Методичні вказівки.

Вивчаючи та порівнюючи хромосомні набори самців і самок, учені встановили, що у багатьох випадках визначення статі залежить від генотипу. У соматичних клітинах самця та самки всі пари хромосом, крім однієї, схожі і несуть однакові типи генів. Хромосоми, представлені в обох статей однаковими гомологічними парами, називаються аутосомами. Пара хромосом, за якою відрізняють самця від самки, називається статевою. У людини 22 пари аутосом і одна пара статевих хромосом.

Статеві хромосоми бувають двох типів: X і Y. Стать визначається їхнім сполученням (XX або XY). Стать, яка визначається наявністю XX –хромосом, на­зивається гомогаметною, а наявністю XY – хромосом — гетерогаметною. Гетерогаметні утворюють 2 типи гамет за статевими хромосомами: X, Y; гомогаметні — один тип: X. У більшості організмів (ссавці і людина, рептилії, амфібії, мухи тощо) жіноча стать гомогаметна (XX), чоловіча — гетерогаметна (XY). У птахів, деяких риб, метеликів самці гомогаметні (XX), а самки — гетерогаметні (XY). У деяких випадках стать визначається відсутністю однієї хромосоми у парі: у прямокрилих, павуків самки мають XX – набір, а самці — XО – набір хромосом. Крім хромосомного, є інші механізми визначення статі. Наприклад, у деяких безхребетних (коловерток, черв’яка-динофілюса) стать визначається до запліднення. З яйцеклітин, багатих на жовток і великих, утворюються самки, з дрібніших — самці. На формування статі деяких риб і земноводних впливають умови довкілля — у них закладаються водночас зачатки чоловічих і жіночих статевих залоз, але розвивається тільки один тип. У випадках визначення статі за хромосомним набором співвідношення становить 1:1.

Успадкування ознак, зчеплених зі статтю. Є ознаки, на характер успадкування яких впливає стать організму. Це пояснюється неоднаковим генним складом X та Y – хромосом. Втрата X – хромосоми спричиняє загибель зиготи. Y – хромосома зустрічається тільки у особин однієї статі. Більшість ознак у цій парі зосереджені в X – хромосомі, бо в Y – хромосомі кількість генів обмежена. У гетерогаметних особинах деякі гени не мають пари, ці ознаки несе тільки X– NT>хромосома. Тому ознаки, розташовані в статевих хромосомах (зчеплені зі статтю), по-іншому проявляються у різних статей. Так, ген дальтонізму у людини знаходиться в статевій X – хромосомі і є рецесивним. Його носієм може бути жінка, а прояв ознаки спостерігається у чоловіків.

Хромосомна теорія спадковості багато в чому визначила розвиток не тільки генетики, але й усієї біології. За її допомогою з'ясували матеріальну основу законів спадковості, встановлених Г.Менделем, і стало зрозумілим, чому у певних випадках успадкування ознак відхиляється від цих законів.

Основні положення хромосомної теорії спадковості. 1. Гени розташовані вздовж хромосом у лінійному порядку.
2. Кожен ген займає в хромосомі певну ділянку – локус, алельні гени заповнюють однакові локуси гомологічних хромосом.
3. Усі гени однієї хромосоми утворюють групу зчеплення, завдяки чому відбувається успадкування деяких ознак; сила зчеплення між двома генами обернено пропорційна відстані між ними;
4. Зчеплення між генами, розташованими в одній хромосомі, порушується внаслідок кросинговеру, під час якого гомологічні хромосоми обмінюються своїми ділянками.
5. Кожен біологічний вид характеризується певним каріотипом.

Усі гени, розташовані в одній хромосомі, утворюють групу зчеплення, внаслідок чого ознаки, які визначаються ними, успадковуються зчеплено. Сила зчеплення між двома генами, розміщеними в одній хромосомі, обернено пропорційна відстані між ними. Кількість груп зчеплення в організмів певного виду дорівнює числу хромосом у його геномі.

При розв’язанні задач щодо визначення кількості груп зчеплення звичайно приймається до уваги диплоїдний набір хромосом, характерний для того чи іншого виду без урахування статі.

З метою полегшення розв’язування задач використовують особливий запис генотипу і гамет, який дає змогу в письмовій формі диференціювати зчеплені ознаки від ознак, гени яких знаходяться в різних хромосомах. Наприклад, генотип дигетерозиготи АаВв можна записати як або .

Дві паралельні лінії символізують гомологічні хромосоми, а комбінації генів над і під цими лініями – групи зчеплення, успадковані організмом від матері (верхня) і від батька (під низом). Гамети з вихідними групами зчеплення (незмінною комбінацією генів) називають некросоверними, а гамети з новими комбінаціями генів – кросоверними. У запису гамет теж використовують символічні хромосоми. Наприклад, в особини з генотипом за умов повного зчеплення утворюються лише некросоверні гамети (АВ) і (ав), а за умов неповного зчеплення, окрім уже записаних сортів гамет, утворюються ще і кросоверні гамет (Ав) і (аВ). Отже, при повному зчепленні дигетерозиготний організм продукує два сорти гамет, а при неповному зчепленні – чотири сорти гамет.

Такий вид запису генотипів і гамет використовується для позначення зчеплених ознак, гени яких локалізовані в аутосомах.

Зчеплення між генами порушується у результаті кросинговеру (перехресту хромосом). Частота кросинговеру для кожної пари зчеплених генів відносно стала та пропорційна відстані між ними.

На підставі цих закономірностей було зроблено висновок, що гени розташовані в хромосомі по її довжині один за одним (в лінійному порядку). Згодом це підтвердили відкриттям будови молекули ДНК, у якій нуклеотиди - носії спадкової інформації - розміщені послідовно один за одним.

За одиницю відстані між генами у хромосомі прийнято морганіду (названу на честь Т.Х.Моргана) - відстань між двома генами, яка дорівнює 1% кросинговера. Отже, 12 % кросоверів означають, що дигетерозигота утворила 12% кросоверних гамет і що відстань між генами А і В (а також а і в, А і в, а і В) становить 12% або і 2 морганід.

Частота кросинговеру для різних пар генів варіює від часток одиниці до 50. Якщо відстань становить 50 морганід і більше - стани ознак успадковуються незалежно, незважаючи на розміщення генів в одній хромосомі.

Наприклад, у дрозофіли відстань між геном, що визначає колір тіла і геном, який визначає довжину крил, дорівнює 18 морганідам. Це означає, що при мейозі утворюватиметься 18% кросоверних гамет та 82% некросоверних, і 18% особин будуть мати новий генотип і фенотип, який не спостерігався у батьківських форм.

Хід роботи

Розв’язування задач

1. Який буде зір у дітей від шлюбу дальтоніка з жінкою яка не є носієм гену дальтонізму?

D- нормальний зір.

d- дальтонізм.

б) Р ХDХ^D x X^dУ
Г Х^D, Х^D; X^d , У
F1 Х^DХ^d, Х^DУ, Х^DХ^{d, XDY}

д зд. зд. Д зд. зд.

Відповідь. Усі діти мають нормальний зір.

Задача 2

У томатів високий зріст стебла домінує над карликовим, а ку­ляста форма плоду — над грушоподібною, гени висоти стебла й фор­ми плоду зчеплені й перебувають на відстані 20 морганід один від одного. Які нащадки з'являться при схрещуванні гетерозиготної за обома ознаками рослини з карликовою, яка має грушоподібні плоди?

Орієнтир до розв'язання задачі

Відстань 20 морганід між генами означає, що кросинговер між цими генами дорівнює 20 %. Виходить, у нащадків буде утворюва­тися 20 % кросоверних генотипів.

А — ген, що визначає високий зріст стебла, а — ген, що визна­чає карликовий зріст.

В — ген, що визначає кулясту форму плоду, в — ген, що визна­чає грушоподібну форму плоду.

Генотип гетерозиготної за обома ознаками рослини — АаВв. Генотип карликової рослини, що має грушоподібні плоди,— аавв.

Р АаВв х аавв

При зчепленому успадковуванні мало б відбутися розщеплен­ня відповідно 1:1, але кросинговер привів до формування нових фенотипічних класів. Кросоверних генотипів за умовою задачі має бути 20 %.

Тоді розщеплення виглядає так: 40 % нащадків мають висо­кий зріст і кулясту форму плодів, 40 % — карликові з грушоподіб­ними плодами, 10 % мають високий зріст і грушоподібну форму плодів, 10 % — карликовий зріст і кулясту форму плодів.

Задача 3

Гладка форма насіння кукурудзи домінує над зморшкуватою, забарвлене насіння домінує над безколірним. Обидві ознаки зчеп­лені. При схрещуванні кукурудзи з гладеньким забарвленим на­сінням із рослиною, що має зморшкувате безколірне насіння, отримано нащадків: забарвлених гладеньких — 449 особин, забарв­лених зморшкуватих — 49, безколірних гладеньких — 52, безко­лірних зморшкуватих — 451. Визначте відстань між генами.

Орієнтир до розв'язання задачі

Задача, обернена до попередньої. Необхідно визначити відсо­ток кросоверних особин і за ним дізнатися про відстань між гена­ми. З умови задачі очевидно, що кросоверних особин 101, а всього отримано нащадків 1001. Виходить, що кросоверних особин 10 %.

Значить, відстань між генами — 10 морганід.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: