ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 – Γενετική | Μαθήματα Βιολογίας

ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΕΙΣ - VIDEO

Στο παρακάτω video μπορείτε να δείτε αναλυτικά τη διαδικασία της μείωσης

Εδώ παρουσιάζονται οι διαδικασίες της μίτωσης και της μείωσης καθώς και οι διαφορές μεταξύ τους

Παρακάτω μπορείτε να δείτε μερικές φωτογραφίες μικροσκοπίου από τις διαδικασίες της μείωσης και της μίτωσης

ΜΙΤΩΣΗ

ΜΕΙΩΣΗ

Παρακάτω αναλύονται οι ορισμοί που πρέπει να έχετε κατανοήσει πλήρως

Ομόζυγο άτομο το άτομο που διαθέτει τα ίδια αλληλόμορφα για ένα χαρακτήρα Ετερόζυγο άτομο το άτομο που διαθέτει διαφορετικά αλληλόμορφα για ένα χαρακτήρα
Αλληλόμορφα γονίδια το ένα είναι μητρικής και το άλλο πατρικής προέλευσης μπορεί να είναι ίδια ή διαφορετικά ελέγχουν το ίδιο χαρακτηριστικό βρίσκονται στην ίδια γενετική θέση των ομόλογων χρωμοσωμάτων
Γονότυπος το σύνολο των γονιδίων που φέρει ένα άτομο συμβολίζονται με συγκεκριμένο τρόπο ανάλογα τη σχέση μεταξύ τους αλλά και το που βρίσκονται
Φαινότυπος το σύνολο των βιοχημικών χαρακτηριστικών καθώς και των μορφολογικών επιρεάζεται άμεσα ή έμεσα και από τις συνθήκες εξωτερικά του οργανισμού μπορεί να μεταβάλεται κατά τη διάρκεια ζωής ενός οργανισμού
Επικρατές αλληλόμορφο είναι το αλληλόμορφο το οποίο όταν υπάρχει στο γονότυπο ενός ατόμου θα εκφραστεί τα ομόζυγα στο γονίδιο αυτό άτομα όπως και τα ετερόζυγα φέρουν τον επικρατή χαρακτήρα συμβολίζονται με κεφαλέα γράμματα Υπολειπόμενο αλληλόμορφο εκφράζεται μόνο απουσία του επικρατούς του τα άτομα που είναι ομόζυγα στο υπολειπόμενο φέρουν τον υπολειπόμενο φαινότυπο αν πρόκειται για φυλοσύνδετο, στους άντρες εκφράζεται και όταν υπάρχει μία φορά συμβολίζεται με μικρό γράμμα
Συνεπικρατή είναι τα αλληλόμορφα εκείνα τα οποία όταν βρεθούν σε ετερόζυγη κατάσταση εκφράζονται και τα δύο με τέτοιο τρόπο ώστε να εμφανίζεται ο φαινότυπος και των δύο
Ατελώς επικρατή αλληλόμορφα είναι τα αλληλόμορφα εκείνα που σε ετερόζυγη κατάσταση εκφράζονται και δημιουργούν ενδιάμεσο φαινότυπο
Θνησιγόνα γονίδια είναι τα αλληλόμορφα τα οποία όταν βρεθούν σε ομόζυγη κατάσταση οδηγούν σε πρόωρο τερματισμό της κύησης. Έτσι από όλους τους πιθανούς φαινότυπους απουσιάζει ένας στους απογόνους
Πολλαπλά αλληλόμορφα γονίδια υπάρχουν 3 ή περισσότερα συνολικά στο είδος και όχι στο άτομο το κάθε άτομο έχει 2 από αυτά ή 1 αν πρόκειται για φυλοσύνδετο και είναι αρσενικό άτομο τα αλληλόμορφα κάθε ατόμου μπορεί να είναι ίδια ή διαφορετικά
Φυλοσύνδετα γονίδια βρίσκονται στο μικρό βραχίονα του Χ φυλετικού χρωμοσώματος τα αερσενικά άτομα έχουν ένα από αυτά όποιο γονίδιο φέρουν τα αρσενικά άτομα, εκφράζεται συμβολίζονται με εκθέτη στο Χ (Χ^Α)
Μονογονιδιακός χαρακτήρας τα αλληλόρφα που τον ελέγχουν τοποθετούνται σε μία γενετική θέση κάθε άτομο έχει 2 ίδια ή διαφορετικά
Πολυγονιδιακός χαρακτήρας τα αλληλόμορφά που τον ελέγχουν τοποθετούνται σε 2 ή περισσότερες γενετικές θέσεις κάθε άτομο έχει 4 και πάνω ίδια ή διαφορετικά αλληλόμορφα
Γενεολογικό δέντρο απεικονίζει το φαινότυπο κάθε ατόμου μελετώντας συνήθως 1 ή 2 χαρακτηριστικά απεικονίζει τα άτομα δύο τουλάχιστον γενεών σε μία οικογένεια μας δίνει πληροφορίες για το τρόπο μεταβίβασης ενός χαρακτηριστικού από γενιά σε γενιά
Διασταύρωση ελέγχου είναι η διασταύρωση μεταξύ ενός ατόμου αγνώστου γονότυπου και ενός ατόμου γνωστού φαινότυπου από τα αποτελέσματα της διασταύρωσης μπορούμα να καταλάβουμε το γονότυπο του ατόμου το άτομο γνωστού γονότυπου είναι ομόζυγο στο υπολειπόμενο γονίδιο μιας και εμφανίζει τον υπολειπόμενο φαινότυπο

Στο παρακάτω πίνακα μπορείτε να δείτε όλα τα γονίδια που κωδικοποιούν όλα τα χαρακτηριστικά που αναφέρονται στο σχολικό βιβλίο. Αυτά τα γονίδια θεωρούνται γνωστά για αυτό και θα πρέπει να τα γνωρίζουμε πολύ καλά

ύψος μοσχομπίζελου	αυτοσωμικό, το ύψος επικρατεί στο κοντό
σχήμα σπέρματος μοσχομπίζελου	αυτοσωμικό, το λείο επικρατεί στο ρυτιδωμένο
χρώμα σπέρματος μοσχομπίζελου	αυτοσωμικό, το κίτρινο επικρατεί στο πράσινο
χρώμα άνθους μοσχομπίζελου	αυτοσωμικό, το ιώδες επικρατεί στο λευκό
σχήμα καρπού μοσχομπίζελου	αυτοσωμικό, το κανονικό επικρατεί στο περιεσφιγμένο
χρώμα καρπού μοσχομπίζελου	αυτοσωμικό, το πράσινο επικρατεί στο κίτρινο
θέση ανθέων μοσχομπίζελου	αυτοσωμικό, το αξονικό επικρατεί στο ακραίο
χρώμα ανθέων στο φυτό σκυλάκι (antirrhinum)	αυτοσωμικό, το κόκκινο και το άσπρο είναι εντελώς επικρατή
ομάδες αίματος (ΑΒΟ)	αυτοσωμικά-πολλαπλά αλληλόμορφα, τα Γ^Α και Γ^Β είναι συνεπικρατή και επικρατεί σε σχέση με το i
β-θαλασσαιμία	αυτοσωμικό υπολειπόμενο – πολλαπλά αλληλόμορφα

γραμμή τριχοφυΐας με κορυφή	αυτοσωμικό επικρατές
προσκολλημένοι λοβοί	αυτοσωμικό υπολειπόμενο
οικογενής υπερχοληστερολαιμία	αυτοσωμικό επικρατές
δρεπανοκυτταρική αναιμία	αυτοσωμικό υπολειπόμενο
κυστική ίνωση	αυτοσωμικό υπολειπόμενο
αντίληψη κυανού χρώματος	αυτοσωμικό
μερική αχρωματοψία στο πράσινο και στο κόκκινο	φυλοσύνδετο υπολειπόμενο
αιμοροφιλία Α	φυλοσύνδετο υπολειπόμενο
φαινυλκετονουρία (PKU)	αυτοσωμικό υπολειπόμενο
αλφισμός	αυτοσωμικό υπολειπόμενο
ασθένεια Huntington	αυτοσωμικό επικρατές
διπλή σειρά βλεφαρίδων	αυτοσωμικό επικρατές
έλλειψη απαμινάσης της αδενοσίνης	αυτοσωμικό υπολειπόμενο

ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Γενική μεθοδολογία ασκήσεων

1^η κατηγορία ασκήσεων: Υπολογισμός δομών κατά τη διάρκεια του κυτταρικού κύκλου

Όταν μας ζητούν να υπολογίσουμε οτιδήποτε αφορά το κυτταρικό κύκλο και ιδίως τη μείωση, πρώτα κάνουμε ένα απλό σχήμα της μείωσης αναφέροντας το πλήθος των χρωμοσωμάτων και των μορίων DNA σε κάθε κύτταρο που προκύπτει. Ξεκινάμε από τους δύο γαμέτες έχοντας υπόψιν μας τη ποσότητα DNA που περιέχει ο καθένας. Έπειτα με αναγωγικές σκέψεις από φάση σε φάση υπολογίζουμε το ζητούμενο.

πατήστε για μεγένθυση

2^η κατηγορία ασκήσεων: Μονοϋβριδισμός

Όταν η άσκηση μελετά το τρόπο μεταβίβασης γονιδίων που ελέγχουν ένα χαρακτήρα τότε πρόκειται για άσκηση μονοϋβριδισμού. Σε αυτή τη περίπτωση αφού διαβάσουμε καλά την άσκηση, κάνουμε ένα καλό και απλό σχήμα αναφέροντας όλα τα δεδομένα της άσκησης. Έπειτα ακολουθούμε τα βήματα που αναφέρονται στο παρακάτω αρχείο.

^3η κατηγορία ασκήσεων: Διϋβριδισμός

Σε αυτή τη περίπτωση αντιμετωπίζουμε την άσκηση μελετώντας το κάθε χαρακτηριστικό ξεχωριστά. Στην ουσία κάνουμε δύο μονοϋβριδισμούς ξεχωριστά. Αφού βρούμε το τρόπο κληρονόμησης του κάθε χαρακτηριστικού ξεχωριστά, κάνουμε και τη τελική μας διασταύρωση διϋβριδισμού. Στο σημείο αυτό αναφέρουμε και το δεύτερο νόμο του Mendel.

Για να μη μπερδευτούμε με τα δεδομένα της άσκησης ξαναγράφουμε τα αποτελέσματα των διασταυρώσεων που μας δίνει, αλλά καταγράφοντας μόνο το ένα χαρακτηριστικό κάθε φορά. Έτσι αλλάζουν και οι αναλογίες με αποτέλεσμα να οδηγούμαστε σε συμπεράσματα ακριβώς με τον ίδιο τρόπο όπως με τις ασκήσεις της πρώτης κατηγορίας

Πατήστε εδώ για να δείτε την πρότυπη απάντηση

^4η κατηγορία ασκήσεων: Υπολογισμός πιθανότητας

Σε αυτή τη κατηγορία ασκήσεων θα πρέπει καταρχάς να γνωρίζουμε πόσα γεγονότα ζητάμε να επαληθευτούν. Συνήθως τα γεγονότα είναι 1 (μονοϋβριδισμός) ή δύο (διϋβριδισμός). Πρώτα υπολογίζουμε τη πιθανότητα να συμβεί το κάθε γεγονός ξεχωριστά. Αυτό το επιτυγχάνουμε κάνοντας διασταυρώσης και υπολογίζοντας τις φαινοτυπικές και γονοτυπικές αναλογίες. Έπειτα ανάλογα με την ερώτηση υπολογίζουμε τη συνολική πιθανότητα.

Όταν ζητείται η πιθανότητα να συμβεί το ένα ή το άλλο γεγονός: Τότε η συνολική πιθανότητα είναι το άθροισμα των άλλων δύο πιθανοτήτων.
Όταν ζητείται η πιθανότητα να συμβούν και τα δύο γεγονότα: Τότε η συνολική πιθανότητα είναι το γινόμενο των επιμέρους πιθανοτήτων.

^5η κατηγορία ασκήσεων: Τα αποτελέσματα των διασταυρώσεων ξεφεύγουν από τις γνωστές Mενδελικές αναλογίες

Οι λόγοι που μπορεί να συμβαίνει αυτό είναι:

Πολλαπλά αλληλόμορφα γονίδια: Σε αυτή τη περίπτωση θα έχουμε 3 ή περισσότερα γονίδια τα οποία κωδικοποιούν διαφορετικό φαινότυπο του χαρακτήρα που μελετάμε. Αυτό μπορούμε εύκολα να το καταλάβουμε αν στα αποτελέσματα της διασταύρωσης που μας δίνει η άσκηση αν δούμε ότι στους απόγονους εμφανίζονται 3 ή περισσότεροι ανεξάρτητοι φαινότυποι. Εδώ πρέπει να είστε προσεκτικοί διότι μπορεί ο τρίτος φαινότυπος να οφείλεται στην έκφραση 2 αλληλόμορφων γονιδίων. Τότε δε πρόκειται για πολλαπλά αλληλόμορφα γονίδια αλλά για ατελώς επικρατή ή συνεπικρατή.
Ατελώς επικρατή γονίδια: Σε αυτή τη περίπτωση θα δούμε ότι στους φαινότυπους των ατόμων εμφανίζεται ένας ο οποίος προκύπτει ως ενδιάμεσος δύο άλλων. Οι δύο τελευταίοι κωδικοποιούνται από ξεχωριστά αλληλόμορφα τα οποία όταν βρεθούν μαζί σε ένα άτομο (ετερόζυγο), το άτομο εμφανίζει ενδιάμεσο φαινότυπο των άλλων δύο. Οι φαινότυποι στη κατηγορία αυτοί θα είναι ξεκάθαροι ως προς το αν προκύπτουν με συνδυασμό δύο άλλων. Για παράδειγμα θα είναι κόκκινο-λευκό-ροζ ή επίμηκες-στρογγυλό-ωοειδές.
Συνεπικρατή αλληλόμορφα γονίδια: Σε αυτή τη κατηγορία στα άτομα που μελετάμε θα βλέπουμε ότι εμφανίζονται 3 φαινότυποι . Σε κάποια άτομα θα ένφανίζεται ο ένας φαινότυπος, σε κάποια ο άλλος και σε κάποια και οι δύο ταυτόχρονα. Για παράδειγμα άλλα άτομα θα είναι λευκά, άλλα μαύρα και κάποια θα είναι ριγέ ή λευκά με μαύρες κηλίδες.
Μιτοχονδριακό γονίδιο: Σε αυτή τη κατηγορία ασκήσεων θα παρατηρούμε ότι αν η μητέρα φέρει το χαρακτηριστικό που μελετάμε, τότε όλα τα παιδιά της θα το φέρουν και εκείνα. Επίσης θα πρέπει να προσέχουμε αν το χαρακτηριστικό αυτό το φέρει μόνο ο πατέρας τότε δε θα πρέπει να εμφανίζεται σε κανένα απόγονο
Θνησιγόνα γονίδια: Σε αυτή τη κατηγορία θα παρατηρούμε ότι δεν εμφανίζεται στους απογόνους ένας συγκεκριμένος φαινότυπος που κανονικά θα έπρεπε να εμφανίζεται. Όταν κάνουμε μια διασταύρωση μεταξύ δύο ατόμων γνωστού φαινοτύπου τότε πολλές φορές ξέρουμε στους απογόνους ποιους φαινότυπους να αναμένουμε. Προσοχή χρειάζεται στο σημείο αυτό γιατί κάποιες φορές ο φαινότυπος που δε παρατηρείται ίσως δε θα μπορούσε να προκύψει και χωρίς τη παρουσία θνησιγόνων αλληλόμορφων γονίδίων. Όταν δηλαδή διασταυρώνουμε δύο άτομα όπου το ένα είναι ομόζυγο στο επικρατές και το άλλο ετερόζυγο δε δύναται η παρουσία του υπολειπόμενου χαρακτήρα στους απογόνους. Αυτό όμως δε σημαίνει ότι υπάρχει θνησιγόνο γονίδιο. Η παρουσία θνησιγόνων γονιδίων μπορεί επίσης παρατηρηθεί αν στους απογόνους δεν εμφανίζεται ο χαρακτήρας μόνο στα αρσενικά ή μόνο στα θηλυκά άτομα ενώ θα έπρεπε.

^6η κατηγορία ασκήσεων: Γενεαλογικά δέντρα

Σε αυτή τη κατηγορία ασκήσεων μας δίνεται ένα γενεαλογικό δέντρο και ζητείται να βρούμε το τρόπο κληρονόμισης του χαρακτηριστικού. Εδώ ελέγχουμε αν το χαρακτηριστικό κωδικοποιείται από επικρατές ή υπολειπόμενο γονίδιο καθώς και αν το γονίδιο αυτό είναι αυτοσωμικό ή φυλοσύνδετο. Άρα προκύπτουν 4 περιπτώσεις. Αν σε αυτές προσθέσουμε και τη περίπτωση μιτοχονδριακού τότε συνολικά έχουμε 5. Για να απορρίψουμε μία περίπτωση, αρκεί να εστιάσουμε σε μία μόνο διασταύρωση που δεν επιβεβαιώνει την υπόθεσή μας. Εννοείται ότι για την υπόθεση που ισχύει θα πρέπει να γίνει έλεγχος σε όλες τις δοσμένες διασταυρώσεις.

Απαντήσεις πολλαπλής

ΚΑΡΒΕΛΗΣ ΦΩΤΗΣ

Καθηγητής Βιολογίας - Χημείας