Цели урока: ознакомить учащихся с основными положениями хромосомной теории наследственности, историей ее возникновения и значением для науки и сельского хозяйства; развивать умение анализировать информацию и выдвигать гипотезы для объяснения наблюдений; воспитывать умение прислушиваться к чужим идеям и критически воспринимать информацию. Оборудование и материалы: портрет Т. Моргана, таблицы или слайды презентации с объяснением основных положений хромосомной теории наследственности, изображения хромосом и хромосомных наборов отдельных видов живых организмов. Базовые понятия и термины: хромосома, группа сцепления, сцепленное наследование, гомологичные хромосомы, мейоз, кроссинговер.

Ученые установили, что количество наследственных признаков организма значительно превышает число хромосом гаплоидного набора. Так, в гаплоидном наборе классического объекта генетических исследований - мухи-дрозофилы - есть только четыре хромосомы, но число наследственных признаков и, соответственно, генов, которые их определяют, несомненно, значительно больше. Это означает, что в каждой хромосоме расположено много генов. Поэтому вместе с признаками, которые наследуются независимо, должны существовать и такие, которые наследуются сцеплено друг с другом, потому что они определяются генами, расположенными в одной хромосоме. Такие гены образуют группу сцепления. Число групп сцепления у организмов определенного вида равно количеству хромосом в гаплоидному наборе (например, у дрозофилы In = 4, у человека 1п = 23). Этот факт и был положен в основу хромосомной теории наследственности.

Хромосомная теория наследственности, в основном, была сформирована в начале XX века T. X. Морганом и его учениками.

Основные положения хромосомной теории наследственности

• Материальной основой наследственности являются хромосомы.

• Гены располагаются в хромосомах в линейной последовательности.

• Гены, локализованные в одной хромосоме, составляют одну группу сцепления и передаются потомкам вместе.

• Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом.

• гаплоидным числом хромосом является постоянным для каждого вида.

• Признаки, которые определяются сцепленными генами, также наследуются сцеплено.

• Сцепленное наследования генов может нарушаться вследствие перекрещивания хромосом (кроссинговера), который происходит между гомологичными хромосомами в процессе мейоза.

Следует отметить, что T. X. Морган удачно выбрал объект для своих исследований. Он выбрал муху-дрозофилу, которая впоследствии стала классическим объектом для генетических экспериментов. Дрозофил легко содержать в лабораториях, они имеют значительную плодовитость, быструю смену поколений (при оптимальных условиях содержания новое поколение возникает каждые полторы-две недели) и небольшое количество хромосом, что упрощает наблюдения.

Явление сцепленного наследования T. X. Морган установил в таком опыте. Самцов дрозофилы, гомозиготных по доминантными аллелями окраска тела (серое) и форме крыльев (нормальные), скрестили с самками, гомозиготными за соответствующими рецессивными аллелями (черное тело - недоразвитые крылья). Генотипы этих особей обозначили соответственно EEYY и ееуу. Все гибриды первого поколения имели серое тело и нормальные крылья, т.е. были гетерозиготными по обоим парами аллелей (генотип - EeYy). Затем гибридов скрестили с особями, гомозиготными за соответствующими рецессивными аллелями (т.е. провели анализирующее скрещивание).

Теоретически можно было ожидать два варианта расщепление. Если бы гены, обуславливающие окраску тела и форму крыльев, содержались в негомологичных хромосомах, то есть наследовались независимо, расщепление быть таким: 25% особей с серым телом и нормальными крыльями, 25% - с серым телом и недоразвитыми крыльями, еще 25% - с черным телом и нормальными крыльями и 25% - с черным телом и недоразвитыми крыльями (то есть в соотношении - 1:1:1:1). Если бы эти гены размещались в одной хромосоме и наследовались сцеплено, то было бы получено 50% особей с серым телом и нормальными крыльями и 50% - с черным телом и недоразвитыми крыльями (т.е. 1:1).

На самом деле 41,5% особей имели серое тело и нормальные крылья, 41,5% - черное тело и недоразвитые крылья, 8,5% - серое тело и недоразвитые крылья и 8,5% - черное тело и нормальные крылья, то есть расщепление наближувалося к соотношение фенотипов 1:1 (как в случае сцепленного наследования), но вместе с тем проявились все четыре варианта фенотипа (как в случае независимого наследования). На основании этих данных T. X. Морган предположил, что гены, определяющие окраску тела и форму крыльев, расположенные в одной хромосоме, но в процессе мейоза при образовании гамет гомологичные хромосомы могут обмениваться участками, т.е. имеет место явление, которое получило название перекрест хромосом, или кроссинговер.

Кроссинговер - обмен участками гомологичных хромосом в процессе клеточного деления, преимущественно в профазе первого мейотического деления, иногда в митозе. Опытами Т. Моргана, К. Бриджеса и А. Стер-теванта было показано, что нет абсолютно полного сцепления генов, при котором гены передавались бы всегда вместе. Вероятность того, что два гена, локализованные в одной хромосоме, не разойдутся в процессе мейоза, колеблется в пределах 1-0,5. В природе преобладает неполное сцепление, обусловленное перекрестом гомологичных хромосом и рекомбинацией генов.

Цитологическая картина кроссинговера была впервые описана датским ученым Ф. Янсенс. Кроссинговер проявляется только тогда, когда гены находятся в гетерозиготном состоянии (АВ / ав). Если гены в гомозиготном состоянии (АВ / АВ или аВ / аВ), обмен идентичными участками не дает новых комбинаций генов в гаметах и в поколении. Частота (процент) перекреста между генами зависит от расстояния между ними: чем дальше они расположены друг от друга, тем чаще происходит кроссинговер.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+