что такое расщепление в биологии
Расщепление
Смотреть что такое «Расщепление» в других словарях:
расщепление — См. разделение. Словарь русских синонимов и сходных по смыслу выражений. под. ред. Н. Абрамова, М.: Русские словари, 1999. расщепление деление, разделение; раскалывание, разложение; расщепывание, протеолиз, декомпозиция, колка, фосфоролиз,… … Словарь синонимов
РАСЩЕПЛЕНИЕ — РАСЩЕПЛЕНИЕ, в зоологии форма БЕСПОЛОГО РАЗМНОЖЕНИЯ некоторых одноклеточных организмов. При двойном делении (как у бактерий, диатомовых водорослей и простейших животных) исходная клетка просто делится на две идентичные дочерние. При множественном … Научно-технический энциклопедический словарь
РАСЩЕПЛЕНИЕ — РАСЩЕПЛЕНИЕ, расщепления, ср. 1. только ед. Действие по гл. расщепить расщеплять (книжн.). 2. Действие и состояние по гл. расщепиться расщепляться (спец., хим.). Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
расщепление — РАСЩЕПИТЬ, плю, пишь; плённый ( ён, ена); сов., что. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
РАСЩЕПЛЕНИЕ — в генетике, появление в потомстве гибрида особей (клеток) разного генотипа (Р. по генотипу) или обусловленное генотнпически различие потомков по проявлению признака (Р. по фенотипу). Закономерности Р. признаков в определённом количеств,… … Биологический энциклопедический словарь
расщепление — Разделение листа документа по толщине [ГОСТ 7.48 2002] Тематики консервация документов EN splitting … Справочник технического переводчика
расщепление — Откалывание горной породы от верхней поверхности массивных скал в результате ее расширения при воздействии внешнего давления … Словарь по географии
РАСЩЕПЛЕНИЕ — – отделение одних психических представлений от других, внутренняя расчлененность психики на составляющие ее части, структурные образования. В психопатологических исследованиях второй половины ХIХ века расщепление рассматривалось чаще всего в… … Энциклопедический словарь по психологии и педагогике
расщепление я — Нем.: Ichspaltung. Франц.: clivage du moi. Англ.: Splitting of the ego. Исп. escisiфn del yo. Итал : scissione dell io. Португ.: clivagem do ego. Итал.: scissione dell io. • Термин Фрейда для обозначения своеобразного явления при фетишизме и… … Словарь по психоанализу
Расщепление — разделение на составные части. Расщепление Эго психологический процесс Расщепление сознания философский и социологический термин Расщепление горизонта метод предотвращения петель маршрутизации Расщепление нёба полное расщепление губы и нёба… … Википедия
Основные генетические понятия. Закономерности наследственности. Генетика человека.
Генетика и селекция
Генетика — наука, изучающая наследственность и изменчивость организмов.
Наследственность — способность организмов передавать из поколения в поколение свои признаки (особенности строения, функций, развития).
Изменчивость — способность организмов приобретать новые признаки. Наследственность и изменчивость — два противоположных, но взаимосвязанных свойства организма.
Наследственность
Основные понятия
Ген и аллели. Единицей наследственной информации является ген.
Ген (с точки зрения генетики) — участок хромосомы, определяющий развитие у организма одного или нескольких признаков.
Аллели — различные состояния одного и того же гена, располагающиеся в определённом локусе (участке) гомологичных хромосом и определяющие развитие одного какого-то признака. Гомологичные хромосомы имеются только в клетках, содержащих диплоидный набор хромосом. Их нет в половых клетках (гаметах) эукариот и у прокариот.
Признак (фен) — некоторое качество или свойство, по которому можно отличить один организм от другого.
Доминирование — явление преобладания у гибрида признака одного из родителей.
Доминантный признак — признак, проявляющийся в первом поколении гибридов.
Рецессивный признак — признак, внешне исчезающий в первом поколении гибридов.
Доминантные и рецессивные признаки у человека
Законы Г. Менделя
Первый закон Менделя. Г. Мендель скрестил растения гороха с жёлтыми семенами и растения гороха с зелёными семенами. И те и другие были чистыми линиями, то есть гомозиготами.
Первый закон Менделя — закон единообразия гибридов первого поколения (закон доминирования): при скрещивании чистых линий у всех гибридов первого поколения проявляется один признак (доминантный).
Второй закон Менделя. После этого Г. Мендель скрестил между собой гибридов первого поколения.
Второй закон Менделя — закон расщепления признаков: гибриды первого поколения при их скрещивании расщепляются в определённом числовом соотношении: особи с рецессивным проявлением признака составляют 1/4 часть от общего числа потомков.
Цитологические основы единообразия первого поколения и расщепления признаков во втором поколении состоят в расхождении гомологичных хромосом и образовании гаплоидных половых клеток в мейозе.
Гипотеза (закон) чистоты гамет гласит: 1) при образовании половых клеток в каждую гамету попадает только один аллель из аллельной пары, то есть гаметы генетически чисты; 2) у гибридного организма гены не гибридизуются (не смешиваются) и находятся в чистом аллельном состоянии.
Статистический характер явлений расщепления. Из гипотезы чистоты гамет следует, что закон расщепления есть результат случайного сочетания гамет, несущих разные гены. При случайном характере соединения гамет общий результат оказывается закономерным. Отсюда следует, что при моногибридном скрещивании отношение 3:1 (в случае полного доминирования) или 1:2:1 (при неполном доминировании) следует рассматривать как закономерность, основанную на статистических явлениях. Это касается и случая полигибридного скрещивания. Точное выполнение числовых соотношений при расщеплении возможно лишь при большом количестве изучаемых гибридных особей. Таким образом, законы генетики носят статистический характер.
Анализ потомства. Анализирующее скрещивание позволяет установить, гомозиготен или гетерозиготен организм по доминантному гену. Для этого скрещивают особь, генотип которой следует определить, с особью, гомозиготной по рецессивному гену. Часто скрещивают одного из родителей с одним из потомков. Такое скрещивание называется возвратным.
В случае гомозиготности доминантной особи расщепления не произойдёт:
В случае гетерозиготности доминантной особи произойдёт расщепление:
Третий закон Менделя. Г. Мендель провёл дигибридное скрещивание растений гороха с жёлтыми и гладкими семенами и растений гороха с зелёными и морщинистыми семенами (и те и другие – чистые линии), а затем скрестил их потомков. В результате им было установлено, что каждая пара признаков при расщеплении в потомстве ведёт себя так же, как при моногибридном скрещивании (расщепляется 3:1), то есть независимо от другой пары признаков.
Третий закон Менделя — закон независимого комбинирования (наследования) признаков: расщепление по каждому признаку идёт независимо от других признаков.
Цитологической основой независимого комбинирования является случайный характер расхождения гомологичных хромосом каждой пары к разным полюсам клетки в процессе мейоза независимо от других пар гомологичных хромосом. Этот закон справедлив только в том случае, когда гены, отвечающие за развитие разных признаков, находятся в разных хромосомах. Исключения составляют случаи сцепленного наследования.
Сцепленное наследование. Нарушение сцепления
Развитие генетики показало, что не все признаки наследуются в соответствии с законами Менделя. Так, закон независимого наследования генов справедлив только для генов, расположенных в разных хромосомах.
Закономерности сцепленного наследования генов были изучены Т. Морганом и его учениками в начале 20-х гг. XX в. Объектом их исследований являлась плодовая мушка дрозофила (срок её жизни невелик, и за год можно получить несколько десятков поколений, её кариотип составляют всего четыре пары хромосом).
Закон Моргана: гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются преимущественно вместе.
Сцепленные гены — гены, лежащие в одной хромосоме.
Группа сцепления — все гены одной хромосомы.
В некотором проценте случаев сцепление может нарушаться. Причина нарушения сцепления — кроссинговер (перекрёст хромосом) — обмен участками хромосом в профазе I мейотического деления. Кроссинговер приводит к генетической рекомбинации. Чем дальше друг от друга расположены гены, тем чаще между ними происходит кроссинговер. На этом явлении основано построение генетических карт — определение последовательности расположения генов в хромосоме и примерного расстояния между ними.
Генетика пола
Аутосомы — хромосомы, одинаковые у обоих полов.
Половые хромосомы (гетерохромосомы) — хромосомы, по которым мужской и женский пол отличаются друг от друга.
В клетке человека содержится 46 хромосом, или 23 пары: 22 пары аутосом и 1 пара половых хромосом. Половые хромосомы обозначают как X- и Y-хромосомы. Женщины имеют две X-хромосомы, а мужчины одну Х- и одну Y-хромосому.
Существует 5 типов хромосомного определения пола.
Типы хромосомного определения пола
| Тип | Примеры |
| ♀ XX, ♂ ХY | Характерен для млекопитающих (в том числе и для человека), червей, ракообразных, большинства насекомых (в том числе для дрозофил), большинства земноводных, некоторых рыб |
| ♀ ХY, ♂ XX | Характерен для птиц, пресмыкающихся, некоторых земноводных и рыб, некоторых насекомых (чешуекрылые) |
| ♀ XX, ♂ Х0 | Встречается у некоторых насекомых (прямокрылые); 0 обозначает отсутствие хромосом |
| ♀ Х0, ♂ XX | Встречается у некоторых насекомых (равнокрылые) |
| гапло-диплоидный тип (♀ 2n, ♂ n) | Встречается, например, у пчёл и муравьёв: самцы развиваются из неоплодотворённых гаплоидных яйцеклеток (партеногенез), самки — из оплодотворённых диплоидных. |
Наследование, сцепленное с полом — наследование признаков, гены которых находятся в Х- и Y-хромосомах. В половых хромосомах могут находиться гены, не имеющие отношения к развитию половых признаков.
При сочетании XY большинство генов, находящихся в X-хромосоме, не имеют аллельной пары в Y-хромосоме. Также гены, расположенные в Y-хромосоме, не имеют аллелей в X-хромосоме. Такие организмы называются гемизиготными. В этом случае проявляется рецессивный ген, имеющийся в генотипе в единственном числе. Так X-хромосома может содержать ген, вызывающий гемофилию (пониженную свёртываемость крови). Тогда все мужские особи, получившие эту хромосому, будут страдать этим заболеванием, так как Y-хромосома не содержит доминантного аллеля.
Генетика крови
По системе АВ0 у людей 4 группы крови. Группа крови определяется геном I. У человека группу крови обеспечивают три гена IА, IВ, I0. Два первых кодоминантны по отношению друг к другу, и оба доминантны по отношению к третьему. В результате у человека по генетике 6 групп крови, а по физиологии — 4.
| I группа | 0 | I 0 I 0 | гомозигота |
| II группа | А | I А I А | гомозигота |
| I А I 0 | гетерозигота | ||
| III группа | В | I В I В | гомозигота |
| I В I 0 | гетерозигота | ||
| IV группа | АВ | I А I В | гетерозигота |
У разных народов соотношение групп крови в популяции различно.
Распределение групп крови по системе АВ0 у разных народов,%
| Народность | 0 (I) | A (II) | B (III) | AB (IV) |
| Австралийцы | 54,3 | 40,3 | 3,8 | 1,6 |
| Англичане | 43,5 | 44,7 | 8,6 | 3,2 |
| Арабы | 44 | 33 | 17,7 | 5,3 |
| Венгры | 29,9 | 45,2 | 17 | 7,9 |
| Голландцы | 46,3 | 42,1 | 8,5 | 3,1 |
| Индийцы | 30,2 | 24,5 | 37,2 | 8,1 |
| Китайцы | 45,5 | 22,6 | 25 | 6,9 |
| Русские | 32,9 | 35,8 | 23,2 | 8,1 |
| Японцы | 31,1 | 36,7 | 22,7 | 9,5 |
Распределение резус-фактора у разных народов,%
| Народность | Резус-положительные | Резус-отрицательные |
| Австралийские аборигены | 100 | 0 |
| Американские индейцы | 90–98 | 2–10 |
| Арабы | 72 | 28 |
| Баски | 64 | 36 |
| Китайцы | 98–100 | 0–2 |
| Мексиканцы | 100 | 0 |
| Норвежцы | 85 | 15 |
| Русские | 86 | 14 |
| Эскимосы | 99–100 | 0–1 |
| Японцы | 99–100 | 0–1 |
Резус-фактор крови определяет ген R. R + дает информацию о выработке белка (резус-положительный белок), а ген R – не даёт. Первый ген доминирует над вторым. Если Rh + кровь перелить человеку с Rh – кровью, то у него образуются специфические агглютинины, и повторное введение такой крови вызовет агглютинацию. Когда у Rh – женщины развивается плод, унаследовавший у отца положительный резус, может возникнуть резус-конфликт. Первая беременность, как правило, заканчивается благополучно, а повторная — заболеванием ребёнка или мертворождением.
Взаимодействие генов
Генотип — это не просто механический набор генов. Это исторически сложившаяся система из взаимодействующих между собой генов. Точнее, взаимодействуют не сами гены (участки молекул ДНК), а образуемые на их основе продукты (РНК и белки).
Взаимодействовать могут как аллельные гены, так и неаллельные.
Взаимодействие аллельных генов: полное доминирование, неполное доминирование, кодоминирование.
Полное доминирование — явление, когда доминантный ген полностью подавляет работу рецессивного гена, в результате чего развивается доминантный признак.
Неполное доминирование — явление, когда доминантный ген не полностью подавляет работу рецессивного гена, в результате чего развивается промежуточный признак.
Кодоминирование (независимое проявление) — явление, когда в формировании признака у гетерозиготного организма участвуют обе аллели. У человека серией множественных аллелей представлен ген, определяющий группу крови. При этом гены, обусловливающие группы крови А и B, являются кодоминантными по отношению друг к другу, и оба доминантны по отношению к гену, определяющему группу крови 0.
Взаимодействие неаллельных генов: кооперация, комплементарность, эпистаз и полимерия.
Кооперация — явление, когда при взаимном действии двух доминантных неаллельных генов, каждый из которых имеет своё собственное фенотипическое проявление, происходит формирование нового признака.
Комплементарность — явление, когда признак развивается только при взаимном действии двух доминантных неаллельных генов, каждый из которых в отдельности не вызывает развитие признака.
Эпистаз — явление, когда один ген (как доминантный, так и рецессивный) подавляет действие другого (неаллельного) гена (как доминантного, так и рецессивного). Ген-подавитель (супрессор) может быть доминантным (доминантный эпистаз) или рецессивным (рецессивный эпистаз).
Полимерия — явление, когда несколько неаллельных доминантных генов отвечают за сходное воздействие на развитие одного и того же признака. Чем больше таких генов присутствует в генотипе, тем ярче проявляется признак. Явление полимерии наблюдается при наследовании количественных признаков (цвет кожи, вес тела, удойность коров).
В противоположность полимерии наблюдается такое явление, как плейотропия — множественное действие гена, когда один ген отвечает за развитие нескольких признаков.
Хромосомная теория наследственности
Основные положения хромосомной теории наследственности:
Нехромосомное наследование
Согласно хромосомной теории наследственности ведущую роль в наследственности играют ДНК хромосом. Однако ДНК содержатся также в митохондриях, хлоропластах и в цитоплазме. Нехромосомные ДНК называются плазмидами. Клетки не имеют специальных механизмов равномерного распределения плазмид в процессе деления, поэтому одна дочерняя клетка может получить одну генетическую информацию, а вторая — совершенно другую. Наследование генов, содержащихся в плазмидах, не подчиняется менделевским закономерностям наследования, а их роль в формировании генотипа ещё мало изучена.
РАСЩЕПЛЕНИЕ
РАСЩЕПЛЕНИЕ в генетике, появление в потомстве гибрида особей (клеток) разного генотипа (расщепление по генотипу) или обусловленное генотипически различие потомков по проявлению признака (расщепление по фенотипу). Закономерности расщепления признаков в определённом количественном соотношении были впервые вскрыты Г. Менделем. В основе расщепления лежит закономерное поведение хромосом и хроматид в ходе деления клеток, приводящее к тому, что в дочерние клетки попадают различные аллели генов. Образование разных половых клеток в процессе мейоза называется мейотическим или гаметическим расщеплением, а клеток разного генотипа в ходе митоза — митотическим или соматическим расщеплением (у многоклеточных организмов оно приводит к мозаицизму). Митотическое расщепление обусловлено кроссинговером между хроматидами гомологичных хромосом в районе «ген-центромера». При нормальном поведении хромосом потомки разного генотипа (и фенотипа) появляются с определённой частотой, поэтому обычно расщепление характеризуют количественно. В результате взаимодействия между аллелями одного гена или разными генами расщепление по генотипу может не совпадать с расщеплением по фенотипу (см. Комплементация, Эпистаз, Полимерия). При тетрадном анализе единицей учёта гаметического расщепления служат не отдельные клетки (споры), а вся совокупность продуктов мейотического деления каждой исходной диплоидной клетки. При гаметическом расщеплении по аллелям одного гена у полиплоидов с нормальным протеканием мейоза характер расщепления зависит от положения данного гена по отношению к центромере, точнее, от частоты кроссинговера между геном и центромерой. Если кроссинговер отсутствует (ген и центромера тесно сцеплены), выявляют хромосомное расщепление. При кроссинговере, идущем с высокой частотой (ген расположен далеко от центромеры), наблюдают хроматидное расщепление. Выявление расщепления — один из важнейших инструментов генетического анализа. Расщепление свидетельствует о гетерозиготности исходных организмов (клеток), хотя отсутствие расщепления не свидетельствует об обратном. По характеру расщепления можно судить о взаимодействии аллелей одного гена и разных генов, о генетическом контроле признака, о сцеплении генов, частоте кроссинговера и т. д. Явление расщепления используют для получения исходных форм в селекции организмов.
© 2018 Биологический словарь on-line. При наличии ссылки разрешается копирование материалов сайта в учебных или просветительских целях.
Закономерности расщепления
Расщепление — это явление, при котором значительно большее количество гибридов второго поколения демонстрирует доминантный признак, а меньшая часть — рецессивный Расщепление может происходить как по фенотипу, так и по генотипу. Например, при скрещивании растений желтого гороха от родителей как бы «отщепляются» новые особи — растения с зеленым цветом семян гороха (расщепление по фенотипу). Гетерозиготные родители при скрещивании «отщепляют от себя» доминантную гомозиготу АА и рецессивную аа (расщепление по генотипу).
При этом расщепление идет не хаотично, оно подчиняется количественным закономерностям. В ходе наблюдений Мендель обнаружил, что у потомства гибридов первого поколения признаки расщепляются в постоянном числовом соотношении.
Итак, при скрещивании гибридов первого поколения у их потомков, то есть гибридов второго поколения, имеется расщепление по фенотипу — доминантные и рецессивные признаки проявляются в соотношении 3:1. Генотипы второго поколения — АА, Аа, Аа, аа, значит, имеется соотношение по генотипу 1:2:1.
Закон чистоты гамет
Начиная с 1854 года, Грегор Мендель в течение восьми лет производил опыты по скрещиванию гороха. Он обнаружил, как мы уже знаем, что в результате скрещивания разных сортов гибриды первого поколения имеют идентичный фенотип, а гибриды второго поколения демонстрируют расщепление признаков в стабильных числовых соотношениях. Пытаясь найти объяснения феномена, исследователь сделал предположения, которые были названы «гипотезой (или законом) чистоты гамет». Что же предположил Мендель?
1. Формирование признаков зависит от неких дискретных наследственных факторов.
2. Всякий организм содержит два фактора, которыми регулируется развитие признака.
3. Когда образовываются гаметы, в каждую отправляется лишь один фактор из пары.
4. Наследственные факторы не перемешиваются (остаются «чистыми») при слиянии мужской гаметы с женской.
Прошло больше полувека после того, как Мендель начал свои эксперименты, и в 1909 году Вильгельм Иогансен ввел в научный обиход понятие «ген», — назвав так наследственный «фактор», открытый Менделем. В 1912 году Томас Морган и группа исследователей выяснила, что гены расположены в хромосомах и выстроены линейно.
Итак, расщепление признаков у потомков гетерозиготных особей объясняется генетической чистотой гамет — они несут лишь один ген из аллельной пары. При формировании половых клеток, в соответствии с законом чистоты гамет, в каждую гамету попадает один ген из аллельной пары. Причины этого лежат в мейозе — в анафазе 1 гомологичные хромосомы, несущие разные аллельные гены, идут к противоположным полюсам. Поэтому в одну конкретную половую клетку всегда попадает только один аллель из пары.
Взаимодействие генов
Вы уже знаете о том, что гены могут взаимодействовать друг с другом по типу полного и неполного доминирования. Однако, в генетике встречается масса других примеров взаимодействия генов. В этой статье мы затронем те, которые ранее не обсуждались.
Кодоминирование
Наиболее распространенным примером кодоминирования является наследование групп крови у человека.
Решим пару задач, которые укрепят понимание темы.
Пример решения задачи №1
«Родители имеют II и III группы крови, гетерозиготны. Какие группы крови можно ожидать у их детей?»
Итак, в результате такого брака может получиться ребенок с любой группой крови, в чем мы убедились.
Пример решения задачи №2
«Дигетерозиготная по B (III) группе и положительному резус-фактору вступила в брак с таким же мужчиной. Какое расщепление по фенотипу можно ожидать у детей?»
Комплементарность
В каждой задаче свой случай комплементарного взаимодействия генов. Чтобы успешно их решать, надо помнить, что такое явление, как комплементарность, в принципе, возможно, и быть внимательным при написании генотипов особей и их гамет.
Пример решения задачи №3
Наследование слуха у человека определяется двумя доминантными генами из разных аллельных пар, один из которых детерминирует развитие слухового нерва, а другой – улитки. Определить вероятность рождения глухих детей, если оба родителя глухие, но по разным генетическим причинам (у одного отсутствует слуховой нерв, у другого улитка). По генотипу оба родителя являются дигомозиготными.
Эпистаз
Пример решения задачи №4
Вероятность рождения детей с i(0) группой крови в данном случае равна 2/8, или 1/4 (25%). Генотипами, у которых будет i(0) группа крови являются: I A I A hh и I A I B hh. Эпистатический рецессивный ген hh в гомозиготном состоянии всегда приводит к i(0) группе крови.
Полимерия
У человека полимерное действие генов заложено в наследовании количественных признаков (вес, рост, цвет кожи, давление).
Пример решения задачи №5
«Цвет кожи у мулатов наследуется по типу полимерии. При этом данный признак контролируется 2 аутосомными несцепленными генами. Сын белой женщины и негра женился на белой женщине. Может ли этот ребенок быть темнее своего отца?»
В данном случае полимерия проявляется в том, что чем больше доминантных генов в генотипе (A и B), тем более темный цвет кожи имеет человек. Это правило мы и применим для решения.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.