Конспект уроку: Хромосомна теорія спадковості

. Розв'язати вправи і дати відповіді на питання.

Якому закону або характеру успадкування відповідають подібні статистичні закономірності розщеплення?

1. За фенотипом:

а) 1 : 2 : 1;

б) 3 : 1;

у) 100%;

г) 9 : 3 : 3 : 1;

д) 1 : 1.

2. За генотипом:

а) 1 : 2 : 1;

б) 1 : 1;

у) 100%;

г) 1 : 2 : 2 : 4 : 1 : 2 : 1 : 2 : 1.

1. Коли являлись повторно відкриті закони Менделя?

2. Що цитологічні основи отримали закони Менделя?

3. Чому закони Менделя отримали статистичний характер?

4. Практичне значення для людства законів Г. Менделя?

Повідомити учням тему й мету уроку.

Проблемне запитання:

- Котре значення для сучасної науки отримали закони успадкування?

Вчені встановили те, що загальна кількість спадкових ознак у організмі в значні мірі перевищує кількість хромосом гаплоїдного набору. Зокрема, в гаплоїдному наборі типового об'єкта генетичних досліджень - це мухи-дрозофіли - являється лиш чотири хромосоми, однак число спадкових ознак й, відповідно, генів, що їхня визначають, безсумнівно, в значні мірі більше. Це значить, що у кожній хромосомі розміщено чимало генів. Разом із ознаками, котрі успадковуються незалежно, отримали жити і подібні, які успадковуються зчеплено одна із одною, так як вони визначаються генами, які розташовані у одній хромосомі. Подібні гени створюють групу зчеплення. Кількість таких груп зчеплення у організмів певного виду рівна кількості хромосом в гаплоїдному наборі (зокрема, в дрозофіли 1n =4, в людини 1n =23). Даний факт й було покладено у основу хромосомної теорії спадковості. Ця хромосомна теорія спадковості, у основному, являлась сформована на поч. ХХ століття Т. Морганом й його учнями. Головні положення хромосомної теорії спадковості наступні:

• Матеріальною основою спадковості являється хромосоми.

• Гени розміщені у хромосомах в лінійній послідовності.

• Гени, які локалізовані у одній хромосомі, формують одну группу зчеплення й передаються нащадкам разом.

• Кількість груп зчеплення рівна гаплоїдному числу хромосом.

• Гаплоїдне число хромосом являється постійним для будь-якого виду.

• Ознаки, котрі визначаються зчепленими генами, теж успадковуються зчеплено.

Зчеплене успадкування генів здатне порушуватися в результаті перехрещування хромосом (кросинговеру), котрий здійснюється між гомологічними хромосомами в процесі мейозу. Слід сказати, що Т. Морган вдало вибоав об'єкт для власних досліджень. Він взяв муху-дрозофілу, котра згодом стала типовим об`єктом для генетичних досліджень. Дрозофіл просто утримувати у лабораторіях, вони отримали значну плодючість, досить швидку зміну поколінь (так за оптимальних умов нове покоління виникає кожні 1,5-2 тижні) і невелику кількість хромосом, яка спрощує спостереження.

Саме явище зчепленого успадкування Морган Т. встановив в такому досліді. Він самців дрозофіли, які гомозиготні за домінантними алелями окрашення тіла (сіре) та форма крил (нормальна), схрестив з самками, які гомозиготні за відповідними рецесивними аллелями (у них чорне тіло - недорозвинені крила). Генотипи даних особин позначили відповідно EE YY й eeyy. Усі гібриди І-го покоління мали сіре тіло та нормальні крила, вони являлись гетерозиготними за двома парами алель (генотип - EeYy). Далі гібридів схрестили із особинами, які гомозиготні за відповідними рецесивними алелями ( провели аналізуюче схрещування).

Таким чином, теоретично можна було чекати на два варіанти розщеплення. Коли б гени, які зумовлюють окрашення тіла та форму крил, містились у негомологічних хромосомах, це значить успадковувалися незалежно, розщеплення повинно бути таким: 25 % особин зі сірим тілом та нормальними крилами, 25 % - з сірим тілом та недорозвиненими крилами, та ще 25 % - із чорним тілом й нормальними крилами й 25 % - зі чорним тілом та недорозвиненими крилами (в співвідношенні - 1:1:1:1). Якби дані гени розташовувалися у одній хромосомі та успадковувались зчеплено, то таким чином було би отримано 50 % особин зі сірим тілом та нормальними крилами та 50 % - зі чорним тілом та недорозвиненими крилами (співвідношення 1:1).

Насправді 41,5 % особин сіре мали тіло та нормальні крила, 41,5 % мали чорне тіло та недорозвинені крила, 8,5 % мали сіре тіло та недорозвинені крила й 8,5 % мали чорне тіло та нормальні крила, таким чином розщеплення наближалося до співвідношення фенотипів 1:1 (як в разі зчепленого успадкування), однак разом із тим проявилися усі 4 варіанти фенотипу (як в випадку незалежного вспадкування). На основі даних Т. Морган припустив, що учі гени, що визначають окрашення тіла та форму своїх крил, розміщені у одній хромосомі, однак у процесі мейозу в момент формування гамет гомологічні хромосоми мають можливість обмінюватися ділянками - має місце явище, котре назву дістало перехрест хромосом, чи кросинговер.

Кросинговер - це обмін певними ділянками гомологічних хромосом в процесі клітинного поділу, здебільшого у профазі І-го мейотичного поділу, інколи у мітозі. Дослідами Моргана, Бріджеса й Стертеванта було показано те, що не існує абсолютно повного зчеплення генів, за котрого гени передавалися б весь час разом. Ймовірність, що 2 гени, локалізовані у одній хромосомі, не розійдуться у процесі мейозу, коливається у межах 1-0,5. В природі домінує неповне зчеплення, яке зумовлене перехрестом гомологічних хромосом й рекомбінацією генів. Повнва цитологічна картина кросинговеру являлась уперше описана датським вченим Янсенсом. Кросинговер спостерігається лише тоді, коли гени розташовані у гетерозиготному стані (АВ/ab). Якщо гени у гомозиготному стані (АВ/AB чи aB/aB), обмін ідентичними ділянками ненадає нових комбінацій генів в гаметах та у поколінні. Частота перехресту поміж генами залежна від відстані поміж ними: чим більш далі вони розміщені один від одного, то тим частіше здійснюється кросинговер. Вчений Т. Морган запропонував вимірювати відстань між генами кросинговером в відсотках, за наступною формулою:

N1/N2 *100 =% кросинговеру,

де N1 - це загальне число особин в F1;

N2 - це сумарне число кросоверних особин.

Заслуги Т. Моргана було увічнено у назві одиниць вимірювання кросинговеру. Так, відрізок хромосоми, на котрому відбувається 1 % кросинговеру, дорівнює 1 морганіді. Морганіда - це умовна міра відстані між генами. Частоту кросинговеру застосовують для того, аби визначити взаємне розташування генів та відстань між ними.

Вчені-генетики розрізняють кілька типів кросинговеру, зокрема: подвійний, множинний (або складний), неправильний, нерівний. Процес кросинговеру завжди призводить до нового взаємопоєднання генів, що сприяє виникненню зміну фенотипу. Крім цього, він поряд із мутаціями являється важливим фактором еволюції організмів.

1. Розв'яжіть задачі із моногібридного схрещування. Запишіть в зошиті розв'язання.

Задачі

Задача № 1. В квасолі чорне окрашення насінин (А) переважає над білим (a). Визначте генотипи та фенотипи нащадків в схрещуванні Aa * Aa.

Задача № 2. В дрозофіли сірий колір тіла переважає над чорним. Всі нащадки від схрещування сірої й чорної мух сіре мали окрашення. Визначте який генотипи батьків.

2. Розв'яжіть наведені картці задачі із дигібридного схрещування. Запишіть в зошиті розв'язання.

Задачі:

Задача № 3. В томатів червоне окрашення плодів (R) переважає над жовтим (r), а високорослість (H) - над карликовостю (h). Визначте генотипи і фенотипи нащадків в схрещуванні RrHh * rrhh.

Задача № 4. В дрозофіли сірий колір тіла (B) переважає над чорним (b), а нормальні крила (V) - над зачатковими (v). Визначте генотипи батьків, коли від схрещування 2-х сірих мух із нормальними крилами народилися 90 сірих мух із нормальними крилами, 32 мухи сірі з зачатковими крилами, 27 мух чорних із нормальними крилами і 10 чорних мух з зачатковими крилами.

- прочитати параграф,

- дати відповідь на питання,

- інше.