Краткое содержание: Параграф § 4 / Биология 11 класс

Основы генетики: Наследственность и Изменчивость

Параграф начинается с определения двух важнейших свойств живых организмов, являющихся предметом изучения генетики: наследственности и изменчивости. Наследственность – это способность организмов передавать свои признаки потомству, обеспечивающая преемственность поколений. Изменчивость – это свойство приобретать новые признаки в процессе индивидуального развития или в ряду поколений. Эти свойства тесно связаны с передачей генетической информации, которая хранится в хромосомах, а у прокариот – в кольцевой молекуле ДНК. У эукариот генетический материал содержится в линейных хромосомах в ядре, а также в митохондриях и пластидах.

Понятие Гена и Элементов Наследственности

Ген определяется как участок молекулы ДНК, который кодирует последовательность аминокислот в определенном белке, являясь элементарной единицей наследственности. У вирусов, не имеющих клеточной формы, генетический материал может быть представлен молекулами ДНК или РНК. Генетика изучает общие закономерности наследственности и изменчивости. В процессе онтогенеза происходит реализация генетической информации, унаследованной от родителей.

Генетические Термины и Методы

Введены ключевые генетические понятия: Гибридизация – процесс получения потомства (гибридов, \( F \)) с новыми наследственными свойствами от двух родителей. Аллельные гены (аллели) – парные гены, расположенные в гомологичных хромосомах и отвечающие за развитие одного признака. В гаметах содержится только один аллель. Доминантные аллели обозначаются заглавными буквами и определяют развитие преобладающих признаков. Рецессивные аллели обозначаются строчными буквами и определяют подавляемые признаки. Гомозигота – организм, имеющий одинаковые аллельные гены (\( AA \) или \( aa \)). Гетерозигота – организм, имеющий разные аллельные гены (\( Aa \)). Генотип – совокупность всех генов организма. Фенотип – совокупность всех внешних и внутренних признаков организма, определяемых генотипом.

Эксперименты Г. Менделя и Законы Наследования

Грегор Мендель (1822–1884), считается основоположником генетики. Он использовал горох для своих опытов, поскольку он обладает легко различимыми признаками, дает много потомства и является самоопыляющимся растением. Мендель впервые применил гибридологический метод и количественный анализ данных, что позволило ему установить три основных закона. Первый этап — моногибридное скрещивание, скрещивание чистых линий, отличающихся по одной паре альтернативных признаков (например, желтые и зеленые семена).

• Закон единообразия гибридов первого поколения (Первый закон Менделя): При скрещивании чистых линий, отличающихся по одной паре признаков, все гибриды первого поколения (\( F_1 \)) окажутся единообразными и будут нести проявление доминантного признака. Этот закон также известен как закон доминирования признаков. Например, при скрещивании растений с желтыми (\( AA \)) и зелеными (\( aa \)) семенами, все \( F_1 \) растения (\( Aa \)) будут иметь желтые семена.
• Закон расщепления (Второй закон Менделя): При скрещивании гибридов первого поколения (\( F_1 \)) между собой во втором поколении (\( F_2 \)) наблюдается расщепление признаков, при котором рецессивные признаки вновь проявляются в определенном числовом отношении. У гороха это соотношение по фенотипу составляет 3:1 (три части потомков с доминантным признаком и одна часть с рецессивным) и по генотипу – \( 1:2:1 \), то есть \( 1 \) гомозигота доминантная (\( AA \)), \( 2 \) гетерозиготы (\( Aa \)) и \( 1 \) гомозигота рецессивная (\( aa \)).
• Закон (гипотеза) чистоты гамет: В каждую гамету попадает только один аллель из пары аллелей данного гена. В норме гамета всегда чиста от второго гена аллельной пары.

Эти закономерности были подтверждены цитологическими исследованиями. Мендель также предвосхитил понятие гена как «элемента наследственности» задолго до открытия ДНК.