Различная локализация генов в хромосомах определяет образование разного числа типов гамет. Так, у дигетерозиготы с локализацией генов в разных хромосомах, т.е. при свободном комбинировании, может образоваться с одинаковой частотой вероятности четыре типа гамет, при полном сцеплении – только два родительских типа, а при неполном сцеплении – четыре возможных типа, но доля некроссоверных гамет бывает всегда больше 50 %, а доля кроссоверных – всегда меньше 50 % (рисунок 29).
При свободном комбинировании |
| ||||||
¼ (25 %) | ¼ (25 %) | ¼ (25 %) | ¼ (25 %) | ||||
При полном сцеплении | |||||||
50 % | 50 % | ||||||
При неполном сцеплении | |||||||
> 25 % | > 25 % | < 25 % | < 25 % |
Рисунок 29 – Соотношение числа гамет при свободном и сцепленном наследовании генов
При исследовании морфологии хромосом дрозофилы выяснилось, что у самок и самцов они отличаются друг от друга. У самок во всех четырёх парах хромосомы одинаковые, а у самцов в одной из пар хромосомы различные: одна из них прямая, такая же, как у самки, другая – крючковидная. Первую назвали Х-хромосомой, вторую – У-хромосомой (см. рисунок 27). Поэтому самка дрозофилы образует один тип гамет с Х-хромосомой, а самец – два типа гамет: с Х-хромосомой и с У-хромосомой. При оплодотворении, если к женской гамете с Х-хромосомой попадает от самца гамета с Х-хромосомой, то рождается самка, а если с У-хромосомой – самец. Таким образом, был установлен один из хромосомных механизмов определения пола. По такому типу определяется пол у человека (приложение 8), многих животных и растительных организмов.
Все хромосомы в клетках раздельнополых организмов, за исключением половых хромосом, называются аутосомами и обозначаются символом А. Например, хромосомная формула самки дрозофилы: 6А+ХХ; самца – 6А+ХУ.
Подавляющее большинство цветковых растений гермафродитные (обоеполые), но около 5 % из них – двудомные (облепиха, конопля, хмель, спаржа и др.)
Половые хромосомы определяют не только развитие пола, но и другие признаки. Наследование признаков, гены которых локализованы в половых хромосомах, называется наследованием, сцепленным с полом. То, что У‑хромосома содержит меньший объём генетической информации по сравнению с Х-хромосомой, приводит к явлению гемизиготности. При этом явлении не только доминантные, но и рецессивные гены Х-хромосомы, не имеющие гомологичного участка в У-хромосоме, могут свободно проявляться, словно находясь в гомозиготном состоянии. Таким образом наследуются ряд признаков, в том числе некоторые наследственные заболевания человека – гемофилия, дальтонизм и др. (приложение 9).
1. Какие типы гамет и в каком процентном отношении образуются у растений, имеющих генотипы: а)
; б) .(ответ)2. Какие различия в численном отношении образуемых гамет будут наблюдаться у двух организмов, имеющих такую структуру генотипов: а)
; б) . (ответ)3. Расстояние между генами А и В, расположенными в одной группе сцепления, равно 4,6 единицы кроссинговера. Определить, какие типы гамет и в каком процентном отношении образуют особи генотипа
.(ответ)4. Зелёная окраска проростков ячменя обусловлена наличием доминантных аллелей генов А и В в гомо- или гетерозиготном состоянии. При отсутствии аллеля В появляются желтые проростки, во всех остальных случаях – белые. В потомстве одного из самоопылений было получено 205 зеленых, 103 белых и 98 желтых проростков. Как объяснить подобнее расщепление, учитывая сцепление? (ответ)
5. У томатов гены, определяющие высоту растений и форму плодов, наследуются сцеплено и локализованы в одной аутосоме. Скрещивали гомозиготное растение с доминантными генами высокорослости (Н) и шаровидной формой плодов (Р) с растениями, имеющими карликовая рост (ген h) и грушевидную форму плодов (р). Было получено 8 растении F1, от самоопыления которых выросло 24 растения F2. (ответ)
а) Сколько высокорослых растения с шаровидными плодами было в F1?
б) Сколько типов гамет может образовать растение F1?
в) Сколько разных генотипов было в F2?
г) Сколько разных фенотипов было в F2?
д) Сколько растений F2 имели карликовый рост и грушевидные плоды?
6. У пшеницы доминантные признаки – восприимчивость к стеблевой ржавчине (А) и восприимчивость к мучнистой росе (В), рецессивные признаки – устойчивость к стеблевой ржавчине (а) и устойчивость к мучнистой росе (в). Наследование сцепленное. Кроссинговер 2 %. Какие результаты по фенотипу и генотипу ожидаются в потомстве анализирующего скрещивания дигетерозиготы
?(ответ)7. От опыления устойчивых к мучнистой росе с опушёнными колосковыми чешуями растений пшеницы пыльцой восприимчивых к мучнистой росе с неопушёнными колосковыми чешуями растений получили гибриды F1, устойчивые к мучнистой росе с опушенными колосковыми чешуями. Определите генотип и фенотип потомства возвратных скрещиваний, если наследование сцепленное и кроссинговер составляет 1 %.(ответ)
8. У человека гемофилия (несвёртываемость крови) обусловлена наличием рецессивного гена h, локализованного в Х-хромосоме. Женщина, отец которой был болен гемофилией, а в родословной матери это заболевание не встречалось, вышла замуж за здорового мужчину. Определить вероятность рождения от этого брака здоровых детей – мальчиков и девочек. (ответ)
9. Девушка, имеющая нормальное зрение, отец которой был дальтоник, выходит замуж за мужчину с нормальным зрением. Какое зрение может быть у потомства от этого брака? (ответ)
10. Известно, что окраска шерсти у кошек контролируется геном, локализованным в половой Х-хромосоме. Чёрная окраска доминирует, а черепаховая – неполнодоминантный признак. Какое потомство по окраске шерсти у кошек следует ожидать при скрещивании рыжего кота с черепаховой кошкой? (ответ)
11. Женщина со II группой крови (IAIA, либо IAi) и с нормальной её свёртываемостью (здоровая) выходит замуж за здорового мужчину с III группой крови (IВIВ, либо IВi). От этого брака родилось три ребёнка: девочка здоровая со II группой крови, мальчик здоровый с I группой крови (ii), мальчик-гемофилик со II группой крови. Известно, что родители женщины и мужчины были здоровы. Объяснить, от кого один из мальчиков унаследовал гемофилию. Определить генотипы всех членов семьи. (ответ)