Условия прохождения онтогенеза и формирование признаков и свойств организма.

Онтогенезом называется индивидуальное развитие особи.

Онтогенез особи может завершиться её физической смертью или её воспроизведением (в частности, при размножении путем деления).

Онтогенез растений и животных состоит из качественно различных периодов: эмбриогенез, юность, зрелость и старость. Онтогенез многоклеточных организмов сопровождается рядом общих основных процессов:

1. рост – увеличение числа клеток и/или их объема (растяжение);

2. гистогенез – образование и дифференцировка тканей;

3. органогенез – образование органов и систем органов;

4. морфогенез – формирование внутренних и внешних морфологических признаков;

5. физиолого-биохимические преобразования.

Все это происходит на основе биохимической, физиологической, генетической и морфологической дифференцировки клеток, тканей и органов. В ходе онтогенеза возникает ряд особенностей, обеспечивающих приспособление организма к окружающей среде.

Фенотип каждого организма формируется под влиянием генотипа и условий среды. Те различия, которые зависят только от условий среды, называют модификациями.

Роль генотипа и определенных факторов среды в образовании разных признаков организма может быть очень различной. Есть такие признаки, которые в основном обусловлены генотипом (качественные признаки), и есть признаки, на формирование которых большое влияние оказывают условия внешней среды (количественные признаки).

Это явление следует использовать в практике сельского хозяйства и учитывать в генетическом анализе и селекционном процессе.

Любой признак организма, в конечном счете, определяется всем генотипом, а каждый ген обладает множественным (плейотропным) эффектом.

В фенотипе никогда не реализуются все генотипические возможности, т. е. фенотип каждой особи есть лишь частный случай проявления ее генотипа в определенных условиях развития. Например, генотипически одинаковые растения при выращивании их в контрастирующих условиях будут иметь различные фенотипы. Вследствие развития и жизни в разных условиях однояйцевые близнецы могут значительно различаться между собой во взрослом состоянии. Следовательно, реализация генотипа в фенотипе обусловлена особенностями онтогенеза и конкретными условиями внешней среды, в которых осуществляется развитие.

Нормальным может быть назван такой фенотип, который возникает в оптимальных условиях среды под контролем нормального или «дикого» генотипа. Изменения внешней среды или генотипа могут вызвать отклонения от нормального фенотипа, т. е. степень изменения фенотипа находится в зависимости от степени изменения среды и генотипа.

Наличие определенных генов еще не означает, что их действие завершится развитием определенных признаков. На действие многих генов часто оказывают влияние изменения внешних условий. Например, хорошо известно, что синтез хлорофилла, который контролируется действием генов, не может происходить в темноте и для этого процесса обязательно наличие света. Подобное наблюдается и при образовании антоциана у растений. Без необходимых условий освещения гены, контролирующие образование этого пигмента, действуют очень слабо или совсем не действуют. Известно много мутаций у растений и животных, проявляющих мутантный фенотип только при определенных условиях освещения, температуры или влажности.

Изменения под влиянием внешних факторов в ходе развития признака, находящегося под контролем определенного генотипа, могут привести к копированию признаков, характерных для другого генотипа. Такие изменения были названы фенокопиями. Поскольку генотип остается неизменным, фенокопии не наследуются [4].

5. У кроликов белая пятнистость доминирует над сплошной окраской, короткая шерсть над длинной. Гены локализованы в одной хромосоме. При скрещивании гомозиготных самок с доминантными признаками с дирецессивными самцами получили потомство F₁, в дальнейшем провели анализирующее скрещивание и получили: пятнистых короткошерстных-72, пятнистых длинношерстных-11, сплошных длинношерстных-69, короткая сплошная-3. Написать схему скрещивания.

Белая пятнистость – А

Сплошная окраска – а

Короткая шерсть – В

Длинная шерсть – в

 

Р: ♀ АВ × ♂ ав

АВ     ав

                               пятн.           сплош.

                            короткая     длинная

G:                       АВ         aв

¯

F₁:                             

♂            ♀	АВ
ав	АВ – белая коротк.  ав

 

Анализирующее скрещивание

Р:          ♀ АВ   × ♂ав 

ав             ав

     

G: АВАваВав   ав

45,5 4,5 4,5 45,5

F₂:    

♂ ♀	АВ	ав	Ав	аВ
ав	АВ – пятн. коротк.  ав	ав – сплош. длин. ав	Ав- пятн. длин. ав	аВ – сплош. коротк ав
	45,5	45,5	4,5	4,5
	обычные		кроссоверы

 

В анализирующем скрещивании родились кролики с новыми признаками. Это объясняется появлением кроссоверов в результате кроссинговера.

Процент кроссоверных особей

Число всех кроликов:

72+11+69+3 = 155

Число кроссоверных кроликов:

11 + 3 = 14.

155 – 100%

14 – х

х = 14*100 : 155 = 9%

Процент кроссоверных особей – 9 %.

Процент некроссоверных особей:

100 – 9 = 91 %.

Процент каждого вида генотипа некроссоверных особей:

91 : 2 = 45,5 %.

Процент каждого вида генотипа обычных особей:

9 : 2 = 4,5 %.

 

Признак дальтонизма сцеплен с полом. Женщина, гетерозиготная носительница дальтонизма, вышла замуж за мужчину с нормальным зрением. У них родилось 2 сына и 2 дочери. Сколько среди мальчиков было дальтоников? Какова вероятность рождения больного ребенка?

Дальтонизм – Х^а

Нормальное зрение – Х^А

 

Р ♀ Х^АХ^а × ♂Х^АY

здорова здоров.

G:                    Х^А Х^а Х^А Y

¯

F₁:

♂            ♀	ХА	Ха
ХА	ХАХА – здоров.	ХАХа – носительница
Y	ХАY – здоров.	ХаY – дальтон.

 

У здорового мужчины и женщины-носительницы вероятность рождения больного мальчика – 1:4. Таким образом, из четверых детей один мальчик – дальтоник. Пятый ребенок будет больной с вероятностью 25 %.

 

 

У флоксов белая окраска цветов доминирует над кремовой, а плоский венчик – над воронковидным. Растение с белыми воронковидными цветами скрещено с растением с кремовидными плоскими цветами. В потомстве из 76 растений 37 имели цветы белые плоские, остальные – кремовые плоские. Определить генотипы родительских растений.

Белые окраска цветов – А

Кремовая окраска – а

Плоский венчик – В

Воронковидный венчик – в

 

Р: ♂Аавв × ♀ааВВ

белый       крем.

воронковид.    плоск.

G:               Ав aв       aB    

¯

F₁:                

♀             ♂	Ав	ав
аВ	АаВв – бел. плоск.	ааВв – крем. плоск.

 

Растение с воронковидным венчиком обязательно имеет рецессивную гомозиготу гена в. Растение с кремовой окраской – рецессивную гомозиготу гена а.

Первое растение не могло иметь доминантную гомозиготу гена А, т.к. все потомство было бы единообразно – с белыми плоскими цветами.

Второе растение не могло иметь гетерозиготу гена В, т.к. в потомстве были бы растения с белыми воронковидными и кремовыми воронковидными цветами.

Таким образом, первое растение гетерозиготно по гену А и гомозиготно по рецессивному гену в. Второе растение гомозиготно по рецессивному гену а и по доминантному гену В.

8. Первое поколение от скрещивания голубого и желтого волнистых попугайчиков имело зеленую окраску оперения. В F₂ получили расщепление: 60 зеленых, 22 желтых, 19 голубых и 5 белых. Каковы генотипы всех фенотипических классов?

Зеленая окраска оперения – АВ

Голубая – А

Желтая – В

Белая – ав

Р: ♀ААвв × ♂ааBB

голуб.      желт.

G:                      Ав   aB

¯

F₁:                                

♂                        ♀	Ав
аВ	АаВв – зеленые

 

При скрещивании получено единообразие гибридов первого поколения, следовательно, зеленые попугаи имеют гетерозиготный набор обоих генов.

Р: ♀АаВв       ×        ♂АаВв

зелен.                              зелен.

G: АВ аВ Ав ав         АВ аВ Ав ав

¯

F₂:   

	АВ	аВ	Ав	ав
АВ	ААВВ – зел.	АаВВ – зел.	ААВв – зел.	АаВв – зел.
аВ	АаВВ – зел.	ааВВ – желт.	АаВв – зел.	ааВв – желт.
Ав	ААВв – зел.	АаВв – зел.	ААвв – гол.	Аавв – гол.
ав	АаВв – зел.	ааВв – желт.	Аавв – гол.	аавв – бел.

 

В F₂ получено расщепление 9:3:3:1.

Окраска оперения наследуется следующим образом: один из доминантных генов (А) дает голубую окраску. Наличие в генотипе одного доминантного гена В – желтую окраску. Сочетание обоих доминантных генов – зеленую окраску. Отсутствие в генотипе доминантных генов обуславливает белую окраску оперения. Тип взаимодействия генов – кооперация.

9. У собак черную окраску шерсти определяет ген А, коричневую – а, однако в присутствии гена I образование пигмента не происходит. Какого потомства следует ожидать от скрещивания коричневой самки с самцом, гетерозиготным по обоим генам?

Черная окраска шерсти – А

Коричневая  – а

I – ген-подавитель (белая окраска)

 

P: ♀ aaii × ♂ AaIi

                   коричн. белый

G:                    ai        AI   aI   Ai   ai

¯

F₁:            

♀    ♂	AI	aI	Ai	ai
ai	AaIi – белые	aaIi – белые	Aaii – черные	aaii – коричневые

 

В данном случае характер взаимодействия генов – доминантный эпистаз.

При скрещивании рецессивной дигомозиготной самки с дигетерозиготным самцом будут белые, черные и коричневые щенки (расщепление 2:1:1).

Белые содержат ген-подавитель I. Черные – не содержат ген-подавитель и имеют ген А, отвечающий за черную окраску. Коричневые – рецессивные дигомозиготы.

 

Список литературы

1. Пухальский В. А. Введение в генетику. – М.: Инфра-М, 2015. – 224 с.

2. Жимулев И. Ф. Общая и молекулярная генетика [Электронный ресурс]. – Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2007. – 480 с. Режим доступа: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=57409.

3. Яковенко А. М., Антоненко Т. И. Практикум по генетике [Электронный ресурс]. – Ставрополь: Ставропольский государственный аграрный университет, 2007. – 204 с. Режим доступа: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=138981.

4. Нахаева В. И. Практический курс общей генетики [Электронный ресурс]. М.: Флинта, 2011. 210 с. Режим доступа: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=83544.