§ 38. ГЕНЕТИКА ПОЛА. НАСЛЕДОВАНИЕ, СЦЕПЛЕННОЕ С ПОЛОМ

Основные понятия и ключевые термины: Наследование, сцепленное с полом.

Вспомните! Что такое хромосомы?

Новости науки

На материале различных видов энотеры канадские учёные доказали одну из важнейших гипотез биологии: половое размножение лучше бесполого, так как у организмов, которые размножаются половым путём, большая выносливость: со временем у их потомков не накапливаются вредные мутации. Результаты исследования представлены в журнале Molecular Biology and Evolution.

СОДЕРЖАНИЕ

Какие признаки определяют пол?

Половые признаки могут быть морфологическими, физиологическими, биохимическими, поведенческими и т. д., но все они определяются генами. Признаки пола разделяют на первичные и вторичные. Первичными половыми признаками являются признаки, определяющие наличие и строение репродуктивных органов, участвующих в гаметогенезе и оплодотворении (например, пестик цветочных или яичники млекопитающих). Эти признаки формируются в эмбриогенезе. Вторичные половые признаки отличают один пол от другого и не участвуют в воспроизведении. Они зависят от первичных признаков, развиваются под действием гормонов и появляются у организмов в период полового созревания (например, особенности строения тела мужчин и женщин, перьевой покров самцов и самок фазанов) (ил. 102).

Развитие половых признаков в онтогенезе является сложным процессом, происходящим под действием факторов среды и большого количества генов. Гены, определяющие половые признаки, расположены в половых хромосомах и аутосомах:

1) гены половых хромосом, определяющие признаки, сцепленные с полом (например, гемофилия и дальтонизм у человека, цвет глаз у дрозофилы);

2) гены аутосом, проявляющиеся только у одного из полов (например, яйценоскость птиц, размеры молочных желёз) или у представителей обоих полов (например, рост волос у человека).

Ил. 102. Вторичные половые признаки самки и самца фазана

Ил. 103. Половые хромосомы человека (X и Y) под электронным микроскопом

У большинства организмов пол определяется генами половых хромосом (ил. 103). Для обозначения этих хромосом используют буквы X, Y, Z и W. Отсутствие половой хромосомы обозначается цифрой 0. Пол, который производит гаметы, которые не отличаются по половым хромосомам, называется гомогаметным (XX, ZZ), а пол, в которой гаметы отличаются, - гетерогаметным (XY, Z0).

Итак, пол характеризуется совокупностью признаков, определяемых генами, расположенными в половых хромосомах и аутосомах.

Как определяется пол при развитии организмов?

Существует три основных типа определения пола по временной организации: до оплодотворения, в момент оплодотворения и после оплодотворения.

Определение пола до оплодотворения, как правило, происходит в результате неодинакового распределения питательных веществ между яйцеклетками. Из бедных питательными веществами яйцеклеток развиваются самцы, а из богатых - самки (например, у коловраток и тлей).

Определение пола после оплодотворения связано с влиянием факторов внешней среды. Так, у крокодилов, черепах из отложенных яиц самцы и самки вылупляются в зависимости от температуры среды.

У большинства раздельнополых организмов пол будущей особи определяется в момент оплодотворения и зависит от того, сколько и какие из половых хромосом объединяются в зиготе.

В органическом мире существуют различные типы хромосомного определения пола:

1) XX - женский пол; XY - мужской пол (например, млекопитающие, амфибии, двукрылые насекомые);

2) XX - женский пол; X0 - мужской пол (тараканы, прямокрылые);

3) ZZ - мужской пол; ZW - женский пол (например, птицы, рептилии);

4) ZZ - женский пол; Z0 - мужской пол (например, пчёлы, моль).

Диплоидный набор хромосом организмов, которые размножаются половым путём, содержит аутосомы (хромосомы, одинаковые у особей разного пола) и гоносомы, или половые хромосомы (неодинаковые хромосомы особей разного пола). Так, у человека общее количество хромосом равно 2n = 46, среди которых имеются 44 аутосомы и 2 половые хромосомы (44А + XX - женский пол, 44А + XY - мужской пол).

Начальный этап определения пола - влияние на яйцеклетку, зиготу или особь полдетерминирующих факторов. Это могут быть как факторы среды (температура, количество питательных веществ в яйцеклетке), так и генетические (наличие в зиготе генов, определяющих пол). Действие пол-детерминирующего фактора обусловливает экспрессию соответствующего ключевого гена, влияющего на активность других генов. Так, у млекопитающих ключевой ген - ген TDF / SRY (Testis Determining Factor / Sex determining Region Y gene), расположенный в Y-хромосоме. Этот ген, в свою очередь, активирует гормоны, влияющие на гены, определяющие пол, а затем и на факторы дифференциации половых признаков.

Следовательно, формирование пола у организмов определяется генотипом и условиями среды.

Каковы особенности наследования, сцепленного с полом?

Наследование, сцепленное с полом, - это наследование признаков, гены которых расположены в половых хромосомах. Этот вид сцепленного наследования открыл Т. Морган в 1910 г., исследуя наследование цвета глаз у дрозофилы. Примеры признаков, сцепленных с полом: а) признаки, наследуемые через X-хромосому, - гемофилия, дальтонизм, цвет эмали зубов у человека, цвет шерсти у кошек и т. д. (ил. 104); б) признаки, наследуемые через Y-хромосому - оволосение ушных раковин (гипертрихоз), роговые чешуйки на коже (ихтиоз) у человека и др.

Наследование признаков, сцепленных с полом, имеет свои определённые особенности, отличающие его от других типов наследования:

• признаки, гены которых локализованы в Х-хромосоме, наследуются представителями и женского, и мужского пола;

• если рецессивный аллельный ген сцеплен с Х-хромосомой, то у женского пола он проявляется только в гомозиготном состоянии, а у мужского - в гемизиготном (состояние зиготы, в котором определённый ген представлен только одним геном);

• признаки, сцепленные с Y-хромосомой, наследуются только представителями мужского пола и называются голандрическими.

Ил. 104. Наследование окраски шерсти у кошек, сцепленное с полом

Рассмотрим для примера наследование дальтонизма. Установлено, что это проявление признака определяет рецессивный аллель, локализованный в Х-хромосоме. Если человек дальтоник (XdY) женится на гомозиготной женщине с нормальным цветовым зрением (XDXD), то вероятность появления дальтонизма среди потомков равна нулю. Как видно из схемы скрещивания, все потомки по фенотипу будут иметь нормальное цветовое зрение, но дочери будут носителями рецессивного аллеля.

Итак, наследование, сцепленное с полом, имеет особенности, определяемые расположением генов в половых хромосомах.

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Задание на применение знаний

Генетика пола - это раздел генетики, изучающий роль наследственности и изменчивости в определении пола организмов. С помощью таблицы определите особенности определения пола у человека.

ОСОБЕННОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛА У ЧЕЛОВЕКА

Практическое упражнение

Черепаховый окрас кошки

У кошек рыжий окрас шерсти доминирует над чёрным. Гетерозиготы имеют черепаховый окрас. Ген окраски сцеплен с полом (Х-хромосома). Какими могут быть потомки, если: а) кот чёрный, а кошка - рыжая; б) кот чёрный, а кошка - черепаховая; в) кот рыжий, а кошка - чёрная?

ОТНОШЕНИЕ

Биология + Наука

Английский физик и химик Джон Дальтон (1766-1844) не знал о своей цветовой слепоте до 26 лет. У него было три брата и сестра, и двое из братьев страдали от этой самой болезни. Только после того, как в 1790 г. Дальтон увлёкся биологией, стало ясно, что речь идёт о наследственном заболевании. Оцените важность генетического консультирования и генетических знаний для оценки наследственных признаков в современных семьях и планирования семьи.

РЕЗУЛЬТАТ

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

 

Даний матеріал відноситься до підручника "Биология 9 класс Соболь (новая программа)", створено завдяки МІНІСТЕРСТУ ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ (МОН)