Информации

12.2: Карактеристики и особини - Биологија

12.2: Карактеристики и особини - Биологија


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Вештини за развој

  • Објаснете ја врската помеѓу генотиповите и фенотиповите во доминантните и рецесивни генски системи
  • Развијте Пуннет квадрат за да ги пресметате очекуваните пропорции на генотипови и фенотипови во монохибриден крст
  • Објаснете ја целта и методите на тест крстот
  • Идентификувајте не-менделови наследни модели како што се нецелосна доминација, кодоминација, рецесивни смртоносни, повеќе алели и полова поврзаност

Седумте карактеристики што Мендел ги оцени во неговите растенија грашок беа изразени како една од двете верзии или особини. Физичкото изразување на карактеристиките се постигнува преку изразување на гените што се носат на хромозомите. Генетскиот состав на грашокот се состои од две слични или хомологни копии на секој хромозом, по една од секој родител. Секој пар на хомологни хромозоми има ист линеарен редослед на гени. Со други зборови, грашокот е диплоиден организам по тоа што има две копии од секој хромозом. Истото важи и за многу други растенија и практично за сите животни. Диплоидните организми ја користат мејозата за да произведат хаплоидни гамети, кои содржат по една копија од секој хомологен хромозом што се обединуваат при оплодувањето за да создадат диплоиден зигот.

За случаите во кои еден ген контролира една карактеристика, диплоиден организам има две генетски копии кои може или не може да ја кодираат истата верзија на таа карактеристика. Генските варијанти кои настануваат со мутација и постојат на истите релативни локации на хомологните хромозоми се нарекуваат алели. Мендел го испитувал наследството на гените со само две алелни форми, но вообичаено е да се сретнеме со повеќе од два алели за кој било даден ген во природна популација.

Фенотипови и генотипови

Два алели за даден ген во диплоиден организам се изразуваат и комуницираат за да создадат физички карактеристики. Набљудливите особини изразени од организам се нарекуваат негов фенотип. Основниот генетски состав на организмот, кој се состои од физички видливи и неизразени алели, се нарекува негов генотип. Експериментите за хибридизација на Мендел ја покажуваат разликата помеѓу фенотипот и генотипот. Кога растенијата за вистинско размножување во кои едниот родител имал жолти мешунки, а другиот со зелени мешунки биле вкрстено оплодени, сите F1 хибридното потомство имало жолти мешунки. Односно, хибридното потомство било фенотипично идентично со вистинскиот родител со жолти мешунки. Сепак, знаеме дека алелот дониран од родителот со зелени мешунки не бил едноставно изгубен бидејќи повторно се појавил во некои од F2 потомство. Затоа, Ф1 растенијата мора да биле генотипски различни од родителските со жолти мешунки.

П1 растенијата што Мендел ги користел во своите експерименти биле хомозиготни за особината што ја проучувал. Диплоидните организми кои се хомозиготни во даден ген, или локус, имаат два идентични алели за тој ген на нивните хомологни хромозоми. Родителските растенија на грашок на Мендел секогаш се размножуваат вистинити затоа што и двете произведени гамети ја носеле истата особина. Кога П1 растенијата со контрастни особини беа вкрстено оплодени, сите потомци беа хетерозиготни за контрастната карактеристика, што значи дека нивниот генотип рефлектира дека тие имаат различни алели за генот што се испитува.

Доминантни и рецесивни алели

Нашата дискусија за хомозиготни и хетерозиготни организми нè доведува до тоа зошто Ф1 хетерозиготните потомци беа идентични со еден од родителите, наместо да ги изразуваат двата алели. Во сите седум карактеристики на растение грашок, еден од двата контрастни алели беше доминантен, а другиот беше рецесивен. Мендел го нарече доминантниот алел изразен единичен фактор; рецесивниот алел беше означен како латентен единичен фактор. Сега знаеме дека овие таканаречени единечни фактори се всушност гени на хомологни хромозомски парови. За ген кој е изразен во доминантен и рецесивен модел, хомозиготните доминантни и хетерозиготните организми ќе изгледаат идентично (односно, тие ќе имаат различни генотипови, но ист фенотип). Рецесивниот алел ќе биде забележан само кај хомозиготни рецесивни индивидуи (Табела (PageIndex{1})).

Табела (PageIndex{1}): Човечко наследство во доминантни и рецесивни модели
Доминантни особиниРецесивни особини
АхондроплазијаАлбинизам
БрахидактилијаЦистична фиброза
Хантингтонова болестМускулна дистрофија на Душен
Марфанов синдромГалактоземија
НеврофиброматозаФенилкетонурија
Врв на вдовицатаСрпеста анемија
Волна косаТеј-Саксова болест

Постојат неколку конвенции за упатување на гени и алели. За целите на ова поглавје, ќе ги скратиме гените користејќи ја првата буква од соодветната доминантна карактеристика на генот. На пример, виолетовата е доминантна особина за бојата на цветот на растението грашок, така што генот за боја на цветот би бил скратено како В (забележете дека е вообичаено да се закосени ознаките на гените). Понатаму, ќе користиме големи и мали букви за да ги претставиме доминантните и рецесивни алели, соодветно. Затоа, ние би се однесувале на генотипот на хомозиготно доминантно растение грашок со виолетови цветови како В.В, хомозиготно рецесивно растение грашок со бели цветови како vv, и хетерозиготно растение грашок со виолетови цветови како Vv.

Пристапот на Пунет плоштад за монохибриден крст

Кога оплодувањето се случува помеѓу двајца вистински родители кои се разликуваат само во една карактеристика, процесот се нарекува монохибриден вкрстување, а добиените потомци се монохибриди. Мендел изведе седум монохибридни вкрстувања кои вклучуваат контрастни особини за секоја карактеристика. Врз основа на неговите резултати во Ф1 и Ф2 генерации, Мендел постулираше дека секој родител во монохибридниот вкрстување придонел еден од двата спарени единечни фактори за секое потомство и секоја можна комбинација на единечни фактори била подеднакво веројатна.

За да се демонстрира монохибриден вкрстување, земете го во предвид случајот со вистинско размножување на грашок со жолти наспроти зелени семиња од грашок. Доминантната боја на семето е жолта; затоа родителските генотипови беа YY за растенијата со жолти семиња и yy за растенијата со зелени семиња, соодветно. Може да се нацрта Пунет квадрат, смислен од британскиот генетичар Реџиналд Панет, кој ги применува правилата на веројатност за да ги предвиди можните исходи од генетско вкрстување или парење и нивните очекувани фреквенции. За да се подготви квадрат Пуннет, сите можни комбинации на родителските алели се наведени долж врвот (за едниот родител) и страната (за другиот родител) на мрежата, што ја претставува нивната мејотична сегрегација во хаплоидни гамети. Потоа комбинациите на јајце клетката и спермата се прават во полињата во табелата за да се покаже кои алели се комбинираат. Секоја кутија го претставува диплоидниот генотип на зигот, или оплодената јајце клетка, што може да произлезе од ова парење. Бидејќи секоја можност е подеднакво веројатна, генотипските соодноси може да се одредат од плоштадот Пуннет. Ако е познат моделот на наследување (доминантен или рецесивен), може да се заклучат и фенотипските соодноси. За монохибриден вкрстување на двајца вистински родители, секој родител придонесува по еден вид алел. Во овој случај, можен е само еден генотип. Сите потомци се дг и имаат жолти семиња (Слика (PageIndex{1})).

Авто-крст на еден од дг хетерозиготното потомство може да биде претставено на квадрат 2 × 2 Пунет бидејќи секој родител може да донира еден од двата различни алели. Затоа, потомството потенцијално може да има една од четирите алели комбинации: YY, дг, yY, или yy (Слика (PageIndex{1})). Забележете дека постојат два начини да се добие дг генотип: а Y од јајцето и а y од спермата, или а y од јајцето и а Y од спермата. И двете од овие можности мора да се бројат. Потсетете се дека карактеристиките на грашокот на Мендел се однесувале на ист начин во реципрочни вкрстувања. Затоа, двете можни хетерозиготни комбинации произведуваат потомци кои се генотипски и фенотипски идентични и покрај нивните доминантни и рецесивни алели кои потекнуваат од различни родители. Тие се групирани заедно. Бидејќи оплодувањето е случаен настан, очекуваме секоја комбинација да биде подеднакво веројатна и потомството да покаже сооднос од YY:дг:yy генотипови од 1:2:1 (Слика (PageIndex{1})). Понатаму, бидејќи на YY и дг потомците имаат жолти семиња и се фенотипски идентични, применувајќи го правилото за сума на веројатност, очекуваме потомството да покаже фенотипски сооднос од 3 жолти:1 зелени. Навистина, работејќи со големи примероци, Мендел го забележал приближно овој сооднос во секој F2 генерација што произлегува од вкрстувања за индивидуални особини.

Мендел ги потврди овие резултати со извршување на F3 крст во кој се самопрекрстил доминантно и рецесивно изразување Ф2 растенијата. Кога тој самиот ги вкрсти растенијата кои изразуваат зелени семиња, сите потомци имаа зелени семиња, што потврди дека сите зелени семиња имаат хомозиготни генотипови на yy. Кога сам го преминал Ф2 растенија што изразуваат жолти семиња, тој открил дека една третина од растенијата се одгледуваат вистинити, а две третини од растенијата се сегрегираат во сооднос 3:1 жолто:зелено семе. Во овој случај, вистинските растенија имале хомозиготни (YY) генотипови, додека растенијата што сегрегираат одговараа на хетерозиготните (дг) генотип. Кога овие растенија се само-оплодиле, исходот бил исто како Ф1 самооплодувачки крст.

Тестниот крст го разликува доминантниот фенотип

Надвор од предвидувањето на потомството на вкрстувањето помеѓу познатите хомозиготни или хетерозиготни родители, Мендел разви и начин да утврди дали организам што изразува доминантна карактеристика е хетерозигот или хомозигот. Наречена тест крст, оваа техника сè уште ја користат одгледувачите на растенија и животни. Во тест вкрстување, доминантниот организам е вкрстен со организам кој е хомозиготен рецесивен за истата карактеристика. Ако доминантниот организам е хомозигот, тогаш сите F1 потомците ќе бидат хетерозиготи кои ја изразуваат доминантната карактеристика (Слика (PageIndex{2})). Алтернативно, ако доминантниот експресивен организам е хетерозигот, F1 потомството ќе покаже сооднос 1:1 на хетерозиготи и рецесивни хомозиготи (Слика (PageIndex{2})). Тестниот крст дополнително го потврдува постулатот на Мендел дека паровите единечни фактори се сегрегираат подеднакво.

Уметничка врска

Во растенијата грашок, кружниот грашок (R) е доминантен на збрчканиот грашок (r). Правиш тест вкрстување помеѓу растение грашок со збрчкан грашок (генотип rr) и растение со непознат генотип што има кружен грашок. Завршувате со три растенија, сите кои имаат кружен грашок. Од овие податоци, можете ли да откриете дали родителското растение на тркалезниот грашок е хомозиготно доминантно или хетерозиготно? Ако родителското растение на тркалезниот грашок е хетерозиготно, колкава е веројатноста случаен примерок од 3 потомци грашок да бидат сите тркалезни?

Многу човечки болести се генетски наследни. Здрава личност во семејство во кое некои членови страдаат од рецесивно генетско нарушување може да сака да знае дали тој или таа го има генот што ја предизвикува болеста и каков ризик постои за пренесување на нарушувањето на неговото или нејзиното потомство. Се разбира, правењето тест-крст кај луѓето е неетички и непрактично. Наместо тоа, генетичарите користат педигре анализа за да го проучат моделот на наследување на човечките генетски болести (Слика (PageIndex{3})).

Уметничка врска

Вежбајте

Кои се генотиповите на индивидуите означени со 1, 2 и 3?

Алтернативи за доминација и рецесивност

Експериментите на Мендел со растенијата од грашок сугерираат дека: (1) постојат две „единици“ или алели за секој ген; (2) алелите го одржуваат својот интегритет во секоја генерација (без мешање); и (3) во присуство на доминантниот алел, рецесивниот алел е скриен и не придонесува за фенотипот. Затоа, рецесивните алели можат да се „носат“ и да не се изразуваат од поединци. Таквите хетерозиготни поединци понекогаш се нарекуваат „носители“. Понатамошните генетски студии кај други растенија и животни покажаа дека постои многу покомплексност, но дека основните принципи на менделовата генетика сè уште се точни. Во деловите што ќе следат, разгледуваме некои од проширувањата на менделизмот. Ако Мендел избрал експериментален систем што ги покажува овие генетски сложености, можно е да не разбере што значат неговите резултати.

Нецелосна доминација

Резултатите на Мендел, дека особините се наследуваат како доминантни и рецесивни парови, се спротивставија на гледиштето во тоа време дека потомството покажува мешавина од особините на нивните родители. Сепак, хетерозиготниот фенотип понекогаш се чини дека е среден помеѓу двајцата родители. На пример, во snapdragon, Antirrhinum majus (Слика (PageIndex{4})), вкрстување помеѓу хомозиготен родител со бели цветови (ВВВВ) и хомозиготен родител со црвени цветови (ВРВР) ќе роди потомство со розови цветови (ВРВВ). (Забележете дека различни генотипски кратенки се користат за менделови екстензии за да се разликуваат овие обрасци од едноставна доминација и рецесивност.) Овој модел на наследување е опишан како нецелосна доминација, означувајќи го изразот на два контрастни алели, така што поединецот прикажува среден фенотип. Алелот за црвени цветови е нецелосно доминантен над алелот за бели цветови. Сепак, резултатите од хетерозиготниот само-крст сè уште може да се предвидат, исто како и со Менделови доминантни и рецесивни вкрстувања. Во овој случај, генотипскиот сооднос би бил 1 ВРВР:2 ВРВВ:1 ВВВВ, а фенотипскиот сооднос би бил 1:2:1 за црвено:розово:бело.

Кодоминација

Варијација на нецелосна доминација е кодоминација, во која двата алели за истата карактеристика се истовремено изразени во хетерозиготот. Пример за кодоминација се МН крвните групи на луѓето. Алелите M и N се изразуваат во форма на M или N антиген присутен на површината на црвените крвни зрнца. Хомозиготи (ЛМЛМ и ЛНЛН) изразуваат или М или N алел, и хетерозиготи (ЛМЛН) подеднакво ги изразуваат двата алели. Во само-вкрстувањето помеѓу хетерозиготите кои изразуваат кодоминантна особина, трите можни генотипови на потомци се фенотипски различни. Сепак, сè уште важи генотипскиот сооднос 1:2:1, карактеристичен за менделовиот монохибриден крст.

Повеќе алели

Мендел имплицираше дека само два алели, еден доминантен и еден рецесивен, може да постојат за даден ген. Сега знаеме дека ова е претерано поедноставување. Иако поединечните луѓе (и сите диплоидни организми) можат да имаат само два алели за даден ген, може да постојат повеќе алели на ниво на популација, така што се забележани многу комбинации на два алели. Забележете дека кога постојат многу алели за истиот ген, конвенцијата е да се означи најчестиот фенотип или генотип меѓу дивите животни како див тип (често скратено „+“); ова се смета за стандард или норма. Сите други фенотипови или генотипови се сметаат за варијанти на овој стандард, што значи дека тие отстапуваат од дивиот тип. Варијантата може да биде рецесивна или доминантна на алелот од див тип.

Пример за повеќе алели е бојата на палтото кај зајаците (слика (PageIndex{5})). Овде постојат четири алели за в ген. Верзијата од див тип, В+В+, се изразува како кафеаво крзно. Фенотипот на шиншила, впоглвпогл, се изразува како бело крзно со црни врвови. Хималајскиот фенотип, вчвч, има црно крзно на екстремитетите и бело крзно на друго место. Конечно, албино, или „безбоен“ фенотип, cc, се изразува како бело крзно. Во случаи на повеќе алели, може да постојат хиерархии на доминација. Во овој случај, алелот од див тип е доминантен над сите други, шиншилата е нецелосно доминантна над Хималаите и Албино, а Хималаите се доминантни над албино. Оваа хиерархија, или алелна серија, беше откриена со набљудување на фенотиповите на секое можно потомство на хетерозигот.

Целосната доминација на фенотипот од див тип над сите други мутанти често се јавува како ефект на „дозирање“ на специфичен генски производ, така што алелот од див тип ја обезбедува точната количина на генски производ додека мутантните алели не можат. За алелните серии кај зајаците, алелот од див тип може да обезбеди дадена доза на пигмент од крзно, додека мутантите обезбедуваат помала доза или воопшто не. Интересно, хималајскиот фенотип е резултат на алел кој произведува генски производ чувствителен на температура кој произведува само пигмент во поладните екстремитети на телото на зајакот.

Алтернативно, еден мутантен алел може да биде доминантен над сите други фенотипови, вклучувајќи го и дивиот тип. Ова може да се случи кога мутантниот алел некако се меша со генетската порака, така што дури и хетерозигот со една алелна копија од див тип го изразува мутантскиот фенотип. Еден начин на кој мутантниот алел може да интерферира е преку подобрување на функцијата на генскиот производ од див тип или менување на неговата дистрибуција во телото. Еден пример за ова е Антенапедија мутација во Дрософила (Слика (PageIndex{6})). Во овој случај, мутантниот алел ја проширува дистрибуцијата на генскиот производ, и како резултат на тоа, на Антенапедија хетерозиготот развива нозе на главата каде што треба да бидат неговите антени.

Поврзување со еволуција

Повеќе алели даваат отпорност на лекови кај паразитот од маларија Маларијата е паразитско заболување кај луѓето што се пренесува преку заразени женски комарци, вклучувајќи го и Anopheles gambiae (Слика (PageIndex{7})a) и се карактеризира со циклични високи трески, треска, симптоми слични на грип и тешка анемија. Plasmodium falciparum и P. vivax се најчестите предизвикувачи на маларија, а P. falciparum е најсмртоносниот (Слика (PageIndex{7})b). Кога се лекува навремено и правилно, маларијата P. falciparum има стапка на смртност од 0,1 отсто. Сепак, во некои делови од светот, паразитот еволуирал отпор кон најчесто користените третмани за маларија, така што најефективните третмани за маларија може да варираат во зависност од географскиот регион.

(а) (б)

Слика (PageIndex{7}): (а) Anopheles gambiae, или африкански комарец од маларија, делува како вектор во преносот на луѓето на паразитот што предизвикува маларија (б) Plasmodium falciparum, овде визуелизиран со помош на електронска микроскопија за пренос со лажна боја. (заслуга a: Џејмс Д. Гетани; кредит б: Уте Фреверт; лажна боја од Маргарет Шир; податоци за скалата од Мет Расел)

Во Југоисточна Азија, Африка и Јужна Америка, P. falciparum разви отпор кон лековите против маларија хлорокин, мефлокин и сулфадоксин-пириметамин. П.falciparum, кој е хаплоиден во текот на животниот стадиум во кој е заразен за луѓето, еволуирал повеќе мутантни алели на генот dhps отпорни на лекови. Различни степени на отпорност на сулфадоксин се поврзани со секој од овие алели. Бидејќи е хаплоиден, на P. falciparum му треба само еден алел отпорен на лекови за да ја изрази оваа особина.

Во Југоисточна Азија, различни алели отпорни на сулфадоксин на генот dhps се локализирани во различни географски региони. Ова е чест еволутивен феномен кој се јавува затоа што мутантите отпорни на лекови се појавуваат во популација и се вкрстуваат со други изолати на P. falciparum во непосредна близина. Паразитите отпорни на сулфадоксин предизвикуваат значителни човечки тешкотии во регионите каде што овој лек е широко користен како лек против маларија без рецепт. Како што е вообичаено со патогените кои се размножуваат на голем број во рамките на циклусот на инфекција, P. falciparum еволуира релативно брзо (над една деценија или така) како одговор на селективниот притисок на најчесто користените лекови против маларија. Поради оваа причина, научниците мора постојано да работат на развивање на нови лекови или комбинации на лекови за борба против оптоварувањето со маларија ширум светот.1

X-поврзани особини

Кај луѓето, како и кај многу други животни и некои растенија, полот на поединецот се одредува според половите хромозоми. Половите хромозоми се еден пар нехомологни хромозоми. Досега, ги разгледувавме само шемите на наследување меѓу не-половите хромозоми или автозоми. Покрај 22 хомологни пара автозоми, човечките женки имаат хомологен пар на Х хромозоми, додека човечките мажјаци имаат хромозомски пар XY. Иако Y-хромозомот содржи мал регион на сличност со Х-хромозомот, така што тие можат да се парат за време на мејозата, Y-хромозомот е многу пократок и содржи многу помалку гени. Кога генот што се испитува е присутен на Х-хромозомот, но не и на Y-хромозомот, се вели дека е поврзан со Х.

Боја на очите во Дрософила беше една од првите особини поврзани со Х кои беа идентификувани. Томас Хант Морган ја мапирал оваа карактеристика на Х-хромозомот во 1910 година. Како и луѓето, Дрософила машките имаат XY хромозомски пар, а женките се XX. Кај мувите, бојата на очите од див тип е црвена (XВ) и доминантна е до белата боја на очите (Хw) (Слика (PageIndex{8})). Поради локацијата на генот за боја на очите, реципрочните вкрстувања не ги создаваат истите сооднос на потомството. Се вели дека мажјаците се хемизиготни, бидејќи имаат само еден алел за која било карактеристика поврзана со Х. Хемизиготноста ги прави описите на доминација и рецесивност ирелевантни за XY мажјаците. Дрософила на мажјаците им недостасува втора алелна копија на Y хромозомот; односно нивниот генотип може да биде само ХВY или XwY. Спротивно на тоа, женките имаат две алелски копии од овој ген и може да бидат XВXВ, ХВXw, или XwXw.

Во крстот поврзан со Х, генотиповите на Ф1 и Ф2 потомството зависи од тоа дали рецесивната особина била изразена од машкото или женското во П1 генерација. Во поглед на Дрософила бојата на очите, кога П1 мажјакот го изразува фенотипот на бели очи, а женката е хомозиготна со црвени очи, сите членови на F1 генерацијата покажува црвени очи (Слика (PageIndex{9})). Ф1 женките се хетерозиготни (XВXw), а машките се сите ХВY, откако го добиле својот Х хромозом од хомозиготната доминантна П1 женски и нивниот Y хромозом од П1 машки. Последователен вкрстување помеѓу XВXw женско и ХВY мажјакот би родил само женки со црвени очи (со XВXВ или XВXw генотипови) и мажите со црвени и бели очи (со XВY или XwY генотипови). Сега, размислете за вкрстување помеѓу хомозиготна женка со бели очи и мажјак со црвени очи. Ф1 генерација би покажала само хетерозиготни црвени очи (ХВXw) и само мажјаци со бели очи (ХwY). Половина од Ф2 женките би биле со црвени очи (ХВXw) а половина би биле бели очи (ХwXw). Слично на тоа, половина од Ф2 мажјаците би биле со црвени очи (ХВY) и половина би биле бели очи (ХwY).

Уметничка врска

Каков сооднос на потомство ќе произлезе од вкрстувањето помеѓу бели очи мажјак и женка што е хетерозиготна за црвени очи?

Откритијата во генетиката на овошните мушички може да се применат на човечката генетика. Кога женскиот родител е хомозиготен за рецесивна особина поврзана со Х, таа ќе ја пренесе карактеристиката на 100 проценти од нејзиното потомство. Според тоа, нејзините машки потомци се предодредени да ја изразат оваа особина, бидејќи ќе го наследат Y хромозомот на нивниот татко. Кај луѓето, алелите за одредени состојби (некои форми на далтонизам, хемофилија и мускулна дистрофија) се поврзани со Х. Женките кои се хетерозиготни за овие болести се вели дека се носители и може да не покажуваат никакви фенотипски ефекти. Овие жени ќе ја пренесат болеста на половина од нивните синови и ќе го пренесат статусот носител на половина од нивните ќерки; затоа, рецесивните особини поврзани со Х се појавуваат почесто кај мажјаците отколку кај жените.

Кај некои групи на организми со полови хромозоми, полот со нехомологните полови хромозоми е женскиот наместо машкиот. Ова е случај за сите птици. Во овој случај, поверојатно е да се појават особини поврзани со полот кај женката, во која тие се хемизиготни.

Нарушувања поврзани со човечкиот секс

Студиите за полово поврзување во лабораторијата на Морган ги дадоа основите за разбирање на Х-поврзаните рецесивни нарушувања кај луѓето, кои вклучуваат црвено-зелено слепило за бои и типови А и Б хемофилија. Бидејќи човечките мажјаци треба да наследат само еден рецесивен мутант X алел за да бидат засегнати, нарушувањата поврзани со Х се несразмерно забележани кај мажјаците. Женките мора да наследат рецесивни Х-поврзани алели од двајцата родители за да ја изразат карактеристиката. Кога ќе наследат еден рецесивен Х-врзан мутантен алел и еден доминантен Х-поврзан алел од див тип, тие се носители на особината и обично не се засегнати. Женките-носители може да манифестираат благи форми на особина поради инактивацијата на доминантниот алел лоциран на еден од Х-хромозомите. Сепак, женските носители можат да придонесат со оваа особина на нивните синови, што резултира со тоа што синот ја покажува особина или тие можат да придонесат со рецесивниот алел на нивните ќерки, што резултира со тоа што ќерките се носители на особината (Слика (PageIndex{10} )). Иако постојат некои рецесивни нарушувања поврзани со Y, тие обично се поврзани со неплодност кај мажите и затоа не се пренесуваат на следните генерации.

Врска до учење

Погледнете го ова видео за да дознаете повеќе за особините поврзани со сексот.

Леталност

Голем дел од гените во геномот на поединецот се неопходни за опстанок. Повремено, нефункционалниот алел за суштински ген може да се појави со мутација и да се пренесе во популација сè додека индивидуите со овој алел исто така имаат функционална копија од див тип. Алелот од див тип функционира со капацитет доволен за одржување на животот и затоа се смета дека е доминантен над нефункционалниот алел. Сепак, земете ги предвид двајца хетерозиготни родители кои имаат генотип на див тип/нефункционален мутант за хипотетички суштински ген. Во една четвртина од нивното потомство, би очекувале да набљудуваме индивидуи кои се хомозиготни рецесивни за нефункционалниот алел. Бидејќи генот е од суштинско значење, овие лица може да не успеат да развијат минато оплодување, да умрат во матката или да умрат подоцна во животот, во зависност од тоа во која животна фаза се бара овој ген. Наследен модел во кој алелот е само смртоносен во хомозиготна форма и во кој хетерозиготот може да биде нормален или да има изменет не-смртоносен фенотип се нарекува рецесивен смртоносен.

За вкрстувања помеѓу хетерозиготни индивидуи со рецесивен смртоносен алел што предизвикува смрт пред раѓањето кога се хомозиготни, би биле забележани само хомозиготи и хетерозиготи од див тип. Според тоа, генотипскиот сооднос би бил 2:1. Во други случаи, рецесивниот смртоносен алел може исто така да покаже доминантен (но не и смртоносен) фенотип во хетерозиготот. На пример, рецесивниот смртоносен кадрав алел кај Drosophila влијае на обликот на крилата во хетерозиготната форма, но е смртоносен кај хомозиготот.

Една копија од алелот од див тип не е секогаш доволна за нормално функционирање или дури и преживување. Доминантниот модел на смртоносно наследување е оној во кој алелот е смртоносен и кај хомозиготот и кај хетерозиготот; овој алел може да се пренесе само ако фенотипот на смртност се појави по репродуктивната возраст. Поединците со мутации кои резултираат со доминантни смртоносни алели не успеваат да преживеат дури и во хетерозиготната форма. Доминантните смртоносни алели се многу ретки бидејќи, како што може да очекувате, алелот трае само една генерација и не се пренесува. Сепак, исто како што рецесивниот смртоносен алел не може веднаш да го манифестира фенотипот на смртта, доминантните смртоносни алели исто така може да не се изразат до зрелоста. Штом поединецот ќе достигне репродуктивна возраст, алелот може несвесно да се пренесе, што ќе резултира со одложена смрт кај двете генерации. Пример за ова кај луѓето е Хантингтоновата болест, во која нервниот систем постепено се распаѓа (Слика (PageIndex{11})). Луѓето кои се хетерозиготни за доминантниот Хантингтонов алел (Hh) неизбежно ќе ја развијат фаталната болест. Сепак, почетокот на Хантингтоновата болест може да се случи до 40-годишна возраст, во кој момент заболените лица можеби веќе го пренеле алелот на 50 проценти од нивните потомци.

Резиме

Кога ќе се вкрстат вистинско размножување или хомозиготни поединци кои се разликуваат за одредена особина, сите потомци ќе бидат хетерозиготи за таа особина. Ако особините се наследени како доминантни и рецесивни, F1 Сите потомци ќе го покажат истиот фенотип како родителот хомозиготен за доминантната особина. Ако овие хетерозиготни потомци се самовкрстуваат, добиениот F2 Подеднакво веројатно е дека потомството ќе наследи гамети кои носат доминантна или рецесивна особина, што ќе доведе до потомство од кои една четвртина се хомозиготни доминантни, половина се хетерозиготни и една четвртина се хомозиготни рецесивни. Бидејќи хомозиготните доминантни и хетерозиготните индивидуи се фенотипски идентични, забележаните особини во F2 потомството ќе покаже сооднос од три доминантни спрема еден рецесивен.

Алелите не секогаш се однесуваат во доминантни и рецесивни обрасци. Нецелосната доминација опишува ситуации во кои хетерозиготот покажува фенотип кој е среден помеѓу хомозиготните фенотипови. Кодоминацијата ја опишува симултаната експресија на двата алели во хетерозиготот. Иако диплоидните организми можат да имаат само два алели за кој било даден ген, вообичаено е да постојат повеќе од два алели на генот во популацијата. Кај луѓето, како и кај многу животни и некои растенија, женките имаат два Х хромозоми, а мажјаците имаат еден Х и еден Y хромозоми. Се вели дека гените кои се присутни на X, но не и на Y хромозомот се X-поврзани, така што мажјаците наследуваат само еден алел за генот, а женките наследуваат два. Конечно, некои алели може да бидат смртоносни. Рецесивните смртоносни алели се смртоносни само кај хомозиготите, но доминантните смртоносни алели се фатални и кај хетерозиготите.

Уметнички врски

[врска] Во растенијата грашок, кружниот грашок (R) е доминантен во однос на збрчканиот грашок (r). Од овие податоци, можете ли да откриете дали родителското растение на тркалезниот грашок е хомозиготно доминантно или хетерозиготно? Ако родителското растение на тркалезниот грашок е хетерозиготно, колкава е веројатноста случаен примерок од 3 потомци грашок да бидат сите тркалезни?

[врска] Не можете да бидете сигурни дали растението е хомозиготно или хетерозиготно бидејќи збирот на податоци е премногу мал: по случаен избор, сите три растенија можеби го добиле само доминантниот ген дури и ако е присутен рецесивниот. Ако родител на тркалезниот грашок е хетерозиготен, постои една осмина веројатност дека случаен примерок од три потомци грашок сите ќе бидат тркалезни.

[врска] Кои се генотиповите на индивидуите означени со 1, 2 и 3?

[врска] Поединецот 1 има генотип aa. Поединецот 2 има генотип Aa. Поединецот 3 го има генотипот Aa.

[врска] Каков сооднос на потомство ќе произлезе од вкрстувањето помеѓу мажјакот со бели очи и женката што е хетерозиготна за црвени очи?

[врска] Половина од женското потомство би било хетерозиготно (ХВXw) со црвени очи, а половината би била хомозиготна рецесивна (ХwXw) со бели очи. Половина од машките потомци би биле доминантни хемизиготни (ХВY) со црвено да, а половина би била хемизиготна рецесивна (XwY) со бели очи.

  1. 1

    Сумити Винајак, и сор., „Потекло и еволуција на плазмодиум фалципарум отпорен на сулфадоксин“, Јавна библиотека за наука Патогени 6, бр. 3 (2010): e1000830, doi:10.1371/journal.ppat.1000830.

Речник

алел
генски варијации кои произлегуваат од мутација и постојат на истите релативни локации на хомологните хромозоми
автозоми
кој било од не-половите хромозоми
кодоминација
во хетерозигот, целосен и симултан израз на двата алели за иста карактеристика
доминантна смртоносна
модел на наследување во кој алелот е смртоносен и кај хомозиготот и кај хетерозиготот; овој алел може да се пренесе само ако фенотипот на смртност се појави по репродуктивната возраст
генотип
основниот генетски состав, кој се состои од физички видливи и неизразени алели на организмот
хемизиготна
присуство на само еден алел за карактеристика, како кај X-врската; хемизиготноста ги прави описите на доминацијата и рецесивноста ирелевантни
хетерозиготна
има два различни алели за даден ген на хомологниот хромозом
хомозиготни
кои имаат два идентични алели за даден ген на хомологниот хромозом
нецелосна доминација
во хетерозигот, изразување на два контрастни алели, така што поединецот покажува среден фенотип
монохибрид
резултат на вкрстување помеѓу двајца вистински родители кои изразуваат различни особини само за една карактеристика
фенотип
забележливи особини изразени од организам
Пунет плоштад
визуелна претстава на вкрстување помеѓу две индивидуи во кои гаметите на секој поединец се означени долж врвот и страната на мрежата, соодветно, и можните зиготски генотипови се рекомбинирани во секоја кутија во решетката
рецесивен смртоносен
модел на наследување во кој алелот е смртоносен само во хомозиготна форма; хетерозиготот може да биде нормален или да има изменет, не-смртоносен фенотип
поврзани со секс
кој било ген на половиот хромозом
тест крст
вкрстување помеѓу доминантен изразен поединец со непознат генотип и хомозиготна рецесивна единка; фенотиповите на потомството покажуваат дали непознатиот родител е хетерозиготен или хомозиготен за доминантната карактеристика
X-поврзан
ген присутен на Х, но не и на Y хромозомот

Фенотипови и генотипови

Два алели за даден ген во диплоиден организам се изразуваат и комуницираат за да создадат физички карактеристики. Забележливите особини изразени од еден организам се нарекуваат негови фенотип. Организмот кој лежи во основата на генетскиот состав, кој се состои и од физички видливи и од неизразени алели, се нарекува нејзин генотип. Експериментите за хибридизација на Мендел ја покажуваат разликата помеѓу фенотипот и генотипот. Кога растенијата за вистинско размножување во кои едниот родител имал жолти мешунки, а другиот со зелени мешунки биле вкрстено оплодени, сите F1 хибридното потомство имало жолти мешунки. Односно, хибридното потомство било фенотипично идентично со вистинскиот родител со жолти мешунки. Сепак, знаеме дека алелот дониран од родителот со зелени мешунки не бил едноставно изгубен бидејќи повторно се појавил во некои од F2 потомство. Затоа, Ф1 растенијата мора да биле генотипски различни од родителските со жолти мешунки.

П1 растенијата што Мендел ги користел во своите експерименти биле хомозиготни за особината што ја проучувал. Диплоидни организми кои се хомозиготни во даден ген, или локус, имаат два идентични алели за тој ген на нивните хомологни хромозоми. Родителските растенија на грашок на Мендел секогаш се одгледуваат вистинити бидејќи и двете произведени гамети ја носеа истата карактеристика. Кога П1 растенијата со контрастни особини беа вкрстено оплодени, сите потомци беа хетерозиготни за контрастната карактеристика, што значи дека нивниот генотип рефлектира дека тие имаат различни алели за генот што се испитува.

Доминантни и рецесивни алели

Нашата дискусија за хомозиготни и хетерозиготни организми нè доведува до тоа зошто Ф1 хетерозиготните потомци беа идентични со еден од родителите, наместо да ги изразуваат двата алели. Во сите седум карактеристики на растение грашок, еден од двата контрастни алели беше доминантен, а другиот беше рецесивен. Мендел го нарече доминантниот алел изразен единичен фактор, а рецесивниот алел беше означен како латентен единичен фактор. Сега знаеме дека овие таканаречени единечни фактори се всушност гени на хомологни хромозомски парови. За ген кој е изразен во доминантен и рецесивен модел, хомозиготните доминантни и хетерозиготните организми ќе изгледаат идентично (односно, тие ќе имаат различни генотипови, но ист фенотип). Рецесивниот алел ќе биде забележан само кај хомозиготни рецесивни индивидуи (Табела 1).

Табела 1. Човечко наследство во доминантни и рецесивни модели
Доминантни особини Рецесивни особини
Ахондроплазија Албинизам
Брахидактилија Цистична фиброза
Хантингтонова болест Мускулна дистрофија на Душен
Марфанов синдром Галактоземија
Неврофиброматоза Фенилкетонурија
Врвот на вдовицата Српеста анемија
Волна коса Теј-Саксова болест

Постојат неколку конвенции за упатување на гени и алели. За целите на ова поглавје, ќе ги скратиме гените користејќи ја првата буква од соодветната доминантна карактеристика на генот. На пример, виолетовата е доминантна особина за бојата на цветот на растението грашок, така што генот за боја на цветот би бил скратено како В (забележете дека е вообичаено да се закосени ознаките на гените). Понатаму, ќе користиме големи и мали букви за да ги претставиме доминантните и рецесивни алели, соодветно. Затоа, ние би се однесувале на генотипот на хомозиготно доминантно растение грашок со виолетови цветови како В.В, хомозиготно рецесивно растение грашок со бели цветови како vv, и хетерозиготно растение грашок со виолетови цветови како Vv.


60 Карактеристики и особини

До крајот на овој дел, ќе можете да го направите следново:

  • Објаснете ја врската помеѓу генотиповите и фенотиповите во доминантните и рецесивни генски системи
  • Развијте Пуннет квадрат за да ги пресметате очекуваните пропорции на генотипови и фенотипови во монохибриден крст
  • Објаснете ја целта и методите на тест крстот
  • Идентификувајте не-менделови наследни модели како што се нецелосна доминација, кодоминација, рецесивни смртоносни, повеќе алели и полова поврзаност

Физичките карактеристики се изразуваат преку гените што се носат на хромозомите.Генетскиот состав на грашокот се состои од две слични или хомологни копии на секој хромозом, по една од секој родител. Секој пар на хомологни хромозоми има ист линеарен редослед на гени. Со други зборови, грашокот е диплоиден организам по тоа што има две копии од секој хромозом. Истото важи и за многу други растенија и практично за сите животни. Диплоидните организми произведуваат хаплоидни гамети, кои содржат по една копија од секој хомологен хромозом што се обединуваат при оплодувањето за да создадат диплоиден зигот.

За случаите во кои еден ген контролира една карактеристика, диплоиден организам има две генетски копии кои може или не може да ја кодираат истата верзија на таа карактеристика. Генските варијанти кои настануваат со мутација и постојат на истите релативни локации на хомологните хромозоми се нарекуваат алели. Мендел го испитувал наследството на гените со само две алелни форми, но вообичаено е да се сретнеме со повеќе од два алели за кој било даден ген во природна популација.

Фенотипови и генотипови

Два алели за даден ген во диплоиден организам се изразуваат и комуницираат за да создадат физички карактеристики. Набљудливите особини што ги изразува еден организам се нарекуваат негов фенотип. Основниот генетски состав на организмот, кој се состои од физички видливи и неизразени алели, се нарекува негов генотип. Експериментите за хибридизација на Мендел ја покажуваат разликата помеѓу фенотипот и генотипот. Кога растенијата за вистинско размножување во кои едниот родител имал жолти мешунки, а другиот со зелени мешунки биле вкрстено оплодени, сите F1 хибридното потомство имало жолти мешунки. Односно, хибридното потомство било фенотипично идентично со вистинскиот родител со жолти мешунки. Сепак, знаеме дека алелот дониран од родителот со зелени мешунки не бил едноставно изгубен бидејќи повторно се појавил во некои од F2 потомство. Затоа, Ф1 растенијата мора да биле генотипски различни од родителските со жолти мешунки.

П1 растенијата што Мендел ги користел во своите експерименти биле хомозиготни за особината што ја проучувал. Диплоидните организми кои се хомозиготни во даден ген, или локус, имаат два идентични алели за тој ген на нивните хомологни хромозоми. Родителските растенија на грашок на Мендел секогаш се размножуваат вистинити затоа што и двете произведени гамети ја носеле истата особина. Кога П1 растенијата со контрастни особини беа вкрстено оплодени, сите потомци беа хетерозиготни за контрастната карактеристика, што значи дека нивниот генотип рефлектира дека тие имаат различни алели за генот што се испитува.

Доминантни и рецесивни алели

Нашата дискусија за хомозиготни и хетерозиготни организми нè доведува до тоа зошто Ф1 хетерозиготните потомци беа идентични со еден од родителите, наместо да ги изразуваат двата алели. Во сите седум карактеристики на растение грашок, еден од двата контрастни алели беше доминантен, а другиот беше рецесивен. Мендел го нарече доминантниот алел изразен единичен фактор, а рецесивниот алел беше означен како латентен единичен фактор. Сега знаеме дека овие таканаречени единечни фактори се всушност гени на хомологни хромозомски парови. За ген кој е изразен во доминантен и рецесивен модел, хомозиготните доминантни и хетерозиготните организми ќе изгледаат идентично (односно, тие ќе имаат различни генотипови, но ист фенотип). Рецесивниот алел ќе биде забележан само кај хомозиготни рецесивни индивидуи ((Слика)).

Човечко наследство во доминантни и рецесивни модели
Доминантни особини Рецесивни особини
Ахондроплазија Албинизам
Брахидактилија Цистична фиброза
Хантингтонова болест Мускулна дистрофија на Душен
Марфанов синдром Галактоземија
Неврофиброматоза Фенилкетонурија
Врв на вдовицата Српеста анемија
Волна коса Теј-Саксова болест

Постојат неколку конвенции за упатување на гени и алели. За целите на ова поглавје, ќе ги скратиме гените користејќи ја првата буква од соодветната доминантна карактеристика на генот. На пример, виолетовата е доминантна особина за бојата на цветот на растението грашок, така што генот за боја на цветот би бил скратено како В (забележете дека е вообичаено да се закосени ознаките на гените). Понатаму, ќе користиме големи и мали букви за да ги претставиме доминантните и рецесивни алели, соодветно. Затоа, ние би се однесувале на генотипот на хомозиготно доминантно растение грашок со виолетови цветови како В.В, хомозиготно рецесивно растение грашок со бели цветови како vv, и хетерозиготно растение грашок со виолетови цветови како Vv.

Пристапот на Пунет плоштад за монохибриден крст

Кога оплодувањето се случува помеѓу двајца вистински родители кои се разликуваат само во една карактеристика, процесот се нарекува монохибриден вкрстување, а добиените потомци се монохибриди. Мендел изведе седум монохибридни вкрстувања кои вклучуваат контрастни особини за секоја карактеристика. Врз основа на неговите резултати во Ф1 и Ф2 генерации, Мендел постулираше дека секој родител во монохибридниот вкрстување придонел еден од двата спарени единечни фактори за секое потомство и секоја можна комбинација на единечни фактори била подеднакво веројатна.

За да се демонстрира монохибриден вкрстување, земете го во предвид случајот со вистинско размножување на грашок со жолти наспроти зелени семиња од грашок. Доминантна боја на семето е жолта затоа, родителските генотипови беа YY за растенијата со жолти семиња и yy за растенијата со зелени семиња, соодветно. Може да се нацрта Пунет квадрат, смислен од британскиот генетичар Реџиналд Панет, кој ги применува правилата на веројатност за да ги предвиди можните исходи од генетско вкрстување или парење и нивните очекувани фреквенции. За да се подготви квадрат Пуннет, сите можни комбинации на родителските алели се наведени долж врвот (за едниот родител) и страната (за другиот родител) на мрежата, што ја претставува нивната мејотична сегрегација во хаплоидни гамети. Потоа комбинациите на јајце клетката и спермата се прават во полињата во табелата за да се покаже кои алели се комбинираат. Секоја кутија го претставува диплоидниот генотип на зигот, или оплодената јајце клетка, што може да произлезе од ова парење. Бидејќи секоја можност е подеднакво веројатна, генотипските соодноси може да се одредат од плоштадот Пуннет. Ако е познат моделот на наследување (доминантен или рецесивен), може да се заклучат и фенотипските соодноси. За монохибриден вкрстување на двајца вистински родители, секој родител придонесува по еден вид алел. Во овој случај, можен е само еден генотип. Сите потомци се дг и имаат жолти семиња ((Слика)).


Авто-крст на еден од дг хетерозиготното потомство може да биде претставено на квадрат 2 × 2 Пунет бидејќи секој родител може да донира еден од двата различни алели. Затоа, потомството потенцијално може да има една од четирите алели комбинации: YY, дг, yY, или yy ((Слика)). Забележете дека постојат два начини да се добие дг генотип: а Y од јајцето и а y од спермата, или а y од јајцето и а Y од спермата. И двете од овие можности мора да се бројат. Потсетете се дека карактеристиките на грашокот на Мендел се однесувале на ист начин во реципрочни вкрстувања. Затоа, двете можни хетерозиготни комбинации произведуваат потомци кои се генотипски и фенотипски идентични и покрај нивните доминантни и рецесивни алели кои потекнуваат од различни родители. Тие се групирани заедно. Бидејќи оплодувањето е случаен настан, очекуваме секоја комбинација да биде подеднакво веројатна и потомството да покаже сооднос од YY:дг:yy генотипови од 1:2:1 ((Слика)). Понатаму, бидејќи на YY и дг потомците имаат жолти семиња и се фенотипски идентични, применувајќи го правилото за сума на веројатност, очекуваме потомството да покаже фенотипски сооднос од 3 жолти:1 зелени. Навистина, работејќи со големи примероци, Мендел го забележал приближно овој сооднос во секој F2 генерација што произлегува од вкрстувања за индивидуални особини.

Мендел ги потврди овие резултати со извршување на F3 крст во кој се самопрекрстил доминантно и рецесивно изразување Ф2 растенијата. Кога тој самиот ги вкрсти растенијата кои изразуваат зелени семиња, сите потомци имаа зелени семиња, што потврди дека сите зелени семиња имаат хомозиготни генотипови на yy. Кога сам го преминал Ф2 растенија што изразуваат жолти семиња, тој открил дека една третина од растенијата се одгледуваат вистинити, а две третини од растенијата се сегрегираат во сооднос 3:1 жолто:зелено семе. Во овој случај, вистинските растенија имале хомозиготни (YY) генотипови, додека растенијата што сегрегираат одговараа на хетерозиготните (дг) генотип. Кога овие растенија се само-оплодиле, исходот бил исто како Ф1 самооплодувачки крст.

Тестниот крст го разликува доминантниот фенотип

Надвор од предвидувањето на потомството на вкрстувањето помеѓу познатите хомозиготни или хетерозиготни родители, Мендел разви и начин да утврди дали организам што изразува доминантна карактеристика е хетерозигот или хомозигот. Наречена тест крст, оваа техника сè уште ја користат одгледувачите на растенија и животни. Во тест вкрстување, доминантниот организам е вкрстен со организам кој е хомозиготен рецесивен за истата карактеристика. Ако доминантниот организам е хомозигот, тогаш сите F1 потомците ќе бидат хетерозиготи кои ја изразуваат доминантната особина ((Слика)). Алтернативно, ако доминантниот експресивен организам е хетерозигот, F1 потомството ќе покаже сооднос 1:1 на хетерозиготи и рецесивни хомозиготи ((Слика)). Тестниот крст дополнително го потврдува постулатот на Мендел дека паровите единечни фактори се сегрегираат подеднакво.


Во растенијата грашок, кружен грашок (Р) се доминантни на збрчканиот грашок (р). Правите тест вкрстување помеѓу растение грашок со збрчкан грашок (генотип rr) и растение од непознат генотип кое има кружен грашок. Завршувате со три растенија, сите кои имаат кружен грашок. Од овие податоци, можете ли да откриете дали родителското растение на тркалезниот грашок е хомозиготно доминантно или хетерозиготно? Ако родителското растение на тркалезниот грашок е хетерозиготно, колкава е веројатноста случаен примерок од 3 потомци грашок да бидат сите тркалезни?

Многу човечки болести се генетски наследни. Здрава личност во семејство во кое некои членови страдаат од рецесивно генетско нарушување може да сака да знае дали тој или таа го има генот што ја предизвикува болеста и каков ризик постои за пренесување на нарушувањето на неговото или нејзиното потомство. Се разбира, правењето тест-крст кај луѓето е неетички и непрактично. Наместо тоа, генетичарите користат педигре анализа за да го проучат моделот на наследување на човечките генетски болести ((Слика)).


Кои се генотиповите на индивидуите означени со 1, 2 и 3?

Алтернативи за доминација и рецесивност

Експериментите на Мендел со растенијата грашок сугерираат дека: (1) постојат две „единици“ или алели за секој ген (2) алели го одржуваат својот интегритет во секоја генерација (без мешање) и (3) во присуство на доминантниот алел, рецесивниот алел е скриен и не дава никаков придонес за фенотипот. Затоа, рецесивните алели можат да се „носат“ и да не се изразуваат од поединци. Таквите хетерозиготни поединци понекогаш се нарекуваат „носители“. Понатамошните генетски студии кај други растенија и животни покажаа дека постои многу покомплексност, но дека основните принципи на менделовата генетика сè уште се точни. Во деловите што ќе следат, разгледуваме некои од проширувањата на менделизмот. Ако Мендел избрал експериментален систем што ги покажува овие генетски сложености, можно е да не разбере што значат неговите резултати.

Нецелосна доминација

Резултатите на Мендел, дека особините се наследуваат како доминантни и рецесивни парови, се спротивставија на гледиштето во тоа време дека потомството покажува мешавина од особините на нивните родители. Сепак, хетерозиготниот фенотип понекогаш се чини дека е среден помеѓу двајцата родители. На пример, во snapdragon, Antirrhinum majus ((Слика)), вкрстување помеѓу хомозиготен родител со бели цветови (C W C W ) и хомозиготен родител со црвени цветови (C R C R ) ќе роди потомство со розови цветови (C R C W ). (Забележете дека различни генотипски кратенки се користат за менделови екстензии за да се разликуваат овие обрасци од едноставна доминација и рецесивност.) Овој модел на наследување е опишан како нецелосна доминација, означувајќи израз на два контрастни алели, така што поединецот прикажува среден фенотип. Алелот за црвени цветови е нецелосно доминантен над алелот за бели цветови. Сепак, резултатите од хетерозиготниот само-крст сè уште може да се предвидат, исто како и со Менделови доминантни и рецесивни вкрстувања. Во овој случај, генотипскиот сооднос би бил 1 C R C R :2 C R C W :1 C W C W , а фенотипскиот сооднос би бил 1:2:1 за црвено:розово:бело.


Кодоминација

Варијација на нецелосна доминација е кодоминација, во која двата алели за истата карактеристика се истовремено изразени во хетерозиготот. Пример за кодоминација се МН крвните групи на луѓето. Алелите M и N се изразуваат во форма на M или N антиген присутен на површината на црвените крвни зрнца. Хомозиготи (Л М Л М и L N L N ) изразуваат или М или N алел, и хетерозиготи (Л М Л Н ) подеднакво ги изразуваат двата алели. Во само-вкрстувањето помеѓу хетерозиготите кои изразуваат кодоминантна особина, трите можни генотипови на потомци се фенотипски различни. Сепак, сè уште важи генотипскиот сооднос 1:2:1, карактеристичен за менделовиот монохибриден крст.

Повеќе алели

Мендел имплицираше дека само два алели, еден доминантен и еден рецесивен, може да постојат за даден ген. Сега знаеме дека ова е претерано поедноставување. Иако поединечните луѓе (и сите диплоидни организми) можат да имаат само два алели за даден ген, може да постојат повеќе алели на ниво на популација, така што се забележани многу комбинации на два алели. Имајте на ум дека кога постојат многу алели за истиот ген, конвенцијата е да се означи најчестиот фенотип или генотип меѓу дивите животни како дивиот тип (често скратено „+“) ова се смета за стандард или норма. Сите други фенотипови или генотипови се сметаат за варијанти на овој стандард, што значи дека тие отстапуваат од дивиот тип. Варијантата може да биде рецесивна или доминантна на алелот од див тип.

Пример за повеќе алели е бојата на палтото кај зајаците ((Слика)). Овде постојат четири алели за в ген. Верзијата од див тип, C + C + , се изразува како кафеаво крзно. Фенотипот на шиншила, c ch c ch , се изразува како бело крзно со црни врвови. Хималајскиот фенотип, в ч в ч , има црно крзно на екстремитетите и бело крзно на друго место. Конечно, албино, или „безбоен“ фенотип, cc, се изразува како бело крзно. Во случаи на повеќе алели, може да постојат хиерархии на доминација. Во овој случај, алелот од див тип е доминантен над сите други, шиншилата е нецелосно доминантна над Хималаите и Албино, а Хималаите се доминантни над албино. Оваа хиерархија, или алелна серија, беше откриена со набљудување на фенотиповите на секое можно потомство на хетерозигот.


Целосната доминација на фенотипот од див тип над сите други мутанти често се јавува како ефект на „дозирање“ на специфичен генски производ, така што алелот од див тип ја обезбедува точната количина на генски производ додека мутантните алели не можат. За алелните серии кај зајаците, алелот од див тип може да обезбеди дадена доза на пигмент од крзно, додека мутантите обезбедуваат помала доза или воопшто не. Интересно, хималајскиот фенотип е резултат на алел кој произведува генски производ чувствителен на температура кој произведува само пигмент во поладните екстремитети на телото на зајакот.

Алтернативно, еден мутантен алел може да биде доминантен над сите други фенотипови, вклучувајќи го и дивиот тип. Ова може да се случи кога мутантниот алел некако се меша со генетската порака, така што дури и хетерозигот со една алелна копија од див тип го изразува мутантскиот фенотип. Еден начин на кој мутантниот алел може да интерферира е преку подобрување на функцијата на генскиот производ од див тип или менување на неговата дистрибуција во телото. Еден пример за ова е Антенапедија мутација во Дрософила ((Слика)). Во овој случај, мутантниот алел ја проширува дистрибуцијата на генскиот производ, и како резултат на тоа, на Антенапедија хетерозиготот развива нозе на главата каде што треба да бидат неговите антени.


Повеќекратните алели даваат отпорност на лекови кај паразитот од маларија Маларијата е паразитска болест кај луѓето што се пренесува преку заразени женски комарци, вклучително и Anopheles gambiae ((Слика)а), и се карактеризира со циклични високи трески, треска, симптоми слични на грип и тешка анемија. Плазмодиум фалципарум и P. vivax се најчестите предизвикувачи на маларијата и P. falciparum е најсмртоносниот ((Слика)б). Кога се лекува навремено и правилно, P. falciparum маларијата има стапка на смртност од 0,1 отсто. Сепак, во некои делови од светот, паразитот еволуирал отпор кон најчесто користените третмани за маларија, така што најефективните третмани за маларија може да варираат во зависност од географскиот регион.


Во Југоисточна Азија, Африка и Јужна Америка, P. falciparum има развиено отпорност на лековите против маларија хлорокин, мефлокин и сулфадоксин-пириметамин. P. falciparum, кој е хаплоиден за време на животниот стадиум во кој е заразен за луѓето, еволуирал повеќе мутантни алели отпорни на лекови на dhps ген. Различни степени на отпорност на сулфадоксин се поврзани со секој од овие алели. Да се ​​биде хаплоиден, P. falciparum потребен е само еден алел отпорен на лекови за да се изрази оваа особина.

Во Југоисточна Азија, различни алели отпорни на сулфадоксин на dhps гените се локализирани во различни географски региони. Ова е вообичаен еволутивен феномен кој се јавува затоа што мутанти отпорни на лекови се појавуваат во популација и се вкрстуваат со други P. falciparum изолира во непосредна близина. Паразитите отпорни на сулфадоксин предизвикуваат значителни човечки тешкотии во регионите каде што овој лек е широко користен како лек против маларија без рецепт. Како што е вообичаено со патогените кои се размножуваат на голем број во рамките на циклусот на инфекција, P. falciparum се развива релативно брзо (повеќе од една деценија) како одговор на селективниот притисок на најчесто користените лекови против маларија. Поради оваа причина, научниците мора постојано да работат на развивање на нови лекови или комбинации на лекови за борба против оптоварувањето на маларијата ширум светот. 1

X-поврзани особини

Кај луѓето, како и кај многу други животни и некои растенија, полот на поединецот се одредува според половите хромозоми. Половите хромозоми се еден пар нехомологни хромозоми. Досега, ги разгледувавме само шемите на наследување меѓу не-половите хромозоми или автозоми. Покрај 22 хомологни пара автозоми, човечките женки имаат хомологен пар на Х хромозоми, додека човечките мажјаци имаат хромозомски пар XY.Иако Y-хромозомот содржи мал регион на сличност со Х-хромозомот, така што тие можат да се парат за време на мејозата, Y-хромозомот е многу пократок и содржи многу помалку гени. Кога генот што се испитува е присутен на Х-хромозомот, но не и на Y-хромозомот, се вели дека е поврзан со Х.

Боја на очите во Дрософила беше една од првите особини поврзани со Х кои беа идентификувани. Томас Хант Морган ја мапирал оваа карактеристика на Х-хромозомот во 1910 година. Како и луѓето, Дрософила машките имаат XY хромозомски пар, а женките се XX. Кај мувите, бојата на очите од див тип е црвена (X В ) и доминантна е до белата боја на очите (Х w ) ((Слика)). Поради локацијата на генот за боја на очите, реципрочните вкрстувања не ги создаваат истите сооднос на потомството. Се вели дека мажјаците се хемизиготи, бидејќи имаат само еден алел за која било карактеристика поврзана со Х. Хемизиготноста ги прави описите на доминација и рецесивност ирелевантни за XY мажјаците. Дрософила На мажјаците им недостасува втора алелна копија на хромозомот Y, односно нивниот генотип може да биде само X В Y или X w Y. Спротивно на тоа, женките имаат две алелски копии од овој ген и може да бидат X В X В , Х В X w , или X w X w .


Во крстот поврзан со Х, генотиповите на Ф1 и Ф2 потомството зависи од тоа дали рецесивната особина била изразена од машкото или женското во П1 генерација. Во поглед на Дрософила бојата на очите, кога П1 мажјакот го изразува фенотипот на бели очи, а женката е хомозиготна со црвени очи, сите членови на F1 генерација изложба црвени очи ((Слика)). Ф1 женките се хетерозиготни (X В X w ), а машките се сите Х В Y, откако го добиле својот Х хромозом од хомозиготната доминантна П1 женски и нивниот Y хромозом од П1 машки. Последователен вкрстување помеѓу X В X w женско и Х В Y мажјакот би родил само женки со црвени очи (со X В X В или X В X w генотипови) и мажите со црвени и бели очи (со X В Y или X w Y генотипови). Сега, размислете за вкрстување помеѓу хомозиготна женка со бели очи и мажјак со црвени очи. Ф1 генерација би покажала само хетерозиготни црвени очи (Х В X w ) и само мажјаци со бели очи (Х w Y). Половина од Ф2 женките би биле со црвени очи (Х В X w ) а половина би биле бели очи (Х w X w ). Слично на тоа, половина од Ф2 мажјаците би биле со црвени очи (Х В Y) и половина би биле бели очи (Х w Y).


Каков сооднос на потомство ќе произлезе од вкрстувањето помеѓу бели очи мажјак и женка што е хетерозиготна за црвени очи?

Откритијата во генетиката на овошните мушички може да се применат на човечката генетика. Кога женскиот родител е хомозиготен за рецесивна особина поврзана со Х, таа ќе ја пренесе карактеристиката на 100 проценти од нејзиното потомство. Според тоа, нејзините машки потомци се предодредени да ја изразат оваа особина, бидејќи ќе го наследат својот татко’s Y хромозом. Кај луѓето, алелите за одредени состојби (некои форми на далтонизам, хемофилија и мускулна дистрофија) се поврзани со Х. Женките кои се хетерозиготни за овие болести се вели дека се носители и може да не покажуваат никакви фенотипски ефекти. Овие женки ќе ја пренесат болеста на половина од нивните синови и ќе го пренесат статусот носител на половина од нивните ќерки, затоа, рецесивните особини поврзани со Х се појавуваат почесто кај мажјаците отколку кај жените.

Во некои групи на организми со полови хромозоми, полот со нехомологните полови хромозоми е женскиот наместо машкиот. Ова е случај за сите птици. Во овој случај, поверојатно е да се појават особини поврзани со полот кај женката, во која тие се хемизиготни.

Нарушувања поврзани со човечкиот секс

Студиите за полово поврзување во лабораторијата на Морган ги дадоа основите за разбирање на Х-поврзаните рецесивни нарушувања кај луѓето, кои вклучуваат црвено-зелено слепило за бои и типови А и Б хемофилија. Бидејќи човечките мажјаци треба да наследат само еден рецесивен мутант X алел за да бидат засегнати, нарушувањата поврзани со Х се несразмерно забележани кај мажјаците. Женките мора да наследат рецесивни Х-поврзани алели од двајцата родители за да ја изразат карактеристиката. Кога ќе наследат еден рецесивен Х-врзан мутантен алел и еден доминантен Х-поврзан алел од див тип, тие се носители на особината и обично не се засегнати. Женките-носители може да манифестираат благи форми на особина поради инактивацијата на доминантниот алел лоциран на еден од Х-хромозомите. Сепак, женските носители можат да придонесат со оваа особина на нивните синови, што резултира со тоа што синот ја покажува особина, или тие можат да придонесат со рецесивен алел на нивните ќерки, што резултира со тоа што ќерките се носители на особината ((Слика)). Иако постојат некои рецесивни нарушувања поврзани со Y, тие обично се поврзани со неплодност кај мажите и затоа не се пренесуваат на следните генерации.


Погледнете го ова видео за да дознаете повеќе за особините поврзани со сексот.

Леталност

Голем дел од гените во геномот на поединецот се неопходни за опстанок. Повремено, нефункционалниот алел за суштински ген може да се појави со мутација и да се пренесе во популација сè додека индивидуите со овој алел исто така имаат функционална копија од див тип. Алелот од див тип функционира со капацитет доволен за одржување на животот и затоа се смета дека е доминантен над нефункционалниот алел. Сепак, земете ги предвид двајца хетерозиготни родители кои имаат генотип на див тип/нефункционален мутант за хипотетички суштински ген. Во една четвртина од нивното потомство, би очекувале да набљудуваме индивидуи кои се хомозиготни рецесивни за нефункционалниот алел. Бидејќи генот е од суштинско значење, овие лица може да не успеат да развијат минато оплодување и да умрат во матката, или умре подоцна во животот, во зависност од тоа во која животна фаза е потребен овој ген. Наследен модел во кој алелот е само смртоносен во хомозиготна форма и во кој хетерозиготот може да биде нормален или да има изменет несмртоносен фенотип се нарекува рецесивен смртоносен.

За вкрстувања помеѓу хетерозиготни индивидуи со рецесивен смртоносен алел што предизвикува смрт пред раѓањето кога се хомозиготни, би биле забележани само хомозиготи и хетерозиготи од див тип. Според тоа, генотипскиот сооднос би бил 2:1. Во други случаи, рецесивниот смртоносен алел може исто така да покаже доминантен (но не и смртоносен) фенотип во хетерозиготот. На пример, рецесивното смртоносно Кадрава алел во Дрософила влијае на обликот на крилата во хетерозиготната форма, но е смртоносен кај хомозиготот.

Една копија од алелот од див тип не е секогаш доволна за нормално функционирање или дури и преживување. Доминантниот модел на смртоносно наследување е оној во кој алелот е смртоносен и кај хомозиготот и кај хетерозиготот, овој алел може да се пренесе само ако фенотипот на леталност се појави по репродуктивната возраст. Поединците со мутации кои резултираат со доминантни смртоносни алели не успеваат да преживеат дури и во хетерозиготната форма. Доминантните смртоносни алели се многу ретки бидејќи, како што може да очекувате, алелот трае само една генерација и не се пренесува. Сепак, исто како што рецесивниот смртоносен алел не може веднаш да го манифестира фенотипот на смртта, доминантните смртоносни алели исто така може да не се изразат до зрелоста. Штом поединецот ќе достигне репродуктивна возраст, алелот може несвесно да се пренесе, што ќе резултира со одложена смрт кај двете генерации. Пример за ова кај луѓето е Хантингтоновата болест, во која нервниот систем постепено се распаѓа ((Слика)). Луѓе кои се хетерозиготни за доминантниот алел Хантингтон (Hh) неизбежно ќе ја развие фаталната болест. Сепак, почетокот на Хантингтоновата болест може да се случи до 40-годишна возраст, во кој момент заболените лица можеби веќе го пренеле алелот на 50 проценти од нивните потомци.


Резиме на делот

Кога ќе се вкрстат вистинско размножување или хомозиготни поединци кои се разликуваат за одредена особина, сите потомци ќе бидат хетерозиготи за таа особина. Ако особините се наследени како доминантни и рецесивни, F1 Сите потомци ќе го покажат истиот фенотип како родителот хомозиготен за доминантната особина. Ако овие хетерозиготни потомци се самовкрстуваат, добиениот F2 Подеднакво веројатно е дека потомството ќе наследи гамети кои носат доминантна или рецесивна особина, што ќе доведе до потомство од кои една четвртина се хомозиготни доминантни, половина се хетерозиготни и една четвртина се хомозиготни рецесивни. Бидејќи хомозиготните доминантни и хетерозиготните индивидуи се фенотипски идентични, забележаните особини во F2 потомството ќе покаже сооднос од три доминантни спрема еден рецесивен.

Алелите не секогаш се однесуваат во доминантни и рецесивни обрасци. Нецелосната доминација опишува ситуации во кои хетерозиготот покажува фенотип кој е среден помеѓу хомозиготните фенотипови. Кодоминацијата ја опишува симултаната експресија на двата алели во хетерозиготот. Иако диплоидните организми можат да имаат само два алели за кој било даден ген, вообичаено е да постојат повеќе од два алели на генот во популацијата. Кај луѓето, како и кај многу животни и некои растенија, женките имаат два Х хромозоми, а мажјаците имаат еден Х и еден Y хромозоми. Се вели дека гените кои се присутни на X, но не и на Y хромозомот се X-поврзани, така што мажјаците наследуваат само еден алел за генот, а женките наследуваат два. Конечно, некои алели може да бидат смртоносни. Рецесивните смртоносни алели се смртоносни само кај хомозиготите, но доминантните смртоносни алели се фатални и кај хетерозиготите.

Прашања за визуелна врска

(Слика) Во растенијата грашок, кружен грашок (Р) се доминантни на збрчканиот грашок (р). Правите тест вкрстување помеѓу растение грашок со збрчкан грашок (генотип rr) и растение од непознат генотип кое има кружен грашок. Завршувате со три растенија, сите кои имаат кружен грашок. Од овие податоци, можете ли да откриете дали родителското растение на тркалезниот грашок е хомозиготно доминантно или хетерозиготно? Ако родителското растение на тркалезниот грашок е хетерозиготно, колкава е веројатноста случаен примерок од 3 потомци грашок да бидат сите тркалезни?

(Слика) Не можете да бидете сигурни дали растението е хомозиготно или хетерозиготно бидејќи збирот на податоци е премногу мал: по случаен избор, сите три растенија можеби го добиле само доминантниот ген дури и ако е присутен рецесивниот. Ако родител на тркалезниот грашок е хетерозиготен, постои една осмина веројатност дека случаен примерок од три потомци грашок сите ќе бидат тркалезни.

(Слика) Кои се генотиповите на индивидуите означени со 1, 2 и 3?

(Слика) Поединецот 1 го има генотипот аа. Поединецот 2 го има генотипот Аа. Поединецот 3 го има генотипот Аа.

(Слика) Каков сооднос на потомство би произлегол од вкрстувањето помеѓу бели очи мажјак и женка што е хетерозиготна за црвени очи?

(Слика) Половина од женското потомство би било хетерозиготно (Х В X w ) со црвени очи, а половината би била хомозиготна рецесивна (Х w X w ) со бели очи. Половина од машките потомци би биле доминантни хемизиготни (Х В Y) со црвено да, а половина би била хемизиготна рецесивна (X w Y) со бели очи.

Прашања за преглед

Воочливите особини изразени од организам се опишани како негови ________.

Ќе се забележи рецесивна карактеристика кај индивидуи кои се ________ за таа особина.

Ако црно-белите вистински глувци се парат и резултатот е целото сиво потомство, за каков модел на наследство би било ова индикативно?

Крвните групи АБО кај луѓето се изразени како Јас А , Јас Б , и јас алели. На Јас А алелот го кодира антигенот на крвната група А, Јас Б шифрира Б, и јас го кодира О. И А и Б се доминантни на О. Ако хетерозиготна крвна група А родител (Јас А и) и хетерозиготна крвна група Б родител (I B i) другар, една четвртина од нивните потомци ќе имаат крвна група АБ (Јас А И Б ) во која и двата антигени се изразени подеднакво. Затоа, крвните групи АБО се пример за:

  1. повеќекратни алели и нецелосна доминација
  2. кодоминација и нецелосна доминација
  3. само нецелосна доминација
  4. повеќекратни алели и кодоминација

Во парење помеѓу две индивидуи кои се хетерозиготни за рецесивен смртоносен алел кој е изразен во матката, каков генотипски однос (хомозиготна доминантна:хетерозиготна:хомозиготна рецесивна) би очекувале да се забележи кај потомството?

Ако алелот што ја кодира полидактилијата (шест прсти) е доминантен, зошто повеќето луѓе имаат пет прсти?

  1. Генетските елементи го потиснуваат генот полидактил.
  2. Полидактилија е смртоносна за ембрионот.
  3. Шестиот прст се отстранува при раѓање.
  4. Полидактилниот алел е многу редок кај човечката популација.

Фармер одгледува црно-бели кокошки. На негово изненадување, кога ќе се изведат првата генерација на јајца, сите кокошки се црни со бели дамки низ нивните пердуви. Што треба да очекува фармерот кога ќе се изведат јајцата снесени по вкрстувањето на попрсканите кокошки?

  1. Сите потомци ќе бидат ишарани.
  2. 75% од потомството ќе биде попрскано, а 25% ќе биде црно.
  3. 50% од потомството ќе биде дамкаво, 25% ќе биде црно, а 25% ќе биде бело.
  4. 50% од потомството ќе биде црно, а 50% од потомството ќе биде бело.

Прашања за критичко размислување

Генот за позицијата на цветот кај растенијата од грашок постои како аксијални или терминални алели. Имајќи предвид дека аксијалниот е доминантен до терминалот, наведете ги сите можни F1 и Ф2 генотипови и фенотипови од вкрстување во кое се вклучени родители кои се хомозиготни за секоја особина. Изразувајте ги генотиповите со конвенционални генетски кратенки.

Бидејќи аксијалниот е доминантен, генот би бил означен како А. Ф1 сите би биле хетерозиготни Аа со аксијален фенотип. Ф2 би имале можни генотипови на АА, Аа, и аа тие би одговарале на аксијалните, аксијалните и терминалните фенотипови, соодветно.

Користете го квадратот на Пунет за да го предвидите потомството во вкрстување помеѓу растение џуџест грашок (хомозиготно рецесивен) и високо растение грашок (хетерозиготно). Кој е фенотипскиот однос на потомството?

Плоштадот Панет би бил 2 × 2 и ќе има Т и Т по врвот, и Т и т по левата страна. Во насока на стрелките на часовникот од горе лево, генотиповите наведени во полињата ќе бидат Тт, Тт, tt, и tt. Фенотипскиот сооднос ќе биде висок 1:1 џуџе.

Дали мажјакот може да биде носител на црвено-зелено слепило?

Не, мажјаците можат да изразат само слепило во боја. Тие не можат да го носат бидејќи на поединецот му требаат два Х хромозома за да биде носител.

Зошто е поефикасно да се изврши тест вкрстување со хомозиготен рецесивен донатор од хомозиготен доминантен донатор? Како би можеле сè уште да се најдат истите информации со хомозиготен доминантен дарител?

Употребата на хомозиготен рецесивен донатор е поефикасна бидејќи генотипот на непознатиот родител може да се одреди во една генерација. Доколку се користи хомозиготен доминантен донатор, непознатиот генотип сè уште може да се одреди. Наместо да се знае непознатиот генотип преку Ф1 фенотип, F1 потомството ќе мора да биде самопрекрстено (како што Мендел дозволил неговите растенија грашок да се самоопрашуваат) и Ф2 генерациските фенотипови би се користеле за одредување на непознатиот F0 генотип.

Фусноти

    Сумити Винајак, и сор., „Потекло и еволуција на отпорен на сулфадоксин Плазмодиум фалципарум,” Јавна библиотека за наука Патогени 6, бр. 3 (2010): e1000830, doi:10.1371/journal.ppat.1000830.

Речник


12.2 Карактеристики на населението

Заедниците се составени од популации од различни видови. Во биологијата, популација е група на организми од ист вид кои живеат на иста област. Колку е голема популацијата и колку брзо расте често се користат како мерила за нејзиното здравје.

Големина, густина и дистрибуција на населението

Големината на населението е бројот на поединци во една популација. На пример, популацијата на инсекти може да се состои од 100 индивидуални инсекти или многу повеќе. Големината на популацијата влијае на шансите еден вид да преживее или да исчезне. Општо земено, многу мали популации се изложени на најголем ризик од исчезнување. Сепак, големината на популацијата може да биде помалку важна од нејзината густина.

Густина на населението

Густина на населението е просечниот број на поединци во популацијата по единица површина или волумен. На пример, популација од 100 инсекти кои живеат на површина од 100 квадратни метри има густина од 1 инсект на метар квадратен. Ако истото население живее на површина од само 1 метар квадратен, колкава е неговата густина? Која популација е повеќе преполна? Како може гужвата да влијае на здравјето на населението?

Распределба на населението

Густината на населението само го дава просечниот број на поединци по единица површина или волумен. Често, поединците во популацијата не се рамномерно распоредени. Наместо тоа, тие можат да живеат во купчиња или некој друг модел (види Слика подолу). Моделот може да ги одразува карактеристиките на видот или неговата околина. Распределба на населението опишува како поединците се дистрибуирани или распространети низ нивното живеалиште.

Структура на населението

Растот на населението е промена на големината на населението со текот на времето. Важен фактор за растот на населението е возраст-полова структура. Ова е бројот на поединци од секој пол и возраст во популацијата. Структурата на возраст-пол влијае на растот на населението. Тоа е затоа што помладите луѓе имаат поголема веројатност да се репродуцираат, додека постарите луѓе имаат повисоки стапки на умирање.

Пирамиди на населението

Возрасно-половата структура е претставена со а пирамида на населението. Ова е столбест граф, како овој Слика подолу. Во овој пример, решетките стануваат потесни од помлади до постари возрасти. Можете ли да објасните зошто?

ТЕД Ед: Пирамидата на населението

Криви на преживување

Друг начин да се покаже како смртните случаи влијаат врз населението е со криви на преживување. Ова се графикони кои го претставуваат бројот на живи поединци на секоја возраст. Примерите се прикажани во Слика подолу.

Трите типа на криви прикажани на сликата всушност претставуваат различни стратегии што ги користат видовите за да се прилагодат на нивната околина:

  • Тип I: Родителите даваат релативно малку потомци и им обезбедуваат многу грижа. Како резултат на тоа, повеќето од потомците преживуваат до зрелоста за да можат да се репродуцираат. Овој модел е типичен за големи животни, вклучувајќи ги и луѓето.
  • Тип II: Родителите произведуваат умерен број потомци и обезбедуваат одредена родителска грижа. Смртта се случува порамномерно во текот на животот. Овој модел се јавува кај некои птици и многу асексуални видови.
  • Тип III: Родителите раѓаат многу потомци, но им обезбедуваат мала или никаква грижа. Како резултат на тоа, релативно малку потомци преживуваат до зрелоста. Овој модел е типичен за растенијата, безрбетниците и многу видови риби.

Стратегијата тип I се јавува почесто во стабилни средини. Стратегијата Тип III е поверојатна во нестабилни средини. Можете ли да објасните зошто?

Пораст на популација

Населението добива поединци преку раѓања и имиграција.Тие губат поединци преку смрт и емиграција. Овие фактори заедно одредуваат колку брзо расте популацијата.

Стапка на раст на населението

стапка на раст на населението (р) е колку брзо населението се менува во големината со текот на времето. Позитивната стапка на раст значи дека населението се зголемува. Негативната стапка на раст значи дека се намалува. Двата главни фактори кои влијаат на растот на населението се стапката на наталитет (б) и стапка на смртност (г). Растот на населението, исто така, може да биде под влијание на луѓето кои доаѓаат во населението од некаде на друго место (имиграција, јас) или напуштање на населението во друга област (иселување, д). Формулата за раст на населението ги зема предвид сите овие фактори.

  • р = стапка на раст на населението
  • б = стапка на наталитет
  • јас = стапка на имиграција
  • г = стапка на смртност
  • д = стапка на иселување

П.С. Не грижете се за меморирање на горната равенка или нешто слично, освен ако не сакате да станете социјален научник. Во тој случај, запомни!!

Растурање и миграција

Други видови движења исто така може да влијаат на големината и растот на населението. На пример, многу видови имаат некои средства за растурање. Ова се однесува на потомството што се оддалечува од своите родители. Ова го спречува потомството да се натпреварува со родителите за ресурси како светлина или вода. На пример, семките од глуварче имаат „падобрани“. Тие му дозволуваат на ветрот да ги носи семето далеку од родителите (види Слика подолу).

Миграцијата е уште еден вид движење што ја менува големината на населението. Миграција е редовното движење на поединци или популации секоја година во текот на одредени сезони. Целта на миграцијата обично е да се најде храна, партнери или други ресурси. На пример, многу птици од северната хемисфера мигрираат илјадници милји на југ секоја есен. Тие одат во области каде што времето е потопло и има повеќе ресурси (види Слика подолу). Потоа се враќаат на север во пролетта за да се гнездат. Некои животни, како што е еленот, мигрираат вертикално. Тие се качуваат на страните на планините во пролет додека снегот се топи. Тие се враќаат надолу по планинските страни на есен додека се враќа снегот.

Еве видео за миграција на луѓе! Екстремно живеење: Внатре во мачната пролетна миграција на монголските номади

Модели на раст на населението

Населението може да покаже различни модели на раст. Моделот на раст зависи делумно од условите под кои живее населението.

Експоненцијален раст

Под идеални услови, популацијата на повеќето видови може да расте со експоненцијална брзина. Крива А во Слика подолу претставува експоненцијален раст. Населението почнува полека да расте. Како што се зголемува големината на населението, се зголемува и стапката на раст. Колку е поголема популацијата, толку побрзо расте.

Логистички раст

Повеќето популации не живеат во идеални услови. Затоа, повеќето не растат експоненцијално. Секако, ниту едно население не може да продолжи експоненцијално да расте многу долго. Многу фактори може да го ограничат растот. Честопати, факторите зависат од густината. Тоа се фактори кои влегуваат кога населението станува преголемо и преполно. На пример, населението може да почне да останува без храна или да се труе од сопствениот отпад. Како резултат на тоа, растот на населението забавува, а големината на населението се намалува. Крива Б во Слика погоре го претставува овој модел на раст, кој се нарекува логистички раст.

Со која големина на населението растот почнува да забавува во логистичкиот модел на раст? Тоа зависи од носивоста на населението (види Слика погоре). На носивост (К) е најголемата популација која може да се поддржи во област без да се наштети на животната средина. Растот на населението ја достигнува границата со таа големина во моделот на логистички раст.

К-Избрани и р-Избрани видови

Видовите можат да се поделат на два основни типа кога станува збор за тоа како расте нивната популација.

  • Видовите кои живеат во стабилни средини најверојатно ќе бидат К-избрано. Нивниот раст на населението е контролиран од фактори зависни од густината. Големината на населението е генерално на или блиску до носивоста. Овие видови се претставени со кривата Б во Слика погоре.
  • Видовите кои живеат во нестабилни средини најверојатно ќе р-избрано. Нивниот потенцијален пораст на населението е брз. На пример, тие имаат голем број потомци. Сепак, поединците веројатно ќе умрат млади. Така, големината на населението обично е далеку под капацитетот на носивост. Овие видови се претставени со долниот дел од кривата А во Слика погоре.

Резиме на лекција

  • Големината на населението е бројот на поединци во една популација. Густината на населението е просечен број на поединци по единица површина или волумен. Моделот на растојанието меѓу поединците во популацијата може да биде под влијание на карактеристиките на видот или неговата околина.
  • Структурата на возраст-пол на населението е бројот на поединци од секој пол и возраст во популацијата. Структурата на возраста и полот влијае на растот на населението. Таа е претставена со пирамида на населението. Бројот на преживеани на секоја возраст е нацртан на крива на преживување.
  • Стапката на раст на населението е колку брзо населението се менува во големината со текот на времето. Тоа се одредува според стапката на раѓање, смртност, имиграција и емиграција.
  • Под идеални услови, популацијата може да расте експоненцијално. Стапката на раст се зголемува како што населението станува поголемо. Повеќето популации не живеат во идеални услови и наместо тоа, растат логистички. Факторите зависни од густината го забавуваат растот на населението бидејќи големината на населението се приближува до носивоста.

Прашања за преглед на лекцијата

Да се ​​потсетиме

1. Што е густина на населеност?

2. Дефинирајте ја имиграцијата и емиграцијата.

3. Што е миграција? Наведи пример.

4. Напиши ја формулата за стапката на пораст на населението. Идентификувајте ги сите променливи.

5. Наведете зошто растурањето на потомството подалеку од нивните родители може да биде корисно.

6. Опишете го експоненцијалниот раст на населението.

7. Што се К-избрани и р-одбрани видови?

Примени концепти

8. Популација од 820 инсекти живее на површина од 1,2 хектари. Тие собираат нектар од популација од 560 цветни растенија. Растенијата живеат на површина од 0,2 хектари. Која популација има поголема густина, инсектите или растенијата?

9. Да претпоставиме дека пирамидата на населението има многу широка основа. Што ви кажува тоа за популацијата што ја претставува?

Размислете критички

10. Што можете да заклучите за вид кој има случаен модел на дистрибуција низ вселената? Униформа шема?

11. Споредете и контрастирајте ги кривите на преживување од тип I и тип III.

Поени што треба да се разгледаат

Човечките популации имаат интересна историја за која ќе прочитате во следната лекција. Само што прочитавте за дисперзија и раст на населението. Направете некои предвидувања за дисперзија и раст на човечката популација:


Погледнете го видеото: DESK Епігенетика метилювання ДНК Виділення ДНК та біосульфатна конверсія для аналізу метилування ДН (Јуни 2022).


Коментари:

  1. Nissim

    What a good topic

  2. Ricweard

    forever you are not so !!

  3. Tenoch

    Верувам дека не сте во право. Треба да разговараме. Пишувај ми во попладне, зборувај.

  4. Takus

    Everything is just superb.

  5. Brarn

    I shall simply keep silent better



Напишете порака