Презентация на тему "сцепление генов. кроссинговер" по биологии

Законы Моргана: сцепленное наследование признаков

Раздел ЕГЭ: 3.5 … Законы Моргана: сцепленное наследование признаков, нарушение сцепления генов…

В каждой хромосоме локализовано множество генов. Гены, расположенные в одной хромосоме, образуют группу сцепления и наследуются вместе.

Совместное наследование генов Т. Морган предложил назвать сцепленным. Число групп сцепления соответствует гаплоидному набору хромосом.

Способ наследования сцепленных генов отличается от наследования генов, находящихся в разных хромосомах. При независимом комбинировании дигибрид образует четыре типа гамет в равных количествах, а дигибрид с генами, локализованными в одной паре хромосом, — только два типа гамет, тоже в равных количествах.

Цитологические основы сцепленного наследия

Возникают и другие типы гамет — Аb и аВ — с новыми комбинациями генов, отличающимися от родительских. Причина этого — кроссинговер (обмен участками гомологичных хромосом, перекрёст хромосом). Особи, получающиеся из гамет с новым сочетанием аллелей, — кроссинговерные (рекомбинантные). Частота перекрёста между двумя генами, локализованными в одной хромосоме, пропорциональна расстоянию между ними. Кроссинговер между двумя генами происходит тем реже, чем ближе друг к другу они расположены.

Кроссинговер

Сцепленное наследование — феномен скоррелированного наследования определённых состояний генов, расположенных в одной хромосоме.

Полной корреляции не бывает из-за мейотического кроссинговера, так как сцепленные гены могут разойтись по разным гаметам. Кроссинговер наблюдается в виде расцепления у потомства тех аллелей генов и, соответственно, состояний признаков, которые были сцеплены у родителей.

Наблюдения, проведённые Томасом Морганом, показали, что вероятность кроссинговера между различными парами генов разная, и появилась идея создать генные карты на основании частот кроссинговера между разными генами.

Расстояние между генами, расположенными в одной хромосоме, определяется по проценту кроссинговера между ними и прямо пропорционально ему. За единицу расстояния принят 1 % кроссинговера. Чем дальше гены находятся друг от друга в хромосоме, тем чаще между ними будет происходить кроссинговер.

Это конспект для 10-11 классов по теме «Законы Моргана: сцепленное наследование признаков». Выберите дальнейшее действие:

Вернуться к Списку конспектов по Биологии.
Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по биологии

Определение пола

Пол как наследственный признак

План

Хромосомная теория наследственности

1.Пол как наследственный признак.

2.Определение пола.

3.Наследование признаков, сцепленных с полом и ограниченных полом.

4.Сцепление генов. Опыты и правило Моргана.

5.Основные положения хромосомной теории наследственности.

Хромосомная теория наследственности — раздел генетики о локализации наследуемых факторов в хромосомах клеток.

Суть ее заключается в том, что все признаки и свойства живых организмов определяются генами, расположенными в хромосомах клетки в линейном порядке. Основателем ее явился американский генетик Томас Морган, теория разработана его сотрудниками в начале ХХ века.

Одним из признаков у многих живых организмов является пол (мужской и женский).

Пол — это совокупность морфологических, физиологических, биохимических и поведенческих признаков организма, которые обуславливают репродукцию (воспроизведение).

Пол — это генетически обусловленный признак, т.е. пол зародыша определяется генетическими механизмами — комбинацией половых хромосом. Половые хромосомы определяют первичные половые признаки.

Под их влиянием формируются половые железы (семенники и яичники), выделяющие мужские и женские половые гормоны. Половые гормоны определяют развитие вторичных половых признаков того или другого пола и проявляются у организмов в период полового созревания (у человека в 12 — 15 лет). Вторичные половые признаки — различие в размерах и пропорциях тела, тембр голоса, степень развития волосяного покрова и др.

У большинства организмов пол определяется в момент оплодотворения (сингамно) и регулируется хромосомным набором зиготы, его называют хромосомный тип определения пола.

У человека и млекопитающих женские особи имеют в кариотипе две Х — хромосомы (ХХ), а мужские Х- и У- хромосомы. Женские особи являются гомогаметными, поскольку формируют лишь один тип гамет, а мужские — гетерогаметными, т.к. образуют два типа гамет.

У птиц и бабочек гетерогаметным полом является женский пол, а гомогаметными — мужской. У них половые хромосомы обозначают как Z и W.

У некоторых клопов, жуков самки имеют состав половых хромосом ХХ, самцы же несут всего одну из них — (ХО).

Совершенно особый тип определения пола имеется у перепончатокрылых, в частности, у пчел. У этих насекомых самки развиваются из оплодотворенных яиц и клетки их тела диплоидны, а самцы развиваются партеногенетически из неоплодотворенных яиц и имеют гаплоидные клетки.

Хромосомная теория наследования пола утверждает, что гены определяющие развитие пола, локализованы в половых хромосомах. У человека гены, обуславливающие развитие женского пола, находятся в Х — хромосоме, а гены мужского пола — в У — хромосоме.

Основные типы хромосомного определения пола

Иначе обстоит дело у дрозофилы. При изучении наследования пола у мухи — дрозофилы было установлено, что у самки две одинаковые Х — хромосомы, а у самца Х- и У- — хромосомы. У дрозофилы гены, определяющие женский пол, находятся в Х — хромосоме, а У — хромосома генетически инертна и гены, определяющие развитие мужского пола, находятся в аутосомах. Оплодотворенные яйцеклетки, имеющие диплоидный набор хромосом и две Х — хромосомы дают начало самкам (2А + ХХ), а имеющие диплоидный набор аутосом и одну Х — хромосому дают самцов(2А+ХУ).

Опыты подтвердили, что чем больше наборов аутосом, тем больше были выражены признаки мужского пола. Из этого был сделан вывод, что У — хромосома у мухи — дрозофилы не имеет существенного значения для определения мужского пола.

Кроме сингамного способа определения пола существует эпигамный способ дифференцировки пола, который определяется воздействием условий окружающей среды, например, у морского кольчатого червя Bonnelia определяется условиями развития яйцеклеток (прогамный способ, как у коловраток).

studopedia.ru

Хромосомная теория определения пола.

Хромосомная теория определения пола. В 1901 году при изучении хромосомных наборов половых клеток самцов и самок было установлено, что они различаются одной парой хромосом. Хромосомы этой пары были названы половыми, а остальные хромосомы, одинаковые у самцов и самок, аутосомами. У большинства организмов, в том числе животных и человека, в кариотипе самок содержится две одинаковые хромосомы, которые обозначают буквой X. У самцов имеется Х-хромосома и отличная от нее хромосома, обычно меньшего размера, которая обозначается буквой У. Таким образом, генотип самок по половым хромосомам будет XX, а генотип самцов — ХУ. Сочетание половых хромосом в зиготе определяет пол будущего организма

1. Яйцеклетка, содержащая Х-хромосому, оплодотворяется сперматозоидом тоже с Х-хромосомой. В зиготе встречаются две Х-хромосомы; из такой зиготы развивается женская особь.

2. Яйцеклетка, содержащая Х-хромосому, оплодотворяется сперматозоидом, несущим Y-хромосому. В зиготе оказывается сочетание Х- и Y-хромосомы; из такой зиготы развивается мужской организм.

Кроме такого типа определения пола, в природе встречаются и другие. Например, у птиц генотип самцов XX, а у самок содержится на одну хромосому меньше. Их генотип записывают обычно ХО или Х-. У пчел, ос и близких им видов пол зависит от количества хромосом. Самки имеют диплоидный набор хромосом – 2n, а самцы — гаплоидный n. У особей женского пола в процессе гаметогенеза образуется только один сорт гамет, несущий Х-хромосому. Поэтому этот пол называют гомогаметным, У самцов образуется два типа гамет, несущих X и У-хромосомы, и такой пол называется гетерогаметным, В связи с этим пол потомства будет зависеть от гетерогаметных особей, которыми у животных и человека являются самцы. Эта теория наглядно объясняет одинаковую вероятность рождения в природе самцов и самок.

Как учитывается кроссинговер у гаплоидных организмов? Можно ли предсказать результаты скрещивания, если известна частота кроссинговера?

Если во время мейотического деления произошел кроссинговер, то его последствия можно наблюдать и учитывать по продуктам мейоза (тетрадный анализ). Для этого наиболее удобно использовать плесневый гриб Neurospora crassa. У гетерозигот Аа в результате мейоза и следующего за ним митоза в каждом аске образуется по восемь спор, различающихся по окраске: четыре окрашенные зрелые споры А и четыре неокрашенные незрелые споры а. Если в профазе мейоза не произошло кроссинговера, расположение спор будет ААААаааа или ааааАААА. Если же кроссинговер произошел, расположение спор окажется измененным в разнообразных вариантах: ААааААаа, ааААааАА, ААааааАА ааААААаа, зависящих от расхождения хроматид в первом и втором делении мейоза (рис. 10).

Рис. 10. Схема образования аскоспор у нейроспоры: а — сумка; б — стадия четырех нитей; в — кроссинговер

У гаплоидных организмов число кроссоверных генотипов точно соответствует числу кроссоверных спор или гамет, поэтому и у диплоидов вполне правомерно судить о частоте кроссинговера по числу рекомбинантов в потомстве.

Если известны частота кроссинговера между двумя генами и какие гаметы и в каком отношении образует гетерозигота по двум сцепленным генам, то можно предсказать результаты скрещивания. Например, установлено, что гены А и В сцеплены с показателем перекреста 20%. Скрещивание гомозиготных линий АВ/АВ и ab/ab в F₁ даст гетерозиготы АВ/аb, которые образуют четыре типа гамет:

Составив решетку Пеннета с учетом частоты гамет каждого типа, можно подсчитать расщепление в F₂ (табл. 5).

Таблица 5. Расщепление в F₂ при наличии кроссинговера

При суммировании фенотипически одинаковых особей в F₂ окажется 66% A-B-, 9% А-bb, 9% ааВ- и 16% ааbb.

Если гены локализованы в участках, значительно удаленных друг от друга, возможны двойные и даже множественные перекресты (рис. 11). Если известна величина одиночных перекрестов между точками АВ и ВС, можно теоретически рассчитать частоту двойного перекреста, т. е. частоту одновременного разрыва и обмена в обоих участках. Эта частота равна произведению частот одиночных перекрестов. Однако теоретически найденная величина обычно выше действительной, так как разрыв в одном участке хромосомы препятствует разрыву в соседних из-за интерференции. Влияние интерференции падает с увеличением расстояния от места первого перекреста. Коэффициент интерференции — это отношение действительной частоты двойных перекрестов к теоретически ожидаемой. Силу интерференции выражают коэффициентом коинциденции, или коэффициентом совпадения. Значительное влияние на частоту кроссинговера оказывают: 1) структура хромосом (в гетерохроматиновых участках, вблизи центромера и на концах хромосом перекрест происходит редко); 2) функциональное состояние организма; 3) факторы внешней среды (температура, облучение и др.), причем одни и те же агенты могут увеличивать частоту перекреста в участках вблизи центромера и уменьшать ее на концах хромосом.

Рис. 11. Схема двойного кроссинговера

Хромосомный механизм определения пола

Генетика пола. Наследование, сцепленное с полом.

Цель: сформировать у учащихся представление о генетике пола, наследовании признаков, сцепленных с полом.

Задачи:

1. Образовательные: сформировать понятия: аутосомы, гетерохромосомы, гомогаметный, гетерогаметный пол, сформировать представление о детерминации развития пола, признаках, сцепленных с полом, признаках наследуемых через Y-хромосому и Х-хромосому; познакомить учащихся с особенностями наследования половых хромосом, некоторыми патологическими состояниями человека, наследуемыми сцепленно с полом.

2. Развивающие: продолжить формирование умений и навыков решения генетических задач на сцепленное наследование генов, на наследование, сцепленное с полом, развивать мыслительные операции.

3. Воспитательные: формировать сознательное отношение к своему здоровью и здоровью потомков.

Оборудование: компьютер, мультимедиапроектор, экран (интерактивная доска), презентация в Power Point.

Тип урока:урок изучения новой темы.

Генетика пола

Генетика объяснила сущность удивительной и важной проблемы: равное распределение женских и мужских особей в поколениях животных и людей

· Для какого способа размножения характерно образование гамет? Половое

· Какой набор хромосом они имеют? n

· Как называется оплодотворенная яйцеклетка, и какой набор хромосом она имеет? Зигота, 2n

Для начала вспомним, что представляет собой хромосомный набор клеток человека.

В кариотипе человека состоит из скольких хромосом? из 46 хромосом

44 одинаковы у всех особей, независимо от пола (эти хромосомы называют аутосомами), а одной парой хромосом, называемых половыми, женщины отличаются от мужчин. Это общебиологическая закономерность для всех живых организмов, размножающихся половым путем.

Аутосомы – парные хромосомы, одинаковые и для мужских и женских организмов.

Половые хромосомы – хромосомы, набор которых отличает мужские и женские особи у животных и растений с хромосомным определением пола.

Диплоидная клетка организма человека: 46 хромосом =23 пары гомологичных хромосом, из которых 22 пары — аутосомы + 1 пара половые хромосомы:

· Как обозначаются половые хромосомы? у мужчины — ХY; у женщины — ХХ.

Пол можно рассматривать как один из признаков организма, как правило, определяется генами. Механизм же определения пола имеет иной характер — хромосомный.

Хромосомный механизм определения пола

Пол будущего потомка определяется сочетанием половых хромосом. Пол, имеющий одинаковые половые хромосомы, называют гомогаметным, так как он дает один тип гамет, а имеющий разные-гетерогаметным, так как он образует два типа гамет. У человека, млекопитающих, мухи дрозофилы гомогаметный пол женский, а гетерогаметный — мужской. Гетерогаметный женский у птиц, рептилий

· У мужского пола в процессе гаметогенеза формируется 2 типа гамет в равной пропорции, так как мужской пол — гетерогаметный: Х-сперматозоиды и Y-сперматозоиды.

· Поскольку у женского пола половые хромосомы одинаковы, так как женский пол — гомогаметный, то каждая яйцеклетка несет Х-хромосому.

Теоретически соотношение полов должно быть 1:1. Эта статистическая закономерность, обеспечиваемая условием равновероятной встречи гамет. Статистически так и получается.

Пол будущего организма всегда определяет гетерогаметный пол(т.е. мужской), именно потому, что гаметы с Х- и Y- хромосомой образуются у мужского пола в равных количествах.

X- и Y-хромосомы отличаются по строению: Y-хромосома состоит как бы из двух участков — одного гомологичного Х-хромосоме, а другого негомологичного. А так же по набору генов, которые в них находятся.