У бэтсон и р пеннет скрещивали растения душистого горошка

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 19.09.2024

В 1906 г. В. Бэтсон и Р.Пеннет, скрещивая две расы душистого горошка, различавшихся по двум парам признаков, не обнаружи­ли в Р2 расщепления в отношении 9:3:3:1. Признаки оставались в исходных родительских комбинациях.

Они назвали это явление притяжением. Генетический анализ, проведенный на плодовой мушке дрозофиле Т. Г. Морганом и его учениками, показал, что основой притяжения генов являются хромосомы. Все гены, нахо­дящиеся в одной хромосоме, связаны между собой материальным субстратом хромосомы и в силу этого попадают в одну гамету. Гены, расположенные в одной хромосоме и наследующиеся целой груп­пой, получили название группы сцепления. Явление совместного наследования генов, ограничивающее их свободное комбинирова­ние в мейозе, назвали сцеплением генов.

В одном из экспериментов Т. Г. Морган провел несколько серий возвратного скрещивания между дрозофилой с серым телом и длин­ными крыльями и дрозофилой, у которой были черное тело и короткие крылья. Серое тело и длинные крылья доминируют. Во всех сериях Морган получал одни и те же результаты: 41,5 % по­

томков имели серое тело, длинные крылья; 41,5 % — черное тело, короткие крылья; 8,5 % — серое тело, короткие крылья и 8,5% - черное тело, длинные крылья. Если бы аллели, контролирующие развитие этих признаков, находились в одной и той же паре хро­мосом (т. е. были полностью сцеплены), в потомстве было бы 50 % мух с серым телом, длинными крыльями и 50 % — с черным те­лом, короткими крыльями. Если бы гены, контролирующие эти признаки, лежали в разных хромосомах (т.е. не были сцеплены), они должны были бы распределяться независимо и давать 25 % потомков с серым телом, длинными крыльями; 25 % — с серым телом, короткими крыльями; 25 % — с черным телом, длинными крыльями и 25 % — с черным телом, короткими крыльями. Боль­шинство потомков (83 %) повторило исходные родительские фе­нотипы, что говорило о сцеплении изученных генов.

Однако, по­мимо мух с родительскими фенотипами, появились 17 % особей с новыми сочетаниями признаков, свидетельствовавшими о непол­ном сцеплении. Эти новые фенотипы были названы рекомбинант­ными, а потомки — рекомбинантами. Появление рекомбинантных сочетаний аллелей у 17 % потомков объясняется обменом между гомологичными хромосомами во время мейоза. Это явление полу­чило название кроссинговера. Морган предположил, что кроссин- говер (обмен аллелями) происходит в результате разрыва и обме­на участками гомологичных хромосом во время образования хиазм. Образование хиазм, которые можно непосредственно наблюдать под микроскопом, является цитологическим подтверждением крос­синговера (как генетического явления).

Процент рекомбинантных потомков, от опыта к опыту, для исследованных признаков оставался постоянной величиной. На этом основании А. Стертевант (ученик и сотрудник Моргана) высказал предположение о линейном расположении генов по хромосоме и показал, что величина кроссинговера (выражаемая в процентах) является функцией расстояния между генами. Чем больше рассто­яние, тем чаще образуются хиазмы, а следовательно, выше про­цент рекомбинантов, и, наоборот, чем меньше расстояние между генами, тем меньше процент рекомбинантных потомков.

Таким образом, относительные расстояния между генами мож­но измерять в процентах кроссинговера между ними. Принято счи­тать, что 1 % кроссинговера равен 1 сантиморганиде (в честь Т. Г. Моргана).

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

  • 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.

Задание 3.

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.

  • 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?

Одна из самых сложных тем в генетике — сцепленный тип наследования. Чтобы определить его, нужно внимательно читать условие задачи и составлять схему. Если параметры отходят от тех, что встречаются в законах Менделя, можно сделать вывод о существовании сцепления. Разбираемся, как решать задачи на сцепленное наследование генов.

Краткая теория

Впервые о сцепленном наследовании узнали ученые У. Бэтсон и Р. Пеннет. В 1906 году они проводили исследования на душистом горошке и выяснили, что не все потомство подчиняется закону независимого наследования. Впоследствии этим вопросом занимался Томас Морган. Его законы и являются основой при решении задач. Он изучал скрещивание дрозофил и вычислил, что большая часть потомства имеют родительские признаки. Лишь небольшой процент мушек стали кроссоверными. Он предположил, что образуется так называемая группа сцепления — несколько генов, которые наследуются совместно. Термины, касающиеся современной теории сцепленного наследования:


  • сцепленное наследование (рецессивное или доминантное) — совместное наследование участков, которые расположены в одной хромосоме. Иногда при образовании гамет происходит кроссинговер, и группы сцепления разрушаются. Особи получаются рекомбинантными;
  • полное сцепление — гены расположены очень близко, всегда наследуются вместе;
  • неполное сцепление — расстояние есть, кроссинговер возможен.

Приведем хромосомную теорию наследственности Моргана. Она пригодится при решении задач на сцепленное наследование признаков:

  • гены располагаются в хромосомах. Их количество и состав для негомологичных хромосом уникален;
  • у каждого гена есть свое место, называемое локусом;
  • распределение генов — точно заданная линейная последовательность;
  • гены из одной хромосомы образуют группу сцепления. Количество таких групп равно гаплоидному набору хромосом;
  • рекомбинантные хромосомы образуются при нарушении сцепления, кроссинговере;
  • для создания хромосомных карт нужно знать расстояние между генами. Оно определяется из частоты рекомбинации. 1 морганида равна 1% кроссинговера.

Пример решения задачи

Решим задачу на скрещивание.

Задание. В качестве родительской особи использовалось высокорослое растение с цельной листовой пластинкой. Провели анализирующее скрещивание. В потомстве были высокорослые растения: 42 с расчлененной пластинкой, 9 с цельной, и карликовые: 40 с цельной, 10 с расчлененной.

Решение. Потомство представлено 4 фенотипическими группами. Скрещивание анализирующее, следовательно, одна из взятых особей — дигомозигота по рецессиву, а другая — дигетерозигота. Фенотип указывает на доминантные аллели. Кратко записываем условие:

А — высокий рост

а — карликовый рост

B — цельные листья

b — расчлененные листья

Определяем фенотипические группы, соответствующие наибольшему количеству потомства: высокорослость + расчлененная пластина, карликовость + цельная пластина. Они указывают на сцепленные гены. Записываем схему, включая в нее эту информацию.

высок, цельн карлик, расчлен

G: AB, Ab (сцеп), aB (сцеп), ab

F: AaBb Aabb aaBb aabb

высок, цельн высок, расчлен карлик, цельн карлик, расчлен

В ответе указываем, что наблюдается неполное сцепление, для 2 гамет из 4 произошел кроссинговер.

  • учеба в главном корпусе университета м. Беляево/Юго-Западная. Это полное погружение в атмосферу студенчества;
  • опытные преподаватели-эксперты ЕГЭ, которые помогут повысить ваши баллы;
  • при поступлении в РУДН предоставляется скидка на первый год обучения.

Содержание данной статьи носит ознакомительный характер. Для подготовки к сдаче ЕГЭ пользуйтесь дополнительными источниками информации!

Август Вейсман
А.
Вейсман
—
автор
умозрительных
теорий
наследственности, неверной в
деталях,
но
в
принципе
предвосхитивших современные
представления о дискретности
носителей
наследственной
информации и их связи с
хромосомами.

4. II предпосылка хромосомной теории

Теодор Генрих Бовери
С 1880 по 1882 годы Эдуард
Страсбургер и Теодор Бовери
описали постоянство числа
хромосом у разных видов
(оно характерно для любого
вида) и индивидуальность
хромосом.
Американский
цитолог У. Сэттон (1903)
предположил, что в одной
хромосоме
может
находиться несколько генов.

5. III предпосылка хромосомной теории

МОРГАН, Томас Хант
Исследовательская
программа
Т.Моргана
1910 г. Конкретизировав
представления о генах,
он
показал
их
материальную природу,
локализацию
в
хромосомах.

6. Сцепленное наследование

Р. Пеннет У. Бэтсон
У. Бэтсон
Феномен сцепления впервые
установили в 1906 г. У. Бэтсон и
Р. Пеннет, изучая наследование
некоторых признаков у душистого
горошка.

7. Группы сцепления

Гены, локализованные в одной хромосоме,
оказываются
, т. е. наследуются
преимущественно вместе. Их назвали -
А=n
а=n

8. Сцепленное наследование

– серая окраска тела
– нормальные крылья
– темная окраска тела
– зачаточные крылья
Эти признаки наследуются сцепленным образом:

9. Сцепленное наследование

Р ♀ ааВВ × ♂ ААbb
aB
Ab
G
F1 ♂ АaВb × ♀ ааbb - анализирующее
G Ab aB
скрещивание
ab
F 2 ааВb
Аabb
50%
50%
А не как при наследовании согласно III з-ну Менделя
F2 ааВb : Аabb : АaВb : ааbb
25 % 25 % 25 % 25 %

10. Нарушение сцепления

11. Кроссинговер

13. ГАМЕТЫ

14. ОСОБИ

15. СЦЕПЛЕНИЕ

16. МОРГАНИДА

17. Частота рекомбинации

18. Хромосомная теория наследственности Т.Моргана

в хромосоме каждый ген занимает определенное место
(локус),
между гомологичными хромосомами происходит перекрест
(кроссинговер) и обмен аллельными генами;

Читайте также: