Взаимодействие аллельных генов полное. Взаимодействие и множественное действие генов. Взаимодействие неаллельных генов

♦ Свойства генов и особенности их проявления в признаках:
■ ген дискретен в своем действии, т.е. обособлен в своей активности от других генов;
■ один ген отвечает за проявление одного строго определенного признака или нескольких признаков (плейотропия);
■ один признак может быть результатом действия нескольких генов (аллельных или неаллельных);
■ ген может усиливать степень проявления признака при увеличении числа его доминантных аллелей;
■ ген может взаимодействовать с другими генами; это приводит к появлению новых признаков;
■ изменение положения гена в хромосоме или влияние факторов внешней среды могут модифицировать его проявление в признаках;
■ ген обладает способностью к мутациям.

Взаимодействие аллельных генов

Взаимодействие генов — явление, когда за один признак отвечает несколько генов (или аллелей).

Аллельное взаимодействие — это взаимодействие аллелей одного и того же гена (за признак отвечает несколько аллелей одного и того же гена).

❖ Типы аллельных взаимодействий:
■ доминирование,
■ неполное доминирование,
■ сверхдоминирование,
■ кодоминирование.

Доминирование — тип взаимодействия двух аллелей одного гена, когда один (доминантный) из них полностью исключает действие другого (рецессивного). Примеры: доминирование у человека темных волос над светлыми, карих глаз над голубыми.

Неполное доминирование — степень активности доминантного аллеля недостаточна для того, чтобы полностью подавить действие рецессивного аллеля и обеспечить полное проявление доминантного признака.

■ В этом случае у гетерозигот формируется промежуточный (по отношению к родительским признакам) признак — имеет место промежуточный характер наследования . Этот признак будет наблюдаться у гибридов первого поколения и гетерозигот второго поколения. Во втором поколении расщепление по фенотипу и генотипу оказывается одинаковым 1:2:1 (одну часть составляет доминантная гомозигота АА с выраженным доминантным признаком, две части составляет гетерозигота Аа с промежуточным признаком и одну часть составляет гомозигота аа с рецессивным признаком).

■ Примеры неполного доминирования: наследование формы (курчавости) волос у человека, масти крупного рогатого скота, окраски цветков у растения ночная красавица (см. таблицу).

Сверхдоминирование — более сильное проявление признака у гетерозиготной особи (Аа) , чем у любой из гомозигот (АА и аа) .

Кодоминирование — оба аллеля равноценны, не подавляют друг друга и участвуют в определении признака у гетерозиготной особи. Пример: наследование IV группы крови у человека, которая детерминируется одновременным присутствием в генотипе двух кодоминантных генов I А и I в. Первый из этих генов детерминирует синтез в эритроцитах белка-антигена А , второй — синтез белка-антигена В ; наличие обоих этих генов в генотипе приводит к тому, что у людей с IV группой крови эритроциты содержат как белок-антиген А , так и белок-антиген В .

Взаимодействие неаллельных генов

Неаллельное (или межаллельное ) взаимодействие — это взаимодействие аллелей разных генов, т.е. генов, располагающихся в негомологичных хромосомах или разных локусах гомологичных хромосом.

■ Неаллельное взаимодействие генов приводит к модификации менделевского расщепления по фенотипу 9: 3: 1 , т.е. к появлению в потомстве гетерозиготы иных расщеплений, например 9: 3: 4; 9: 6: 1; 12: 3: 1 и др.

❖ Основные типы межаллельных взаимодействий:
■ комплементарность;
■ эпистаз;
■ полимерия.

Замечание: комплементарное и эпистатическое взаимодействия возникают в тех случаях, когда признак контролируется одной парой неаллельных генов.

Комплементарное , или дополнительное , взаимодействие — такой тип межаллельного взаимодействия генов, при котором одновременное присутствие в генотипе гибрида доминантных генов разных аллельных пар приводит к появлению нового признака, отсутствующего у обоих родителей.

Пример: наследование окраски цветков душистого горошка (родительские растения с генотипами А-вв, ааВ- имеют белые цветки, гибриды с генотипом А-В- пурпурные; см. таблицу).

Замечание: знак «-» в формуле генотипа означает, что это место может занимать как доминантный, так и рецессивный аллель.

Объяснение: пурпурный пигмент образуется с помощью специального фермента, который синтезируется только при наличии обоих доминантных генов: как А , так и В . Цветки родительских особей имеют белый цвет, так как в генотипе каждого из них присутствует только один из этих генов.

Во втором поколении при самоопылении, обеспечивающем равновероятное (случайное) образование гамет и зигот разного типа, наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении пурпурной и белой окраски цветков как 9: 7 (9 пурпурных: A-В- и 7 белых: ЗА-Bb, ЗааВ-. 1aabb ).

Эпистаз — такой тип межаллельного взаимодействия генов, при котором аллели одного гена подавляют проявление аллельной пары другого гена, и подавляемый признак не проявляется.

Супрессор (или ген-ингибитор ) — ген, подавляющий действие других неаллельных генов. Супрессором может быть как доминантный, так и рецессивный ген.

Доминантный эпистаз — эпистаз, в котором супрессором является доминантный ген. При доминантном эпистазе во втором поколении наблюдается расщепление фенотипа 12:3:1 или 13:3.

Рецессивный эпистаз (криптомерия) — эпистаз, в котором супрессором является рецессивный ген. При рецессивном эпистазе во втором поколении наблюдается расщепление по фенотипу 9:3:4.

Пример эпистаза: наследование окраски шерсти у домашних кроликов. Синтез черного пигмента детерминирует рецессивный ген с , доминантная аллель I другого гена является супрессором, подавляя действие гена с . Тогда кролики с генотипами C-I-, ccl- будут белыми, кролики с генотипами C-ii — серыми, а с генотипом ссii — черными.

Многие признаки контролируются двумя и более парами неаллельных генов (называемых в этом случае полимерными).

Полимерия — взаимодействие нескольких неаллельных полимерных генов. При полимерии степень выраженности фенотипического признака часто зависит от числа полимерных генов, ответственных за его проявление. При кумулятивной полимерии действие генов суммируется ; примеры: масса тела, молочность крупного рогатого скота, яйценоскость кур, некоторые параметры умственных способностей человека и др. При некумулятивной полимерии степень проявления признака от числа доминантных генов в генотипе не зависит (пример : оперенность ног у кур).

Плейотропия — зависимость нескольких признаков от одного гена. Каждый плейотропный ген оказывает какое-то основное действие, но модифицирует проявление других генов.

Сцепление генов. Опыты Моргана

Сцепленные гены — любые гены, расположенные в одной хромосоме.

Группа сцепления — все гены, расположенные в одной хромосоме.
■ Количество групп сцепления равно числу пар хромосом (т.е. гаплоидному числу хромосом). У человека 46 хромосом, т.е. 23 группы сцепления.
■ Наследование признаков, за которые отвечают гены из одной группы сцепления, не подчиняется законам Менделя .

Опыты Т. Моргана (1911-1912 гг.): анализ наследования двух пар альтернативных признаков у мух-дрозофил — серого (В) и черного (b) цвета тела и нормальной (V) или укороченной (v) длины крыльев.

Первая серия опытов: скрещивание гомозиготной доминантной (BBVV) особи (с серым цветом тела и нормальной длиной крыльев) с гомозиготной рецессивной (bbvv) особью черного цвета с короткими крыльями. Все потомки F 1 , в соответствии с первым законом Менделя, являются доминантными гетерозиготными (BbVv) особями серого цвета с нормальными крыльями.

Вторая серия опытов: анализирующее скрещивание гибридов первого поколения — гомозиготной рецессивной (черной короткокрылой) самки (bbvv) с дигетерозиготным (серым с нормальными крыльями) самцом (BbVv) . Если предположить, что два гена, относящиеся к разным аллельным парам, локализованы в разных хромосомах, то у дигетерозиготы следует ожидать образования (в равных количествах) четырех типов гамет: BV, bV, Bv и bv . Тогда, согласно третьему закону Менделя, в потомстве должны присутствовать четыре разных фенотипа в равном количестве (по 25%). В действительности присутствовали только два фенотипа (в соотношении 1: 1).

■ Это означает, что доминантные гены В и V , относящиеся к разным аллельным парам, локализованы в одной хромосоме (из пары гомологичных хромосом) и попадают в одну гамету, а оба рецессивных гена в и v локализованы в другой хромосоме и вместе попадают в другую гамету. Поэтому у дигетерозиготного самца мухи-дрозофилы образуется не четыре типа гамет (когда гены расположены в разных хромосомах), а только два: BV (50%) и bv (50%), и, следовательно, потомки F 2 будут иметь два сочетания признаков.

Третья серия опытов: проверка предположения о полном сцеплении генов путем анализирующего скрещивания дигетерозиготной (серой с нормальными крыльями) самки (BbVv) из поколения F 1 с гомозиготным рецессивным (черным короткокрылым) самцом (bbvv) из родительского поколения. В результате были получены потомки четырех фенотипов в следующем соотношении: по 41,5% особей с серым телом и нормальными крыльями (генотип BbVv ) и особей с черным телом и короткими крыльями (генотип bbvv ), и по 8,5% серых короткокрылых особей (генотип Bbvv ) и черных особей с нормальными крыльями (генотип bbVv ).

Отсюда следует, что сцепленные гены, т.е. гены, локализованные в одной хромосоме, не всегда передаются вместе, т.е. сцепление может быть неполным. Это связано с явлением кроссинговера . вероятность которого в данном случае составляет 17%.

Кроссинговер

Кроссинговер — явление обмена участками гомологичных хрома-тид в процессе их конъюгации в профазе мейоза I.
■ У гетерозиготных организмов кроссинговер приводит к пере-комбинации генетического материала.
■ Кроссинговер происходит не всегда; его частота зависит от расстояния между генами (подробнее о расстоянии между генами см. ниже).
■ Кроссинговер имеет место у всех растений и животных, за исключением самца мухи-дрозофилы и самки тутового шелкопряда.
■ Значение кроссинговера: он позволяет создавать новые комбинации генов и тем самым повысить наследственную изменчивость, необходимую для расширения возможностей адаптации организмов к изменившимся условиям среды.

Рекомбинация — появление новых сочетаний генов в результате кроссинговера, свободного комбинирования хромосом при образовании гамет или при их слиянии в ходе оплодотворения.

Кроссоверные (или рекомбинантные) особи — особи, образующиеся из гамет с новым, полученным путем кроссинговера, сочетанием аллелей.

Закон Моргана (закон сцепленного наследования): гены, расположенные в одной хромосоме (т.е. входящие в одну группу сцепления), наследуются преимущественно, т.е. с наибольшей вероятностью, вместе (сцепленно).

Хромосомная теория наследственности

Хромосомная теории наследственности экспериментально обоснована Т. Морганом с сотрудниками в 1911-1926 гг.

♦ Основные положения хромосомной теории наследственности:
■ гены, ответственные за хранение и передачу наследственной информации, локализованы в определенных участках (локусах) хромосом; различные хромосомы имеют разное число генов;
■ аллельные гены занимают одинаковые локусы в гомологичных хромосомах;
■ в хромосомах гены располагаются в линейной последовательности (друг за другом) и не перекрываются;
■ гены гомологичных хромосом образуют группу сцепления и наследуются преимущественно вместе; число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом (т.е. числу пар гомологичных хромосом);
■ между гомологичными хромосомами возможен обмен аллельными генами (кроссинговер);
■ вероятность кроссинговера пропорциональна расстоянию между генами в хромосомах.

Генетические карты

Генетическая карта хромосом — схема, на которой отображается взаимное расположение генов, находящихся в одной группе сцепления, с учетом их порядка следования и относительных расстояний между ними.
■ Возможность картирования хромосом основана на постоянстве процента кроссинговера между определенными генами.

Расстояние между генами выражается в морганидах .

■ Одна морганида — такое расстояние между генами, при котором вероятность кроссинговера равна 1 %.

♦ Значение генетических карт:
■ в селекции они позволяют прогнозировать возможность получения организмов с определенными сочетаниями признаков;
■ являются основой для генной инженерии;
■ в медицине используются для диагностики ряда тяжелых наследственных заболеваний человека;
■ сравнение генетических карт разных видов живых организмов помогает установить особенности эволюционного процесса.

Цитоплазматическая наследственность — наследственность, связанная с действием генов, находящихся в органоидах цитоплазмы, содержащих ДНК (митохондриях и пластидах).
■ Такие гены способны к автономной репликации и равномерному распределению между дочерними клетками.
■ В передаче признаков цитоплазматическая наследственность имеет второстепенное значение.
■ Цитоплазматическое наследование осуществляется только через материнский организм (в мужских половых клетках цитоплазмы мало и в ней митохондрии и пластиды отсутствуют). Примеры: с мутациями генов, локализованных в митохондриях, связано наследование нарушений в действии дыхательных ферментов у дрожжей; с мутациями генов, локализованных в пластидах, связано, в частности, наследование пестролистности у ряда растений (ночной красавицы, львиного зева и др.).

100 р бонус за первый заказ

Выберите тип работы Дипломная работа Курсовая работа Реферат Магистерская диссертация Отчёт по практике Статья Доклад Рецензия Контрольная работа Монография Решение задач Бизнес-план Ответы на вопросы Творческая работа Эссе Чертёж Сочинения Перевод Презентации Набор текста Другое Повышение уникальности текста Кандидатская диссертация Лабораторная работа Помощь on-line

Узнать цену

Взаимодействия аллельных генов. Явление, когда за один признак отвечает несколько генов (аллелей), называется взаимодействием генов. Если это аллели одного и того же гена, то такие взаимодействия называются аллельными, а в случае аллелей разных генов - неаллельными.

Выделяют следующие основные типы аллельных взаимодействий: доминирование, неполное доминирование, сверхдоминирование и кодоминирование, плейотролия.

Доминирование - тип взаимодействия двух аллелей одного гена, когда один из них полностью исключает проявление действия другого. Такое явление возможно при следующих условиях: 1) доминантный аллель в гетерозиготном состоянии обеспечивает синтез продуктов, достаточный для проявления признака такого же качества, как и в состоянии доминантной гомозиготы у родительской формы; 2) рецессивный аллель совсем неактивен, либо продукты его активности не взаимодействуют с продуктами активности доминантного аллеля.

Примерами такого взаимодействия аллельных генов может служить доминирование пурпурной окраски цветков гороха над белой, гладкой формы семян над морщинистой, темных волос над светлыми, карих глаз над голубыми у человека и т. д.

Неполное доминирование, или промежуточный характер наследования, наблюдается в том случае, когда фенотип гибрида (гетерозиготы) отличается от фенотипа обеих родительских гомозигот, т. е. выражение признака оказывается промежуточным, с большим или меньшим уклонением в сторону одного или другого родителя. Механизм этого явления состоит в том, что рецессивный аллель неактивен, а степень активности доминантного аллеля недостаточна для того, чтобы обеспечить нужный уровень проявления доминантного признака.

Неполное доминирование оказалось широко распространенным явлением. Оно наблюдается в наследовании курчавости волос у человека, масти крупного рогатого скота, окраски оперения у кур, многих других морфологических и физиологических признаков у растений, животных и человека.

Сверхдоминирование - более сильное проявление признака у гетерозиготной особи (Аа), чем у любой из гомозигот (АА и аа). Предполагается, что это явление лежит в основе гетерозиса.

Кодоминирвание - участие обоих аллелей в определении признака у гетерозиготной особи. Ярким и хорошо изученным примером кодоминирования может служить наследование IV группы крови у человека (группа АВ).

Плейотролия - один ген влияет на проявление нескольких признаков, такое явление называется множественным действием одного гена. Например, у человека известная болезнь - синдром Марфана - арахнодактилия («паучьи пальцы») детерминируется доминантным геном, который отвечает за патологическое развитие соединительной ткани, вследствие этого проявляется комплекс патологических признаков - длинные, тонкие («паучьи») пальцы, дефекты развития сердечно-сосудистой системы и подвывих хрусталика (нарушение зрения). В основе таких патологических признаков лежит дефект развития соединительной ткани, обусловленным патологическим геном.

Взаимодействия неаллельных генов .

Среди них можно выделить следующие основные типы: комплементарность, эпистаз и полимерию.

Комплементарность - взаимодействие неаллельных генов, которые обусловливают развитие нового признака, отсутствующего у родителей. Примером комплементарного действия у человека могут служить случаи, когда у глухих родителей рождаются дети с нормальным слухом. Развитие нормального слуха находится под генетическим контролем десятков различных неаллельных генов, гомозиготное рецессивное состояние одного из которых может приводить к одной из форм наследственной глухоты. Таких форм у человека известно более 30. Если один из родителей является гомозиготой по рецессивному гену аа, а другой - гомозиготой по другому рецессивному гену bb, то все их дети будут двойными гетерозиготами и, следовательно, слышащими, поскольку доминантные аллели будут взаимно дополнять друг друга. Таким образом формируется новый по отношению к родителям признак - нормальный слух.

Эпистаз (от греч. ерi - над + stasis - препятствие) - взаимодействие неаллельных генов, при котором наблюдается подавление проявления одного гена действием другого, неаллельного гена.

Подавляющий ген называется геном- супрессором, а подавляемый - гипостатическим геном. По-видимому, действие гена- супрессора на подавляемый ген сходно с принципом доминантность - рецессивность. Но существенное различие заключается в том, что эти гены не являются аллельными, т.е. расположены в негомологичных хромосомах или занимают различные локусы в гомологичных.

Различают доминантный и рецессивный эпистаз . При доминантном эпистазе доминантный аллель гена- супрессора подавляет проявление доминантного аллеля другого гипостатического гена. При рецессивном эпистазе, или криптомерии, рецессивный аллель гена-супрессора, будучи в гомозиготном состоянии, не дает проявиться доминантной или рецессивным аллелям других генов.
Примером рецессивного эпистаза у человека может служить так называемый бомбейский фенотип, когда индивид, имеющий доминантный аллель группы крови системы АВ0 (например, аллель В, определяющий принадлежность человека к III или IV группе), идентифицируется в реакции агглютинации как человек с 0(I). Это состояние возникает в результате того, что данный индивид является рецессивной гомозиготой (hh) по другой, нежели система АВ0, генетической системе Hh. Для реализации аллелей IА и IЕ необходимо присутствие хотя бы одного доминантного I аллеля Н.
Полимерия (от греч. роlуs - много + meros - часть) - вид взаимодействия, когда эффекты нескольких неаллельных генов, определяющих один и тот же признак, примерно одинаковы. Подобные признаки получили название количественных, или полимерных признаков. Как правило, степень проявления полимерных признаков зависит от числа доминантных генов. Наследование полимерных признаков было впервые описано шведским генетиком Г. Нильсон-Эле в 1908 г.

Анализ особенностей расщепления показал, что в данном случае окраску зерен определяют два доминантных аллеля двух различных генов, а сочетания их рецессивных аллелей определяют отсутствие окраски. Поскольку полимерные гены имеют одно-направленное действие, их, как правило, обозначают одинаковыми буквами. Таким образом, исходные родительские формы имели генотипы А]А1А2А2 и а1а1а2а2. Наличие всех четырех доминантных аллелей определяло самую интенсивную окраску, трех доминантных аллелей (типа А1А1А2А2) - менее интенсивную окраску и т.д.
Примером полимерного наследования у человека является наследование окраски кожных покровов. В браке индивида негроидной расы (коренного жителя Африки) с черной окраской кожи и представителем европеоидной расы с белой кожей дети рождаются с промежуточным цветом кожи (мулаты). В браке двух мулатов потомки могут обладать любой окраской кожи: от черной до бе-лой, поскольку пигментация кожи обусловлена действием трех или четырех неаллельных генов. Влияние каждого из этих генов на окраску кожи примерно одинаково.
Полимерное наследование характерно для так называемых количественных признаков, таких, как рост, вес, окраска кожных покровов, скорость протекания биохимических реакций, артериальное давление, содержание сахара в крови, особенности нервной системы, уровень интеллекта, и многих других, которые нельзя разложить на четкие фенотипические классы. Чем большее число неаллельных генов контролируют развитие количественного признака, тем менее заметны переходы между фенотипическими классами.

Березиной Галины Анатольевны

Тема урока: Взаимодействие генов и их множественное действие

Цель: сформировать представления о взаимодействии генов, их множественном действии

Задачи урока:

активизировать знания учащихся о полном и неполном доминировании, наследовании групп крови человека;

познакомить учащихся с видами взаимодействия аллельных и неаллельных генов;

дать представление о множественном действии генов;

ввести следующие понятия: «кодоминирование», «комплементарность», «эпистаз», «полимерия», «множественное действие генов»;

закрепить полученные знания в ходе выполнения заданий различного типа;

продолжить практику решения задач по генетике (на неполное доминирование и полимерию).

развитие познавательного интереса к предмету;

способствовать повышению мотивации учения.

Тип урока: комбинированный.

Методы и приемы: иллюстративно-словесный

Оборудование и материалы: презентация «Взаимодействие генов».

Ход урока:

Мендель, изучая закономерности наследования, исходил из предположения, что один ген отвечает за один признак. Например, один ген отвечает за развитие цвета гороха, но не влияет на форму семян. Эти гены располагаются в разных хромосомах, и их наследование идет независимо друг от друга.

Но в дальнейшем ученые выяснили, что между генами и признаками имеются сложные взаимоотношения. В хромосомах есть не один, а много генов и они могут взаимодействовать между собой.

Записываем тему урока «Взаимодействие генов и их множественное действие».

3. Изучение нового материала

Сегодня мы рассмотрим два вида взаимодействия генов – взаимодействие аллельных генов и взаимодействие неаллельных генов.

Давайте для начала еще раз вспомним, что значат аллельные гены, а что значат, соответственно, неаллельные гены?

И начнем с взаимодействия аллельных генов, тем более что это нам знакомо, хотя и несколько в иной плоскости.

Предлагаются 2 генетические схемы (с рисунками растений).

Полное доминирование Неполное доминирование

А – желтые семена А – красные цветки

а – зеленые семена а – белые цветки

Р ♀ АА × ♂ аа Р ♀ АА × ♂ аа

желтые зеленые красные белые

F 1 Аа F 1 Аа

желтые розовые

F 2 АА: 2Аа: аа F 2 АА: 2Аа: аа

желтые желтые зеленые красные розовые белые

Расщепление по фенотипу: 3:1 Расщепление по фенотипу: 1:2:1

В том и в другом случае скрещиваются две гомозиготы (доминантная и рецессивная).

Объясните, почему в случае с «горохом» гибриды первого поколения по фенотипу точно соответствуют одному из родителей. А в случае с «ночной красавицей» у гибридов первого поколения проявился совершенно другой признак, не соответствующий ни одному из родителей.

Дополнительный вопрос (по необходимости). Как ведут себя в гетерозиготе аллели «А» и «а» по отношению друг к другу?

Записываем в тетради:

I

1. Полное доминирование - проявляется только доминантный признак, а рецессивный нет.

Пример: окраска семян гороха.

2. Неполное доминирование - у гибридов наблюдается промежуточный характер наследования.

Пример: окраска цветков ночной красавицы. В гетерозиготе (Аа) доминантная аллель (А) подавляет проявление рецессивной (а) полностью при полном доминировании и неполностью – при неполном доминировании. (Вторую часть определения сначала прошу учащихся подробно сформулировать устно, а затем кратко записать).

Как ещё называется неполное доминирование?

Действительно, другое название «неполного доминирования» - «промежуточный характер наследования» и многие воспринимают это буквально как в случае с ночной красавицей (белые × красные → розовые). Но это далеко не так. Например, андалузские куры (АА – черное оперение, аа – белое, а Аа – голубое); норка (АА – темный мех, аа – белый, а Аа – светлая окраска с темным крестом); лошадь (АА – белая масть, аа – гнедая, а Аа – золотисто – желтая).

Давайте сделаем вывод: у гибридов F1 появляется новый признак, не характерный для родителей.

3. Кодоминирование - у гибридов проявляются два признака. Так наследуется группа крови. Определяется наличием на поверхности эритроцитов молекул антигена. Ген существует в 3 аллелях – А, В, О.

Комбинируясь по два, эти гены дают шесть генотипов: АА, ОО, АВ, АО, ВВ, ВО.

Аллели 00 – 1 группа, антигена нет.

АА,АО- 2 группа, антиген А.

ВВ,ВО – 3 группа, антиген В.

АВ- 4 группа, антиген А, В.

Ген О – рецессивный. Гены А и В доминируют над геном О, но друг друга не подавляют.

«В суде слушается дело по взысканию алиментов. Мать имеет I группу крови, дети – II, III. Может ли быть отцом детей мужчина с IV группой крови?»

Вопросы к рисунку.

1. Сколько аллелей, определяющих группы крови, известно у иммуногенетического гена « I»? Назовите их.

2. Какое сочетание аллелей дает четвертую группу крови?

3. Дайте характеристику данному генотипу.

В данном случае наблюдается совместное участие обоих доминантных аллелей (А и В) в определении признака, то есть четвертой группы крови. Такое проявление взаимодействия аллельных генов называется кодоминированием (от латинского «со» - «с», «вместе»).

II . Взаимодействие аллельных генов:

1. Комплементарность – А) 2 неаллельных гена, находясь одновременно в генотипе, приводят к формированию нового фенотипического признака. Ни один ген не обладает самостоятельным проявлением.

Пример 1: родители глухие – ребенок слышащий.

РААbb * aaBB

G Ab аВ

F1 A аВb - слышащий

F2 9A-B-: 3 ааB-: 3A-bb: 1aabb

Слышащий глухие глухие глухие

9:7

Б) один ген обладает самостоятельным фенотипическим проявлением, а другой нет. При взаимодействии этих генов возникает новый фенотипический эффект 9:3:4

Пример 2: окраска мышей, кроликов

А – наличие пигмента

В – распределение пигмента у основания волоса

9 (А-В-) серые:3 (А-вв) черные: 4 (ааВ-) белые

Окраска чешуи лука

9 (А-В-) красные:3 (А-вв) желтые: 4 (ааВ-; аавв) белые

В) каждый ген контролирует свой признак, но при объединении доминантных аллелей возникает новый фенотипический эффект 9:3:3:1

Наследование гребня у кур:

R – розовидный;

N – гороховидный;

R -N - - ореховидный

r r n n – листовидный

Г) два гена одинакового действия при взаимодействии дают новый фенотип 9:6:1

Пример: форма плодов у тыквы: А- и В- по отдельности – шаровидная (ААвв, ааВВ), дисковидная (А-В-), удлиненная (аавв).

2. Эпистаз – один ген подавляет действие другого гена

Ген подавитель – ингибитор, супрессор, эпистатический

Ген подавляемый – гипостатический

Пример: форма лепестков льна. А – ингибитор. 13 нормальных (А-В-, А-вв, аавв) : 3 гофрированных (aaB -)

Окраска кур: белые леггорны + белые плимутроки

13 белых: 3 окрашенных

13:3

Окраска лошадей: 12 серых (С-В-) : 3 (вороные): 1 рыжая (ссвв)

У душицы ген мужской стерильности по типу эпистаза АаВ- А-В- цветки обоеполые, А-вв мужские стерильны, аавв – летальны.

3. Полимерия - на примере кожи человека.

Альбинизм (от латинского «albus» - белый) – это отсутствие нормальной пигментации (окраски) покровов. Он встречается у представителей различных царств живой природы (привожу примеры).

Среди людей также встречаются альбиносы, но довольно редко (приблизительно 1/20, а то и на 40000 человек). У них белые волосы, очень светлая кожа, розовая или светло – голубая радужка глаз. Эти люди гомозиготны по рецессивному гену «а», доминантная аллель которого «А» отвечает за выработку в организме пигмента меланина. С помощью меланина кожа, волосы и глаза у человека приобретают окраску.

Но оказывается, что у человека образование и распределение меланина зависят и от ряда других генов. Например, доминантный ген «F» вызывает пятнистое скопление меланина, то есть то, что мы называем веснушками. А другой доминантный ген «Р» вызывает нарушение пигментации, из-за чего отдельные участки кожи (иногда довольно большие) остаются светлыми, непигментированными.

Ряд других генов влияет на количество меланина в организме человека, обеспечивая различные оттенки цвета кожи, волос, глаз.

Различия в цвете кожи представителей негроидной и европеоидной рас определяются двумя парами генов (т.е. всего 4), влияющих на количество меланина. Такое взаимодействие генов называют полимерией (однозначное действие генов).

Полимерия – чем больше доминантных генов, тем ярче выражен признак.

Например, две пары генов определяют различия в цвете кожи человека (семья М. Джексона); рост человека определяется 10 парами генов (чем больше доминантных генов в генотипе, тем ниже человек).

Чей рост больше? Ответ поясните.

ссСсссССсс… и ССссСсСсСс…

Вопросы для класса:

1. Определить цвет кожи (фенотип) по генотипу. Ответ поясните.

а) ААвв, АаВВ, ааВв;

2. Чья кожа темнее. Ответ поясните.

б) ААВВ, АаВв, ааВв, аавв;

в) ААвв, АаВв, ааВВ (вопрос с подвохом).

Схема «Взаимодействие генов»

Ген 2 Ген 2

Взаимодействие генов ↓

↓ ↓ Ген 1→ один признак

аллельных неаллельных

Ген 3 Ген 3

1.Полное доминирование 1.Полимерия (однозначное действие генов)

2.Неполное доминирование 2.Комплементарное взаимодействие генов -

3.КОдоминирование – совместное участие для развития нового признака необходимо обеих доминантных аллелей в определении одновременное присутствие двух

признака (4 группа крови – АВ) в доминантных неаллельных генов.

гетерозиготе. 3.Эпистаз – подавление действия одного

гена другим, неаллельным (доминантным

или рецессивным).

Множественное действие генов.

→ Ген 1 → признак

Один ген → Ген 2 → признак

→ Ген 3 → признак

ФЕНОТИП = ГЕНОТИП + СРЕДА

Конечно, типов взаимодействия генов больше, чем мы рассмотрели сегодня на уроке. Смело можно прибавить ещё как минимум два: комплементарное взаимодействие генов и эпистаз. Но это подробно вы будете проходить в старших классах. Обобщённую схему, отражающую суть взаимодействия генов, вы видите справа вверху. Поясните ее (несколько генов – аллельных и неаллельных – определяют развитие какого-то одного признака организма).

III . Множественное действие генов:

А теперь ещё об одном любопытном явлении в генетике – множественном действии генов. Начнем с примера.

У человека есть ген, который определяет рыжую окраску волос. Этот же ген обусловливает ещё два признака. Попробуйте их назвать (более светлая окраска кожи и веснушки).

В данном случае один и тот же ген может влиять на формирование целого ряда признаков организма, что характерно для большинства генов (продукты транскрипции любого гена могут быть использованы в различных переплетающихся друг с другом процессах развития и роста).

Подписываем в схеме «Множественное действие генов» конкретный пример с рыжими волосами, светлой кожей и веснушками.

Аллельные гены- располагаются в разных хромосомах и отвечают за один и тот же признак. Наследование аллельных генов идет независимо друг от друга (как цвет и форма семян гороха)

4. Закрепление изученного материала

Открываем надпись на доске: «Ген определяет развитие признака»

Знакомая формулировка. Как бы вы отнеслись к этому выражению сейчас? Лично мне оно кажется достаточно условным. Подтвердите или опровергните его (выслушать несколько мнений учащихся).

Отношения между генами и проявлением признака гораздо сложнее, чем это кажется на первый взгляд. Они зависят от расположения генов в хромосоме и от их поведения в мутациях, от взаимосочетания аллельных и неаллельных генов и, наконец, от воздействия окружающей среды (об этом мы ещё будем говорить на последующих уроках). Например, в темноте клубень картофеля не образует хлорофилл, несмотря на наличие соответствующих генов. Однако стоит вынести клубень картофеля на свет, и гены проявят себя. И последнее. Посмотрите на схему «Фенотип = генотип + среда». Как вы ее понимаете?

Верно. Фенотип, то есть проявление признака – это результат взаимодействия генотипа, то есть совокупности всех генов организма и окружающей среды (данной, конкретной, возможно меняющейся). Генотип в разнообразных условиях способен реализовываться различным образом, что повышает шансы организма на выживание.

6. Домашнее задание

§ 22; составить и решить генетическую задачу на наследование группы крови в своей семье

Генотип — не просто механический набор генов, это исторически сложившаяся система из взаимодействующих между собой генов. Точнее, взаимодействуют не сами гены (участки молекул ДНК), а образуемые на их основе продукты (РНК и белки).

Взаимодействовать могут как аллельные гены, так и неаллельные.

Типы взаимодействия генов

Тип взаимодействия генов		Характер взаимодействия	Расщепление по фенотипу в F 2	Генотипический состав фенотипических классов	Пример
Взаимодействие аллельных генов
Полное доминирование		Доминантный аллель A подавляет рецессивный аллель a	3:1	3A- : 1aa	Наследование цвета семян гороха
Неполное доминирование		Признак у гетерозиготной формы выражен слабее, чем у гомозиготной	1:2:1	1AA: 2Aa: 1aa	Наследование окраски цветков ночной красавицы
Кодоминирование		В гетерозиготном состоянии каждый из аллельных генов вызывает развитие контролируемого им признака	1:2:1	1I A I A: 2I A I B: 1I B I B	Наследование групп крови у человека
Взаимодействие неаллельных генов
Кооперация		Доминантные гены из разных пар (A, B), присутствуя в генотипе вместе, вызывают формирование нового признака. Присутствуя каждый по отдельности, гены А и В вызывают развитие своих признаков	9:3:3:1	9A-B- : 3A-bb: 3aaB- : 1aabb	Наследование формы гребня кур
Комплементарность		Доминантные гены из разных пар (A, B), присутствуя в генотипе вместе, вызывают формирование нового признака. Присутствуя каждый по отдельности, гены A и B развитие признака не вызывают	9:7	(9A-B-) : (3A-BB + 3aaB- + 1aabb)	Наследование цвета цветков душистого горошка
Эпистаз	доминантный	Гены одной аллельной пары подавляют действие генов другой	13:3	(9I-C- + 3I-cc + 1iicc) : (3cci-)	Наследование окраски оперения кур
	рецессивный		9:3:4	9A-C- : 3aaC- : (3A-cc + 1aacc)	Наследование окраски шерсти у домовых мышей
Полимерия		Одновременное действие нескольких неаллельных генов	15:1	(9A 1 -A 2 + 3A 1 -a 2 a 2 + 3a 1 a 1 A 2 -) : 1a 1 a 1 a 2 a 2	Наследование цвета кожи у человека

Взаимодействие аллельных генов

Различают три типа взаимодействия аллельных генов: полное доминирование, неполное доминирование, кодоминирование.

1. Полное доминирование — явление, когда доминантный ген полностью подавляет работу рецессивного гена, в результате чего развивается доминантный признак.
2. Неполное доминирование — явление, когда доминантный ген не полностью подавляет работу рецессивного гена, в результате чего развивается промежуточный признак.
3. Кодоминирование (независимое проявление) — явление, когда в формировании признака у гетерозиготного организма участвуют оба аллеля. У человека с серией множественных аллелей представлен ген, определяющий группу крови. При этом гены, обусловливающие группы крови A и B, являются кодоминантными по отношению друг к другу и оба доминантны по отношению к гену, определяющему группу крови 0.

Взаимодействие неаллельных генов

Различают четыре типа взаимодействия неалльлельных генов: кооперацию, комплементарность, эпистаз и полимерию.

Кооперация — явление, когда при взаимном действии двух доминантных неаллельных генов, каждый из которых имеет свое собственное фенотипическое проявление, происходит формирование нового признака.

Комплементарность — явление, когда признак развивается только при взаимном действии двух доминантных неаллельных генов, каждый из которых в отдельности не вызывает развитие признака.

Эпистаз — явление, когда один ген (как доминантный, так и рецессивный) подавляет действие другого (неаллельного) гена (как доминантного, так и рецессивного). Ген-подавитель (супрессор) может быть доминантным (доминантный эпистаз) или рецессивным (рецессивный эпистаз).

Полимерия — явление, когда несколько неаллельных доминантных генов отвечают за сходное воздействие на развитие одного и того же признака. Чем больше таких генов присутствуют в генотипе, тем ярче проявляется признак. Явление полимерии наблюдается при наследовании количественных признаков (цвет кожи, масса тела, удой коров).

В противоположность полимерии наблюдается такое явление, как плейотропия — множественное действие гена, когда один ген отвечает за развитие нескольких признаков.

Оба аллеля – и доминантный, и рецессивный – проявляют своё действие, т.е. доминантный аллель не полностью подавляет действие рецессивного аллеля (промежуточный эффект действия) Расщепление по фенотипу в F 2 1:2:1 Взаимодействие аллельных генов Неполное доминирование

При кодоминировании (гетерозиготный организм содержит два разных доминантных аллеля, например А1 и А2 или J A и J B), каждый из доминантных аллелей проявляет свое действие, т.е. участвует в проявлении признака. Расщепление по фенотипу в F 2 1:2:1 Взаимодействие аллельных генов Кодоминирование

Примером кодоминирования служит IV группа крови человека в системе АВО: генотип –J A, J B, фенотип – АВ, т.е. у людей с IV группой крови в эритроцитах синтезируется и антиген А (по программе гена J A), и антиген В (по программе гена J B). Р х II группаIII группа G JAJA J0J0 JBJB J0J0 J A J 0 J B J 0 F1F1 J A J 0 J A J B J B J 0 J 0 II группаIV группаIII группаI группа

Подавление проявления генов одной аллельной пары генами другой. Гены, подавляющие действие других неаллельных генов, называются супрессорами (подавителями). Доминантный эпистаз (расщепление по фенотипу 13:3) и рецессивным (расщепление по фенотипу 9:3:4) Эпистаз Взаимодействие неаллельных генов

Задача Если негритянка (A1A1A2A2) и белый мужчина (a1 a1 a2 a2) имеют детей, то в какой пропорции можно ожидать появление детей – полных негров, мулатов и белых? Решение задачи Обозначение генов: А1, А2 гены определяющие наличие пигмента а 1, а 2 гены определяющие отсутствие пигмента