Genetik

10.1 Kromosomer

Vi mennesker har 46 kromosomer i alle vores celler (undtagen kønsceller som kun har 23 kromosomer).

Af de 46 kromosomer kommer 23 kromosomer fra mor og 23 kromosomer fra far.

Kromosompar og kønskromosomer

Kromosompar og kønskromosomer

Nedenfor vises kromosomerne for en mand. Kromosomerne er opdelt i par, hvor alle kromosompar udgøres af et kromosom fra far og et kromosom fra mor.

Klik for at forstørre.

Klik for at forstørre.

De 22 første kromosomer indeholder parvis de samme gener, der koder for de samme arveegenskaber.

Det gælder ikke for de sidste to kromosomer, som kaldes for kønskromosomerne. Mænd har et X og Y kromosom, mens kvinder har to X kromosomer.

10.2 Dominant- og recessivt gen

Vi mennesker har mellem 20.000-25.000 gener, som koder for forskellige proteiner, og alle disse gener findes altså i to eksemplarer – et eksemplar i kromosomet fra mor og et eksemplar i kromosomet fra far.

Allele gener, dominant- og recessivt gen

Allele gener, dominant- og recessivt gen

Hvis vi kigger på kromosompar nr. 15, så ved vi, at her sidder genet, der koder for øjenfarve. På figuren nedenfor vises en model af kromosompar nr. 15, hvor genet, der koder for øjenfarve, er farvet rød. To sådanne gener kaldes allele gener.

shutterstock_117108250 homologe genpar2_lillepx

Dette gen, som vi altså har i to eksemplarer, koder for et protein, der er vigtig i dannelsen af et farvestof, der gør øjnene brune. For at få brune øjne er det til gengæld nok, at kun det ene allele gen koder for dette protein – der vil blive produceret farvestof nok.

Man siger, at den brune øjenfarve dominerer over den blå øjenfarve. Kun hvis genet for brun øjenfarve ikke forekommer, vil man få blå øjne.

Med andre ord er genet for brun øjenfarve dominant, og genet for blå øjenfarve er recessivt.

Dette leder til indførelsen af et bogstavsystem.

Bogstavsystem, geno- og fænotype.

Bogstavsystem, geno- og fænotype.

Et dominant gen, som altså er genet for brune øjne, betegnes med et stort bogstav, for eksempel B, som læses “store B”. Genet for blå øjenfarve betegnes derimod b, som læses “lille b”. Man benytter samme bogstav, fordi generne er allele.

Der findes 4 kombinationsmuligheder mellem de to allele gener nemlig BB, Bb, bB, bb. De kaldes genotyper.
genotype

De forskellige genotyper giver dog kun to mulige øjenfarver nemlig brune øjne og blå øjne. De kaldes fænotyper.
fænotype boks

fæno øjne 220px

Hvad ved du om genetik?

Genetikkens grundlægger


I dag kender vi til DNA og gener, og vi ved, hvordan kønsceller dannes, og hvordan vi består af kromosomer fra far og kromosomer fra mor.

Men for over 150 år siden var verden helt uvidende om alt dette. Indtil Gregor Mendels grundige videnskabelige arbejde med blandt andet ærteplanter.

Gregor Mendel var en østrigs munk, som i 1800-tallet foretog mange videnskabelig eksperimenter og efterbehandlede resultaterne, og han betragtes i dag som grundlæggeren af moderne genetik.

Gregor Mendel (1822-1884)

Først ca. 30 år efter sin død blev Mendels arbejde anerkendt, idet mange forskere i den første halvdel af 1900-tallet bekræftede og udviklede Mendels love indtil opdagelsen af DNA i 1953. Derfor betragtes Mendel som genetikkens grundlægger.

10.3 Mendels ærteforsøg

For godt 150 år siden udførte Gregor Mendel videnskabelige forsøg med ærteplanter. Ærteplanter adskilte sig fra hinanden ved at have forskellige træk. Forskellige træk kunne for eksempel være plantens højde, farve og form af ærtebælg eller farve af blomsten.

Mendels ærteforsøg og lov om dominans.

Mendels ærteforsøg og lov om dominans.

Inden sine omfattende forsøg lykkedes det Mendel at fremavle såkaldte rene linjer. Det betyder, at planter, der har et bestemt træk, kun producerede planter med samme træk generation efter generation ved selvbestøvning. Mendel fremavlede ærteplanter med rene linjer. Hver linje med sine specielle træk. Nu kunne Mendels videnskabelige forsøg gå i gang.

Det første forsøg gik ud på, at han krydsede en ren linje af ærteplanter med grønne frø med en ren linje af ærteplanter med gule frø. Disse planter kaldes parental generation.

Han opdagede, at der ved denne krydsning kun fremkom ærteplanter med gule frø – aldrig grønne frø. Denne generation kaldes F1 generation.

shutterstock_282156833 mendel gener del1

På samme måde hvis han to en ren linje af rødblomstrende planter og en ren linje af hvidblomstrende planter, så blev F1 generationen altid en rødblomstrende plante – aldrig en hvidblomstrende.

Konklusionen var altså, at F1 generationen altid lignede den ene og ikke den anden forældreplante.

Nu kunne man tro, at det grønne træk for frøet eller det hvidblomstrende træk var væk for blomsten. Det ledte Mendel til sit næste forsøg.

Mendel krydsede planter fra F1 generationen med hinanden, og han gentog forsøget igen og igen og regnede statistik på sine resultater.

Nu var resultatet anderledes. 75% af gangene var planten med gule frø, men 25% af gangene var den med grønne frø.

shutterstock_282156833 mendel gener del2

Konklusionen var altså, at det grønne træk for frøet ikke var forsvundet i F1 generationen, siden det kom til udtryk i 25% i F2 generationen. F1 generationen var altså bærere af det grønne gen, men det gule gen dominerede.

Ud fra disse observationer konkludered Mendel, at plantes træk bestemmes af to faktorer, og at den ene faktor var dominerende. Disse to faktorer ved vi i dag er gener.

Disse forsøg ledte til Mendels lov om dominans og Mendels 1. lov.

aerter

10.4 Mendel 1. lov

Alle celler i vores krop indeholder 46 kromosomer, og i alle celler findes hvert gen i to eksemplarer (allele gener). Undtagen i kønsceller – sædceller og æg. De indeholder kun halvt så mange kromosomer. Ved befrugtning kommer 23 kromosomer fra sædcellen og 23 kromosomer fra ægget, hvilket giver 46 i alt.

zygote2

Mendels 1. lov fortæller, at allele gener adskilles ved dannelsen af kønsceller, og at der dannes lige mange kønsceller med hver allel.


Mendels 1. lov.

Mendels 1. lov.

Lad os se på eksemplet med hvidblomstrende – og rødblomstrende ærteplanter.

En ren linje af rødblomstrende ærteplanter har genotypen RR – store bogstaver fordi genet for rødblomstrende planter er dominerende.

En ren linje af hvidblomstrende ærteplanter har genotypen rr – små bogstaver fordi genet er recessivt.

Mendels 1. lov siger, at hvis vi krydser de to planter, så vil de allele gener optræde lige ofte i F1 generationen, som det ses på figuren nedenfor.

Mendels lov om dominans forklarer, at alle planterne er rødblomstrende, fordi genet for rødblomstrende planter er dominerende.

Man kan også opstille et krydsningsskema over afkommet fra en krydning af F1 generationsplanter, som det ses på figuren nedenfor

Klik for at forstørre.

Klik for at forstørre.

Krydsningsskemaet udfyldes ved at placere genotypen (Rr) for F1 generations planten for oven og til venstre. Nu krydses de to F1 generationsplanter, ved at det ene gen kommer fra den ene plante, og det andet gen kommer fra den anden plante, som Mendels 1. lov dikterer.

Aktivitet: Forklar begreber

Gå sammen i par, og hjælp hinanden med at forklare følgende begreber:

Gen, allele gener, dominant gen og recessivt gen.

Aktivitet: Brune eller blå øjne?

1) En mand med de allele gener bb og en kvinde med de allele gener Bb laver et barn sammen.

Ét af felterne i krydsningsskemaet nedenfor er udfyldt. Udfyld resten, og bestem sandsynligheden for, at barnet har blå øjne.

opgave brune øjne del1_180px

2) En anden mand med de allele gener bb og en anden kvinde med de allele gener BB laver et barn sammen.

Udfyld krydsningsskemaet nedenfor, og bestem sandsynligheden for, at barnet har blå øjne.

opgave brune øjne del2_180px

shutterstock_160939997familie02

Hvad ved du om Mendels første lov?

Læringsmål


Færdighedsmål

  • Eleven kan med modeller forklare arvelighed
  • Eleven kan anvende modeller til forklaring af fænomener og problemstillinger i naturfag

Vidensmål

  • Eleven har viden om arvelighed og genetik
  • Eleven har viden om modellering  i naturfag