Сцепленное наследование признаков.

Сцепленное наследование признаков.

Сцепленное наследование признаков установил американский ученый Т.Х. Морган. Объектом для исследований была выбрана плодовая мушка дрозофила. Она легко разводится в лабораторных условиях, у нее происходит быстрая смена поколений, имеется только четыре пары довольно крупных хромосом и ярко выражены альтернативные признаки.

Для скрещивания Морган взял две чистые линии дрозофил с серым телом, нормальными крыльями (доминантные признаки) и с черным телом, зачаточными крыльями (рецессивные признаки).

В первом опыте были скрещены гомозиготные мухи с серым телом, нормальными крыльями (ААВВ) и мухи с черным телом, зачаточными крыльями (aabb). Первое поколение оказалось единообразным с серым телом и нормальными крыльями, т.е. соблюдался закон единообразия гибридов первого поколения. Затем полученные гибриды первого поколения скрещивались с рецессивной гомозиготной мухой. Опыт проводился в двух вариантах.

В первом случае гибридом с доминантными признаками был взят самец, а во втором случае – самка. В результате скрещивания должно было образоваться четыре фенотипические группы в соотношении: 1 серое тело, нормальные крылья : 1 серое тело, зачаточные крылья : 1 черное тело, нормальные крылья : 1 черное тело, зачаточные крылья.

Однако Морган получил только две фенотипические группы в соотношении 1 :1. Расщепление признаков по четырем группам, как при дигибридном скрещивании, не наблюдалось. Признаки окраски тела и формы крыльев наследовались совместно, так как гены, ответственные за их проявление, располагаются в одной паре гомологичных хромосом. Закон независимого наследования признаков, установленный Г. Менделем, оказался справедливым лишь для генов, расположенных в разных парах негомологичных хромосом. На основании результатов опытов Морган вывел закон сцепленного наследования признаков: гены, находящиеся в одной хромосоме, образуют группу сцепления и наследуются совместно, сцепленно.

Во втором варианте скрещивания Морган взял гетерозиготную самку и гомозиготного самца с рецессивными признаками. Результат скрещивания оказался иным: появились четыре фенотипические группы, причем, в неравных соотношениях (41,5% серое тело нормальные крылья : 41,5% черное тело, зачаточные крылья : 8,5% серое тело, зачаточные крылья : 8,5% черное тело, нормальные крылья). Сцепление генов нарушилось. Аллели разных генов, расположенные в гомологичных хромосомах, разделились и образовались новые сочетания признаков, т.е. произошла рекомбинация генов. Причём, у самок две половые хромосомы гомологичны друг другу, поэтому кроссинговер между ними был возможен, а у самцов две половые хромосомы негомологичны и кроссинговер между ними не происходил. На основании этого Морган вывел закон нарушения сцепления между генами: сцепление между генами нарушается при кроссинговере – обмене участками гомологичных хромосом в результате мейоза [5].

Открытия Моргана позволили сформулировать основные положения хромосомной теории наследственности.

1. Единицы наследственности – гены – расположены в хромосомах линейно.

2. Гены, находящие в одной хромосоме, наследуются совместно друг с другом, или сцепленно, образуя группу сцепления.

3. Пара гомологичных хромосом представляет собой одну группу сцепления. Число групп сцепления равно числу пар гомологичных хромосом.

4. Между гомологичными хромосомами может происходить перекрест (кроссинговер), приводящий к обмену генами и появлению новых рекомбинантных сочетаний признаков.

5. Частота кроссинговера прямо пропорциональна расстоянию между генами в хромосомах. Чем дальше гены расположены друг от друга, тем чаще между ними происходит кроссинговер.

Задача 1

При скрещивании самок жука жужелицы с коричневым широким телом и самцов жука жужелицы с зелёным узким телом всё потомство оказалось с коричневым узким телом. В результате анализирующего скрещивания гибридного потомства были получены четыре различные фенотипические группы: 30, 28, 12 и 10 особей. Составьте схемы скрещиваний и определите генотипы родительских особей, генотипы и фенотипы потомства каждой группы в двух скрещиваниях, а также численность каждой группы во втором скрещивании. Объясните формирование четырех фенотипических групп в анализирующем скрещивании.

Ответ

1. Р: ♀ AAbb x ♂ aaBB

коричневое, зелёное,

широкое тело узкое тело

G: Ab aB F₁:

AaBb - коричневое, узкое тело;

1. Р: ♀ AaBb x ♂ aabb

коричневое, зелёное,

узкое тело широкое тело G: AB, Ab, ab, aB ab

F₂:

Aabb – коричневое, широкое тело; aaBb – зелёное, узкое тело; AaBb – коричневое, узкое тело;

aabb – зелëное, широкое тело;

1. Присутствие в потомстве двух многочисленных фенотипических групп особей (30 и 28) примерно в равных долях – это результат сцепленного наследования аллелей А и b, а и В между собой. Две малочисленные фенотипические группы (12 и 10) образуются в результате кроссинговера.

(Допускается иная генетическая символика, не искажающая смысла задачи)

Критерии оценивания выполнения заданий Баллы

Ответ включает в себя все названные выше элементы, не содержит

3 биологических ошибок

Ответ включает в себя два из названных выше элементов, которые не

содержат биологических ошибок 2

Ответ включает в себя один из названных выше элементов, который

1 не содержит биологических ошибок

Ответ неправильный 0

Максимальный балл 3 Задача 2

В ходе эксперимента были скрещены две линии мышей: первая – с прямой шерстью нормальной длины, вторая – с извитой длинной шерстью. В результате гибриды первого поколения имели прямую шерсть нормальной длины. При анализирующем скрещивании полученных гибридов были выявлены четыре фенотипические группы: 53, 50, 14 и 17. Составьте схемы решения задачи, определить генотипы и фенотипы родительских особей и потомства каждой группы, а также объясните формирование четырех фенотипических групп.

Ответ

1. Р: ♀ ААВВ х ♂ ааbb

прямая шерсть извитая

нормальной длины длинная шерсть

G: АВ аb

F₁:

АaBb – прямая шерсть нормальной длины;

1. Р: ♀ АаВb х ♂ ааbb

прямая шерсть извитая

нормальной длины длинная шерсть

G: АВ, Аb, аВ, аb ab

F₂:

АаВb – прямая шерсть нормальной длины (53 или 50 особей); Ааbb – прямая длинная шерсть (14 или 17 особей); ааВb – извитая шерсть нормальной длины (17 или 14 особей); ааbb – извитая длинная шерсть (50 или 53 особей);

1. присутствие в потомстве двух больших фенотипических групп особей 50 (53) с прямой шерстью нормальной длины и 53 (50) с извитой длинной шерстью примерно в равных долях – это результат сцепленного наследования аллелей А и В, а и b между собой. Две другие малочисленные фенотипические группы (14 и 17) образуются в результате кроссинговера.

(Допускается иная генетическая символика, не искажающая смысла задачи)

Критерии оценивания выполнения заданий Баллы

Ответ включает в себя все названные выше элементы, не содержит

3 биологических ошибок

Ответ включает в себя два из названных выше элементов, которые не

содержат биологических ошибок 2

Ответ включает в себя один из названных выше элементов, который

1 не содержит биологических ошибок

Ответ неправильный 0