Цели урока: рассмотреть роль генотипа и среды в формировании фенотипа, выделить факторы среды, которые сильнее влияют на формирование фенотипа; развивать навыки аналитического мышления; воспитывать критическое восприятие предоставленной информации.

Оборудование и материалы: таблицы или слайды презентации, демонстрирующие роль генотипа и среды в формировании различных признаков организма. И генотип, и среда обитания влияют на развитие любого организма, и именно благодаря действию двух факторов формируется индивидуальный фенотип особи. Но каждый из этих факторов является совокупностью действия целого ряда факторов. Попробуем рассмотреть некоторые примеры их совместного действия на формирование фенотипа.

Рассматривая действие генов, их Апель, необходимо учесть и модифицирующего влияние среды, в которой развивается организм. Если растения примулы скрещивать при температуре 15-20 ° С, то в соответствии с менделевской схеме, все поколения будут розовые цветы. Но когда такое скрещивание проводить при температуре 35 ° С, то все гибриды будут цветы белого цвета. Если же осуществлять скрещивания при температуре около ЗО ° С, то возникает разное соотношение (от 3:1 до 100 процентов) растений с белыми и розовыми цветами.

Такое колебание классов на расщепление зависимости от условий среды получило название пенетрантность - сила фенотипически проявления. Итак, пенетрантность-это частота проявления гена, явление появления или отсутствия признака у организмов, одинаковых по генотипу.

Пенетрантность значительно колеблется как среди доминантных, так и среди рецессивных генов. Наряду с генами, фенотип которых появляется только при сочетании определенных условий и достаточно редких внешних условий (высокая пенетрантность), у человека есть гены, фенотипически проявление которых происходит при любых сочетаний внешних условий (низкая пенетрантность). Пенетрантность измеряется процентом организмов с фенотипически признаку от общего числа обследованных носителей соответствующего аллеля.

Если ген полностью, независимо от окружающей среды, определяет фенотипическими проявлениями, то он пенетрантность 100 процентов. Однако некоторые доминантные гены проявляются менее регулярно. Так, полидактилия имеет четкое вертикальное наследование, но бывают пропуски поколений. Доминантная аномалия - преждевременное половое созревание - свойственно только мужчинам, однако иногда может передаться заболевания от человека, который не страдал этой патологией. Пенетрантность показывает, в каком проценте носителей гена оказывается соответствующий фенотип. Итак, пенетрантность зависит либо от генов, или от среды, или от того и другого. Таким образом, это не константность свойство гена, а функция генов в определенных условиях среды.

Еще одним проявлением тесного взаимодействия генотипа и условий среды в формировании фенотипа является экспрессивность. Экспрессивность (от лат. Expressio - выражение) - это изменение количественного проявления признака у разных особей - носителей соответствующего аллеля.

В случае доминантных наследственных заболеваний экспрессивность может колебаться. В одной и той же семье могут проявляться наследственные болезни по течению от легких и едва заметных до тяжелых: различные формы гипертонии, шизофрении, сахарного диабета и т.д.. Рецессивные наследственные заболевания в рамках семьи проявляются однотипно и имеют незначительные колебания экспрессивности.

Интересным явлением является и плейотропный действие генов. Она демонстрирует, что даже один ген может влиять на различные показатели фенотипа особи.

Плейотропный действие генов - это зависимость нескольких признаков от одного гена, то есть множественная действие одного гена. Так, у дрозофилы ген белого цвета глаз одновременно влияет на цвет тела, длину крыльев, строение полового аппарата, снижает плодовитость, уменьшает продолжительность жизни. У человека известна наследственная болезнь - арахнодактилия («паучьи пальцы» - очень тонкие и длинные пальцы), или болезнь Марфана. Ген, отвечающий за эту болезнь, вызывает нарушение развития соединительной ткани и одновременно влияет на развитие нескольких признаков: нарушение строения хрусталика глаза, аномалии в сердечно-сосудистой системе.

Плейотропный действие гена может быть первичной и вторичной. При первичной плейотропии ген проявляет свой множественный эффект. Например, в случае болезни Хартнупа мутация гена приводит к нарушению всасывания аминокислоты триптофана в кишечнике и его реабсорбции в почечных канальцах. При этом поражаются одновременно мембраны эпителиальных клеток кишечника и почечных канальцев с расстройствами пищеварительной и выделительной систем. В случае вторичной плейотро-пии есть один первичный фенотипически проявление гена, вслед за которым развивается ступенчатый процесс вторичных изменений, которые приводят к множественным эффектов. Так, в случае серповидно-клеточная анемия в гомозигот наблюдается несколько патологических признаков: анемия, увеличенная селезенка, поражения кожи, сердца, почек и мозга. Поэтому гомозиготы по гену серповидно-клеточная анемия погибают, как правило, в детском возрасте. Все эти фенотипически проявления гена составляют иерархию вторичных проявлений. Первопричиной, непосредственным фенотипически проявлением дефектного гена является аномальный гемоглобин и эритроциты серповидной формы. Вследствие этого происходят последовательно другие патологические процессы: слипание и разрушение эритроцитов, анемия, дефекты в почках, сердце, мозге. Эти патологические признаки являются вторичными. При плейотропии ген, воздействуя на какую-то одну основной признак, может также изменять, модифицировать проявление других генов, в связи с чем введено понятие об гены-модификаторы. Последние усиливают или ослабляют развитие признаков, кодируемых «основным» геном.

IV. Обобщение, систематизация и контроль знаний и умений учащихся

Дать ответы на вопросы:

1. Какие признаки организмов определяются преимущественно влиянием генотипа?

2. Какие признаки организмов определяются преимущественно влиянием среды?

3. Как генотип и среда взаимодействуют при формировании признаков?


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+