Методическое пособие для самостоятельной работы студентов на уроках по предмету Биология


Особенности наследования признаков, сцепленных с полом



страница123/204
Дата24.10.2018
Размер4.51 Mb.
ТипМетодическое пособие
1   ...   119   120   121   122   123   124   125   126   ...   204

Особенности наследования признаков, сцепленных с полом


У самцов рецессивные гены, сцепленные с полом, проявляются всегда.

Распределение признаков в потомстве зависит от того, кто является носителем рецессивного гена — самец или самка.

Для генов, сцепленных с полом, характерно наследование крест-накрест, то есть способность самок передавать свои рецессивные признаки сыновьям.

Наследования черепаховой окраски у кошек

Черепаховая окраска, то есть чередование чёрных и жёлтых пятен, встречается только у кошек.

Рис. 7. Кошки с различным окрасомc:\documents and settings\user\рабочий стол\attach\139135.jpg

Котов с черепаховой окраской не бывает. Это объясняется тем, что здесь происходит наследование данного признака, сцепленного с полом. Гены В (чёрная окраска) и ген b (рыжая окраска) расположены в Х-хромосоме, а в Y-хромосоме они отсутствуют. Обозначим Х-хромосому, несущую аллель В, XВ, а Х-хромосому с аллелем b — Xb. Поэтому возможны следующие комбинации:

самец — X WY.

XВ XВ — чёрная кошка; Xb Xb — рыжая кошка; XВ Xb — черепаховая (трёхцветная) кошка;

X ВY — чёрный кот; Xb Y — рыжий кот.

Поскольку мужская особь имеет только одну Х-хромосому, то кот может быть чёрным или рыжим, а черепаховую окраску иметь не может, потому что для её развития необходимо наличие двух генов В и b.

Признаки, сцепленные с полом, известны и у человека.

К ним относится наследственное заболевание, характеризующееся пожизненным нарушением механизма свёртывания крови, — гемофилия.

У гемофиликов даже небольшие царапины вызывают тяжёлые кровотечения. Это заболевание встречается, за редчайшими исключениями, только у мужчин. Гемофилия обусловлена рецессивным геном, поэтому гетерозиготные по данному гену женщины обладают обычной свёртываемостью крови. Ген, обусловливающий нормальную свёртываемость крови, обозначается H, а ген, при котором кровь теряет способность свёртываться, — h.     

Вывод

Гемофилия и дальтонизм проявляются в фенотипе у мужчин, поскольку их Y-хромосома не содержит доминантного альтернативного гена этих признаков.



Из третьего закона Г. Менделя следует, что при полигибридном скрещивании наследование каждой пары аллелей осуществляется независимо от остальных. Однако ещё на ранних этапах развития генетического анализа исследователи убедились, что данная закономерность не является абсолютной. Она часто нарушается, причём в большом числе случаев эти нарушения имеют регулярный характер и проявляются в том, что определённые аллели различных генов обнаруживают зависимое друг от друга, или сцепленное наследование.

Принцип независимого распределения и свободного комбинирования генов и хромосом в потомстве распространяется не на все гены. Сам Мендель не сталкивался со случаями нарушения открытого им закона независимого наследования признаков. Это произошло благодаря тому, что у гороха, который он исследовал, 7 пар хромосом, и случайно все пары генов, изучаемых Менделем, находились на разных хромосомах.

Генетики, работая с ними, столкнулись с тем, что у дрозофилы многие пары генов не подчиняются закону независимого расщепления. Например, если скрестить гомозиготных мух с серой окраской тела и нормальными крыльями с мухами тёмной окраски тела и укороченными крыльями, то в первом поколении все мухи будут иметь серую окраску и нормальные крылья, что показывает проявление закона доминирования. Такое явление не противоречит опытам Г. Менделя с горохом.

На рисунке горизонтальные линии обозначают хромосомы, а буквы над ними или под ними — расположенные на них гены. Так как присутствует пара гомологичных хромосом, рисуют две линии одна под другой, что немного напоминает пары хромосом, образующиеся в мейозе. В данном опыте у самца в обеих хромосомах были доминантные гены А и В, а у самки — рецессивные гены a и b. Гибриды первого поколения содержали одну хромосому отца с генами А и В и одну хромосому матери с генами a и b. При образовании гамет эти хромосомы расходятся в разные клетки, и в каждой гамете оказывается или отцовский, или материнский набор генов.

При случайном слиянии гамет образуются четыре комбинации:


  • от обоих родителей приходят две хромосомы, несущие доминантные гены;

  • от отца приходит хромосома с доминантными генами, а от матери — с рецессивными;

  • от отца приходит хромосома с рецессивными генами, а от матери — с доминантными;

  • от отца и от матери приходят хромосомы с рецессивными генами.

Это явление было открыто выдающимся американским генетиком Томасом Морганом и получило название сцепленного наследования, или закона Моргана.

arrow_def

Сцепленное наследование — явление совместного наследования генов, локализованных в одной хромосоме.

Закон независимого наследования признаков (третий закон Менделя) применим лишь к наследованию аллельных генов, находящихся в негомологичных хромосомах.

Все гены, входящие в одну хромосому, передаются по наследству совместно и составляют группу сцепления.

Поскольку в гомологичных хромосомах находятся одинаковые гены, группу сцепления образуют две гомологичные хромосомы. В соматической клетке содержится определённое число хромосом, в каждой из них расположены определённые гены. Число групп сцепления соответствует числу хромосом в гаплоидном наборе. Например, у человека 46 хромосом — 23 группы сцепления, у дрозофилы 8 хромосом — 4 группы сцепления, а у гороха 14 хромосом — 7 групп сцепления.

Если в хромосоме расположены гены А, В, С, то они окажутся сцепленными, и сцеплены между собой не пары, а множество генов. Морган первым столкнулся с этим явлением.

Однако в некоторых случаях среди гибридов второго поколения появлялось небольшое количество особей, у которых один признак был от одного родителя, а второй — от другого. При анализе большого количества гибридных мух Морган обнаружил, что такие мухи появляются с постоянной частотой, а количество мух с первым отцовским и вторым материнским признаком равно количеству мух с первым материнским и вторым отцовским. Рассмотрим это на примере. Возьмём для скрещивания гибриды первого поколения из предыдущего опыта.

Серая особь с нормальными крыльями содержит одну хромосому с доминантными генами А и В и одну хромосому с рецессивными генами a и b. Проведём анализирующее скрещивание. Скрестим эту особь с особью, гомозиготной по обоим рецессивным генам, то есть с мухой с тёмной окраской тела и укороченными крыльями.

Потомство будет состоять из равного количества мух с тёмной окраской и укороченными крыльями и мух со светлой окраской и нормальными крыльями. Но их оказывается по 41,5%. Среди потомков также были особи с двумя другими фенотипами: 8,5% мух со светлой окраской и укороченными крыльями и 8,5% мух с тёмной окраской и нормальными крыльями. Они могли появиться, если гены на двух гомологичных хромосомах поменялись местами.

Когда мух с новой комбинацией признаков использовали для дальнейших скрещиваний, оказалось, что у них светлая окраска сцеплена с укороченными крыльями, а тёмная окраска — с нормальными крыльями.



arrow_def

Явление образования новых комбинаций генов получило название генетической рекомбинации, или рекомбинации генов, а получившиеся таким образом организмы — рекомбинантными.

Следует подумать над тем, какой процесс в клетках мог привести к обмену генами между гомологичными хромосомами и нарушить сцепление генов одной хромосомы.

Цитологической основой этого явления служит кроссинговер, протекающий в мейозе во время образования гамет.

Обмен генами мог произойти при обмене участками между гомологичными хромосомами в профазе I мейоза.

Кроссинговер нарушает полное сцепление генов родительских гамет, формируя новые комбинации генов.

Именно этот факт позволил Моргану предположить, что гены являются участками хромосом.

В качестве иллюстрации принципа кроссинговера рассмотрим поведение пары гомологичных хромосом дрозофилы, несущих аллели серой окраски тела и длинных крыльев (А, В — оба аллеля доминантные) и чёрной окраски тела и зачаточных крыльев (а, b — оба аллеля рецессивны).

Генетическое объяснение процесса кроссинговера и появление рекомбинативных генотипов происходит в профазе мейоза I. Приведённая ниже схема иллюстрирует нарушение сцепления генов АВ и аb. В результате кроссинговера появляется новое сцепление генов Аb и аВ.

Кроссинговер представляет собой важный источник генетической изменчивости, наблюдаемой в популяциях.

Данные о частотах рекомбинаций важны прежде всего потому, что предоставляют возможность генетикам составлять карты относительного расположения генов в хромосомах. Хромосомные карты строятся путём прямого перевода частоты рекомбинаций между генами в предполагаемые расстояния на хромосоме. Если частота рекомбинации между генами А и В равна 4%, то это означает, что они расположены в одной хромосоме на расстоянии 4 морганид друг от друга.

Если между генами А и В частота рекомбинации составляет 4%, а между генами А и С — 9%, то частота рекомбинации между генами В и С окажется равной 5%. Если изобразить хромосому в виде прямой линии и расположить гены в виде точек с расстояниями, равными частотам рекомбинации, то ген В окажется между генами А и С. В случае других генов расстояние между В и С было больше, чем между А и С. Это означало, что гены В и С лежат по разные стороны гена А, и тогда в приведённом выше случае ВС должно быть равно 13. Это означает, что частота рекомбинации подчиняются правилам сложения и вычитания.

А — В — 4% рекомбинантных гибридов

А — С — 9% рекомбинантных гибридов

В — С — 5% рекомбинантных гибридов

139126
Рис. 14. Определение частоты рекомбинации  

Определяя частоту рекомбинации между тремя генами, мы можем расположить их на хромосоме относительно друг друга. Обнаружив новый ген, относящийся к той же группе сцепления, мы можем определить частоту его рекомбинации с известными генами и также расположить его на определённом участке хромосомы. Таким образом, можно получить расположение всех известных генов, входящих в данную группу сцепления. Полученная в результате линейная последовательность носит название генетической карты.

Люди издавна пытались понять, по какой причине в одних случаях рождаются девочки, а в других — мальчики. И до сих пор актуален вопрос: возможно ли искусственно регулировать формирование пола будущего организма.

138916 63746

Рис. 1. Кариотип мальчика и девочки Рис. 4. Формирование пола у человека

У человека пол определяется в момент оплодотворения.

Гомогаметным называется пол, который характеризуется наличием двух идентичных половых хромосом и формированием однотипных гамет.

У млекопитающих, рыб, мух гомогаметный пол — это самки, а у птиц и бабочек — самцы.

Гетерогаметным называется пол, производящий два различных вида гамет, которые несут различные половые хромосомы, определяя тем самым пол будущего потомства.

У человека мужчины являются гетерогаметными, поскольку их сперматозоиды могут содержать либо X-, либо Y-хромосому. У млекопитающих, рыб, мух гетерогаметный пол — самцы, а у птиц и бабочек — самки.


Каталог: uploads -> doc
doc -> История урологии среднего урала
doc -> Общероссийское движение «трезвая россия» международная славянская академия союз борьбы за народную трезвость
doc -> Наркотики и здоровье
doc -> Проектная работа по физике «Магнитные бури: мифы и реальность»
doc -> Наука об отрезвлении общества
doc -> Тесты по теме «Класс Птицы»
doc -> Перечень лекарственных препаратов, отпускаемых населению в соответствии с перечнем групп населения и категорий заболеваний, при амбулаторном лечении которых лекарственные препараты и изделия медицинского назначения отпускаются по рецептам врачей


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   119   120   121   122   123   124   125   126   ...   204


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница