Istota dziedziczenia
Rolnicy i hodowcy od wieków obserwowali, że organizmy dziedziczą cechy swoich przodków. Dlatego wybiórczo krzyżowali ze sobą osobniki o pożądanych cechach i na ogół otrzymywali potomstwo, które spełniało ich potrzeby. Uzyskali w ten sposób nowe odmiany roślin i rasy zwierząt. Nie znali jednak mechanizmu dziedziczenia, który odkryto dopiero w XIX wieku. Dziś wiemy, że cechy organizmu zaprogramowane są w genach.
1. Materiał genetyczny
Każdy organizm zawiera ogromną ilość informacji genetycznej. Jest ona zapisana w materiale genetycznym – cząsteczkach kwasu deoksyrybonukleinowego – DNA. Jego fragmenty, geny, to podstawowe jednostki dziedziczenia. Składają się z wielu nukleotydów ułożonych w specyficznej kolejności. Jest w nich zakodowana informacja o kolejności aminokwasów w białkach, które odpowiadają za wykształcenie określonych cech organizmu.
2. Podziały komórkowe
Wszystkie komórki powstają na drodze podziału. W ten sposób są zastępowane zużyte struktury organizmu, realizowany jest wzrost organizmu, wytwarzane są gamety. Przed podziałem każdy chromosom w komórce podwaja się w wyniku procesu replikacji DNA, dzięki czemu komórki potomne otrzymują własne kopie DNA. Podział mejotyczny prowadzi do powstania gamet, a mitotyczny – wszystkich pozostałych typów komórek.
Cechy komórek | Mitoza | Mejoza |
Liczba komórek potomnych | 2 | 4 |
Liczba chromosomów w komórkach potomnych | taka sama | zredukowana o połowę |
Informacja genetyczna w komórkach potomnych | taka sama jak w komórkach macierzystych | inna niż w komórkach macierzystych (rekombinacja DNA) |
Funkcje komórek | zwiększanie liczby komórek budujących ciało organizmu | powstawanie komórek płciowych (gamet) |
odtwarzanie zużytych i uszkodzonych tkanek |
3. Skutki działania alleli
Potomek organizmów rozmnażających się płciowo jest podobny do swych rodziców, ale nie jest ich kopią. Niektóre cechy dziedziczy po matce, inne po ojcu. Dzieje się tak, ponieważ geny mogą występować w różnych wersjach i pozwalają na wykształcenie się alternatywnych cech u potomstwa.
Typ dziedziczenia | Cechy dziedziczenia | Przykład |
Dominacja zupełna | fenotyp heterozygoty jest taki sam jak homozygoty dominującej | dziedziczenie barwy kwiatów grochu, ciemnej barwy włosów u ludzi |
Dominacja niezupełna | fenotyp heterozygoty ma cechy pośrednie między fenotypami homozygotycznymi | dziedziczenie barwy kwiatów dziwaczka |
Dziedziczenie cech warunkowanych przez allele wielokrotne | allele dominujące są w stosunku do siebie równorzędne, tzn. ujawniają się w równym stopniu w fenotypie heterozygoty | dziedziczenie grup krwi u ludzi |
Dziedziczenie wielogenowe | jedną cechę wyznacza kilka genów | dziedziczenie barwy skóry u ludzi |
Dziedziczenie cech sprzężonych z płcią | gen warunkujący daną cechę znajduje się na chromosomie płci | dziedziczenie daltonizmu, hemofilii |
Zadania
Pamiętam i rozumiem
Wyjaśnij, jakie biologiczne znaczenie ma redukcja liczby chromosomów podczas tworzenia się gamet.
Pewien gen wykazujący dominację zupełną oznaczono jako G. Zapisz genotypy osób, które ze względu na ten gen są homozygotami dominującymi, homozygotami recesywnymi i heterozygotami.
Czy mutacja, która zaszła w komórkach wątroby człowieka, będzie dziedziczona przez jego potomstwo? Uzasadnij swoją odpowiedź.
Przedstaw związek między nukleotydem a kodonem, kodonem a genem, genem a białkiem, białkiem a cechą organizmu.
Wyjaśnij, dlaczego hemofilia występuje częściej u mężczyzn niż u kobiet.
Czytam i interpretuję
W organizmie mężczyzny podczas wytwarzania plemników zachodzi podział mejotyczny, ilustrowany poniższym schematem.
Określ liczbę chromosomów w komórkach A, B i C.
Wyjaśnij, czy procesowi mejozy towarzyszy replikacja DNA, a jeśli tak, to kiedy zachodzi.
*Korzystając z tabeli kodu genetycznego, zapisz sekwencję aminokwasów kodowanych przez następujące kodony: GATGTAGCGGGA.
Przeanalizuj przedstawiony poniżej kariotyp i wykonaj zadania.
Ustal, na czym polega wada genetyczna tej osoby.
Podaj nazwę choroby spowodowanej tą nieprawidłowością.
Przeczytaj opis wyglądu Wojtka. Wymień niedziedziczne cechy wyglądu chłopca.
Wojtek to wysoki chłopiec o falujących, kruczoczarnych włosach i pięknych niebieskich oczach. Na jego opalonym ramieniu widnieje blizna po skaleczeniu, a przedramię zdobi tatuaż, pamiątka z wakacji.
Rozwiązuję problemy
Ilustracja przedstawia fazy jednego z podziałów jądra komórkowego, ale w kolejności niezgodnej z jego przebiegiem.
Uporządkuj fazy podziału, rozpoczynając od najwcześniejszej.
Podaj nazwę tego podziału oraz cechę, która umożliwiła jego rozpoznanie
Wymień trzy przykłady komórek, które dzielą się w sposób przedstawiony na rysunku.
Ogrodnik ma w sprzedaży wyłącznie rośliny grochu o kwiatach czerwonych. Jedne z nich są homozygotami dominującymi (RR), inne heterozygotami (Rr). Jego klienci pytają głównie o rośliny biało kwitnące, które są homozygotami recesywnymi (rr).
Wyjaśnij, czy ogrodnik ma szansę na wyprodukowanie roślin o kwiatach białych, dysponując wyłącznie roślinami kwitnącymi na czerwono.
Opisz, jak można sprawdzić, które z roślin czerwono kwitnących są homozygotami, a które heterozygotami.
W rodzinie Kowalskich złożonej z rodziców i ich dwojga biologicznych dzieci każdy ma inną grupę krwi. Wyjaśnij, jak to jest możliwe. Podaj przykładowe genotypy i fenotypy członków tej rodziny.
Kobieta prawidłowo widząca kolory, której ojciec był daltonistą, wychodzi za mąż za daltonistę. Określ prawdopodobieństwo urodzenia przez nią dzieci nie wykazujących cech daltonizmu. Oddzielnie przedstaw je dla dziewcząt i chłopców.
Zadania zamknięte
Otwórz i wydrukuj załącznik.
Projekt badawczy
Otwórz i wydrukuj załącznik.