КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Явище зчепленого успадкування
Незалежний розподіл генів (третій закон Менделя) відбувається у тому випадку, коли гени, що відносяться до різних алелей, розміщені у різних парах гомологічних хромосом. Виникає питання: як саме буде відбуватися розподіл неалєльних генів, якщо вони розташовані в одній і тій самій парі хромосом? Таке явище повинне мати місце, тому що число генів у багато разів перевищує число хромосом (у дрозофіли п = 4, генів -декілька тисяч). У цих випадках закон незалежного розподілу не застосовується. Закономірність успадкування при перебуванні генів в одній хромосомі була вивчена Т.Х. Морганом та його школою. Т.Х. Морган встановив, що гени, локалізовані в одній хромосомі, зчеплені й успадковуються разом. Такі гени утворюють одну групу зчеплення. Кількість груп зчеплення в організмів певного виду дорівнює кількості хромосом у гаплоїдному наборі (у дрозофіли п = 4, у людини п = 23). Однак зчеплення генів може порушуватися в процесі мейозу при перехресті хромосом і можливому при цьому обміні ділянками (кросинговер). Кросинговер збільшує ком-бінативну мінливість (матеріал для відбору). Закономірності при кросинговері 1. Сила зчеплення між двома генами, розташованими в одній хромосомі, обернено пропорційна відстані між ними. 2. Частота кросинговеру між двома зчепленими генами являє собою відносно сталу величину для кожної конкретної пари генів. Генетичні карти хромосом Генетику і селекціонеру вкрай необхідна генетична карта об'єкта, з яким він працює. Т.Х. Морган і його співробітники показали, що, вивчивши явище зчеплення і перехресту, можна побудувати карти хромосом з нанесенням на них порядку розміщення генів і відносні відстані між ними в хромосомі. Карти, побудовані на цьому принципі, створені для багатьох добре вивчених генетично організмів: людини, дрозофіли, миші, гороху, пшениці, дріжджів та ін. Хромосомна теорія спадковості У 1911 - 1926 pp. T.X. Морган сформулював хромосомну теорію спадковості, згідно з якою передача спадкової інформації пов'язана з хромосомами. Основні положення хромосомної теорії 1. Гени розташовані уздовж хромосом у лінійному порядку. 2. Кожен ген займає в хромосомі певну ділянку (локус), алельні гени займають однакові локуси гомологічних хромосом. 3. Усі гени однієї хромосоми утворюють групу зчеплення, завдяки чому відбувається зчеплення 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.
'Фрагменти відри а) якщо гени розташовані в одній парі гомологічних хромосом, то генотип особини . АВ записують у такому вигляді: =s=; ab АВ б) в особини = в результаті кросинговеру утворюються такі типи гамет: ab АВ, ab - їх називають некросовірними; аВ, Ab - їх називають кросовірними, вони містять нові комбінації генів; в) частота кросинговеру між даними генами прямо пропорційна відстані між ними, г) 1 морганіда - це відстань між генами, при якій кросинговер відбувається з часто д) частота кросинговеру між даними генами кількісно дорівнює відсотку кросовірних га 2. Розв'яжіть задачі. а) Гени С та В локалізовані в одній парі гомологічних хромосом. Напишіть можливі Гомозигот за домінантними ознаками: _______________________________________ Гомозигот за рецесивними ознаками:________________________________________ Гетерозигот за обома ознаками:____________________________________________ АС б) Які типи гамет утворюються в організму з генотипом =? (6 балів) ас Відповідь.______________________________________________________________ 3. Зразок розв'язання задачі. У кукурудзи буває забарвлений (А) і незабарвлений (а) ендосперм, гладкі (В) і зморшкуваті (в) зерна. Гени, які визначають ці ознаки, успадковуються зчеплено, частота кросинговеру - 3,6%. Визначте потомство від схрещу- Мння£2з2Ь ab ab Дано: ab ab Частота кросинговеру - 3,6%, або І, між генами Ага В- 3,6 морганіди. Визначити: Fi -? (за генотипом і фенотипом). Розв'язання.
ab ab
некросовірні (96,4%) (^ь) кросовірні (3,6%) ыз) 4. Розв'яжіть задачу самостійно. У помідорів високе стебло (А) домінує над карликовим (а), круглі плоди (В) - над грушоподібними (Ь). Гени А та В знаходяться в хромосомі на відстані 10 морганід. Схрестили £Й з =. Які типи гамет і в якому відсотковому відношенні утворюють гібриди Ft? (11 балів). §6. Генетика статі. Успадкування, зчеплене зі статтю Основні терміни і поняття: нестатеві хромосоми (аутосоми), статеві хромосоми (гетерохромосоми), гомогаметна і гетерогаметна стать, зчеіпення зі статтю. Хромосомне визначення статі Відомо кілька способів визначення статі у тварин. Найважливіший з них - визначення статі у момент запліднення. У цьому випадку велику роль грає хромосомний апарат зиготи. ('"ТїхЧ /ГЇТуЧ ^ плодової мушки дрозофіли та у ссавців стать визна- ну '(<}^(^ —.(>}"(<) чається у такий спосіб. У соматичних клітинах дрозофіли \м/ /ТІ \ ______ кових у самця і самки, і одна пара хромосом, різних в осо- -^ш~^^//Ґ^^ ПУ'^А ^ин чолов'401 ' жін0401 статі- Ці хромосоми, як було вста- Щ. K__^fC^^ff^\^_^J мовлено, відповідають за успадкування статі, і тому були
Стать, особини якої мають однакові статеві хромосоми, називається гомогаметною. В особин гомогаметної статі при утворенні статевих клітин (гамет) усі вони будуть однаковими за статевими хромосомами. І Стать, у особин якої статеві хромосоми різні, називається гетерогаметною. Відповідно і статеві клітини цих особин будуть двох типів, до того ж утворюватися будуть у рівному відношенні. Співвідношення статей Дуже давно було зазначено, що у роздільностатевих організмів співвідношення статей зазвичай складає 1:1, тобто самці і самки зустрічаються однаково часто. У ході мейозу у самок дрозофіли утворюється один тип гамет, що містять гаплоїдний набір аутосом і одну Х-хромосому (ЗА + X). Самці утворюють два типи гамет, половина з яких ЗА + X, а половина ЗА + У. При заплідненні яйцеклітин (ЗА + X) сперматозоїдами з Х-хромосо-мою (ЗА + X) будуть формуватися особини жіночої статі (6/4 + XX), а від злиття яйцеклітин зі сперматозоїдами, які несуть У-хромосому, будуть розвиватися самці (6А + ХУ). Оскільки число чоловічих гамет з X- і У-хромосомами однакове, то і кількість самців і самок також однакова. Подібний спосіб визначення статей притаманний усім ссавцям, у тому числі і людині. Зчеплене зі статтю успадкування У випадку, коли гени, відповідальні за формування ознаки, розташовані в аутосомах, успадкування здійснюється незалежно від того, хто з батьків (мати чи батько) є носієм досліджуваної ознаки. Однак ситуація різко змінюється, коли ознаки визначаються генами, що лежать у статевих хромосомах.
Ознаки, гени яких локалізовані у статевих хромосомах, називаються зчепленими зі статтю. X- і У-хромосоми мають спільні гомологічні ділянки. У цих ділянках локалізовані гени, що визначають ознаки, які успадковуються однаково як у чоловіків, так і в жінок. Крім гомологічних ділянок, X- і У-хромосоми мають негомологічні ділянки. Негомо-логічна ділянка У-хромосоми, крім генів, що визначають чоловічу стать, містить гени перетинок між пальцями ніг і волохатих вух у людини. Патологічні ознаки, зчеплені з него-мологічною ділянкою У-хромосоми, передаються всім синам, оскільки вони одержують від батька У-хромосому. Негомологічна ділянка Х-хромосоми містить у своєму складі цілий ряд рецесивних (для жінок) і домінантних (для чоловіків - у силу його гетерозиготності) генів. Прикладом такого роду успадкування у людини є гемофілія, атрофія зорового нерва, дальтонізм, облисіння. Учнівська сторінка При розв'язанні задач необхідно пам'ятати, що існують чотири типи хромосомного визначення статі: 1) у ссавців, більшості амфібій, деяких риб, комах (крім метеликів), ракоподібних, черв'яків, деяких дводомних рослин жіноча стать є гомогаметною (XX), а чоловіча - гетерогаметною (ХУ);. 2) у клопів жіноча стать - гомогаметна (XX), а чоловіча - гетерогаметна (ХО); 3) у птахів, плазунів, деяких риб, метеликів жіноча стать - гетерогаметна (ХУ), а чоловіча гомогаметна (XX); 4) у молі, живородної ящірки жіноча стать є гетерогаметною (ХО), а чоловіча - гомогаметною (XX). 1. Зразок розв'язання задачі. У курей зчеплений зі статтю ген А у рецесивному стані має летальну дію. Яка частина потомства загине, якщо схрестити курку з гетерозиготним півнем? Дано: Ген а - летальна дія Р?ХАУ Р^ХАХа _____________ Визначити: % Fi летальний результат -? Гамети F, Розв'язання. $ХАУ х $ХАХ.а © © © © ХАХА, ХАХа, ХАУ, Xа В Відповідь. Жіночі особини з генотипом Xе У загинуть, їхня частка складає 25%. 2. Розв'яжіть задачу самостійно. Чоловік дальтонік одружився з нормальною жінкою, батько якої був дальтоніком. Яким буде зір у їхніх дітей? (10 балів) Дано: D-нормальний зір Визначити: Fi-? Гамети Розв'язання. $___ х «J. Відповідь. §7. Взаємодія генів. Відношення ген - ознака. Множинна дія генів. Позаядерна спадковість Основні терміни і поняття: ген, структурні і регуляторні гени, цитоплазматична спадковість, епістаз, комплсиентарність, полімерія, плейотропія, кодомінантність. Поняття про ген В. Л. Йогансен (датський біолог) увів терміни: «ген», «генотип» і «фенотип».
Ген - одиниця спадковості, що визначає окрему ознаку (від структури білкової молекули до будь-якої реакції організму). Характер прояву дії гена може зміню-• питися в різних ситуаціях і під впливом різних факторів. Види генів Структурні (100 - 1000 і більше нуклеотидів) Кодують структуру білків і рибонуклеїнових кислот. Регуляторні (декілька десятків пар) 1. Є місцем приєднання ферментів та інших біологічно активних сполук. 2. Впливають на активність структурних генів. 3. Беруть участь у процесах реплікації ДНК і транскрипції. ВЗаЄМОДІЯ генІВ ir.fio II).ИК'--9ХЗ«Г»ІИ0ЯОі £ Якщо декілька генів визначають одйу ознаку організму, то вони взаємодіють один з одним. Відомі випадки взаємодії двох, трьох і більшого числа генів. Розрізняють такі основні типи взаємодії неалельних генів: комплементарність, епістаз і полімерія. При комппементарності кожний із взаємодіючих генів поодинці не забезпечує формування певної ознаки, але у присутності обох генів це відбувається. Прикладом такої взаємодії генів може служити Ьозщеплення, що виникло при схрещуванні деяких сортів запашного горошку, які мали білі квітки. У цьому випадку всі рослини Fi мали забарвлені квітки. У ?2 поряд з рослинами, що мають забарвлення квітки, були знайдені також і рослини з білими квітками. Генетичний аналіз показав, що для утворення пігментів, що обумовлюють забарвлення квіток у запашного горошку, необхідна одночасна присутність двох генів (наприклад С та R).
Епістаз - це такий тип взаємодії генів, при якому одна пара алелей може пригнічувати прояв іншої. При цьому можуть виникати новоутворення. Полімерія - це такий тип взаємодії генів, при якому декілька генів контролюють спадкування однієї ознаки. Такі гени називаються полімерними. Плейотропія - множинна дія генів. Багато генів діють не на один, а на декілька різних ознак. Перший приклад плейотропії був описаний Менделем, який встановив, що рослини гороху, що мають пурпурні квітки, крім того завжди мають червоні плями у пазухах листків і утворюють насінини, вкриті сірою або бурою шкуринкою, і всі ці ознаки залежать від дії одного спадкового фактора. Цитоплазматична спадковість Провідну роль у генетичних процесах відіграють ядро і хромосоми. Було встановлено, що мітохондрії і пластиди мають гени, що несуть інформацію про розвиток тієї чи іншої ознаки. Запліднена яйцеклітина - зигота - одержує цитоплазму переважно від материнського організму. Від сперматозоїда при заплідненні в яйцеклітину потрапляє дуже мало цитоплазми, а в деяких видів - узагалі тільки ядро. Зрозуміло, що інформація буде передаватися тільки по материнській лінії, тобто від матері - до дочки і сина, але далі її може передати тільки дочка. Спадковість, яка передається тільки через матір, одержала назву материнської. Оскільки материнська спадковість пов'язана з цитоплазмою, вона одержала назву позаядерної, або цитоплазматичної. Відомо безліч факторів, що доводять існування цитоплазматичної спадковості не тільки у рослин, але й у тварин та мікроорганізмів. Учнівська сторінка 1. Які групи крові можливі у дітей, якщо в їхньої матері - друга група, а в батька - пер-ша? При розв'язанні задачі використовуйте таблицю груп крові.
гР. Fi0^ Розв'язання. Особа з II групою крові може мати генотип ІЛІЛ або Iа і°, тому можливі два варіанти. 1-й варіант 2-й варіант Р 21а Iа х Л і" і° (розв'яжіть самостійно) (8 балів) Гамети ■ © © F, Iа і° (II група) Відповідь. У дітей можливі II і__ групи крові.
1 ознака (Г. Мендель); ♦-багато ознак (Т. X. Морган); в) багато хромосом - г) 1 хромосома------ И ген------- ►декілька ознак. 3. Продовжіть схрещування (F-, х Fi). Яке потомство виявиться у F2 і в якому відношенні? (10 балів) Запашний горошок Я ССгг З ccRR
Гамети F, Пурпурний CcRr fcR
4. Поясніть схеми. (11 балів) Довга шия Довгі ноги
Довгий дзьоб (у птахів) (наведіть приклади) в) 1 хромосома------ М ген г) 1 хромосома----- ►багато генів Ген 5. Розгляньте малюнок «Успадкування форми плоду в гарбуза».
а) Яку генетичну закономірність він ілю- б) Вкажіть генотип видовженої форми плоду
АаВЬ |^л ур Дископодібна f2o:£-v Дископодібна Сферична Видовжена §8. Роль генотипу та умов довкілля у формуванні фенотипу. Модифікаційна мінливість та її властивості. Норма реакції. Статистичні закономірності модифікаційної мінливості Основні терміни і поняття: неспадкова мінливість, модифікація, варіанта, варіаційний ряд, варіаційна крива, норма реакції. МІНЛИВІСТЬ Усі живі організми розвиваються в тісному взаємозв'язку один з одним і з оточуючим їх довкіллям. Різні фактори середовища (світло, температура, волога, склад ґрунту та ін.) прямо чи непрямо.впливають на організми, викликаючи в них зміну зовнішніх та внутрішніх ознак. Таким чином, організм має не тільки спадковість, яка поставляє матеріал для еволюції і селекції, але і мінливість. Види мінливості
Модифікаційна (фенотипна, неспадкова, масова). Зміни - модифікації.
Мутаційна (генотипна, спадкова, індивідуальна). Зміни - мутації. Модифікаційна мінливість Якщо зміни, що виникли під впливом довкілля, не торкнулися генотипу, а тільки викликали більш-менш значні зміни фенотипу, то мова йде про фенотипічну, або модифікаційну мінливість. Властивості модифікацій
Значення модифікацій Більшість модифікацій мають пристосувальне значення і сприяють процвітанню виду. Статистичні закономірності модифікаційної мінливості Різні ознаки організму в різній мірі змінюються під впливом зовнішніх умов. Межі, у яких можлива зміна ознак у даного генотипу, називаються нормою реакції. Норма реакції
§9. Мутаційна мінливість. Основні положення мутаційної теорії. Закон гомологічних рядів спадкової мінливості Основні терміни і поняття: мутаційна мінливість, мутації, мутанти, мутагени, генеративні та соматичні мутації, летальні, сублетальпі, геномні, генні мутації, поліплоїдія. Теорія мутацій X. Гуго Де Фріза Він першим увів термін «мутація» (зміна) і провів перші дослідження цього процесу: а) мутації виникають раптово, стрибкоподібно; б) успадковуються, тобто стійко передаються з покоління в покоління; в) неспрямовані: мутувати може будь-яка ділянка, викликаючи зміни як незначних, так і життєво важливих ознак; г) одні й ті самі мутації можуть виникати повторно; д) за своїм проявом вони можуть бути як корисними, так і шкідливими і байдужими, як домінантними, так і рецесивними. Здатність утворювати мутації - універсальна властивість усіх живих організмів. ^Типи мутацій-~^ ї^ (де виникають) ^ч^а
Соматичні виявляються Виникають у соматичних клітинах, виявляючись лише в цьому організмі. Але при вегетативному розмноженні можуть передаватися потомству. Типи мутацій (залежно від впливу на життєдіяльність організму) Летальні Призводять до загибелі організму (часто на початковій стадії його розвитку). Сублетальні Знижують життєдіяльність організму (виникають захворювання). Нейтральні За певних умов не впливають на організм. Типи мутацій (залежно від змін_генетичного апарата) Геномні (або поліплоїдія) - Генні (або точкові) - це до- Хромосомні (або хромосомні Причини мутацій І Мутагени - речовини, фактори, що викликають мутації.
Фізичні Хімічні Біологічні Різні види випромінювання Алкалоїд колхіцин (руйнує Віруси, та ін. веретено поділу клітини), газ іприт та ін. Мутації можна викликати штучно. СМ. Гершензон (укр.) та його школа одержували мутації хімічними мутагенами. М.П. Дубінін (рос.) одержував мутації, використовуючи різні види випромінювання (радіаційна генетика). Частота мутацій Різні види організмів і навіть різні особини одного виду відрізняються індивідуальною чутливістю до мутагенів. Проте: а) частота мутацій зростає, якщо дія мутагену сильніша і триваліша; б) для мутагенів не існує нижньої межі їхньої дії. Довідка. Мінімальна доза радіації, яка подвоює природну частоту мутацій у людини, визнана 20 рад. Рад - позасистемна одиниця поглиненої дози іонізуючих випромінювань. Загальні властивості мутацій: а) мутагени універсальні; б) неспрямовані (мутувати може будь-який ген); в) ступінь прояву мутацій у фенотипі не залежить від інтенсивності і тривалості дії мутагену. Значення мутацій Джерело спадкової мінли- Широко використовується Використовується при розробці генетичних методів боротьби зі шкідниками і хворобами. Закон гомологічних рядів у спадковій мінливості Сформульований М. І. Вавиловим у 1920- 1921 pp.
Види та роди, генетично близькі, харак-теризуються подібними рядами спадкової мінливості. Генетично близькі родичі мають спільне походження шляхом дивергенції від спільного предка. Тобто в родинних видів, що мають спільне походження, виникають і подібні мутації. Це означає, що у представників різних сімейств і класів з подібним набором генів можна зустріти паралелізм - гомологічні ряди мутацій за різними властивостями. Практичне використання у сільськогосподарському виробництві, селекції, медицині. Дає можливості пошуку ознаки, відсутньої в одного з родичів, але характерної для інших. Таким шляхом були зібрані і вивчені голонасінні форми злаків, однонасінні сорти цукрового буряка, що особливо важливо при механічній обробці ґрунтів. Медицина як модель для вивчення хвороб людини використовує тварин з гомологічними захворюваннями: цукровий діабет пацюків, уроджена глухота морської свинки, катаракта очей мишей і ряд інших дефектів. §10. Генетика популяцій 1 *аїЛ пір Г'нжс Основні терміни і поняття: популяція, міграції, дрейф генів, генофонд, популяційні хвилі, мутантна алель. Генофонд популяцій Види у природі зустрічаються не ізольовано один від одного, а утворюють на певному просторі сукупності, які називаються популяціями. Сукупність різних спадкових факторів (генів), які мають організми, що входять у популяцію, називається генофондом популяцій. Генофонд популяцій з часом змінюється: з одного боку, він збіднюється у результаті вимирання організмів, що мають певні гени, а з іншого - збагачується завдяки мутаціям, що дають початок новим генам і спонтанним схрещуванням з іншими популяціями. Формула Харді-Ваинберга Г. Харді і В. Вайнберг дійшли висновку (незалежно один від одного), що в ідеальній популяції співвідношення алелей (А: а) стабілізується протягом декількох поколінь і залишається сталим тривалий час (закон Харді-Вайнберга, 1908 p.). Ідеальна популяція: а) досить велика за площею; б) схрещування особин відбувається зовсім випадково; в) мутації генів зустрічаються так рідко, що ними при розрахунках можна знехтувати; г) життєздатність усіх гомозиготних (АА, аа) і гетерозиготних (Аа) особин однакова; д) популяція ізольована і не обмінюється генами з подібними популяціями; ж) відсутній природний добір. Формула Харді-Вайнберга
Дата добавления: 2015-05-24; Просмотров: 3465; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |