Скачать материал
Скачать материал
- Сейчас обучается 401 человек из 66 регионов
- Сейчас обучается 27 человек из 19 регионов
Описание презентации по отдельным слайдам:
-
1 слайд
Как сдать ЕГЭ по биологии на 100 баллов! Решение задач по генетике. Часть 4
Евсеев Антон Вячеславович,
Редактор редакции «Биологии и Естествознания» издательства «Просвещение»
2018 -
2 слайд
2
Кроссинговер (англ. crossing over — пересечение) — это процесс обмена гомологичными участками парных хромосом во время их сближения (конъюгации) в профазе I мейоза. Следует заметить, что очень редко кроссинговер может проходить и во время профазы митоза (это иногда наблюдается у различных простейших), однако в генетических задачах такие случаи не рассматриваются. Кроссинговер изменяет состав группы сцепления, из-за чего нарушается нормальный процесс сцепленного наследования. Гаметы, содержащие хромосомы, обменявшиеся участками при кроссинговере, называют кроссоверными, а особей, развившихся из зигот, образованных кроссоверными гаметами — кроссоверами.
Морганида — это относительная единица измерения расстояния между генами одной хромосомы. Она равна вероятности кроссинговера между данными генами (или вероятности нарушения сцепленного наследования этих генов). То есть если, например, расстояние между генами составляет 23 морганиды, то это означает, что вероятность кроссинговера между этими генами равна 23%, а в остальных 77% случаев данные гены будут наследоваться сцеплено. -
3 слайд
3
Правила расчёта вероятности кроссинговера
1. Частота кроссинговера прямо пропорциональна расстоянию между генами в группе сцепления — чем больше расстояние, тем выше вероятность кроссинговера.
2. За единицу расстояния между генами в группе сцепления принята морганида: 1 М = 1 % кроссинговера. У человека 1 М приблизительно равна 1 млн пар оснований ДНК, у других организмов это значение может быть иным.
3. Процент кроссинговера — это отношение числа кроссоверных особей к общему числу потомков анализирующего скрещивания, выраженное в процентах, т. е. процент кроссинговера вычисляется по формуле
% кроссинговера = (𝒏 ( число потомков−кроссоверов ) × 𝟏𝟎𝟎 %) 𝒏 (общее число потомков) или x = (𝒂 + 𝒃) × 𝟏𝟎𝟎 % 𝒏 ,
где x — расстояние между генами; a и b — число кроссоверных особей каждой кроссоверной группы; n — общее число потомков в опыте.
4. Вероятность появления каждого типа кроссоверных гамет в результате кроссинговера равна х 𝑛 , где x —вероятность кроссинговера в %; n — общее количество типов кроссоверных гамет. Соответственно, вероятность появления каждого типа некроссоверных гамет равна 100− х 𝑛 , где x —вероятность кроссинговера в %; n — общее количество типов некроссоверных гамет. -
4 слайд
4
Задачи на нарушение сцепленного наследование в результате кроссинговера чаще всего можно идентифицировать, анализируя текст условия. Если там имеются фразы вроде «расстояние между генами A и В составляет 5,8 морганид», « определите расстояние между генами С и D», «определите взаиморасположение генов в хромосоме», то совершенно очевидно, что перед вами задача именно такого типа, поскольку нарушение сцепления бывает только в результате кроссинговера, а расстояние между генами и их взаимное расположение можно определить исключительно при помощи расчёта его вероятности.
-
5 слайд
5
Кроме того, нужно помнить то, что в результате кроссинговера при дигибридном скрещивании дигетерозигот каждый из родителей образует 4 типа гамет — как и при независимом наследовании. В потомстве также выделяется 4 фенотипических класса, однако соотношение их носителей отличается от того, что должно быть при независимом наследовании. Следует заметить, что, поскольку кроссинговер — это относительно редкое явление, то кроссоверных гамет образуется всегда меньше, чем обычных, и, следовательно, кроссоверов рождается меньше. Отклонение от обычного соотношения происходит и при анализирующем скрещивании.
-
6 слайд
6
Пример задачи
При анализирующем скрещивании дигетерозиготы в потомстве произошло расщепление на четыре фенотипических класса в соотношении: AаBb — 42,4% , Aаbb — 6,9%, aaBb — 7,0%, aabb — 43,7%. Каково расстояние между генами? -
7 слайд
7
Рассуждаем
Как можно догадаться, в самом вопросе задачи уже есть намек на то, что мы имеем дело с нарушением сцепленного наследования посредством кроссинговера — фраза «Каково расстояние между генами» всегда свидетельствует именно об этом. Однако нам следует проверить это предположение, проанализировав результаты анализирующего скрещивания Как мы помним, при независимом наследовании в результате скрещивания дигетерозиготы с рецессивной дигомозиготой получится потомство, обладающее четырьмя вариантами фенотипов в соотношении 1 : 1 : 1 : 1. В нашем же случае, несмотря на то, что потомки обладают четырьмя разными вариантами фенотипов, соотношение несколько иное — 1 : 1 : 0,06 : 0,06. Преобладание форм с фенотипом родителей свидетельствует о сцепленном наследовании. Однако тогда фенотипических класса должно было быть всего два. Значит, те немногочисленные потомки, у которых выражен отличный от родительского фенотип, могли возникнуть в результате кроссинговера. -
8 слайд
8
Решение
Мы помним, что расстояние между генами численно равно вероятности кроссинговера. А она определяется как (𝒏 ( число потомков−кроссоверов ) × 𝟏𝟎𝟎 %) 𝒏 (общее число потомков) . Давайте воспользуемся этой формулой. Если подставить в нее данные из условия, то мы получим (6,9%+ 7,0%) × 100 % 6,9 %+7,0%+43,7%+42,4% = 13,9% × 100 % 100 % = 13, 9%. Ну а если 1% вероятности кроссинговера равен 1 морганиде (М), то расстояние между генами А и В составляет 13,9 М.
Ответ: 13,9 М. -
9 слайд
9
Пример задачи
Расстояние между генами С и D — 4,6 морганид. Определите процент гамет каждого типа — CD, cd, Cd и cD, — продуцируемых этим дигетерозиготным организмом. -
10 слайд
10
Решение
В данном случае очевидно, что гаметы CD и cd будут некроссоверными (то, что расстояние указано между С и D означает, что они находятся в одной группе сцепления, то есть в одной хромосоме, и значит, попадут в одну гамету), а Cd и cD — кроссоверными. Если расстояние между генами C и D составляет 4,6 М, то вероятность образования кроссоверных гамет составляет 4,6% 2 = 2,3%. Вероятность образования некроссоверных гамет составляет 100%−4,6% 2 = 47,7%.Ответ: Cd – 2,3%; cD – 2,3%; CD – 47,7%; cd – 47,7%
-
11 слайд
11
Пример задачи
Гладкая форма семян фасоли доминирует над морщинистой, а красный цвет семян — над белыми. При скрещивании растений фасоли с гладкими красными семенами и с морщинистыми белыми получено следующее потомство:
4152 – гладких красных;
149 – морщинистых красных;
152 – гладких белых;
4166 – морщинистых белых.
Определите тип наследования (сцепленное или независимое) цвета и формы семян у фасоли. -
12 слайд
12
Рассуждаем
Совершенно очевидно, что растение с морщинистыми белыми семенами может быть только рецессивной гомозиготой. А вот растение с красными гладкими семенами может быть как доминантной гомозиготой, так и гетерозиготой. Однако в первом случае все потомство было бы единообразно — значит, оно все-таки является гетерозиготным по обоим аллелям.
Получается, что в условии фигурирует анализирующее скрещивание. Однако при независимом наследовании соотношение фенотипов было бы 1:1:1:1, а здесь оно иное 1, 9: 0,017 : 0,017 : 1, 9. При этом растений с доминантным и рецессивным фенотипом оказалось поровну, а с промежуточными — на порядки меньше. Такая ситуация характерна для сцепленного наследования, нарушенного в результате кроссинговера. -
13 слайд
13
Решение
Если это так, то логично предположить, что доминантный аллель гена окраски был сцеплен с доминантным аллелем гена формы (а рецессивные аллели этих генов были сцеплены соответствующим образом). Однако при гаметогенезе в некоторых предшественниках гамет произошел кроссинговер (в профазе мейоза I) и получилось небольшое количество кроссоверных гамет, которые, соединившись, дали небольшое количество кроссоверов.
Ответ: мы имеем дело с нарушением сцепленного наследования посредством кроссинговера. -
14 слайд
14
Кстати, можно даже определить расстояние между генами окраски и формы в группе сцепления. Если обозначить его как x, то, согласно формуле расчёта расстояний между генами, х = 149 +152 4152+149+152+4166 ∙100=3,4 М. То есть расстояние между этими генами в хромосоме составляет 3,4 морганиды.
-
15 слайд
15
Пример задачи
Самку жужелицы с коричневым и широким телом скрестили с самцом, имеющим узкое и зелёное тело. Гибриды первого поколения были коричневые с узким телом. Гибридную самку скрестили с самцом, имеющим зелёное и широкое тело. Во втором поколении получили 55 жужелиц с коричневым и 290 — с зелёной окраской, имеющих узкое тело, а также жужелиц с широким телом, из которых 49 были с зелёной и 304 — с коричневой окраской. Найдите расстояние между генами, определяющими форму тела и его окраску. -
16 слайд
16
Рассуждаем
Прежде всего нам нужно определить характер наследования признаков, а это невозможно сделать, не выяснив, какой из генов является доминантным, а какой рецессивным. Для того, чтобы выяснить это, мы поступим несколько нестандартным способом — составим схему скрещивания с учётом не генотипов жужелиц, а их фенотипов.
Р♂ зелёное узкое тело × ♀ коричневое широкое тело
F1 коричневое узкое телоИтак, если в потомстве, согласно закону Менделя о единообразии гибридов первого поколения, проявляются только доминантные признаки, значит, доминантными аллелями являются те, что отвечают за узкое тело и коричневую окраску.
-
17 слайд
17
Решение
Теперь можно ввести обозначения аллелей:
А — аллель, определяющий коричневую окраску;
а — аллель, определяющий зелёную окраску;
В — аллель, определяющий узкое тело;
b — аллель, определяющий широкое тело.
Значит, генотип самца будет aaBB, а самки — AAbb. Гибриды первого поколения будут обладать генотипом AaBb. -
18 слайд
18
Решение
Теперь подумаем о характере наследования признаков. Собственно, в самом вопросе задачи уже был намек на то, что мы имеем дело с нарушением сцепленного наследования посредством кроссинговера — фраза «Найдите расстояние между генами…» всегда свидетельствует именно об этом. Однако нам следует проверить это предположение, проанализировав результаты скрещивания гетерозиготы с рецессивной гомозиготой (самец с широким зелёным телом может обладать только таким генотипом).
Как мы помним, это анализирующее скрещивание. При независимом наследовании в результате анализирующего скрещивания дигетерозиготы с рецессивной дигомозиготой получится потомство, обладающее четырьмя вариантами фенотипов в соотношении 1 : 1 : 1 : 1.
В нашем же случае, несмотря на то, что потомки обладают четырьмя разными вариантами фенотипов, соотношение несколько иное — 1 : 1 : 0,07 : 0,07. Преобладание форм с фенотипом родителей свидетельствует о сцепленном наследовании. Однако тогда фенотипических класса должно было быть всего два. Значит, те немногочисленные потомки, у которых выражен отличный от родительского фенотип, могли возникнуть в результате кроссинговера . -
19 слайд
19
Составляем схему
Теперь нужно определить группы сцепления. Проанализировав генотипы родителей, мы увидим, что аллель а сцеплен с аллелем В, а А — с b. Тогда схему первого скрещивания можно записать так: -
20 слайд
20
Составляем схему
Второе (анализирующее) скрещивание можно записать так: -
21 слайд
21
Решение
Теперь нам осталось всего лишь подсчитать вероятность кроссинговера между аллелями для этого нам нужно использовать следующую формулу:
% кроссинговера = (𝒏 ( число потомков−кроссоверов ) × 𝟏𝟎𝟎 %) 𝒏 (общее число потомков) . Ну а поскольку эта вероятность численно равна расстоянию между генами в хромосомах, выраженной в морганидах, то найдя её, мы определим и расстояние.
Применяя формулу к данным, имеющимся в условии задачи, мы получим:Ответ: 14,9 М.
-
22 слайд
22
Пример задачи
Анализа результатов нарушения сцепленного наследования генов позволяет определить последовательность расположения генов в хромосоме и составить генетические карты. Результаты многочисленных скрещиваний мух дрозофил показали, что частота нарушения сцепления между генами А и В составляет 5%, между генами А и С — 11%, между генами С и В — 6%.
Составьте схему данного фрагмента хромосомы, отметьте на ней взаимное расположение генов А, В и С, а также укажите расстояние между ними. Какая величина принята за единицу расстояния между генами? Чему она равна? -
23 слайд
23
Рассуждаем
Мы помним, что расстояние между генами измеряется в морганидах, и 1 морганида (1 М) равна 1% вероятности кроссинговера между генами. Следовательно, если вероятность корссинговера между генами А и С составляет 11%, то они расположены на расстоянии 11 М друг от друга. А вот расстояние между генами А и В, а также В и С куда меньше (5 и 6 М), следовательно, ген В находится между генами А и С, причем ближе к гену А. -
24 слайд
24
РешениеЗная все это, можно составить схему данного фрагмента хромосомы:
Ответ: 1)
2) за единицу расстояния между генами принята 1 морганида (1 М);
3) она равна 1% вероятности кроссинговера между генами. -
25 слайд
25
Иногда факт кроссинговера можно определить, если в условии задачи у потомства упомянут признак, который:
1) не встречается у родителей;
2) очень редок.
Однако тут нужно быть осторожным, поскольку подобные вещи могут наблюдаться и при других типах наследования. -
26 слайд
26
Пример задачи
Рыцаря Ланселота с детских лет учили тому, что если он увидит дракона с высоким гребнем на спине, то ему следует держаться от этой рептилии подальше, так как такой дракон может изрыгать огонь. А вот на драконов с гладкой спиной можно смело нападать, поскольку они никогда не бывают огнедышащими. Как-то раз Ланселот, путешествуя в поисках приключений, увидел дракона с гладкой спиной и смело атаковал его. Однако дракон развернулся и изверг струю огня, от которой рыцарь еле-еле увернулся. Приехав ко двору короля Артура, Ланселот попросил волшебника Мерлина объяснить, почему так произошло. Как вы думаете, что сказал ему волшебник? -
27 слайд
27
РешениеМерлин, скорее всего, рассказал Ланселоту, что такие признаки, как способность извергать пламя и высокий гребень на спине, обеспечиваются генами А и В, которые находятся в одной хромосоме, то есть наследуются сцеплено. Причем драконы с гребнем и способностью извергать пламя обладают двумя доминантными аллелями, а с гладкой спиной и не способные к извержению огня — двумя рецессивными.
Видимо, эти гены находятся в одной хромосоме на расстоянии не меньше 1 М, и между ними возможен кроссинговер. Ланселот встретил именно кроссоверную особь (ее генотип, судя по всему, был ааВВ). То, что о них прежде не знали, объясняется тем, что кроссоверные особи очень редки (так как кроссинговер происходит не часто), и Ланселот был первым, кому не повезло столкнуться с таким драконом.
Ответ: Такие признаки, как способность извергать пламя и высокий гребень на спине, обеспечиваются генами А и В, которые находятся в одной хромосоме, то есть наследуются сцеплено. Ланселот встретил кроссоверную особь с генотипом ааВВ. -
28 слайд
28
Однако тот же самый эффект может давать наследование по типу кумулятивной полимерии. И об этом тоже не следует забывать.
-
-
30 слайд
КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Адрес: Москва, ул. Краснопролетарская, д.16, стр.3, подъезд 8, бизнес-центр «Новослободский»
http://www.prosv.ruРедактор редакции биологии и естествознания:
Евсеев Антон Вячеславович
Телефон:(495) 789-30-40, доб. 47-26;
E-mail: AEvseev@prosv.ru30
КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ -
31 слайд
Спасибо за внимание!
2018
Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
6 266 291 материал в базе
- Выберите категорию:
- Выберите учебник и тему
- Выберите класс:
-
Тип материала:
-
Все материалы
-
Статьи
-
Научные работы
-
Видеоуроки
-
Презентации
-
Конспекты
-
Тесты
-
Рабочие программы
-
Другие методич. материалы
-
Найти материалы
Другие материалы
- 29.01.2019
- 213
- 0
- 29.01.2019
- 1192
- 7
Вам будут интересны эти курсы:
-
Курс повышения квалификации «Организация и руководство учебно-исследовательскими проектами учащихся по предмету «Биология» в рамках реализации ФГОС»
-
Курс повышения квалификации «ФГОС общего образования: формирование универсальных учебных действий на уроке биологии»
-
Курс повышения квалификации «Медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности»
-
Курс повышения квалификации «Нанотехнологии и наноматериалы в биологии. Нанобиотехнологическая продукция»
-
Курс повышения квалификации «Основы биоэтических знаний и их место в структуре компетенций ФГОС»
-
Курс профессиональной переподготовки «Анатомия и физиология: теория и методика преподавания в образовательной организации»
-
Курс повышения квалификации «Гендерные особенности воспитания мальчиков и девочек в рамках образовательных организаций и семейного воспитания»
-
Курс профессиональной переподготовки «Биология и химия: теория и методика преподавания в образовательной организации»
-
Курс повышения квалификации «Составление и использование педагогических тестов при обучении биологии»
-
Курс повышения квалификации «Инновационные технологии обучения биологии как основа реализации ФГОС»
-
Курс профессиональной переподготовки «Организация и выполнение работ по производству продукции растениеводства»
Задача 1. Гены B, C и D находятся в одной хромосоме. Между генами B и C кроссинговер происходит с частотой 6,5 %, между генами C и D – с частотой 3,7 %. Определить взаиморасположение генов B, C, D в хромосоме, если расстояние между генами B и D составляет 10,2 морганиды.
Решение: процент кроссинговера равен расстоянию между генами в морганидах.
Гены в хромосоме располагаются линейно. Распределим их на одной линии, в соответствии с условием задачи. Между геном B и D – 10,2 морганиды. Между B и C – 6,5 морганиды. Между C и D – 3,7 морганиды.
Задача 2. Гены А и С расположены в одной группе сцепления, расстояние между ними 4,6 морганиды. Определите, какие типы гамет и в каком процентном соотношении образуют особи генотипа АаСс.
Решение: определяем типы гамет. У организма с данным генотипом наблюдается неполное сцепление генов. Значит, он будет давать четыре типа гамет. Некроссоверные – АС и ас и кроссоверные – Ас и аС.
Определяем процентное соотношение гамет. Расстояние между генами в 4,6 морганид говорит нам о том, что вероятность кроссинговера составляет 4,6 %. Таким образом, общее количество кроссоверных гамет составит те же 4,6 %. Поскольку таких гамет у нас два типа, рассчитываем количество каждого из них. Получаем по 2,3 % Ас и аС.
Итак, всего гамет – 100%. Находим общее количество некроссоверных гамет – 95,4 %. Делим на два и получаем количество каждого типа некроссоверных гамет АС и ас – по 47,7 %.
Ответ: данный организм будет давать четыре типа гамет. По 47,7 % некроссоверных АС и ас и по 2,3 % кроссоверных Ас и аС.
Задача 3. При скрещивании самок дрозофил, дигетерозиготных по генам А и В, с рецессивными по обоим генам самцами получены следующие расщепления по фенотипу:
1. AB :Ab :aB :ab = 25 % : 25 % : 25 % : 25 %.
2. AB :Ab :aB :ab = 47 % : 3 % : 3 % : 47 %.
В каком случае наблюдается свободное комбинирование, а в каком – сцепленное наследование? Определите расстояние между генами А и В для случая сцепленного наследования. Обозначьте расположение генов в хромосомах для всех случаев.
Решение: определяем тип наследования.
Свободное комбинирование будет иметь место в первом случае, так как разные типы гамет образуются в одинаковых количествах. Это говорит нам также о том, что гены расположены в разных парах хромосом.
Во втором случае образуется разное количество типов гамет. Значит, мы имеем дело со сцепленным наследованием.
Определяем расстояние между генами.
Для этого находим общее число рекомбинантных потомков. Поскольку каждого типа таких гамет образуется по три процента, то общее количество рекомбинантных гамет составит шесть процентов. Из чего делаем вывод, что расстояние между генами А и B – 6 морганид и располагаются они в одной паре хромосом.
Ответ: в первом случае – свободное комбинирование генов, расположенных в разных парах хромосом, во втором – сцепленное наследование. Гены A и B расположены в одной паре хромосом на расстоянии 6 морганид.
Задача 4. У томатов высокий рост стебля доминирует над карликовым, а шаровидная форма плода – над грушевидной, гены высоты стебля и формы плода сцеплены и находятся друг от друга на расстоянии 20 морганид. Скрещено дигетерозиготное растение с карликовым, имеющим грушевидные плоды. Какое потомство и в каком соотношении следует ожидать от этого скрещивания?
Решение: вводим буквенные обозначения генов. Пускай А – ген, отвечающий за высокий рост стебля, а – за карликовый рост. B определяет шаровидную форму плодов, b – грушевидную форму.
Записываем генотипы родительских форм. Они нам известны из условия задачи.
Как мы знаем, дигетерозиготная по двум признакам особь будет давать четыре типа гамет в равном количестве. Но это в том случае, если гены высоты стебля и формы плода находятся в разных парах хромосом. В случае же сцепленного наследования, то есть когда эти гены находятся в одной паре хромосом, дигетерозигота будет образовывать только два типа гамет: AB и ab. Однако, в условии задачи сказано, что расстояние между генами роста и формы плода равно 20 морганидам. Это означает, что образуется 20 % кроссоверных гамет: 10 % Ab и 10 % aB.
Определяем количество некроссоверных гамет AB и ab. Общее количество гамет – 100 %. Кроссоверных – 20 %. Значит, некроссоверных – 80 %. 40 % AB и 40 % ab.
Рассчитаем количество потомков. Их будет четыре типа: высокого роста с круглыми плодами, высокого роста с грушевидными плодами, карликовых с круглыми плодами и карликовых с грушевидными плодами.
Обратите внимание – при независимом наследовании признаков мы получили бы вот такое процентное соотношение.
В нашем же случае, когда гены находятся в одной паре хромосом, это соотношение будет следующим.
Ответ: в потомстве следует ожидать 40 % особей высокого роста с круглыми плодами, 40 % карликовых с грушевидными плодами, 10 % высокого роста с грушевидными плодами и 10 % карликовых с круглыми плодами.
Однако, не всё так просто. Насколько слово «просто» применимо к задачам на сцепленное наследование.
При решении задачи мы приняли, что у одного (гетерозиготного) родителя гены A и B находились в одной хромосоме, а гены a и b – в другой. Но у этого родителя гены могли располагаться иначе. Кроссинговер мог произойти где-то в предыдущих поколениях. Тогда гены A и b были бы в одной хромосоме, а гены а и B – в другой.
В таком случае соотношения гамет были бы другими. Некроссоверных Ab и аB – по 40 %, а кроссоверных – АB и аb – по 10 %. Соответственно, изменилось бы и процентное сочетание потомков.
Задача 5. Скрещивание между гомозиготным серым длиннокрылым самцом дрозофилы и гомозиготной черной самкой с зачаточными крыльями дало в F1 гетерозиготных потомков с серым телом и длинными крыльями.
При возвратном скрещивании мух из поколения F1 с гомозиготными рецессивными по двум признакам особями были получены следующие результаты: серое тело, длинные крылья – 965, чёрное тело, зачаточные крылья – 944; чёрное тело, длинные крылья – 206, серое тело, зачаточные крылья – 185. Определите расстояние между генами.
Неодинаковое расщепление в потомстве при возвратном скрещивании говорит нам о том, что это сцепленное наследование.
Для того, чтобы определить расстояние между генами, нам нужно узнать процент кроссинговера. Процент кроссинговера можно найти, рассчитав процент кроссоверных гамет. Находим процент кроссоверных гамет:
Ответ: расстояние между генами составляет 17 морганид.
Сцепленное наследование
02-Сен-2014 | Нет комментариев | Лолита Окольнова
Сцепленное наследование
Автор статьи — Саид Лутфуллин.
После открытия законов наследственности Менделя стали замечать, что не всегда эти законы срабатывают.
Например: скрестили дигетерозиготную самку дрозофилы с серым телом и нормальными крыльями с самцом с черным телом и укороченными крыльями.
Серое тело и нормальные крылья – доминантные признаки.
По законам Менделя схема скрещивания такая:
Но практический результат скрещивания отличается.
Как правило, в потомстве наблюдается расщепление 1:1,
фенотипы потомства: серое тело, нормальные крылья и черное тело, укороченные крылья.
Не срабатывает закон независимого наследования. Почему же так? Неужели законы Менделя действительно не работают? Конечно же, нет, законы природы, могут быть «нарушены», только если это позволяет другой закон (исключение из правила).
Давайте разберемся…
- информацию о каждом признаке несет определенный ген;
- гены находятся в хромосомах.
Естественно, что количество хромосом значительно меньше количества генов, поэтому в одной хромосоме закодировано несколько генов.
Гены, находящиеся в одной хромосоме наследуются вместе, то есть сцеплено.
А гены, находящиеся в разных хромосомах наследуются независимо,
так как при гаметогенезе хромосомы распределяются случайно, следовательно, два несцепленных гена могут попасть вместе в одну гамету гамете, а могут и нет.
Гены, находящиеся в одной хромосоме, обязательно окажутся в одной гамете.
В примере, который мы рассмотрели ранее, мы можем заметить: серое тело наследуется вместе с нормальные крыльями, а черное тело наследуется вместе с укороченными крыльями.
Гены цвета тела и длины крыльев находятся в одной хромосоме.
Самка дигетерозиготна, есть две гомологичные хромосомы:
в одной из гомологичных хромосом закодированы гены серого тела и нормальных крыльев,
в другой — гены черного тела и укороченных крыльев
Но получается всего два вида гамет — признаки цвета тела и размера крыльев «неделимы»
Отцовская особь по этим признакам дигомозиготная:
в одной гомологичной хромосоме гены черного тела и укороченных крыльев,
и в другой гомологичной хромосоме так же.
Все признаки, закодированные в одной хромосоме, образуют так называемую группу сцепления.
Признаки из одной группы сцепления наследуются вместе.
И как можно догадаться,
количество групп сцепления равно количеству хромосом в гаплоидном наборе.
Примеры задач
Задача 1:
Немного другое оформление: сцепленные признаки записываются на «палочках», например генотип самки из нашей задачи следует записать вот так:
- палочки означают гомологичные хромосомы, в которых локализованы гены
- буквы по одну сторону от палочек обозначают сцепленные друг с другом гены.
То есть запись говорит:
признаки АВ сцеплены друг с другом; признаки ab так же сцеплены друг с другом
- положение генов в генотипе 1) называется цис-положением: AB \ ab (доминантные признаки на одной хромосоме, рецессивные на другой)
- положение 2) называется транс-положением: Ab \ aB.
Разберем на примере:
1) В условии задачи сразу указаны все признаки, заполним таблицу:
|
Ген |
Признак |
|
А |
|
|
а |
|
|
B |
Усики есть |
|
b |
Усиков нет |
2) Первое растение дигетерозиготно, сказано, что доминантные признаки локализованы в одной хромосоме, то есть сцеплены. Причем доминантные признаки находятся на одной гомологичной хромосоме, следовательно на другой гомологичной хромосоме располагаются рецессивные признаки (цис-положение). Генотип первого растения: AB \ ab.
Получаем всего два вида гамет (так как признаки сцеплены):
AB и ab.
3) Так как у второго растения проявились рецессивные признаки, делаем вывод, что оно дигомозиготно. И его генотип: ab\ab. Образуется только один сорт гамет: ab.
4) Наконец, составим схему скрещивания:
И ответим на последний вопрос задачи — про закон:
проявляется закон сцепленного наследования, он гласит: гены, локализованные в одной хромосоме образуют группу сцепления и наследуются вместе.
Но случается, что даже гены из одной группы сцепления (локализованные в одной хромосоме) наследуются раздельно, то есть «расцепляются».
Для примера, возьмем скрещивание из предыдущей задачи.
При таком же скрещивании может получиться и 4 фенотипические группы (вместо положенных 2) в потомстве, как и при независимом наследовании. Это объясняется возможностью кроссинговера между гомологичными хромосомами (тем, кто не понимает о чем речь, советую прочитать статью кроссинговер).
Допустим если у особи признаки AB сцеплены, то при образовании гамет, если произойдет кроссинговер, есть вероятность, что участок хромосомы, в котором закодирован один из генов «перескочит» на другую гомологичную хромосому, и сцепление нарушится. На примере нашей задаче, в случае кроссинговера скрещивание будет следующим:
У дигетерозиготного растения образуется еще два сорта гамет, за счет кроссинговера. Гаметы, при образовании которых, произошел кроссинговер (в данной задаче это Ab и aB) называются кроссоверными. Статистически процент кроссоверных гамет меньше некроссоверных.
Чем дальше друг от друга находятся гены в хромосоме, тем больше вероятность того, что сцепленные гены, будут «разлучены» при рекомбинации, происходящей во время кроссинговера.
И соответственно, чем ближе друг к другу расположены гены в хромосоме, тем вероятность их разъединения.
Эта зависимость вероятности разделения генов кроссинговером и расстояния между генами оказалась настолько «удобной», что расстояние между генами измеряют в процентах вероятности их разъединения при кроссинговере. По формуле:
Где:
- x – вероятность разъединения генов в процентах,
- а – количество особей, образовавшихся из кроссоверных гамет, n – количество всех особей.
- И 1% вероятности разъединения генов приняли за единицу расстояния между этими генами.
Единица эта называется морганида. Назвали единицу в честь известного генетика Томаса Моргана, который изучал это явление
1 морганида = 1% вероятности, что сцепленные гены, в результате кроссинговера, окажутся на разных гомологичных хромосомах
Задача 2:
1) Составим таблицу признаков
|
Ген |
Признак |
|
А |
|
|
а |
|
|
B |
Гладкий эндосперм |
|
b |
Шероховатый эндосперм |
2) Раз в условии сказано, что провели анализирующее скрещивание, значит второе растение дигомозиготно по рецессивным признакам, его генотип: ab \ ab.
3) В потомстве получили 4 фенотипических группы. Так как спризнаки сцеплены, то очевидно имел место кроссинговер. Так же появление четырех фенотипических групп при анализирующем скрещивании указывает на дигетерозиготность первого растения. Значит, его генотип: либо AB \ ab, либо Ab \ aB.
Чтобы определить в каком положении гены — цис или транс, надо посмотреть на соотношение в потомстве. Процент кроссоверных гамет меньше некроссоверных, поэтому особей, получившихся из некроссоверных гамет больше.
Эти особи: 208 высоких растений с гладким эндоспермом, 195 – низких с шероховатым эндоспермом
У них доминантный признак унаследовался с доминантным, а рецессивный с рецессивным. Следовательно гены у родительской дигетерозиготной особи в цис-положении: AB \ ab.
4) Схема скрещивания:
Красным отмечены кроссоверные гаметы и особи, полученные из них. Этих особей меньше, так как кроссоверных гамет образуется меньше. Если бы у родительской дигетерозиготной особи гены были бы в транс положении, в потомстве наоборот образовалось бы больше особей с признаками: высоких шероховатых, и низких гладких.
5) Определим расстояние между генами.
Для этого вычислим вероятность того, что признаки окажутся разделенными в результате кроссинговера.
По формуле:
x= 9 + 6208+ 195+ 9 + 6 ×100%= 15418 ×100%=3,59%
То есть расстояние между генами = 3,59 морганид.
Обсуждение: «Сцепленное наследование»
(Правила комментирования)
Как рассчитать вероятность кроссинговера?
Процент кроссинговера рассчитывается как отношение числа кроссоверных особей Fа (т. е. особей с новыми сочетаниями родительских признаков) к общему количеству особей этого потомства (в %). 1% кроссинговера принят за единицу расстояния между генами, которая позже в честь Т.
Что называется процентом кроссинговера?
За единицу расстояния принят 1 % кроссинговера (1 морганида или 1 сантиморганида). Чем дальше гены находятся друг от друга в хромосоме, тем чаще между ними будет происходить кроссинговер.
Когда происходит удвоение хромосом?
Интерфа́за (англ. interphase) — период клеточного цикла, подразделяющийся на G1-,G₀-, S- и G2-фазы. Во время интерфазы клетка готовится к будущему делению: растёт, удваивает количество цитоплазмы, клеточных белков и органелл. В S-фазе происходит удвоение хромосом и центросом (клеточных центров).
Что такое хромосомы 5 класс?
Хромосомы — это постоянная составная часть клеток животных и растений, носители наследственной генетической информации.
Что такое обмен веществ 5 класс?
Обмен веществ – это процессы поступления нужных организму веществ, их сложных превращений внутри и выведения ненужных веществ в окружающую среду. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.
Как происходит деление клеток 5 класс?
1) профаза — происходит конденсация хромосом, клеточный центр разрушается и его части расходятся к полюсам ядра, формируется веретено деления; … 5) Телофаза — хромосомы окончательно расходятся по разным полюсам клетки, веретено деления разрушается, а вокруг дочерних клеток формируются отдельные оболочки.
Где в теле человека находятся хромосомы?
Хромосомы — это структуры внутри клеток, которые содержат гены человека. Гены содержатся в хромосомах, которые находятся в ядре клетки. В одной хромосоме содержится от сотен до тысяч генов. В каждой нормальной клетке человека содержится 23 пары хромосом, то есть всего 46 хромосом.
Какую форму имеет хромосома?
Ответ: Хромосо́мы (др. -греч. χρῶμα «цвет» + σῶμα «тело») — нуклеопротеидные структуры в ядре эукариотической клетки, в которых сосредоточена бо́льшая часть наследственной информации и которые предназначены для её хранения, реализации и передачи.
Чего состоит хромосома?
Каждая хромосома представляет собой одну молекулу ДНК,которую плотно скручивают гистоновые белки. Также в составе присуствует небольшое количество негистоновых белков. Большая часть хромосом имеет вид буквы «Х» и образована двумя перекрещивающимися хроматидами.
Сколько пар гомологичных хромосом у человека?
Сначала договоримся о терминологии. Окончательно человеческие хромосомы посчитали чуть больше полувека назад — в 1956 году. С тех пор мы знаем, что в соматических, то есть не половых клетках, их обычно 46 штук — 23 пары. Хромосомы в паре (одна получена от отца, другая — от матери) называют гомологичными.
Что делать если у человека 45 хромосом?
Синдром Шерешевского — Тёрнера — отсутствие одной Х-хромосомы у женщин (45 Х0) вследствие нарушения расхождения половых хромосом; к признакам относится низкорослость, половой инфантилизм и бесплодие, различные соматические нарушения (микрогнатия, короткая шея и др.);
Сколько пар аутосом у человека?
Аутосомы обозначают порядковыми номерами. Так, у человека в диплоидном наборе имеется 46 хромосом, из них — 44 аутосомы (22 пары, обозначаемые номерами с 1-го по 22-й) и одна пара половых хромосом (XX у женщин и XY у мужчин).
Сколько аутосом содержится в кариотипе человека?
Аутосомы — парные хромосомы, одинаковые для мужских и женских организмов. В клетках тела человека 44 аутосомы (22 пары). Половые хромосомы — хромосомы, содержащие гены, определяющие половые признаки организма. В кариотипе (качественном и количественном наборе хромосом) женщин половые хромосомы одинаковые.
Сколько пар аутосом содержится в клетке кожи?
Поскольку клетка кожи человека содержит 46 хромосом, что соответствует диплоидному набору, в яйцеклетке, для которой характерен гаплоидный набор хромосом, содержится всего 23 хромосомы, из них одна — половая хромосома, а остальные 22 — аутосомы.
Сколько аутосом у дрозофилы у человека?
Геном дрозофилы Геном Drosophila melanogaster содержит 4 пары хромосом: пара X/Y и три аутосомы, маркируемых как 2, 3 и 4.
А.А. МЕДВЕДЕВА
Окончание. См. No 44-46, 48/1999; No 2, 3, 4/2000
Решение задач по генетике
4. Явление сцепленного наследования и
кроссинговер
При решении задач на сцепленное
наследование, где рассматривается передача по
наследству от родителей к потомству как минимум
двух признаков (или заболеваний), следует прежде
всего учесть специфику этой темы.
Гены, контролирующие передачу по наследству двух
определенных интересующих нас признаков
(болезней), локализованы в одной и той же
хромосоме. Соответственно, передача этих генов
от родителей к потомству будет происходить
одновременно, т.е. вместе с хромосомой при мейозе
в одну и ту же формирующуюся гамету неизбежно
попадают и эти гены (гемофилии и дальтонизма).
Известно, что, если гены локализованы на крайне
незначительном расстоянии друг от друга, их
считают тесно (полно) сцепленными (т.е.
кроссинговер, или перекрест, не обнаруживается).
Если же гены локализованы в одной и той же
хромосоме на значительном расстоянии друг от
друга, скорее всего речь должна идти о неполном
сцеплении: почти наверняка кроссинговер
произойдет. Нетрудно догадаться, что чем дальше
гены расположены друг от друга в пределах
хромосомы, тем выше вероятность того, что
кроссинговер произойдет.
Следовательно, на основании того, как часто идет
кроссинговер, можно делать справедливый вывод,
насколько далеко рассматриваемые гены
расположены друг от друга (что, как известно, и
лежит в основе построения генетических карт).
Расстояние между генами, локализованными в одной
и той же хромосоме, измеряется в морганидах, или в
процентах (отношение числа кроссоверных особей к
общему числу потомства).
Задача. Известно, что ген
гемофилии и ген дальтонизма – это рецессивные
гены, локализованные в Х-хромосоме; расстояние
между ними определено в 9,8 морганиды. Здоровая
девушка, мать которой дальтоник, а отец –
гемофилик, выходит замуж за мужчину, родители
которого здоровы (относительно рассматриваемых
заболеваний). Определить, какова вероятность
появления в этой семье здоровых детей (девочек,
мальчиков).
Решение. Прежде чем составить
таблицу «Ген–признак» (табл. 12) и схему
скрещивания (схема 8), необходимо указать на
некоторые особенности того, как это следует
делать в случае, если рассматриваемые гены
локализованы в одной и той же паре хромосом.
Таблица 12
Схема 8
1. При решении задач на сцепленное
наследование и кроссинговер Х-хромосому
удобнее всего изображать в виде вертикальной
прямой, на которой (непременно!) точками
указывать места локализации данных генов.
2. В самом низу таблицы следует
записывать величину кроссинговера (в %),
информация о которой содержится в условии
задачи.
3. При этом Y-хромосома изображается
полустрелкой.
Решетка Пеннета (табл. 13), несомненно,
несколько громоздка, но анализ ее результатов,
как всегда, призван помочь сделать единственно
правильный вывод.
Таблица 13
По горизонтали, как обычно, – типы
гамет женского организма. при таком генотипе, как
в данной задаче, можно ожидать возникновения
четырех типов гамет.
Два первых типа гамет называются некроссоверными
(или исходными, родительскими) гаметами, так как
они абсолютно ничем не отличаются от хромосом,
которые имеются у родительских форм:
Два вторых типа гамет – это так
называемые кроссоверные (или гибридные,
дочерние) гаметы, возникшие в результате
кроссинговера. Их хромосомы являют собой
результат кроссинговера:
Как видно из анализа решетки Пеннета, в
этой семье вероятность рождения здоровых и
больных детей (как дочерей, так и сыновей)
оказывается следующей:
мальчики – 2,45% от всех детей без
гемофилии и без дальтонизма, а все остальные
мальчики в этой семье будут либо с каким-либо
одним из перечисленных заболеваний, либо с двумя
одновременно. Таким образом, может считаться, что
данной семье крайне повезло, если у нее будут
дочери, а не сыновья, так как 100% дочерей не будут
страдать ни одним из перечисленных заболеваний.