Урок биологии на тему: "СЦЕПЛЕННОЕ С ПОЛОМ НАСЛЕДОВАНИЕ. ГЕНЕТИКА ПОЛА" (10 класс)

ЛЕКЦИЯ 10.

  СЦЕПЛЕННОЕ С ПОЛОМ НАСЛЕДОВАНИЕ.

ГЕНЕТИКА ПОЛА.

Сцепленным с полом называют наследование признаков, гены которых локализованы в половых хромосомах, или гоносомах.

1910 г. Томас Хант Морган, объект: Drosophila melanogaster.

Р_1,2 ♀красноглаз. * ♂белоглаз.

F₁: красноглазые  (1237 особей) → красный цвет - доминантный!

F₂: ¾ ♀ (красноглазые) + ¼ ♂ (белоглазые) а не классическое 3:1

                      3470                              782

               Только ♂♂!!!

В последующих поколениях Морган обнаружил мутантных белоглазых самок и скрестил их с красноглазым самцом:

Р_1,2 ♀белоглаз. * ♂красноглаз.

                                                                                    крисс-кросс!

F₁: ♀красноглаз., ♂белоглаз.

F₂: ¼ ♀ (красноглазые), ¼ ♀ (белоглазые), ¼ ♂(красноглазые),

¼ ♂ (белоглазые)

Как видно из схемы, ввиду отсутствия генов в У-хромосоме са­мец может передать ген окраски глаз, находящийся в Х-хромосоме, только дочерям. Дочери получают два аллельных гена: один с Х-хромосомой от отца, а другой с Х-хромосомой от матери. Сын от отца получает «пустую» У-хромосому .и от матери Х-хромосому с соответствующим аллелем. Вот почему при скрещивании белогла­зой самки с красноглазым самцом рождаются красноглазые дочери и белоглазые сыновья.

Выводы Моргана:

1.      Мутантный ген белых глаз (white) сцеплен с Х-хромосомой, и, будучи рецессивным, проявляется при отсутствии другой Х-хромосомы.

2.      Самцы гемизиготны, или полузиготны.

3.      Наследование white полностью соответствует передаче гоносом в ряду поколений.

Группа сцепления – совокупность генов, локализованных в одной хромосоме и наследуемых преимущественно совместно.

Например:

·         у мухи дрозофилы всего 8 хромосом — 4 группы сцепления,

·         у человека 46 хромосом — 23 группы сцепления,

·         у гороха 14 хромо­сом — 7 групп сцепления.

Если гены, локализованные в одной хромосоме, пере­даются всегда вместе, то такое сцепление называется полным.

Цитологические основы этого явления можно пояснить следующей схемой:

Схема расхождения   хромосом в мейозе при полном сцеплении

Неполное, т. е. гены, локализованные в одной хромосоме, не всегда передаются вместе. Это связано с явлением кроссинговера, заключающегося в обмене участками гомологичных хроматид в процессе их конъюгации в профазе I мейоза.

Перекрест хроматид у гетерозиготных организмов приво­дит к рекомбинации генетического материала.

Каждая из образовавшихся хроматид попадает в от­дельную гамету. Образуется 4 типа гамет, но в отличие от свободного комбинирования их процентное соотношение будет неравным, так как кроссинговер происходит не всегда. Частота кроссинговера зависит от силы сцепления между генами, т. е. от расстояния между ними: чем больше расстояние, тем чаще может происходить кроссинговер. Расстояние между генами определяется в процентах крос­синговера. За единицу его берется 1% кроссинговера, а сама единица названа в честь Моргана морганидой.

В половых хромосомах помимо генов, определяющих пол организма, содержатся и другие, не имеющие отно­шения к полу.

Например, только в Х-хромосоме содер­жатся гены, определяющие нормальную свертываемость крови (доминантный признак, Н) и несвертываемость — гемофилию (рецессивный признак, h).

Фенотипическое проявление гемофилии у девочек наблюдается в том случае, если мать – носительница гена гемофилии, а отец – гемофилик.

То же – дальтонизм.

Сцепленные с полом признаки передаются от матери к дочерям и сыновьям, а от отца — только к дочерям (передача признаков «крест-накрест»).

Гемофилия (доклад!)

ГЕНЕТИКА ПОЛА

Пол – это совокупность морфологических, физио­логических, биохимических и других признаков организма, обусловливающих воспроизведение себе подобного.

При изу­чении наборов хромосом мужских и женских особей об­ратили внимание на тот факт, что у большинства жен­ских организмов все хромосомы образуют пары, а у муж­ских помимо парных (гомологичных) хромосом имеются две непарные. В дальнейшем было установлено, что эти непарные хромосомы как раз и определяют пол организ­ма.

Х-хромосомой называется наибольшая из непарных хромосом, которая содержится в женском кариотипе в двойном наборе, а в мужском - в одиночном.

У-хромосомой называется меньшая из непар­ных хромосом, которая содержится только у особей муж­ского пола.

Парные хромосомы, одинаковые у мужского и женского организма, называются аутосомами, а Х- и У-хромосомы – половыми хромосомами, или гоносомами.

В диплоидном наборе у человека содержится 46 хромосом (23 пары): 22 пары аутосом и одна пара половых хромосом. У женского организма это две Х-хромосомы, а у мужского — X и У.

Набор хромо­сом женщины может быть представлен следующей запи­сью: 44А+2Х, а мужчины — 44А+ХУ.

Пол, имеющий две одинаковые половые хромосомы (XX), называется гомогаметным, так как он образует только один тип гамет, содержащих Х-хромосому.

Пол, определяемый различными половыми хромосомами (ХУ), называется гетерогаметным, так как образует два типа гамет, содержащих Х- и У-хромосомы соответст­венно.

Пол будущего организма определяется в момент оплодотворения и зависит от того, какой из спермато­зоидов оплодотворит яйцеклетку. При оплодотворении яйцеклетки сперматозоидом, содержащим Х-хромосому, в зиготе будут две Х-хромосомы и из нее разовьется жен­ский организм. При оплодотворении яйцеклетки сперма­тозоидом с У-хромосомой в зиготе будут содержаться X-и У-половые хромосомы, и она даст начало мужскому организму. Нетрудно заметить, что образование сперма­тозоидов с Х- и У-хромосомами равновероятно и, следо­вательно, механизм гаметогенеза определяет не только пол, но и примерное численное равенство полов в каж­дом поколении.

У всех млекопитающих, человека и мухи дрозофилы гомогаметным является женский пол, а гетерогаметным – мужской. У птиц и бабочек, наоборот, гомогаметен мужской пол, а женский – гетерогаметен. У некото­рых насекомых женский пол содержит две Х-хромосомы (XX), а мужской – одну (ХО), т. е. в кариотипе самцов отсутствует У-хромосома.

Основные типы определения пола

Генетический тип	Drosophila – тип (♀ff – гомо-, ♂Ff – гетеро-)	Abraxas -  тип (♀Ff , ♂ff )
Хромосомные типы определения	Lygaeus – тип (♀ХХ, ♂ХУ): млекопитающие, рыбы, комары, мухи, растения (конопля, хмель), сингамное переопределение	(♀ZW, ♂ZZ): бабочки, змеи, птицы, клубника. Пол определяется до оплодотворения (прогамное переопределение)
	Protenor – тип (♀ХХ, ♂Х): клопы, саранча, жуки, млекопитающие: лемминги	(♀Z, ♂ZZ): моли

Аномальные наборы гоносом у человека (H. sapiens)

1.      ХХУ – синдром Клайнфельтера (1 на 500 мужчин).

2.      ХО – синдром Шерешевского-Тернера.

3.      ХХ, ХХХ, ХХХХ… - «суперженщины» синдром.

4.      ХУУ – «супермужчины» синдром.