§ 26. Хромосомная теория наследственности. Хромосомное определение пола

Вопросы внутри параграфа: Всегда ли признаки наследуются независимо друг от друга?

Нет. Есть признаки, которые могут наследоваться сцеплено, так как располагаются в гомологичных хромосомах, при этом локусы таких генов должны быть близко расположены.

Стр. 120. Вопросы и задания после §

1. С какими трудностями столкнулись генетики, изучавшие наследование признаков у душистого горошка?

Проблема: эти наследования окраски венчика и форма пыльцы, эти два признака из поколения в поколения наследовались вместе. Постепенно факты исключений из закона независимого наследования Менделя накапливались. Оказалось, что далеко не все признаки наследуются независимо.

2. Каким образом Моргану удалось подтвердить идею Сеттона и Бовери о том, что гены расположены в хромосомах?

Томас Морган, изучал явление наследственности на плодовитой мушке-дрозофиле. Объект был очень удачный: короткий период развития (10-12 суток), очень плодовита, легко разводить искусственно на питательных средах, малое количество хромосом 2n=8. Морган проанализировал большое число признаков у дрозофилы: окраску и форму тела, длину крыльев, цвет глаз и множества других. Оказалось, что число признаков гораздо больше числа хромосом. Кроме того, многие признаки наследовались совместно, в паре, например, окраска тела и длина крыльев. Морган сделал простой и гениальный вывод: причина совместного наследования признаков в том, что гены расположены в одной хромосоме. Таким образом, он подтвердил идею, высказанную ранее Сеттоном и Боверио том, что хромосомы являются носителями генов. Гены расположены в хромосоме линейно.

3. Какие генетические особенности определяют принадлежность потомка к тому или иному полу?

Мейоз, гипотеза чистоты гамет, закон независимого наследования признаков.

Схема вероятности появления в потомстве сыновей и дочерей, которая иллюстрирует распределение половых хромосом в гаметах и сочетание их при оплодотворении:

Вероятность рождения сыновей и дочерей равна 50%/50%.

4. Используя генетическую символику, объясните наследование признака, сцепленного с Х-хромосомой.

Р – родители ♂- мужская особь, ♀- женская особь

G – гаметы (половые клетки, обводятся в круг для обозначения клетки)

F1 – первое поколение гибридов (потомков)

Н – доминантный признак нормальной свертываемости крови

h – рецессивный признак гемофилии

признак сцеплен с Хh

Ответ: при таком наследовании признаков и таком генотипе родителей. При этом произошло расщепление признаков по полу, мальчики: 50% здоровых и 50% больных; девочки: 50% здоровых полностью и 50% здоровых, носителей. В общем в F1 25% носителей и 25% полностью больных детей.

5. Объясните, почему гены, находящиеся в Y-хромосоме, наследуются только сыновьями.

Схема вероятности появления в потомстве сыновей и дочерей, которая иллюстрирует распределение половых хромосом в гаметах и сочетание их при оплодотворении:

Вероятность рождения сыновей и дочерей равна 50%/50%.

6. Объясните значение терминов «аутосомы», «половые хромосомы», «Гомогаметный пол», «гетерогаметный пол».

Аутосомы – это хромосомы соматических клеток. Половые хромосомы – это хромосомы, по которым можно отличить друг от друга особей разных полов. Гомогаметный пол – это пол, в котором половые хромосомы парные гомологичные (одинаковы по форме и строению), например, женский пол млекопитающих и человека, который характеризуется парными половыми хромосомами ХХ. Гетерогаметный пол – это пол, в котором половые хромосомы непарные негомологичные (разные), например, мужской пол млекопитающих и человека, который характеризуется непарными половыми хромосомами ХY.

7. *Используя дополнительную литературу, докажите практическую значимость работ Т.Моргана.

К своему удивлению, Морган и его сотрудники отмечали, что гены, расположенные на одной и той же хромосоме, наследовались вместе реже, чем этого можно было ожидать. В большинстве клеток организма имелось по две хромосомы каждого типа, и Морган подозревал, что хромосомы в паре могут расщепляться и рекомбинировать, тем самым позволяя производить обмен генами. Эта мысль подтверждалась полученными под микроскопом данными переплетающихся хромосом, которые, по мнению впервые наблюдавшего их в 1909 г. бельгийского ученого Ф. А. Янсена, могли обмениваться между собой своими участками. Чем больше расстояние между двумя генами в одной хромосоме, рассуждал Морган, тем больше вероятность разрыва. Если это так, то гены не будут наследоваться вместе. И наоборот, гены, расположенные в хромосоме близко друг от друга, имеют меньше шансов быть разделенными. Уже в 1911 г. Стертеван осознал, что степенью сцепления двух генов в хромосоме может служить величина линейного расстояния между ними. Представление о том, что гены локализуются в хромосоме в специфической линейной последовательности и, далее, что основу сцепления составляет близость двух генов на хромосоме, можно отнести к числу основных достижений генетической теории. Замечательное открытие Моргана дало мощный толчок развитию генетики. Молодая наука обогатилась первыми теоретическими обоснованиями и получила признание в мире ученых. Морган получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1933 г. «за открытия, связанные с ролью хромосом в наследственности». Таким образом, в самом начале истории генетики можно выделить две фундаментальные вехи, которые определили суть этой науки. Первая — этап гибридологических исследований, начавшийся с опытов Менделя, доказавших существование некоторых дискретных наследственных фак¬торов, которые передаются от родителей потомкам, подчиняясь определён¬ным математическим законам. Вторая — цитологические исследования, основывающиеся прежде всего на опытах Моргана, доказавших, что носи¬телями наследственных факторов являются хромосомы. Это позволило в дальнейшем изучить явление кроссинговера (перекрест участков хромосом) и перекомбинацию генов в таких участках. Кроссинговер – один из механизмов комбинативной изменчивости. Создает новые комбинации генов, отличные от родительских. А комбинативная изменчивость, как и другие виды наследственной изменчивости, является материалом для естественного отбора (отбора наилучших комбинаций генов, которые обеспечивают формирование наиболее приспособленных особей).