Genetika mnohobuněčného organismu

Tisk


 

dědičnost kvalitativních znaků
křížení (hybridizace)
dominantní a recesivní alela
homozygot, heterozygot
úplná a neúplná dominance, kodominance,
genotyp,
fenotyp
genotypový a fenotypový štěpný poměr
generace: rodičovská, filiální
monohybrid, dihybrid, polyhybrid
Mendelův čtverec
Mendelovy zákony
zpětné křížení
vazba genů
dědičnost kvantitativních znaků
geny malého účinku (polygeny)
dědičnost vázaná na pohlaví
autozómy
pohlavní chromozómy (gonozómy, heterochromozómy)
pohlaví homogametické, heterogametické
určení pohlaví: savčí typ, ptačí typ
dědičnost křížem, přímá dědičnost
klonování
 

 

Jelínek J., Zicháček V.: Biologie pro střední školy gymnazijního typu, kapitola Dědičnost mnohobuněčného organismu

 

Prezentace - genetika organismů

Prezentace - Mendelovy zákony

Prezentace - pohlavní chromozomy

 

Dědičnost

 

 

 

 

1. Klonování
 
 
Přečtěte si text a odpovězte na následující otázky:
 

Klonování je podle běžné definice vytváření nového jedince geneticky identického (shodného) s předlohou. Tyto dva jedinci se poté označují jako klony. Tento proces probíhá velice často v přírodě u rostlin i živočichů (především tzv. vegetativní rozmnožování rostlin). Klonování hraje dnes důležitou úlohu v zemědělství a biotechnologických oborech. Celkově lze říci, že klonování vyšších rostlin je jednodušší a rozšířenější než klonování živočichů.

Umělé klonování ve smyslu, jak se o něm nejčastěji mluví v médiích, je poměrně náročný laboratorní proces s nízkou úspěšností. Využívá se při něm nejčastěji přenosu diploidního buněčného jádra ze somatické (tělní) buňky do prázdného bezjaderného vajíčka. Tímto způsobem vznikne jedinec s prakticky stejnou genetickou výbavou, jako měl dárce jádra – jedná se tedy o klony. Z vajíčka se nejprve odstraní jeho vlastní jádro (provede se enukleace), čímž z vajíčka vznikne jen útvar bez jakékoliv jaderné DNA. Zároveň se z určité tkáně (obvykle jiného) jedince izolují jednotlivé buňky – nejvhodnější bývají embryonální kmenové buňky, blastomery z moruly. Do vajíčka se tyto buňky injektují do prostoru mezi zona pellucida a cytoplazmou a elektricky se navodí jejich fúze. Tím konečně vznikne kýžená diploidní buňka, z níž se za určitých okolností vyvine zdravé embryo.

Ačkoliv se má za to, že populace klonů je populace geneticky identických kopií, není to úplně pravdivé. Určitá genetická variabilita může vzniknout díky mutacím, za obvyklých okolností je ovšem minimální a bezvýznamná. Důležitým faktorem je míra působení mutagenů a podmínky klonování. Obecně lze říci, že kombinací silně umělého klonování jednotlivých či několika málo buněk a užití mutagenů lze i u teoreticky homogenní populace klonů dosáhnout určité již významné variability.

Pokud jde o tzv. klonovaná zvířata typu ovce Dolly (jádro buňky bylo odebráno z tělesné buňky a vpraveno do vajíčka jiné ovce, čímž byla vytvořena jakási umělá zygota), nejde vlastně o čistý klon. Veškeré geny přenášené mimojaderně totiž pocházejí od náhradní matky (jejich podíl na celkové dědičnosti ovšem není příliš velký). Dále je zde fakt, že vzhledem k tomu, že i tělesné buňky podléhají mutacím, existuje určitá pravděpodobnost, že naklonovaný jedinec má oproti většině buněk svého původce jednu nebo několik málo zvláštních mutací.

(Zdroj: wikipedie)

 

a) Vysvětlete vlastními slovy, co je znázorněno na obrázku:

 

alt
Klonování (zdroj: www.wikipedia.org - upraveno)

 

 

b) Doplňte text:

 

 

alt
Zdroj: www.wikipedia.org

 

c) Je pravda, že populace klonu je vždy populací geneticky identických kopií? Vysvětlete.

 

d) Zhlédnout můžete i zajímavé video: 10 let po Dolly aneb co všechno zmůže klonování

 

2. Dědičnost a pohlaví
 
Přečtěte si text a vypracujte následující úkoly:
 
Pohlaví určují pohlavní chromozomy, neboli gonozomy. U člověka je to 23. chromozomový pár. Pohlaví může být homogametní, kdy oba gonozomy jsou shodné (XX) nebo heterogametní, kdy v karyotypu existují dva rozdílné pohlavní chromozomy (XY). V praxi rozlišujeme více typů genetického určení pohlaví. Savčí typ (Drosophila) je typický pro člověka, ostatní savce, krokodýly, želvy, většinu druhů hmyzu. Samičky jsou homogametní, samečci heterogametní. Ptačí typ (Abraxas) je zcela opačným typem určení pohlaví. Vyskytuje se u ptáků, některých plazů a hmyzu. Třetím typem je typ Protenor. U tohoto typu rozhoduje o pohlaví počet gonozomů. Např. u samečků existuje pouze jeden chromozom (X) a u samiček jsou přítomny dva chormozomy (XX). Takovíto samečci vznikají partenogenezí, tedy z neoplozených vajíček. Tento typ se vyskytuje u vos, včel nebo jiných druhů hmyzu.
 
a) Prohlédněte si obrázek a určete, o který typ genetického určení pohlaví se jedná:
 
 
 
alt
Zdroj: www.wikipedia.org
 
b) Vyřešte následující úlohy:
 
Úloha 1:
U octomilky (Drosophila melanogaster) podmiňuje recesivní alela určitého genu, ležícího v v chromozomu X, žluté zbarvení těla. Šedavé zbarvení těla této mušky je naopak dominantní. V laboratoři bylo získáno potomstvo z křížení homozygotní šedavé samičky se žlutým samečkem. Jaké zbarvení těla budou mít potomci tohoto křížení? Jaké zbarvení budou mít potomci z křížení šedavé samičky (z prvního křížení) se šedavým samečkem?
 
 
Úloha 2:
 
U člověka je asi 50 genů lokalizovaných v heterologní části chromozomu X (Jedná se o část, kterou se chromozomy X a Y liší). Nachází se zde např. alela podmiňující hemofilii, daltonismus aj. Pro dědičnost v homologních částech chromozomů X a Y platí stejná pravidla jako pro autozomy. Dědičnost u genů na heterologní části chromozomu X a Y se liší. Fenotyp je závislý nejen na dominanci nebo recesivitě alely, ale také na pohlaví. Jedná se o znaky vázané na pohlaví. Geny nesené chromozomem Y se mohou předávat do dalších generací zase jen jedincům heterogametního pohlaví a příslušné znaky se nikdy nemohou objevit u jedinců pohlaví opačného (Dědí se z otce na syna). Tyto znaky vykazují tzv. přímou dědičnost. Opačným případem je dědičnost křížem, kdy se znaky přenášejí z matky na syna.
 
 
Recesivní alela určitého genu, ležící v chromozomu X, způsobuje daltonismus (barvoslepost). Otec dívky je barvoslepý, zatímco matka a všichni její předkové rozlišují barvy normálně. Mohou být daltonismem postiženi synové této dívky, dcery i její vnoučata obojího pohlaví, jestliže se provdá za zdravého muže a jestliže její potomci nebudou vstupovat do manželství s nositeli alel pro daltonismus?

 

3. Dědičnost kvalitativních znaků

 

a) Monohybridní křížení

 

Prohlédněte si schéma a odpovězte na otázky pod ním:

 

alt
Dědičnost barvy květů (zdroj: www.wikipedia.org)

 

  • Vyberte: Schéma znázorňuje monohybridní křížení s úplnou / neúplnou dominancí.
  • Co znamenají symboly P, F1, F2, F3?
  • Jaké mají nakreslené rostliyn genotypy?
  • Který řádek znázorňuje gamety a ne genotypy?
  • O jaký typ dědičnosti by se jednalo, kdyby se zde vyskytovala navíc růžová barva květů? Lišily by se v takovém případě genotypové a fenotypové štěpné poměry? Pokud ano, jak?

b) Dihybridní křížení

 

Vyřešte úlohu:

 

U morčete je hrubá srst (R) dominantní nad hladkou (r) a černá barva (B) dominantní nad bílou (b). Geny R a B jsou nezávislé.

  • Odvoďte genotypy a fenotypy v generaci F1, která vznikla křížením dvou homozygotních morčat. Samička byla černá, hrubosrstá a sameček bílý hladkosrstý.
  • Proveďte zpětní křížení.
  • Je možné podle tohoto zadání určit, jakého pohlaví budou jedinci v generaci F1? Vysvětlete.

4. Mendelovy zákony

 

Poskládejte v následujících cvičeních znění Mendelových zákonů:

 

 

 

 

Kdo byl Johann Gregor Mendel?

 

alt
Zakladatel gentiky J. G. Mendel
alt
Znaky hrachu, které Mendel zkoumal (zdroj: www.wikipedia.org)

 

Zajímá Vás vice informací o zakladateli genetiky J.G. Mendelovi?

Prohlédněte si prezentaci

 

Zajímavá videa z genetiky si můžete prohlédnout zde:


Genetičtí inženýři zkoumají komáry

Genobanka rostlin na Špicberkách