Хромосомна теорія спадковості. Зчеплене успадкування. Кросинговер

Дата                                                                      Урок №                                                             Клас 11

Тема: "Хромосомна теорія спадковості. Зчеплене успадкування. Кросинговер"

Мета: * сформувати поняття про хромосомну теорію спадковості та кросинговер

          * розвивати концентрацію уваги

          * виховувати самостійність

Тип уроку: формування вмінь і навичок

Хід уроку

I.Організаційний момент

II. Перевірка домашнього завдання

III. Формування мети і завдань уроку

IV. Вивчення нового матеріалу

Хромосомна теорія спадковості. Зчеплене успадкування

Вивчаючи та порівнюючи хромосомні набори самців і самок, учені встановили, що у багатьох випадках визначення статі залежить від генотипу. У соматичних клітинах самця та самки всі пари хромосом, крім однієї, схожі і несуть однакові типи генів. Хромосоми, представлені в обох статей однаковими гомологічними парами, називаються аутосомами. Пара хромосом, за якою відрізняють самця від самки, називається статевою. У людини 22 пари аутосом і одна пара статевих хромосом.

Статеві хромосоми бувають двох типів: X і Y. Стать визначається їхнім сполученням (XX абоXY). Стать, яка визначається наявністю XX–хромосом, на­зивається гомогаметною, а наявністю XY– хромосом — гетерогаметною. Гетерогаметні утворюють 2 типи гамет за статевими хромосомами: X,Y; гомогаметні — один тип: X. У більшості організмів (ссавці і людина, рептилії, амфібії, мухи тощо) жіноча стать гомогаметна (XX), чоловіча — гетерогаметна (XY). У птахів, деяких риб, метеликів самці гомогаметні (XX), а самки — гетерогаметні (XY). У деяких випадках стать визначається відсутністю однієї хромосоми у парі: у прямокрилих, павуків самки мають XX– набір, а самці — XО–набір хромосом. Крім хромосомного, є інші механізми визначення статі. Наприклад, у деяких безхребетних (коловерток, черв’яка-динофілюса) стать визначається до запліднення. З яйцеклітин, багатих на жовток і великих, утворюються самки, з дрібніших — самці. На формування статі деяких риб і земноводних впливають умови довкілля — у них закладаються водночас зачатки чоловічих іжіночих статевих залоз, але розвивається тільки один тип. У випадках визначення статі за хромосомним набором співвідношення становить 1:1.

Хромосомна теорія спадковості

В основі теорії лежить поведінка хромосом під час мейозу, від якого залежить якість сформованих гамет. Основні положення теорії, сформульовані Г. Морганом, такі:

1. Одиницею спадкової формації є ген.

2. Гени в хромосомах розташовані лінійно і утворюють групу зчеплення. Гени, розташовані в одній хромосомі, успадковуються разом, зчеплено.

3. Зчеплення генів може порушуватися у процесі мейозу в результаті кросинговеру.

4. У процесі мейозу гомологічні хромосоми, а отже, і алельні гени, потрапляють в різні гамети. Гамети завжди гаплоїдні (1n).

5. Негомологічні хромосоми, а отже, і неалельні гени розходяться довільно, незалежно один від одного й утворюють різні комбінації в гаметах, число яких визначається за формулою 2ⁿ, де n – кількість пар гомологічних хромосом. У результаті кросинговеру кількість комбінацій генів у гаметах збільшується.

Кросинговер як генетична закономірність

Кросинговер (від англ. crossingover – перехрест) – обмін ділянками гомологічних хромосом у процесі клітинного поділу, переважно в профазі першого мейотичного поділу, іноді в мітозі. Дослідами на дрозофілі Т.Морган, К.Бріджес і А.Стертевант показали, що немає абсолютно повного зчеплення генів, за якого гени передавалися би завжди разом. Імовірність того, що два гени, локалізовані в одній хромосомі, не розійдуться в процесі мейозу, коливається в межах 1-0,5%. У природі переважає неповне зчеплення, обумовлене перехрестом гомологічних хромосом і рекомбінацією генів. Так було відкрито перехрест хромосом, або кросинговер. Цитологічна картина кросинговеру була вперше описана датським ученим Янсеном.

Кросинговер відбувається тільки тоді, коли гени знаходяться в гетерозиготному стані (АВ/аb). Якщо гени в гомозиготному стані (АВ/АВ або аb/аb), обмін ідентичними ділянками не дає повних комбінацій генів у гаметах і в поколінні.

Схема кросинговеру

Частота (відсоток) перехреста між генами залежить від відстані між ними: чим далі вони розташовані один від одного, тим частіше відбувається кросинговер. Т. Морган запропонував відстань між генами вимірювати у відсотках, за формулою:

n₁×100/n = % кросинговеру,

де  n – загальне число особин у F,

     n₁ – сумарне число кросоверних особин.

Відрізок хромосоми, на якому здійснюється 1% кросинговеру, дорівнює одній морганіді (умовна міра відстані між генами). Частоту кросинговеру використовують для того, щоб визначити взаємне розміщення генів і відстань між ними. Розрізняють декілька типів кросинговеру: подвійний, множинний (складний), неправильний, нерівний. Значення. Кросинговер призводить до нового поєднання генів, що викликає зміну фенотипу. Крім того, він поряд з виникненням мутацій є важливим фактором еволюції організмів.

V. Узагальнення вивченого

VI. Домашнє завдання