Кой откри закона за свързаното наследяване на гените. Урок: свързано наследяване на гени

Оковано наследство. Независимото разпределение на гените (вторият закон на Мендел) се основава на факта, че гените, принадлежащи към различни алели, са разположени в различни двойки хомоложни хромозоми. Естествено възниква въпросът: как ще се случи разпределението на различни (неалелни) гени в няколко поколения, ако те лежат в една и съща двойка хромозоми? Това явление трябва да се случи, защото броят на гените е многократно по-голям от броя на хромозомите. Очевидно законът за независимо разпределение (вторият закон на Мендел) не се прилага за гени, разположени на една и съща хромозома. Ограничава се само до случаите, когато гените на различни алели са на различни хромозоми.

Модел на наследяванекогато се открият гени на една хромозома, това е внимателно проучено от Т. Морган и неговата школа. Основен обект на изследване беше малката плодова мушица Drosophila

Това насекомо е изключително удобно за генетична работа. Мухата се отглежда лесно в лаборатория, произвежда ново поколение на всеки 10-15 дни при оптимална температура от 25-26° C, има многобройни и разнообразни наследствени характеристики и има малък брой хромозоми (8 в диплоидния набор) .

Експериментите показват, че гените, локализирани на една хромозома, са свързани, т.е. те се наследяват предимно заедно, без да показват независимо разпространение. Нека да разгледаме конкретен пример. Ако кръстосате дрозофила със сиво тяло и нормални крила с муха, която има тъмен цвят на тялото и рудиментарни крила, тогава в първото поколение всички мухи ще бъдат сиви с нормални крила. Това е хетерозигот за две двойки алели (сиво тяло - тъмно тяло и нормални крила - рудиментарни крила). Да кръстосаме. Нека кръстосаме женските на тези дихетерозиготни мухи (сиво тяло и нормални крила) с мъжки, притежаващи рецесивни черти - тъмно тяло и рудиментарни крила. Въз основа на второто може да се очаква да се получат четири мухи в потомството: 25% сиви, с нормални крила; 25% сиво, с рудиментарни крила; 25% тъмен, с нормални крила; 25% тъмен, с рудиментарни крила.

Всъщност в експеримента има значително повече мухи с оригиналната комбинация от характеристики (сиво тяло - нормални крила, тъмно тяло - рудиментарни крила) (в този експеримент 41,5%), отколкото мухи с рекомбинирани характеристики (сиво тяло - рудиментарни крила и тъмно тяло - нормални крила).

Ще има само 8,5% от всеки тип. Този пример показва, че гените, които определят характеристиките на сивото тяло - нормални крила и тъмното тяло - рудиментарни крила, се наследяват предимно заедно или, с други думи, се оказват свързани помежду си. Тази връзка е следствие от локализирането на гени върху една и съща хромозома. Следователно по време на мейозата тези гени не се разделят, а се наследяват заедно. Феноменът на свързване на гени, локализирани в една и съща хромозома, е известен като закон на Морган.

Защо в края на краищата сред хибридите от второ поколение се появяват малък брой индивиди с рекомбинация на родителските характеристики? Защо генната връзка не е абсолютна? Изследванията показват, че тази рекомбинация на гените се дължи на факта, че по време на процеса на мейоза, по време на конюгацията на хомоложни хромозоми, те понякога разменят своите участъци или, с други думи, между тях възниква кръстосване.

Ясно е, че в този случай гените, които първоначално са били разположени на една от двете хомоложни хромозоми, ще се окажат на различни хомоложни хромозоми. Между тях ще има рекомбинация. Честотата на кръстосването е различна за различните гени. Зависи от разстоянието между тях. Колкото по-близо са разположени гените върху хромозомата, толкова по-рядко се разделят по време на кръстосване. Това се случва, защото хромозомите обменят различни региони и гените, които са близо разположени, е по-вероятно да се окажат заедно. Въз основа на този модел беше възможно да се конструират генетични карти на хромозоми за добре проучени организми, върху които се нанася относителното разстояние между гените.

Биологичното значение на хромозомното кръстосване е много голямо. Благодарение на него се създават нови наследствени комбинации от гени, увеличава се наследствената изменчивост, която доставя материал за.

Генетика на пола. Добре известно е, че при двудомните организми (включително и хората) съотношението между половете обикновено е 1:1. Какви причини определят пола на развиващия се организъм? Този въпрос отдавна интересува човечеството поради голямото си теоретично и практическо значение. Хромозомният набор от мъже и жени в повечето двудомни организми не е еднакъв. Нека се запознаем с тези разлики, използвайки примера на набора от хромозоми в Drosophila.

Мъжките и женските не се различават един от друг по три двойки хромозоми. Но за една двойка има значителни разлики. Женската има две еднакви (сдвоени) пръчковидни хромозоми; Мъжът има само една такава хромозома, чиято двойка е специална хромозома с двойно рамо. Тези хромозоми, в които няма разлики между мъжете и жените, се наричат автозоми. Хромозомите, по които мъжките и женските се различават една от друга, се наричат полови хромозоми. По този начин хромозомният набор на Drosophila се състои от шест автозоми и две полови хромозоми. Половата, пръчковидна хромозома, присъстваща в двоен брой при жените и в единичен брой при мъжете, се нарича Х хромозома; втората, сексуална (двураменна хромозома на мъжа, отсъстваща при жената) - Y хромозомата.

Как се поддържат разглежданите полови различия в хромозомните набори на мъже и жени в процеса? За да се отговори на този въпрос, е необходимо да се изясни поведението на хромозомите в мейозата и по време на оплождането. Същността на този процес е представена на фигурата.

По време на узряването на зародишните клетки в женската, всяка яйцеклетка в резултат на мейозата получава набор от четири хромозоми: три автозоми и една Х хромозома. Мъжете произвеждат два вида сперма в равни количества. Някои носят три автозоми и X хромозома, други носят три автозоми и Y хромозома. При оплождането са възможни две комбинации. Едно яйце може да бъде еднакво вероятно да бъде оплодено от сперма с X или Y хромозома. В първия случай от оплодена яйцеклетка ще се развие женска, а във втория мъжки. Полът на организма се определя в момента на оплождането и зависи от хромозомния комплемент на зиготата.

При хората хромозомният механизъм за определяне на пола е същият като при Drosophila. Диплоидният брой на човешките хромозоми е 46. Този брой включва 22 двойки автозоми и 2 полови хромозоми. При жените има две X хромозоми, при мъжете има една X и една Y хромозома.

Съответно мъжете произвеждат два вида сперматозоиди - с X- и Y-хромозоми.

При някои двудомни организми (например някои насекоми) Y хромозомата напълно липсва. В тези случаи мъжът има една хромозома по-малко: вместо хромозомите X и Y, той има една хромозома X. След това, по време на образуването на мъжки гамети по време на мейозата, Х-хромозомата няма партньор за конюгация и отива в една от клетките. В резултат на това половината от всички сперматозоиди имат X хромозома, докато другата половина я няма. Когато яйцеклетката се оплоди от сперма с Х хромозома, се получава комплекс с две Х хромозоми и от такава яйцеклетка се развива женска. Ако яйцеклетката се оплоди от сперматозоид без Х хромозома, ще се развие организъм с една Х хромозома (получена чрез яйцеклетката от женската), който ще бъде мъжки.

Във всички примери, обсъдени по-горе, се развиват две категории сперматозоиди: или с X и Y хромозоми (Drosophila, хора), или половината от сперматозоидите носят X хромозомата, а другата е напълно лишена от нея. Всички яйца са еднакви по отношение на половите хромозоми. Във всички тези случаи имаме мъжка хетерогаметия (различна гаметия). Женският пол е хомогаметен (равно гаметичен). Наред с това в природата се среща друг тип определяне на пола, характеризиращ се с женска хетерогаметия. Тук възникват противоположни отношения на току-що обсъдените. За женския пол са характерни различни полови хромозоми или само една Х хромозома. Мъжкият пол има двойка еднакви X хромозоми. Очевидно в тези случаи ще се появи женска хетерогаметия. След мейозата се образуват два вида яйцеклетки, докато по отношение на хромозомния комплекс всички сперматозоиди са еднакви (всички носят една Х хромозома). Следователно полът на ембриона ще се определя от това коя яйцеклетка - с X или Y хромозома - ще бъде оплодена.

Урок по биология за 10 клас

"Свързано наследяване на гени."

Цели на урока.

Да се формира у студентите разбиране за свързаното наследство, групите на свързване и генетичното картографиране.

Научете учениците да обясняват причините за свързаното наследяване на гени, както и нарушаването на връзката между тях, което се случва в профазата на първото мейотично деление.

Убедете гимназистите, че генетичното картографиране позволява да се установи истинското местоположение (локализация) на отделните гени в хромозомата и след това да се повлияе на материалната основа на наследствеността.

Оборудване.Таблица с мутации при дрозофила, образуване на зародишни клетки и кросинговър, карти с инструкции, тестов текст, диск Кирил и Методий за 10 клас, проектор, компютър, екран.

Тип урок.Изучаване на нов материал и първоначално консолидиране на знания и методи на дейност.

Методи използвани в урока: репродуктивен, частично търсене.

По време на часовете.

Дейности на учителя

Студентски дейности

Актуализиране на знанията.

Днес продължаваме да изучаваме раздела „Модели на наследственост и вариации“, отново ще решаваме генетични проблеми.

Сега отваряме тетрадките, записваме числото, но оставете място за темата на урока, вие сами ще ми я кажете по-късно. Вече решихме задачи за хора, кучета, котки, но обектът в първата задача днес ще бъде плодовата мушица дрозофила – любимият обект на всички генетици. А защо е толкова обичана, ще ни каже ____________

Тя подготви кратко съобщение. Вашата задача е да изслушате внимателно съобщението и да го запишете в бележника си - Направо към точки 1, 2.

Един ученик прави съобщение. Момчетата слушат и записват заслугите си в тетрадка.

Предимства на мухата Drosophila като обект на генетиката.

-лесно се отглеждат в плен,

- много плодовит

- има голяма променливост,

- лесен за научаване,

-малък брой хромозоми.

Създаване на проблемна ситуация, формулиране на темата и целта на урока.

Сега знаем много за любимеца на генетиците и можем спокойно да се заемем със задачата като истински изследователи.

Задача.

При мухата Drosophila сивото оцветяване на тялото доминира над тъмните, а дългите крила доминират над рудиментарните крила. Чрез кръстосване на сива муха с дълги крила с тъмна муха с рудиментарни крила във F 1 бяха получени всички мухи със сиво тяло и дълги крила. След това F 1 се кръстосва с рецесивен хомозигот. Какво потомство трябва да се очаква от това кръстосване?

Един ученик решава на дъската, а останалите на бюрата си

Реши задачата.

Теоретично всичко е правилно, според закона на Мендел трябва да получим 4 генотипа, 4 фенотипа от по 25%, но всъщност в резултат на такова кръстосване получихме 42% мухи със сиви дълги крила и 42% мухи с тъмни рудиментарни крила. Записвам резултата на дъската. В какъв случай смятате, че може да се получи такъв резултат? Моля, имайте предвид, че има повече мухи със същите характеристики като родителите.

Как могат да се наследят тези гени?

Къде се намират?

Така стигаме до темата на днешния урок – Какво наследство ще изучаваме днес? Пиша темата на дъската.

И 8% са рекомбинирани черти. Пиша на дъската. Изучавайки тази тема, трябва да отговорим защо в нашия проблем получихме такова съотношение, което не съответства на законите на Мендел. И в резултат на това 8% се появиха с рекомбинирани характеристики. Това е нашата цел за днешния урок.

Всеки организъм има много повече гени, отколкото хромозоми. Хората имат 23 двойки хромозоми, 22 двойки автозоми и 1 двойка полови хромозоми и около един милион гени. Това означава, че няколко хиляди гена са разположени на една хромозома.

От днешния урок ще научите как се унаследяват гените, разположени на една и съща хромозома и какви закони важат в този случай.

Децата правят предположения.

Тези двойки гени се предават по наследство

Заедно. С други думи, те са свързани.

Тези гени са локализирани (или разположени) на една и съща хромозома.

Свързано наследяване на гени.

Запишете темата в тетрадката си.

Учене на нов материал.

Дейности на учителя

Информация на екрана на компютъра

Студентски дейности

Слайд урок №31 "Свързано наследяване на гени"Вижте плана на урока, момчета - какви въпроси ще изучаваме днес.

Слайд 2 (Неалелни гени).

Изследванията на генетиците показват, че законите на Мендел са валидни, ако гените, отговорни за различни черти, са разположени в различни двойки хомоложни хромозоми (долната фигура)

И ако различни гени са разположени в една двойка хомоложни хромозоми (горната снимка), тогава законите са различни.

Слайд 3 (Свързани гени).

Прочетете внимателно информацията и изпълнете задачата Акарта с инструкции. __ минути до работа.

И така, нека да видим какво научихте?

Кои гени се наричат свързани?

Дайте примери за свързани черти.

Слайд 4 (Експериментите на Морган).

Моделите на наследяване, когато гените са разположени на една и съща хромозома, са установени от американския биолог Томас Морган.

Подготвил съм съобщение за живота на този учен. Вашата задача е да слушате внимателно и да записвате накратко Приносът на Томас Морган към биологията.

Ако любимият обект на Мендел беше грахът, то любимият обект на Морган беше плодовата мушица. Томас, провеждайки експеримент според условията на нашия проблем, получи резултат, който вече знаем, противно на законите на Мендел. Да чуем до какви изводи е стигнал.

Отворете слайд 5 (Закон за свързаното наследяване).

Вижте как е формулиран законът на Морган и го запишете в тетрадката си.

Формират се гени, локализирани върху една хромозома група съединител и се наследяват заедно. Прегледайте диаграмата, колко групи на свързване съществуват в различни организми.

Този закон обяснява защо 84% (42%+42%) са имали генотип и фенотип, подобни на техните родители. Но как са се появили нови комбинации все още е открит въпрос.

Отворете слайд 6.

Сега прочетете учебника на страница 219, параграф 2 и изпълнете задачата от картата с инструкции. За работа___ минути.

Нека проверим какво сте научили по пътя към целта си.

Как могат да бъдат свързани гените?

При какви условия се наблюдава пълно залепване?

При какви условия се наблюдава непълна адхезия?

Кога се прекъсва генната връзка?

Оказва се, че когато мъжете са хетерозиготни. И женските са хомозиготни, връзката е пълна, но ако е обратното, тогава връзката не е пълна.

Слайд 8 (Генетични карти).

Този модел: колкото по-висока е честотата на кръстосване, толкова по-далеч са разположени гените, те се използват един от друг за съставяне на генетични карти.

Какво представляват генетичните карти, защо се съставят и кои вече са съставени. _____________, който подготви съобщение по тази тема, ще ни каже. Вашата задача е да слушате внимателно съобщението, да запишете определението и значението на генетичните карти.

И така, какво представлява генетичната карта, която виждаме на слайда.

Къде могат да се използват генетични карти?

Слайд 9 (Изводи).

Прочетете плана на урока.

Слушайте и разгледайте рисунките.

Проучете информацията на слайда. Извършване на самостоятелна работа.

Отговори на въпросите

Гените, разположени на една и съща хромозома, се наричат свързани и обикновено се наследяват заедно без независимо разпределение.

Домат

Червен цвят - тъмни стъбла и листа

Бели цветя - светли стъбла и листа

Животни

Дълъг врат - дълги крайници,

Къс врат - къси крайници

Човек

Тъмни очи – тъмна коса

Светли очи - светла коса.

Чуйте съобщението, запишете приноса на учения в тетрадка.

Гледайте видеоклип от експериментите на Морган.

Отговори на въпросите.

Закон за свързаното наследяване: гените, разположени на една и съща хромозома, се наследяват заедно (свързани).

Те гледат диаграмата.

Изпълнете задачата.

Отговори на въпросите.

В резултат на пресичане

Пълна и непълна.

По време на процеса на мейоза по време на конюгация.

Слушай, записвай

Това е диаграма на относителното местоположение на гени, които са в една и съща група на свързване. Той показва последователността на гените в хромозомата и разстоянието между тях.

Създаването на генетични карти е необходимо за развитието на генетиката, селекцията, генното инженерство, както и еволюционните изследвания.

Затвърдяване и проверка на усвояването на материала.

Преди последния тест прегледайте внимателно бележките си, прочетете заключенията от урока и започнете тестовата работа.

Обобщение

Защо получихме такова разделение в проблема си?

Експериментите на Морган 2 отричат ли закона на Мендел?

Оценки на урока:

Домашна работа.Параграф 57 и бележки в тетрадката.

Те пишат контролна работа.

1 вариант

1. Гените, разположени на една и съща хромозома по време на мейозата, завършват в...

А) различни хромозоми,

Б) една хромозома,

Б) спирализиране на хромозомите.

2. Какъв генетичен модел се илюстрира от следния факт: розите с червени цветя имат тъмни стъбла и листа, а розите с бели цветя имат светли стъбла и листа?

А) свързано наследяване на гени,

Б) пълно господство,

3. Какво отразява законът на Морган?

А) Законът за еднаквостта,

Б) законът за свързаното наследяване на признаци, ако гените са на една и съща хромозома,

В) законът за независимо разделяне на знаците, ако гените са разположени в различни двойки хомоложни хромозоми.

4. Колко двойки хромозоми са отговорни за унаследяването на цвета на тялото и формата на крилата при Drosophila?

А) четири, Б) две,

5. Определете на фигурата кои гени имат най-голяма вероятност за кръстосване

a в c d A) ab и AB

Б) слънце и слънце

B) cd и CD

A B C D

6. Когато ... ... гените, хомоложните хромозоми разменят своите участъци. Това осигурява възможността за появата на нови комбинации от гени и признаци.

Финален тест към урока

Тема: „Свързано наследяване на гени“

Вариант 2

1. Законът за верижното наследство гласи, че:

А) гените на една соматична клетка се наследяват заедно,

Б) гените, разположени на една и съща хромозома, се наследяват заедно

В) гените, разположени на различни хромозоми, се наследяват заедно

2. Определете на фигурата кои гени имат най-голяма вероятност за кръстосване

a в c d A) ab и AB

Б) слънце и слънце

B) cd и CD

A B C D

3. Обикновено хората с тъмна коса имат кафяви очи, а хората с руса коса имат сини или сиви очи. Каква е причината за това?

А) пълно господство

Б) свързано наследяване на гени,

Б) междинно унаследяване.

4. Гените, разположени на една и съща хромозома, се наследяват заедно. Това е законът:

А) Г. Мендел,

Б) Н. Вавилова,

Б) Т. Моргана,

5. Гените, разположени на една и съща двойка хромозоми, се наричат:

А) рецесивен

Б) алелен

Б) свързани

6. Всички гени на една хромозома образуват една... ...те завършват в една гамета по време на мейозата.

Приложение

Съобщение „Животът и работата на Томас Морган“

Пълното име Томас Хънт Морган е роден през 1866 г. в Лексингтън (Кентъки). На 20 години завършва университета в родния си щат, а 5 години по-късно и университета в Балтимор. Веднага става професор в началото на колежа, след това в Колумбийския университет, а от 1928 г. до края на живота си ръководи лаборатория в Калифорнийския технологичен институт.

Колегите от Колумбийския университет бяха изненадани, когато той, вече широко известен като ембриолог, реши да се захване с модната, но неустановена наука генетика. Морган обикновено работеше със зайци, но не му дадоха пари да управлява голям вивариум. Изборът на обект на експерименти - малката плодова мушица Drosophila - беше най-големият му успех. Откритията не закъсняха. Като цяло Морган потвърди заключенията на Мендел, но значително ги допълни. Бяха открити черти, които се наследяват заедно. И броят на тези групи е равен на броя на хромозомите. Освен това Морган и неговите ученици показаха, че гените в хромозомите са подредени линейно, като мъниста на връв. И накрая, кохезионното правило не се оказа абсолютно. Така беше изяснен цитологичният механизъм на законите на Мендел. Откритията на Морган доведоха до окончателното доказателство и завършване на хромозомната теория за наследствеността. Морган показа начин за изчисляване на разстоянието между гените, за да начертае генетични карти.

Всяко такова откритие с право може да се нарече най-великото. Но не само те донесоха световна слава на Морган. От неговата лаборатория идва генетиката от първата половина на 20 век, която сега се нарича класическа. Морган даде на генетиката обект на изследване, набор от методи и обучи множество ученици, много от които също станаха световно известни. Това е най-голямата му заслуга. За работата си върху изследването на наследствеността Томас Морган получава Нобелова награда през 1933 г. Няколко години е президент на Националната академия на науките на САЩ, а през 1932 г. става почетен член на Академията на науките на СССР. Морган умира през 1945 г.

Съобщение "Генетични карти"

Генетичната карта е диаграма на относителното местоположение на гените в една и съща група на свързване. Той показва последователността на гените в хромозомата и разстоянието между тях.

Разстоянието между гените, разположени на една и съща хромозома, се определя като процент гамети, по време на образуването на които е настъпила генна рекомбинация. Това разстояние е изразено в морганиди, в чест на Т. Морган. 1%=1 морганид. Въз основа на резултатите от анализа на кръстоските са определени разстоянията между гените в хромозомите на дрозофила, мишки, копринени буби и дрожди в ечемик, грах, памук, царевица, пшеница и домати (слайдът показва генетичната карта на хромозомата на доматите 2). Всяка двойка хромозоми има уникален модел - цитологична карта, а генетичната карта представлява нейното схематично отражение (чертеж). Човешките хромозоми също са картографирани. Въз основа на новите технологии през 1989 г. е приета международната програма „Човешки геном“, в рамките на която учени от различни страни, включително Русия, работят за определяне на пълната последователност на всички нуклеотидни връзки на човешкия геном и определяне на тяхното местоположение. В момента са картографирани около 10 хиляди гени. По телевизията и в пресата понякога можете да чуете предположения за загубата на Y хромозомата и изчезването на мъжкия пол след 5 милиона години, но учените са дешифрирали кода на тази хромозома и твърдят, че тя ще живее поне още 50 -60 милиона години. Y хромозомата съдържа само 78 гена, което е много по-малко от другите хромозоми. За да се състави картата, беше необходимо да се проучат 300 хиляди 269 жители на различни страни.

Въз основа на получените данни са съставени карти. Можем уверено да очакваме в близко бъдеще появата на молекулярно-генетични карти, които ще носят не само изчерпателна информация за местоположението на гените в хромозомата, но и пълна информация за техните нуклеотидни последователности.

Съществуват и сериозни перспективи за използване на генетичните карти в практиката. Човешките генетични карти могат да бъдат много полезни в развитието на медицината и здравеопазването. Вече знанието за локализацията на ген върху определена хромозома се използва при диагностицирането на редица тежки наследствени заболявания при човека. В бъдеще не само използването на този подход ще се разшири драстично, но ще има и възможности за генна терапия, т.е. корекция на генна структура или функция.

Развъждането на животни и растения е друга важна област, в която вече се използват генетични карти. В микробиологията използването на генетични карти също е много важно. Микробиологичната индустрия, не само от близкото бъдеще, но и от днес, вече е немислима без детайлно познаване на генетичните карти. Създаването на групи микроорганизми, способни да синтезират протеини, хормони и други сложни органични съединения, необходими за фармакологията и селското стопанство, е възможно само въз основа на методите на генното инженерство, т.е. се основава на познаване на генетичните карти на съответните микроорганизми.

В бъдеще броят на видовете растения, животни и микроорганизми, за които ще бъдат изградени подробни генетични карти. Ще се увеличи значително.

Съобщение за мухата дрозофила

Drosophila, род двукрили насекоми от семейство плодови мушици. Дължина до 3,5 мм. Около 1000 вида, широко разпространени, по-многобройни в тропиците и субтропиците. Обикновената плодова мушица е класически обект на генетиката, защото...

-лесно се отглеждат в плен (в лабораториите живее добре в епруветки върху пюре от банани или каша от грис със стафиди, засети с клетки от дрожди),

-много плодовит (на всеки 10-15 дни при оптимална температура се ражда ново поколение и във всяко поколение до хиляда потомци),

-има голяма променливост фигура 108 от учебника

-лесен за научаване (Мухите, които са били евтаназирани за известно време с етер, могат ясно да се видят под лупа, могат да бъдат избрани променени индивиди и след това кръстосани; мъжките и женските се различават лесно: мъжкият има по-малък и по-тъмен корем),

-малък брой хромозоми (в диплоидния комплект 8) фигура 110 от учебника.

Изследването на наследствеността на признаците при Drosophila служи като експериментална основа за хромозомната теория за наследствеността.

Задача.

КАРТА С ИНСТРУКЦИЯ

За урока „Верижно наследяване“

Задача.

Задача А.

Запишете определението в тетрадката си свързани гени – Това…

Запишете примери за свързани черти в различни организми в тетрадката си.

Задача Б.

Отговорете устно на въпроса - защо са се появили индивиди с рекомбинирани белези?

Запишете формулировката на закона на Морган или закона за свързаното наследство в тетрадката си?

Задача Б.

Защо в края на краищата сред хибридите от второ поколение се появяват малък брой индивиди с рекомбинация на родителските характеристики?

Запишете диаграма в тетрадката си, отговаряйки на въпроса каква може да е връзката на гените.

Генна връзка

пълен

непълна

Ако няма кръстосване на хромозоми и обмен на гени.

Ако възникне кръстосване и хомоложни хромозоми обменят участъци.

В какъв процес може да се случи кросинговър (обмен на гени между хромозоми)?

Кога кръстосването е по-вероятно?

Свързаното наследяване е явлението на корелирано наследяване на определени състояния на гени, разположени на една и съща хромозома.

Няма пълна корелация поради мейотичен кросингоувър, тъй като свързаните гени могат да се разпръснат в различни гамети. Преминаването се наблюдава под формата на разединяване в потомството на тези генни алели и, съответно, състояния на черти, които са били свързани в родителите.

Наблюденията, направени от Томас Морган, показват, че вероятността за кръстосване между различни двойки гени варира и идва идеята да се създадат генни карти въз основа на честотите на кръстосване между различни гени. Първата генна карта е конструирана от ученика на Морган, Алфред Стъртевант, през 1913 г., използвайки материал от Drosophila melanogaster.

Разстоянието между гените, разположени на една и съща хромозома, се определя от процента на кросинговър между тях и е правопропорционален на него. За единица разстояние се приема 1% кросингоувър (1 морганид или 1 сантиморганид). Колкото по-отдалечени са гените един от друг в една хромозома, толкова по-често се извършва кръстосване между тях. Максималното разстояние между гените, разположени на една и съща хромозома, може да бъде 49 сантиморганида.

Свързани функции

Свързаните черти са черти, които се контролират от гени, разположени на една и съща хромозома. Естествено, те се предават заедно в случаите на пълно свързване.

Законът на Морган

Свързаните гени, локализирани на една и съща хромозома, се наследяват заедно и не показват независимо разпространение

Преминаване

Хомоложните хромозоми обаче могат да се пресичат (кросингоувър или декусация) и да обменят хомоложни региони. В този случай гените на една хромозома се прехвърлят в друга, хомоложна на нея. Колкото по-близо са разположени гените един до друг в хромозомата, толкова по-силна е връзката между тях и толкова по-рядко се случва тяхното разминаване по време на кросингоувъра и, обратно, колкото по-далеч са гените един от друг, толкова по-слаба е връзката между тях и толкова по-често е възможно неговото нарушаване.

Броят на различните видове гамети ще зависи от честотата на кръстосване или разстоянието между анализираните гени. Разстоянието между гените се изчислява в морганиди: една единица разстояние между гени, разположени на една и съща хромозома, съответства на 1% кросинговър. Тази връзка между разстоянията и честотата на пресичане може да се проследи само до 50 морганиди.

27. Хромозомна теория на наследствеността.

Хромозомната теория на наследствеността е теория, според която хромозомите, съдържащи се в клетъчното ядро, са носители на гени и представляват материалната основа на наследствеността, т.е. приемствеността на свойствата на организмите в редица поколения се определя от непрекъснатостта на техните хромозоми. Хромозомната теория за наследствеността възниква в началото на 20 век. базиран на клетъчната теория и е използван за изследване на наследствените свойства на организмите чрез хибридологичен анализ.

Основателят на хромозомната теория Томас Гент Морган, американски генетик, Нобелов лауреат. Морган и неговите ученици установиха, че:

– всеки ген има специфичен локус (местоположение) на хромозомата;

– гените на хромозомата са разположени в определена последователност;

– най-близко разположените гени на една хромозома са свързани, поради което се наследяват предимно заедно;

– групи от гени, разположени на една и съща хромозома, образуват групи на свързване;

– броят на групите на свързване е равен на хаплоидния набор от хромозоми при хомогаметни индивиди и n+1 при хетерогаметни индивиди;

– между хомоложни хромозоми може да възникне обмен на участъци (кросингоувър); в резултат на кръстосването възникват гамети, чиито хромозоми съдържат нови комбинации от гени;

– честотата (в%) на кръстосване между неалелни гени е пропорционална на разстоянието между тях;

– наборът от хромозоми в клетки от даден тип (кариотип) е характерен признак на вида;

– честотата на кръстосване между хомоложни хромозоми зависи от разстоянието между гените, локализирани на една и съща хромозома. Колкото по-голямо е това разстояние, толкова по-висока е честотата на пресичане. За единица разстояние между гените се приема 1 морганид (1% кросинговър) или процентът на срещане на кръстосани индивиди. Ако тази стойност е 10 морганиди, може да се каже, че честотата на кръстосване на хромозоми в местоположенията на тези гени е 10% и че нови генетични комбинации ще бъдат идентифицирани в 10% от потомството.

За да се изясни естеството на местоположението на гените върху хромозомите и да се определи честотата на кръстосване между тях, се изграждат генетични карти. Картата отразява реда на гените на хромозомата и разстоянието между гените на същата хромозома. Тези заключения на Морган и неговите колеги бяха наречени хромозомна теория за наследствеността. Най-важните последици от тази теория са съвременните представи за гена като функционална единица на наследствеността, неговата делимост и способност да взаимодейства с други гени.

Формирането на хромозомната теория беше улеснено от данните, получени от изследването на генетиката на пола, когато бяха установени разлики в набора от хромозоми в организми от различен пол.

Феноменът на свързаното наследство и неговата цитологична основа

Бележка 1

Законът за независима комбинация от гени се основава на принципите, че гените, които определят определени черти и характеристики, са локализирани в хомоложни хромозоми, а гените, кодиращи различни черти, са разположени в различни хромозоми. Но броят на чертите далеч надвишава броя на хромозомите в живите организми. От това следва логичното заключение, че всеки организъм има редица гени, които могат да бъдат независимо комбинирани в мейозата, но са ограничени от броя на двойките хромозоми. В резултат на това има много повече от един ген на всяка хромозома.

Хромозомите се наследяват като единична единица. Те запазват своята цялост по време на конюгация и сегрегация в мейозата. Следователно гените, съдържащи се в една и съща хромозома, обикновено се наследяват заедно.

Гени, които са локализирани на една и съща хромозома и могат да бъдат наследени заедно, съставляват група на свързване. И съвместното наследяване на гени съответно се нарича генно свързване.

В организмите от определен вид броят на групите на свързване е равен на броя на хромозомите в хаплоидния набор.

Хромозомна теория на наследствеността

Феноменът на свързаното наследяване на признаци е описан за първи път през 1906 г. от W. Betson и R. Punnett в експерименти, проведени със сладък грах. Но те не можаха да обяснят резултатите от експериментите и стигнаха до извода, че правилото за независима комбинация от характеристики, установено от Г. Мендел, е ограничено.

Експерименталните изследвания на феномена на свързаното наследство бяха успешно проведени от изключителния американски натуралист и генетик Томас Хънт Морган. Той и неговите помощници и сътрудници А. Стервант, Г. Милър и К. Бриджис провеждат задълбочени изследвания. Резултатите от тези изследвания позволиха да се предложат и обосноват хромозомна теория за наследствеността .

Експерименти от Т. Х. Морган

За да проведе изследване, Т. Х. Морган избра мухата Drosophila като обект. Оттогава тази муха се превърна в класически обект за различни генетични експерименти. Лесно се поддържат и бързо се размножават. А малкият брой хромозоми улеснява наблюдението.

Пример 1

Проведен е следният експеримент. Учените са кръстосали мъжки Drosophila, които са хомозиготни за доминиращи черти на цвета на тялото и формата на крилата (а именно сиво тяло и нормални крила) с женски, които са хомозиготни за рецесивни черти (черно тяло и недоразвити крила). Генотипите на изследваните индивиди бяха съответно обозначени EEVV И hervv . Всички хибриди от първо поколение се характеризират със сиво тяло и нормални крила. Те бяха хетерозиготни. Техният генотип може да бъде написан като EeVv . След това беше извършено аналитично кръстосване. За да се направи това, хибриди от първо поколение бяха кръстосани с хомозиготи за рецесивни черти. Теоретично може да се приеме, че ще настъпи разделяне на характеристиките и съотношението на получените резултати ще изглежда така: $1: 1: 1: 1$. С други думи, всяка опция ще струва приблизително $25$%. Всъщност $41,5$% от индивидите са имали сиво тяло и нормални крила, $41,5$% са имали черно тяло и недоразвити крила, $8,5$% са имали сиво тяло и недоразвити крила, $8,5$% са имали черно тяло и нормални крила. Експерименталните резултати позволиха на Морган да формулира две важни предположения.

Гените, които определят цвета на тялото и формата на крилата, са локализирани на една хромозома и впоследствие се наследяват свързани.
По време на процеса на мейоза и образуването на гамети, хомоложните хромозоми на някои индивиди разменят участъци и образуват нова група на свързване.

Преминаване феномен

Определение 1

Феноменът на хромозомно кръстосване по време на мейозата и последващата смяна на хромозомни участъци се нарича пресичане .

Той увеличава комбинираната променливост, насърчавайки появата на нови комбинации от алели. Установени са следните модели на кросингоувър:

Силата на връзката между два гена, които се намират на една и съща хромозома, е обратно пропорционална на разстоянието между тях.
Честотата на кръстосването, което се случва между два свързани гена, е относително постоянна стойност за всяка специфична двойка гени.

Основният извод от хипотезата на Морган е, че гените са разположени върху хромозомата по цялата й дължина, един след друг в линеен ред.

Концепцията за наследяване на признаци е широко изучавана в генетиката. Именно те обясняват приликата между потомството и родителите. Любопитно е, че някои прояви на черти се наследяват заедно. Това явление, описано за първи път подробно от учения Т. Морган, се нарича „свързано наследство“. Нека поговорим за това по-подробно.

Както знаете, всеки организъм има определен брой гени. В същото време хромозомите също са строго ограничен брой. За сравнение: здравото човешко тяло има 46 хромозоми. В него има хиляди пъти повече гени. Съдете сами: всеки ген е отговорен за една или друга черта, която се проявява във външния вид на човек. Естествено, има много от тях. Затова те започнаха да говорят за факта, че няколко гена са локализирани на една хромозома. Тези гени се наричат група на свързване и определят свързаното наследяване. Подобна теория витае в научната общност от доста време, но едва Т. Морган й дава определение.

За разлика от наследяването на гени, които са локализирани в различни двойки идентични хромозоми, свързаното наследяване кара дихетерозиготен индивид да образува само два вида гамети, повтаряйки комбинацията от родителски гени.

Заедно с това възникват гамети, комбинацията от гени, в които се различава от хромозомния набор на родителите. Този резултат е следствие от кръстосването, процес, чието значение в генетиката е трудно да се надценява, тъй като позволява на потомството да получи различни черти от двамата родители.

В природата има три вида генно наследство. За да определят кой тип е присъщ на определена двойка от тях, те използват Резултатът задължително ще доведе до една от трите опции, дадени по-долу:

1. Независимо наследяване.В такъв случай хибридите се различават един от друг и от родителите си по външен вид, с други думи, в резултат на това имаме 4 варианта на фенотипове.

2. Пълно свързване на гените.Хибридите от първо поколение, получени в резултат на кръстосване на родителски индивиди, напълно повтарят фенотипа на родителите и са неразличими един от друг.

3. Непълно свързване на гените.Точно както в първия случай, при кръстосване се получават 4 класа различни фенотипове. В този случай обаче се формират нови генотипове, които са напълно различни от родителския материал. Именно в този случай кръстосването, споменато по-горе, пречи на процеса на образуване на гамети.

Установено е също, че колкото по-малко е разстоянието между наследствените гени на родителската хромозома, толкова по-голяма е вероятността за пълното им свързано наследяване. Съответно, колкото по-далеч са разположени един от друг, толкова по-рядко се случва кръстосване по време на мейозата. Разстоянието между гените е факторът, който основно определя вероятността от свързано наследяване.

Отделно е необходимо да се вземе предвид свързаното наследство, свързано с пола. Същността му е същата като при варианта, обсъден по-горе, но наследствените гени в този случай са разположени на половите хромозоми. Следователно за този тип унаследяване можем да говорим само при бозайници (включително хора), някои влечуги и насекоми.

Като вземем предвид факта, че XY е набор от хромозоми, съответстващи на мъжкия пол, а XX на женския пол, отбелязваме, че всички основни характеристики, отговорни за жизнеспособността на организма, се намират в хромозомата, присъстваща в генотипа на всеки организъм. Разбира се, говорим за Х хромозомата. При жените могат да присъстват както рецесивни, така и хромозомни. Мъжете могат да наследят само един от вариантите - тоест или генът се проявява във фенотипа, или не.

Свързаното с пола наследство често се чува в контекста на заболявания, които са специфични за мъжете, докато жените са само техни носители:

хемофилия,
цветна слепота;
Синдром на Lesch-Nyhan.