Бэтсон и пеннет скрещивали растения душистого горошка анализируя форму пыльцы окраску цветков р

Обновлено: 18.09.2024

Презентация на тему: " Морган История В 1906 году У. Бэтсон и Р. Пеннет, проводя скрещивание растений душистого горошка и анализируя наследование формы пыльцы и окраски цветков," — Транскрипт:

2 История В 1906 году У. Бэтсон и Р. Пеннет, проводя скрещивание растений душистого горошка и анализируя наследование формы пыльцы и окраски цветков, обнаружили, что эти признаки не дают независимого распределения в потомстве, гибриды всегда повторяли признаки родительских форм. Стало ясно, что не для всех признаков характерно независимое распределение в потомстве и свободное комбинирование.

3 История Каждый организм имеет огромное количество признаков, а число хромосом невелико. Следовательно, каждая хромосома несет не один ген, а целую группу генов, отвечающих за развитие разных признаков.

5 Опыт Моргана Изучением наследования признаков, гены которых локализованы в одной хромосоме, занимался Т. Морган. Если Мендель проводил свои опыты на горохе, то для Моргана основным объектом стала плодовая мушка дрозофила.

6 Опыт Моргана Дрозофила каждые две недели при температуре 25 °С дает многочисленное потомство. Самец и самка внешне хорошо различимы у самца брюшко меньше и темнее. Они имеют всего 8 хромосом в диплоидном наборе, достаточно легко размножаются в пробирках на недорогой питательной среде.

7 Опыт Моргана Скрещивая мушку дрозофилу с серым телом и нормальными крыльями с мушкой, имеющей темную окраску тела и зачаточные крылья, в первом поколении Морган получал гибриды, имеющие серое тело и нормальные крылья (ген, определяющий серую окраску брюшка, доминирует над темной окраской, а ген, обусловливающий развитие нормальных крыльев, над геном недоразвитых).

8 Опыт Моргана При проведении анализирующего скрещивания самки F 1 с самцом, имевшим рецессивные признаки, теоретически ожидалось получить потомство с комбинациями этих признаков в соотношении 1:1:1:1.

9 Опыт Моргана Однако в потомстве явно преобладали особи с признаками родительских форм (41,5% серые длиннокрылые и 41,5% черные с зачаточными крыльями), и лишь незначительная часть мушек имела иное, чем у родителей, сочетание признаков (8,5% черные длиннокрылые и 8,5% серые с зачаточными крыльями). Такие результаты могли быть получены только в том случае, если гены, отвечающие за окраску тела и форму крыльев, находятся в одной хромосоме.

10 Опыт Моргана Если гены окраски тела и формы крыльев локализованы в одной хромосоме, то при данном скрещивании должны были получиться две группы особей, повторяющие признаки родительских форм, так как материнский организм должен образовывать гаметы только двух типов АВ и аb, а отцовский один тип аb.

11 Опыт Моргана Следовательно, в потомстве должны образовываться две группы особей, имеющих генотип ААВВ и ааbb. Однако в потомстве появляются особи (пусть и в незначительном количестве) с перекомбинированными признаками, то есть имеющие генотип Ааbb и ааВb.

12 Опыт Моргана Для того, чтобы объяснить это, необходимо вспомнить механизм образования половых клеток мейоз. В профазе первого мейотического деления гомологичные хромосомы конъюгируют, и в этот момент между ними может произойти обмен участками.

13 Опыт Моргана В результате кроссинговера в некоторых клетках происходит обмен участками хромосом между генами А и В, появляются гаметы Аb и аВ, и, как следствие, в потомстве образуются четыре группы фенотипов, как при свободном комбинировании генов. Но, поскольку кроссинговер происходит при образовании небольшой части гамет, числовое соотношение фенотипов не соответствует соотношению 1:1:1:1.

14 Основные понятия Группа сцепления гены, локализованные в одной хромосоме и наследующиеся совместно. Количество групп сцепления соответствует гаплоидному набору хромосом. Сцепленное наследование наследование признаков, гены которых локализованы в одной хромосоме. Сила сцепления между генами зависит от расстояния между ними: чем дальше гены располагаются друг от друга, тем выше частота кроссинговера и наоборот.

15 Основные понятия Полное сцепление разновидность сцепленного наследования, при которой гены анализируемых признаков располагаются так близко друг к другу, что кроссинговер между ними становится невозможным. Неполное сцепление разновидность сцепленного наследования, при которой гены анализируемых признаков располагаются на некотором расстоянии друг от друга, что делает возможным кроссинговер между ними.

16 Основные понятия Независимое наследование наследование признаков, гены которых локализованы в разных парах гомологичных хромосом. Некроссоверные гаметы гаметы, в процессе образования которых кроссинговер не произошел. Образуются гаметы:

17 Основные понятия Кроссоверные гаметы гаметы, в процессе образования которых произошел кроссинговер. Как правило кроссоверные гаметы составляют небольшую часть от всего количества гамет. Образуются гаметы:

18 Основные понятия Нерекомбинанты гибридные особи, у которых такое же сочетание признаков, как и у родителей. Рекомбинанты гибридные особи, имеющие иное сочетание признаков, чем у родителей.

19 Основные понятия Расстояние между генами измеряется в морганидах условных единицах, соответствующих проценту кроссоверных гамет или проценту рекомбинантов. Например, расстояние между генами серой окраски тела и длинных крыльев (также черной окраски тела и зачаточных крыльев) у дрозофилы равно 17%, или 17 морганидам. У дигетерозигот доминантные гены могут располагаться или в одной хромосоме (цис- фаза), или в разных (транс-фаза).

20 1 Механизм цис-фазы (кроссоверные гаметы); 2 механизм транс-фазы (кроссоверные гаметы).

В 1906 году У. Бэтсон и Р. Пеннет, проводя скрещивание растений душистого горошка и анализируя наследование формы пыльцы и окраски цветков, обнаружили, что эти признаки не дают независимого распределения в потомстве, гибриды всегда повторяли признаки родительских форм. Стало ясно, что не для всех признаков характерно независимое распределение в потомстве и свободное комбинирование.

Каждый организм имеет огромное количество признаков, а число хромосом невелико. Следовательно, каждая хромосома несет не один ген, а целую группу генов, отвечающих за развитие разных признаков. Изучением наследования признаков, гены которых локализованы в одной хромосоме, занимался Т. Морган. Если Мендель проводил свои опыты на горохе, то для Моргана основным объектом стала плодовая мушка дрозофила.

Дрозофила каждые две недели при температуре 25 °С дает многочисленное потомство. Самец и самка внешне хорошо различимы — у самца брюшко меньше и темнее. Они имеют всего 8 хромосом в диплоидном наборе, достаточно легко размножаются в пробирках на недорогой питательной среде.

Скрещивая мушку дрозофилу с серым телом и нормальными крыльями с мушкой, имеющей темную окраску тела и зачаточные крылья, в первом поколении Морган получал гибриды, имеющие серое тело и нормальные крылья (ген, определяющий серую окраску брюшка, доминирует над темной окраской, а ген, обусловливающий развитие нормальных крыльев, — над геном недоразвитых). При проведении анализирующего скрещивания самки F₁ с самцом, имевшим рецессивные признаки, теоретически ожидалось получить потомство с комбинациями этих признаков в соотношении 1:1:1:1. Однако в потомстве явно преобладали особи с признаками родительских форм (41,5% — серые длиннокрылые и 41,5% — черные с зачаточными крыльями), и лишь незначительная часть мушек имела иное, чем у родителей, сочетание признаков (8,5% — черные длиннокрылые и 8,5% — серые с зачаточными крыльями). Такие результаты могли быть получены только в том случае, если гены, отвечающие за окраску тела и форму крыльев, находятся в одной хромосоме.

1 — некроссоверные гаметы; 2 — кроссоверные гаметы.

Если гены окраски тела и формы крыльев локализованы в одной хромосоме, то при данном скрещивании должны были получиться две группы особей, повторяющие признаки родительских форм, так как материнский организм должен образовывать гаметы только двух типов — АВ и аb , а отцовский — один тип — аb . Следовательно, в потомстве должны образовываться две группы особей, имеющих генотип ААВВ и ааbb . Однако в потомстве появляются особи (пусть и в незначительном количестве) с перекомбинированными признаками, то есть имеющие генотип Ааbb и ааВb . Для того, чтобы объяснить это, необходимо вспомнить механизм образования половых клеток — мейоз. В профазе первого мейотического деления гомологичные хромосомы конъюгируют, и в этот момент между ними может произойти обмен участками. В результате кроссинговера в некоторых клетках происходит обмен участками хромосом между генами А и В , появляются гаметы Аb и аВ , и, как следствие, в потомстве образуются четыре группы фенотипов, как при свободном комбинировании генов. Но, поскольку кроссинговер происходит при образовании небольшой части гамет, числовое соотношение фенотипов не соответствует соотношению 1:1:1:1.

Группа сцепления — гены, локализованные в одной хромосоме и наследующиеся совместно. Количество групп сцепления соответствует гаплоидному набору хромосом.

Сцепленное наследование — наследование признаков, гены которых локализованы в одной хромосоме. Сила сцепления между генами зависит от расстояния между ними: чем дальше гены располагаются друг от друга, тем выше частота кроссинговера и наоборот. Полное сцепление — разновидность сцепленного наследования, при которой гены анализируемых признаков располагаются так близко друг к другу, что кроссинговер между ними становится невозможным. Неполное сцепление — разновидность сцепленного наследования, при которой гены анализируемых признаков располагаются на некотором расстоянии друг от друга, что делает возможным кроссинговер между ними.

Независимое наследование — наследование признаков, гены которых локализованы в разных парах гомологичных хромосом.

Некроссоверные гаметы — гаметы, в процессе образования которых кроссинговер не произошел.

Образуются гаметы:

Кроссоверные гаметы — гаметы, в процессе образования которых произошел кроссинговер. Как правило кроссоверные гаметы составляют небольшую часть от всего количества гамет.

Образуются гаметы:

Нерекомбинанты — гибридные особи, у которых такое же сочетание признаков, как и у родителей.

Рекомбинанты — гибридные особи, имеющие иное сочетание признаков, чем у родителей.

Расстояние между генами измеряется в морганидах — условных единицах, соответствующих проценту кроссоверных гамет или проценту рекомбинантов. Например, расстояние между генами серой окраски тела и длинных крыльев (также черной окраски тела и зачаточных крыльев) у дрозофилы равно 17%, или 17 морганидам.

У дигетерозигот доминантные гены могут располагаться или в одной хромосоме (цис-фаза), или в разных (транс-фаза).

1 — Механизм цис-фазы (некроссоверные гаметы); 2 — механизм транс-фазы (некроссоверные гаметы).

Результатом исследований Т. Моргана стало создание им хромосомной теории наследственности:

гены располагаются в хромосомах; различные хромосомы содержат неодинаковое число генов; набор генов каждой из негомологичных хромосом уникален;
каждый ген имеет определенное место (локус) в хромосоме; в идентичных локусах гомологичных хромосом находятся аллельные гены;
гены расположены в хромосомах в определенной линейной последовательности;
гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно, образуя группу сцепления; число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом и постоянно для каждого вида организмов;
сцепление генов может нарушаться в процессе кроссинговера, что приводит к образованию рекомбинантных хромосом; частота кроссинговера зависит от расстояния между генами: чем больше расстояние, тем больше величина кроссинговера;
каждый вид имеет характерный только для него набор хромосом — кариотип.

1. гены располагаются в хромосомах; различные хромосомы содержат неодинаковое число генов; набор генов каждой из негомологичных хромосом уникален;

2. каждый ген имеет определенное место (локус) в хромосоме; в идентичных локусах гомологичных хромосом находятся аллельные гены;

4. гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно, образуя группу сцепления; число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом и постоянно для каждого вида организмов;

5. сцепление генов может нарушаться в процессе кроссинговера, что приводит к образованию рекомбинантных хромосом; частота кроссинговера зависит от расстояния между генами: чем больше расстояние, тем больше величина кроссинговера;

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

ХРОМОСОМНАЯ ТЕОРИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ

В 1906 году В. Бэтсон и Р. Пеннет, проводя скрещивание растений душистого горошка и анализируя наследование формы пыльцы и окраски цветов, обнаружили, что эти признаки не дают независимого распреде-ления в потомстве. Потомки всегда повторяли признаки родительских форм. Стало очевидным, что не для всех генов характерно независимое распределение в потомстве и свободное комбинирование.

Изучением наследования сцепленных генов занимались Т. Морган и его ученики. Если Мендель проводил свои опыты на горохе, то для Мор-гана основным объектом стала плодовая мушка дрозофила. Дрозофилы являются очень удобным объектом для исследований. Они быстро размно-жаются в условиях лаборатории, диплоидный набор их хромосом равен 8. Независимое наследование свойственно генам, расположенным в разных парах гомологичных хромосом. Количество генов значительно превыша-ет количество хромосом, поэтому в одной хромосоме находится много генов. Гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются сцепленно и образуют одну группу сцепления.

Количество групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом. Например, у кукурузы 10 групп сцепления; у гороха 7, у дрозофилы – 4; а у человека – 23 группы сцепления.

Поясним эту закономерность на при-

Черное брюшко, Серое брюшко, мере наследования двух пар признаков

короткие крылья нормальные крылья дрозофилы. У дрозофил серый цвет тела (А) является доминантным, черный – ре-цессивным (а). Нормальная длина кры-льев (В) доминирует над короткими (b).

Гаметы Скрещивая мушку дрозофилу с се-рым телом и нормальными крыльями с мушкой, имеющей темную окраску тела и короткие крылья, получены гибриды: имеющие серое тело и нормальные кры-лья (рис.46 ).

При проведении скрещивания самца с серым телом и нормальными крылья-

нормальные крылья короткие крылья ми с мушкой, имеющей темную окраску Рис.46. Полное скрещивание. тела и короткие крылья, в F2 ½ часть

потомства имело серое тело и нормальные крылья, ½ часть темную окра-ску тела и короткие крылья. Такое сцепление генов называется полным сцеплением (рис.47).

Серое брюшко, нормальные крылья

Черное брюшко, короткие крылья

41,5% Серое брюшко,

41% Черное брюшко, короткие крылья

8,5% Серое брюшко, Черное брюшко,

короткие крылья крылья

Рис.47. Неполное скрещивание.

При проведении анализирующего скрещивания самки F с самцом, имевшим рецессивные признаки, результаты были другими в отличие от ожидаемого по Менделю соотношения 1:1:1:1. Однако, в потомстве явно преобладали особи с признаками родительских форм (41,5% серые длин-нокрылые и 41,5% черные с короткими крыльями), и лишь незначитель-ная часть мушек имела перекомбинированные признаки (8,5% черные длиннокрылые и 8,5% серые с короткими крыльями). Этот тип сцепле-ния был назван неполным. Чтобы понять причину неполного сцепления необходимо вспомнить механизм образования половых клеток – мейоз. В первой фазе мейоза происходит важный процесс – кроссинговер. Го-мологичные хромосомы конъюгируют, в этот момент происходит обмен участками хромосом. В результате часть гамет получает новый набор хромосом. Гаметы, полученные в результате кроссинговера, а также по-томство, полученное от этих гамет, называются одинаково – кроссовер-ными. Гаметы с хромосомами, образованными без кроссинговера а также

потомство, полученное от этих гамет, называются некроссоверными. За-кон Моргана формулируется так: гены, локализованные в одной хромо-соме, наследуются совместно и образуют одну группу сцепления. Веро-ятность сцепления генов обратно пропорционально расстоянию между этими генами. В честь Т. Моргана единица расстояния между генами названа морганидой. В рассмотренном нами примере расстояние между генами было равно 17 морганидам.

На основе явления сцепленного наследования, Т. Морган и его учени-ки создали хромосомную теорию наследственности:

– гены расположены в хромосомах в определенной линейной после-довательности;

– каждый ген имеет определенное место (локус) в хромосоме, в иден-тичных локусах гомологичных хромосом находятся аллельные гены;

– гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно, образуя группу сцепления, число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом и постоянно для каждого вида организмов;

– сцепление генов может нарушаться в процессе кроссинговера, это приводит к образованию рекомбинантных хромосом, частота кроссинго-вера зависит от расстояния между генами: чем больше расстояние, тем больше величина кроссинговера;

– расстояние между генами определяется на основе процента реком-бинаций, это дает возможность составить карту хромосомы.

Результаты этого исследования дали возможность создания генетиче-ской и цитологической карт хромосомы. Генетические карты хромосом – это схемы относительного расположения генов в хромосомах, позволя-ющие предсказывать характер наследования изучаемых признаков ор-ганизмов. В генетической карте каждая группа сцепления описывается отдельно, на основе процента кроссинговера описываются гены, их крат-кое название и расстояние между ними.

Ключевые слова: группа сцепления, кроссовер, нокроссовер, генетическая карта.

Вопросы и задания:

1. Кто первым определил передачу наследственных признаков с помощью группы сцепления?

2. Что использовал Т.Морган в качестве объекта своих исследований и поче-му он сделал такой выбор?

3. Что называется полным и неполным сцеплением генов?

4. Что такое кроссинговер? Какой опыт дал возможность его определить?

5. Дайте определение кроссоверных организмов 6. Как определяется процент кроссинговера?

Задания для самостоятельной работы:

Задача 1. При скрещивании кукурузы с гладкими и окрашенными зернами с кукурузой с морщинистыми и неокрашенными зернами в первом поколении получилась кукуруза с гладкими и окрашенными зернами. Полученный урожай скрещивали с кукурузой, обладающей обоими рецессивными признаками. В ре-зультате получилось 8304 окрашенных гладких, 298 сморщенных окрашенных, 304 гладких неокрашенных, 8326 сморщенных неокрашенных семян кукурузы. Определите вероятность появления особей (%) с генотипами родителей.

Задача 2. Желтые и блестящие всходы кукурузы являются рецессивными по от-ношению к зеленым и матовым всходам. Эти гены образуют группу сцепления. В результате анализирующего скрещивания дигетерозиготных растений было выяснено, что из 726 полученных 128 являются кроссоверами. Сколько всходов зеленого цвета получилось в результате анализирующего скрещивания?

Задача 3. У дрозофилы гены определяющие формы крыльев и цвета тела расположены в одной хромосоме. Женским и мужским особям дрозофи-лы гены А и В перешли только от отца. Дигетерозиготные серая самка с нормальными крыльями скрещивается с таким же самцом. В их потомстве кроссинговер аллельных генов составил 17%. Сколько процентов из этого потомства имеют серое тело и короткие крылья, а сколько черное тело и нормальные крылья?

Читайте также: