Биологический каталог




Современная генетика. Том 1

Автор Ф.Айала, Дж.Кайгер

ествует рецессивный аллель st, вызывающий алый цвет глаз; соответствующий доминантный аллель (st+) отвечает нормальному красному цвету. Полученное в трех различных опытах потомство описано ниже. Определите генотипы родителей, используя для проверки гипотез метод хи-квадрат.

2.15. У кунжута одинарный плод-признак, доминантный по отношению к тройному, а нормальный (гладкий) лист -признак, доминантный по отношению к морщинистому листу. Оба признака наследуются независимо. Каковы генотипы родителей в каждом из пяти перечисленных ниже опытов?

Фенотип потомства

Фенотип родителей Одинарный, нормальный Одинарный, морщинистый Тройной, нормальный Тройной, морщинистый

Одинарный, нормальный х х тройной, нормальный 362 118 0 0

Одинарный, нормальный х х тройной, морщинистый 211 0 205 0

Одинарный, морщинистый х х тройной, нормальный 78 90 84 88

Одинарный, нормальный х х тройной, нормальный 318 98 323 104

Одинарный, нормальный х х одинарный, морщинистый 110 113 33 38

2.16. Каково число различных типов гамет, генотипов и фенотипов в потомстве самоопыляющегося растения, гетерозиготного по трем, пяти и семи различным доминантным генам?

2.17. Растение, гетерозиготное по четырем независимо наследуемым парам генов (AaBbCcDd), самоопыляется. Определите ожидаемые частоты следующих генотипов в потомстве этого растения: 1) aabbccdd, 2) aabbccDd, 3) AaBbCcDd,

2.18. У одного из видов дрозофилы известно семь аллелей гена, кодирующего фермент фосфатазу. Каково число различных генотипов по этому гену?

2.19. Какую долю всех возможных генотипов составляют гомозиготы, когда число различных аллелей данного гена равно трем? Пяти? Семи?

2.20. Скрещивали крыс дикого фенотипа (агути, гладкие, темноглазые, с неослабленной окраской) с черными, пятнистыми, красноглазыми крысами, имеющими ослабленную окраску. В поколении Fj все крысы имели окраску дикого типа.

Их скрещивали с черными, пятнистыми, рубиновоглазыми крысами, окраска которых ослаблена. Было получено следующее потомство (если признак не обозначен, это означает, что он относится к дикому типу):

Окраска дикого типа 41

Черные 50

Агути, пятнистые 29

Рубиновоглазые, черные 38

Агути ослабленная 36

Черная ослабленная 29

Пятнистые, агути ослабленная 33

Пятнистые, черная ослабленная 34

Рубиновоглазые, агути ослабленная 39

Рубиновоглазые, черная ослабленная 34

Пятнистые, рубиновоглазые, агути 35

Пятнистые, рубиновоглазые, черные 32

Пятнистые, рубиновоглазые, агути

ослабленная 25

Пятнистые, красноглазые,

черная ослабленная 30

Объясните результаты. В каких пропорциях будут представлены эти фенотипы в потомстве от скрещивания Fj х Fx?

Хромосомные основы

наследственности

Гены и хромосомы

Всякий раз, когда выясняется, что две, казалось бы, разные области науки на самом деле взаимосвязаны, факты, накопленные в каждой из них, можно использовать для объяснения явлений, изучаемых в другой области. Такой подход, как правило, приносит успех. Именно это и произошло, когда было показано, что менделевская генетика и процессы митоза и мейоза связаны между собой. В 1902 г. два исследователя — Вальтер Саттон в США и Теодор Бовери в Германии-независимо друг от друга предположили, что гены расположены в хромосомах, и эта идея положила начало хромосомной теории наследственности. Аргументом в пользу такого предположения был параллелизм в поведении в процессах мейоза и оплодотворения хромосом, с одной стороны, и генов-с другой. Существование двух аллелей данного признака, один из которых наследуется от одного родителя, а другой-от второго, соответствует существованию двух хромосом, каждая из которых приходит от одного из родителей. Два аллеля каждого признака расходятся при формировании гамет, поскольку гомологичные хромосомы каждой пары попадают в процессе мейоза в разные гаметы (рис. 3.1). Некоторые гены, определяющие различные признаки, наследуются и комбинируются независимо, поскольку они расположены в негомологичных хромосомах, а эти хромосомы комбинируются в гаметах независимо от того, от какого из родителей они были получены (рис. 3.2).

Параллелизм в поведении генов и хромосом в процессе образования гамет и оплодотворении убедительно свидетельствовал в пользу предположения, что гены расположены в хромосомах. Еще более неотразимым доказательством справедливости хромосомной теории наследственности стало обнаружение взаимосвязи между конкретными генами

Рис. 3.1. Хромосомная основа закона расщепления Менделя. Пример иллюстрирует скрещивание растений с гладкими и морщинистыми семенами. Изображены только две пары хромосом, в одной из этих пар находится ген, ответственный за форму семян. У растений с гладкими семенами мейоз приводит к образованию гамет с аллелем гладкости (it), а у растений с морщинистыми семенами-гамет с аллелем морщинистости (г). Гибриды первого поколения ?1 имеют одну хромосому с аллелем гладкости и одну-с аллелем морщинистости. Мейоз в Ft приводит к образованию в равном числе гамет с R и с г. Случайное попарное объединение этих гамет при оплодотворении приводит в поколении F2 к появлению особей с гладкими и морщинистыми горошинами в отношении 3:1.

Рис. 3.2. Закон независимого комбинирования как следствие независимого расхождения негомологичных хромосом в мейозе. Скрещивание растений, отличающихся по форме и цвету семян (гладкие желтые х зеленые морщинистые), дает гибридные растения, у которых в хромосомах одной гомологичной пары содержатся аллели Л и г, а другой гомологичной пары-аллели У и у. В метафазе I мейоза хромосомы, полученные от каждого из родителей, могут с равной вероятностью отходить либо

к одному и тому же полюсу веретена (левый рисунок), либо к разным (правый рисунок). В первом случае возникают гаметы, содержащие те же комбинации генов (YR и уг), что и у родителей, во втором случае-альтернативные сочетания генов (Уг и yR). В результате с вероятностью 1/4 образуются четыре типа гамет, случайная комбинация этих типов приводит к расщеплению потомства 9:3:3:1, как это и наблюдалось Менделем.

и конкретными хромосомами. Существование такой связи было впервые продемонстрировано в опытах, поставленных Нобелевским лауреатом Томасом Хантом Морганом в 1910 году и его студентом и сотрудником Кальвином Бриджесом в 1916 году. Эти эксперименты были проделаны на Drosophila melanogaster - маленькой желтовато-коричневой плодовой мушке, скопления которой можно видеть летом и ранней осенью вокруг опавших и прелых фруктов (рис. 3.3 и 3.4).

Рис. 3.3. Плодовая мушка Drosophila те-lanogaster размножается, питаясь опавшими фруктами и продуктами бродильных производств. Это мелкое насекомое длиной около двух миллиметров и весом около одного миллиграмма с желтовато-коричневым телом и красными глазами. Дрозофила-очень распространенный и удобный объект генетических исследований, поскольку время генерации у этих мух очень мало (около двух недель), а численность потомства велика (несколько сотен от каждого скрещивания). Дрозофилы легко разводятся в лабораторных условиях.

Яйцо

Личинка первого возраста

Личинка второго возраста

Рис. 3.4. Хромосомы Drosophila melanogaster. Хромосомы первой пары имеют одинаковую морфологию у самок и разную-у самцов: Х-хромо-сомы - телоцентриче-ские, Y-хромосома-акроцентрическая; вторая и третья хромосомы - метацентрики; четвертая хромосома очень мала.

IV

X X

4fc

? IV

' I ?

X У

Наследование, сцепленное с полом

Как и многие другие великие научные свершения, открытия Моргана и Бриджеса были сделаны в процессе анализа отклонений от ожидаемых результатов. Морган использовал для своих опытов линию D.

melanogaster с белыми, а не с обычными красными глазами. Линия разводилась в чистоте: потомство белоглазых мух также было белоглазым. Однако, когда белоглазых мух скрещивали с красноглазыми, соотношение тех и других в потомстве не согласовывалось с менд ел вескими законами наследования.

Если красноглазыми были самки, а белоглазыми самцы (рис. 3.5), то в Fj все мухи имели красные глаза, что соответствует гипотезе о доминантности этого признака. При скрещивании между собой мух из ?у,

Рис. 3.6. Сцепленное с полом наследование у Drosophila melanogaster. Скрещиваются белоглазая самка и красноглазый самец. Результаты этого скрещивания отличны от результатов реципрокного скрещивания, представленных на рис. 3.5.

три четверти потомства в F2 было красноглазым, а одна четверть - белоглазой, т. е. и в этом случае результаты, казалось бы, подтверждают предположение о доминантности признака «красные глаза». Важно, однако, что в F2 все самки были красноглазыми, тогда как среди самцов половина имела красные глаза, а половина-белые. Это не совпадало с предсказаниями, следующими из менделевских законов наследственности. Неожиданными оказались и результаты скрещивания между собой мух из F2. Все самцы разводились в чистоте: красноглазые самцы были носителями лишь генов красноглазости, белоглазые-лишь генов белогла-зости. Самки из F2 были двух типов: потомство одних было исключительно красноглазым, тогда как в потомстве других половина самцов имела красные глаза, а половина - белые.

При скрещивании белоглазых самок с красноглазыми самцами результаты были другими (рис. 3.6). Не все потомство от такого скрещивания в Ft было красноглазым, как следовало бы ожидать на основе законов Менделя, исходя из доминирования признака «красные глаза». Напротив, лишь половину потомства составляли мухи с такими глазами, тогда как вторая половина имела белые глаза; кроме того, все красноглазые мухи были самками, а белоглазые-самцами. При их скрещивании между собой в F2 потомство состояло наполовину (а не на четверть!) из белоглазых мух и наполовину из красноглазых, причем в равном числе у обоих полов.

Морган показал, что все эти результаты можно объяснить, если предположить, что, во-первых, ген, определяющий цвет глаз, расположен в половой хромосоме (Х-хромосоме) и, во-вторых, что половая хромосома самцов (Y-хромосома) не содержит этот ген. Как отмечалось в гл. 1, хромосомы образуют пары. Однако хромосомы

страница 10
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51

Скачать книгу "Современная генетика. Том 1" (4.74Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Химический каталог

Copyright © 2009
(16.07.2016)