Цитоплазматическая наследственность.




Урок 6. Взаимодействие генов

Взаимодействие генов.

 

Изучая закономерности наследования, Г.Мендель исходил из предположения, что один ген отвечает за развитие только одного признака. Например, ген, отвечающий за развитие окраски семян гороха, не влияет на форму семян. Причем эти гены располагаются в разных хромосомах, и их наследование независимо друг от друга. Поэтому может сложиться впечатление, что генотип представляет собой простую совокупность генов организма. Однако сам Мендель в ряде опытов столкнулся с явлениями наследования, которые не могли быть объяснены с помощью открытых им закономерностей. Так, при изучении наследования окраски семенной кожуры, Мендель обнаружил, что ген, вызывающий образование бурой семенной кожуры, способствует также развитию пигмента и в других частях растения. Растения с бурой семенной кожурой имели цветки фиолетовой окраски, а растения с белой семенной кожурой — белые цветки. Мендель пришел к заключению, что наследование пурпурного цвета зависит не от одного, а от нескольких генов, каждый из которых дает промежуточную окраску. Можно говорить о том, что Мендель не только установил законы независимого наследования пар аллелей, но и заложил основы учения о взаимодействии генов.

Постепенно накапливались факты, показывающие, что полученные Менделем числовые соотношения при расщеплении гибридного поколения не всегда соблюдались. Это указывало на то, что взаимоотношения между генами и признаками носят более сложный характер. Выяснилось, что: один и тот же ген может оказывать влияние на развитие нескольких признаков; один и тот же признак может развиваться под влиянием многих генов. Взаимодействовать друг с другом могут как аллельные, так и неаллельные гены.

Различают несколько типов взаимодействия аллельных генов:

Полное доминирование — вид взаимодействия, при котором в фенотипе гетерозигот присутствует продукт только одного (доминантного) гена и фенотип гетерозигот имеет такое же значение, как фенотип гомозигот по доминантному признаку.

Неполное доминирование — вид взаимодействия, при котором фенотип гетерозигот отличается от фенотипов гомозигот по доминантному и рецессивному признакам и имеет промежуточное значение между ними.

Кодоминирование — вид взаимодействия, при котором в фенотипе гетерозигот присутствуют продукты обоих генов. Например, кодоминирование проявляется у людей с 4 группой крови. Первая группа крови у людей с аллелями iOiO, вторая — с аллелями IAIA или IAí0; третья — IВIВ или IВí0; четвертая группа имеет аллели IАIВ.

  Рис. 6. Наследование формы гребня у кур.
Взаимодействие неаллельных генов:

Известно много примеров, когда гены влияют на характер проявления определенного неаллельного гена или на саму возможность проявления этого гена. Комплементарными называют гены, обусловливающие при совместном сочетании в генотипе в гомозиготном или гетерозиготном состоянии новое фенотипическое проявление признака.

Классическим примером комплементарного взаимодействия генов является наследование формы гребня у кур (рис.6). При скрещивании кур, имеющих розовидный и гороховидный гребень, все первое поколение имеет ореховидный гребень. При скрещивании гибридов первого поколения у потомков наблюдается расщепление по форме гребня: 9/16 ореховидных: 3/16 розовидных: 3/16 гороховидных: 1/16 листовидный. Генетический анализ показал, что куры с розовидным гребнем имеют генотип А_bb, с

гороховидным — ааВ_, с ореховидным — А_В_ и с листовидным — ааbb, то есть развитие розовидного гребня происходит в том случае, если в генотипе имеется только один доминантный ген — А, гороховидного — наличие только гена В, сочетание генов А В обусловливает появление ореховидного гребня, а сочетание рецессивных аллелей этих генов — листовидного.

При комплементарном взаимодействии генов в дигибридном скрещивании получаются расщепления потомков отличные от менделевского: 9:7, 9:3:4, 13:3, 12:3:1, 15:1, 10:3:3, 9:6:1. Однако все они являются видоизменениями общей менделевской формулы 9:3:3:1.

  Рис. 7. Наследование окраски оперения у кур
Эпистатичным называют такое взаимодействие генов, при котором аллель одного гена подавляет действие аллелей других генов. Эпистатичное взаимодействие противоположно комплементарному.

Некоторые породы кур имеют белое оперение, другие же — окрашенное. Белое оперение определяется несколькими различными генами, например, у белых леггорнов — генами ССII, а у белых плимутроков — ccii. Доминантная аллель гена С определяет синтез предшественника пигмента (хромогена, обеспечивающего окраску пера), а его рецессивная аллель с — отсутствие хромогена. Ген I является подавителем действия гена С, а аллель i не подавляет его действия. Таким образом, белая окраска у кур определяется не наличием особых генов, определяющих развитие этой окраски, а наличием гена, подавляющего ее развитие (рис. 7).

При скрещивании, например, леггорнов(ССII)с плимутроками (ссii), все потомство F1 имеет белую окраску, которая определяется наличием в их генотипе гена-подавителя (СсIi). Если же гибридов F1 скрестить между собой, то во втором поколении происходит расщепление по окраске в отношении 13/16 белых: 3/16 окрашенных. Окрашенным оказывается та часть потомства, в генотипе которой имеется ген окраски и отсутствует его подавитель (С_ii).

Полимерия. Скрещивая белую и пурпурную фасоли, Мендель столкнулся с явлением полимерии. Полимерией называют влияние двух, трех и более неаллельных

генов на развитие одного и того же признака. Такие гены называют полимерными, или множественными, и обозначают одной буквой с соответствующим индексом, например А1, А2, а1, а2. Полимерные гены контролируют большинство количественных признаков организмов: высоту растения, массу семян, масличность семян, содержание сахара в корнеплодах сахарной свеклы, удойность коров, яйценоскость, вес тела и т.д. У человека по типу полимерии наследуется, например, окраска кожи.

Множественное действие генов имеет биохимическую природу: один белок-фермент, образующийся под контролем одного гена, определяет развитие не только данного признака,нои воздействует на развитие других признаков и свойств, вызывая их изменение. Впервые было обнаружено Г.Менделем, который обнаружил, что у растений с пурпурными цветками всегда имелись красные пятна в пазухах листьев, а семенная кожура была серого или бурого цвета. То есть развитие этих признаков определяется действием одного наследственного фактора (гена).

У человека встречается рецессивная наследственная болезнь—серповидно-клеточная анемия. Первичным дефектом этой болезни является замена одной из аминокислот в молекуле гемоглобина, что приводит к изменению формы эритроцитов. Одновременно с этим возникают глубокие нарушения в сердечно-сосудистой, нервной, пищеварительной, выделительной системах. Это приводит к тому, что гомозиготный по этому заболеванию ребенок погибает в детстве.

Таким образом, действие гена зависит от других генов — от генотипической среды. На проявление действия генов влияют и условия окружающей внешней среды. Следовательно, генотип является системой генов, взаимодействующих между собой и факторами среды обитания.

 

Цитоплазматическая наследственность.

Кроме ядерной наследственности существует и цитоплазматическая, связанная с некоторыми органоидами цитоплазмы. Например, хлоропласты высших растений при половом размножении передаются по материнской линии, мужские гаметы их не содержат, следовательно, зигота содержит хлоропласты, которые были в яйцеклетке. Хлоропласты содержат свою кольцевую ДНК, которая обеспечивает синтез некоторых белков и РНК, отвечающих за ряд признаков. У ночной красавицы и львиного зева известны явления пестролистностности, связанные с мутациями ДНК некоторых хлоропластов. Эти мутации могут привести к тому, что хлоропласты утрачивают зеленую окраску. Когда клетка делится, распределение хлоропластов по дочерним клеткам происходит случайно, в дочерних клетках могут оказаться окрашенные, бесцветные или те и другие хлоропласты. Если яйцеклетка содержала бесцветные хлоропласты, то из зиготы будет развиваться неокрашенное растение, израсходовав запас питательных веществ оно погибнет. Если только зеленые — разовьется нормальное зеленое растение. Если в яйцеклетку попали и зеленые и бесцветные хлоропласты, то растение будет пестролистным. Таким же образом наследуются признаки, связанные с мутациями, произошедшими в митохондриях.

 

Письменная работа с карточками на 10 мин:

  1. Задача. Какое потомство будет получено от скрещивания растений душистого горошка с генотипами СсРр и ССРр? Ген С отвечает за синтез бесцветного пропигмента (сс – пропигмент не образуется), ген Р – за синтез фермента, превращающего пропигмент в пурпурный пигмент (рр – фермент не образуется).
  2. Задача. Какое потомство будет получено от скрещивания растений душистого горошка с генотипами СсРр и ссРр? Ген С отвечает за синтез бесцветного пропигмента (сс – пропигмент не образуется), ген Р – за синтез фермента, превращающего пропигмент в пурпурный пигмент (рр – фермент не образуется).
  3. Характеристика цитоплазматической наследственности.
  4. Дайте определение терминам или раскройте понятия: полное доминирование, неполное доминирование, кодоминирование, комплементарность, эпистаз, полимерия.

Карточка у доски:

1. Какие взаимодействия генов относятся к аллельным взаимодействиям?

2. Какие взаимодействия генов относятся к неаллельным взаимодействиям?

3. Душистый горошек с какими генотипами будет иметь фиолетовую окраску цветов?

4. Происходит скрещивание дигетерозиготных растений душистого горошка с фиолетовыми цветами. Какая часть потомства будет иметь белые цветы?

5. С чем связано появление пестролистных растений ночной красавицы?

6. Какие растения могут быть в потомстве от пестролистной ночной красавицы?

7. Как передается признак пестролистности следующему поколению?

8. Какие органоиды содержат внеядерные гены?

9. Приведите пример множественного действия генов.

 

Тестовое задание:

Тест 1. К взаимодействию аллельных генов не относится:

1. Полное доминирование.

2. Неполное доминирование.

3. Явление множественного аллелизма.

4. Множественное действие генов.

Тест 2. К взаимодействию аллельных генов относится:

1. Полное доминирование.

2. Множественное действие генов.

3. Новообразование при взаимодействии неаллельных генов.

4. Эпистаз.

**Тест 3. Белая окраска цветов душистого горошка будет у растений с генотипом:

1. ССРР. 5. ССРр.

2. ссРР. 6. ССрр.

3. СсРр.

4. ссРр.

**Тест 4. Фиолетовая окраска цветов душистого горошка будет у растений с генотипом:

1. ССРР. 5. ССРр.

2. ссРР. 6. ССрр.

3. СсРр.

4. ссРр.

Тест 5. В потомстве от скрещивания дигетерозиготных растений (СсРр х СсРр) душистого горошка с фиолетовыми цветками:

1. 9/16 растений будут иметь белые цветы, 7/16 — фиолетовые.

2. 9/16 растений будут иметь фиолетовые цветы, 7/16 — белые

3. Все растения будут иметь фиолетовые цветы.

4. Все растения будут иметь белые цветы.

Тест 6. Пестролистность ночной красавицы наследуется:

1. По материнской линии.

2. По отцовской линии.

3. По законам Менделя.

4. По закону Моргана.

Тест 7. Пестролистность ночной красавицы связана:

1. С мутациями в пластидах.

2. С мутациями в рибосомах.

3. С мутациями в митохондриях.

4. С мутациями в ядре растительной клетки.

Тест 8. В потомстве от пестролистных растений ночной красавицы ожидаются:

1. Растения с нормальными зелеными листьями.

2. Растения с пестрыми листьями.

3. Растения с бесцветными листьями.

4. Возможны все три вышеизложенных варианта.

Тест 9. Цитоплазматическая наследственность подчиняется:

1. Первому закону Менделя (закону единообразия).

2. Второму закону Менделя (закону расщепления в соотношении 3:1).

3. Третьему закону Менделя (закону независимого расщепления признаков).

4. Закону Моргана (закону сцепленного наследования признаков).

5. Не подчиняется законам Менделя и Моргана.

**Тест 10. Внеядерные гены содержат:

1. Рибосомы.

2. Митохондрии.

3. Пластиды.

4. Комплекс Гольджи.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-07-02 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: