рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

ГЕНЕТИКА ПОЛА

ГЕНЕТИКА ПОЛА - раздел История, ПРЕДМЕТ, МЕТОДЫ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ГЕНЕТИКИ. ЗНАЧЕНИЕ ГЕНЕТИКИ ДЛЯ ПРАКТИКИ. Теории Определения Пола.Одной Из Важнейших Про...

Теории определения пола.Одной из важнейших проблем в биологии всегда была загадка рождения организмов разного пола. Сотни гипотез о природе этого явления бы­ли опубликованы в прошлых веках и особенно в 19 веке. Вот некоторые из них. Аристотель полагал, что зачатие мальчиков происходит чаще в ту пору, когда дуют северные ветры, тогда как зачатие девочек естественно связано с дуновением южных зефиров. Некоторые ученые считали, что дети должны быть того же или проти­воположного пола, что старший или младший из родителей. По нашим данным, пишет Лавровский в статье " Тайна снеговой во­ды", в потомстве животных, пьющих снеговую воду, должны преобладать самцы. Гарантирована почти 100% вероятность рождения мальчика, если мама на 5 см переросла папу, и появление на свет девочки, если мама горазда ниже папы, ( Длигач Д.Л., 1972).Но довольно об этом, поговорим о наследовании пола с научной точ­ки зрения.

Хромосомная теория определения пола. В 1901 году при изучении хромосомных наборов половых клеток самцов и самок было установлено, что они различаются одной парой хромосом. Хромосомы этой пары были названы половыми, а остальные хромосомы, одинаковые у самцов и самок, аутосомами. У большинства организмов, в том числе животных и челове­ка, в кариотипе самок содержится две одинаковые хромосомы, которые обозначают буквой X. У самцов имеется Х-хромосома и отличная от нее хромосома, обычно меньшего размера, которая обозначается буквой У. Та­ким образом, генотип самок по половым хромосомам будет XX, а генотип самцов - ХУ.

Кроме такого типа определения пола, в природе встречаются и дру­гие. Например, у птиц генотип самцов XX, а у самок содержится на одну хромосому меньше. Их генотип записывают обычно ХО или Х-. У пчел, ос и близких им видов пол зависит от количества хромосом. Самки имеют дип­лоидный набор хромосом – 2n, а самцы - гаплоидный n. У особей женского пола в процессе гаметогенеза образуется только один сорт гамет, несу­щий Х-хромосому. Поэтому этот пол называют гомогаметным, У самцов об­разуется два типа гамет, несущих X и У-хромосомы, и такой пол называ­ется гетерогаметным, В связи с этим пол потомства будет зависеть от гетерогаметных особей, которыми у животных и человека являются самцы. Эта теория наглядно объясняет одинаковую вероятность рождения в приро­де самцов и самок.

 

Схема наследования пола у млекопитающих

 

 

Р ♀ ХХ х ♂ Х Y

 

Гаметы: Х Х Y

­

F ♀ XX ♂ XY

50% самок 50% самцов

 

Балансовая теория определения пола. Исследования на дрозофиле, проведенные учеником Т.Моргана К. Бриджесом, показали, что простой, на первый взгляд механизм определения пола в действительности сложнее. Несомненно, что Х-хромосома направляет развитие особи в сторону женско­го пола, однако У-хромосома у дрозофилы не влияет на пол. О том, что У-хромосома не оказывает никакого влияния на развитие пола у дрозофил, свидетельствует следующий факт. Можно получить мух с набором половых хромосом ХХУ; такие мухи будут настоящими плодовитыми самками, несмотря на наличие У-хромосомы. К.Бриджес скрещивал триплоидных (XXX) самок с нормальными самцами. В результате этого скрещивания он получил раз­нообразное потомство, наряду с нормальными самками и самцами были осо­би с отклонениями в формировании их половой системы.

 

 

Половые типы дрозофилы согласно балансовой теории

 

Число Х-хромосом Число наборов аутосом Половой индекс(Х: А) Пол организма
1,5 1,0 0,67 0,5 0,33 сверхсамка норм. самка интерсекс норм. самец сверхсамец  

 

 

На основании опытов Бриджес пришел к выводу, что признаки женско­го пола контролируются Х-хромосомой, а признаки мужского пола - аутосомами. Пол же особи зависит от баланса между Х-хромосомами и аутосомами. Это следует из того, что все особи с балансом хромосом 1 и более представляют собой самок, соотношение 0,5 определяет самцов; баланс от 1 до 0,5 определяет промежуточное развитие пола.

У дрозофилы и у некоторых других насекомых иногда появляются так называемые гинандроморфы, у которых одни участки тела несут признаки женского пола, другие - мужского. Причины такой мозаичности легко объ­яснить. В начале своего развития животное обладает двумя Х-хромосомами и начинает развиваться как самка, однако при первом дроблении оплодот­воренного яйца по тем или иным причинам происходит утрата одной из Х-хромосом. В результате образуются клетки, содержащие только одну Х-хромосому. Если эти клетки продолжают делиться, то формируютсятка­ни, характеризующиеся чисто мужскими признаками.

Бисексуальность организмов. Многочисленные опыты на животных и растениях позволяют считать, что организмы обладают бисексуальностью, то есть способностью при определенных условиях формировать женский или мужской пол. Подтверждением этого является изменение пола в онтогене­зе. Один из примеров переопределения пола получен на аквариумных рыб­ках Т.Якимото. Для опыта были отобраны белые и красные медаки. Гетерогаметным полом у этих рыбок является мужской. Доминантный ген красной окраски R находится в У-хромосоме, а его рецессивный аллель г - в Х-хромосоме. Следовательно, белые самки имеют генотип X X, а красные

самцы - X У. В этом случае самцы всегда будут красными, поскольку в У-хромосоме находится доминантный ген R . При таком типе наследования сыновья всегда будут нести признаки отца. Вылупившихся из личинок мальков разделили на две группы, В первой группе кормление было обыч­ным, а во второй мальки получали добавку женского полового гормона, В результате оказалось, что все красные рыбки во второй группе, генети­чески определяемые как самцы, по фенотипу были самками с нормально развитыми яичниками и выраженными вторичными половыми признаками. Они были способны скрещиваться с нормальными красными самцами,

Явление фримартинизма. У крупного рогатого скота иногда рождаются разнополые двойни. В этом случае бычки развиваются нормально, а телоч­ки оказываются бесплодными. Таких животных называют фримартинами. Это обусловлено тем, что на ранних этапах эмбрионального развития между плодами устанавливаются анастомозы кровеносных сосудов. Мужские поло­вые гормоны начинают вырабатываться несколько раньше и, попадая в ор­ганизм телочки, они нарушают нормальное развитие ее половой системы, Кроме этого у телок-фримартинов был обнаружен химеризм по половым хро­мосомам. Присутствие У-хромосомы в генотипе таких телок приводит к из­менению признаков в сторону мужского пола,

У кур функционирует только левый яичник. Если же он в силу воз­растных изменений или болезни редуцируется, зачаток правой гонады превращается в семенник, в котором могут формироваться нормальные спе­рмии. Половое поведение и внешние признаки птицы становятся характер­ными для особей мужского пола, Генетически женская особь превращается в петуха.

Патологии по половым хромосомам. У человека и животных обнаружены нарушения в группе половых хромосом. Более детально эти нарушения описаны у человека. Основной причиной этих аномалий является нерасхож­дение половых хромосом в результате мейоза и митоза.

Синдром Клайнфельтера характеризуется недоразвитием гонад. У ор­ганизмов с такой аномалией генотип ХХУ. Возникновение синдрома Клайнфельтера связано с нерасхождением половых хромосом в мейозе. Животные с синдромом Клайнфельтера имеют признаки мужского пола, но стерильны. Такой дефект описан у человека, собак и котов.

Синдром Тернера характеризуется женским фенотипом. У организмов с этим дефектом вместо двух половых хромосом - одна (ХО). Эта аномалия описана у человека, козы и домашней мыши. У организмов с этим синдро­мом недоразвиты яичники, нет четко выраженных вторичных признаков женского организма и в большинстве случаев наблюдается бесплодие.

У животных встречаются и другие нарушения в группе половых хромо­сом, например трисомия (XXX), мозаицизм (ХХ/ХУ/ХХУ) и др. Этих живот­ных нужно своевременно выделять в группы откорма, так как в большинс­тве случаев у них нарушены воспроизводительные способности.

Наследование признаков, сцепленных с полом. Половые хромосомы, так же, как и аутосомы, несут гены, контроли­рующие те или иные признаки. Признаки, гены которых локализованы в по­ловых хромосомах, наследуются сцепленно с полом. Сцепленное с полом наследование было открыто Т.Морганом. Для своих опытов он использовал линию дрозофил с белыми глазами (white). Когда белоглазых мух скрещи­вали с красноглазыми, то полученное потомство не согласовывалось с менделевскими законами наследования. Если красноглазыми были самки, а белоглазыми самцы, то в F1 все мухи имели красные глаза, что соответствует гипотезе о до-

 

минантности этого признака. При скрещивании между собой мух из F1 три четверти по­томства в F2 было красноглазым, а одна четверть - белоглазой. Однако все полученные самки были красноглазыми, а среди самцов половина по­томков имели красные глаза и половина - белые. Это не совпадало с по­ложениями законов Менделя.

При скрещивании белоглазых самок с красноглазыми самцами резуль­таты были другими. Не все потомство от такого скрещивания было крас­ноглазым, как следовало бы ожидать на основе закона Менделя, исходя из доминирования признака "красные глаза". Напротив, лишь половина по­томства составляли мухи с такими глазами, тогда как вторая половина имела белые глаза; кроме того, все красноглазые мухи были самками, а белоглазые - самцами.

Морган показал, что эти результаты можно объяснить, если предпо­ложить, что ген, определяющий цвет глаз у дрозофил, находится в Х-хро­мосоме. Продемонстрируем схемы этих скрещиваний ниже.

 

wWWWww

1. Р ♂ Х Y х ♀ Х Х 2. Р ♂ Х Y х ♀ Х Х

белогл. красног. красног. белогл.

wWWw

Гаметы: Х Y Х Х Y Х

 

 

Ww WWww

F1 ♀ X X ♂ X Y ♀ X X ♂ XY

красног. красног. красног. белогл.

 

Описанное Морганом сцепленное наследование признаков было обнару­жено у многих видов животных и человека. У кур сцепленно с полом нас­ледуется поперечно-полосатая окраска оперения. Это явление использует­ся в птицеводстве для разделения по полу цыплят в суточном возрасте. При скрещивании петушков, имеющих сплошную окраску оперения, с попе­речно- полосатыми курами в потомстве петушки будут поперечно-полосаты­ми, а курочки - со сплошной окраской оперения.

В птицеводстве оказалась полезной рецессивная, сцепленная с полом мутация карликовости. Карликовые куры отличаются от нормальных лучшей оплатой корма продукцией, для них требуется меньшая площадь содержа­ния, они резистентны к отдельным болезням. В бройлерном производстве разработана технология, где в качестве родительского стада используют­ся «мини-куры». Для получения бройлеров используют карликовых курочек и петушков нормального роста. Следует отметить, что у кур гомозиготным является мужской пол. Схема получения бройлеров с использованием карликовых кур показана ниже.

 

 

DwDwdw

Р ♂ Х Х х ♀ Х О

Ген Признак норм. рост карлики

Гаметы: Dwdw

DW Х Х О

X нормальн. рост

dwDwdwDw

Х карлики F Х Х Х О

норм. рост норм. рост

 

У человека известно около 150признаков, сцепленных с полом. Ха­рактер наследования одной из форм дальтонизма - от матери к ее сыновь­ям - известен уже сотни лет. Другим примером сцепленного с полом приз­нака у человека может служить гемофилия - тяжелое заболевание, для ко­торого характерна неспособность крови свертываться. У нормальных людей при небольшом повреждении тканей кровотечение довольно быстро останав­ливается вследствие образования сгустков крови. У людей, больных гемо­филией, даже небольшое кровотечение остановить невозможно без примене­ния препаратов, усиливающих свертывание крови. Гемофилией страдают в основном особи мужского пола, так как у них имеется одна Х- хромосома, и если в ней окажется дефектный ген, то болезнь сразу проявляется. У женских особей две Х-хромосомы и вероятность нахождения дефектного ге­на в обоих хромосомах очень мала.

От признаков, сцепленных с полом, следует отличать признаки, огра­ниченные полом, которые развиваются только у особей одного пола, нап­ример молочная продуктивность коров, яйценоскость кур и т.д. Гены по­добных признаков могут быть локализованы в любой паре хромосом, самцы и самки в одинаковой степени передают их как дочерям, так и сыновьям.

В практике животноводства ограниченные полом признаки могут под­вергаться селекции как по линии самцов, так и через самок. Например, повышение молочности, многоплодия, яйценоскости осуществляется путем

селекции обоих родителей.

Проблема регуляции пола.Регуляция пола, имеет важное практическое значение. Так, в яичном птицеводстве желательно получать больше курочек, а в мясном - петуш­ков. В молочном скотоводстве нужны телочки, в мясном - бычки. У туто­вого шелкопряда самцы дают на 25-30% больше шелка, чем самки, поэтому их преимущество очевидно.

Пол потомка зависит от гетерогаметного пола родительскойособи, образующего два сорта гамет с X и У-хромосомами. В зависимости от то­го, какая из гамет будет участвовать в оплодотворении, и будет опреде­ляться пол потомства. Так как у млекопитающих и человека гетерогаметным является мужской пол, то для регуляции пола потомства нужно разде­лить сперматозоиды на содержащие X и У хромосомы. Если в оплодотворе­нии яйцеклетки будет участвовать сперматозоид, содержащий Х-хромосому, то родится самка, если У - самец,

Ученые пытались разделить сперматозоиды по размеру, массе, под­вижности в электрическом поле и другими методами. Опыт по разделению спермы кроликов с помощью электрофореза проводила В.Шредер, Осеменяя кроликов анодной или катодной спермой, ей удалось изменить соотношение самцов и самок до 75%. Однако повторное проведение подобных опытов не подтвердило этих результатов.

Исследования Г.Паршунина и других показали, что избыток аминокис­лот в рационе кур приводит к существенному изменению в соотношении по­лов. Установлено, что метионин и глицин содействуютформированию куро­чек, а аспарагин – петушков.

Лавровский считает, что пол потомства зависит от тайн снеговой во­ды. По данным, полученным в его опытах, в потомстве животных, пьющих снеговую воду, должны преобладать самцы.

Несмотря на большое число проведенных опытов, проблема регулиро­вания пола у млекопитающих путем разделения сперматозоидов до настоя­щего времени не решена. В то же время, сегодня разработан способ ран­него определения пола. Барр, при исследовании клеток мужского и женс­кого организма, обнаружил в клетках женского организма скопление хро­матина под оболочкой ядра. Это образование представляет собой инактивированную Х-хромосому и названо "тельцем Барра". Таким образом, тель­це Барра обнаруживается только в клетках женского организма. Для ран­ней диагностики пола, берут небольшое количество амниотическойжидкости на ранних стадиях беременности. В этой жидкости всегда обнаруживаются клетки эпителия. Размножив эти клетки на питательной среде, без труда можно определить - мужской или женский плод развивается в организме матери. В случаях, когда рождение мальчика нежелательно, например при сцепленных с полом наследственных болезнях, можно прервать беремен­ность.

У животных можно получать организмы желательного пола с использо­ванием биотехнологических приемов, таких как трансплантация и клониро­вание. Ученые в настоящее время разработали способ разделения эмбрио­нов на части, У домашних животных эмбрион можно разделить на 4, 8 или большее количество частей. При этом одну из частей эмбриона подсажива­ют в матку самки, а остальные замораживают и сохраняют длительное вре­мя в жидком азоте. После рождения потомка можно делать пересадки и ос­тальных частей разделенного эмбриона. В этом случае пол потомков будет такой же, как и у рожденного животного.

Решить проблему регуляции пола у тутового шелкопряда с использо­ванием явления партеногенеза удалось Б.Астаурову. У тутового шелкопря­да гомогаметным полом является мужской. Для получения самцов, которые дают на 25-30% больше шелка, яйца самок (грену) подвергали температур­ному шоку или действию рентгеновских лучей. В результате этого ядро разрушалось. Далее яйца подвергали оплодотворению, в результате чего в яйцеклетку проникали сперматозоиды. Два сперматозоида сливались, восс­танавливался диплоидный набор хромосом, и из таких яиц развивались только самцы.

В.Струнников и В.Тадзима разработали методику разделения грены тутового шелкопряда по окраске. Окраска яиц у тутового шелкопряда, нас­ледуется сцепленно с полом, причем светлая окраска носит доминантный характер. При скрещивании самок из линии дающей светлую окраску яиц с самцами темноокрашенной линии мы получим грену, которая будет разли­чаться по цвету. Из светлых яиц будут развиваться самцы, а из темных - самки. Сортировать грену можно с помощью фотоэлемента.

 

Лекция 6

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

ПРЕДМЕТ, МЕТОДЫ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ГЕНЕТИКИ. ЗНАЧЕНИЕ ГЕНЕТИКИ ДЛЯ ПРАКТИКИ.

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ... ФЕДЕРАЦИИ...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: ГЕНЕТИКА ПОЛА

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

ШМАЙЛОВ В.В.
  КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ ПО ГЕНЕТИКЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ   Белгород 2006   УДК 575 (075.8)    

Генетика, как биологическая наука. Связь генетики с другими науками.
Биология – это наука о живых организмах. По мере своего развития биология накопила очень много информации. Всю эту массу научной информации не в состоянии осмыслить и проанализировать один исследов

ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ
Строение клетки. После того как был сконструирован микроскоп учёные установили, что все организмы растений и животных состоят из мельчайших частиц- клеток. Клетка явл

ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ ПРИ ПОЛОВОМ РАЗМНОЖЕНИИ
Вопрос наследования признаков у различных видов растительных и животных организмов интересовал ученых и практиков с давних времен. В многочисленных работах гибридизаторы 18-го и первой половины 19-

ХРОМОСОМНАЯ ТЕОРИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ
Сцепленное наследование признаков. Как мы отмечали в прошлой лекции, независимое наследование призна­ков при ди- и полигибридном скрещивании бывает в случае, если

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ
Доказательства роли ДНК в наследственности. После того как было установлено, что гены находятся в хромосомах и расположены там в определенном порядке, возник вопрос о

ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ
Термин «биотехнология» прочно вошёл в современный лексикон биологов. Этим термином определяют технологию получения разнообразных продуктов и веществ с помощью живых клеток различного происхождения.

МУТАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ
  1. Понятия о мутациях и их классификация. Изменчивость организмов является одним из главных факторов эволюции. Биологи различают наследственную и ненасле

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОНТОГЕНЕЗА
Онтогенез – непрерывный процесс количественных и качественных изменений, происходящих в организме в течение всей жизни при постоянном взаимодействии генотипа и условий среды. Термин

ГЕНЕТИКА ПОПУЛЯЦИЙ.
Понятие о популяции и чистых линиях. Эффективность отбора в чистых линиях и популяциях. Популяция– это группа организмов одного вида, своб

ИММЛУНОГЕНЕТИКА
  Группы крови человека и животных. В пределах вида особи различаются не только по морфологическим признакам, но и по ряду биохимических, которые могут быт

НАСЛЕДОВАНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПРИЗНАКОВ
Все признаки у животных разделяются на две группы – качественные и количественные. К качественным признакам относятся: масть животных, пол, тип конституции, устойчивость к заболеваниям и другие. О

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИММУНИТЕТА
Понятие об иммунитете и иммунной системе организма. Мы живем в потенциально враждебном мире, наполненном огромным множеством инфекционных агентов, которые имеют разли

ГЕНЕТИКА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА, СВИНЕЙ, ОВЕЦ И ПТИЦЫ
Генетика крупного рогатого скота. Скотоводство представляет в нашей стране главную отрасль животноводства. Дальнейшее его развитие связано с увеличением генетичес

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги