В статье авторы исследуют законы наследственности и изменчивости на примере живых организмов.
Ключевые слова: генетика, доминантные и рецессивные гены, первый и второй законы Менделя.
Введение
Нашу планету населяют почти три с половиной миллиона видов растений, животных и микроорганизмов. Каждый из этих видов способен производить на свет лишь себе подобных.
Этот феномен называется наследственностью. Он является главной особенностью живых существ. Интересно, что наследственность не подразумевает абсолютную тождественность индивидов. Мы можем наблюдать только чрезвычайное сходство между родительской и дочерней особью.
Так, ребенок не является копией своих родителей, а лишь представляет собой совокупность их признаков, которые отличают его от других людей.
Важно, что феномену наследственности всегда сопутствует феномен изменчивости, который отражает индивидуальные, семейные и иные различия между особями одного вида.
Таким образом, генетика — это наука о наследственности и изменчивости живых организмов.
Процесс наследования и изменчивости различных признаков имеет свои закономерности и происходит не хаотичным способом. Мы легко можем проследить это на примере своих семей. Если у мамы карие глаза, а у папы голубые, то дети в такой семье будут, вероятнее всего, кареглазые. Если же оба родителя являются обладателями голубого цвета глаз, то и дети с большей вероятностью будут обладателями этого же признака.
Закон наследования доказал Грегор Мендель в 1866 году. Он открыл закон доминирования и выяснил, что за передачу наследственной информации в наших клетках отвечают два типа генов: доминантные и рецессивные. Как понятно из их названия, доминантные гены — господствующие. Они проявляются у особей первого поколения и обозначаются латинскими буквами АА. Рецессивные гены — это гены, которые не проявляются в первом поколении. Они обозначаются латинскими буквами аа.
Мы задались вопросом, может ли от двух особей с рецессивным признаком появиться особь с доминантным признаком?
Законы наследования генетических признаков стали объектом нашего исследования, а доминантные и рецессивные гены — предметом . В рамках нашего исследования мы поставили цель — экспериментальным путем выявить и проанализировать законы наследования генетических признаков.
В рамках исследования нам необходимо было провести эксперимент на быстроразмножающихся и быстроразвивающихся живых организмах. Мы выбрали дрозофил меланогастер, или плодовых мушек. Мы выяснили, что способность летать у этих мушек является доминантным признаком, а нелетающие мушки являются обладателями рецессивного признака.
Таким образом, была выдвинута гипотеза: При скрещивании нелетающих дрозофил меланогастер можно получить летающую особь.
Мы поставили следующие цели :
— Изучить, где находятся гены.
— С помощью эксперимента вычленить клетки ДНК из живых организмов.
— Узнать законы наследования генетических признаков.
— Экспериментальным путем доказать законы наследования.
Теоретическая часть
Наследственность — свойство организма передавать свои признаки потомкам без изменения.
Изменчивость — свойство организма приобретать новые признаки в процессе индивидуального развития.
Как уже было упомянуто выше, за наследственность и изменчивость в любом живом организме отвечают гены.
Мы изучили, что ген — это участок молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). Несколько ДНК объединяются в хромосомы. Хромосомы — это структуры, которые состоят из молекул ДНК и белка и находятся в ядрах клеток. Из клеток состоят все органы, а из органов состоит сам живой организм.
Также мы узнали, что Грегор Мендель выявил несколько важных законов в генетике. Первый закон Менделя гласит о том, что в первом поколении проявляются доминантные признаки особей.
Второй закон Менделя, или Закон расщепления, гласит, что во втором поколении 75 % особей имеют доминантное состояние признака, а 25 % — рецессивное (расщепление 3:1).
Рецессивные гены никуда не пропадают и продолжают существовать в гибридах, не проявляясь. Мендель высказал предположение, что каждый организм содержит пару наследственных зачатков, один из которых он получил от отцовского организма, а второй — от материнского. Если гибрид второго поколения получал от родителей два рецессивных гена, он проявлял рецессивный признак, если хотя бы один доминантный ген — проявлялся доминантный признак.
Таким образом, второй закон Менделя поможет нам подтвердить нашу гипотезу.
Практическая часть
Эксперимент 1
Целью первого эксперимента стало самостоятельное выделение нитей ДНК из фруктов и овощей для дальнейшего изучения их под микроскопом.
Эксперимент состоял из нескольких этапов.
На первом этапе мы приготовили спиртовой раствор, в который добавили соль и мыло в равных пропорциях. На втором этапе мы измельчили мякоть банана до однородного состояния. На третьем этапе мы смешали получившийся раствор с мякотью банана. После этого получившейся смеси нужно было дать настояться в течение 10–15 минут для активизации химических процессов. По истечению этого срока на поверхность пробирки всплывали белые однородные нити, которые содержали в себе молекулы ДНК.
Вот, что мы увидели в микроскоп.
Проведя первый эксперимент, мы сделали вывод, что молекулы ДНК находятся в каждой клетке живого организма.
Эксперимент 2
Для проведения второго эксперимента было закуплено множество особей нелетающих дрозофил меланогастер. Мы узнали, что закупленные мошки потеряли способность летать вследствие генетической мутации, а точнее двух ее видов: Curly wings и Bithorax. Эти мутации произошли искусственным путем. Поскольку данный вид мошек использовали для кормления более крупных насекомых, их лишили способности летать. А это значит, что их гены сохранили способность летать, но в рецессивном признаке.
В течение двух недель за мошками осуществлялся должный уход для предоставления им возможности скрещиваться.
Спустя две недели в третьем потомстве мошек появились особи, способные летать. Мы изучили их крылья под микроскопом. Крылья были абсолютно здоровы и не имели никаких признаков мутации.
Проведя второй эксперимент, мы сделали вывод, что от особей с рецессивными признаками можно получить особь с доминантным признаком.
Выводы
Наши эксперименты подтвердили, что ДНК находится в клетках всех живых организмов. Процесс наследования подчиняется законам Менделя. Доминантные гены проявляются в первом поколении, а рецессивные не исчезают, а комбинируются и передаются следующим поколениям в определенных соотношениях.
Заключение
Исследование помогло нам ответить на возникшие вопросы. Наша гипотеза подтверждена, поставленные задачи выполнены, а цель достигнута.
Литература:
- Курчанов, Николай Анатольевич. Генетика человека с основами общей генетики: руководство для самоподготовки / Н. А. Курчанов. — СПб.: СпецЛит, 2010. — 63 с.: ил.
- Медведева, А. А. Как решать задачи по генетике: методические рекомендации / А. А. Медведева // Абитуриент. — 2004. — № 12. — С. 21–25.
- Мендель Г. Опыты над растительными гибридами. М., 1965; Гайсинович А. Е. Зарождение и развитие генетики. М., 1988.
- Нгуен, Динь Ням. Формирование и развитие у учащихся генетических знаний в процессе обучения общей биологии в общеобразовательных школах Вьетнама: спец. 13.00.02 — Теория и методика преподавания биологии: автореферат дис. на соиск. учен. степ. к. пед. н. / Д. Н. Нгуен. — Москва: МПУ, 1998. — 19 с.
