Закон хромосомного наследования

19. Хромосомная теория наследственности. Генетика пола

1. Дайте определения понятий.

Локус местоположение определённого гена в хромосоме.

Аутосомы - все хромосомы в кроме половых (одной пары).

Половые хромосомы хромосомы, определяющие пол организма.

2. О чём гласит закон Моргана?

О том что гены, находящиеся в одной хромосоме, при мейозе попадают в одну гамету, т. е. наследуются сцепленно.

3. В каком случае происходит нарушение закона независимого наследования признаков?

При кроссинговере происходит нарушение закона Моргана, и гены одной хромосомы не наследуются сцепленно, так как часть из них заменяется на аллельные гены гомологичной хромосомы.

4. Что представляют собой хромосомы с позиций хромосомной теории наследственности?

Хромосома представляет собой группу сцепления генов.

5. Что такое кроссинговер и каково его значение в процессе наследования признаков?

Кроссинговер представляет собой процесс обмена генами между гомологичными хромосомами.

6. Могут ли закономерности наследования признаков у организмов быть объяснены только с позиций законов, открытых Г. Менделем? Ответ объясните.

Нет. Так как законы Г. Менделя не объясняют наследование некоторых признаков. Например, не во всех парах аллелей наблюдается доминирование. Вместо него возникают промежуточные генотипы, в которых участвуют оба аллеля. Есть также много пар генов, не подчиняющихся закону независимого наследования генов, особенно если пара аллельных генов находится в одной и той же хромосоме, т.е. гены как бы сцеплены друг с другом. Механизм наследования сцепленных генов, а также местоположение сцепленных генов установил Томас Морган.

7. Рассмотрите в учебнике рис. 25. Проанализируйте его и определите, чем различаются хромосомные наборы самца и самки дрозофилы.

У самки дрозофилы среди всех хромосом есть две палочковидные, а у самца одна палочковидная, а вторая изогнутая. Это половые хромосомы.

8. Почему при исследовании наследования признаков учёным удобно использовать мушку дрозофилу?

Небольшие размеры, короткий жизненный цикл, простота размножение и плодовитость позволили использовать дрозофил как объекты генетических исследований.

9. Что понимают под наследованием признаков, сцепленных с полом? Приведите примеры.

Расположение гена в половой хромосоме называют сцеплением гена с полом. Например, у человека в Х-хромосоме расположен доминантный ген (Н), определяющий нормальное свёртывание крови. Рецессивный вариант этого гена (h) приводит к снижению свёртываемости крови, или гемофилии. У-хромосома не имеет аллельной к этому гену пары, и признак (несвёртывание крови) проявляется у мужчин, несмотря на то что ген h рецессивен.

Хромосомная теория наследственности и её положения

Считается, что формирование хромосомной теории наследственности стало следующим этапом развития клеточной теории. Главные положения хромосомной тео­,рии сейчас рассматривают как постулаты современной клеточной теории.

Вспомните мушиную комнату, о которой шла речь при изучении исто­,рии генетики. В ней проводились опыты, ставшие основой одного из самых важных открытий в биологии &mdash, хромосомной теории наследственности. Оно было сформулировано ещё в начале XX ст. и остаётся актуальным поныне.

Ещё до исследований Моргана, сразу же после переоткрытия законов Мен­,деля учёные заметили, что при формировании половых клеток хромосомы ведут себя, как гены. Но именно Морган через 10 лет после переоткрытия законов наследования доказал, что гены находятся в хромосомах. Именно он сформулировал главное положение хромосомной теории наследственнос­,ти: гены находятся в хромосомах и расположены там в линейном порядке.

Современные молекулярно-генетические исследования подтвердили эти положения. Реализация программы «,Геном человека»,, в рамках кото­,рой исследовалось, какие именно гены расположены в каких именно хро­,мосомах (рис. 39), дала следующие результаты. Было установлено, что каждая хромосома содержит от нескольких сотен до нескольких тысяч структурных генов &mdash, всего 32 135 генов. Причём количество генов в хро­,мосоме часто не совпадает с её размерами. Например, 5-я огромная субметацентрическая хромосома несёт только 609 генов, а самая маленькая акроцентрическая 22-я хромосома имеет 1092 гена.

Со времён Моргана хромосомная теория постоянно развива­,лась и в современном виде включает несколько положений.

Одним из самых важных открытий биологии XX столетия является формулирование хромосомного закона наследственности. Согласно этому закону все гены размещаются в хромосомах в линейном порядке. В соот­,ветствии с законами Менделя независимо наследуются, только гены, расположенные в разных хромосомах. Гены, находящиеся в одной хро­,мосоме, наследуются вместе. Однако со временем выяснилось, что и здесь есть своё исключение &mdash, кроссинговер, который представляет собой обмен участками гомологических хромосом в процессе их конъюгации.

Основные положения хромосомной теории наследственности. Сцепленное наследование

Вопрос 1. Что такое сцепленное наследование?

Сцепленное наследование это совместное наследование генов, находящихся в одной хромосоме (т. е. в одной молекуле ДНК). Например, у душистого горошка гены, определяющие окраску цветков и форму пыльцы, расположены именно таким образом. Они наследуются сцепленно, поэтому при скрещивании у гибридов второго поколения образуются родительские фенотипы в соотношении 3:1, а расщепление 9:3:3:1, характерное для дигибридного скрещивания при независимом наследовании, не проявляется.

При сцепленном наследовании сила сцепления может быть разной. При полном сцеплении в потомстве гибрида появляются организмы только с родительскими сочетаниями признаков, а рекомбинанты отсутствуют. При неполном сцеплении всегда наблюдается в той или иной мере преобладание форм с родительскими признаками. Величина кроссинговера, отражающая силу сцепления между генами, измеряется отношением числа рекомбинантов к общему числу в потомстве от анализирующего скрещивания и выражается в процентах.

Гены расположены в хромосомах линейно, а частота кроссинговера отражает относительное расстояние между ними. За единицу расстояния между двумя генами условно принимают 1 перекреста между ними - эту величину называют морганидой.

Чем дальше друг от друга расположены два гена в хромосомах, тем больше вероятности, что между ними произойдет кроссинговер. Следовательно, по частоте кроссинговера между генами можно судить об относительном расстоянии, разделяющим гены в хромосоме, при этом гены в хромосоме расположены в линейном порядке.

Каждая хромосома в кариотипе человека несет в себе множество генов, которые могут наследоваться совместно.

Вопрос 2. Что представляют собой группы сцепления генов?

Явление совместного наследования генов было впервые описано Пеннетом, назвавшим это явление притяжением генов. Томас Хант Морган и его сотрудники подробно изучили явление сцепленного наследования генов и вывели законы сцепленного наследования (1910). Группа сцепления это совокупность генов, локализованных в одной хромосоме. Число групп сцеплений для каждого вида равно гаплоидному набору хромосом, а точнее равно количеству пар гомологичный хромосом. У человека половая пара хромосом негомологична, поэтому у женщин групп сцепления 23, а у мужчин 24 (22 группы сцепления - аутосомные и две по половым хромосомам Х и У). У гороха 7 групп сцепления (2n = 14), у дрозофилы 4 группы сцепления (2n = 8).

Вопрос 3. Что является причиной нарушения сцепления генов?

Причиной нарушения сцепления генов является обмен участками гомологичных хромосом в профазе I мейотического деления. Напомним, что на этом этапе парные хромосомы конъюгируют, образуя так называемые биваленты. Формирование бивалентов может привести к перекресту хромосом, что создает возможность обмена гомологичными участками ДНК. Если это происходит, то группы сцепления меняют свое содержание (в них оказываются иные аллели тех же генов) и в потомстве могут появиться особи с фенотипом, отличающимся от родительских.

Вопрос 4. Каково биологическое значение обмена аллельными генами между гомологичными хромосомами?

Кроссинговер обмен идентичными участками между гомологичными хромосомами, приводящий к рекомбинации наследственных задатков и формированию новых сочетаний генов в группах сцепления.

Перекрест хромосом приводит к перекомбинированию генетического мтериала и формированию новых сочетаний аллелей генов из группы сцепления. При этом увеличивается разнообразие потомков, т. е. повышается наследственная изменчивость, что имеет большое эволюционное значение. Действительно, если, например, у дрозофилы гены, определяющие окраску тела и длину крыльев, находятся на одной хромосоме, то, скрещивая чистые линии серых мух с нормальными крыльями и черных мух с укороченными крыльями, в отсутствие крос-синговера мы никогда не получим иные фенотипы. Существование же перекреста хромосом позволяет появиться (в нескольких процентах случаев) серым мухам с короткими крыльями и черным мухам с нормальными крыльями.

Вопрос 5. Подтверждена ли цитологически теория сцепленного наследования?

Теория сцепленного наследования Томаса Ханта Моргана (18661945) подтверждена цитологическими наблюдениями. Было показано, что хромосомы при делении целиком расходятся к разным полюсам клетки. Следовательно, гены, расположенные на одной хромосоме, при мейозе попадают в одну гамету, т.е. действительно наследуются сцепленно.

  • Вы здесь:  ,
  • Главная
  • Биология
  • В.И. Сивоглазов-10кл
  • Естественный отбор главная движущая сила эволюции Параграф 4. 9
Основное меню Новые материалы Похожие материалы

©, 2018 Домашние задания, готовые решения задач по химии и биологии

Хромосомная теория наследственности. Наследование, сцепленное с полом

1.17. Хромосомная теория наследственности

Основоположник теории Томас Гент Морган, американский генетик, нобелевский лауреат, выдвинул гипотезу об ограничении законов Менделя.

В экспериментах он использовал плодовую мушку-дрозофилу, обладающую важными для генетических экспериментов качествами: неприхотливостью, плодовитостью, небольшим количеством хромосом (четыре пары), множеством четко выраженных альтернативных признаков.

Морган и его ученики установили следующее:

  1. Гены, расположенные в одной хромосоме, наследуются совместно или сцепленно.
  2. 2. Группы генов, расположенных в одной хромосоме, образуют группы сцепления. Число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом у гомогаметных особей и п1 у гетерогаметных особей.
  3. Между гомологичными хромосомами может происходить обмен участками (кроссинговер), в результате кроссинговера возникают гаметы, хромосомы которых содержат новые комбинации генов.
  4. Частота кроссинговера между гомологичными хромосомами зависит от расстояния между генами, локализованными в одной хромосоме. Чем это расстояние больше, тем выше частота кроссинговера. За единицу расстояния между генами принимают 1 морганиду (1 кроссинговера) или процент появления кроссоверных особей. При значении этой величины в 10 морганид можно утверждать, что частота перекреста хромосом в точках расположения данных генов равна 10 и что в 10 потомства будут выявлены новые генетические комбинации.
  5. Для выяснения характера расположения генов в хромосомах и определения частоты кроссинговера между ними строят генетические карты. Карта отражает порядок расположения генов в хромосоме и расстояние между генами одной хромосомы. Эти выводы Моргана и его сотрудников получили название хромосомной теории наследственности. Важнейшими следствиями этой теории являются современные представления о гене как о функциональной единице наследственности, его делимости и способности к взаимодействию с другими генами.

Пример сцепленного наследования:

  • Vg нормальные крылья дрозофилы,
  • vg зачаточные крылья,
  • ВВ серая окраска тела,
  • bb темная окраска тела.

Запись в хромосомном выражении:

В данном случае правило единообразия гибридов первого поколения соблюдается. В соответствии со вторым и третьим законами Менделя следовало ожидать при последующем анализирующем скрещивании по 25 каждого из возможных фенотипов (серых, длиннокрылых мух, серых короткокрылых, черных длиннокрылых и черных короткокрылых). Однако опыты Моргана не дали таких результатов. При скрещивании рецессивной по обоим признакам самки VgVgbb с гибридным самцом из F1 образовалось 50 серых мух с короткими крыльями и 50 мух с черным телом и длинными крыльями:

Если же скрещивают дигибридную самку с гомозиготным рецессивным самцом, то в образуется потомство: 41,5 серых с короткими крыльями, 41,5 черных с длинными крыльями, 8,5 серых с длинными крыльями, 8,5 черных с короткими крыльями.

Данные результаты свидетельствуют о наличии сцепления генов и кроссинговере между ними. Так как в потомстве от второго скрещивания было получено 17 рекомбинантных особей, то расстояние между генами Vg и В равно 17, или 17 морганидам.

Наследование, сцепленное с полом

Хромосомные наборы разных полов отличаются по строению половых хромосом. Y-хромосома мужчин не содержит многих аллелей, имеющихся в Х-хромосоме. Признаки, определяемые генами половых хромосом, называют сцепленными с полом. Характер наследования зависит от распределения хромосом в мейозе. У гетерогаметных полов признаки, сцепленные с Х-хромосомой и не имеющие аллеля в Y-хромосоме, проявляются даже в том случае, когда ген, определяющий развитие этих признаков, рецессивен. У человека У-хромосома передается от отца к сыновьям, а Х-хромосома к дочерям. Вторую хромосому дети получают от матери. Это всегда Х-хромосома. Если мать несет патологический рецессивный ген в одной из Х-хромосом (например, ген дальтонизма или гемофилии), но при этом сама не больна, то она является носительницей. В случае передачи этого гена сыновьям они могут родиться с данным заболеванием, ибо в У- хромосоме нет аллеля, подавляющего патологический ген. Пол организма определяется в момент оплодотворения и зависит от хромосомного набора образовавшейся зиготы. У птиц гетерогаметными являются самки, а гомогаметными самцы. У пчел половых хромосом вообще нет. Самцы гаплоидны. Самки пчел диплоидны.

Пример наследования, сцепленного с полом

Основные положения хромосомной теории наследственности:

  • каждый ген имеет в хромосоме определенный локус (место),
  • гены в хромосоме расположены в определенной последовательности,
  • гены одной хромосомы сцеплены, поэтому наследуются преимущественно вместе,
  • частота кроссинговера между генами равна расстоянию между ними,
  • набор хромосом в клетках данного типа (кариотип) является характерной особенностью вида.

Хромосомная теория наследственности. Законы наследования признаков, установленные Т. Морганом

Хромосомная теория наследственности теория, согласно которой хромосомы, заключённые в ядре клетки, являются носителями генов и представляют собой материальную основу наследственности, то есть преемственность свойств организмов в ряду поколений определяется преемственностью их хромосом.

Основоположник теории Томас Гент Морган, американский генетик, нобелевский лауреат, выдвинул гипотезу об ограничении законов Менделя.

В экспериментах он использовал плодовую мушку-дрозо-филу, обладающую важными для генетических экспериментов качествами: неприхотливостью, плодовитостью, небольшим количеством хромосом (четыре пары), множеством четко выраженных альтернативных признаков.

Морган и его ученики установили следующее:

1. Гены, расположенные в одной хромосоме, наследуются совместно или сцепленно.

2. Группы генов, расположенных в одной хромосоме, образуют группы сцепления. Число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом у гомогаметных особей и п1 у гетерогаметных особей.

3. Между гомологичными хромосомами может происходить обмен участками (кроссинговер), в результате кроссин-говера возникают гаметы, хромосомы которых содержат новые комбинации генов.

4. Частота кроссинговера между гомологичными хромосомами зависит от расстояния между генами, локализованными в одной хромосоме. Чем это расстояние больше, тем выше частота кроссинговера. За единицу расстояния между генами принимают 1 морганиду (1 кроссинговера) или процент появления кроссоверных особей. При значении этой величины в 10 морганид можно утверждать, что частота перекреста хромосом в точках расположения данных генов равна 10 и что в 10 потомства будут выявлены новые генетические комбинации.

5. Для выяснения характера расположения генов в хромосомах и определения частоты кроссинговера между ними строят генетические карты. Карта отражает порядок расположения генов в хромосоме и расстояние между генами одной хромосомы. Эти выводы Моргана и его сотрудников получили название хромосомной теории наследственности. Важнейшими следствиями этой теории являются современные представления о гене как о функциональной единице наследственности, его делимости и способности к взаимодействию с другими генами.

Пример сцепленного наследования:

Vg нормальные крылья дрозофилы,

vg зачаточные крылья,

ВВ серая окраска тела,

bb темная окраска тела.

Запись в хромосомном выражении:

В данном случае правило единообразия гибридов первого поколения соблюдается. В соответствии со вторым и третьим законами Менделя следовало ожидать при последующем анализирующем скрещивании по 25 каждого из возможных фенотипов (серых, длиннокрылых мух, серых короткокрылых, черных длиннокрылых и черных коротко-крылых). Однако опыты Моргана не дали таких результатов. При скрещивании рецессивной по обоим признакам самки VgVgbb с гибридным самцом из F1 образовалось 50 серых мух с короткими крыльями и 50 мух с черным телом и длинными крыльями:

Если же скрещивают дигибридную самку с гомозиготным рецессивным самцом, то в образуется потомство: 41,5 серых с короткими крыльями, 41,5 черных с длинными крыльями, 8,5 серых с длинными крыльями, 8,5 черных с короткими крыльями.

Данные результаты свидетельствуют о наличии сцепления генов и кроссинговере между ними. Так как в потомстве от второго скрещивания было получено 17 рекомбинант-ных особей, то расстояние между генами Vg и В равно 17, или 17 морганидам.

Закон сцепленного наследования(1911г.) сцепленные гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно и не обнаруживают независимого распределения. Гены в хромосомах расположены линейно.

Понравилась статья? Поделить с друзьями: