Каковы причины сцепленного наследования генов 2019 год

1. Напишите, каким образом были подтверждены законы Г. Менделя. Что значит «всеобщий характер законов наследования признаков»?
Изучение Морганом наследования родительских признаков гибридами дрозофилы показало, что число групп сцепленного наследования было равным количеству пар гомологичных хромосом. На этом основании был сделан вывод о строгой локализации конкретных генов в определенных парах хромосом.
Было признано, что законы Менделя носят всеобщий характер, но они выполняются, если анализируемые гены находятся в разных парах гомологичных хромосом. У каждого организма число генов, способных независимо комбинироваться в мейозе, ограничено числом хромосом. В каждой хромосоме любого вида организма содержится большое количество генов. Поэтому гены, расположенные в одной хромосоме, образуют группу сцепления и наследуются совместно.

2. Найдите в тексте параграфа сведения о том, какие явления составили исключение из законов Г. Менделя. Какой вывод был сделан?
Исключения из законов – у душистого горошка форма пыльцы и окраска цветков не дают независимого распределения в потомстве: потомки остаются похожими на родителей. Таких исключений накапливалось все больше. Стало ясно, что принцип независимого распределения в потомстве и свободного комбинирования распространяется не на все гены. На этом основании был сделан вывод о строгой локализации конкретных генов в определенных парах хромосом.

3. Сколько сортов гамет образует организм, гетерозиготный по двум парам аллельных генов, расположенных в одной хромосоме? Найдите в тексте схему, показывающую, как наследуются такие гены, перерисуйте ее, используя свои обозначения.

Гаметы – АВ, ав.
Свои обозначения могут быть др.буквы, например, Сс, Gg, Dd и другие.

4. Вернитесь к рисунку 9.5. Что могло произойти с генами, отвечающими за окраску тела и форму крыльев у дрозофилы, в результате чего появились мухи с перекомбинированными признаками? Как называют это явление?
Две последние формы – это результат перекомбинации признаков родительских форм вследствие перекреста хромосом при мейозе (кроссинговера).

5. При каком делении клеток и в какой его фазе может произойти обмен участками хромосом? Почему чаще всего обмениваются участками далеко отстоящие друг от друга клетки? Нарисуйте гомологичные хромосомы, обозначьте на них месторасположение тех генов, которые могут обмениваться очень редко.
Обмен участками хромосом происходит при мейозе в профазе 1.
Чем дальше друг от друга располагаются гены в хромосоме, тем выше вероятность кроссинговера между ними (в таком положении легче произойдет «изгиб» хромосомы).

Между генами А и В обмен произойдет наиболее вероятно, а между С и В – маловероятно.

6. Выпишите сведения о видах сцепления. Каким образом определяется расстояние между генами, находящимися в одной хромосоме?
Сцепление бывает полным и неполным – когда гены, локализованные в одной хромосоме, не всегда передаются вместе. Это связано с явлением кроссинговера, которое заключается в обмене участками гомологичных хроматид в процессе их конъюгации в профазе мейоза I.
Генетической картой хромосом называют схему взаимного расположения генов, находящихся в одной группе сцепления. Возможность такого картирования основана на постоянстве процента кроссинговера между определенными генами. Если известно взаимное расположение генов на хромосоме (их порядок и расстояние между ними), то ею можно изобразить в виде схемы. За единицу расстояния между генами в одной хромосоме принят 1% кроссинговера. Такая единица называется морганида.

Основы генетики

1.Почему генетикам необходимо знать гетерозиготность генотипов в популяциях человека?

ОТВЕТ: Для выявления наследственных заболеваний.

2.Каковы причины сцепленного наследования генов?

ОТВЕТ:Расположение генов в одной хромосоме.

3.Почему соматические мутации не передаютсяпо наследству при половом размножении?

ОТВЕТ:Возникают в клетках тела и исчезают со смертью организма.

4.Какова причина рождения детей с синдромом Дауна?

ОТВЕТ:Геномная мутация, т.е. наличие лишней хромосомы в 21-ой паре.

5.Что представляет собой гибридологический метод изучения наследственности?

ОТВЕТ:Подбор и скрещивание родительских форм, отличающихся рядом признаков и анализ наследования признаков потомством.

6.С помощью какого метода можно выявить болезнь Дауна?

Это интересно:  Наследование счетов умершего 2019 год

ОТВЕТ:Цитогенетического (изучив и посчитав количество хромосом под микроскопом).

7.С какими структурами связана цитоплазматическая наследственность листьев томата?

ОТВЕТ:С хлоропластами и митохондриями, так как в них есть свои молекулы ДНК, свои гены.

8.Почему в фенотипе мух дрозофил длинные крылья встречаются чаще у серых особей?

ОТВЕТ:Гены «длинных крыльев» и «серого тела» расположены в одной хромосоме и поэтому наследуются сцеплено, т.е. вместе.

9.Что представляет собой генофонд?

ОТВЕТ:Совокупность генов всех особей популяции и вида.

10. Какова сущность гипотезы чистоты гамет?

ОТВЕТ:В гетерозиготных особях разные аллели не «смешиваются», сохраняют свои свойства, сохраняются в «чистоте», и в гаметы отходит только один из аллелей.

У матери, не являющейся носителем гена гемофилии, и больного гемофилией отца родились 2 дочери и 2 сына. Определите генотипы родителей, генотипы и фенотипы детей, если ген гемофилии является рецессивным и сцеплен с полом.

ОТВЕТ:генотипы родителей Х Н Х Н и Х h У; генотипы потомства — Х Н Х h и Х Н У; дочери – носительницы гена гемофилии, а сыновья – здоровы.

12. Отец имеет короткие ресницы (рецессивный аутосомный ген), а мать – длинные (доминантный ген), трое их детей имеют длинные ресницы, а двое – короткие. Определите виды гамет и генотипы родителей, а также генотипы потомства.

ОТВЕТ: Так как в потомстве наблюдается расщепление 1:1, значит отец имеет генотип аа, а мать – Аа. Гаметы отца – а, гаметы матери – А, а. Генотипы детей Аа (с длинными ресницами), аа (с короткими ресницами).

13. Какова вероятность того, что зрячая собака несет ген слепоты, если от скрещивания с такой же собакой, родился один слепой щенок? (нормальное зрение — доминантный признак)

ОТВЕТ: Так как слепой щенок родился от скрещивания двух зрячих собак, значит, оба родителя имели рецессивный ген слепоты, т.е. вероятность равна 100%.

14. При неоднократном скрещивании серого кролика с гетерозиготной серой самкой, все их потомство было серым. Какой можно сделать вывод по этим результатам?

ОТВЕТ: Отсутствие расщепления в потомстве говорит, что самец был гомозиготным и серая окраска является доминантным.

15. Какое потомство получится при скрещивании гомозиготной комолой (безрогой) коровы с рогатым быком, если ген комолости доминирует? Какие законы наследственности подтверждаются при этом?

ОТВЕТ: А – комолость, а — рогатость;

ОТВЕТ: Все потомство будет комолой. Закон доминирования или единообразия, правило чистоты гамет.

Хромосомная теория наследственности. Сцепление генов. Кроссинговер как механизм, определяющий нарушение сцепления генов

Термин хромосома был предложен в 1888 г. немецким морфологом В. Вальдейером, который применил его для обозначения внутриядерных структур эукариотической клетки, хорошо окрашивающихся основными красителями (от греч. хрома — цвет, краска, и сома — тело). К началу XX в. углубленное изучение поведения этих структур в ходе самовоспроизведения клеток, при созревании половых клеток, при оплодотворении и раннем развитии зародыша обнаружило строго закономерные динамические изменения их организации. Это привело немецкого цитолога и эмбриолога Т. Бовери (1902—1907) и американского цитолога У. Сеттона (1902—1903) к утверждению тесной связи наследственного материала с хромосомами, что легло в основу хромосомной теории наследственности. Детальная разработка этой теории была осуществлена в началеXX в. школой американских генетиков, возглавляемой Т. Морганом.

Работы Т. Моргана и его сотрудников не только подтвердили значение хромосом как основных носителей наследственного материала, представленного отдельными генами, но и установили линейность расположения их по длине хромосомы.

Доказательством связи материального субстрата наследственности и изменчивости с хромосомами было, с одной стороны, строгое соответствие открытых Г. Менделем закономерностей наследования признаков поведению хромосом в ходе митоза, при мейозе и оплодотворении. С другой стороны, в лаборатории Т. Моргана был обнаружен особый тип наследования признаков, который хорошо объяснялся связью соответствующих генов с Х-хромосомой. Речь идет о сцепленном с полом наследовании окраски глаз у дрозофилы.

Это интересно:  Наследование дома по закону 2019 год

Представление о хромосомах как носителях комплексов генов было высказано на основе наблюдения сцепленного наследования ряда родительских признаков друг с другом при передаче их в ряду поколений. Такое сцепление неальтернативных признаков было объяснено размещением соответствующих генов в одной хромосоме, которая представляет собой достаточно устойчивую структуру, сохраняющую состав генов в ряду поколений клеток и организмов.

Согласно хромосомной теории наследственности, совокупность генов, входящих в состав одной хромосомы, образует группу сцепления. Каждая хромосома уникальна по набору заключенных в ней генов. Число групп сцепления в наследственном материале организмов данного вида определяется, таким образом, количеством хромосом в гаплоидном наборе их половых клеток. При оплодотворении образуется диплоидный набор, в котором каждая группа сцепления представлена двумя вариантами — отцовской и материнской хромосомами, несущими оригинальные наборы аллелей соответствующего комплекса генов.

Представление о линейности расположения генов в каждой хромосоме возникло на основе наблюдения нередко возникающей рекомбинации (взаимообмена) между материнским и отцовским комплексами генов, заключенными в гомологичных хромосомах. Было установлено, что частота рекомбинации характеризуется определенным постоянством для каждой пары генов в данной группе сцепления и различна для разных пар. Это наблюдение дало возможность высказать предположение о связи частоты рекомбинации с последовательностью расположения генов в хромосоме и процессом кроссинговера, происходящим между гомологами в профазе I мейоза (см. разд. 3.6.2.3). Представление о линейном распределении генов хорошо объясняло зависимость частоты рекомбинации от расстояния между ними в хромосоме.

Открытие сцепленного наследования неальтернативных признаков легло в основу разработки методики построения генетических карт хромосом с использованием гибридологического метода генетического анализа.

Таким образом, в началеXX в. была неопровержимо доказана роль хромосом как основных носителей наследственного материала в эука-риотической клетке. Подтверждение этому было получено при изучении химического состава хромосом.

Сцепленное наследование признаков. Анализ наследования одновременно нескольких признаков у дрозофилы, проведенный Т. Морганом, показал, что результаты анализирующего скрещивания гибридов Fi иногда отличаются от ожидаемых в случае их независимого наследования. У потомков такого скрещивания вместо свободного комбинирования признаков разных пар наблюдали тенденцию к наследованию преимущественно родительских сочетаний признаков. Такое наследование признаков было названо сцепленным. Сцепленное наследование объясняется расположением соответствующих генов в одной и той же хромосоме. В составе последней они передаются из поколения в поколение клеток и организмов, сохраняя сочетание аллелей родителей.

Зависимость сцепленного наследования признаков от локализации генов в одной хромосоме дает основание рассматривать хромосомы как отдельные группы сцепления.

На рис. 6.14 представлены результаты анализа наследования признаков окраски тела и формы крыльев у дрозофилы, а также их цитологическое обоснование. Обращает внимание, что при анализирующем скрещивании самцов из F1 появлялось всего два вида потомков, сходных с родителями по сочетанию вариантов анализируемых признаков (серая окраска тела и нормальные крылья или черная окраска тела и короткие крылья) в соотношении 1:1. Это указывает на образование самцами F1 всего двух типов гамет с одинаковой вероятностью, в которые попадают исходные родительские сочетания аллелей генов, контролирующих названные признаки (BV или bv).

При анализирующем скрещивании самок F1 появлялось четыре вида потомков со всеми возможными сочетаниями признаков. При этом потомки с родительскими сочетаниями признаков встречались в 83%. У 17% потомков имелись новые комбинации признаков (серая окраска тела и короткие крылья или черная окраска тела и нормальные крылья). Видно, что и в этих скрещиваниях проявляется склонность к сцепленному наследованию либо доминантных признаков, либо рецессивных (83%). Частичное нарушение сцепления (17% потомков) было объяснено процессом кроссинговера — обменом соответствующими участками гомологичных хромосом в профазе I мейоза (см. рис. 3.72).

Из результатов скрещивания следует, что самки дрозофилы образуют четыре типа гамет, большинство из которых (83%) некроссоверные ((BV) и (bv)), 17% образуемых ими гамет появляются в результате кроссинговера и несут новые комбинации аллелей анализируемых генов ((Bv) и (bV)). Различия, наблюдаемые при скрещивании самцов и самок из F1 с рецессивными гомозиготными партнерами объясняются тем, что по малопонятным причинам у самцов дрозофилы не происходит кроссинговера. В итоге самцы-дигетерозиготы по генам, расположенным в одной хромосоме, образуют два типа гамет. У самок кроссинговер имеет место и приводит к образованию некроссоверных и кроссоверных гамет, по два типа каждых. Поэтому в потомстве от анализирующего скрещивания появляется четыре фенотипа, два из которых обладают новыми по сравнению с родителями сочетаниями признаков.

Это интересно:  Наследование сцепленное с полом болезни 2019 год

Рис. 6.14. Сцепленное наследование признаков

(цвета тела и длины крыльев у дрозофилы):

I — скрещивание чистых линий, II, III — анализирующее скрещиваний самцов и самок из F1.

Изучение наследования других сочетаний признаков показало, что процент кроссоверного потомства для каждой пары признаков всегда один и тот же, но он различается для разных пар. Это наблюдение стало основанием для заключения, что гены в хромосомах расположены в линейном порядке. Выше отмечалось, что хромосома является группой сцепления определенных генов. Гомологичные хромосомы — это одинаковые группы сцепления, которые отличаются друг от друга лишь аллелями отдельных генов. При конъюгации гомологи сближаются своими аллельными генами, а при кроссинговере они обмениваются соответствующими участками. В результате появляются кроссоверные хромосомы с новым набором аллелей.

Нарушение сцепленного наследования родительских аллелей в результате кроссинговера позволяет говорить о неполном сцеплении в отличие от полного сцепления, наблюдаемого, например, у самцов дрозофилы.

Рис. 15.Полное и неполное сцепление генов:

а — полное сцепление (гены А и В тесно сцеплены); б — неполное сцепление (расстояние между генами А и В 10 морганид)

Кроссинговер. Этот процесс происходит в профазе I мейоза в то время, когда гомологичные хромосомы тесно сближены в результате конъюгации и образуют биваленты. В ходе кроссинговера осуществляется обмен соответствующими участками между взаимно переплетающимися хроматидами гомологичных хромосом (рис. 3.72). Этот процесс обеспечивает перекомбинацию отцовских и материнских аллелей генов в каждой группе сцепления. В разных предшественниках гамет Кроссинговер происходит в различных участках хромосом, в результате чего образуется большое разнообразие сочетаний родительских аллелей в хромосомах.

Рис. 3.72. Кроссинговер как источник генетического разнообразия гамет:

I — оплодотворение родительских гамет а и б с образованием зиготы в; II — гаметогенез в организме, развившемся из зиготы в; г — кроссинговер, происходящий между гомологами в профазе I; д — клетки, образовавшиеся после 1-го мейотического деления; е, ж — клетки, образовавшиеся после 2-го деления мейоза (е — некроссоверные гаметы с исходными родительскими хромосомами; ж — кроссоверные гаметы с перекомбинацией наследственного материала в гомологичных хромосомах)

Понятно, что кроссинговер как механизм рекомбинации эффективен лишь в том случае, когда соответствующие гены отцовской и материнской хромосом представлены разными аллелями. Абсолютно идентичные группы сцепления при кроссинговере не дают новых сочетаний аллелей.

Рис. 3.73. Кроссинговер в соматических клетках:

1 — соматическая клетка, в гомологичных хромосомах которой ген А представлен двумя разными аллелями (А и а); 2 — кроссинговер; 3 — результат обмена соответствующими участками между гомологичяыми хромосомами; 4 — расположение гомологов в плоскости экватора веретена деления в метафазе митоза (два варианта); 5 — образование дочерних клеток; 6 — образование гетерозитотиых по гену А клеток, сходных с материнской клеткой по набору аллелей (Аа); 7 — образование гомозиготных по гену А клеток, отличающихся от материнской клетки по набору аллелей (АА или аа)

Статья написана по материалам сайтов: studopedia.org, studopedia.info.

«

Помогла статья? Оцените её
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Добавить комментарий