Gény umiestnené na rovnakom chromozómovom páre sa nazývajú „spojené“. Prepojené gény sa neriadia Mendelovým druhým zákonom; nedávajú voľnú vzájomnú rekombináciu. V norkách sú mutantné gény pre čierne a hnedooké pastely spojené; tak, samozrejme, sú ich normálne alelomorfy. Gény spojené s pohlavím sú spojené s génmi určujúcimi pohlavie na chromozóme; Prirodzene, sú tiež navzájom prepojené.
U ľudí sú mutantné gény farbosleposti a hemofílie spojené s pohlavím (pozri kapitolu 15), a preto sú navzájom prepojené. Stáva sa, že oba mutantné gény môžu byť v rovnakej rodine. Takéto rodiny sú dvoch rôznych typov.
Typ I V týchto rodinách sa spojili dva mutantné gény v dôsledku manželstva medzi ľuďmi nesúcimi jeden alebo druhý gén. Gény teda sídlia na rôznych chromozómoch; v jazyku genetiky sú spojené v procese „odpudzovania“ (obr. 62, ja, prvý rad).
Typ II. V týchto rodinách sa mutácia, ktorá vedie k jednej z týchto abnormalít, ako je hemofília, vyskytuje na chromozóme, ktorý už nesie iný mutovaný gén. Oba mutantné gény sú na rovnakom X chromozóme; sú spojené v procese „príťažlivosti“ (pozri obr. 62, II, prvý rad).
Väčšina žien v oboch typoch rodín bude fenotypovo normálna, ale mnohé budú heterozygotné pre jeden alebo oba mutantné gény (pozri obr. 62, druhý riadok) a tieto ženy môžu mať postihnutých synov. Keďže syn zdedí od matky iba jeden chromozóm X, postihnutí synovia sú heterozygoti ja typu trpia buď hemofíliou alebo farbosleposťou, ale nemajú obe choroby súčasne (pozri obr. 62, tretí riadok), kým chorí synovia heterozygotov II typu majú obe ochorenia súčasne. Môžu však existovať výnimky. Sú znázornené vo štvrtom rade na obr. 62.
Zriedkavo má žena na jednom X chromozóme gén pre farbosleposť a na druhom gén pre hemofíliu (typ ja), môže porodiť syna trpiaceho oboma chorobami; alebo žena nesúca gény pre obe choroby na rovnakom X chromozóme (typ II) môže porodiť syna, ktorý trpí len jednou z týchto chorôb.
Je ľahké vidieť, že tieto výnimky sú podobné ako u mláďat norok palomino, ktoré v jednom chromozóme spojili dva gény, ktoré mali ich rodičia na rôznych partnerských chromozómoch. Vo všetkých týchto prípadoch sa zdá, že mutovaný gén sa presúva z jedného chromozómu k svojmu partnerovi. Tento proces sa nazýva prekríženie; umožňuje obmedzený počet rekombinácií medzi génmi, ktoré sa neriadia druhým Mendelovým zákonom.
Fenomén prekračovania spôsobil za posledných desať rokov veľký počet experimentov a predpokladov, no doteraz nie je úplne pochopený. Dôsledky prechodu sú však dobre známe a v každom prípade sa dajú predvídať v rovnakej miere ako dôsledky Mendelových zákonov.
Na obr. 63 ukazuje výsledky kríženia pre dva chromozómy, alebo skôr pre gény, ktoré sa v nich nachádzajú.
V pôvodnom páre chromozómov ( a) jeden z partnerov je zatienený, aby sa odlíšil od druhého, b a v sú dva varianty z mnohých typov crossoverov, ktoré možno vidieť v páre a. V oboch prípadoch došlo k výmene kúskov medzi partnerskými chromozómami. Kedy b výmena sa ukázala ako koncové kusy, a to si vyžadovalo iba jeden bod ( X) výmena; v prípade c došlo k výmene stredných kusov, čo si vyžadovalo dva body ( X a r).
Najdôležitejším znakom kríženia je presná zhoda medzi výmennými bodmi partnerských chromozómov. Ak by takáto presná zhoda neexistovala, partnerské chromozómy by čoskoro prestali mať rovnakú dĺžku; navyše počet génov v nich by už nebol rovnaký a do cyklu by sa mohli dostať chromozómy s veľmi veľkým alebo malým počtom génov, čo by viedlo k vzniku deformácií a smrti.
Ak napríklad (obr. 64) bod výmeny v jednom z chromozómov spadá medzi 4. a 5. gén a v druhom medzi 6. a 7. gén, potom v dôsledku výmeny koncových častí jeden chromozóm sa získa so stratou 5. a 6. génu a partnerský chromozóm bude mať tieto gény v dvojnásobnom množstve.
Najbežnejším názorom je, že prekríženie nastáva na začiatku meiózy, keď sa partnerské chromozómy nielen tesne a presne dotýkajú, ale sa aj navzájom ovíjajú; v dôsledku krútiaceho stresu sa chromozómy môžu zlomiť v rovnakých bodoch a znova sa spojiť s kúskami medzi partnermi. Existujú aj iné predpoklady, ale zatiaľ neexistuje jediný uhol pohľadu na túto otázku.
Výmena kúskov medzi partnerskými chromozómami ľahko vysvetľuje prekríženie v jeho genetickom prejave, bez ohľadu na to, aký mechanizmus je jeho základom.
Na obr. 65 ukazuje, ako možno vysvetliť narodenie syna s farbosleposťou a hemofíliou u ženy, ktorá nesie gény pre tieto anomálie na opačných chromozómoch ( ja), či má syn len jednu anomáliu u ženy, ktorá má oba gény na tom istom chromozóme ( II).
Ak je lokalizácia výmenných bodov určená náhodou, malo by sa očakávať, že prekríženie medzi génmi, ktoré sú v chromozóme od seba výrazne vzdialené, sa bude vyskytovať častejšie ako medzi blízko umiestnenými génmi; toto sa naozaj deje. Keď sú dva gény veľmi blízko pri sebe, je malá šanca, že bod výmeny medzi nimi spadne, a kríženie je zriedkavé. Čím väčšia je vzdialenosť medzi dvoma génmi, tým väčšia je pravdepodobnosť, že bod výmeny sa bude nachádzať medzi nimi, a tým vyšší je výskyt kríženia. Dva gény sa môžu kombinovať tak voľne, ako keby boli v rôznych pároch chromozómov, v prípadoch, keď je vzdialenosť medzi nimi väčšia ako určitá hodnota.
Historicky a logicky táto pozícia kladie vozík pred koňa. V dôsledku objavu genetickej väzby bolo možné spájať gény s pármi chromozómov, zatiaľ čo objav kríženia umožnil merať vzdialenosť medzi génmi v jednotkách frekvencie výskytu kríženia. Je jednoduchšie a stručnejšie povedať, že dva gény sú od seba vzdialené 10 krížiacich sa jednotiek, než povedať, že heterozygot z týchto dvoch génov produkuje 10 % krížených gamét.
Keď pár chromozómov nesie niekoľko alebo veľa známych génov, krížové experimenty sa môžu použiť na vytvorenie chromozomálnej „mapy“, ktorá ukazuje umiestnenie génov a ich vzájomné vzdialenosti.
Drosophila melanogaster má gény červených očí ( St, recesívne), vyčnievajúce setae ( Sb, dominantné) a zakrivené krídla ( Cu recesívne) sa nachádzajú na treťom chromozóme, jednom z dvoch dlhých autozómov. Vzdialenosť prechodu medzi St a Sb je 14 % a medzi Cu a Sb sa rovná 8 %. Tieto údaje samotné nestačia na predstavenie umiestnenia troch génov, pretože môžu byť v dvoch rôznych polohách (obr. 66, ja a II). Keď sa však zistí, že prekračovacia vzdialenosť medzi St a Cu rovná sa 6 a medzi Cu a Sb rovný 8, potom poradie génov St, Cu a Sb nastavte presne (pozri obr. 66, III). Rovnakým spôsobom je možné na mape zakresliť polohu iných génov. V súčasnosti mapa tohto chromozómu udáva polohu viac ako 150 génov. Skutočnosť, že gény môžu byť vždy mapované týmto spôsobom, je dôkazom ich lineárneho usporiadania pozdĺž chromozómu. Ak by bolo usporiadanie iné, napríklad niektoré gény vyčnievali z chromozómu do bočných vetiev, potom by vzdialenosť medzi tromi génmi nemohla byť vždy vyjadrená tak, že jedna vzdialenosť je súčtom ostatných dvoch (obr. 67). V skutočnosti sa zvyčajne ukáže, že je o niečo nižšia ako táto suma; ale tento malý detail sa dá vysvetliť a nemusíme sa ním tu zaoberať.
Ryža. 66. Ako sa mapujú gény. Vzdialenosť medzi St a Sb sa rovná 14 % prekročenia; vzdialenosť medzi St a Cu je 8 % prechodu; vzdialenosť medzi St a Cu je 6 % prekročenia. Preto poradie génov bude také, ako je uvedené v riadku III
Pre chovateľa hospodárskych zvierat spočíva význam kríženia v možnosti rekombinácií, t.j. spojenia alebo separácie spojených génov.
Či sa to dá dosiahnuť jednoducho a ekonomicky, závisí od vzdialenosti medzi génmi, o ktorú má chovateľ záujem. Keď sú gény dostatočne vzdialené, spojenie nie je prekážkou rekombinácie. Keď sú spojené gény dostatočne blízko na to, aby boli schopné detekovať spojenie, šľachtiteľ musí najprv zistiť, či má dostatočnú kapacitu na uskutočnenie zamýšľaného plánu šľachtenia.
Odborník v odbore, ktorý si želá skrížiť plemeno ružovookej myši 1 a plemeno činčila, aby sa vytvorilo plemeno ružovooká činčila, to môže dosiahnuť bez väčších ťažkostí alebo nákladov; keďže krížová vzdialenosť medzi génmi pre ružové oči a srsťou činčily je asi 15 %, heterozygoti nesúci tieto gény tvoria asi 15 % gamét nesúcich tieto gény počas odpudzovania. Na druhej strane, nadšenec, ktorý chová myši a chce získať plemeno myší so zriedenou farbou srsti a normálnymi ušami z plemena so svetlou farbou srsti a krátkymi ušami, by si mal najprv prečítať príručku o genetike myší, aby zistil, či bude byť schopný to urobiť, pretože gény pre svetlú srsť a krátke ucho sú veľmi úzko prepojené a ak myš nesie oba gény vo väzbe na jednom chromozóme a oba normálne alelomorfy na druhom, potom len 1 gaméta z približne 1 000 ponesie svetlo. kabátový gén bez génu pre krátke ucho.
1 (Gén ružového oka sa líši od génu albína pre bielu srsť a ružové oči a je vlastne alelomorfom génu činčily.)
1. Osoba má dva typy slepoty a každý z nich je určený jeho recesívnym autozomálnym génom, ktoré nie sú spojené. Aká je pravdepodobnosť nevidomého dieťaťa, ak otec a matka trpia rovnakým typom slepoty a obaja sú dihomozygoti? Aká je pravdepodobnosť nevidomého dieťaťa, ak sú obaja rodičia dihomozygotní a trpia rôznymi typmi dedičnej slepoty?
Vysvetlenie:
Prvý krížik:
R: AAvv x AAvv
G: Av x Av
F1: AABB je slepé dieťa.
Objaví sa zákon uniformity. Pravdepodobnosť slepého dieťaťa je 100%.
Druhý krížik:
R: AAVv x aaBB
G: Av x av
F1: AaBv je zdravé dieťa.
Objaví sa zákon uniformity. Obidva typy slepoty chýbajú. Pravdepodobnosť, že sa narodí slepé dieťa, je 0 %.
2. U ľudí je farbosleposť spôsobená X-viazaným recesívnym génom. Talasémia sa dedí ako autozomálne dominantná črta a pozoruje sa v dvoch formách: u homozygotov - ťažká, často smrteľná, u heterozygotov - v miernej forme.
Žena s miernou talasémiou a normálnym zrakom vydatá za farboslepého muža, ktorý je zdravý pre gén talasémie, má farboslepého syna s miernou talasémiou. Aká je pravdepodobnosť, že tento pár detí bude mať obe anomálie? Určite genotypy a fenotypy možných potomkov.
Vysvetlenie:
R: AaXDXd x aaXdY
G: AXD, aXd, AXd, aXD x aXd, aY
F1: AaXdY - farboslepý chlapec s miernou talasémiou
AaXDXd - dievča s normálnym zrakom a miernou talasémiou
aaXdXd - farboslepé dievča bez talasémie
AaXdXd - farboslepé dievča s miernou talasémiou
aaXDХd - dievča s normálnym zrakom bez talasémie
AaXDY - chlapec s normálnym zrakom a miernou talasémiou
aaXdY - farboslepý chlapec bez talasémie
aaXDY - chlapec s normálnym zrakom a bez talasémie
To znamená, že sa získa osem variantov genotypu s rovnakou pravdepodobnosťou výskytu. Pravdepodobnosť mať dieťa s miernou formou talasémie a farbosleposti je 2/8 alebo 25% (12,5% šanca mať chlapca a 12,5% mať dievča). Pravdepodobnosť, že sa narodí farboslepé dieťa s ťažkou formou talasémie je 0 %.
3. Do manželstva vstúpili modrooký svetlovlasý muž a diheterozygotná hnedooká tmavovlasá žena. Určite genotypy manželského páru, ako aj možné genotypy a fenotypy detí. Nastavte pravdepodobnosť, že budete mať dieťa s dihomozygotným genotypom.
Vysvetlenie: A - hnedé oči
modré oči
B - tmavé vlasy
c - blond vlasy
R: aavv x AaVv
G: av x AB, av, av, aB
F1: AaBv - hnedé oči, tmavé vlasy
aavv - modré oči, blond vlasy
Aaww - hnedé oči, blond vlasy
aaBv - modré oči, tmavé vlasy
Pravdepodobnosť mať dieťa s každým z genotypov je 25%. (a pravdepodobnosť mať dieťa s dihomozygotným genotypom (aavb) - 25%)
Znaky nie sú spojené s pohlavím. Tu vstupuje do hry zákon nezávislého dedenia.
4. Pri krížení sivého (a) huňatého králika s čiernym huňatým králikom sa u potomstva pozorovalo štiepenie: čierne huňaté králiky a sivé huňaté králiky. Pri druhom krížení fenotypicky rovnakých králikov sa získali potomkovia: čierne huňaté králiky, čierne hladkosrsté, sivé huňaté, sivé hladkosrsté. Aký zákon dedičnosti sa prejavuje v týchto krížoch?
Vysvetlenie:
A - čierna farba
a - šedá farba
B - chlpatý králik
c - hladkosrstý králik
Prvý krížik:
R: aaBB x AaBB
F1: AaBB - čierne chlpaté králiky
aaBB - sivé chlpaté králiky
Druhý krížik:
R: aaBv x AaBv
G: аВ, АВ x АВ, av, АВ, аВ
F1: 8 genotypov a 4 fenotypy
АаВВ, 2АаВв - sivé chlpaté králiky
Aavv - čierne hladkosrsté králiky
ааВВ, ааВв - šedé chlpaté králiky
aavv - sivé hladkosrsté králiky
V tomto prípade platí zákon o nezávislom dedičstve, pretože prezentované znaky sa dedia nezávisle.
5. Pre samicu chochlatej (A) zelenej (B) sa uskutočnilo analyzačné kríženie, u potomstva sa získali štyri fenotypové triedy. Výsledné chocholaté potomstvo sa medzi sebou krížilo. Je možné pri tomto krížení získať potomstvo bez hrebeňa? Ak áno, aké pohlavie to bude, aký fenotyp? U kanárikov závisí prítomnosť hrebeňa od autozomálneho génu, farba peria (zelená alebo hnedá) závisí od génu spojeného s chromozómom X. Heterogametické pohlavie u vtákov je ženské.
Vysvetlenie:
Prvý krížik:
R: AaHVU x aaHvHv
G: AHV, AHV, AU, AU X AHV
F1: АаХВХв - chocholatý zelený samec
ааХВХв - zelený samec bez hrebeňa
AaHvU - chocholatá hnedá sučka
Krížime samca a samicu s hrebeňom:
R: AaHVHv x AaHvU
G: AHV, AHV, AHV, AHV x AHV, AU, AHV, AU
F2: získame 16 genotypov, medzi ktorými možno rozlíšiť iba 4 fenotypy.
Fenotypy jedincov bez hrebeňa:
Samice: ааХВУ - zelená sučka bez hrebeňa
ааХвУ - hnedá fenka bez hrebeňa
Samce: ааХВХв - zelený samec bez hrebeňa
ааХвХв - hnedý samec bez hrebeňa.
6. Pri krížení samice Drosophila s normálnymi krídlami a normálnymi očami a samcov so zmenšenými krídlami a malými očami mali všetci potomkovia normálne krídla a normálne oči. Samice získané v prvej generácii boli spätne krížené s pôvodným rodičom. Tvar krídel u Drosophila je určený autozomálnym génom, gén pre veľkosť oka sa nachádza na X chromozóme. Vytvorte schémy kríženia, určte genotypy a fenotypy rodičovských jedincov a potomkov v krížencoch. Aké sú zákony kríženia?
Vysvetlenie:
A - normálne krídla
a - zmenšené krídla
XB - normálne oči
Prvý krížik:
R: AAHVHV x vvHvU
G: AHV x AHV, AU
AaHVHv - normálne krídla, normálne oči
AaHVU - normálne krídla, normálne oči
Druhý krížik:
R: AaHVHv x aaHvN
G: AHV, AHV, AHV, AHV x AHV, AU
АаХВХв, АаХВУ - normálne krídla, normálne oči
ааХвХв, ааХвУ - zmenšené krídla, malé oči
AaHvHv, AaHvU - normálne krídla, malé oči
ааХВХв, ааХВУ - zmenšené krídla, normálne oči
Platí tu zákon pohlavne viazanej dedičnosti (gén tvaru oka sa dedí s chromozómom X) a gén krídla sa dedí nezávisle.
7. Pri krížení muchy Drosophila so sivým telom (A) a normálnymi krídlami (B) s muchou s čiernym telom a skrútenými krídlami sa získalo 58 mušiek so sivým telom a normálnymi krídlami, 52 s čiernym telom a skrútenými krídla, 15 - so sivým telom a víriacimi krídlami, 14 - s čiernym telom a normálnymi krídlami. Vytvorte schému riešenia problému. Určiť genotypy rodičovských jedincov, potomkov. Vysvetlite vznik štyroch fenotypových tried. Aký zákon platí v tomto prípade?
Vysvetlenie: A - sivé telo
čierne telo
B - normálne krídla
c - víriace krídla
Kríženie: R: AaVv x aavv
G: AB, av, av, aB x av
F1: AaBv - sivé telo, normálne krídla - 58
aavv - čierne telo, víriace krídla - 52
Aavv - sivé telo, víriace krídla - 15
aaBv - čierne telo, normálne krídla - 14
Gény A a B a a a b sú spojené, tvoria teda skupiny 58 a 52 jedincov a v prípade zvyšných dvoch skupín došlo k prekríženiu a tieto gény prestali byť spojené, a preto vytvorili 14 a 15 jedincov.
8. Pri rozbore kríženia diheterozygotnej vysokej rastliny rajčiaka s okrúhlymi plodmi sa získalo rozdelenie potomstva podľa fenotypu: 38 vysokých rastlín s okrúhlymi plodmi, 10 vysokých rastlín s hruškovitými plodmi, 10 trpasličích rastlín s okrúhlymi plodmi, 42 trpasličích rastlín s hruškovitými plodmi. Urobte schému kríženia, určte genotypy a fenotypy pôvodných jedincov, potomkov. Vysvetlite vznik štyroch fenotypových tried.
Vysvetlenie:
A je vysoká rastlina
a - trpasličí rastlina
B - okrúhle plody
c - plody hruškovitého tvaru
R: AaBv x aavb
G: AB, av, aB, Av x av
F1: AaBv - vysoké rastliny s okrúhlymi plodmi - 38
aavv - trpasličí rastliny s hruškovitými plodmi - 42
aaBv - trpasličí rastliny s okrúhlymi plodmi - 10
Aavv - vysoké rastliny s hruškovitými plodmi - 10
Tu môžeme rozlíšiť dve skupiny znakov:
1. AaBv a aavb - v prvom prípade sú A a B zdedené spojené a v druhom - a a c.
2. aaBv a Aavb - došlo k prechodu.
9. U ľudí dominujú iné ako ryšavé vlasy. Otec a matka sú heterozygotní červenovlásky. Majú osem detí. Koľko z nich môže byť červených? Existuje na túto otázku jednoznačná odpoveď?
Vysvetlenie: A - červené vlasy
červený vlas
R: Aa x Aa
G: A, a x A, a
F1: AA: 2Aa: aa
Rozdelenie podľa genotypu - 1:2:1.
Rozdelenie podľa fenotypu - 3:1. Preto je pravdepodobnosť, že sa narodí nečervené dieťa, 75%. Pravdepodobnosť mať ryšavé dieťa je 25%.
Na otázku neexistuje jednoznačná odpoveď, pretože nie je možné predpokladať genotyp nenarodeného dieťaťa, pretože možno nájsť zárodočné bunky s rôznymi genotypmi.
10. Určte genotypy rodičov v rodine, kde sú všetci synovia farboslepí a dcéry zdravé.
Vysvetlenie: XDXd - zdravé dievča
XdY - chlapec je farboslepý
Táto situácia bude pravdepodobnejšia, ak je matka farboslepá (keďže ženské pohlavie je homogametické) a otec je zdravý (heterogametické pohlavie).
Napíšeme schému kríženia.
P: XdXd x XDY
G: Xd x XD, Y
F1: XDXd - zdravé dievča, no nositeľka génu farbosleposti.
XdY - farboslepý chlapec
11. U ľudí sa glaukóm dedí ako autozomálne recesívny znak (a) a Marfanov syndróm sprevádzaný anomáliou vo vývoji spojivového tkaniva sa dedí ako autozomálne dominantný znak (B). Gény sa nachádzajú v rôznych pároch autozómov. Jeden z manželov trpí glaukómom a nemal predkov s Marfanovým syndrómom a druhý je podľa týchto charakteristík diheterozygotný. Určite genotypy rodičov, možné genotypy a fenotypy detí, pravdepodobnosť, že budú mať zdravé dieťa. Vytvorte schému riešenia problému. Aký zákon dedičnosti sa prejavuje v tomto prípade?
Vysvetlenie: glaukóm je recesívny znak a prejavuje sa len u homozygotov a Marfanov syndróm sa prejavuje u hetero- aj homozygota, ale je dominantným znakom, respektíve určíme genotypy rodičov: jeden rodič trpí zeleným zákalom - aa, ale netrpí Marfanovým syndrómom - cc, a druhý rodič je heterozygot pre oba znaky - AaBv.
R: aavv x AaVv
G: av x AB, av, av, aB
F1: AaBv - normálne videnie + Marfanov syndróm
aavv - glaukóm
Aavv - normálne videnie, žiadny Marfanov syndróm - zdravé dieťa
aaBv - glaukóm + Marfanov syndróm
Nakreslením Punnettovej mriežky môžete vidieť, že pravdepodobnosť narodenia každého dieťaťa je rovnaká - 25%, čo znamená, že pravdepodobnosť zdravého dieťaťa bude rovnaká.
Gény týchto vlastností nie sú prepojené, čo znamená, že sa prejavuje zákon nezávislej dedičnosti.
12. Krížili sa poddimenzované (zakrslé) rastliny rajčiakov s rebrovanými plodmi a rastliny normálnej výšky s hladkými plodmi. V potomstve boli získané dve fenotypové skupiny rastlín: poddimenzované a hladké plody a normálna výška s hladkými plodmi. Pri krížení poddimenzovaných rastlín rajčiaka s rebrovanými plodmi s rastlinami s normálnou výškou stonky a s rebrovanými plodmi mali všetci potomkovia normálnu výšku stonky a rebrované plody. Vytvorte krížové vzory. Určte genotypy rodičov a potomkov rastlín rajčiaka v dvoch kríženiach. Aký zákon dedičnosti sa prejavuje v tomto prípade?
Vysvetlenie: pri prvom krížení sa kríži dihomozygot s homozygotnou rastlinou pre jednu vlastnosť a heterozygotnou rastlinou pre druhú (aby ste to pochopili, musíte napísať niekoľko možností, toto potomstvo sa získa len s takýmito rodičmi). pri druhom krížení je všetko jednoduchšie - krížia sa dvaja dihomozygoti (iba druhý rodič bude mať jednu dominantnú vlastnosť).
a - poddimenzovaní jednotlivci
A - normálna výška
c - rebrované plody
B - hladké plody
P: aavb x aabb
F1: aaBb - poddimenzované jedince s hladkými plodmi
AaBv - normálna výška, hladké plody
P: aavv x AAiv
F1: Aavv - normálna výška, hladké plody.
V oboch prípadoch sa prejavuje zákon nezávislej dedičnosti, pretože tieto dve vlastnosti sa dedia nezávisle.
13. Na základe rodokmeňa znázorneného na obrázku určte a vysvetlite povahu dedičnosti znaku zvýrazneného čiernou farbou. Určte genotypy rodičov, potomkov, ktoré sú na diagrame označené číslami 2, 3, 8, a vysvetlite ich tvorbu.
Vysvetlenie: keďže v prvej generácii vidíme uniformitu a v druhej generácii - rozdelenie 1: 1, sme dospeli k záveru, že obaja rodičia boli homozygotní, ale jeden pre recesívny znak a druhý pre dominantný. To znamená, že v prvej generácii sú všetky deti heterozygotné. 2 - Aa, 3 - Aa, 8 - aa.
14. Pri krížení pestrého chocholatého (B) kurčaťa s tým istým kohútom sa získalo osem kurčiat: štyri pestré chocholaté kurčatá, dve biele (a) chocholaté a dve čierne chocholaté. Vytvorte schému riešenia problému. Určiť genotypy rodičov a potomkov, vysvetliť podstatu dedičnosti znakov a vzhľad jedincov s pestrým sfarbením. Aké zákony dedičnosti sa v tomto prípade prejavujú?
Vysvetlenie: takéto štiepenie je možné len vtedy, ak sú rodičia farebne heterozygotní, to znamená, že pestrá farba má genotyp - Aa
AA - čierna farba
aa - biela farba
Aa - pestré sfarbenie
P: AaBB x AaBB
G: AB, aB
F1: AaBB - chocholatý strakatý (4 mláďatá)
aaBB - biely chocholatý (dve kurčatá)
AABB - čierny chocholatý
Podľa farby je rozdelenie podľa genotypu a fenotypu rovnaké: 1:2:1, keďže existuje fenomén neúplnej dominancie (medzi čiernou a bielou sa objavuje prechodný variant), znaky sa dedia nezávisle.
15. U ľudí gén normálneho sluchu (B) dominuje génu hluchoty a nachádza sa v autozóme; gén pre farbosleposť (farebná slepota - d) je recesívny a naviazaný na X chromozóm. V rodine, kde matka trpela hluchotou, ale mala normálne farebné videnie a otec mal normálny sluch (homozygot), farboslepý, sa narodilo farboslepé dievčatko s normálnym sluchom. Vytvorte schému riešenia problému. Zistite genotypy rodičov, dcér, možné genotypy detí a pravdepodobnosť budúceho narodenia v tejto rodine farboslepých detí s normálne počujúcimi a nepočujúcimi deťmi.
Vysvetlenie: Z podmienok problému je vidieť, že matka je heterozygotná pre gén hluchoty a homozygotná pre gén slepoty a otec má gén slepoty a je heterozygotný pre gén hluchoty. Potom bude dcéra homozygotná pre gén slepoty a heterozygotná pre gén hluchoty.
P: (matka)XDXd x (otec)XdYBB
dcéra - XdXdBb - farboslepá, normálne počujúca
Gamety - XDb, Xdb, XdB, YB
Deti: XDXdBb - normálne videnie, normálny sluch
XDYBb - normálne videnie, normálny sluch
XdXdBb - farboslepý, normálny sluch
XdYBb - farboslepý, normálny sluch
Rozdelenie: 1:1:1:1, to znamená, že pravdepodobnosť, že sa farboslepé dieťa narodí s normálnym sluchom, je 50% a pravdepodobnosť, že sa narodí farboslepé dieťa, je 0%.
16. Manžel a manželka majú normálne videnie, napriek tomu, že otcovia oboch manželov trpia farbosleposťou (farbosleposťou). Gén farbosleposti je recesívny a spojený s chromozómom X. Určite genotyp manžela a manželky. Vytvorte schému riešenia problému. Aká je pravdepodobnosť, že sa narodí syn s normálnym zrakom, dcéra s normálnym zrakom, farboslepý syn, farboslepá dcéra?
Vysvetlenie: Povedzme, že matky manželov boli zdravé.
Zapíšeme si aj možné genotypy rodičov manžela a manželky.
P: XDXD x XdY XDXD x XdY
↓ ↓
XDXd x XDY
↓
Možné genotypy detí:
XDXD - zdravé dievča
XDY - zdravý chlapec
XDXd - zdravé dievča
XdY - farboslepý chlapec
Pravdepodobnosť mať dieťa s každým z genotypov je 25%. Pravdepodobnosť, že sa narodí zdravé dievča, je 50 % (v jednom prípade je dieťa heterozygotné, v druhom homozygotné). Pravdepodobnosť, že budete mať farboslepé dievča, je 0%. Pravdepodobnosť, že budete mať farboslepého chlapca je 25%.
17. Pri výseve hrachu dominuje žltá farba semien nad zelenou, vypuklý tvar plodu - nad plodmi so zúžením. Keď sa skrížila rastlina so žltými vypuklými plodmi s rastlinou so žltými semenami a plodmi so zúžením, získalo sa 63 rastlín so žltými semenami a vypuklými plodmi. 58 so žltými semenami a zúženými plodmi, 18 so zelenými semenami a vypuklými plodmi a 20 so zelenými semenami a zúženými plodmi. Vytvorte schému riešenia problému. Určite genotypy pôvodných rastlín a potomkov. Vysvetlite vznik rôznych fenotypových skupín.
Vysvetlenie:
A - žltá farba
zelená farba
B - konvexný tvar
c - plody so zúžením
Po pozornom prečítaní stavu problému je možné pochopiť, že jedna rodičovská rastlina je diheterozygotná a druhá je homozygotná pre tvar plodu a heterozygotná pre farbu semena.
Napíšme schému riešenia problému:
P: AaBv x Aavb
G: AB, av, av, aB x av, av
F1: Výsledkom je rozdelenie 3:1 a nasledujúci potomok prvej generácie:
63 - A_Vv - žlté semená, vypuklé plody
58 - A_vv - žlté semená, plody so zovretím
18 - aaBv - zelené semená, konvexný tvar plodu
20 - aavv - zelené semená, plody so zúžením
Tu dodržiavame zákon nezávislej dedičnosti, pretože každá vlastnosť sa dedí nezávisle.
18. U snapdragons červená farba kvetov neúplne dominuje nad bielou a úzke listy nad širokými. Gény sa nachádzajú na rôznych chromozómoch. Rastliny s ružovými kvetmi a listami strednej šírky sa krížia s rastlinami s bielymi kvetmi a úzkymi listami. Vytvorte schému riešenia problému. Aké potomstvo a v akom pomere možno očakávať od tohto kríženia? Určite typ kríženia, genotypy rodičov a potomkov. Aký je zákon v tomto prípade.
Vysvetlenie: AA - červená farba
Aa - ružové sfarbenie
aa - biela farba
BB - úzke listy
Вв - listy strednej šírky
cc - široké listy
Kríženie:
R: AaVv x aaVV
G: AB, av, AV, aB x aB
F1: AaBB - ružové kvety, úzke listy
aaBv - biele kvety, listy strednej šírky
AaBv - ružové kvety, listy strednej šírky
aaBB - biele kvety, úzke listy
Pravdepodobnosť výskytu kvetov s každým z genotypov je 25%.
Kríženie je dihybridné (keďže analýza je založená na dvoch znakoch).
V tomto prípade platia zákony neúplnej dominancie a nezávislého dedenia vlastností.
Úlohy na samostatné riešenie
1. U psov dominuje čierna srsť nad hnedou a dlhá srsť nad krátkou (gény nie sú prepojené). Potomstvo bolo získané od čiernej dlhosrstej sučky počas analýzy kríženia: 3 čierne dlhosrsté šteniatka, 3 hnedé dlhosrsté šteniatka. Určte genotypy rodičov a potomkov zodpovedajúce ich fenotypom. Vytvorte schému riešenia problému. Vysvetlite svoje výsledky.
2. U oviec dominuje šedá farba (A) vlny nad čiernou a rohová (B) dominuje nad bezrohými (bezrohými). Gény nie sú spojené. V homozygotnom stave spôsobuje gén šedej farby smrť embryí. Aké životaschopné potomstvo (podľa fenotypu a genotypu) a v akom pomere možno očakávať od kríženia diheterozygotnej ovce s heterozygotným sivým opeleným samcom? Vytvorte schému riešenia hadachi. Vysvetlite svoje výsledky. Aký zákon dedičnosti sa prejavuje v tomto prípade?
3. V kukurici je recesívny gén „skrátené internódie“ (b) na rovnakom chromozóme ako recesívny gén „základná panikula“ (v). Pri vykonávaní analytického kríženia diheterozygotnej rastliny s normálnymi internódiami a normálnou metlinou sa získali potomkovia: 48 % s normálnymi internódiami a normálnou metlinou, 48 % so skrátenými internódiami a rudimentárnou metlinou, 2 % s normálnymi internódiami a rudimentárnou metlinou. , 2% so skrátenými internódiami a normálnou panikulou. Určite genotypy rodičov a potomkov. Vytvorte schému riešenia problému. Vysvetlite svoje výsledky. Aký zákon dedičnosti sa prejavuje v tomto prípade?
4. Keď sa kukuričná rastlina s hladkými sfarbenými semenami skrížila s rastlinou produkujúcou zvrásnené nesfarbené semená (spojené gény), ukázalo sa, že potomstvo malo hladké sfarbené semená. Pri analýze kríženia hybridov z F1 sa získali rastliny s hladkými farebnými semenami, zvrásnenými nefarbenými semenami, zvrásnenými farebnými semenami a hladkými nesfarbenými semenami. Vytvorte schému riešenia problému. Určite genotypy rodičov, potomkov F1 a F2. Aké zákony dedičnosti sa prejavujú v týchto krížoch? Vysvetlite vzhľad štyroch fenotypových skupín jedincov v F2?
5. Pri krížení kukuričnej rastliny s hladkými farebnými semenami s rastlinou s pokrčenými nesfarbenými semenami (spojené gény) sa ukázalo, že potomstvo má hladko sfarbené semená. Ďalším analyzovaným krížením hybridu z F1 sa získali rastliny so semenami: 7115 s hladkými sfarbenými semenami, 7327 s zvrásnenými nesfarbenými semenami, 218 s zvrásnenými farebnými semenami, 289 s hladkými nesfarbenými semenami. Vytvorte schému riešenia problému. Určite genotypy rodičov, potomkov F1, F2. Aký zákon dedičnosti sa prejavuje v F2? Vysvetlite, na čom je vaša odpoveď založená.
6. U ľudí závisí katarakta (ochorenie oka) od dominantného autozomálneho génu a ichtyóza (ochorenie kože) závisí od recesívneho génu viazaného na X. Žena so zdravými očami a normálnou pokožkou, ktorej otec trpel ichtyózou, sa vydáva za muža so sivým zákalom a zdravou pokožkou, ktorého otec tieto choroby nemal. Vytvorte schému riešenia problému. Určite genotypy rodičov, možné genotypy a fenotypy detí. Aké zákony dedičnosti sa v tomto prípade prejavujú?
7. Pri krížení bielych králikov s huňatou srsťou a čiernych králikov s hladkou srsťou sa získali potomkovia: 50 % čierny huňatý a 50 % čierny hladký. Pri krížení ďalšieho páru bielych králikov s huňatou srsťou a čiernych králikov s hladkou srsťou sa ukázalo, že 50% potomkov bolo čiernych huňatých a 50% bielych huňatých. Vytvorte schému každého kríža. Určite genotypy rodičov a potomkov. Vysvetlite, aké právo sa prejavuje v tomto prípade?
8. Keď sa melónová rastlina s dlhými pruhovanými plodmi skrížila s rastlinou s okrúhlymi zelenými plodmi, v potomstve sa získali rastliny s dlhými zelenými a okrúhlymi zelenými plodmi. Keď sa ten istý melón s dlhými pruhovanými plodmi skrížil s rastlinou s okrúhlymi pruhovanými plodmi, všetci potomkovia mali okrúhle pruhované plody. Vytvorte schému každého kríža. Určite genotypy rodičov a potomkov. Ako sa volá tento prechod a prečo sa uskutočňuje?
9. Tmavovlasá, modrooká žena, dihomozygot, sa vydala za tmavovlasého modrookého muža, heterozygota pre prvú alelu. Tmavá farba vlasov a hnedé oči sú dominantné črty. Určiť genotypy rodičov a potomkov, typy gamét a pravdepodobné genotypy detí.
10. Tmavovlasá žena s kučeravými vlasmi, heterozygotná pre prvý znak, sa vydala za muža s tmavými hladkými vlasmi, heterozygotného pre prvú alelu. Dominantnými znakmi sú tmavé a kučeravé vlasy. Určite genotypy rodičov, typy gamét, ktoré produkujú, pravdepodobné genotypy a fenotypy potomstva.
11. Tmavovlasá, hnedooká žena, heterozygotná pre prvú alelu, sa vydala za svetlovlasého hnedookého muža, heterozygota pre druhú vlastnosť. Tmavé vlasy a hnedé oči sú dominantné črty, blond vlasy a modré oči sú recesívne črty. Určite genotypy rodičov a gamét, ktoré produkujú, pravdepodobné genotypy a fenotypy potomstva.
12. Drosophila s červenými očami (A), heterozygotná pre dve alely, bola skrížená s čiernou (XB) Drosophila s červenými očami, heterozygotná pre prvú alelu. Určite genotypy rodičov, gaméty, ktoré produkujú, číselný pomer delenia potomstva podľa genotypu a fenotypu.
13. Čierny chlpatý králik heterozygotný pre dve alely sa krížil s bielym chlpatým králikom heterozygotným pre druhú alelu. Čierna huňatá srsť je dominantným znakom, biela hladká srsť je recesívnym znakom. Určite genotypy rodičov a gamét, ktoré produkujú, číselný pomer delenia potomstva podľa fenotypu.
14. Matka má 3. krvnú skupinu a pozitívny Rh faktor a otec má 4. krvnú skupinu a Rh faktor je negatívny. Určite genotypy rodičov, gaméty, ktoré produkujú, a možné genotypy detí.
15. Z čiernej mačky sa narodila jedna korytnačka a niekoľko čiernych mačiatok. Tieto znaky sú spojené s pohlavím, to znamená, že farebné gény sa nachádzajú iba na pohlavných X chromozómoch. Gén pre čiernu farbu a gén pre červenú farbu dáva neúplnú dominanciu, keď sa tieto dva gény skombinujú, získa sa korytnačia farba. Určite genotyp a fenotyp otca, gaméty, ktoré produkujú rodičia, pohlavie mačiatok.
16. Heterozygotná sivá samica Drosophila bola krížená so sivým samcom. Tieto znaky sú spojené s pohlavím, to znamená, že gény sa nachádzajú iba na pohlavných X chromozómoch. Sivá farba tela dominuje nad žltou. Určite genotypy rodičov, gamét. ktoré produkujú, a číselné rozdelenie potomstva podľa pohlavia a farby tela.
17. V paradajke sú gény, ktoré spôsobujú vysoký rast rastlín (A) a okrúhly tvar plodu (B), spojené a lokalizované na rovnakom chromozóme a gény, ktoré spôsobujú nízky rast a hruškovitý tvar, sú v autozóme . Skrížili heterozygotnú rastlinu rajčiaka, ktorá má vysoký vzrast a okrúhly tvar plodov, s nízkou hruškorodou rastlinou. Určite genotypy a fenotypy potomkov rodičov, gamét vytvorených v meióze, ak nedošlo ku kríženiu chromozómov.
18. U Drosophila sú dominantné gény pre normálnu farbu krídel a sivého tela spojené a lokalizované na jednom chromozóme a recesívne gény pre rudimentárnu farbu krídel a čierneho tela sú na druhom homológnom chromozóme. Skrížili sme dve diheterozygotné drozofily s normálnymi krídlami a sivou farbou tela. Určite genotyp rodičov a gamét vytvorených bez kríženia chromozómov, ako aj číselný pomer rozdelenia potomstva podľa genotypu a fenotypu.
19. Aké sú genotypy rodičov a detí, ak svetlovlasá matka a tmavovlasý otec mali v manželstve päť detí, všetky tmavovlasé? Aký je zákon dedičnosti?
20. Aké sú genotypy rodičov a potomkov, ak sú všetci potomkovia čierni z kríženia kravy s červenou farbou srsti s čiernym býkom? Určite dominantné a recesívne gény a povahu dominancie.
21. Aké fenotypy a genotypy sú možné u detí, ak matka má prvú krvnú skupinu a homozygotný Rh-pozitívny faktor a otec má štvrtú krvnú skupinu a Rh-negatívny faktor (recesívny znak)? Určte pravdepodobnosť, že budete mať deti s každou z týchto vlastností.
22. V rodine sa narodilo modrooké dieťa, podobné v tejto vlastnosti jeho otcovi. Matka dieťaťa je hnedooká, babka z matkinej strany modrooká a dedko hnedooký. Starí rodičia z otcovej strany sú hnedookí. Určite genotypy rodičov a starých rodičov z otcovej strany. Aká je pravdepodobnosť, že sa v tejto rodine narodí hnedooké dieťa?
23. Žena s blond vlasmi a rovným nosom sa vydala za muža s tmavými vlasmi a rímskym nosom, heterozygot pre prvú vlastnosť a homozygot pre druhú. Dominantnými črtami sú tmavé vlasy a rímsky nos. Aké sú genotypy a gaméty rodičov? Aké sú pravdepodobné genotypy a fenotypy detí?
24. Z korytnačky z korytnačky sa narodilo niekoľko mačiatok, z ktorých sa jedna ukázala ako červená mačka. U mačiek sú gény farby srsti spojené s pohlavím a nachádzajú sa iba na X chromozóme. Farba srsti korytnačka je možná pri kombinácii génu pre čiernu a červenú farbu. Určite genotypy rodičov a fenotyp otca, ako aj genotypy potomkov.
25. Heterozygotná sivá samica Drosophila bola krížená so sivým samcom. Určte gaméty produkované rodičmi, ako aj číselný pomer delenia hybridov podľa fenotypu (podľa pohlavia a farby tela) a genotypu. Tieto znaky sú spojené s pohlavím a nachádzajú sa iba na chromozómoch X. Sivá farba tela je dominantným znakom.
26. V kukurici sú dominantné gény pre hnedú farbu a hladký tvar semena spojené a lokalizované na jednom chromozóme a recesívne gény pre bielu farbu a zvrásnený tvar sú na druhom homológnom chromozóme. Aké potomstvo podľa genotypu a fenotypu treba očakávať, keď sa skríži diheterozygotná rastlina s bielymi hladkými semenami s rastlinou s bielymi zvrásnenými semenami. Prekríženie nenastalo počas meiózy. Určite gaméty produkované rodičmi.
27. V kukurici sú dominantné gény pre hnedú farbu a hladký tvar semien spojené a lokalizované na jednom chromozóme a recesívne gény pre bielu farbu a zvrásnený tvar sú na druhom homológnom chromozóme. Aké potomstvo podľa genotypu a fenotypu treba očakávať pri krížení diheterozygotnej rastliny s bielymi hladkými semenami s homozygotnou rastlinou s tmavými hladkými semenami. Pri meióze dochádza k prekríženiu. Určite gaméty produkované rodičmi bez prekríženia a po prekrížení.
28. Pri krížení huňatého bieleho králika s huňatým čiernym králikom sa v potomstve objavil jeden hladký biely králik. Určite genotypy rodičov. V akom číselnom pomere môžeme očakávať rozdelenie potomstva podľa genotypu a fenotypu?
29. Poľovník si kúpil psa, ktorý má krátke vlasy. Je dôležité, aby vedel, že je čistokrvná. Aké akcie pomôžu poľovníkovi určiť, že jeho pes nenesie recesívne gény – dlhé vlasy? Vytvorte schému riešenia problému a určte pomer genotypov potomstva získaného krížením čistokrvného psa s heterozygotným.
30. Muž trpí hemofíliou. Rodičia jeho manželky sú na tomto základe zdraví. Gén hemofílie (h) sa nachádza na pohlavnom X chromozóme. Vytvorte schému riešenia problému. Určte genotypy manželského páru, možné potomstvo, pravdepodobnosť, že budú mať dcéry, ktoré sú nositeľmi tejto choroby.
31. Hypertrichóza sa prenáša u osoby s chromozómom Y a polydaktýlia (viacprsté) je autozomálne dominantná vlastnosť. V rodine, kde mal otec hypertrichózu a matka polydaktýliu, sa narodila normálna dcéra. Vytvorte schému riešenia problému a určte genotyp narodenej dcéry a pravdepodobnosť, že ďalšie dieťa bude mať dva abnormálne znaky.
Obr. Gény zodpovedné za štruktúru epidermis listu a tvar plodu sú zdedené spojené. Vytvorte schému riešenia problému. Určite genotypy rodičov, genotypy a fenotypy potomstva, pravdepodobnosť výskytu rastlín s recesívnymi znakmi u potomstva.
33. Pri krížení rajčiaka s fialovou stonkou (A) a červenými plodmi (B) a rajčiaka so zelenou stonkou a červenými plodmi bolo 750 rastlín s fialovou stonkou a červenými plodmi a 250 rastlín s fialovou stonkou a žltými plodmi. získané. Dominantné gény pre fialovú farbu stonky a červenú farbu ovocia sa dedia nezávisle. Vytvorte schému riešenia problému. Určte genotypy rodičov, potomkov v prvej generácii a pomer genotypov a fenotypov u potomkov.
34. Rastlina Datura s fialovými kvetmi (A) a hladkými krabicami (c) bola skrížená s rastlinou s fialovými kvetmi a ostnatými krabicami. U potomstva boli získané tieto fenotypy: s fialovými kvetmi a ostnatými škatuľkami, s fialovými kvetmi a hladkými škatuľkami, s bielymi kvetmi a ostnatými škatuľkami, s bielymi kvetmi a hladkými škatuľkami. Vytvorte schému riešenia problému. Určite genotypy rodičov, potomkov a možný pomer fenotypov. Stanovte povahu dedenia vlastností.
35. Boli skrížené dve rastliny lastúrnikov s červenými a bielymi kvetmi. Ukázalo sa, že ich potomstvo má ružové kvety. Určiť genotypy rodičov, hybridy prvej generácie a typ dedičnosti znakov.
36. Hnedá (a) dlhosrstá (c) samica je krížená s homozygotným čiernym (A) krátkosrstým (B) samcom (gény nie sú spojené). Zostavte schému riešenia problému a určte genotypy a pomer fenotypov potomkov ich prvej generácie. Aký je pomer genotypov a fenotypov druhej generácie z kríženia diheterozygotov. Aké genetické vzorce sa pri tomto krížení prejavujú?
37. U ošípaných dominuje čierna farba štetín (A) nad červenou, dlhá štetina (B) - nad krátkou (gény nie sú spojené). Diheterozygotná čierna s dlhým strniskom bola skrížená s homozygotnou čiernou samicou s krátkym strniskom. Vytvorte schému riešenia problému. Určite genotypy rodičov, potomkov, fenotypy potomkov a ich pomer.
38. Absencia malých molárov je u ľudí dedená ako dominantná autozomálna vlastnosť. Určte genotypy a fenotypy rodičov a potomkov, ak jeden z manželov má malé stoličky a druhý je heterozygotný pre tento gén. Vytvorte schému riešenia problému a určte pravdepodobnosť, že budete mať deti, ktoré nemajú malé stoličky.
Viazaná dedičnosť je fenomén korelovanej dedičnosti určitých stavov génov umiestnených na rovnakom chromozóme.
Neexistuje žiadna dokonalá korelácia v dôsledku meiotického kríženia, pretože spojené gény sa môžu rozchádzať do rôznych gamét. Prekríženie sa pozoruje vo forme odpojenia u potomkov tých alel génov, a teda stavov znakov, ktoré boli spojené u rodičov.
Pozorovania Thomasa Morgana ukázali, že pravdepodobnosť prechodu medzi rôznymi pármi génov je rôzna a myšlienkou bolo vytvoriť génové mapy založené na frekvenciách prechodu medzi rôznymi génmi. Prvú génovú mapu vytvoril Morganov študent Alfred Sturtevant v roku 1913 z Drosophila melanogaster.
Vzdialenosť medzi génmi umiestnenými na tom istom chromozóme je určená percentom kríženia medzi nimi a je tomu priamo úmerná. 1 % prekročenia (1 morganid alebo 1 centimorganid) sa berie ako jednotka vzdialenosti. Čím ďalej sú gény v chromozóme od seba, tým častejšie medzi nimi dôjde k prekríženiu. Maximálna vzdialenosť medzi génmi umiestnenými na rovnakom chromozóme môže byť 49 centimorganidov.
Prepojené znaky
Prepojené znaky sú znaky, ktoré sú riadené génmi umiestnenými na rovnakom chromozóme. Prirodzene, v prípadoch plného spojenia sa prenášajú spoločne.
Morganov zákon
Prepojené gény umiestnené na rovnakom chromozóme sa dedia spoločne a nevykazujú nezávislú distribúciu
Prejsť
Homologické chromozómy sa však môžu krížiť (skrížiť alebo skrížiť) a vymeniť si homológne oblasti. V tomto prípade gény jedného chromozómu prechádzajú do druhého, s ním homológneho. Čím bližšie k sebe sú gény umiestnené v chromozóme, tým je medzi nimi silnejšia väzba a tým menej často sa pri krížení rozchádzajú, a naopak, čím sú gény od seba ďalej, tým je väzba medzi nimi slabšia a tým častejšie jeho porušenie je možné.
Počet rôznych typov gamét bude závisieť od frekvencie kríženia alebo vzdialenosti medzi analyzovanými génmi. Vzdialenosť medzi génmi sa počíta v morganidoch: jednotka vzdialenosti medzi génmi umiestnenými na rovnakom chromozóme zodpovedá 1 % prekríženiu. Takýto vzťah medzi vzdialenosťami a frekvenciou prekračovania sa dá vysledovať len do 50 morganidov.
27. Chromozomálna teória dedičnosti.
Chromozómová teória dedičnosti je teória, podľa ktorej sú chromozómy uzavreté v bunkovom jadre nositeľmi génov a predstavujú materiálny základ dedičnosti, to znamená, že kontinuita vlastností organizmov v niekoľkých generáciách je určená kontinuitou. ich chromozómov. Chromozómová teória dedičnosti vznikla začiatkom 20. storočia. založený na bunkovej teórii a bol použitý na štúdium dedičných vlastností organizmov hybridologickou analýzou.
Zakladateľ chromozómovej teórie Thomas Gent Morgan, americký genetik, nositeľ Nobelovej ceny. Morgan a jeho študenti zistili, že:
- každý gén má špecifický lokus (miesto) v chromozóme;
- gény v chromozóme sú umiestnené v určitej sekvencii;
- najbližšie umiestnené gény jedného chromozómu sú spojené, preto sa dedia hlavne spolu;
- skupiny génov umiestnených na rovnakom chromozóme tvoria spojovacie skupiny;
– počet väzbových skupín sa rovná haploidnej sade chromozómov u homogametických jedincov a n + 1 u heterogametických jedincov;
- medzi homológnymi chromozómami môže dôjsť k výmene miest (cross-over); v dôsledku kríženia vznikajú gaméty, ktorých chromozómy obsahujú nové kombinácie génov;
– frekvencia (v %) kríženia medzi nealelickými génmi je úmerná vzdialenosti medzi nimi;
- súbor chromozómov v bunkách daného typu (karyotyp) je charakteristickým znakom druhu;
- frekvencia kríženia medzi homológnymi chromozómami závisí od vzdialenosti medzi génmi umiestnenými na tom istom chromozóme. Čím väčšia je táto vzdialenosť, tým vyššia je deliaca frekvencia. Jedna jednotka vzdialenosti medzi génmi sa berie ako 1 morganid (1 % kríženia) alebo percento výskytu krížených jedincov. Pri hodnote tejto hodnoty 10 morganidov možno tvrdiť, že frekvencia kríženia chromozómov v miestach lokalizácie týchto génov je 10 % a že nové genetické kombinácie budú odhalené u 10 % potomkov.
Na určenie povahy umiestnenia génov v chromozómoch a určenie frekvencie kríženia medzi nimi sa vytvárajú genetické mapy. Mapa odráža poradie génov na chromozóme a vzdialenosť medzi génmi na tom istom chromozóme. Tieto závery Morgana a jeho spolupracovníkov sa nazývajú chromozómová teória dedičnosti. Najdôležitejšími dôsledkami tejto teórie sú moderné predstavy o géne ako funkčnej jednotke dedičnosti, jeho deliteľnosti a schopnosti interakcie s inými génmi.
Vytvorenie chromozómovej teórie uľahčili údaje získané pri štúdiu genetiky pohlavia, keď sa zistili rozdiely v súbore chromozómov v organizmoch rôznych pohlaví.
V roku 1906 W. Batson a R. Pennet krížením rastlín hrachu a analýzou dedičnosti peľovej formy a farby kvetov zistili, že tieto vlastnosti neposkytujú nezávislú distribúciu v potomstve, hybridy vždy opakovali vlastnosti rodičovských foriem. Ukázalo sa, že nie všetky znaky sa vyznačujú nezávislou distribúciou v potomstve a voľnou kombináciou.
Každý organizmus má obrovské množstvo charakteristík a počet chromozómov je malý. V dôsledku toho každý chromozóm nesie nie jeden gén, ale celú skupinu génov zodpovedných za vývoj rôznych vlastností. Študoval dedičnosť znakov, ktorých gény sú lokalizované na rovnakom chromozóme. T. Morgan. Ak Mendel robil svoje experimenty na hrachu, potom pre Morgana bola hlavným objektom ovocná muška Drosophila.
Drosophila každé dva týždne pri teplote 25 ° C dáva početné potomstvo. Samec a samica sú navonok dobre rozlíšiteľné - samec má menšie a tmavšie brucho. V diploidnej sade majú len 8 chromozómov, v skúmavkách na lacnom živnom médiu sa množia celkom ľahko.
Krížením muchy Drosophila so sivým telom a normálnymi krídlami s muchou s tmavou farbou tela a základnými krídlami získal Morgan v prvej generácii hybridy so sivým telom a normálnymi krídlami (gén, ktorý určuje šedú farbu brucha dominuje tmavá farba a gén, ktorý určuje vývoj normálnych krídel, - nad génom nedostatočne vyvinutých). Pri analyzovanom krížení samice F 1 so samcom, ktorý mal recesívne znaky, sa teoreticky očakávalo získanie potomkov s kombináciami týchto znakov v pomere 1:1:1:1. V potomstve však jednoznačne prevládali jedinci so znakmi rodičovských foriem (41,5 % - sivý dlhokrídlový a 41,5 % - čierny so základnými krídlami) a len nevýznamná časť múch mala kombináciu znakov iných, ako je napr. rodičia (8,5% - čierne dlhokrídlové a 8,5% - šedé s rudimentárnymi krídlami). Takéto výsledky by bolo možné získať len vtedy, ak by gény zodpovedné za farbu tela a tvar krídel boli na rovnakom chromozóme.
1 - neprekrížené gaméty; 2 - prekrížené gaméty.
Ak sú gény pre farbu tela a tvar krídel lokalizované na rovnakom chromozóme, potom by sa týmto krížením mali získať dve skupiny jedincov, ktoré by opakovali znaky rodičovských foriem, pretože materský organizmus by mal tvoriť iba dva typy gamét - AB. a ab, a otcovský jeden - jeden typ - ab . Preto by sa v potomstve mali vytvoriť dve skupiny jedincov s genotypom AABB a aabb. V potomstve sa však objavujú jedinci (hoci v malom počte) s rekombinovanými znakmi, teda tí s genotypom Aabb a aaBb. Aby sme to vysvetlili, je potrebné pripomenúť mechanizmus tvorby zárodočných buniek - meiózu. V profáze prvého meiotického delenia dochádza k konjugácii homológnych chromozómov a v tomto momente môže medzi nimi nastať výmena miest. V dôsledku kríženia sa v niektorých bunkách vymieňajú úseky chromozómov medzi génmi A a B, objavujú sa gaméty Ab a aB a v dôsledku toho sa u potomstva vytvoria štyri skupiny fenotypov, ako pri voľnej kombinácii génov. Ale keďže dochádza k prekríženiu, keď sa tvorí malá časť gamét, číselný pomer fenotypov nezodpovedá pomeru 1:1:1:1.
spojková skupina- gény umiestnené na tom istom chromozóme a dedia sa spolu. Počet väzbových skupín zodpovedá haploidnej sade chromozómov.
Prepojené dedičstvo- dedičnosť znakov, ktorých gény sú lokalizované na tom istom chromozóme. Sila spojenia medzi génmi závisí od vzdialenosti medzi nimi: čím ďalej sú gény umiestnené od seba, tým vyššia je frekvencia kríženia a naopak. Plné uchopenie- druh spojeného dedičstva, v ktorom sú gény analyzovaných znakov umiestnené tak blízko seba, že prechod medzi nimi je nemožný. Nekompletná spojka- druh spojeného dedičstva, v ktorom sú gény analyzovaných znakov umiestnené v určitej vzdialenosti od seba, čo umožňuje ich kríženie.
Nezávislé dedičstvo- dedičnosť znakov, ktorých gény sú lokalizované v rôznych pároch homológnych chromozómov.
Neprekrížené gaméty- gaméty, pri tvorbe ktorých nedošlo k prekríženiu.
Nerekombinanty- hybridné jedince, ktoré majú rovnakú kombináciu vlastností ako rodičia.
Rekombinanty- hybridné jedince majúce inú kombináciu znakov ako ich rodičia.
Vzdialenosť medzi génmi sa meria v morganides— ľubovoľné jednotky zodpovedajúce percentu prekrížených gamét alebo percentu rekombinantov. Napríklad vzdialenosť medzi génmi pre sivú farbu tela a dlhé krídla (tiež čierna farba tela a základné krídla) u Drosophila je 17% alebo 17 morganidov.
U diheterozygotov môžu byť dominantné gény umiestnené buď na rovnakom chromozóme ( cis-fáza), alebo v inom ( trans fáza).
1 - Mechanizmus cis-fázy (neskrížené gaméty); 2 - transfázový mechanizmus (neprekrížené gaméty).
Výsledkom výskumu T. Morgana bolo vytvorenie chromozómová teória dedičnosti:
- gény sú umiestnené na chromozómoch; rôzne chromozómy obsahujú nerovnaký počet génov; sada génov pre každý z nehomologických chromozómov je jedinečná;
- každý gén má špecifické umiestnenie (lokus) na chromozóme; alelické gény sú umiestnené v identických lokusoch homológnych chromozómov;
- gény sú umiestnené na chromozómoch v určitej lineárnej sekvencii;
- gény umiestnené na tom istom chromozóme sa dedia spolu a tvoria spojovaciu skupinu; počet väzbových skupín sa rovná haploidnému súboru chromozómov a je konštantný pre každý typ organizmu;
- génová väzba sa môže prerušiť počas procesu kríženia, čo vedie k vytvoreniu rekombinantných chromozómov; frekvencia kríženia závisí od vzdialenosti medzi génmi: čím väčšia je vzdialenosť, tým väčšia je hodnota kríženia;
- Každý druh má svoj vlastný súbor chromozómov, karyotyp.
Ísť do prednášky №17 Základné pojmy genetiky. Mendelove zákony »
Prepojené dedičstvo. Nezávislá distribúcia génov (druhý Mendelov zákon) je založená na skutočnosti, že gény patriace do rôznych alel sa nachádzajú v rôznych pároch homológnych chromozómov. Prirodzene vyvstáva otázka: ako dôjde k distribúcii rôznych (nealelických) génov v niekoľkých generáciách, ak ležia v rovnakom páre chromozómov? K takémuto javu musí dôjsť, pretože počet génov je mnohonásobne väčší ako počet chromozómov. Je zrejmé, že zákon nezávislej distribúcie (druhý Mendelov zákon) neplatí pre gény umiestnené na rovnakom chromozóme. Obmedzuje sa len na prípady, keď sú gény rôznych alel na rôznych chromozómoch.
vzor dedenia pri hľadaní génov v jednom chromozóme, bola starostlivo študovaná T. Morganom a jeho školou. Hlavným objektom výskumu bola malá ovocná muška Drosophila
Tento hmyz je mimoriadne vhodný pre genetickú prácu. Mucha sa ľahko množí v laboratóriu, každých 10–15 dní pri optimálnej teplote 25–26 °C dáva novú generáciu, má početné a rôznorodé dedičné znaky a má malý počet chromozómov (8 v diploidnom súbore) .
Experimenty ukázali, že gény umiestnené na rovnakom chromozóme sú spojený, t.j. dedia sa hlavne spolu, nevykazujú nezávislé rozdelenie. Zoberme si konkrétny príklad. Ak skrížite Drosophila so sivým telom a normálnymi krídlami s muchou s tmavou farbou tela a základnými krídlami, potom v prvej generácii budú všetky muchy sivé, s normálnymi krídlami. Jedná sa o heterozygota pre dva páry alel (sivé telo - tmavé telo a normálne krídla - rudimentárne krídla). Urobme crossover. Samičky týchto diheterozygotných múch (sivé telo a normálne krídla) krížime so samcami s recesívnymi znakmi - tmavé telo a rudimentárne krídla. Na základe druhého by sa dali očakávať štyri muchy v potomstve: 25% sivá, s normálnymi krídlami; 25 % sivá, so základnými krídelkami; 25% tmavé, s normálnymi krídlami; 25% tmavé, so základnými krídlami.
V skutočnosti sa v experimente ukázalo, že muchy s počiatočnou kombináciou vlastností (sivé telo - normálne krídla, tmavé telo - základné krídla) sú podstatne viac (v tomto experimente 41,5 % každá) ako muchy s rekombinovanými vlastnosťami (sivé telo - rudimentárne krídla a tmavé telo - normálne krídla).
Z každého druhu bude len 8,5 %. Tento príklad ukazuje, že gény, ktoré spôsobili znaky sivého tela - normálne krídla a tmavé telo - rudimentárne krídla, sa dedia hlavne spolu, alebo, inými slovami, sú navzájom prepojené. Toto spojenie je dôsledkom lokalizácie génov na rovnakom chromozóme. Preto sa počas meiózy tieto gény nerozchádzajú, ale dedia sa spolu. Fenomén spojenia génov umiestnených na rovnakom chromozóme je známy ako Morganov zákon.
Prečo sa potom medzi krížencami druhej generácie objavuje malý počet jedincov s rekombináciou rodičovských vlastností? Prečo génová väzba nie je absolútna? Štúdie ukázali, že táto rekombinácia génov je spôsobená skutočnosťou, že v procese meiózy, počas konjugácie homológnych chromozómov, si niekedy vymieňajú svoje úseky, alebo, inými slovami, dochádza k ich kríženiu.
Je jasné, že v tomto prípade gény, ktoré boli pôvodne umiestnené na jednom z dvoch homológnych chromozómov, skončia na rôznych homológnych chromozómoch. Medzi nimi dôjde k rekombinácii. Frekvencia prechodu pre rôzne gény je rôzna. Závisí to od vzdialenosti medzi nimi. Čím bližšie sú gény umiestnené na chromozóme, tým menej často sú oddelené, keď sa krížia. Je to preto, že chromozómy si vymieňajú rôzne oblasti a blízko seba umiestnené gény s väčšou pravdepodobnosťou skončia spolu. Na základe tejto zákonitosti bolo možné pre dobre preštudované organizmy zostaviť genetické mapy chromozómov, na ktorých je zakreslená relatívna vzdialenosť medzi génmi.
Biologický význam kríženia chromozómov je veľmi vysoký. Vďaka nemu vznikajú nové dedičné kombinácie génov, zvyšuje sa dedičná variabilita, ktorá dodáva materiál pre.
Sexuálna genetika. Je dobre známe, že u dvojdomých organizmov (vrátane človeka) je pomer pohlaví zvyčajne 1:1. Aké faktory určujú pohlavie vyvíjajúceho sa organizmu? Táto otázka už dlho zaujímala ľudstvo pre jej veľký teoretický a praktický význam. Chromozómová sada samcov a samíc vo väčšine dvojdomých organizmov nie je rovnaká. Zoznámime sa s týmito rozdielmi na príklade sady chromozómov u Drosophila.
Na troch pároch chromozómov sa muži a ženy navzájom nelíšia. Ale vo vzťahu k jednému páru existujú značné rozdiely. Samica má dva identické (párové) tyčinkovité chromozómy; samec má len jeden takýto chromozóm, ktorého párom je špeciálny, dvojramenný chromozóm. Tie chromozómy, v ktorých nie sú rozdiely medzi mužmi a ženami, sa nazývajú autozómy. Chromozómy, ktorými sa muži a ženy navzájom líšia, sa nazývajú pohlavné chromozómy. Sada chromozómov Drosophila teda pozostáva zo šiestich autozómov a dvoch pohlavných chromozómov. Pohlavný, tyčinkovitý chromozóm, ktorý je prítomný u ženy v dvojitom počte a u muža v jedinom, sa nazýva chromozóm X; druhý, pohlavie (dvojramenný mužský chromozóm, u ženy chýba) - Y-chromozóm.
Ako sa v tomto procese udržiavajú uvažované rozdiely medzi pohlaviami v súboroch chromozómov mužov a žien? Na zodpovedanie tejto otázky je potrebné objasniť správanie sa chromozómov počas meiózy a počas oplodnenia. Podstata tohto procesu je znázornená na obrázku.
Počas dozrievania zárodočných buniek u ženy dostane každá vaječná bunka v dôsledku meiózy sadu štyroch chromozómov: tri autozómy a jeden X chromozóm. U mužov sa v rovnakých množstvách tvoria spermie dvoch odrôd. Niektoré nesú tri autozómy a chromozóm X, zatiaľ čo iné tri autozómy a chromozóm Y. Pri oplodnení sú možné dve kombinácie. Vajíčko je rovnako pravdepodobné, že bude oplodnené spermiami s chromozómom X alebo Y. V prvom prípade sa z oplodneného vajíčka vyvinie samica a v druhom samček. Pohlavie organizmu sa určuje v čase oplodnenia a závisí od sady chromozómov zygoty.
U ľudí je chromozomálny mechanizmus určovania pohlavia rovnaký ako u Drosophila. Diploidný počet ľudských chromozómov je 46. Tento počet zahŕňa 22 párov autozómov a 2 pohlavné chromozómy. Ženy majú dva X chromozómy, zatiaľ čo muži majú jeden X a jeden Y chromozóm.
V súlade s tým sa u mužov tvoria spermie dvoch odrôd - s X- a Y-chromozómami.
Niektoré dvojdomé organizmy (napríklad niektorý hmyz) chromozóm Y vôbec nemajú. V týchto prípadoch má muž o jeden chromozóm menej: namiesto X a Y má jeden X chromozóm. Potom, počas tvorby mužských gamét v procese meiózy, chromozóm X nemá partnera na konjugáciu a ide do jednej z buniek. Výsledkom je, že polovica všetkých spermií má chromozóm X, zatiaľ čo druhá polovica ho nemá. Keď je vajíčko oplodnené spermiou s chromozómom X, získa sa komplex s dvoma chromozómami X a z takéhoto vajíčka sa vyvinie samica. Ak je vajíčko oplodnené spermiou bez chromozómu X, potom sa vyvinie organizmus s jedným chromozómom X (získaný cez vajíčko od samice), ktorým bude muž.
Vo všetkých vyššie diskutovaných príkladoch sa vyvíjajú spermie dvoch kategórií: buď s X- a Y-chromozómami (Drosophila, ľudia), alebo polovica spermií nesie X-chromozóm a druhá je úplne bez neho. Vajíčka sú z hľadiska pohlavných chromozómov všetky rovnaké. Vo všetkých týchto prípadoch máme mužskú heterogametitu (rôzne gaméty). Ženské pohlavie je homogametické (ekvigametické). Spolu s tým sa v prírode nachádza ďalší typ určovania pohlavia, ktorý sa vyznačuje ženskou heterogametitou. Tu máme inverzné vzťahy k tým, ktoré sme práve zvážili. Pre ženské pohlavie sú charakteristické rôzne pohlavné chromozómy alebo iba jeden chromozóm X. Mužské pohlavie má pár identických X chromozómov. Je zrejmé, že v týchto prípadoch bude prebiehať ženská heterogamia. Po meióze sa vytvoria vaječné bunky dvoch odrôd, pričom vzhľadom na chromozómový komplex sú všetky spermie rovnaké (všetky nesú jeden chromozóm X). Preto sa pohlavie embrya určí podľa toho, ktoré vajíčko – s chromozómom X alebo Y – bude oplodnené.
