13. Генетическое определение пола

Введение

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

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).

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).

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.

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).

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).

Схема наследования пола человека (рис. 7).

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).

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

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).

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

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).

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).

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)

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?