть объединения двух
генетически разных организмов (гамет).
Гетерозиготный организм, который
получается при этом, называется гибридом,
а потомство – гибридным.

• Основные принципы
  гибридологического метода:
• 1) для скрещивания
  используются чистосортные (гомозиготные)
  родительские организмы, которые
  отличаются между собою за одной или
  несколькими парами альтернативных
  признаков;
• 2) проводится точный
  количественный учет потомства в
  отдельности за каждым исследуемым
  признаком в ряде поколений.
• С помощью скрещивания
  можно установить:

1. доминантен или рецессивен исследуемый признак (и соответствующий ему ген);

2. генотип организма;

3. взаимодействие генов и характер этого взаимодействия;

4. явление сцепления генов;

5. расстояние между генами;

6. сцепление генов с полом.

Сущность
гибридологического метода изучения
наследственности состоит в том, что о
генотипе организма судят по признакам
его потомков, полученных при определенных
скрещиваниях. Основы этого метода были
заложены работами Г. Менделя.

Мендель
скрещивал между собой сорта гороха,
различающиеся теми или иными признаками
(формой и окраской семян, окраской
цветков, высотой стебля и др.

), а затем
следил, как наследуются признаки того
и другого родителя их потомками в первом,
втором и последующих гибридных поколениях.
Проделав эту работу на достаточно
большом количестве растений, Г.

Мендель
смог установить очень важные статистические
закономерности количественного
соотношения гибридных растений,
обладающих признаками того и другого
исходного сорта.Гибридологический
метод нашел широкое применение в науке
и практике.

Гибридологический
метод не подходит для человека по
морально-этическим соображениям, а так
же из-за малого количества детей и
позднего полового созревания, скрещивать
homosapiens в эксперименте не представляется
возможным.Поэтому для изучения генетики
человека применяют косвенные методы.

Результаты были
обобщены Менделем в следующих трех
положениях:

• правило единообразия первого гибридного поколения;
• закон расщепления второго гибридного поколения;
• гипотеза чистоты гамет.

Правило единообразия
первого поколения:

при скрещивании
гомазиготных особей, отличающихся друг
от друга по одной паре альтернативных
признаков, все потомство в первом
поколении единообразно как по фенотипу,
так и по генотипу.

Правило расщепления.
Второй закон.

При скрещивании
однородных гибридов первого поколения
между собой (самоопыление или родственное
скрещивание) во втором поколении
появляются особи как с доминантными,
так и с рецессивными признаками, т. е.
наблюдается расщепление.

1. Согласно второму
   правилу Менделя можно сделать вывод,
   что:
2. 1) аллельные гены,
   находясь в гетерозиготном состоянии,
   не изменяют друг друга;
3. 2) при созревании
   гамет у гибридов образуется приблизительно
   равное число гамет с доминантными и
   рецессивными аллелями;
4. 3) при оплодотворении
   мужские и женские гаметы, несущие
   доминантные и рецессивные аллели,
   свободно комбинируются.

Таким
образом, второе правило Менделя
формулируется так: при
скрещивании двух гетерозиготных особей,
т. е. гибридов, анализируемых по одной
альтернативной паре признаков, в
потомстве наблюдается расщепление по
фенотипу в соотношении 3:1 и по генотипу
1:2:1.

Гипотеза «чистоты
гамет».

Правило расщепления
показывает, что хотя у гетерозигот
проявляются лишь доминантные признаки,
однако рецессивный ген не утрачен, более
того, он не изменился. Следовательно,
аллельные гены, находясь в гетерозиготном
состоянии, не сливаются, не разбавляются,
не изменяют друг друга. При образовании
половых клеток в каждую гамету попадает
только один ген из аллельной пары.