Kui palju ja mis tüüpi sugurakke. Sugurakud: viljastamise mõiste, moodustumine, liigid ja protsess

Genotüüp- See on geenide kogum, mille organism on saanud oma vanematelt.

Fenotüüp - See on organismi kõigi omaduste ja tunnuste kogum, mis arenevad genotüübi alusel teatud keskkonnatingimustes.

Eraldi funktsiooni nimetatakse föön(silmade värv, nina kuju, mao maht, punaste vereliblede arv jne).

Pärimise põhimustreid uuris G. Mendel. Need on omane kõigile elusorganismidele.

Mendeli kehtestatud pärimismustrite selgitamiseks pakutakse välja sugurakkude puhtuse hüpotees (Batson, 1902): hübriidorganismis geenid ei hübridiseeru (ei segune) ja on puhtas alleelses olekus; meioosi käigus eralduvad homoloogsed kromosoomid ja sugurakku siseneb paarist vaid üks geen alleelsed geenid.

Peatükk 1. Sugurakkude moodustumise mustrid, teoreetilised aluspõhimõtted

Sugurakud (sugurakud) - sisaldavad haploidset kromosoomide komplekti ja moodustuvad meioosi käigus sugunäärmetes (munad - munasarjades, spermatosoidid - munandites).

Sugurakkude väljakirjutamisel peate teadma, et:

meioosi ajal siseneb igast homoloogsete kromosoomide paarist tulevasse sugurakku üks kromosoom, seega igast alleelsete geenide paarist - üks geen;

kui organism on homosügootne (näiteks AA), siis kõik sugurakud, olenemata sellest, kui palju neid moodustub, sisaldavad ainult ühte geeni ( A), st nad kõik on sama tüüpi ja seetõttu moodustab homosügootne organism ühte tüüpi sugurakke;

kui organism on heterosügootne ( Ahh), siis meioosi protsessis üks kromosoom geeniga A satub ühte sugurakku ja geeniga teise homoloogsesse kromosoomi A satub teise sugurakku, seetõttu moodustab ühe geenipaari heterosügootne organism kahte tüüpi sugurakke;

sugurakkude väljakirjutamise valem N = 2 n , Kus N on sugurakkude tüüpide arv ja n - see on märkide arv, mille järgi antud organism heterosügootne.

Tüüpiliste probleemide lahendamine

Ülesanne 1. Inimese somaatilise (mittereproduktiivse) raku tuum sisaldab 23 paari kromosoome. Milline on ühe isendi sugurakkude võimalik mitmekesisus, kui ristumisega mitte arvestada?

Lahendus . Igast homoloogsest kromosoomipaarist satub üks sugurakku. Esimesest paarist kromosoomi valimine annab kaks võimalust; kromosoomi lisamine teisest paarist kahekordistab variantide arvu, kolmandast paarist - veel kaks korda jne. Kokku on meil 222......... 2 = 2 23 = 8  10 6 sugurakkude valikud.

2. ülesanne. Kirjutage üles sugurakkude tüübid, mis moodustuvad genotüübiga inimestel:

A) AA;

G) AaBb.

Lahendus . Vastavalt valemile N=2 n määrame sugurakkude tüüpide arvu järgmiste genotüüpidega indiviididel: isendil AA - 1 tüüpi sugurakke (2 0 = 1), isendil Rr- 2 tüüpi (2 1 = 2), genotüübiga indiviidil ss- tüüp 1 (2 0 = 1) genotüübiga indiviidil AaBb- 4 tüüpi sugurakke (2 2 = 4):

a) ühte tüüpi sugurakke

b) kahte tüüpi sugurakke

c) ühte tüüpi sugurakke

d) nelja tüüpi sugurakke

3. ülesanne. Meessoost isikul on genotüüp Nn.

Mis tüüpi sperma toodetakse sellel inimesel?

Milline on genotüübiga indiviidil moodustunud eri tüüpi spermatosoidide arvuline suhe Nn?

Milline bioloogiline protsess seda suhet reguleerib?

Lahendus . Kaks tüüpi spermat geenidega N Ja n vahekorras 1:1 (igaüks 50%). See seos põhineb võrdselt tõenäolisel kromosoomide ja kromatiidide eraldumisel meioosi 1 anafaasiks ja meioosi 2 anafaasiks.

Enesekontrolli ülesanded

Ülesanne 1. Mitut tüüpi sugurakke moodustuvad:

a) ühe domineeriva tunnusega homosügootne isend;

b) heterosügootne isend ühe tunnuse poolest;

c) ühe retsessiivse tunnusega indiviid?

Probleem 2. Kui naise keha genotüübiga mm geen M meioosi ajal sisenes see munarakku, kuhu geen läheb m?

3. ülesanne. Inimestel domineerib pruun silmavärv sinise ees:

1. Mitut tüüpi munarakke, mis erinevad antud geenipaari poolest, moodustub heterosügootsel pruunisilmsel naisel?

2. Mitut tüüpi spermat toodab sinisilmne mees?

Probleem 4. Mitut tüüpi sugurakke ja milliseid moodustavad organismid, millel on genotüüp: a) AA; b) AABB; V) aaBB; G) aaww?

5. ülesanne. Mitut tüüpi sugurakke ja milliseid moodustavad järgmised organismid:

a) monohübriid geeni järgi A;

b) geenide dihübriid A Ja IN;

c) trihübriid geenide järgi A, B, KOOS?

6. ülesanne. Mitut tüüpi sugurakke organism toodab?

a) heterosügootne ühe geenipaari suhtes;

b) heterosügootne kahe geenipaari suhtes;

c) heterosügootne nelja geenipaari suhtes;

d) heterosügootne n geenipaare?

Ülesanne 7. Mitut tüüpi sugurakke ja millised täpselt moodustavad genotüübiga organismid:

A) MmNnSsRr; b) MMnnssRR; V) DdeeFfHH?

Ülesanne 8. Inimesel domineerib pruun silmade värv sinise üle ja lühinägelikkus normaalse nägemise üle. Mitut tüüpi sugurakke ja milliseid täpselt toodab diheterosügootne pruunisilmne lühinägelik naine?

Peatükk 2. MONOHÜBRIIDNE RISTUMINE

Teoreetilised põhiprintsiibid

Ristamist, mille käigus organisme analüüsitakse ühe alternatiivse (kvalitatiivse) tunnuse järgi, nimetatakse monohübriid.

EsiteksthMendeli seadus -ühtsuse seadus esimese põlvkonna hübriidid. Seaduse avaldus:Ühe alternatiivse (kvalitatiivse) tunnuse järgi analüüsitud homosügootsete isendite ristamisel täheldatakse esimese põlvkonna hübriidide ühetaolisust fenotüübi ja genotüübi osas.

Selle seaduse jaoks ei ole selle tegevust piiravaid tingimusi (homosügootide ristamise korral on järglased alati ühtlased).

Mendeli teine ​​seadus (jagamise seadus ) on sõnastatud järgmiselt: ühe alternatiivse (kvalitatiivse) tunnuse järgi analüüsitud heterosügootsete organismide ristamisel täheldatakse esimeses põlvkonnas jagunemissuhet 3:1 fenotüübi ja 1:2:1 genotüübi järgi.

Sellel seadusel on selle toimimist piiravad tingimused:

geenide igat tüüpi alleelne interaktsioon, välja arvatud täielik domineerimine;

letaalsed ja poolletaalsed geenid;

erinevat tüüpi sugurakkude ja sügootide moodustumise ebavõrdne tõenäosus;

geenide läbitungimine on alla 100%;

geenide pleiotroopne toime.

Domineeriva tunnusega (homosügoodi täieliku domineerimisega) indiviidi genotüübi määramiseks AA ja heterosügoot Ahh fenotüübiliselt eristamatud) kasutatakse proovi rist , milles domineeriva tunnusega organism ristatakse retsessiivse tunnusega organismiga.

Võimalikud on kaks ristamise tulemust.

Kui ristamise tulemusel saadakse esimese põlvkonna hübriidide ühtlus, siis on analüüsitav organism homosügootne ja kui F 1-s toimub 1:1 lõhenemine, siis on isend heterosügootne.

23. Mitut tüüpi sugurakke ja milliseid moodustavad järgmised organismid:

a) organism genotüübiga AA?

b) AABB genotüübiga organism?

c) aaBB genotüübiga organism?

d) kas organism on geenide a ja b suhtes retsessiivne?

24. Mitut tüüpi sugurakke ja milliseid moodustavad järgmised organismid:

a) monohübriid Aa?

b) dihübriid AaBb?

c) trihübriidne AaBbCc?

25. Mitut tüüpi sugurakke organismid moodustavad:

a) heterosügootne ühe geenipaari suhtes?

b) heterosügootne kahe geenipaari suhtes?

c) heterosügootne nelja geenipaari suhtes?

d) heterosügootne n paari geeni suhtes?

26. Mitut tüüpi sugurakke ja milliseid moodustavad järgmised organismid:

a) MmNnRRrSS genotüübiga organism?

b) MMnnRRss genotüübiga organism?

c) organism genotüübiga DdeeFfНН?

27. Hernes domineerib seemnete kollane värvus rohelise üle ja seemne sile pind kortsulise üle.

a) Mitu ja millist tüüpi sugurakke toodab homosügootne kollane sile hernes?

b) Mitu ja mis tüüpi sugurakke toodab heterosügootne kollane sile hernes?

c) Mitu ja mis tüüpi sugurakke toodab heterosügootne kollane kortshernes?

d) Kui palju ja milliseid sugurakke toodavad rohelised herned, mis on sileda pinna jaoks heterosügootsed?

28. Drosophilas halli värvi keha (V) domineerib kollase (v), punane silmade värv (S) domineerib seepia värvi (s) ja normaalsed tiivad (B) domineerivad kaardus tiivad (b).

a) Mitu ja mis tüüpi sugurakke toodab kollase keha, seepiavärvi silmade ja kõverate tiibadega kärbes?

b) Mitu ja mis tüüpi sugurakke moodustub halli keha, punaste silmade ja kõverate tiibadega dihübriid?

c) Kollase kehaga kärbes on silmade värvi ja tiivakuju poolest heterosügootne. Mis tüüpi sugurakke see moodustab?

29. Inimestel Sinised silmad(b) on retsessiivsed kuni pruunini (B) ja lühinägelikkus (M) domineerib normaalsel nägemisel (m).

a) Milliseid mune toodab normaalse nägemisega sinisilmne naine?

b) Milliseid spermatüüpe toodab pruunide silmadega lühinägelik mees, kes on mõlema geeni suhtes heterosügootne?

30. Hernes domineerib seemnete kollane värvus (A) rohelise (a), seemnete sile pind (B) kortsuspinna (b) üle.

a) Homosügootsed kollased siledad herned ristatakse roheliste kortsushernestega. Määrake esimese ja teise põlvkonna järglaste genotüüp ja fenotüüp.

b) Diheterosügootsed kollased siledad herned ristatakse roheliste kortsustega. Millist lõhustamist genotüübi ja fenotüübi järgi on oodata esimeses põlvkonnas?

d) Heterosügootsed kollased kortsusherned ristatakse rohelise heterosügootsega, et seemne kuju oleks sile. Millist lõhustamist genotüübi ja fenotüübi järgi on oodata esimeses põlvkonnas?

31. Drosophila kärbsel pärineb retsessiivse tunnusena silmade puudumine (geen – “e” – еуеless) ning algsete tiibade üle domineerib tiibade normaalne struktuur (geen “v” – vetstigiaalne).

a) Normaalsete tiibadega, vestigiaalse alleeli suhtes heterosügootne silmadeta kärbes ristatakse normaalsete silmadega, silmata geeni suhtes heterosügootse ja algeliste tiibadega kärbsega. Määrake nende järglaste genotüüp ja fenotüüp.

b) Mõlema geeni suhtes heterosügootsed kärbsed ristatakse. Määrake segregatsioon nende järglaste fenotüübi põhjal.

c) Normaalsete silmade ja tiibadega kärbse ristamisel normaalsete tiibadega silmadeta kärbsega saadi järgmised järglased: 3/8 normaalsete silmade ja tiibadega, 3/8 silmadeta normaalsete tiibadega, 1/8 normaalsete silmade ja algeliste silmadega. tiivad ja 1/8 silmadeta algeliste tiibadega. Määrake vanemate genotüüp.

32. Inimestel domineerib normaalse nägemise üle lühinägelikkus (M) ja pruunid silmad(B) – siniste kohal.

a) Lühinägelike pruunide silmadega vanemate ainsal lapsel on sinised silmad ja normaalne nägemine. Määrake selle perekonna kõigi kolme liikme genotüübid.

b) Sinisilmne lühinägelik naine abielust pruunisilmse normaalse nägemisega mehega sünnitas pruunisilmse lühinägeliku lapse. Kas on võimalik määrata vanemate genotüüpi?

c) Sinisilmne lühinägelik mees, kelle emal oli normaalne nägemine, abiellus normaalse nägemisega pruunisilmse naisega. Selle abielu esimene laps on pruunide silmadega ja lühinägelik. Teine on sinisilmne ja lühinägelik. Määrake vanemate ja laste genotüübid.

33. Inimestel põhjustab Rh-faktori antigeeni olemasolu erütrotsüütides - Rh+ fenotüüp - domineeriv geen - D. Selle alleel-d määrab selle antigeeni puudumise (Rh-fenotüüp). Esimese (0) veregrupi (I0) geen on retsessiivne II rühma (IA) ja kolmanda rühma (IB) geeni suhtes. Kaks viimast alleeli on kodominantsed, nende kombinatsioon (IAIB) määrab IV veregrupi.

a) Abikaasa genotüüp on ddIAI0, naisel DdIBIB. Kui suur on tõenäosus saada IV rühma Rh-positiivne laps?

b) II rühma Rh-positiivne naine, kelle isal oli I rühma Rh-negatiivne veri, abiellus I rühma Rh-negatiivse mehega. Kui suur on tõenäosus, et laps pärib isa mõlemad omadused?

c) IV rühma Rh-negatiivse verega mees abiellus III rühma Rh-positiivse verega naisega. Naise isal oli I rühma Rh-negatiivne veri. Perre sündis kaks last. Esimesel on III rühma Rh-negatiivne veri, teisel I rühma Rh-positiivne veri. Kohtuekspertiis tuvastas, et üks neist lastest oli vallas. Milline kahest alleelipaarist välistab isaduse?

34. Inimestel määravad ABO süsteemi antigeenid mitme allelomorfi I 0, I A ja IB poolt; Erütrotsüütide Rh-antigeen (vastavalt Rh+ ja Rh- alleelid D ja d); MN veregrupi süsteem – kodominantsed alleelid LM ja LN.

a) Mitu erinevat fenotüüpi kolme veregrupi süsteemi järgi on inimestel olemas, kui võtta arvesse kõikvõimalikud ABO, Rh ja MN antigeenide kombinatsioonid?

b) Ema genotüüp on I A I 0 DdLMLM, isa genotüüp on I A I B ddLMLM. Kui palju ja millised antigeenide kombinatsioonid on nende lastel võimalikud?

c) Ema genotüüp on I 0 I 0 DdLNLN ja isa genotüüp on I A I B ddLMLM. Kui palju erinevaid fenotüüpe ja millised fenotüübid on nende lastel võimalikud?

d) ARh-MN fenotüübiga naine, kelle isal oli I veregrupp, abiellus mehega, kelle veri sisaldab ABRh+N antigeene. Mehe ema oli Rh negatiivne. Määrake tõenäosus, et lapsel on sama antigeenide kombinatsioon kui isal.

e) Ema fenotüüp on ABMRh-, isa OMRh+. Üks mu isa vanematest oli Rh negatiivne. Kui palju ja millised vereantigeenide kombinatsioonid on nende lastel võimalikud? Kui palju kombinatsioone koguarv võimalik kolme veregrupi süsteemi järgi (ABO, MN, Rh+, Rh-) on välistatud?

f) Kohtumeditsiini eksperdi ülesandeks on välja selgitada, kas abikaasade R pere poiss on sugulane või adopteeritud poeg need abikaasad.

Kõigi kolme pereliikme vereanalüüs andis järgmised tulemused. Naisel on IV rühma Rh-positiivne veri koos antigeeniga M.Tema mehel on Rh-negatiivne I rühma veri koos N-antigeeniga Lapsel on I rühma Rh-positiivne veri koos antigeeniga M Millise järelduse peaks ekspert tegema anda ja kuidas seda õigustatakse?

(sugurakud), mis ühinevad seksuaalse paljunemise käigus, moodustades uue raku, mida nimetatakse sigootiks. Isassugurakud on spermatosoidid ja emassugurakud on munarakud. Seemnetaimedes on õietolm isasseemnerakk, mis toodab gametofüüti. Emassugurakud (munad) asuvad taime munasarjas. Loomadel tekivad sugurakud isas- ja emasloomadel. Spermatosoidid on liikuvad ja pika sabataolise väljakasvuga. Munad ei ole aga liikuvad ja on isassugurakuga võrreldes suhteliselt suured.

Sugurakkude moodustumine

Sugurakud moodustuvad rakkude jagunemise teel, mida nimetatakse. See kaheetapiline jagamisprotsess annab neli, mis on haploidsed. sisaldab ainult ühte komplekti. Kui haploidsed isas- ja emassugurakud ühinevad protsessis, mida nimetatakse viljastamiseks, moodustavad nad sügoodi. Sügoot sisaldab kahte kromosoomikomplekti.

Sugurakkude tüübid

Mõned isas- ja naissugurakud on sama suuruse ja kujuga, teised erinevad suuruse ja kuju poolest. Mõne vetikaliigi puhul on nii isas- kui ka emased vetikad peaaegu identsed ja tavaliselt võrdselt liikuvad. Nende sugurakkude tüüpide kombinatsioon on tuntud kui . Mõnes organismis on sugurakud erineva suuruse ja kujuga ning nende ühinemist nimetatakse heterogaamiaks. Kõrgematel taimedel, loomadel, aga ka mõnel vetika- ja seeneliigil on eriline anisogaamia, mida nimetatakse. Oogaamias ei ole emassuguraat liikuv ja on palju suurem kui isassuguraat.

Sugurakud ja viljastumine

Tekib siis, kui isas- ja naissugurakud sulanduvad. Loomorganismides toimub sperma ja munaraku ühinemine naiste suguelundite munajuhades. Miljonid spermatosoidid vabanevad seksuaalvahekorra ajal ja liiguvad tupest munajuhadesse.

Sperma on spetsiaalselt kohandatud munaraku viljastamiseks. Pea piirkonnas on korgitaoline kate, mida nimetatakse akrosoomiks ja mis sisaldab ensüüme, mis aitavad seemnerakul tungida läbi sugunäärme (munaraku membraani välimine kate). Munarakku jõudes sulandub spermatosoidi pea munaga. Tungimine läbi zona pellucida (munamembraani ümbritsev membraan) põhjustab ainete vabanemist, mis muudavad zona pellucida ja takistavad teistel spermatosoididel munaraku viljastamist. See protsess on kriitiline, kuna viljastamine mitme sperma ehk polüspermiaga tekitab lisakromosoomidega sigooti. See nähtus on sigootile saatuslik.

Pärast viljastamist muutuvad kaks haploidset sugurakku üheks diploidseks rakuks või sügootiks. Inimestel tähendab see, et sügoodil on 23 paari, kokku 46 kromosoomi. Sügoot jätkab jagunemist ja lõpuks küpseb täielikult toimivaks organismiks. sugukromosoomide pärand. Spermarakkudel võib olla üks kahest sugukromosoomi tüübist – X või Y. Munarakul on ainult ühte tüüpi sugukromosoom – X. Kui Y-kromosoomiga seemnerakk viljastab munaraku, on tulemuseks isane (XY). Kui X-kromosoomiga seemnerakk viljastab munaraku, on tulemuseks emane (XX).