Классы
Предметы

Генетическое определение пола

На занятии мы рассмотрим генетическое определение пола. Узнаем, почему у всех разнополых животных количество мужских и женских организмов примерно одинаково. Поговорим о наследовании, сцепленном с полом.

Введение

Люди заметили давно, что соотношение полов у раздельнополых видов примерно равно 1:1. Рассмотрим таблицу (рис. 1).

Рис. 1. Соотношение полов у разных видов

Обратите внимание на то, что, независимо от того, какие организмы представлены, процент мужских особей примерно около 50 %.

Современная теория наследования разработана Томасом Морганом и его коллегами в начале ХХ века (рис. 2).

Рис. 2. Томас Морган (1866-1945)

Они установили, что самцы и самки различаются по набору хромосом. У мужских и женских организмов все пары хромосом одинаковы, кроме одной. Одинаковые пары называются аутосомы, те, которые отличаются, называются половые хромосомы (рис. 3).

Рис. 3. Набор хромосом человека

Например, у самцов и самок дрозофил есть по три пары аутосом и одна пара половых хромосом (рис. 4). У самцов XY-хромосомы, а у самок ХХ-хромосомы.

Рис. 4. Набор хромосом дрозофилы

Определение пола

Пол будущего организма определяется во время оплодотворения.

Если сперматозоид содержит Х-хромосому, то из оплодотворенной клетки разовьется самка, которая будет содержать две половые ХХ-хромосомы.

Если сперматозоид содержит Y-хромосому, то из оплодотворенной клетки разовьется самец, который будет содержать две половые ХY-хромосомы (рис. 5).

Рис. 5. Схема определения пола

Самки дрозофил образуют яйцеклетки, которые в качестве половых содержат Х-хромосомы, такой пол называют гомогаметный. У самцов дрозофил образуют сперматозоиды двух типов, которые содержат половую X или Y-хромосому, такой пол называют гетерогаметный.

У многих видов живых существ, например ракообразных, земноводных, рыб, большинства млекопитающих, а также человека женский пол – гомогаметный (ХХ-хромосома). Мужской пол – гетерогаметный (XY-хромосома) (рис. 6).

Рис. 6. Характеристика мужского и женского полов

Схема наследования пола человека (рис. 7).

Рис. 7. Схема наследования пола у человека

У людей Y-хромосома определяет мужской пол и передается от отца к сыну в момент оплодотворения. В этой хромосоме находятся гены, отвечающие за развитие младенца по мужскому типу, также есть небольшое количество генов, отвечающих за развитие других признаков (например, развитие размера зубов). Если в оплодотворении участвовал сперматозоид с Х-хромосомой, будет отсутствовать и Y-хромосома с мужскими белками, разовьется зародыш женского пола. В Х-хромосоме содержится примерно 200 генов, отвечающих за развитие других признаков.

У некоторых живых существ другое хромосомное определение пола, например у птиц и рептилий гомогаметны самцы (ХХ- хромосома), а самки гетерогаметны (XY-хромосома) (рис. 8).

Рис. 8. Птицы и рептилии

У некоторых самцов насекомых в хромосомном наборе одна хромосома Х0, самки гомогаметны, имеют ХХ-хромосому (рис. 9).

Рис. 9. Насекомые

Наследование, сцепленное с полом

Гены, расположенные в половых хромосомах, называют сцепленными с полом. В Х-хромосоме есть участок, для которого в Y-хромосоме нет гомолога. Поэтому у мужских организмов признаки определяемые генами этого участка проявляются, даже если они рецессивные. Такая особая форма сцепления позволяет объяснить признаки, сцепленные с полом, например дальтонизм, раннее облысение, гемофилия.

Гемофилия – сцепленный с полом рецессивный признак, при котором нарушается образование одного из факторов, ускоряющего свертывание крови.

Ген, детерминирующий синтез данного фактора, находится в участке Х-хромосомы, не имеющем гомолога, и представлен двумя аллелями – доминантным нормальным геном и рецессивным мутантным геном (рис. 10).

Рис. 10. Гемофилия

Генотипы и фенотипы людей, несущих ген гемофилии (рис. 11)

Рис. 11. Генотипы и фенотипы людей несущих ген гемофилии

 

Наследование гемофилии

Если у отца нормальный ген, то сыновья матерей носителей с вероятностью 50 % будут страдать гемофилией. От брака женщины-носителя с нормальным мужчиной рождаются дети с разными фенотипами (рис. 12).

Рис. 12. Наследование гемофилии

Самый хорошо задокументированный случай гемофилии известен в родословной королевы Виктории. Считают, что этот ген возник в результате мутации у самой королевы или ее родителей. Рассмотрите схему, на которой изображено, как ген гемофилии передавался потомкам королевы (рис. 13).

Рис. 13. Схема передачи гена гемофилии потомкам королевы Виктории

Список литературы

  1. Теремов А.В., Петросова Р.А. Биология. Биологические системы и процессы. 10 класс. – М.: 2011. – 223 с.
  2. Сивоглазов В.И. и др. Биология. Общая биология. 10-11класс. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – М.: Дрофа, 2010. – 384 с.
  3. Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. Общая биология. 10-11 класс. – М.: Дрофа, 2005. – 367 с.
  4. Пономарева И.Н. и др. Биология. 10 класс. Базовый уровень. – 2-е изд., перераб. - М.: 2010. – 224 с.
  5. Захаров В.Б. и др. Биология. Общая биология. Профильный уровень. 10 класс. – М.: 2010. – 352 с.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Интернет портал «licey.net» (Источник)
    Интернет портал «school.xvatit.com» (Источник)
  2. Интернет портал «medkurs.ru» (Источник)

 

Домашнее задание

  1. Как называются одинаковые пары хромосом у мужских и женских организмов?
  2. Что такое гемофилия?
  3. Почему у всех разнополых животных количество мужских и женских организмов примерно одинаково?