Параграф 26 ГДЗ Каменский 10 класс (Биология)

Ниже вариант решения задания из учебника Пасечник, Касперская, Сивоглазов 10 класс, Просвещение:

§ 26. Хромосомная теория наследственности. Закон Моргана. Взаимодействие генов. Генетика пола. Наследование, сцепленное с полом. Цитоплазматическая наследственность

Каково строение и функции хромосом?

Хромосомы — это структуры клеточного ядра, состоящие из ДНК и белков, которые обеспечивают хранение и передачу наследственной информации. Они имеют вид плотно упакованных нитей хроматина, а во время деления клетки приобретают характерную форму с центромерой, делящей их на плечи. Основные функции хромосом заключаются в хранении генетической информации в виде последовательностей ДНК, её точной передаче при делении клеток и регуляции активности генов.

В чём суть хромосомной теории наследственности Т. Моргана?

1. Носителями наследственности являются гены.

2. Ген представляет собой участок хромосомы. Таким образом, хромосома — это группа последовательно сцепленных между собой генов.

3. Каждый ген занимает в определённой хромосоме строго определённое место — локус. Во время конъюгации в мейозе локусы аллельных генов гомологичных хромосом располагаются напротив друг друга.

4. Гены одной хромосомы наследуются совместно и попадают в одну гамету. Это положение хромосомной теории часто называют законом Моргана.

5. Кроссинговер (перекрёст) представляет собой обмен аллельными генами между гомологичными хромосомами.

1. Кто является автором хромосомной теории наследственности?

Хромосомную теорию наследственности создал великий американский генетик Томас Морган.

2. Что такое кроссинговер, когда он возникает?

Кроссинговер (перекрёст) представляет собой обмен аллельными генами между гомологичными хромосомами. Понимание кроссинговера помогло генетикам создать хромосомные карты, т. е. определить место каждого гена в хромосоме при помощи подсчёта частоты кроссинговера между двумя различными генами: частота перекрёста между двумя неаллельными генами одной хромосомы пропорциональна расстоянию между ними. Понятно, что чем ближе два гена расположены в одной хромосоме, тем реже они разделяются при кроссинговере.

3. В чём проявляется взаимодействие генов?

Очень часто какой-либо признак определяется не одним геном, а взаимодействием генов. Например, доминирование и неполное доминирование — разновидности взаимодействия аллельных генов. Но может быть ещё и сверхдоминирование, когда в гетерозиготном состоянии (Аа) действие доминантного гена А проявляется сильнее, чем в гомозиготном состоянии (АА). При кодоминировании у гетерозигот проявляется новый вариант признака. Например, ген IA кодирует один белок, а аллельный ему ген IB — другой белок. Так вот у особи, которой от родителей достались разные гены (IAIB), будут вырабатываться оба белка.

Взаимодействуют и неаллельные гены. Например, цветок горошка с генами ААвв и ааВВ имеет неокрашенный венчик, а с АаВв — окрашенный. Такое взаимодействие неаллельных, чаще доминант-ных генов А и В называется комплементарным. Ещё один пример взаимодействия неаллельных генов, когда ген подавляет проявление другого гена, называется эпистаз.

4. Что такое полимерия?

Полимерия — вариант взаимодействия генов, когда признак определяется несколькими парами неаллельных, но схожих генов, образовавшихся, видимо, из-за удвоения или утроения какого-то гена.

5. Как наследуется пол организма?

Теорий по этому поводу было много, но ответили на этот вопрос только Т. Морган с сотрудниками. Им удалось показать, что самцы и самки одного вида различаются по набору хромосом. В соматических клетках все пары хромосом, кроме одной, одинаковы и называются аутосомами, а одна пара хромосом, называемых половыми, различается у самцов и у самок.

Пол определяется во время оплодотворения. Если яйцеклетку, в которой содержится гаплоидный набор хромосом (т. е. 3 аутосомы и одна половая Х-хромосома), оплодотворит сперматозоид с Х половой хромосомой, то из зиготы разовьётся самка, а если с Y половой хромосомой, то самец.

6. Что такое гемофилия? Каков механизм её передачи по наследству?

Y-хромосома — маленькая, и ей нет аллельной пары в мужских клетках. Поэтому у мужчин все гены Х-хромосомы (и доминантные, и рецессивные) проявляются фенотипически. Так наследуется гемофилия — болезнь, при которой нарушен процесс свёртывания крови. Если женщина с мутантной Х-хромосомой родит девочку и передаст ей эту хромосому, то девочка тоже вырастет носительницей гемофилии, но кровь у неё будет сворачиваться нормально за счёт деятельности отцовской Х-хромосомы. А вот если мать передаст мутантную Х-хромосому сыну, то он будет больным человеком и может погибнуть от любого ушиба или пореза, ведь у него нет аллельного гена в Y-хромосоме, который мог обеспечить синтез необходимых для образования тромба белков.

7. В чём проявляется цитоплазматическая наследственность?

Известно, что ДНК содержится не только в ядре, но и в органоидах цитоплазмы — митохондриях и пластидах. Благодаря этому они могут воспроизводиться в случае надобности, например перед делением клетки, т. е. существует путь передачи наследственной информации не только ч-рез ядро, но и через цитоплазму. Такая наследственность получила название цитоплазматической. Особая черта такой наследственности — передача информации по линии матери. При образовании зиготы ядро сперматозоида проникает в яйцеклетку, а значит, вся цитоплазма яйцеклетки и её органоиды достаются зиготе, а митохондрии сперматозоида в зиготу проникнуть не могут.

1. Сформулируйте основные положения хромосомной теории Томаса Моргана.

1. Носителями наследственности являются гены.

2. Ген представляет собой участок хромосомы. Таким образом, хромосома — это группа последовательно сцепленных между собой генов.

3. Каждый ген занимает в определённой хромосоме строго определённое место — локус. Во время конъюгации в мейозе локусы аллельных генов гомологичных хромосом располагаются напротив друг друга.

4. Гены одной хромосомы наследуются совместно и попадают в одну гамету. Это положение хромосомной теории часто называют законом Моргана.

5. Кроссинговер (перекрёст) представляет собой обмен аллельными генами между гомологичными хромосомами.

2. Приведите примеры полимерии.

Таким образом кодируются окраска пшеницы, количество молока у коров, яйценосность у кур, содержание сахаров в плодах. Пигментация кожи у человека определяется шестью аллелями: у африканцев преобладают доминантные аллели, а у европейцев — рецессивные. Определяемые полимерными генами признаки более стабильны.

3. Дайте сравнительную характеристику половых клеток гомогаметных и гетерогаметных организмов.

Половые клетки гомогаметных организмов содержат одинаковые половые хромосомы, которые определяют развитие одного пола. Например, у человека гомогаметными являются женские половые клетки (яйцеклетки), содержащие только Х-хромосому. Гетерогаметные организмы образуют гаметы с разными половыми хромосомами, что определяет развитие противоположного пола. У человека мужские половые клетки (сперматозоиды) могут нести либо Х-, либо Y-хромосому. Таким образом, гомогаметные половые клетки обеспечивают стабильность наследования пола, тогда как гетерогаметные — вариативность.

4. Опишите процесс наследования дальтонизма.

Дальтонизм, или цветовая слепота, чаще всего является рецессивным признаком, сцепленным с Х-хромосомой. Это означает, что ген, отвечающий за это заболевание, расположен на Х-хромосоме. Женщины (ХХ) могут быть носителями дальтонизма, если одна из их Х-хромосом содержит дефектный ген, но для проявления заболевания необходимы две копии мутантного гена (ХdXd). Мужчины (XY) имеют только одну Х-хромосому, поэтому если она содержит мутацию (XdY), то дальтонизм проявляется.

1. Почему возможно существование цитоплазматической наследственности?

Известно, что ДНК содержится не только в ядре, но и в органоидах цитоплазмы — митохондриях и пластидах. Благодаря этому они могут воспроизводиться в случае надобности, например перед делением клетки, т. е. существует путь передачи наследственной информации не только через ядро, но и через цитоплазму. Такая наследственность получила название цитоплазматической.

2. Как происходит наследование таких заболеваний, как дальтонизм, гемофилия?

У человека Х-хромосома, по мнению генетиков, содержит более 200 генов. И в каждой клетке эти хромосомы продублированы, и за каждый признак отвечают два гена: если в одном и произойдёт мутация, есть аллельный «здоровый» ген. А вот Y-хромосома — маленькая, и ей нет аллельной пары в мужских клетках. Поэтому у мужчин все гены Х-хромосомы (и доминантные, и рецессивные) проявляются фенотипически. Так наследуется гемофилия — болезнь, при которой нарушен процесс свёртывания крови. Если женщина с мутантной Х-хромосомой родит девочку и передаст ей эту хромосому, то девочка тоже вырастет носительницей гемофилии, но кровь у неё будет сворачиваться нормально за счёт деятельности отцовской Х-хромосомы. А вот если мать передаст мутантную Х-хромосому сыну, то он будет больным человеком и может погибнуть от любого ушиба или пореза, ведь у него нет аллельного гена в Y-хромосоме, который мог обеспечить синтез необходимых для образования тромба белков. Так же как и гемофилия, наследуется нарушение цветового восприятия — дальтонизм. Он проявляется только у мужчин.

3. Какой пол у человека является гомогаметным?

У самок дрозофил образуются гаметы только с Х-хромосомой, а у самцов — либо с Х-, либо с Y-хромосомой с одинаковой вероятностью. Так же происходит у большинства млекопитающих, земноводных, ракообразных — у них женский пол называется гомогаметным, а у самцов — гетерогаметным.

4. В каких случаях перед вступлением в брак необходима консультация специалистов генетиков?

• Если в роду были дальтоники

• Если в роду были больные или носители гемофилии

• Если у отца и матери разный резус-фактор

1. У человека и большинства млекопитающих пол у самок гомогаметный, а у самцов гетерогаметный.

У самок дрозофил образуются гаметы только с Х-хромосомой, а у самцов — либо с Х-, либо с Y-хромосомой с одинаковой вероятностью. Так же происходит у большинства млекопита-ющих, земноводных, ракообразных — у них женский пол называется гомогаметным, а у самцов — гетерогаметным.

Но у птиц и рептилий, наоборот, самцы дают одинаковый вид гамет, т. е. гомогаметы, а самки — гетерогаметы. У пчёл и муравьёв половых хромосом нет, и самки имеют в клетках диплоидный набор хромосом, а самцы развиваются партеногенетически, и все их клетки — гаплоидны (n). У крокодилов и некоторых черепах пол зависит от температуры окружающей среды: чем теплее, тем больше зародышей развиваются по женскому типу.

2. Гемофилия и дальтонизм — наследственные заболевания мужчин.

У человека Х-хромосома, по мнению генетиков, содержит более 200 генов. И в каждой клетке эти хромосомы продублированы, и за каждый признак отвечают два гена: если в одном и произойдёт мутация, есть аллельный «здоровый» ген. А вот Y-хромосома — маленькая, и ей нет аллельной пары в мужских клетках. Поэтому у мужчин все гены Х-хромосомы (и доминантные, и рецессивные) проявляются фенотипически. Так наследуется гемофилия — болезнь, при которой нарушен процесс свёртывания крови. Если женщина с мутантной Х-хромосомой родит девочку и передаст ей эту хромосому, то девочка тоже вырастет носительницей гемофилии, но кровь у неё будет сворачиваться нормально за счёт деятельности отцовской Х-хромосомы. А вот если мать передаст мутантную Х-хромосому сыну, то он будет больным человеком и может погибнуть от любого ушиба или пореза, ведь у него нет аллельного гена в Y-хромосоме, который мог обеспечить синтез необходимых для образования тромба белков. Так же как и гемофилия, наследуется нарушение цветового восприятия — дальтонизм. Он проявляется только у мужчин.

Найдите в тексте определения понятий: эпистаз, полимерия, аутосома, гетерогаметный пол. Выпишите понятия и определения в рабочую тетрадь.

Эпистаз – пример взаимодействия неаллельных генов, когда ген подавляет проявление другого гена.

Полимерия — вариант взаимодействия генов, когда признак определяется несколькими парами неаллельных, но схожих генов, образовавшихся, видимо, из-за удвоения или утроения какого-то гена.

Аутсомы – все пары хромосом в соматических клетках.

Гетерогаметный пол – пол, в котором представлены два вида хромосом.

Решение элементарных генетических задач

1. Какое соотношение по фенотипу будет у потомства томатов во втором поколении (F2), если в скрещивании использовали гомозиготные растения с красными (А) и круглыми (В) плодами и гомозиготные растения с жёлтыми (а) и грушевидными плодами (в)? Гены окраски и формы плодов расположены в разных хромосомах.

В задаче описано дигибридное скрещивание с независимым наследованием признаков, так как гены окраски и формы плодов расположены в разных хромосомах. В первом поколении (F1) все особи будут гетерозиготными (AaBb) с красными круглыми плодами, так как красная окраска (А) и круглая форма (В) доминируют над жёлтой (а) и грушевидной (в). При скрещивании особей F1 между собой (AaBb х AaBb) в F2 будет наблюдаться расщепление по фенотипу в соотношении 9:3:3:1 согласно третьему закону Менделя. Это означает, что 9/16 растений будут иметь красные круглые плоды, 3/16 — красные грушевидные, 3/16 — жёлтые круглые и 1/16 — жёлтые грушевидные.

2. У львиного зева красная окраска цветков неполно доминирует над белой, а узкие листья — над широкими. Гены располагаются в разных хромосомах. Скрещиваются растения с розовыми цветками и листьями промежуточной ширины с растениями, имеющими белые цветки и узкие листья. Составьте схему решения задачи. Какое потомство и в каком соотношении можно ожидать от этого скрещивания? Определите тип скрещивания, генотипы родителей и потомства.

Тип скрещивания — дигибридное с неполным доминированием по обоим признакам. Генотипы родителей: растение с розовыми цветками и листьями промежуточной ширины имеет генотип AaBb (где А — красная окраска, а — белая; В — узкие листья, b — широкие), а растение с белыми цветками и узкими листьями имеет генотип aaBB. Скрещивание: AaBb х aaBB. Гаметы первого родителя: AB, Ab, aB, ab; второго родителя: aB. Сочетание гамет даёт следующее потомство: 25% розовые цветки, узкие листья (AaBB); 25% розовые цветки, промежуточная ширина листьев (AaBb); 25% белые цветки, узкие листья (aaBB); 25% белые цветки, промежуточная ширина листьев (aaBb). Таким образом, расщепление по фенотипу составляет 1:1:1:1.

3. Известно, что хорея Гентингтона (А) — заболевание, проявляющееся после 35-40 лет и сопровождающееся прогрессирующим нарушением функций головного мозга, и положительный резус-фактор (В) наследуются как несцепленные аутосомно-доминантные признаки. Отец является дигетерозиготной по этим генам, а мать имеет отрицательный резус-фактор и здорова. Составьте схему решения задачи и вероятность рождения здоровых детей с положительным резус-фактором.

Генотипы родителей: отец — AaBb, мать — aabb. Скрещивание: AaBb х aabb. Гаметы отца: AB, Ab, aB, ab; матери: ab. Сочетание гамет даёт следующее потомство: 25% AaBb (больны хореей Гентингтона, положительный резус-фактор), 25% Aabb (больны хореей Гентингтона, отрицательный резус-фактор), 25% aaBb (здоровы, положительный резус-фактор), 25% aabb (здоровы, отрицательный резус-фактор). Здоровые дети с положительным резус-фактором имеют генотип aaBb, их вероятность составляет 25%.