Тема. Хромосомная теория наследственности

Цели занятия:
Знать:	1. Основные положения хромосомной теории и их доказательства.
Уметь:	1. Применять теоретические знания по данной теме при решении задач.

Организация самоподготовки: 1,5 часа.

1. Повторите по учебнику и лекциям следующую информацию – строение и ультраструктура хромосом, их виды, функции, гаметогенез, мейоз, кроссинговер.

2. Выучите по ученикам и лекциям раздел «Хромосомная теория».

Литература:

Основная

1. Пехов А.П. Биология. – ГЭОТАР-Медиа, 2011.

2. Конспекты лекций.

3. Тестовые задания по биологии для контроля знаний студентов 1 курса лечебного, педиатрического, медико-профилактического и стоматологического факультетов. – Глазунова Г.А., Горячева М.В., Колтакова С.И. и др. – Барнаул : Алтайский государственный медицинский университет, 2007.

4. Сайт кафедры.

Дополнительная:

1. Биология. Жизнь. Гены. Онтогенез. Человек : в 2 кн.: учеб. для медиц. спец. вузов / В.Н. Ярыгин, В.И. Васильева, И.Н. Волков, В.В. Синельщикова; под ред. В.Н. Ярыгина. – 5-е изд., испр. и доп. - М. : Высш. шк., 2003 – Кн. 1 / В.Н. Ярыгин. – 432 с. : ил. всего 745 : АМК (745).

2. Биология. Жизнь. Гены. Онтогенез. Человек : в 2 кн.: учеб. для медиц. спец. вузов / В.Н. Ярыгин, В.И. Васильева, И.Н. Волков, В.В. Синельщикова; под ред. В.Н. Ярыгина. – 5-е изд., испр. и доп. – М. : Высш. шк., 2003 – Кн. 2 / В.Н. Ярыгин. – 334 с. : ил. всего 744 : АМК (744).

Самоконтроль.

Подготовка к занятию достаточна, если вы можете:

1. Дать определение понятий:

• группы сцепления,

• сцепленное наследование призна­ков,

• полное и неполное сцепление,

• сцеплен­ное с полом наследование,

• кроссинговер,

• кроссоверные гаметы,

• кроссоверные организмы,

• гомогаметный организм,

• гетерогаметный организм,

• аутосомы,

• гетерохромосомы,

• гаметогенез.

2. Ответить на контрольные вопросы:

• Строение хромосом.

• Ультраструктура хромосом.

• Какие химические вещества входят в состав хромосом?

• Классификация хромосом в зависимости от места расположения центромеры.

• В какую фазу мейоза происходит кроссинговер?

• Биологическое значение мейоза.

• Когда и кем сформулирована хромосомная теория наследственности?

• Основные положения хромосомной теории наследственности?

• Какие научные открытия доказали роль хромосом в пере­даче наследственной информации?

• На каком объекте прово­дились генетические исследования роли хромосом в передаче наследственной информации?

• Какими особенностями обладает мушка-дрозофила как объект генетических исследований?

• Какие варианты генетического (хромосомного) определения пола существуют у разных видов организмов?

• Как доказать линейное расположение генов в хромосоме?

• Как опреде­ляется частота кроссинговера?

• Принципы построения генети­ческих и цитологических карт хромосом.

• Какой организм называется гемизиготным?

Методические рекомендации к теме по выполнению учебно-исследовательской работы

В альбоме записать:

Тема: «Хромосомная теория наследственности».

Задание: Решить задачи на сцепленное наследование признаков и наследование признаков, сцепленных с полом – 185 минут:

При решении задач на сцепленное наследование признаков следует помнить, что гены, расположенные в одной хромосо­ме, наследуются сцеплено (совместно). Принята запись в ви­де дроби (например, генотип родителя , а образую­щиеся гаметы у такой особи,. Однако сцепление генов не всегда полное. В результате кроссинговера происходит обмен аллельными генами, при этом образуются новые типы гамет (), которые называютсякроссоверными.

Всего у особи с таким генотипом образуется четыре типа гамет. При оплодотворении кроссоверных гамет образуются новые сочетания признаков (проявление комбинативной из­менчивости), не встречающиеся у родительских форм. Такие организмы называются кроссоверными.

Частота расхождения признаков при кроссинговере прямо пропорциональна расстоянию между генами и определяется по формуле Т. Моргана:

X = x 100%,

где а – число кроссоверных потомков I группы сцепления,

в – числo кроссоверных форм потомков II группы сцеп­ления,

n – общее число потомков,

Х – процент вероятности кроссинговера.

1% кроссинговера равен 1М (морганиде) – единице рас­стояния между генами в хромосоме.

61. При решении задач на наследование признаков, сцепленных с полом, в генетических формулах наряду с символами генов указывают половые хромосомы: Х и Y.

62. Для примера разберем задачу по теме сцепленное с полом наследование:

63. Наследование дальтонизма (цветовая слепота) обусловлено рецессивным, сцепленным с Х-хромосомой геном. Девушка, имеющая нормальное зрение, выходит замуж за здорового мужчину. Отец девушки страдал цветовой слепотой. Среди родственников мужчины дальтоников не было. Какими будут дети в семье в отношении этого признака?

65. Дано: Решение:

66. X^D – нормальное зрение, P X^D X^d x X^D Y

67. X^d – дальтонизм. gam X^D, X^d X^D, Y

68. F X^DX^D, X^DY, X^DX^d, X^d Y

69. ___________________ здоровая здоровый здоровая мальчик-

70. F – ? девочка мальчик девочка гемофилик

Задачи на сцепленное наследование признаков – 75 минут:

1. У томатов высокий рост стебля доминирует над карликовым, а шаровидная форма плода над грушевидной, гены высоты стебля и формы плода сцеплены и находятся друг от друга на расстоянии 25 морганид. Скрещено гетерозиготное по обоим признакам растение с карликовым, имеющим грушевидные плоды.

Какое потомство следует ожидать от этого скрещивания?

2. У мух дрозофил признаки окраски тела и формы крыль­ев сцеплены. Темная окраска тела рецессивна по отношению к серой, короткие крылья – к длинным. В лаборатории скре­щивали серых длиннокрылых самок, гетерозиготных по обоим признакам, с самцами, имеющими черное тело и короткие крылья. В потомстве оказалось серых длиннокрылых особей 1394, черных короткокрылых — 1418, черных длиннокрылых – 287, серых короткокрылых – 288. Определите расстояние между генами.

3. У мух дрозофил признаки цвета глаз и формы крыльев сцеплены. Красные глаза доминантны по отношению к темному цвету глаз, а длинные крылья к коротким. При скрещивании гетерозиготных по обеим аллелям красноглазых и длиннокрылых самок с самцами, имеющими темный цвет глаз и короткие крылья, в потомстве оказалось: красноглазых и длиннокрылых 816, темноглазых короткокрылых – 798, красноглазых короткокрылых – 35, темноглазых длиннокрылых – 37.

Определите расстояние между генами.

4. У крыс темная окраска шерсти доминирует над светлой, розовый цвет глаз – над красным. Оба признака сцеплены. В лаборатории от скрещивания розовоглазых темношерстных крыс с красноглазыми светлошерстными получено потомство: светлых красноглазых – 24, темных розовоглазых – 26, светлых розовоглазых – 24, темных красноглазых – 25.

Определите расстояние между генами.

5. У кроликов короткая шерсть и пятнистая пигментация – доминантные признаки, длинная шерсть и сплошная окраска – рецессивные признаки. Скрестили дигетерозиготных короткошерстных пятнистых крольчих с длинношерстными кроликами со сплошной окраской. В потомстве оказалось: 150 короткошерстных кроликов с пятнистой пигментацией; 157 длинношерстных кроликов со сплошной окраской; 26 длинношерстных с пятнистой пигментацией и 28 короткошерстных кроликов со сплошной окраской.

Определите расстояние между генами. Определить генотипы и фенотипы кроссоверных потомков.

6. Синдром дефекта ногтей и коленной чашечки определяется полностью доминантным аутосомным геном. На рассто­янии 35 морганид от него находится локус групп крови по сис­теме АВО. Один из супругов имеет II группу крови, другой – III. Первый страдает дефектом ногтей и коленной чашечки. Известно, что его отец был с первой группой крови и не имел этих аномалий, а у матери была четвертая группа крови и оба дефекта. Супруг с III группой крови нормален в отношении гена дефекта ногтей и коленной чашечки, гомозиготен по обе­им парам анализируемых генов.

Определите вероятность рождения в семье детей, страдаю­щих дефектом ногтей и коленной чашечки, и возможные груп­пы крови у детей с геном дефекта. Определите генотипы и фенотипы кроссоверных потомков.

Задачи на наследование признаков, сцепленных с полом – 110 минут:

7. Ген Н детерминирует у человека нормальную свертывае­мость крови, а h-гемофилию. Женщина, гетерозиготная по гену гемофилии, вышла замуж за мужчину с нормальной свертываемостью крови.

а) Определите генотип и фенотип детей, которые могут ро­диться от такого брака, если известно, что ген гемофилии сцеплен с Х-хромосомой.

б) По какому типу происходит наследование признаков?

8. От брака мужчины-дальтоника и здоровой женщины родилась девочка-дальтоник. Каковы генотипы родителей, если известно, что ген дальтонизма рецессивен и сцеплен с X-хромосомой?

9. У человека доминантный ген P определяет стойкий рахит, который наследуется сцеплено с X-хромосомой. Какова вероятность рождения больных детей, если мать гетерозиготна по гену рахита, а отец нормален? Какого пола будут больные дети?

10. Ангидрозная эктодермальная дисплазия (отсутствие потоотделения, нарушение терморегуляции) у людей передается как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой признак. Нормальная женщина выходит замуж за мужчину, больного ангидрозной эктодермальной дисплазией. У них рождаются больная девочка и здоровый сын.

Определите вероятность рождения следующего ребенка без аномалии.

11. Гипоплазия эмали наследуется как сцепленный с Х-хромосомой доминантный признак. В семье, где оба родителя страдали отмеченной аномалией, родился сын с нормальными зубами.

Каким будет второй их сын?

12. Потемнение зубов может определяться двумя доминант­ными генами, один из которых расположен в аутосоме, а дру­гой в Х-хромосоме. В семье, где оба родителя имели тем­ные зубы, родились девочка и мальчик с нормальным цветом зубов.

Определить вероятность рождения в этой семье следующего ребенка без аномалии, если удалось выяснить, что темные зубы матери обусловлены геном, сцепленным с X-хромосомой, а темные зубы отца – аутосомным геном, по которому он гетерозиготен.

13. Ген цветной слепоты (дальтонизм) и ген ночной слепоты наследуются через Х-хромосому и находятся на расстоянии 25 морганид друг от друга. Оба признака рецессивны.

Определите вероятность рождения детей с обеими аномалиями в семье, где жена имеет нормальное зрение, но ее мать страдала ночной и цветовой слепотой, а муж нормален в отношении обоих признаков.

14. Гипертрихоз (избыточный рост волос) края ушной раковины наследуется как признак, сцепленный с Y-хромосомой.

Какова вероятность рождения детей с этой аномалией в семье, где у отца гипертрихоз?

15. Наличие межпальцевых перепонок передается как сцепленный с Y-хромосомой признак, а полидактилия (шестипалость) – как аутосомно-доминантный признак. В семье, где отец имел межпальцевые перепонки, а мать полидактилию, родилась нормальная в отношении обоих признаков дочь.

Какова вероятность рождения в этой семье следующего ребенка без аномалий?

16. Кареглазая женщина, обладающая нормальным зрением, отец которой имел голубые глаза и страдал цветовой слепотой, выходит замуж за голубоглазого мужчину, имеющего нормальное зрение. Каких детей можно ожидать у этой пары, если известно, что ген карих глаз наследуется как аутосомный доминантный признак, а ген цветовой слепоты – рецессивный, сцепленный с X-хромосомой?

17. Гипертрихоз наследуется как сцепленный с Y-хромосомой признак, который проявляется только к 17 годам жизни. Одна из форм ихтиоза (чешуйчатость и пятнистое утолщение кожи) наследуется как рецессивный, сцепленный с X-хромосомой признак.

В семье, где женщина нормальна по обоим признакам, а у мужа гипертрихоз, родился мальчик с признаками ихтиоза.

Определите:

а) вероятность проявления у этого мальчика гипертрихоза;

б) вероятность рождения в этой семье детей без аномалий и их пол?