§ 34. Хромосомная теория наследственности

1. Всегда ли соблюдается III закон Г. Менделя? В каких случаях гены наследуются независимо, а в каких — сцепленно?

Третий закон Менделя соблюдается, если неаллельные гены находятся в разных парах хромосом. В этом случае наследование называется независимым. Если неаллельные гены локализованы в одной паре хромосом, они наследуются совместно. Такой тип наследования называется сцепленным.

2. Почему частота кроссинговера между сцепленными генами зависит от расстояния между ними?

В профазе I мейоза при конъюгации гомологичных хромосом образование перекрёстов между хроматидами осуществляется произвольно, на любых соответствующих участках.

Если гены находятся сравнительно близко друг к другу, то вероятность того, что перекрёст произойдет именно на участке, разделяющем эти гены, невелика. Если же гены располагаются на значительном расстоянии друг от друга, то вероятность того, что хроматиды перекрестятся на каком-либо участке между ними, намного выше.

Таким образом, чем больше расстояние между сцепленными генами, тем чаще между ними происходит кроссинговер. И наоборот, чем ближе друг к другу расположены гены, тем меньше частота кроссинговера между ними.

3. Что представляют собой генетические карты хромосом? Для чего они используются?

Генетическая карта хромосомы – это схема взаимного расположения генов, находящихся в данной хромосоме, с учётом расстояний между ними.

Генетические карты широко используются в селекции, на их основе прогнозируют возможность получения организмов с определёнными сочетаниями признаков. Генетические карты хромосом человека используются в медицине для диагностики и лечения ряда наследственных заболеваний.

4. Сформулируйте основные положения хромосомной теории наследственности.

1. Гены в хромосомах расположены линейно, в определённой последовательности. Аллельные гены находятся в одинаковых локусах гомологичных хромосом.

2. Гены, расположенные в одной хромосоме, образуют группу сцепления и наследуются вместе. Количество групп сцепления равно числу пар хромосом.

3. Сцепление генов может нарушаться в результате кроссинговера, происходящего при конъюгации гомологичных хромосом в профазе I мейоза.

4. Частота кроссинговера пропорциональна расстоянию между генами: чем больше расстояние, тем выше частота кроссинговера и наоборот.

5. За единицу расстояния между сцепленными генами принята 1 морганида – расстояние, на котором кроссинговер происходит с вероятностью 1%.

5. Какие типы гамет и в каком процентном соотношении будут формировать дигетерозиготные особи и , если известно, что расстояние между генами А и В составляет 20 морганид?

Дигетерозиготная особь с генотипом AB//ab (так называемое цис-положение генов) будет формировать четыре типа гамет: некроссоверные АВ и ab (по 40%), а также кроссоверные Ab и aB (по 10%).

Дигетерозиготная особь с генотипом Ab//aB (так называемое транс-положение генов) будет формировать некроссоверные гаметы Аb и aB (по 40%), а также кроссоверные гаметы AB и ab (по 10%).

6. Серый цвет тела у дрозофилы доминирует над желтым, красные глаза — над гранатовыми. Гены, отвечающие за эти признаки, локализованы в первой паре хромосом и находятся на расстоянии 44 морганиды. Скрестили чистые линии серотелых мух с гранатовыми глазами и желтотелых с красными глазами. Из полученных гибридов выбрали самку и подвергли ее анализирующему скрещиванию. Каким будет процентное соотношение фенотипических классов в потомстве?

Введём обозначения генов, укажем расстояние между ними:

А – серое тело;

а – жёлтое тело;

B – красные глаза;

b – гранатовые глаза;

rf_AB = 44% (44 морганиды).

Установим генотипы родительских форм. Особи чистой линии серотелых мух с гранатовыми глазами имеют генотип Ab//Ab, чистой линии жёлтотелых мух с красными глазами – генотип aB//aB.

В результате скрещивания чистых линий было получено первое гибридное поколение:

Следовательно, самка, которую подвергли анализирующему скрещиванию, имеет генотип Ab//aB.

Запишем анализирующее скрещивание, учитывая, что у дигетерозиготной самки образуется два типа некроссоверных гамет (в равном соотношении) и два типа кроссоверных гамет (также в равном соотношении). Для удобства выделим кроссоверные гаметы и особи звёздочками (*):

Рассчитаем процентное соотношение особей в F_а.

Расстояние между генами – 44 морганиды, значит, кроссинговер между ними протекает с вероятностью 44%. Следовательно, общее количество кроссоверных особей составит 44% (а особей каждого фенотипического класса – по 22%). Общее количество некроссоверных особей равно: 100% – 44% = 56% (т.е. каждый фенотипический класс – по 28%).