Cum se manifestă legătura completă a genelor? Modele de moștenire legată. Legătura completă și incompletă a genelor. Conceptul de hărți genetice ale cromozomilor. Concepte de bază ale geneticii

Curs №7 Teoria cromozomală a eredității.

Planul cursului: 1. Principalele prevederi ale teoriei cromozomiale a eredității.

2. Analiza genetică a legăturii complete.

3. Analiza genetică a legăturii incomplete.

4. Cartografierea cromozomilor.

Principalele prevederi ale teoriei cromozomiale a eredității.

Principalele prevederi ale teoriei cromozomiale a eredității au fost formulate în 1910-1916 T. Morgan cu angajaţii.

Dispoziții de bază:

1. Genele sunt localizate în cromozomi, liniar, la o anumită distanță unele de altele.
2. Genele situate pe același cromozom formează un grup de legătură și sunt moștenite împreună (legate); numărul de grupe de legătură este determinat de setul haploid de cromozomi (1n), la sexul heterogametic numărul de grupuri de legătură poate fi încă unul (1n + 1).
3. La indivizii heterozigoți, grupurile de legătură se pot schimba ca urmare a încrucișării - schimbul de secțiuni de cromozomi omologi.
4. Frecvența încrucișării este determinată de procentul de indivizi încrucișați și depinde de distanța dintre gene: cu cât genele sunt mai îndepărtate una de cealaltă, cu atât se observă mai des încrucișarea, dar nu mai mult de 50%.
5. Folosind modelele de aranjare liniară a genelor în cromozomi și frecvența de încrucișare ca indicator al distanței dintre perechile individuale de gene, este posibil să se construiască hărți ale locației genelor în cromozomi (cromozomi hărți); distanța este determinată ca procent de indivizi încrucișați sau centimorganide (1% = 1cM).

Analiza genetică a legăturii complete.

Legătura completă înseamnă că genele situate în aceeași pereche de cromozomi omologi nu își schimbă locația și sunt moștenite împreună. Încrucișarea, chiar dacă apare, nu afectează combinația originală de gene în fiecare dintre cromozomi. Această combinație de gene este transmisă din generație în generație în aceeași combinație.

Definirea grupurilor de legături se bazează pe studiul naturii scindării fenotipice la hibrizii de a doua generație (F 2) obținuți conform schemei încrucișării dihibride în conformitate cu legea a treia a lui G. Mendel. Dacă descendenții au F 2 observat combinația de trăsături este aceeași cu cea a părinților originari(fie unul, fie altul ) într-un raport de 3:1, atunci se vorbește despre asta aderenta completa, deoarece cu moștenirea independentă, patru clase fenotipice de indivizi ar fi trebuit să apară într-un raport de 9: 3: 3: 1.

P AABB × aabb

F 1 AaBb

Schema 2. Traversarea sub condiția complet ambreiaj.

F 1 AaBb × aabb

După cum puteți vedea, toate cele trei scheme până la a doua generație arată exact la fel. Analiza comparativă a divizării în prima și a doua diagrama arată clar diferențele dintre moștenirea independentă și înlănțuirea completă(în cea de-a doua schemă, lipsesc două fenotipuri, ceea ce indică o încălcare a celei de-a treia legi a lui G. Mendel). Analiza comparativă a divizării în a doua și a treia diagrama arată clar diferența dintre ambreiajul complet și parțial(apariția în cea de-a treia schemă a încă două fenotipuri, cu condiția ca genele A și B să constituie un grup de legătură). In orice caz, comparând prima și a treia schemă, este clar că sunt foarte asemănătoare: fiecare cu patru fenotipuri . Ele pot fi distinse numai pe baza analizei divizării numerice după fenotip.. Indivizii încrucișați care diferă de părinții lor într-o combinație de caractere reprezintă 20% din numărul total, indivizii neîncrucișați 80%. În același timp, este vizibil încă o regulă: grupuri de indivizi încrucișați și neîncrucișați, pe rând, fiecare împărțit în două frecvențe egale apariția fenotipului (încrucișare 2×10%, non-încrucișare 2×40%). În consecință, este posibil să se facă distincția între prima și a treia schemă numai pe baza analizei divizării numerice folosind metodele statisticii matematice.

Maparea cromozomilor.

legea lui Morgan: Dacă A, B și C sunt gene situate pe același cromozom, iar distanța dintre A și B, B și C este cunoscută, atunci distanța dintre A și C este o funcție de suma sau diferența acestor distanțe.

Cartografierea cromozomilor începe cu determinarea distanței dintre perechi specifice de gene (A-B, B-C, A-C) pe baza analizei modelelor standard de încrucișare.

În primul rând, se determină distanța dintre genele A și B:

P AABB × aabb

F 1 AaBb × aabb

	AB	Ab	aB	ab
ab	AaBb	Aabb	aaBb	aabb
40%	10%	10%	40%
40%	20%	40%

Conform acestei scheme, distanța dintre genele A și B = 20% (sau cM). În continuare, se creează un desen al unui cromozom condiționat, pe care două puncte sunt marcate în mod arbitrar, indicând locii genelor A și B. În figură, distanța este măsurată în „cm” sau „mm” și, prin urmare, non-ul -sistemul metric de masura (% sau cM) se inlocuieste cu cel metric. Acest lucru face posibilă utilizarea distanței alese ca standard, conform căruia, în conformitate cu valoarea de trecere, se determină locația altor gene.

P AACC × aacc

F 1 AaCc × aacc

	AC	AC	aC	ac
ac	aacc	Aacc	aaCC	Aacc
47,5%	2,5%	2,5%	47,5%
47,5%	5%	47,5%

Conform acestei scheme, distanța dintre genele A și C = 5%. Pentru gena C apar două poziții posibile, care sunt la aceeași distanță (5%) la dreapta și la stânga genei A. Cu toate acestea, o genă nu poate ocupa doi loci în același timp, prin urmare un punct este de prisos (incorect), trebuie îndepărtat. Pentru a determina locația exactă a genei C, se efectuează o altă încrucișare (conform schemei standard), în care se determină distanța dintre genele B și C. În conformitate cu condiția propusă, distanța dintre gene poate fi fie de 15% sau 25%. Dacă distanța dintre genele B și C este de 15%, atunci gena C trebuie să fie situată între A și C (A-C-B). Dacă distanța este egală cu 25%, atunci gena C ar trebui să fie situată în stânga genei A (C-A-B).

Pentru a determina locația următoarei gene, se studiază distanța de la gena necunoscută la cele două deja studiate. Din nou, mai întâi apar două puncte, dintre care unul este apoi eliminat. O astfel de muncă este efectuată până când locația tuturor genelor este complet determinată, după care gena extremă este luată ca punct de referință, iar restul sunt situate în raport cu aceasta, cu un efect crescător în conformitate cu valoarea de încrucișare. Așa apare desemnarea tuturor locilor.

În 1906, W. Batson și R. Pennet, încrucișând plante de mazăre dulce și analizând moștenirea formei polenului și a culorii florii, au descoperit că aceste trăsături nu dau distribuție independentă la urmași, hibrizii repetând întotdeauna trăsăturile formelor parentale. A devenit clar că nu toate trăsăturile sunt caracterizate de distribuție independentă în urmași și combinație liberă.

Fiecare organism are un număr mare de caracteristici, iar numărul de cromozomi este mic. În consecință, fiecare cromozom poartă nu o genă, ci un întreg grup de gene responsabile de dezvoltarea diferitelor trăsături. El a studiat moștenirea trăsăturilor ale căror gene sunt localizate pe același cromozom. T. Morgan. Dacă Mendel și-a efectuat experimentele pe mazăre, atunci pentru Morgan obiectul principal a fost musca de fructe Drosophila.

Drosophila la fiecare două săptămâni la o temperatură de 25 ° C dă numeroși descendenți. Masculul și femela se disting în exterior - masculul are un abdomen mai mic și mai întunecat. Au doar 8 cromozomi în setul diploid, se înmulțesc destul de ușor în eprubete pe un mediu nutritiv ieftin.

Încrucișând o muscă Drosophila cu corp gri și aripi normale cu o muscă cu culoarea corpului închisă și aripi rudimentare, în prima generație Morgan a obținut hibrizi cu corp gri și aripi normale (domină gena care determină culoarea cenușie a abdomenului). culoarea închisă, și gena care determină dezvoltarea aripilor normale, - peste gena celor subdezvoltate). La efectuarea unei încrucișări de analiză a unei femele F 1 cu un mascul care avea trăsături recesive, teoretic era de așteptat să se obțină descendenți cu combinații ale acestor trăsături într-un raport de 1:1:1:1. Cu toate acestea, la descendenți au predominat în mod clar indivizii cu semne de forme parentale (41,5% - gri cu aripi lungi și 41,5% - negri cu aripi rudimentare), iar doar o parte nesemnificativă a muștelor prezentau o combinație de semne altele decât cea a părinții (8,5% - negru cu aripi lungi și 8,5% - gri cu aripi rudimentare). Astfel de rezultate ar putea fi obținute numai dacă genele responsabile de culoarea corpului și forma aripilor se află pe același cromozom.

1 - gameți neîncrucișați; 2 - gameți încrucișați.

Dacă genele pentru culoarea corpului și forma aripii sunt localizate pe același cromozom, atunci cu această încrucișare ar fi trebuit să se obțină două grupuri de indivizi, repetând semnele formelor parentale, deoarece organismul matern ar trebui să formeze doar două tipuri de gameți - AB şi ab, iar cea paternă - un tip - ab . Prin urmare, la urmași ar trebui să se formeze două grupuri de indivizi cu genotipul AABB și aabb. Cu toate acestea, indivizii apar la urmași (deși în număr mic) cu trăsături recombinate, adică cei cu genotipul Aabb și aaBb. Pentru a explica acest lucru, este necesar să ne amintim mecanismul de formare a celulelor germinale - meioza. În profaza primei diviziuni meiotice, cromozomii omologi se conjugă, iar în acest moment poate avea loc un schimb de situsuri între ei. Ca urmare a încrucișării, în unele celule se fac schimb de secțiuni cromozomiale între genele A și B, apar gameții Ab și aB și, ca urmare, se formează patru grupuri de fenotipuri la descendenți, ca și în cazul combinației libere de gene. Dar, deoarece încrucișarea are loc atunci când se formează o mică parte de gameți, raportul numeric al fenotipurilor nu corespunde cu raportul de 1:1:1:1.

grup de ambreiaj- gene situate pe același cromozom și moștenite împreună. Numărul de grupuri de legătură corespunde setului haploid de cromozomi.

Moștenirea legată- moştenirea trăsăturilor ale căror gene sunt localizate pe acelaşi cromozom. Puterea legăturii dintre gene depinde de distanța dintre ele: cu cât genele sunt mai departe una de cealaltă, cu atât este mai mare frecvența de încrucișare și invers. Prindere totală- un tip de moștenire legată, în care genele trăsăturilor analizate sunt situate atât de aproape unele de altele încât trecerea între ele devine imposibilă. Ambreiaj incomplet- un tip de moștenire legată, în care genele trăsăturilor analizate sunt situate la o anumită distanță unele de altele, ceea ce face posibilă încrucișarea între ele.

Moștenirea independentă- moştenirea trăsăturilor ale căror gene sunt localizate în diferite perechi de cromozomi omologi.

Gameți neîncrucișați- gameți, în timpul formării cărora nu a avut loc încrucișarea.

Nerecombinante- indivizi hibrizi care au aceeași combinație de trăsături ca și părinții.

recombinante- indivizi hibrizi având o combinație diferită de caractere față de părinții lor.

Distanța dintre gene este măsurată în morganides— unități arbitrare corespunzătoare procentului de gameți încrucișați sau procentului de recombinanți. De exemplu, distanța dintre genele pentru culoarea corpului gri și aripile lungi (de asemenea, culoarea corpului neagră și aripile rudimentare) la Drosophila este de 17%, sau 17 morganide.

La diheterozigoți, genele dominante pot fi localizate fie pe același cromozom ( faza cis), sau în diferite ( faza trans).

1 - Mecanismul fazei cis (gameți neîncrucișați); 2 - mecanism transfazic (gameți neîncrucișați).

Rezultatul cercetărilor lui T. Morgan a fost crearea de teoria cromozomiala a ereditatii:

1. genele sunt localizate pe cromozomi; diferiți cromozomi conțin un număr inegal de gene; setul de gene pentru fiecare dintre cromozomii neomologi este unic;
2. fiecare genă are o locație specifică (locus) pe cromozom; genele alelice sunt localizate în loci identici ai cromozomilor omologi;
3. genele sunt localizate pe cromozomi într-o anumită secvență liniară;
4. genele situate pe același cromozom sunt moștenite împreună, formând un grup de legătură; numărul de grupuri de legătură este egal cu setul haploid de cromozomi și este constant pentru fiecare tip de organism;
5. legarea genelor poate fi ruptă în timpul procesului de încrucișare, ceea ce duce la formarea de cromozomi recombinanți; frecvența încrucișării depinde de distanța dintre gene: cu cât distanța este mai mare, cu atât valoarea încrucișării este mai mare;
6. Fiecare specie are propriul său set de cromozomi, cariotipul.

Mergi la cursurile №17 Concepte de bază ale geneticii. Legile lui Mendel»

II. Corpul ca întreg sistem. Periodizarea în vârstă a dezvoltării. Modele generale de creștere și dezvoltare a organismului. Dezvoltarea fizică……………………………………………………………………………….p. 2

III.2.1) Conceptul de infracțiune, principalele sale caracteristici.

Moștenirea legată de trăsături. O analiză a moștenirii simultane a mai multor trăsături la Drosophila, efectuată de T. Morgan, a arătat că rezultatele analizei încrucișării hibrizilor Fi diferă uneori de cele așteptate în cazul moștenirii lor independente. La descendenții unei astfel de încrucișări, în loc de a combina în mod liber trăsăturile diferitelor perechi, s-a observat o tendință de a moșteni combinații de trăsături predominant parentale. Acest tip de moștenire a fost numit legat. Moștenirea legată este explicată prin localizarea genelor corespunzătoare pe același cromozom. Ca parte a acestora din urmă, ele sunt transmise din generație în generație de celule și organisme, păstrând combinația de alele parentale.

Dependența moștenirii legate de trăsături de localizarea genelor într-un cromozom dă motive să se considere cromozomii ca fiind separați grupuri de ambreiaj.

Pe fig. 6.14 prezintă rezultatele analizei moștenirii trăsăturilor culorii corpului și formei aripilor la Drosophila, precum și fundamentarea citologică a acestora. Este de remarcat faptul că în timpul analizei încrucișării masculilor din F 1 au apărut doar două tipuri de descendenți, similari părinților în ceea ce privește combinarea variantelor trăsăturilor analizate ( colorare gri corp și aripi normale sau culoarea corpului neagră și aripi scurte) într-un raport de 1:1. Acest lucru indică faptul că masculii F1 formează doar două tipuri de gameți cu aceeași probabilitate, în care se încadrează combinațiile parentale originale de alele ale genelor care controlează trăsăturile numite (BV sau bv).

La analiza încrucișării femelelor F1, au apărut patru tipuri de descendenți cu toate combinațiile posibile de trăsături. În același timp, descendenții cu combinații parentale de trăsături au fost găsiți la 83%. 17% dintre descendenți au avut noi combinații de caractere (culoarea corpului gri și aripile scurte sau culoarea corpului neagră și aripile normale). Se poate observa că în aceste încrucișări există și o tendință de moștenire legată fie a trăsăturilor dominante, fie a trăsăturilor recesive (83%). Eșecul legăturii parțiale (17% din descendenți) a fost explicat prin procesul de încrucișare - schimbul secțiunilor corespunzătoare de cromozomi omologi în profaza I a meiozei (vezi Fig. 3.72).

Din rezultatele încrucișării rezultă că femelele Drosophila formează patru tipuri de gameți, dintre care majoritatea (83%) sunt neîncrucișați ((BV) și (bv)), 17% dintre gameții pe care îi formează apar ca urmare a încrucișării. peste și poartă noi combinații de alele ale genelor analizate ((Bv) și (bV)). Diferențele observate atunci când masculii și femelele F1 sunt încrucișați cu parteneri homozigoți recesivi sunt explicate prin faptul că, din motive care nu sunt bine înțelese, încrucișarea nu are loc la masculii Drosophila. Ca rezultat, masculii diheterozigoți pentru genele situate pe același cromozom formează două tipuri de gameți. La femele, încrucișarea are loc și are ca rezultat gameți neîncrucișați și încrucișați, de două tipuri fiecare. Prin urmare, la urmași apar patru fenotipuri din analiza încrucișărilor, dintre care două au noi combinații de trăsături în comparație cu părinții lor.

Orez. 6.14. Moștenire legată de trăsături

(culorile corpului și lungimea aripilor la Drosophila):

eu- traversarea liniilor curate, II, III - analizând încrucișări între masculi și femele din F 1 .

Studiul moștenirii altor combinații de trăsături a arătat că procentul de descendenți încrucișați pentru fiecare pereche de trăsături este întotdeauna același, dar diferă pentru diferite perechi. Această observație a devenit baza pentru concluzia că genele din cromozomi sunt aranjate într-o ordine liniară. S-a remarcat mai sus că cromozomul este un grup de legătură al anumitor gene. Cromozomii omologi sunt aceleași grupuri de legătură care diferă unul de celălalt numai alelele genelor individuale. În timpul conjugării, omologii se apropie unul de celălalt prin genele lor alelice, iar în timpul încrucișării, schimbă secțiunile corespunzătoare. Ca rezultat, apar cromozomi încrucișați cu un nou set de alele. Frecvența cu care are loc schimbul în zona dintre aceste două gene depinde de distanța dintre ele (regula lui T. Morgan). Procentul de gameți încrucișați care poartă cromozomi încrucișați reflectă indirect distanța dintre gene. Această distanță este de obicei exprimată în santshurganids. Pentru o centiorganidă se ia distanța dintre gene, la care se formează 1% din descendenții încrucișați (gameți încrucișați).

Odată cu creșterea distanței dintre gene, crește probabilitatea de trecere în zona dintre ele în celulele precursoare de gameți. Deoarece două dintre cele patru cromatide prezente în bivalent sunt implicate în actul de încrucișare, chiar și în cazul unui schimb între genele unei perechi date în toate celulele precursoare de gameți, procentul de celule germinale încrucișate nu poate depăși 50 (Fig. 6.15). Cu toate acestea, această situație este posibilă doar teoretic. În practică, odată cu creșterea distanței dintre gene, crește posibilitatea de a trece simultan mai multe crossing overs într-o zonă dată (vezi Fig. 5.9). Deoarece fiecare a doua încrucișare duce la restabilirea combinației anterioare de alele din cromozom, odată cu creșterea distanței, numărul gameților de încrucișare poate să nu crească, ci să scadă. Rezultă din aceasta că procentul de gameți încrucișați este un indicator al distanței adevărate dintre gene numai atunci când acestea sunt suficient de apropiate pentru a exclude posibilitatea unei a doua încrucișări.

Încălcarea moștenirii legate de alelele parentale ca urmare a încrucișării ne permite să vorbim despre ambreiaj incomplet Spre deosebire de ambreiaj complet, observat, de exemplu, la masculul Drosophila.

Utilizarea analizei încrucișării în experimentele lui T. Morgan a arătat că poate fi folosită pentru a determina nu numai compoziția perechilor de gene non-alelice, ci și natura moștenirii lor comune. În cazul moștenirii legate de trăsături, rezultatele analizei încrucișărilor pot determina și distanța dintre genele din cromozom.

Semnul plus indică celulele precursoare ale gameților, în care încrucișarea a avut loc în zona dintre aceste două gene; gameți încrucișați înnegriți

Hărțile genetice ale cromozomilor sunt o diagramă a poziției relative și a distanțelor relative dintre genele anumitor cromozomi care se află în același grup de legătură.

Pentru prima dată în 1913 - 1915, T. Morgan și colaboratorii săi au subliniat posibilitatea de a construi hărți genetice ale cromozomilor. Ei au arătat experimental că, pe baza fenomenelor de legare și încrucișare a genelor, este posibil să se construiască hărți genetice ale cromozomilor. Posibilitatea de cartografiere se bazează pe constanța procentului de încrucișare între anumite gene. Hărți genetice ale cromozomilor au fost întocmite pentru multe tipuri de organisme: insecte (drosophila, țânțar, gândaci etc.), ciuperci (drojdie, aspergillus), bacterii și viruși.

Hărțile genetice umane sunt folosite în medicină în diagnosticul unui număr de boli ereditare umane grave. Studiile proceselor evolutive compară hărțile genetice tipuri diferite organisme vii. Pe lângă genetică, există și alte hărți ale cromozomilor.

O hartă fizică este o reprezentare grafică a ordinii de secvență a markerilor fizici (fragmente ale unei molecule de ADN), distanța dintre care este determinată în perechi de nucleotide.

Hartă de restricții - vizualizare harta fizica, care indică ordinea și distanța dintre situsurile de clivaj ADN de către enzimele de restricție (de obicei, locul de recunoaștere a enzimei de restricție este de 4-6 pb). Markerii acestei hărți sunt fragmente de restricție/site-uri de restricție.

Sarcina numărul 4. O plantă înaltă de mazăre dulce cu semințe verzi și ridate este încrucișată cu o plantă care are o creștere pitică și semințe verzi rotunde. La descendenți s-a obținut segregarea: 3/4 din plantele înalte cu semințe rotunde verzi și 1/4 din plantele înalte cu semințe rotunde galbene. Determinați genotipurile plantelor originale și hibrizilor F 1.

Dat:

DAR- creștere mare
A- nanism
LA- seminte verzi
b- seminte galbene
DIN- seminte rotunde
Cu- seminte ridate

Genotipurile P și F 1 – ?

Soluţie

Pe baza naturii divizării trăsăturilor la hibrizi, tragem concluzii despre natura genelor și trăsăturile pe care le codifică. Pentru o pereche de gene care determină înălțimea plantelor, o plantă înaltă a fost homozigotă, deoarece nu există nicio divizare între hibrizi pentru această trăsătură. Pentru o pereche de gene care determină culoarea seminței, ambele plante au fost heterozigote, deoarece între hibrizi pentru această trăsătură are loc divizarea 3: 1. Planta părinte cu semințe rotunde a fost un homozigot dominant, deoarece semințele tuturor hibrizilor s-au dovedit. a fi rotund.

Răspuns

III. Teme pentru acasă

Rezolvați problema genetică.

Puii au picioare cu pene DAR) domina gol ( A), pieptene în formă de trandafir ( LA) – peste simplu ( b), penaj alb ( DIN) – deasupra celei colorate ( Cu). O găină cu picioare cu pene, creasta roz și penaj alb este încrucișată cu același cocoș. Printre urmași se afla un pui cu picioarele goale, un pieptene simplu și pene colorate. Determinați genotipurile părinților.

Lecția #12-13 Moștenirea legată a genelor. Ambreiaj complet și incomplet. Hărți genetice

Echipamente: tabele de biologie generală care ilustrează moștenirea legată de gene și trăsături.

În timpul orelor

I. Testul de cunoștințe

Verificarea soluției problemei acasă.

Dat:

DAR- picioare cu pene
A- picioarele goale
LA- pieptene de trandafiri
b- pieptene simplu
DIN- penaj alb
Cu- penaj pictat

genotipurile P?

Soluţie

Atunci când doi indivizi parentali sunt încrucișați, fiecare dintre acestea fiind purtător a trei trăsături dominante, printre hibrizi apare un purtător de trei trăsături recesive. Aceasta indică triheterozigositatea fiecăruia dintre părinți.

(31 op., roz, alb: 9 capete, ros., alb: 3 capete, av., alb: 5 op., av., alb: 9 op., ros., vopsit: 3 op., av., vopsit: 3 capete, trandafir, vopsit: 1 cap, av., vopsit.)

Răspuns:

Muncă independentă

Fiecare elev primește o fișă cu textul problemei genetice și o rezolvă într-un caiet.

Sarcina numărul 1. Plantele de tomate din soiul Golden Beauty au fructe galbene și creștere mare, soiul Karlik este subdimensionat cu fructe roșii. Cum, folosind aceste soiuri, puteți obține un soi pitic homozigot cu fructe galbene?

Sarcina numărul 2. Fructele roșiilor sunt roșii și galbene, netede și pufoase. Gena roșie este dominantă, gena pufoasă este recesivă. Ambele perechi sunt pe cromozomi diferiți. Ce descendenți pot fi așteptați de la încrucișarea roșiilor heterozigote cu un homozigot individual pentru ambele gene recesive?

Sarcina numărul 3. Fructele roșiilor sunt roșii și galbene, netede și pufoase. Gena roșie este dominantă, gena pufoasă este recesivă. Ambele perechi sunt pe cromozomi diferiți. Din roșiile recoltate la ferma colectivă au fost 36 de tone de roșii netede și 12 tone de pufoase roșii. Câte roșii galbene pufoase vor fi în cultura fermei colective dacă materialul sursă a fost heterozigot pentru ambele trăsături?

Sarcina numărul 4. La bovine, gena poled domină gena cu coarne, iar gena neagră domină gena roșie. Ambele perechi de gene nu sunt legate, adică sunt localizate pe diferite perechi de cromozomi. În sovhozul de reproducție, vacile negru au fost încrucișate cu un taur negru pentru un număr de ani. Au fost obținute 896 capete de animale tinere, dintre care 535 au fost viței negri și 161 au fost roșii. Câți viței cu coarne au fost și câți dintre ei sunt roșii?

Sarcina numărul 5. La bovine, gena poled domină gena cu coarne, iar gena neagră domină gena roșie. Ambele perechi de gene nu sunt legate, adică sunt localizate pe diferite perechi de cromozomi. La fermă s-au obținut 984 de viței de la 1000 de vaci roșii cu coarne. Dintre aceștia, 472 sunt roșii, 483 sunt cojiți, iar 501 au coarne.Determină genotipurile părinților și procentul de viței negri.

Sarcina numărul 6. La oameni, gena pentru ochi căprui domină asupra genei pentru ochi albaștri, iar capacitatea de a folosi predominant mâna dreaptă domină față de stângaci. Ambele perechi de gene sunt localizate pe cromozomi diferiți. Ce fel de copii pot fi dacă tatăl este stângaci, dar heterozigot pentru culoarea ochilor, iar mama are ochi albaștri, dar heterozigot pentru capacitatea de a folosi mâinile?

Sarcina numărul 7. La oameni, gena pentru ochi căprui domină asupra genei pentru ochi albaștri, iar capacitatea de a folosi predominant mâna dreaptă domină față de stângaci. Ambele perechi de gene sunt localizate pe cromozomi diferiți. Un dreptaci cu ochi albaștri s-a căsătorit cu un dreptaci cu ochi căprui. Au avut doi copii: un stângaci cu ochi căprui și un dreptaci cu ochi albaștri. Determinați probabilitatea nașterii în această familie de copii cu ochi albaștri, care dețin în principal mâna stângă.

Sarcina numărul 8. Prin încrucișarea plantelor phlox cu flori albe în formă de pâlnie cu o plantă cu flori cremoase în formă de farfurie s-au obținut 96 de plante cu flori albe în formă de farfurie. Determinați genotipurile plantelor originale dacă se știe că fiecare dintre trăsături este moștenită de un tip monogenic, iar trăsăturile sunt moștenite independent. Care sunt trăsăturile dominante?

Sarcina numărul 9. Prin încrucișarea a două plante phlox cu flori albe cu flori în formă de farfurioară în F 1, 49 de plante cu flori albe în formă de farfurie, 24 cu flori albe în formă de farfurioară, 17 cu flori în formă de farfurie de culoare crem și 5 cu pâlnie de culoare crem. -s-au obţinut flori în formă. Este posibil să se determine, pe baza rezultatelor acestei încrucișări, modul în care aceste trăsături sunt moștenite? Determinați genotipurile plantelor originale. Ce despicare ar trebui să aibă loc dacă plantele originale sunt încrucișate cu o plantă cu flori crem în formă de pâlnie din F 1?

Sarcina numărul 10. În timpul autopolenizării a două plante de tomate cu fructe roșii cu două cuiburi, una dintre ele a dat numai plante cu fructe roșii cu două cuiburi, iar 24 de plante cu fructe roșii cu două cuiburi și 10 plante cu fructe roșii cu două cuiburi au fost obținute din al doilea. Este posibil să se determine genotipurile plantelor originale? Ce încrucișări trebuie făcute pentru a vă testa ipoteza?

II. Învățarea de materiale noi

Moștenirea legată a genelor

G. Mendel a urmărit moștenirea a șapte perechi de trăsături la mazăre. Mulți cercetători, repetând experimentele lui Mendel, au confirmat legile descoperite de acesta. S-a recunoscut că aceste legi erau de natură universală. Cu toate acestea, în 1906, geneticienii englezi W. Batson și R. Pennet, încrucișând plante de mazăre dulce și analizând moștenirea formei polenului și a culorii florii, au descoperit că aceste trăsături nu dau distribuție independentă la urmași. Descendenții au repetat întotdeauna trăsăturile formelor parentale. Treptat, s-au acumulat faptele excepțiilor de la a treia lege a lui Mendel. A devenit clar că nu toate genele sunt caracterizate prin distribuție independentă la descendenți și combinație liberă.

Orice organism are o varietate de caracteristici și proprietăți morfologice, fiziologice, biochimice și de altă natură, iar fiecare caracteristică sau proprietate este controlată de una sau mai multe gene localizate în cromozomi.

Cu toate acestea, dacă numărul de gene dintr-un organism este enorm și se poate număra la zeci de mii, atunci numărul de cromozomi este relativ mic și, de regulă, se măsoară în câteva zeci. Prin urmare, sute și mii de gene alelice care formează grupuri de legătură sunt localizate în fiecare pereche de cromozomi.

S-a stabilit o corespondență completă între numărul de grupuri de legătură și numărul de perechi de cromozomi. De exemplu, porumbul are un set de cromozomi 2n = 20 și 10 grupuri de legătură, iar Drosophila are 2n = 8 și 4 grupuri de legătură, adică numărul de grupuri de legătură este egal cu setul haploid de cromozomi.

legea Thomas Morgan

Genele situate pe același cromozom sunt transmise împreună, iar modul în care sunt moștenite diferă de moștenirea genelor situate pe diferite perechi de cromozomi omologi.

Deci, de exemplu, cu o distribuție independentă a cromozomilor, un dihibrid AaBb formează patru tipuri de gameți ( AB, aB, Ab, ab), iar în condiția unei legături complete, același dihibrid va da doar două tipuri de gameți ( ABși ab), deoarece aceste gene sunt situate pe același cromozom.

Dezvoltarea problemei moștenirii legate de gene aparține școlii lui T. Morgan (1866–1945). Dacă Mendel și-a efectuat experimentele pe mazăre, atunci pentru Morgan obiectul principal a fost musca de fructe Drosophila. O muscă la fiecare două săptămâni la o temperatură de 25 ° C dă numeroși descendenți. Masculul și femela se disting clar - abdomenul masculului este mai mic și mai întunecat. În plus, ele diferă prin numeroase caracteristici și se pot multiplica în eprubete pe un mediu nutritiv ieftin.

Studierea tiparelor de moștenire gene situate pe același cromozom, Morgan a ajuns la concluzia că ei sunt moștenite legate. Aceasta este legea lui T. Morgan.

Ambreiaj complet și parțial

Pentru a determina tipul de moștenire a două perechi de gene (legate sau independente), este necesar să se efectueze o încrucișare de analiză și, pe baza rezultatelor acesteia, să se tragă o concluzie despre natura moștenirii genelor. Luați în considerare trei opțiuni posibile rezultatele testelor încrucișate.

1) Moștenirea independentă.

Dacă, ca urmare a analizei încrucișărilor, între hibrizi se formează patru clase de fenotipuri, atunci genele sunt moștenite independent.

2) Legătura completă a genelor.

Cu o legătură completă a genelor DARși LA conform rezultatelor analizei încrucișărilor, ei găsesc -
Xia două clase fenotipice de hibrizi care copiază complet părinții.

3) Legătura incompletă a genelor.

În cazul legăturii incomplete a genelor DARși LA la analiza încrucișărilor, apar patru fenotipuri, dintre care două au o nouă combinație de gene: Ab‖ab; aB‖ab. Apariția unor astfel de forme indică faptul că dihibridul cu gameți AB│ și ab│ formează gameți încrucișați Ab│ și aB│. Apariția unor astfel de gameți este posibilă numai ca urmare a schimbului de secțiuni de cromozomi omologi, adică în procesul de trecere. Numărul gameților încrucișați este mult mai mic decât al celor neîncrucișați.

Frecvența de încrucișare este proporțională cu distanța dintre gene. Cu cât genele sunt localizate mai aproape de cromozom, cu atât este mai strânsă legătura dintre ele și cu atât mai rar sunt separate atunci când se încrucișează. Și invers, cu cât genele sunt mai separate una de cealaltă, cu atât este mai slabă legătura dintre ele și cu atât mai des se încrucișează. Prin urmare, distanța dintre gene din cromozomi poate fi judecată după frecvența de încrucișare.

Hărți genetice

Cartografierea genetică este de obicei înțeleasă ca determinarea poziției unei gene în raport cu alte gene.

Luați în considerare procedura de compilare a hărților genetice.

1. Stabilirea grupului de legătură (adică determinarea cromozomului în care este localizată gena dată). Pentru a face acest lucru, este necesar să existe cel puțin o genă marker în fiecare grup de legătură.

2. Găsirea locației genei studiate în cromozom. Pentru a face acest lucru, forma mutantă este încrucișată cu forma normală și se ia în considerare rezultatul încrucișării.

3. Determinarea distanței dintre genele legate, ceea ce face posibilă alcătuirea hărților genetice ale cromozomilor, care indică ordinea genelor în cromozomi și distanțele relative între ele. Cu cât frecvența de încrucișare este mai mare, cu atât genele sunt mai îndepărtate. Dacă se stabileşte că între genele legate DARși LA frecvența de încrucișare este de 10% și între gene LAși DIN– 20%, este evident că distanța soare de 2 ori mai mult decat AB. Distanța dintre gene este exprimată în unități corespunzătoare unui crossing over de 1%. Aceste unități se numesc morganide.

Astfel, pe baza datelor privind frecvența încrucișării, sunt compilate hărți genetice.

III. Consolidarea cunoștințelor

Rezolvarea problemei genetice

O femelă Drosophila, heterozigotă pentru genele recesive pentru culoarea corporală închisă și aripile miniaturale, a fost încrucișată cu un mascul cu corp întunecat și aripi miniaturale. Din aceasta traversare s-a obtinut:

- 244 de muște cu corp întunecat și aripi miniaturale;
– 20 de muște cu culoarea corpului gri și aripi miniaturale;
– 15 muște cu corpul închis la culoare și aripi normale;
– 216 muște cu culoarea corpului gri și aripi normale.

Pe baza datelor date, determinați dacă aceste două perechi de gene sunt legate sau nu. Cum sunt legate genele?

Dat:

DAR- corp gri
A- corp întunecat
LA– aripi normale
b- aripi miniaturale

Natura moștenirii genelor DARși AT -?

Soluţie

Rezultatele divizării între hibrizi (două clase fenotipice sunt dominante și se repetă fenotipic și genotipic forme parentale, iar celelalte două clase de fenotipuri sunt reprezentate de un număr mic de indivizi) indică o legătură incompletă a genelor. DARși LA.

Răspuns: genele DARși LA sunt moștenite într-o manieră legată; legarea este incompletă.

IV. Teme pentru acasă

Studiați paragraful manualului (moștenirea legată a genelor, legea lui T. Morgan, legătura completă și incompletă, hărți genetice).

Rezolvați problema genetică.

Determinați frecvența de încrucișare între gene dacă, la încrucișarea muștelor gri cu aripi lungi cu muște negre cu aripi scurte în F 1, toate muștele au fost gri cu aripi lungi, iar în analiza încrucișării femelelor F 1 cu un negru cu aripi scurte. bărbat, s-a obținut următoarele:

– 722 de muște cenușii cu aripi lungi;
– 139 muște cenușii cu aripi scurte;
– 161 muscă neagră cu aripi lungi;
– 778 de muște negre cu aripi scurte.

Lecția #14-15 Teoria cromozomală a eredității. Moștenire non-cromozomială (citoplasmatică).

Echipamente: tabele de biologie generală, care ilustrează moștenirea legată de gene și trăsături; portrete ale oamenilor de știință care au adus o contribuție deosebită la crearea teoriei cromozomiale a eredității.

În timpul orelor

I. Testul de cunoștințe

1. Test oral de cunoștințe privind:

Moștenirea legată a genelor. legea lui T. Morgan.
Legătura completă și incompletă a genelor.
Hărți genetice și ordinea întocmirii lor.

2. Verificarea rezolvarii problemei la domiciliu.

Dat:

DAR- corp gri
A- corp întunecat
LA- aripi lungi
b- aripi scurte

Frecvența de încrucișare - ?

Soluţie

Întocmim scheme pentru prima și a doua trecere.

N (hibrizi) = 722 + 778 + 161 + 139 = 1800 indivizi.

N (recombinante) = 161 + 139 = 300 indivizi.

(300 × 100) : 1800 = 16,6%

Răspuns: 16,6%.

II. Rezolvarea problemelor în clasă

Sarcina numărul 1. Presupunând că genele DARși LA sunt legați și încrucișarea dintre ele este de 10%, apoi ce gameți și în ce cantitate vor fi formați de un diheterozigot AB‖ab?

Soluţie

Încrucișare între gene DARși LA este de 10%, ceea ce înseamnă că gameții încrucișați se formează în cantitate de 10% (5% din fiecare tip). Ponderea gameților neîncrucișați rămâne de 90% (45% din fiecare tip).

Răspuns: AB (45%); ab (45%); Ab (5%); aB (5%).

Sarcina numărul 2. Forma netedă a semințelor de porumb domină peste cele încrețite, semințele colorate domină peste cele necolorate. Ambele trăsături sunt legate. La încrucișarea porumbului cu semințe netede colorate cu o plantă cu semințe șifonate necolorate, s-au obținut urmași:

vopsit neted - 4152 indivizi;
încrețit colorat - 149;
nevopsit neted - 152;
nevopsit șifonat - 4163.

Determinați distanța dintre gene.

Dat:

DAR- seminte netede
A- seminte ridate
LA- seminte colorate
b- seminte necolorate

Distanţă AB – ?

Soluţie

Elaborăm o schemă încrucișată.

2) Calculați numărul total de hibrizi:

N (hibrizi) = 4152 + 4163 + 152 + 149 = 8616 indivizi.

3) Numărăm numărul de indivizi recombinanți:

N (recombinante) = 152 + 149 = 301 indivizi.

4) Determinați frecvența de încrucișare:

(301 × 100) : 8616 = 3,5%

5) Un procent de încrucișare este egal cu 1 morganidă, deci distanța dintre gene DARși LA este egal cu 3,5 morganide.

Răspuns: 3,5 morganide.

III. Învățarea de materiale noi

Teoria cromozomală a eredității

Datorită cercetărilor lui A. Weisman, T. Boveri, T. Morgan și a altor geneticieni și citologi proeminenți, prin anii 40. Secolului 20 A fost formulată teoria cromozomală a eredității. Teoria cromozomală modernă a eredității include următoarele postulate:

1) semnele organismelor se formează sub acțiunea genelor situate pe cromozomi;
2) există cromozomi în fiecare celulă, iar numărul lor este constant pentru fiecare specie;
3) gameții conțin un set haploid de cromozomi;
4) în zigot și celulele somatice - un set pereche, diploid de cromozomi. Jumătate din cromozomii zigotului de origine maternă, cealaltă - paternă;
5) cromozomii păstrează individualitatea structurală și genetică în ciclul de viață al organismelor;
6) în cromozom, genele sunt localizate liniar și în cadrul aceluiași cromozom formează un grup de legătură. Numărul de grupuri de legătură este egal cu numărul haploid de cromozomi;
7) frecvența încrucișării care apar în meioză este proporțională cu distanța dintre gene.

Astfel, teoria cromozomală a eredității este o realizare remarcabilă a științei biologice. A fost rezultatul combinării cunoștințelor dobândite în două discipline biologice: genetică și citologie.

Moștenirea citoplasmatică

Odată cu faptele care confirmă teoria cromozomală a eredității, în procesul de formare a geneticii ca știință, au început să se acumuleze fapte despre ereditate care nu se supun tiparelor stabilite: moștenirea numai prin linia maternă, abateri de la relațiile numerice mendeliane etc. .

Aceste cazuri ar putea fi explicate doar prin localizarea genelor care determină această trăsătură în citoplasmă, adică citoplasma joacă și ea un rol în formarea unor trăsături. Acest fenomen se numește ereditate citoplasmatică sau extracromozomială. De exemplu, cloroplastele plante superioareîn timpul reproducerii sexuale, se transmit prin linia maternă, gameții masculini nu îi conțin, prin urmare, zigotul conține cloroplaste care se aflau în ou. Cloroplastele conțin propriul lor ADN circular, care asigură sinteza anumitor proteine ​​și ARN responsabile pentru o serie de trăsături.

În frumusețea nocturnă și snapdragon, sunt cunoscute fenomene pestrițe asociate cu mutații ADN în unele cloroplaste. Aceste mutații pot face ca cloroplastele să-și piardă culoarea verde. Când o celulă se divide, distribuția cloroplastelor către celulele fiice are loc aleatoriu; celulele fiice pot conține cloroplaste colorate, incolore sau ambele. Dacă oul conținea cloroplaste incolore, atunci o plantă necolorată se va dezvolta din zigot, după ce a consumat aportul de nutrienți, moare. Dacă oul conține doar cloroplaste verzi, se va dezvolta o plantă verde normală. Dacă atât cloroplastele verzi, cât și cele incolore intră în ou, atunci planta va fi pestriță. În același mod, trăsăturile asociate cu mutațiile care au apărut în mitocondrii sunt moștenite.

IV. Teme pentru acasă

Studiați paragraful manualului și notele făcute la clasă (prevederi ale teoriei cromozomiale a eredității, moștenirea citoplasmatică).

Stabilită legea moștenirii independente a trăsăturilor G. Mendel, are o limitare semnificativă - este implementată într-o singură condiție, când genele studiate sunt localizate în diferite perechi de cromozomi.

Pentru prima dată, o abatere de la această regulă a fost observată de Batson și Pennet în 1906 când au studiat natura moștenirii culorii în flori și forma polenului în mazărea dulce. Hibrizii F2 au fost obţinuţi împărţind în raport de 70:6:6:20. Acest fenomen a fost numit „atracția reciprocă a factorilor”. Morgan și studenții săi au descoperit numeroase cazuri de atracție și repulsie la musca fructelor. Deci, recombinarea independentă are loc numai dacă aceste gene sunt localizate în diferite perechi de cromozomi. Se știe că numărul de gene depășește cu mult numărul de cromozomi. Prin urmare, fiecare cromozom conține multe gene care sunt moștenite împreună.

Genele situate pe același cromozom formează un grup de legătură aceste gene se numesc legate. Numărul de grupuri de legătură este egal cu setul haploid de cromozomi. Termenul „legare a genelor” a fost propus de T. Morgan.

T. Morgan și școala sa au dezvoltat teoria cromozomală a eredității (1910-1916). Genele de pe același cromozom nu sunt perfect legate. În timpul maturizării celulelor germinale în procesul de gametogeneză în timpul profezei I a diviziunii meiotice, în timpul conjugării cromozomilor omologi, are loc un schimb de gene alelice, care se numește crossing over. Încrucișarea rupe legătura absolută a genelor. Schimbul de gene alelice are loc între două cromatide non-surori. Încrucișarea între două gene situate pe același cromozom este observată mai rar, cu cât acestea sunt mai aproape una de cealaltă.

Determinarea frecvenței de încrucișare produsă de obicei prin încrucișări de testare. Procentul de încrucișare între genele A și B poate fi calculat folosind formula:

a - numărul de indivizi încrucișați dintr-un grup (conexiunea gameților AB cu ab);

c - numărul de indivizi încrucișați ai grupului (аВ cu ab);

n este numărul total de indivizi obținuți ca urmare a analizei încrucișării.

Valoarea încrucișării este măsurată prin raportul dintre numărul de indivizi încrucișați și numărul total al tuturor indivizilor din descendenții încrucișării analizate și este exprimată ca procent.

Distanța relativă dintre gene în grupurile de legătură este de obicei exprimată ca procent de încrucișare peste sau în morganide. Sarcina 1 pentru legarea completă a genelor

O muscă Drosophila cu aripi lungi și corp gri a fost încrucișată cu un mascul cu aripi rudimentare și corp negru. Genele pentru culoarea corpului gri și aripile lungi domină genele pentru culoarea corpului negru și aripile rudimentare.

Să desemnăm genele:

B - corp gri (trăsătură dominantă)

b - corp negru (trăsătură recesivă)

V - aripi lungi (trăsătură dominantă)

v - aripi rudimentare (trăsătură recesivă)

Fenotipuri parentale:

R: ♀ corp gri, aripi lungi x ♂ corp negru, aripi rudimentare

Toți descendenții sunt diheterozigoți după genotip, după fenotip cu corp cenușiu și aripi lungi (legea uniformității lui Mendel). Apoi T. Morgan a încrucișat indivizii rezultați unul cu celălalt.

În a doua generație, F2 ar trebui să fie așteptat de la încrucișarea indivizilor diheterozigoți între ei a patru clase fenotipice într-un raport de 9:3:3:3:1.

Acest lucru s-ar datora formării a patru tipuri de gameți la fiecare individ și combinației lor aleatoare în zigot atunci când genele sunt localizate în diferite perechi de cromozomi neomologi. Cu toate acestea, nu a fost obținut un raport de împărțire de 9:3:3:1 și divizarea descendenților a fost observată la aproximativ 3:1. Acest lucru poate fi explicat presupunând că genele pentru culoarea corpului și lungimea aripilor sunt localizate pe același cromozom, de exemplu. legat.

Încrucișarea între descendenți ¥g

fenotipuri F1

♀ Corp cenușiu, aripi lungi x ♂ Corp cenușiu, aripi lungi

În acest caz, a fost observată o legătură completă a genelor. Trebuie remarcat faptul că la masculul Drosophila, trecerea este practic nu este vizibil prin urmare, un mascul diheterozigot pentru aceste gene va forma doar 2 tipuri de gameți neîncrucișați.