§ 34. Непарные хромосомы

Вопрос 1. Рассмотрите рисунок 34.1 и предположите, как пол зависит от набора хромосом. Сформулируйте главный вопрос урока.

Набор половых хромосом у самцов и самок, как правило, разный из-за их гетероморфности, и пол определяется комбинациями половых хромосом: ХY, ZW, X0, Z0.

Как наследуется пол и сцепленные с ним признаки?

Вопрос 2. Что такое хромосома? Какое значение в наследовании признаков она имеет? (§ 33)

Хромосома – структура клеточного ядра, являющаяся носителем генов и определяющая наследственные свойства клеток и организмов.

Весь генетический материал клетки, который наследуется потомками, несет хромосома. Благодаря линейной укладке генов в хромосоме, гомологичные хромосомы обмениваются участками при кроссинговере. Неаллельные гены, лежащие в различных хромосомах, наследуются независимо друг от друга. Аллели, расположенные в одной хромосоме, наследуются вместе.

Где расположены аллельные гены? (§ 33)

Аллельные гены расположены в одной хромосоме.

Какие закономерности обнаружил Мендель при моногибридном скрещивании сортов гороха? (§ 32)

1. У всех гибридных растений первого поколения семена оказались желтыми независимо от того, материнским или отцовским было растение с такими семенами. Зеленая окраска семян у гибридов первого поколения не проявлялась.

2. Скрещивая растения, отличающиеся по другим парам альтернативных признаков, например, по окраске цветков или форме плодов, Г. Мендель обнаружил, что во всех случаях у гибридов первого поколения проявлялся лишь один из двух альтернативных признаков. Явление преобладания одних признаков над другими было названо доминированием.

3. Путем самоопыления гибридов первого поколения Г. Мендель получил второе поколение, в котором растений имели горошины желтого цвета и — горошины зеленого цвета. Появление в потомстве особей, различающихся по альтернативным признакам, называется расщеплением. В данном случае наблюдалось расщепление 3:1.

Вопрос 3. Найдите непарные половые хромосомы.

Это 23-я пара (ХУ).

Вопрос 4. Корень «гомо» по-латыни означает равный, «гетеро» – иной, другой. Догадайтесь, какой пол у человека называют гомогаметным, а какой – гетерогаметным. А как будет у кур и саранчи?

Гомогаметный пол — пол, у особей которого в ходе мейоза образуются одинаковые гаметы, несущие одинаковые половые хромосомы, т.е. у человека это женский пол, потому что яйцеклетки женщины (ХХ) содержат по одной Х-хромосоме.

Герерогаметный пол – это генетически определённый пол, соответствующий наличию в клетках организма двух разных половых хромосом или одной, в удвоенной дозе приводящей к формированию альтернативного пола. Особи гетерогаметного пола дают две группы гамет (по содержанию разных половых хромосом). Т.е. у человека это мужской пол, потому что сперматозоиды мужчины (ХУ) несут либо Х-, либо У-хромосомы.

У кур гомогаметным будет самец, петух (76 аутосом + ZZ), а гетерогаметным – самка, курица (76 аутосом + ZW). У кузнечиков и саранчи женский пол имеет две Х-хромосомы, а мужской – одну (Х0).

Вопрос 5. Пользуясь рисунком 34.3, объясните, как неравенство половых хромосом обеспечивает равное соотношение полов в каждом поколении.

Поскольку гомогаметный пол дает одну гамету, а гетерогаметный - две, то вероятность схождения гаметы от гомогаметного пола с любой из гамет от гетерогаметного пола равна 50%:50%.

Вопрос 6. Распишите самостоятельно наследование половых хромосом для кур и саранчи, пользуясь данными рисунка.

Для саранчи наследование половых хромосом выглядит следующим образом:

Вопрос 7. Вы знаете, как внешне проявляется рецессивный аллель в паре с доминантным аллелем и в паре с рецессивным. Как вы думаете, будет ли проявляться рецессивный аллель, если у него нет пары? Проверьте своё предположение на примере по рисунку.

Он будет проявляться. Но если он изначально был без пары, то проявится только во втором поколении. А если он изначально был в паре, то проявится уже в первом поколении.

Вопрос 8. Объясните, как это получилось.

Без пары проявление признака или его гетерозиготность сокращаются вдвое.

Вопрос 9. Найдите на генеалогическом древе больных гемофилией. Почему все они мужчины?

Леопольд, Фридрих, Леопольд, Морис, Вольдемар Прусский, Генрих Прусский, Царевич Алексей, Альфонс и др. Чаще болезнью страдают мужчины, женщины же обычно выступают как носительницы гемофилии и могут родить больных сыновей или дочерей-носительниц. Эта болезнь передается по женской линии, где только одна Х-хромосома несет этот признак, встречаясь в мужской хромосомес У-хромосомой, признак проявляется.

Вопрос 10. Носительницы гена гемофилии почти всегда здоровы. Определите, доминантный или рецессивный аллель вызывает гемофилию.

Рецессивный аллель вызывает гемофилию.

Вопрос 11. Могут ли женщины болеть гемофилией? Почему это не наблюдается на данном древе?

Теоретически и женщина может болеть гемофилией, если у нее обе Х-хромосомы несут ген гемофилии. Такая женщина может быть рождена от отца-гемофилика и матери-носительницы гена гемофилии, а в данном древе таких браков не наблюдается.

Вопрос 12. Вредны ли близкородственные браки? Обоснуйте ответ.

Так как у обоих родителей (близкородственные брак) почти одинаковые набор генов, то увеличивается вероятность проявления у их детей генетических болезней, которые есть в генах родителей, но они не проявились. Например, ген атрофии мышц есть у каждого 40 человека, болезнь проявляется, когда у человек два гена, несущих этот признак, поэтому сама болезнь встречается только у каждого 10000 человека. А если родители родственники, то шанс родить ребенка с атрофией мышц будет один из 80.

Вопрос 13. Какой пол называется гетерогаметным?

Герерогаметный пол – это генетически определённый пол, соответствующий наличию в клетках организма двух разных половых хромосом или одной, в удвоенной дозе приводящей к формированию альтернативного пола.

Вопрос 14. Как поддерживается равное соотношение полов?

Соотношение полов 1:1 - это почти неизбежный побочный эффект раздельнополости.

Вопрос 15. В чём отличие наследования, сцепленного с полом, от наследования в опытах Менделя?

Наследование в опытах Менделя проходило в аутосомах, а в наследовании, сцепленном с полом, - связано с половыми хромосомами.

Вопрос 16. Можно ли сказать, что все гены, отвечающие за признаки пола, расположены в половых хромосомах?

Конечно, нет. Признаки пола – это огромный комплекс свойств, проявляющийся во всех системах органов. Он обеспечивается тысячами генов, разбросанных по всем хромосомам. Половые хромосомы – своего рода переключатель, влияющий на механизм развития признаков пола. Белки, синтезируемые на генах половых хромосом, влияют на работу других генов, расположенных в том числе и в аутосомах.

Вопрос 17. Определите, сколько групп сцепления образуют половые хромосомы в случаях, когда они одинаковы (XX, WW), разные (XY, WZ и одна не парная X, см. рис. 34.1 на с. 210).

Группа сцепления — совокупность генов, находящихся в одной хромосоме. Число групп сцепления равно числу пар гомологичных хромосом данного организма (иными словами, оно равно гаплоидному числу его хромосом).

Значит, в случаях, когда они одинаковы (XX, WW) будет по одной группе сцепления X и W соответственно. А в разные (XY, WZ) – по две: X и Y, W и Z соответственно. А в случае с одной не парной X, наблюдается одна группа сцепления.