Егор Советников
Биология. Генетика. Полный теоретический и практический курс
Введение
Задачи по генетике являются неотъемлемой частью любого варианта ЕГЭ по биологии и регулярно изучаются в школе на уроках. В структуре ЕГЭ по биологии задачам по генетике отведено два номера: задание 4 и задание 28, что суммарно дает 4 первичных балла. Это довольно много, учитывая шаблонность и алгоритмичность данных заданий.
В учебном пособии мы изучим теоретические основы генетики, необходимые для решения задания 28, а затем закрепим их с помощью решения большого числа задач. Что касается задания 4 то его выполнение не вызывает трудностей у учеников, успешно решающих задание 28, поэтому отдельная подготовка к заданию 4 не требуется.
Пособие состоит из трех разделов. Раздел 1 посвящен теоретическим основам генетики. Начинайте с него, если никогда не изучали генетику или имеете слабый уровень по генетике. Если вы умеете решать типичную задачу на дигибриное скрещивание, то можете сразу приступать к Разделу 2. Если вы отлично справляетесь с типичными задачами ЕГЭшного формата, то сразу переходите к Разделу 3, где вас ждут самые нестандартные задачи по генетике.
Учебное пособие все еще находится в стадии разработки, поэтому в нем отсутствуют некоторые разделы и пояснения, могут быть допущены ошибки фактического плана. Любые ваши замечания и пожелания я с удовольствием и благодарностью приму в письменном виде по почте egorsovetnikov@mail.ru или в социальной сети «Вконтакте» vk.com/egorsovetnikov
Я искренне желаю, чтобы каждый из читающих заинтересовался генетикой и отлично сдал предстоящие экзамены.
Успехов и удачи!
Раздел 1. Теория
Основные понятия с объяснениями
Признак любая особенность организма, начиная от строения клетки и протекающих в ней биохимических реакций, заканчивая анатомией всего организма, вплоть до черт характера или заболеваний. В основе признаков лежат белки. За какие-то признаки отвечает один белок, за какие-то много.
Фенотип совокупность признаков организма (не всех, а именно тех, которые рассматриваются в задаче).
Ген единица наследственного материала. С точки зрения материи это часть хромосомы, очень длинная последовательность нуклеотидов ДНК, с которой в дальнейшем может считаться РНК и произойти синтез белка. То есть, это «чертеж» будущего белка, который может отвечать за какой-нибудь конкретный признак. Обозначается какой-нибудь буквой, желательно попроще («A» или «а», но никак не «J» или «w», хотя этого никто не запрещает).
Генотип совокупность генов организма (не всех, а именно тех, которые рассматриваются в задаче).
Таким образом, схему синтеза белка из цитологии:
ДНК РНК Белок
Можно преобразовать в схему проявления признака в генетике:
Ген Белок Признак
Но сам белок нас редко будет интересовать, поэтому упростим еще сильнее:
Ген Признак
Но в генетике есть усложнение, которого нет в цитологии не с любой последовательности ДНК будет считываться РНК и синтезироваться белок. Поэтому схема сложнее:
«Крутые» гены Признак
«Некрутые гены» Нет признака
В чем разница между «крутыми» и «некрутыми» генами? В том, что «крутые» гены подавляют работу «некрутых».
Все гены работают парами (иногда из этого есть исключения). Один ген достается от мамы, другой от папы (иногда и из этого есть исключения, но это не про однополые браки). Получается, каждый ген в паре получен от одного из родителей. Вот один этот ген называется аллелью, а пара генов аллельными генами.
Аллель форма одного и того же гена, представленная в одной хромосоме. Обозначается одной буквой (например, «А» или «а»).
Аллельные гены парные гены, различные формы одного гена (большая буква или маленькая буква).
На материальном уровне это объясняется следующим. У тебя 46 хромосом (если больше или меньше, то у меня для тебя плохие новости). Хромосомы сидят в ядре парами. Хромосомы в паре очень похожи друг на друга по размеру и форме (прямо как ты и пирожок с картошкой в школьной столовке). Такие хромосомы называются гомологичными. В каждой гомологичной хромосоме есть локусы одинаковые места. Вот последовательности ДНК в этих локусах в каждой из гомологичных хромосом и есть понятие аллели. А обе последовательности ДНК называются аллельными (парными) генами.
Обратите внимание, что привычное изображение хромосом в виде Х-образных структур это их визуализация в интерфазе митоза или мейоза, где они удвоены. На самом деле хромосома состоит из одной молекулы ДНК, покрытой белками и выглядит как лопасть пропеллера.