Что такое сцепленное наследование признаков

Сцепленное наследование признаков

Сцепленное наследование признаков

1. Все ли гены клетки «работают» одновременно?
2. Сильно ли различается число хромосом в клетках разных видов живых организмов?

В начале XX столетия стало очевидным, что Г. Мендель открыл единые закономерности наследственности для всех живых организмов. Но вместе с тем стали накапливаться сведения о том, что в некоторых случаях расщепление происходит не по правилам Г. Менделя. Например, у душистого горошка два признака — форма пыльцы и окраска цветков — не дают независимого расщепления в потомстве в соотношении 3 : 1, и потомки остаются похожими на родительские особи. При анализе этого явления оказалось, что ген формы пыльцы и ген окраски цветка лежат в одной хромосоме. Действительно, генов, кодирующих различные признаки, у любого организма очень много. Так, по приблизительным расчетам у человека около 100 000 генов, а видов хромосом только 23. Таким образом, все десятки тысяч генов умещаются в этих хромосомах. Каковы же принципы наследования генов, расположенных в одной хромосоме? Современная хромосомная теория наследственности создана выдающимся американским генетиком Т. Морганом.

Основным объектом, с которым работали Т. Морган и его сверстники, была плодовая мушка дрозофила, имеющая диплоидный набор из 8 хромосом. Эксперименты показали, что гены, находящиеся в одной хромосоме, при мейозе попадают в одну гамету, т. е. наследуются сцепленно. Это явление получило название закона Моргана. Было также показано, что у каждого гена в хромосоме есть строго определенное место — локус.

Однако в экспериментах Моргана выяснилось, что среди гибридов второго поколения обязательно есть малое число особей с перекомбинацией тех признаков, гены которых лежат в одной хромосоме. Как это можно объяснить?

Оказалось, что во время профазы первого деления мейоза гомологичные хромосомы (т. е. идентичные хромосомы одной пары) конкуруют между собой. В этот момент они могут разрываться в месте контакта и обмениваться гомологичными участками. Это явление обмена аллельными генами между двумя гомологичными хромосомами получило название перекреста (рис. 53). Частота перекреста для различных генов оказалась различной. Чем дальше друг от друга в хромосоме расположены гены каких-либо двух признаков, тем выше вероятность перекреста между ними. Это происходит потому, что близко расположенные гены имеют больше вероятности оказаться вместе, так как они редко разделяются при перекресте.

Перекрест служит важным источником генетической изменчивости, потому что при нем образуются две хромосомы, содержащие в себе гены обеих исходных хромосом.

К настоящему времени хромосомы многих видов бактерий, растений и животных изучены. Определены локусы различных генов, причем было доказано, что гены в хромосомах расположены линейно, друг за другом.

Сейчас ведется очень трудная и длительная работа по составлению генных карт человека.

Знание того, в какой хромосоме и в какой ее части находится тот или иной ген, может помочь в борьбе с самыми различными, пока неизлечимыми, болезнями человека.

Сцепленное наследование. Закон Моргана. Локус гена. Перекрест.


1. Что собой представляют хромосомы?
2. Почему не всегда соблюдается правило независимого наследования признаков Г. Менделя?
3. Когда происходит перекрест? В чем его суть и биологическое значение?

Каменский А. А., Криксунов Е. В., Пасечник В. В. Биология 9 класс
Отправлено читателями с интернет-сайта

Онлайн библиотека с учениками и книгами, плани-конспекти уроков с Биологии 9 класса, книги и учебники согласно календарного плана планирование Биологии 9 класса

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь — Образовательный форум.

Закон независимого распределения признаков (третий закон Менделя) нарушается в случае, если гены, определяющие разные признаки, находятся в одной хромосоме. Такие гены обычно наследуются совместно, т. е. наблюдается сцепленное наследование. Явление сцепленного наследования было изучено Томасом Морганом и его сотрудниками и поэтому носит название закона Моргана.

Закон Т. Моргана можно сформулировать следующим образом: гены, находящиеся в одной хромосоме, образуют группу сцепления и часто наследуются совместно, при этом частота совместного наследования зависит от расстояния между генами (чем ближе, тем чаще).

Причиной, по которой сцепленное наследование нарушается, является кроссинговер, протекающий в мейозе при конъюгации хромосом. При этом гомологичные хромосомы обмениваются своими участками, и таким образом ранее сцепленные гены могут оказаться в разных гомологичных хромосомах, что обуславливает независимое распределение признаков.

Например, ген A сцеплен с геном B (AB), в гомологичной хромосоме находятся рецессивные аллели соответствующих генов (ab). Если в процессе кроссинговера гомологичные хромосомы почти никогда не обмениваются участками так, что один ген переходит в другую хромосому, а другой остается в прежней, то такой организм образует гаметы только двух типов: AB (50%) и ab (50%). Если же обмен соответствующими участками происходит, то какой-то процент гамет будет содержать гены Ab и aB. Обычно их процент меньше, чем при независимом распределении генов (когда A и B находятся в разных хромосомах). Если при независимом распределении всех типов гамет (AB, ab, Ab, aB) будет по 25%, то в случае сцепленного наследования гамет Ab и aB будет меньше. Чем их меньше, тем ближе гены расположены друг к другу в хромосоме.

Особо выделяют сцепленное с полом наследование, когда исследуемый ген находится в половой (обычно X) хромосоме. В данном случае изучается наследование одного признака, а вторым выступает пол. Если наследуемый признак сцеплен с полом, то он по-разному наследуется при реципрокных скрещиваниях (когда признаком сначала обладает родитель женского пола, потом мужского).

Если мать обладает генотипом aa, а у отца проявляется доминантный признак (точно есть один ген A), то в случае сцепления с полом все дочери будут иметь доминантный признак (в любом случае получат от отца его единственную X-хромосому, а все сыновья — рецессивный (от отца достается Y-хромосома, в которой нет соответствующего гена, а от матери — в любом случае ген a). Если бы признак не был сцеплен с полом, то среди обоих полов детей могли быть обладатели доминантного признака.

Когда исследуемые гены сцеплены в аутосоме, то такое сцепление называют аутосомным. Сцепление называют полным, если родительские комбинации аллелей не нарушаются из поколение в поколение. Такое бывает очень редко. Обычно наблюдается неполное сцепленое наследование, которое нарушает как третий закон Менделя, так и закон Моргана (в его сокращенной формулировке: гены, находящиеся в одной хромосоме наследуются совместно).

Гены в хромосоме расположены линейно. Расстояние между ними измеряется в сантиморганах (сМ). 1 сМ соответствует наличию 1% кроссоверных гамет. Проводя различные скрещивания и статистически анализируя потомков, ученые выявляют сцепленные гены, а также расстояние между ними. На основе полученных данных строятся генетические карты, в которых отражается локализация генов в хромосомах.

Сцепленное наследование признаков. Генетический механизм.

Любые студенческие работы — ДОРОГО!

100 р бонус за первый заказ

Совместное наследование дискретных менделевских факторов. Сцепление обусловлено расположением локусов в одной хромосоме.

Число генов у каждого организма значительно превышает число хромосом. Следовательно, в каждой хромосоме должно находиться много генов. Каковы же закономерности наследования генов, локализованных в одной хромосоме? Этот вопрос был изучен американским генетиком Морганом и его учениками.

Предположим, что 2 гена – А и В – находятся в одной хромосоме и организм, взятый для скрещивания, гетерозиготен по этим генам. В анафазе мейоза 1 гомологичные хромосомы расходятся в разные клетки и образуется 2 сорта гамет – АВ и ав (вместо 4, как это должно быть при дигибридном скрещивании), которые повторяют комбинацию генов в хромосоме родителя. Такое отклонение от независимого распределения означает, что гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно, или сцеплено. Группы генов, расположенных в одной хромосоме, составляют группу сцепления. Сцепленные гены расположены в хромосомах в линейном порядке. Число групп сцепления соответствует числу пар хромосом, т. е. гаплоидному набору. Так, у человека 46 хромосом – 23 группы сцепления, у дрозофилы 8 хромосом – 4 группы сцепления.

Однако при анализе наследования сцепленных генов было установлено, что сцепление не бывает абсолютным, может нарушаться, в результате чего возникают новые гаметы и аВ и Ав с новыми комбинациями генов, отличающимися от родительской гаметы.

Причина нарушения сцепления и возникновения новых гамет – кроссинговер – перекрест хромосом в профазе мейоза1. Перекрест и обмен участками гомологичных хромосом приводит к возникновению качественно новых хромосом и, следовательно, к постоянной «перетасовке» — рекомбинации генов.

Чем дальше друг от друга расположены гены в хромосоме, тем выше вероятность перекреста между ними и тем больший процент гамет с рекомбинированными генами, а следовательно, и больший процент особей, отличных от родителей. Морган и его сотрудники показали, что, изучив явление сцепления и перекреста, можно построить карты хромосом с нанесенным на них порядком расположения генов. Карты, построенные на этом принципе, созданы для многих генетически хорошо изученных организмов: человека, дрозофилы, мыши, кукурузы, гороха, пшеницы, дрожжей и др. так, при дигибридном скрещивании дрозофилы, имеющей признаки «серое тело», «нормальные крылья (ААВВ)», с дрозофилой «черное тело», «короткие крылья» (аавв) все гибриды первого поколения были с серым телом и длинными крыльями. Следовательно, эти 2 признака доминантны, а признаки «черное тело» и «короткие крылья» — рецессивны. В этом примере единообразие полученных гибридов первого поколения подчиняется первому закону Менделя. Однако при скрещивании полученных гибридов независимого расщепления в F2 отношении 9:3:3:1 не наблюдается, оно составляет 3:1. Это можно объяснить тем, что гены, контролирующие цвет тела и форму крыльев, находятся в одной хромосоме и наследуются вместе, сцеплено. Но иногда среди потомства в F2 появляются мушки с серым телом, короткими крыльями и черным телом, длинными крыльями, т. е. с перекомбинированными признаками. Это свидетельствует о том, что сцепление генов, контролирующих проявление этих признаков и расположенных в одной хромосоме, неполное и в некоторых случаях нарушается. Нарушение сцепленности возникает в результате обмена гомологичными участками хромосом во время мейоза, поэтому и развиваются мушки и перекомбинированных признаков. Явление перекреста (кроссинговер) и обмена участками хромосом доказал Морган. Оно может происходить в любом участке хромосомы. Но чем эти участки дальше друг от друга, тем больше вероятность обмена между ними, а значит, и больше шансов для перекомбинации признаков.

Урок по биологии для 9 класса «Сцепленное наследование генов»

Выбранный для просмотра документ Конспект.Сцепленное наследование с полом. 9 класс.docx

Конспект урока по биологии (9 класс).

Тема урока: §38. Сцепленное наследование генов.

[Биология. Общие закономерности. 9 класс. Мамонтов С. Г., Захаров B. Б., Сонин Н. И. 2011 г. – с.186 -188.]

Продолжить изучение основных закономерностей генетики на основе изучения сцепленного наследования генов.

Актуализировать ранее полученные знания;

Систематизация теоретических знаний по теме «Взаимодействие неаллельных генов»;

Сформировать знания о сцепленном наследовании, группах сцепления, генетическом картировании;

Закрепить навык решения генетических задач.

Продолжить формирование умений и навыков, необходимых для решения генетических задач;

Развивать умение анализировать, сравнивать и обобщать, используя дополнительную литературу и информационные технологии;

Повысить восприимчивость учащихся к вопросам сохранения своего здоровья и здоровья других людей;

Формирование коммуникативной компетенции.

— Установить несоответствие 3 закона Менделя при наследовании нескольких пар генов;

— Познакомиться с основными положениями теории Томаса Моргана;

— Раскрыть понятия: группа сцепления, сцепленное наследование, сцепление генов, кроссинговер.

Тип урока: изучение новой темы.

Форма урока : беседа (с применением презентации).

Метод обучения: частично-поисковый, исследовательский, проблемный.

Материальное обеспечение урока: Компьютер, проектор, экран.

На столах учащихся: раздаточный материал (Разноуровневые карточки для самостоятельной работы учащихся во внеурочное время « Сцепленное наследование генов » ) .

Организационный момент (2 мин.).

Приветствие с классом. Запись отсутствующих. Проверка домашнего задания.

Вступление: ребята, сегодня мы приступаем к изучению новой для вас темы – Сцепленное наследование генов.

Актуализация знаний (10 мин.).

Фронтальная беседа (9 мин.)

Проверка знаний (слайд 2-8)

1.Назовите три закона Г. Менделя?

Ответ: I закон – закон единообразия, II закон – закон расщепления, III закон – закон независимого наследования.

2.Каких правил придерживался Г. Мендель при проведении своих опытов?

Использовал для скрещивания растения разных самоопыляющихся сортов – чистыми линиями

Чтобы получить больше материала для анализа, использовал несколько родительских пар гороха

Намеренно упростил задачу, наблюдая наследование только одного признака; остальные не учитывал

3.Сформулируйте закон чистоты гамет. Кому принадлежит открытие этого закона?

Ответ: При образовании гамет в каждую из них попадает только один из двух аллельных генов.

4.Всегда ли признаки можно чётко разделить на доминантные и рецессивные?

Ответ: В некоторых случаях доминантный ген не до конца подавляет рецессивный ген из аллельной пары. При этом возникают промежуточные признаки.

5.Какое название получило это явление?

Ответ: Это явление получило название неполного доминирования.

6.Всегда ли по фенотипу можно определить, какие гены содержит данная особь? Приведите пример.

Ответ: Не всегда. Рецессивный признак всегда проявляется только в гомозиготном состоянии, т.е. аа . А доминантный признак может проявляться у особей с гомозиготным или гетерозиготным генотипом, т.е. АА или Аа.

7.Можно ли установить генотип особей, которые не различаются по фенотипу? Какой метод используют для этого?

Ответ: Да, можно установить. Для этого используют скрещивание исследуемой особи с рецессивной гомозиготой аа по исследуемому признаку, называемое анализирующим скрещиванием.

8.Какими особенностями характеризуется дигибридное скрещивание?

Ответ: Рассматривается наследование и производится точный количественный учёт потомства по двум парам альтернативных признаков.

9.Всегда ли справедлив закон независимого наследования, т.е. III закон Г. Менделя?

Ответ: Закон справедлив только в тех случаях, когда гены рассматриваемых признаков располагаются в разных негомологичных хромосомах.

Молодцы! С этим этапом работы вы справились.

— Сегодня на уроке мы продолжим знакомство с генетикой.

Ответ: «Генетика – наука, объясняющая, почему ты похож на своего отца, если похож, и почему не похож на него, если так получилось» (1 мин.)

Изучение нового материала. (22 мин.).

Томас Хант Морган

Эксперимент Т. Моргана

Закон Т. Моргана

Хромосомная теория Т. Моргана

Нарушение сцепленного наследования

Генов, кодирующих различные признаки у любого организма очень много. Например, у человека приблизительно около 100 000 генов, а видов хромосом только 23.

Следовательно, в каждой хромосоме должно находиться много генов.

Такие гены называются сцепленными друг с другом, образуют группы сцепления – совокупность генов, локализованных в одной хромосоме и наследующихся совместно.

ГЛАВНЫЙ ВОПРОС: А каковы же закономерности наследования генов, локализованных в одной хромосоме?

Ответ на этот вопрос мы узнаем в ходе изучения нашей новой темы. Сегодня мы будем говорить об особенностях сцепленного наследования, выясним, существуют ли случаи его нарушения.

Мы выяснили, что в каждой хромосоме может находиться множество генов.

Такие гены называются сцепленными друг с другом и образуют группу сцепления.

Число групп сцепления у данного вида организмов соответствует числу хромосом в гаплоидном наборе.

Так, у человека 46 хромосом в диплоидном наборе. Сколько групп сцепления будет?

Правильно , 23 группы сцепления, у дрозофилы 8 хромосом — 4 группы сцепления, у гороха 14 хромосом — 7 групп сцепления.

Явление совместного наследования было описано Пеннетом – он назвал его «притяжение генов».

В 1910 г. Т. Морган и его сотрудники создали современную хромосомную теорию наследственности, сформулировали закон сцепленного наследования.

Прежде чем приступить к рассмотрению данной теории, предлагаю прочитать, следующий слайд «О жизни и деятельности Т. Моргана» (слайд 15).

Американский биолог, один из основоположников генетики.

Родился 25 сентября 1866г. в Лексингтоне. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1933 года «за открытия, связанные с ролью хромосом в наследственности».

Томас Морган и его ученики обосновали хромосомную теорию наследственности; установленные закономерности расположения генов в хромосомах способствовали выяснению цитологических механизмов законов Грегора Менделя и разработке генетических основ теории естественного отбора.

Эксперимент Т. Моргана (2 мин.).

Основным объектом, с которым работали Т. Морган и его ученики, была плодовая мушка Дрозофила . Проводилось дигибридное анализирующее скрещивание по двум признакам: длине крыльев и цвету тела. Данные опытов показали, что получается расщепление признаков 1:1 вместо ожидаемого — 1:1:1:1.

Такое отклонение от независимого распределения означает, что гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно.

Рассмотреть слайд 17. Дать пояснения.

Сцепленное наследование (2 мин.).

Записать в рабочею тетрадь определения.

Явление совместного наследования генов, локализованных в одной хромосоме, называется сцепленным наследованием , а локализация генов в одной хромосомесцеплением генов .

Таким образом, третий закон Менделя применим лишь к наследованию аллельных пар, находящихся в негомологичных хромосомах.

В ходе этих исследований было также доказано, что каждый ген имеет в хромосоме своё строго определённое место — локус. В последствии, эта особенность расположения генов будет практически использована для составления генетических карт.

Однако в экспериментах Моргана выяснилось, что среди гибридов первого поколения при проводимых скрещиваниях, появлялся небольшой процент мушек с перекомбинацией признаков, находящихся в одной хромосоме, т.е. нарушение сцепленного наследования.

Рассмотреть слайд 20. Дать пояснения.

Хромосомная теория Т. Моргана (4 мин.).

Постепенные исключения из 3 закона Менделя привело к образованию хромосомной теории Т. Моргана:

Гены расположены в хромосомах в линейном порядке.

Все гены, расположенные в одной паре гомологичных хромосом образуют группу сцепления и наследуются преимущественно вместе. Число групп сцепления обычно равно гаплоидному набору хромосом.

Полное сцепление нарушается кроссинговером.

Таким образом, закон Моргана гласит: Гены, расположенные в одной хромосоме, называются сцепленными и наследуются вместе.

Нарушение сцепленного наследования (5 мин.).

Однако в экспериментах Моргана выяснилось, что среди гибридов первого поколения при проводимых скрещиваниях, появлялся небольшой процент мушек с перекомбинацией признаков, находящихся в одной хромосоме, т.е. нарушение сцепленного наследования.

Вспомним мейоз. Во время профазы первого деления мейоза гомологичные хромосомы могут разрываться в месте контакта и обмениваться аллельными генами. Это явление получило название – перекреста или кроссинговера .

Рассмотреть понятие кроссинговера (слайд 23). Дать пояснения.

В результате образуются не 2 группы фенотипов, а 4, как при свободном комбинировании генов. Кроссинговера нет у самцов дрозофилы, у тутового шелкопряда.

Т. Морган утверждал, что % кроссинговера отражает расстояние между генами: чем больше его величина, тем больше расстояние между генами, потому что силы сцепления между генами невелики. На этом основано составление генетических карт хромосом. Первые карты хромосом были построены в 1913 г. для классического экспериментального объекта плодовой мушки Drosophila melanogaster Альфредом Стёртевантом, учеником и сотрудником Томаса Ханта Моргана.

Таким образом, сцепление генов может быть полным и неполным. Причина нарушения сцепления — кроссинговер, т. е. перекрест хромосом в профазе I мейотического деления. Кроссинговер — важный источник комбинативной генетической изменчивости.

Теперь мы можем ответить на ГЛАВНЫЙ ВОПРОС: А каковы же закономерности наследования генов, локализованных в одной хромосоме?

Рассмотреть слайд 26. Дать пояснения.

Закрепление полученных знаний. (8 мин.).

По ходу урока закрепляем полученную информацию через выполнение задачи по генетике (8 мин.) :

На экране показываем условие задачи (даём пояснения).

Учащиеся выполняют задачу вмести с учителем на доске, и записывают ход её решения, себе в рабочею тетрадь. Далее идет пояснение к выполнению заданий на раздаточном материале (Раздаточный материал (Разноуровневые карточки для самостоятельной работы учащихся во внеурочное время « Сцепленное наследование генов » )) .

Решение задачи (Приложено к конспекту урока).

Подведение итогов. Рефлексия. (1 мин.).

Ребята, Вы молодцы! Очень хорошо поработали. Что Вы узнали нового на уроке? Что Вам понравилось? Какое у Вас настроение?

Ребята, поднимите руки те, кто разобрался в теме и сможет решить генетические задачи на « Сцепленное наследование генов » . Теперь поднимите руки, у кого есть вопросы по данной теме, и кто нуждается в дополнительной консультации.

За активную работу в классе, решение задач получают 5…..4…..(с комментариями), мало отвечали (фамилии).

Домашнее задание (2 мин.).

При сообщении ребятам домашнего задания надо дать разъяснение о порядке его выполнения.

§38. Ответить на вопросы после параграфа (устно).

Решить генетические задачи из раздаточного материала « Сцепленное наследование генов ». (письменно, в рабочей тетради).

Прощание. Всем спасибо за урок. До свидания!

Мамонтов С. Г., Захаров B. Б., Сонин Н. И. Биология: Общие закономерности. 9 кл. М: Дрофа, 2011.

Мамонтов С. Г. Биология: Пособие для поступающих в вузы. М: Дрофа, 1996.

Гончаров О.В. Генетика. Задачи. С: Лицей, 2005.

Урок с мультимедийным сопровождением «Сцепленное наследование признаков»

Разделы: Биология

Методическая цель: Ознакомить с некоторыми аспектами применения компьютерных моделей на уроках биологии.

Задачи урока:

  • Продолжить формирование знаний о локализации генов в хромосомах.
  • Раскрыть сущность явления сцепленного наследования – закона Т. Моргана.
  • Объяснить причины нарушения сцепления генов.

Оборудование: презентация ( приложение 1 ), презентационное оборудование, тетради, канцелярские принадлежности, карточки с задачами.

Три к одному — какой закон!

Как много дум наводит он.

Эти слова из песни студентов-генетиков Санкт-Петербургского университета. Как Вы думаете, о чем эта песенка?

Считается, что только тот владеет основами генетики, для кого один из выводов Г. Менделя -3:1- ясен, “как простая гамма”.

А сколько законов г. Менделя Вам известно?

Изучение нового материала.

Мендель изучил наследование только семи пар признаков у душистого горошка. Его законы подтвердились на самых разных видах организмов, т. е. было признано, что эти законы носят всеобщий характер.

Однако в 1906 году английские генетики В. Бетсон и Р. Пеннет, проводя скрещивание растений душистого горошка и анализируя наследование формы пыльцы и окраски цветков, обнаружил, что эти признаки не дают независимого распределения в потомстве. Потомки всегда повторяли признаки родительских форм.

Постепенно исключений из третьего закона Менделя накапливалось все больше. Стало ясно, что не для всех генов характерно независимое распределение в потомстве и свободное комбинирование.

. Какое предположение можно сделать из этих сведений?

Признаков много, хромосом немного.

Сегодня мы с Вами познакомимся с особенностями локализации генов в хромосомах, изучим закон Т.Х. Моргана и постараемся объяснить причины нарушения закономерностей наследования, открытых Г. Менделем.

Тема нашего сегодняшнего урока “Сцепленное наследование”.

Действительно, у любого организма признаков очень много, а число хромосом невелико.

В каждой хромосоме должно локализоваться много генов. Каковы же закономерности наследования генов, локализованных в одной хромосоме? Вопрос этот был изучен выдающимся американским генетиком, лауреатом Нобелевской премии Томасом Хантом Морганом.

Давайте рассмотрим рисунок на слайде, показывающий, как наследуются гены, расположенные в одной хромосоме.

. Сколько сортов гамет образует организм, гетерозиготны по двум парам аллельных генов, расположенных в одной хромосоме?

Перерисуйте схему, используя свои обозначения.

Давайте попробуем дать объяснение этого явления, вспомнив механизм образования половых клеток.

Учащиеся работают с текстом учебника, анализируют. Решают проблемную ситуацию.

Явления совместного наследования признаков Т. Морган называл сцеплением. Материальной основой сцепления генов является хромосома. Гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно и образуют одну группу сцепления. Поскольку гомологичные хромосомы имеют одинаковый набор генов, количество групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом.

Явление совместного наследования генов, локализованных в одной хромосоме, называют сцепленным наследованием.

Сцепленное наследование генов, локализованных в одной хромосоме, называют законом Моргана.

Таким образом, третий закон Менделя применим лишь к наследованию аллельных пар, находящихся в негомологичных хромосомах.

Число групп сцепления у данного вида организмов соответствует числу хромосом в гаплоидном наборе.

. Так, у человека 46 хромосом в диплоидном наборе — 23 группы сцепления, у дрозофилы 8 хромосом — 4 группы сцепления, у гороха 14 хромосом — 7 групп сцепления.

Создание проблемной ситуации

У кукурузы доминантные гены коричневой окраски и гладкой формы семян сцеплены и локализованы в одной хромосоме; рецессивные гены белой окраски и морщинистой формы семян – в другой гомологичной хромосоме.

При анализирующем скрещивании дигетерозиготного растения с коричневыми гладкими семенами (из F1) с чистосортным растением, дающим белые морщинистые семена, получено 4000 семян, похожих на родительские формы, 152 белых гладких и 149 коричневых морщинистых. Объясните результаты скрещивания. Что могло произойти с генами, отвечающими за окраску и форму семян кукурузы, если в результате появились семена с перекомбинированными признаками? (Ответ ищите на стр. 283 учебника.)

ВЫВОД: сцепленное наследование может нарушаться.

Задание: вспомнив профазу первого мейотического деления, давайте найдем причину нарушения сцепления генов. (Можно обратиться к учебнику.)

Вспомним, что в профазе I мейотического деления гомологичные хромосомы конъюгируют. В этот момент может произойти обмен участками гомологичных хромосом:

Предположим, что в одной из гомологичных хромосом локализуются пять известных нам доминантных генов, а в другой — пять их рецессивных аллелей. Если проследить распределение в потомстве двух генов — А и В, то в результате расхождения гомологичных хромосом в анафазе I мейотического деления дигетерозиготный организм в случае сцепления генов А и В должен давать два типа гамет: АВ и ab. Но если в результате кроссинговера в некоторых клетках происходит обмен участками хромосом между генами А и В, то появляются гаметы АЬ и аВ, и в потомстве образуются четыре группы фенотипов, как при свободном комбинировании генов.

Таким образом, сцепление генов может быть полным и неполным. Причина нарушения сцепления — кроссинговер, т. е. перекрест хромосом в профазе I мейотического деления. Чем дальше друг от друга расположены гены в хромосоме, тем выше вероятность перекреста между ними и тем больше процент гамет с перекомбинированными генами.

В зависимости от особенностей образования гамет различают кроссоверные и некроссоверные гаметы. Соответсвенно этому – рекомбинантные особи и нерекомбинантные особи. Гены в хромосомах имеют различную силу сцепления. Сцепление может быть полным (рекомбинация невозможна) и неполным (рекомбинация возможна). Вероятность возникновения перекреста между генами зависит от их расположения в хромосоме; чем дальше расположены гены друг от друга, тем больше вероятность перекреста между ними. За единицу расстояния между генами, находящимися в одной хромосоме, принят один процент кроссинговера.

Информация графически оформляется в тетрадях.

ХРОМОСОМНАЯ ТЕОРИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ

  • Результатом исследований Т. Г. Моргана стало создание им хромосомной теории наследственности.
  • Гены располагаются в хромосомах в определенной линейной последовательности.
  • В хромосоме каждый ген занимает определенное место (локус).
  • Расстояние между генами в хромосоме пропорционально проценту кроссинговера между ними.
  • Гены одной хромосомы образуют группу сцепления, благодаря этому происходит сцепленное наследование некоторых признаков.
  • Каждый вид имеет определенное количество групп сцепления, соответствующее числу хромосом в гаплоидном наборе.
  • Сцепление генов может нарушаться в процессе кроссинговера; это приводит к образованию рекомбинантных хромосом.

Закрепление знаний (решение задачи)

У кроликов пятнистость доминирует над сплошной окраской, а нормальная шерсть над ангорской. (Эти гены находятся в одной аутосоме, имеет место кроссинговер.) Скрестили чистые линии породы ангорских пятнистых кроликов с породой, имеющей сплошь окрашенную нормальную шерсть. Гибриды F1 были скрещены со сплошь окрашенными ангорскими кроликами. Определите, какие генотипы и фенотипы получатся в результате второго скрещивания?

Домашнее задание. § 26, решить задачу после параграфа.

Используемые источники:

  1. Пепеляева О.А., Сунцова И.В. Поурочные разработки по общей биологии. 9 класс. – М.: ВАКО, 2006.
  2. Общая биология: учеб, для 10-11 кл. общеобразоват. Учреждений / под ред. Д.К. Беляева, Г.М. Дымшица. – М.: Просвещение, 2005.
  3. Иллюстрации к презентации взяты с англоязычных сайтов.

Что такое сцепленное наследование признаков

Мендель изучил наследование только семи пар признаков у душистого горошка. Его законы подтвердились на самых разных видах организмов, т. е. было признано, что эти законы носят всеобщий характер. Однако позже было замечено, что у душистого горошка два признака — форма пыльцы и окраска цветков — не дают независимого распределения в потомстве. Потомки оставались похожими на родителей. Постепенно таких исключений из третьего закона Менделя накапливалось все больше. Стало ясно, что принцип независимого распределения в потомстве и свободного комбинирования распространяется не на все гены. Действительно, у любого организма признаков очень много, а число хромосом невелико.
В каждой хромосоме должно локализоваться много генов. Каковы же закономерности наследования генов, локализованных в одной хромосоме? Вопрос этот был изучен выдающимся американским генетиком Т. Морганом.
Предположим, что два гена — А и В находятся в одной хромосоме и организм, взятый для скрещивания, гетерозиготен по этим генам:

В анафазе I мейотического деления гомологичные хромосомы расходятся к разным полюсам и образуются два типа гамет

вместо четырех, как должно быть при дигибридном скрещивании в соответствии с третьим законом Менделя.

При скрещивании с организмом, рецессивным по обоим генам aabb, получается расщепление 1:1

вместо ожидаемого при дигибридном анализирующем скрещивании 1:1:1:1. Такое отклонение от независимого распределения означает, что гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно.

Явление совместного наследования генов, локализованных в одной хромосоме, называется сцепленным наследованием, а локализация генов в одной хромосоме — сцеплением генов. Сцепленное наследование генов, локализованных в одной хромосоме, установил Морган.
Таким образом, третий закон Менделя применим лишь к наследованию аллельных пар, находящихся в негомологичных хромосомах.

Все гены, входящие в состав одной хромосомы, передаются по наследству совместно и составляют группу сцепления. Поскольку в гомологичных хромосомах находятся одинаковые гены, группу сцепления составляют две гомологичные хромосомы. Число групп сцепления у данного вида организмов соответствует числу хромосом в гаплоидном наборе. Так, у человека 46 хромосом в диплоидном наборе — 23 группы сцепления, у дрозофилы 8 хромосом — 4 группы сцепления, у гороха 14 хромосом — 7 групп сцепления. Однако при анализе наследования сцепленных генов было обнаружено, что в определенном проценте случаев сцепление может нарушаться.

Вспомним, что в профазе I мейотического деления гомологичные хромосомы конъюгируют. В этот момент может произойти обмен участками гомологичных хромосом:

Предположим, что в одной из гомологичных хромосом локализуются пять известных нам доминантных генов, а в другой — пять их рецессивных аллелей. Если проследить распределение в потомстве двух генов — А и В, то в результате расхождения гомологичных хромосом в анафазе I мейотического деления дигетерозиготный организм в случае сцепления генов А и В должен давать два типа гамет: АВ и ab. Но если в результате кроссинговера в некоторых клетках происходит обмен участками хромосом между генами А и В, то появляются гаметы Ab и аВ, и в потомстве образуются четыре группы фенотипов, как при свободном комбинировании генов. Отличие заключается в том, что числовое отношение фенотипов не соответствует отношению 1:1:1:1, установленному для дигибридного анализирующего скрещивания.

Таким образом, сцепление генов может быть полным и неполным. Причина нарушения сцепления — кроссинговер, т. е. перекрест хромосом в профазе I мейотического деления. Чем дальше друг от друга расположены гены в хромосоме, тем выше вероятность перекреста между ними и тем больше процент гамет с перекомбинированными генами. В генетике принято определять расстояние между генами в процентах гамет, при образовании которых в результате кроссинговера произошла перекомбинация генов в гомологичных хромосомах. Кроссинговер — важный источник комбинативной генетической изменчивости.