БИОЛОГИЯ · 11 КЛАСС
Проект «Педагагічная скарбонка»
Молекулы, наследственность и эволюция

§ 34. Хромосомная теория наследственности

Хромосомная теория связывает закономерности наследования с расположением генов в хромосомах. Гены занимают определённые локусы и образуют линейную последовательность.

Интерактивное исследование6 выводов2 интересных факта
34
Главный вопрос

Почему некоторые сочетания аллелей передаются чаще, чем предсказывает независимая модель?

Биологическая лаборатория

Как рекомбинация меняет доли гамет

Изменяйте параметры и наблюдайте модель. Пояснение раскрывает механизм каждого результата — правильный ответ заранее знать не нужно.

Исследуйте изменения и читайте объяснения. Учебные схемы и числовые модели упрощены.

Разбираемся в теме

Четыре смысловых раздела
01

Гены имеют адреса

Хромосомная теория связывает закономерности наследования с расположением генов в хромосомах. Гены занимают определённые локусы и образуют линейную последовательность. Аллели одного локуса находятся в соответствующих участках гомологов. Гены одной хромосомы составляют группу сцепления и могут передаваться совместно. Опыты Моргана и его сотрудников на дрозофиле позволили связать отклонения от независимого распределения с физической организацией наследственного материала.

Выделяем главное

Группа сцепления
Совокупность генов, расположенных в одной хромосоме
Сцепленное наследование
Совместная передача близко расположенных генов чаще, чем при независимом распределении
Хромосомная теория
Представление о хромосомах как носителях линейно расположенных генов
Выделяем главное
02

Фаза расположения важна

Одинаковая запись AaBb скрывает фазу
РасположениеРодительские гаметыРекомбинантные
AB / abAB и abAb и aB
Ab / aBAb и aBAB и ab

Запись AaBb не показывает, какие аллели находятся на одной хромосоме. Для сцепленных генов различают сочетания AB/ab и Ab/aB.

В первом случае родительские гаметы несут AB и ab, во втором — Ab и aB. Поэтому одинаковый буквенный генотип может давать разные преобладающие классы потомства. Перед расчётом нужно восстановить фазу сцепления из происхождения особи или данных анализирующего скрещивания.

Фаза сцепления
Распределение аллелей разных локусов между двумя гомологами
Цис-сочетание
Расположение AB на одном гомологе и ab на другом
Транс-сочетание
Расположение Ab на одном гомологе и aB на другом
От схемы — к объяснению

Дрозофила — модельный объект генетики

Sanjay Acharya · CC BY-SA 4.0
Wikimedia Commons · источник

Хромосомы: упаковка наследственного материала

SadiesBurrow · CC BY-SA 4.0
Wikimedia Commons · источник

Модель двойной спирали ДНК

Zephyris · CC BY-SA 3.0
Wikimedia Commons · источник

03

Кроссинговер нарушает сцепление

Обмен между гомологичными хромосомами создаёт рекомбинантные сочетания аллелей. Их доля позволяет оценивать генетическую близость локусов. Для близких генов частота рекомбинации приблизительно соответствует расстоянию в сантиморганах. На больших расстояниях множественные обмены могут скрывать часть событий, поэтому простая линейная зависимость перестаёт быть точной. Наблюдаемая доля рекомбинантов не превышает половины, даже если физическое расстояние велико.

Структура и её функция

Рекомбинант
Потомок или гамета с новым сочетанием рассматриваемых аллелей
Частота рекомбинации
Доля рекомбинантных вариантов среди всех анализируемых
Сантиморган
Единица генетического расстояния, соответствующая примерно одному проценту рекомбинации на малом интервале
Структура и её функция
04

Как строят карту

Карта из данных потомства
Наблюдение

420 AB, 420 ab, 80 Ab, 80 aB.

Подсчёт

Рекомбинантов 80 + 80 = 160 из 1000.

Вывод

Частота 16%, оценка малого интервала около 16 сМ.

Генетическая карта показывает относительное расположение локусов по данным наследования. Она не является точной линейкой физической длины ДНК.

При анализирующем скрещивании суммируют два рекомбинантных класса и делят на всё потомство. Частые родительские классы помогают определить исходную фазу. Для трёх и более генов сопоставление нескольких интервалов уточняет порядок и выявляет события, которые двухточечный анализ может не заметить.

Генетическая карта
Схема порядка генов и расстояний между ними по частотам рекомбинации
Физическая карта
Расположение участков генома, выраженное в нуклеотидных координатах или физической длине
Полное сцепление
Наблюдаемая совместная передача локусов без обнаруженных рекомбинантов в рассматриваемых условиях
От схемы — к объяснению
Думаем как биологи

Разберите ситуацию

В потомстве 420 AB, 420 ab, 80 Ab и 80 aB. Какова частота рекомбинации?

Сверить рассуждение

Рекомбинантов 160 из 1000, то есть 16 процентов. Для такого интервала оценка генетического расстояния по простой модели составляет около 16 сантиморганов.

Собираем главное

Шесть опорных выводов

01

Хромосомная теория связывает закономерности наследования с расположением генов в хромосомах. Гены занимают определённые локусы и образуют линейную последовательность.

02

Запись AaBb не показывает, какие аллели находятся на одной хромосоме. Для сцепленных генов различают сочетания AB/ab и Ab/aB.

03

Обмен между гомологичными хромосомами создаёт рекомбинантные сочетания аллелей. Их доля позволяет оценивать генетическую близость локусов.

04

Генетическая карта показывает относительное расположение локусов по данным наследования. Она не является точной линейкой физической длины ДНК.

05

Сцепление связывает наследование с физическим расположением генов. Кроссинговер создаёт новые комбинации внутри группы сцепления.

06

Частота рекомбинации помогает строить карту, но имеет ограничения. Нельзя без поправок превращать любой процент в физическую длину ДНК.

Проверьте себя10 вопросов · проверяем понимание темы
1. Какое понятие соответствует описанию? «Совокупность генов, расположенных в одной хромосоме»
2. Какое понятие соответствует описанию? «Совместная передача близко расположенных генов чаще, чем при независимом распределении»
3. Какое понятие соответствует описанию? «Распределение аллелей разных локусов между двумя гомологами»
4. Какое понятие соответствует описанию? «Расположение AB на одном гомологе и ab на другом»
5. Какое понятие соответствует описанию? «Потомок или гамета с новым сочетанием рассматриваемых аллелей»
6. Какое понятие соответствует описанию? «Доля рекомбинантных вариантов среди всех анализируемых»
7. Какое понятие соответствует описанию? «Схема порядка генов и расстояний между ними по частотам рекомбинации»
8. Какое понятие соответствует описанию? «Расположение участков генома, выраженное в нуклеотидных координатах или физической длине»
9. Какое понятие соответствует описанию? «Представление о хромосомах как носителях линейно расположенных генов»
10. Какое понятие соответствует описанию? «Единица генетического расстояния, соответствующая примерно одному проценту рекомбинации на малом интервале»

Источники и иллюстрации

Основа: предоставленный параграф учебника «Биология. 11 класс», § 34 «Хромосомная теория наследственности», издательство «Народная асвета». Материал переработан в учебный конспект по структуре и терминологии курса. Подписи, авторы и лицензии изображений приведены рядом с ними.

Конспект, схемы и задания работают без подключения к сети. Для внешних изображений требуется интернет.

↑

Загрузка прогресса…