Памятка для решения задач по генетике

Изложение нового материала

1 Моногибридное скрещивание
При решении генетических задач используются следующие понятия и символы:
~ Родительские организмы обозначают латинской буквой Р.
~ Женский пол обозначают знаком, мужской.
~ Скрещивание обозначают знаком умножения ().
~ G (g) – гаметы, обводятся кружком (!); удобнее: кружком – яйцеклетки, кружком с
хвостиком – сперматозоиды (спермии).
~ Организмы, полученные от скрещивания особей с различными признаками, - гибриды,
а совокупность таких гибридов – гибридное поколение, которое обозначают латинской
буквой F с цифровым индексом, соответствующим порядковому номеру гибридного
поколения. Например: первое поколение (дети) обозначают F1; если гибридные
организмы скрещиваются между собой, то их потомство обозначают F2 (внуки),
третье поколение (правнуки) – F₃ и т.д.

Решение любой задачи начинают с записи ее условия. Условие генетической задачи
удобнее оформлять в виде таблицы:

признак	ген	генотип

В первую колонку заносится информация о признаке, исследуемом в задаче. При
этом нужно помнить о том, что любой признак может иметь альтернативное проявление:
За формирование данного признака отвечает
ген, который существует в состоянии двух аллелей – доминантного и рецессивного. Из
результатов менделевского скрещивания следует, что желтый цвет доминирует над зеленым, то есть можно смело внести в таблицу и обозначения аллелей гена, отвечающих за развитие альтернативных признаков: развитие желтого цвета определяет доминантный аллель гена A, зеленый – рецессивный аллель a. Остается записать возможные генотипы растений с желтыми и зелеными семенами. Зная о том, что генотип всегда содержит парное количество генов, предполагаем, что растение с зелеными семенами может иметь только один генотип – особи, гомозиготной по рецессивному признаку аа,растение с желтыми семенами может иметь два генотипа: особи, гомозиготной по доминантному признаку AA и гетерозиготы Aa.

В результате получаем следующую запись:

Признак (цвет семян гороха)	ген	генотип
Желтый	А	АА, Аа
Зеленый	а	аа

 

Следующий шаг – запись схемы скрещивания. Принимаем во внимание, что для эксперимента Мендель брал самоопыляющееся растение – горох, из чего следует, что исходные растения не имели возможности приобрести «чужие» гены, т.е. были гомозиготны. Подобные растения принято называть чистыми линиями. По условию, Мендель скрещивал растения с желтыми и зелеными семенами, меняя окраску семян «мамы» и «папы», получая при этом одинаковые результаты, т.е. пол родительских особей не имеет значения, поэтому принимаем его произвольно. В схеме скрещивания не забываем указывать фенотипы родительских особей:

(фенотип) желтые зеленые

Р: (генотип) ♀ АА Î ♂ аа

Имея в виду, что данными фенотипами обладают половозрелые особи, делаем вывод
о том, что для получения потомства необходимы специализированные клетки – гаметы,
содержащие гаплоидный набор хромосом, а значит и непарное число генов. Вспоминаем о
том, что гаметы образуются в результате мейоза, при котором гомологичные хромосомы в
норме не могут попасть в одну клетку. На основании всего перечисленного формулируем

~ П равило чистоты гамет: при образовании половых клеток в каждую гамету
попадает только один ген из каждой аллельной пары. Чистота гамет
обеспечивается независимым расхождением хромосом при мейозе.

Используя это правило, записываем гаметы родительских особей:
желтые зеленые

Р: ♀ АА Î ♂ аа

G: А А а а

Знать заранее, какой из спермиев примет участие в оплодотворении данной яйцеклетки, невозможно. Поэтому рассматриваем все возможные ситуации. Однако, постольку, поскольку родительские особи гомозиготны и из записи видно, что каждая из них образует только по одному сорту гамет, в любом случае при оплодотворении возможен только один результат:

F1: (генотип) Аа
(фенотип) желтые

Итак, после всех рассуждений на доске и в тетрадях учащихся должна появиться
следующая запись:

Признак (цвет семян гороха)	ген	генотип
Желтый	А	АА, Аа
Зеленый	а	аа

 

Желтые  зеленые
Р: ♀ АА   *    ♂ аа
G:       АА    аа
F1:     Аа -100% желтые

Правило чистоты гамет: при образовании половых клеток в каждую гамету попадает
только один ген из каждой аллельной пары. Чистота гамет обеспечивается независимым расхождением хромосом при мейозе.
При помощи этой записи вместе с учащимися довольно легко формулируется

~ Правило единообразия гибридов первого поколения (первый закон Менделя):
гибриды первого поколения (F1), полученные при скрещивании гомозиготных особей,
однообразны по генотипу и фенотипу и обладают доминантным признаком.
  Принимаем во внимание, что в этом случае доминантный ген полностью подавляет
действие рецессивного, то есть рассматривается случай полного доминирования.

Подобным образом анализируем продолжение эксперимента Менделя, в котором он
скрещивает между собой гибриды первого поколения, обращая внимание на то, что
гетерозиготы образуют несколько сортов гамет. Для удобства определения генотипов
гибридов второго поколения используем решетку Пеннета, в которой по вертикали
указываем гаметы «мамы», а по горизонтали – «папы»; в таблице указываем и фенотипы
гибридов второго поколения. Запись принимает следующий вид:

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

На основании приведенной схемы формулируем

~ Закон расщепления (второй закон Менделя): в потомстве (F2), полученном при
скрещивании гибридов первого поколения (F1), наблюдается расщепление признаков в
соотношении 3 к 1: 75% гибридов второго поколения обладают доминантными и 25% -
рецессивными признаками.

2 Дигибридное скрещивание.

1. Опыт Менделя по изучению наследования признаков у гороха при дигибридном скрещивании:

Р: Растение с желтыми * Растение с зелеными
гладкими семенами   морщинистыми семенами

F1: Растения с желтыми гладкими семенами (100%, Þ единообразие)

F2:       315           108              101                     32
       желтые    желтые      зеленые           зеленые
      гладкие   гладкие    морщинистые  морщинистые

            9       :  3 :           3  :                1

                    расщепление по фенотипу

2. Анализ результатов опыта и составление схемы скрещивания.
  Результаты первого скрещивания позволяют сделать следующие выводы:

1) доминантными признаками являются желтый цвет (это известно и из опыта
Менделя на моногибридное скрещивание) и гладкая форма семян;

2) родительские растения гомозиготны (обратное прочтение правила единообразия).

Запишем условие скрещивания:       Запишем все возможные генотипы особей, учитывая оба                                 признака:

 

ПРИЗНАК	ГЕН	ГЕНОТИП
1. цвет семян гороха  желтый зеленый	А а	АА, Аа, аа
2. форма семян гороха  гладкая морщинистая	В в	ВВ, Вв, вв

 

   Обращаем внимание на то, что генотип особи, обладающей доминантными признаками в общем виде может быть записан как A-B-, то есть на месте пропусков могут находиться как доминантные, так и рецессивные аллели генов. Так как известно, что исходные растения (родители) гомозиготны (Мендель для эксперимента брал чистые линии гороха), запишем схему скрещивания:

Одним из условий верного решения задачи
является правильное определение всех возможных
сортов гамет, которые образуют родительские
особи. Это возможно только при четком
понимании Правила чистоты гамет. Так как
генотип родителей содержит две пары аллельных
генов, в гамете должно содержаться два гена

Вводим понятие дигетерозиготы, т.е. гетерозиготы по двум признакам (по аналогии – тригетерозигота, тетрагетерозигота. А если изучается большее количество признаков?).

Продолжаем запись схемы скрещивания:

          ж. гл.     ж. гл.

Р(F1): ♀  АаВb *  ♂ АаВb

Так как скрещиваемые растения гетерозиготны, вспоминаем о том, что гетерозиготы всегда образуют четное количество сортов гамет, равное 2n, где n – число “гетеро-“ пар аллельных генов.

В нашем случае n = 2, т.е. дигетерозигота образует 22 = 4 сорта гамет:

 

                                                                   АаВb

                                                AB     Ab      aB     ab

Так как генотипы особей идентичны, то и гаметы они образуют одинаковые – по 4 сорта. Для определения генотипов и фенотипов второго поколения гибридов (т.е. результатов оплодотворения) используется решетка Пеннета (ученики вполне могут сделать это самостоятельно):

 

Расщепление по фенотипу9:3:3:1 9А-В-: 3A-bb: 3aaB-: 1aabb

У гибридов второго поколения появляются сочетания признаков, не встречающиеся ни у одного из предыдущих поколений. Остается только подсчитать количество генотипических (Г) и фенотипических (Ф) классов и их соотношение при расщеплении:

Г - девять: 1 ААВВ, 2 AABb, 2 AaBB, 4 АаВb, 1 AAbb, 2 Aabb, 2 aaBb, 1 aaBB, 1 аabb, т.е. расщепление по генотипу – 1:2:2:4:1:2:2:1:1

Ф – четыре: 9 желтых гладких (А-В-), 3 желтых морщинистых (A-bb), 3 зеленых гладких (aaB-) и 1 зеленый морщинистый (aabb), т.е. расщепление по фенотипу произошло в соотношении 9:3:3:1

Отметим, что дигибридное скрещивание можно рассматривать как два независимо осуществляющихся моногибридных скрещивания, результаты которых как бы накладываются друг на друга; результаты расщепления по каждой паре альтернативных признаков происходит в соотношении 3:1 (примем во внимание, что (3:1)2 = 9:3:3:1). Это и послужило выведению
~ Третьего закона Менделя (закона независимого наследования признаков): каждая пара признаков наследуется независимо от другой.

 

 

_____________________________________________________________________________

Памятка для решения задач по генетике

1. Прочитав текст задачи, запишите ее условие в виде таблицы:

признак	ген	генотип

1.Помните о том, что в первой колонке указывается альтернативное проявление признака (при моногибридном скрещивании) или признаков (при ди- и полигибридных скрещиваниях), причем сначала записывается доминантный признак, потом – рецессивный, и так для каждой пары альтернативных признаков; в третьей колонке – ВСЕ возможные генотипы особей с данным фенотипом.

2. Определите тип задачи: прямая (если из условия известно, какими признаками обладают родители, и спрашивается, какими могут быть их дети) или обратная (если в условии говорится о фенотипе детей
и требуется определить генотипы и (или) фенотипы родителей)

3. Если задача прямая, запишите с помощью общепринятых символов схему скрещивания.

4. Если задача обратная, под таблицей с условием запишите данные о генотипах и фенотипах потомков, применяя символы, обозначающие расщепление:
F1: n (фенотип/ возможный генотип): m (фенотип/ возможный генотип) Ниже запишите схему скрещивания.

5. Определите, какие генетические законы и закономерности проявляются в данной задаче (вспомните прямую и обратную формулировку закона, спроецируйте их на задачу, сделайте выводы).
6. Помните: гетерозиготы всегда образуют четное количество сортов гамет, равное 2 n, где n – число «гетеро-«пар аллельных генов

____________________________________________________________________________

Задачи для самостоятельного выполнения:

 

№1. У лука репчатого золотистая окраска доминирует над коричневой. Скрещивали гомозиготное растений золотистой окраской с гомозиготным растением коричневой окраской. Какие гаметы будут у родительских форм? Сколько образуется типов гамет? Какое расщепление получится в F2?

 

№2. У человека кареглазость – доминантный признак. В семье оба родителя кареглазые, а у их дочери голубые глаза. Сколько типов гамет образуется у матери? Сколько разных генотипов может быть среди детей этих супругов?

№3. Голубоглазый мужчина, оба родителя которого имели карие глаза (доминантный признак), женился на кареглазой женщине, у отца которой глаза карие, а у её матери – голубые. От этого брака родился один голубоглазый сын. Определите генотипы каждого из упомянутых лиц.

 

№4. При скрещивании гуппи серой окраски с гуппи золотистой окраски получены 9 серой окраски и 3 золотистой. Можно ли определить какой ген доминирует? Каковы генотипы родителей и генотипы первого потомства?

 

№5. Синяя окраска колокольчика рецессивна по отношению к фиолетовой. Если скрестить две гетерозиготные особи то, какое потомство мы получим? Напиши генотипы родителей и первого поколения. Сколько генотипов получится?