10 класс. Биология. Хромосомная теория наследственности
10 класс. Биология. Хромосомная теория наследственности
Комментарии преподавателя
Здравствуйте, тема нашего сегодняшнего урока – «Хромосомная теория наследственности». Сегодня мы поговорим о хромосомной теории наследственности. Но начнем с предыстории. Грегор Мендель в 1866 году опубликовал свои исследования в журнале «Труды Брюннского общества естествоиспытателей», который рассылался в научные общества многих стран мира. Однако ученые не смогли оценить значение его открытия. Возможно, это объяснялось тем, что невозможно было при том уровне науки связать данные Менделя со структурой гамет, в которых бы наследственные факторы передавались от родителей к потомкам. Действительно в 1865 году не было изучено ядро, не были известны клеточные (ядерные) циклы митоз и мейоз, а о существовании ДНК и хромосом никто не подозревал. Поэтому гипотетические наследственные элементы Менделя трудно было внести в систему тогдашних знаний о клетке. К концу XIX века значительно улучшились оптические качества микроскопов, были усовершенствованы методы цитологических исследований, стало возможно наблюдать поведение хромосом в гаметах и зиготах.
В 1875 году Оскар Гертвиг обратил внимание, что при оплодотворении яиц морского ежа происходит слияние двух ядер: ядра спермия и яйцеклетки. В 1902 году Теодор Бовери продемонстрировал важную роль ядра в регуляции наследственных признаков, а немного раньше — в 1882 году – Флеминг описал поведение хромосом во время митоза.
В 1902 году американский ученый Вильям Сеттон предположил, что наследственные факторы или элементы могут располагаться в хромосомах. Он обратил внимание в схожести поведения хромосом и передаче наследственных признаков по законам Менделя. Но в то же время стали появляться факты, что расщепление по Менделю наблюдается далеко не во всех случаях. Например, у душистого горошка два признака: форма пыльцы и окраска цветков – не дают классического расщепления в потомстве 3:1, и потомки остаются похожими на родительские особи. При последующем анализе оказалось, что гены этих двух признаков находятся в одной хромосоме.
В действительности было выяснено, что таких генов очень много. У человека насчитывается около 4000 генов, при том что количество хромосом у человека — 23 пары. Именно такое разнообразие генов должно уместиться на этих хромосомах. Следовательно, законы Менделя справедливы лишь в том отношении, когда гены рассматриваемых признаков расположены в разных негомологичных хромосомах. Если гены располагаются в одной хромосоме, то в таком случае они наследуются сцеплено и такого независимого наследования не наблюдается.
Каковы же принципы наследования генов, расположенных в одной хромосоме? Современная теория наследственности создана выдающимся американским генетиком Томасом Морганом. Согласно этой теории:
1ген представляет собой участок хромосомы (эти гены называются сцепленными);
2аллельные гены расположены в строго определенных участках гомологичных хромосом;
3гены располагаются в хромосомах линейно, друг за другом.
Кстати, Морган работал с плодовой мушкой дрозофилой, которая сейчас является излюбленным объектом генетиков. Ее популяцию легко поддерживать, а особи легко скрещивать между собой. Мушка откладывает более 100 яиц, и новые особи формируются через каждые 2 недели. У наиболее распространенного вида дрозофилы (Drosophila melanogaster) всего 4 пары хромосом. Эксперименты показали, что гены, находящиеся в одной хромосоме, при мейозе попадают в одну гамету. То есть наследуются сцеплено. Это явление носит название законов Моргана.
Таким образом, мы сегодня рассмотрели положение хромосомной теории наследственности. В следующий раз мы разберем кроссинговер, научимся строить генетические карты. На этом наш урок закончен, всего вам доброго! До свидания!
Соответствие между событиями в мейозе и оплодотворении с гипотезами Менделя
|
Мейоз и оплодотворение |
Гипотеза Менделя |
|
Диплоидные клетки содержат пары гомологичных хромосом |
Признаки контролируются парой факторов |
|
Гомологичные хромосомы расходятся во время мейоза |
Парные факторы разделяются при образовании гамет |
|
В каждую клетку попадет одна из гомологичных хромосом |
Каждая гамета получает один из пары факторов |
|
Только ядро мужской клетки сливается с ядром яйцеклетки |
Факторы передаются из поколения в поколение как дискретные единицы |
|
При оплодотворении пары гомологичных хромосом восстанавливаются, каждая гамета вносит одну из гомологичных хромосом |
Каждый организм наследует по одному фактору от каждой из родительских особей |
Отклонения от закона независимого наследования признаков. Сцепление генов было открыто в 1905 году английским генетиком Уильямом Бетсоном. Он работал с душистым горошком и скрещивал чистую линию душистого горошка с красными цветками и круглой пыльцой и гомозиготную линию с пурпурными цветками и продолговатой пыльцой. Все растения первого поколения имели пурпурные цветки и продолговатую пыльцу. В F2 были обнаружены следующие признаки:
— 284 с фиолетовыми цветками и продолговатой пыльцой,
— 21 с фиолетовыми цветками и круглой пыльцой,
— 21 с красными цветками и продолговатой пыльцой,
— 55 с красными цветками и круглой пыльцой.
Если бы два гена (окраска цветков и форма пыльцы) были локализованы в одной хромосоме, потомство бы получилось двух типов. Если же речь идет о локализации в разных хромосомах, получили бы расщепление 9:3:3:1. Однако в нашем случае ясно, что ген, отвечающий за окраску цветков, и ген, отвечающий за форму пыльцы, наследовались вместе, как если бы были сцеплены друг с другом. По какой причине появились красные цветки с продолговатой пыльцой и красные цветки с круглой пыльцой, мы рассмотрим на следующем уроке, поскольку они появились в результате кроссинговера.
Удача Менделя. Когда Мендель ставил свои эксперименты, ему ничего не было известно о хромосомах. А, как мы уже знаем, гены могут располагаться как в одной, так и в разных хромосомах. Если гены, отвечающие за разные признаки, будут располагаться в одной хромосоме, они не будут подчиняться закону независимого наследования признаков, а будут наследоваться сцеплено. Либо по счастливой случайности, либо благодаря осторожному подбору признаков Мендель избежал сцепления, которое впоследствии не смогут объяснить. Горох огородный имеет 7 пар хромосом. Признаки, которые исследовал Мендель, локализованы на четырех различных хромосомах, как показано на нашем рисунке. К тому же гены, локализованные на одной хромосоме, так далеко стоят друг от друга, что они также наследуются независимо друг от друга. Только гены, определяющие форму боба и длину стебля, находятся в 4-й хромосоме так близко друг к другу, что Мендель должен был заметить сцепление этих признаков. Однако Мендель не сообщал о данном скрещивании, и мы не знаем, проводил ли он его вообще.
истчоник окнспекта - http://interneturok.ru/ru/school/biology/10-klass/undefined-0/hromosomnaya-teoriya-nasledstvennosti
источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=JQoeKWB2uk0
источник презентации - http://prezentacii.com/biologiya/675-hromosomnaya-teoriya-nasledstvennosti.html