Заняття № 32

Тема. Явище зчепленого успадкування. Хромосомна теорія спадковості.

Мета: ознайомити студентів із явищем зчепленого успадкування, його цитологічними основами та значенням для селекційної роботи.

Література: л.1 Загальна біологія: (Підручник для учнів 10-11 кл.) / М. Є. Кучеренко. – К.: Генеза 2000. – 464 с.: іл.. §42

План

1. Явище зчепленого успадкування.

2. Досліди Т. Моргана.

3. Хромосомна теорія спадковості.

4. Успадкування, зчеплене зі статтю.

1. Коли ми доводили статистичний характер законів спадковості, встановлених Менделем, то для спрощення припускали, що кожна з хромосом несе лише один ген. Але вчені вже давно встановили, що кількість спадкових ознак організму значно перевищує число хромосом галоїдного набору. Це означає, що в кожній хромосомі розміщено багато генів. Тож разом із ознаками, які успадковуються незалежно, повинні існувати і такі, що успадковуються зчеплено одна з одною, бо вони визначаються генами, розташованими в одній хромосомі. Такі гени утворюють групу зчеплення.

2. Явищезчепленого успадкування Томас Морган встановив у такому досліді. Самців дрозофіли, гомозиготних за домінантними алелями забарвлення тіла (сіре) та формою крил (нормальні), схрестив з самками, гомозиготними за відповідними рецесивними алелями (чорне тіло – недорозвинені крила). Генотипи цих особин позначили відповідно ЕЕХХ та еехх. Усі гідриди першого покоління мали сіре тіло і нормальні крила, тобто були гетерозиготними за обома парами алелей (генотип – ЕеХх). Потім їх схрестили з особинами, гомозиготними, за відповідними рецесивними алелями (аналізуюче схрещування).

Теоретично можна було очікувати такі розщеплення ознак:

- якби гени, які зумовлюють ці ознаки містилися в різних хромосомах і успадковувалися незалежно, то співвідношення було б таким 1: 1: 1: 1;

- якщо б ці гени розміщувалися в одній хромосомі і успадковувалися зчепленно, то співвідношення при розщепленні було б 1: 1,

насправді 41, 5% особин мали сіре тіло і нормальні крила, 41, % чорне тіло і недорозвинені крила, 8, 5% - сіре тіло нерозвинені крила, 8, 5 % - чорне тіло і нормальні крила. тобто розщеплення наближувалося до 1: 1, але разом з цим проявилися всі варіанти фенотипів як при незалежному успадкуванні. На підставі цих даних Т. Морган припустив, що гени, які визначають забарвлен-ня тіла і форму крил розташовані в одній хромосомі, але в процесі мейозу під час утворення гамет гомологічні хромосоми можуть обмінюватися ділянками, тобто має місце явище кросинговеру.

Кросинговер збільшує комбінативну мінливість, сприяючи утворенню нових поєднань алелей. Дослідження кросинговеру дали змогу виявити такі певні закономірності: сила зчеплення між двома генами, розташованими в одній хромосомі, обернено пропорційна відстані між ними. Частота кросинговеру між двома зчепленими генами являє собою відносно сталу величину для кожної конкретної пари генів. На підставі цих закономірностей було зроблено висновок, що гени, розташовані в хромосомі по її довжини один за одним в лінійному порядку.

3. Хромосомна теорія спадковості багато в чому визначила розвиток не тільки генетики, але й усієї біології. За її допомогою з’ясували матеріальну основу законів спадковості, встановлених Г. Менделем, і стало зрозумілим, чому у певних випадках успадкування ознак відхиляється від цих законів.

Основні положення хромосомної теорії спадковості такі:

- гени розташовані в хромосомах; різні хромосоми містять не однакову кількість генів, кожна з негомологічних хромосом має унікальний набір генів;

- гени розташовані в хромосомах у лінійному порядку;

- Кожний ген займає в хромосомі певну ділянку (локус); алельні гени заповнюють однакові локуси гомологічних хромосом;

- Усі гени однієї хромосоми утворюють групу зчеплення, завдяки чому відбувається зчеплене успадкування деяких ознак; сила зчеплення між двома генами обернено пропорційна відстані між ними;

- Зчеплення між генами однієї хромосоми порушується внаслідок кросинговеру, під час якого гомологічні хромосоми обмінюються своїми ділянками;

- Кожен біологічний вид характеризується певним каріотипом.

4. У живих організмів існує кілька способів визначення статі. Стать можуть визначати зовнішні умови (у черва бонелії), поліплоїдність організму (у бджіл і мурах) чи спеціальні статеві хромосоми. Статеві хромосоми називаються гетерохромосомами, а нестатеві хромосоми – аутосомами.

Одна з гетерохромосом паличкоподібної форми (Х- хромосома), інша –гачкоподібної (Y-хромосома). У самок дрозофіл обидві статеві хромосоми однакові (Х-хромосоми), а у самців різні (Х та Y- хромосоми).

Оскільки під час мейозу гомологічні хромосоми розходяться до різних гамет, то в однієї статі виникає лише один тип гамет (гомогаметна стать), в іншої – два, які відрізняються будовою статевих хромосом.(гетерогаметна стать) у багатьох систематичних груп організмів гомогаметною статтю є жіноча, а гетерогаметною – чоловіча (двокрилі комахи, клопи, жуки, більшість риб, ссавці, деякі дводомні рослини).

У людини генотип статі певного індивідума визначають шляхом вивчення клітин, які не діляться. Одна Х-хромосома завжди виявляється в активному стані й має звичайний вигляд. Інша, якщо вона є, перебуває в інактивованому стані у вигляді щільної структури, чку називають тільцем Барра. В нормі в клітинах чоловіків цих тілець немає, а в жінок є лише одне тільце Барра. Завдяки цьому, незважаючи на те що жінки мають дві Х-хромосоми, а чоловіки - тільки одну, експресія генів Х-хромосоми відбувається на одному й тому рівні в обох статей. Y-хромосома людини вважається генетично інертною, бо в ній мало генів. Однак вплив Y-хромосоми на детермінацію статі в людини дуже значний.

Гени, які розташовані у статевих хромосомах, називаються генами, зчепленими зі статтю. Прикладами таких генів є гени забарвлення очей у дрозофіли, гени дальтонізму й гемофілії, гени облисіння.

Міністерство аграрної політики та продовольства України

Ізмаїльський технікум механізації і електрифікації сільського господарства

«Затверджую»

Заступник директора з НР

________

«___» _____ 2013 р.