Краткое изложение темы

Важное умение, без которого невозможно решить задачу, – определять, к какому разделу она относится: моно-, ди- или полигибридное скрещивание; наследование, сцепленное с полом, или наследование признаков при взаимодействии генов. Это позволяет выбрать необходимые для решения задачи законы, закономерности, правила, соотношения.

Упражнение 1. Одна из пород кур отличается укороченными ногами (такие куры не разрывают огородов). Этот признак – доминирующий. Управляющий им ген в ызывает одновременно и укорочение клюва. При этом у гомозиготных цыплят клюв так мал, что они не в состоянии пробить яичную скорлупу и гибнут, не вылупившись из яйца. В инкубаторе хозяйства, разводящего только коротконогих кур, получено 3000 цыплят. Сколько среди них коротконогих?

Упражнение 2. В медицине имеет большое значение различие между четырьмя группами человеческой крови. Группа крови является наследственным признаком, зависящим от одного гена. Ген этот имеет не две, а три аллели, обозначаемые символами А, В, 0. Лица с генотипом 00 имеют первую группу крови, с генотипами АА или А0 – вторую, BB или В0 – третью, АВ – четвертую (мы можем сказать, что аллели А и В доминируют над аллелью 0, тогда как друг друга они не подавляют). Какие группы крови возможны у детей, если у их матери – вторая группа крови, а у отца – первая?

Ответ: обе задачи на моногибридное скрещивание, так как речь идет об одном гене.

Типы задач.

Все генетические задачи, какой бы темы они ни касались (моно- или полигибридное скрещивание, аутосомное или сцепленное с полом наследование, наследование моно- или полигенных признаков), сводятся к трем типам: 1) расчетные; 2) на определение генотипа; 3) на определение характера наследования признака.

В условии расчетной задачи должны содержаться сведения:
– о характере наследования признака (доминантный или рецессивный, аутосомный или сцепленный с полом и др.);
– прямо или косвенно (через фенотип) должны быть указаны генотипы родительского поколения. Вопрос расчетной задачи касается прогноза генетической и фенотипической характеристик потомства.

Пример задачи расчетного типа.

У человека ген полидактилии (многопалости) доминирует над нормальным строением кисти. У жены кисть нормальная, муж гетерозиготен по гену полидактилии. Определите вероятность рождения в этой семье многопалого ребенка.

Решение этой задачи начинается с записи ее условия и обозначения генов. Затем определяются (предположительно) генотипы родителей. Генотип мужа известен, генотип жены легко установить по фенотипу – она носительница рецессивного признака, значит, гомозиготна по соответствующему гену. Следующий этап – написание значений гамет. Следует обратить внимание на то, что гомозиготный организм образует один тип гамет, поэтому нередко встречающееся написание в этом случае двух одинаковых гамет не имеет смысла. Гетерозиготный организм формирует два типа гамет. Соединение гамет случайно, поэтому появление двух типов зигот равновероятно: 1:1.

Решение.

Р: аа х Аа
гаметы: (а) (А) (а)
F₁: Аа, аа,
где: А – ген полидактилии, а – нормальный ген.

Ответ: вероятность рождения многопалого ребенка составляет примерно 50%.Сколько и каких детей будет у супругов, точно сказать нельзя, поэтому необходимо оперировать понятием вероятности.

В условии задачи на определение генотипа должна содержаться информация:
–о характере наследования признака;
– о фенотипах родителей;
– о генотипах потомства (прямо или косвенно).
Вопрос такой задачи требует характеристики генотипа одного или обоих родителей.

Задача. У норок коричневая окраска меха доминирует над голубой. Скрестили коричневую самку с самцом голубой окраски. Среди потомства два щенка коричневых и один голубой. Чистопородна ли самка?

Записываем условие задачи, вводя обозначения генов. Решение начинаем с составления схемы скрещивания. Самка обладает доминантным признаком. Она может быть как гомо- (АА), так и гетерозиготной (Аа). Неопределенность генотипа обозначаем А_. Самец с рецессивным признаком гомозиготен по соответствующему гену – аа. Потомки с коричневой окраской меха наследовали этот ген от матери, а от отца – ген голубой окраски, следовательно, их генотипы гетерозиготны. По генотипу коричневых щенков установить генотип матери невозможно. Голубой щенок от каждого из родителей получил ген голубой окраски. Следовательно, мать гетерозиготна (нечистопородна).

Решение.

Р: Aa х aa
гаметы: (А) (а) (а)
F₁: 1 Aa: 1 aa,

где: А – ген коричневой окраски меха, а – ген голубой окраски меха.

Ответ: генотип самки – Аа, то есть она нечистопородна.

В условиях задач на установление характера наследования признака:
– предлагаются только фенотипы следующих друг за другом поколений (то есть фенотипы родителей и фенотипы потомства);
– содержится количественная характеристика потомства.
В вопросе такой задачи требуется установить характер наследования признака.

Задача. Скрестили пестрых петуха и курицу. Получили 26 пестрых, 12 черных и 13 белых цыплят. Как наследуется окраска оперения у кур?При решении этой задачи логика рассуждения может быть следующей. Расщепление в потомстве свидетельствует о гетерозиготности родителей. Соотношение близкое к 1: 2: 1 говорит о гетерозиготности по одной паре генов. Согласно полученным долям (1/4 белые, 1/2 пестрые, 1/4 черные), черные и белые цыплята гомозиготны, а пестрые гетерозиготны.
Обозначение генов и генотипов с последующим составлением схемы скрещивания показывает, что сделанный вывод соответствует результату скрещивания.

Решение.

Р: A ⁺ A х A ⁺ A
пестрые пестрые
гаметы: (А⁺) (А) (А⁺) (А)
F₁: 1 А⁺А⁺: 2А⁺A: 1 AA
черные пестрые белые

Ответ: окраска оперения у кур определяется парой полудоминантных генов, каждый из которых обуславливает белый или черный цвет, а вместе они контролируют развитие пестрого оперения.

Задача

1.Какая окраска шерсти у кроликов доминирует?

2. Каковы генотипы родителей и гибридов первого поколения по признаку окраски шерсти?
3. Какие генетические закономерности проявляются при такой гибридизации?

Задача.

1. Какая форма плода томата (шаровидная или грушевидная) доминирует?

2. Каковы генотипы родителей и гибридов 1 и 2 поколения?

3. Какие генетические закономерности, открытые Менделем, проявляются при такой гибридизации?

Ответы.

1. Доминирует шаровидная форма плода.
2. Р: аа х АА; F₁: Аа; F₂: 25% АА, 50% Аа, 25% аа.
3. Законы единообразия гибридов первого поколения (I закон Менделя) и закон расщепления (II закон Менделя).

Задача

При скрещивании двух гомозиготных по окраске мышей, белой и серой в первом поколении все мышата серые. Признак какой окраски доминирует? Какова вероятность (в %) появления белой мыши в первом поколение?

Дано: Объект: мышь

Признак: окраска, F1-серые.

Признак какой окраски доминирует?

Какова вероятность (в %) появления белой мыши в первом поколение? Решение:

Р: серый(АА) х белая(аа)

F1: серые(Аа)

Ответ: Доминирует признак серой окраски. Появление белой мыши в F1 невозможно по первому закону Менделя.

Наследование отдельного признака при неполном доминировании

Задача.

Растения красноплодной земляники при скрещивании между собой всегда дают потомство с красными ягодами, а растения белоплодной земляники – с белыми ягодами. В результате скрещивания обоих сортов друг с другом получаются розовые ягоды. Какое потомство возникает при скрещивании между собой гибридных растений земляники с розовыми ягодами? Какое потомство получится, если опылить красноплодную землянику пыльцой гибридной земляники с розовыми ягодами?

Решение.

При скрещивании между собой растений с розовыми ягодами получается 25% красноплодных, 50% с розовыми ягодами и 25% белоплодных.
Растения с розовыми ягодами (Аа) – гибриды F₁. При скрещивании Аа х Аа образуются гаметы двух сортов: А несут признак красноплодности и а признак белоплодности. Пользуясь решеткой Пеннета, внося обозначения гамет, определяем генотип и фенотип получившихся растений.Скрещивание АА х Аа дает расщепление: 50% АА (красноплодных) и 50% Аа (с розовыми ягодами).

Задача.

При скрещивании чёрного петуха с белой курицей все цыплята в F1 крапчатые, а в F2 получается расщепление 1 чёрный к 2 крапчатым и 1 белому. Какое будет потомство от скрещивания крапчатых с чёрными?

Дано: объект: куры, признак: окраска, F1- крапчатые, F2-1 чёрный 2 крапчатых 1 белому. Какое будет потомство от скрещивания крапчатых с чёрными?

Решение:

2Aa-крапчатые, 2АА-чёрные.

Ответ: при скрещевания крапчатых с чёрными в потомстве получается 50% крапчатых и 50% чёрных.

Дигибридное скрещивание

Задача.

Какое потомство получится при скрещивании чистопородного комолого (безрогого) черного быка с красными рогатыми коровами? Каким окажется следующее поколение, полученное от скрещивания этих гибридов между собой, если известно, что комолость доминирует над рогатостью, а черная масть – над красной, причем гены обоих признаков находятся в разных парах хромосом?

Условие задачи можно записать:

А – ген комолости
а – ген рогатости
В – ген черной масти
в – ген красной масти
ААBB – комолый черный
ааbb – рогатые красные
F₁ –? F₂ –?

Составление решетки Пеннета.

Так как каждый признак контролируется одной парой аллелей, локализованных в разных парах хромосом, анализ каждого признака при решении задачи должен проводиться отдельно.Это правило является основой второго и третьего способов анализа потомства в F₂. Изобразим это наглядно, отсекая нижнюю четверть квадрата горизонтальной линией (тогда меньший – нижний прямоугольник будет символизировать рогатую часть потомства). Независимо от этого, по признаку масти все потомство тоже должно распадаться на две неравные части: одна четверть – красные, а остальные три четверти – черные (ведь черный цвет доминирует). Так как площадь квадрата принимается за единицу, площади его частей символизируют доли потомства с соответствующими признаками. Как видим, 9/16 всего потомства (3/4 х 3/4) – комолые черные,3/16 (3/4 х 1/4) – рогатые черные, еще3/16 – комолые красные и, наконец, 1/16 потомства (1/4 х 1/4) – рогатые красные.

Объединив оба признака, запишем выражение:

(3А_ + 1аa) х комолые рогатые

(3В_ + 1bb) = черные красные

9А_В_ + комолые черные

3A_bb + комолые красные

3ааВ_ + рогатые черные

1 аabb рогатые красные

Наследование, сцепленное с полом

Задача

У кошек жёлтая окраска определяется доминантным геном В, чёрная - b. Гетерозигота Bb имеет черепаховую окраску шерсти. Ген В сцеплен с полом. Какие могут котята, если кот чёрный, а кошка жёлтая? Может ли кот иметь черепаховую окраску?

Дано: объект: кошка, признак: окраска, В-жёлтая, b-чёрная, Bb-черепаховая. Какие могут котята, если кот чёрный, а кошка жёлтая? Может ли кот иметь черепаховую окраску?

Решение:

Р1 жёлтая(ХB ХB) х чёрный(Хb Y)

Все кошки будут с черепаховым окрасом,

все коты будут жёлтыми.Все кошки черепаховые, все коты желтыми. Кот не может иметь черепаховую окраску т.к. с Y хромосомой не может быть сцепленной с хромосомой В.

Вопросы для самоконтроля по теме:

№1

Скрещивались мыши серые с белыми. В F1 появились серые мыши, в F2-198 серых и 72 белые. Как наследуются признаки?

№2

У собак жёсткая шерсть доминантна, мягкая рецессивная. Два жёсткошерстных родителя дают жёстко шерстного щенка. С кем его нужно скрестить, чтобы выяснить, имеет ли он в генотипе аллель мякгошерстности?

№3

У кур нормальное оперение доминирует над шелковистым. От двух нормальных по фенотипу гетерозигот получено 98 цыплят. Сколько из них ожидается нормальных, сколько шелковистых?

№4

Курица и петух чёрные хохлатые. От них получено 13цыплят: 7 чёрных хохлатых, 3 бурых хохлатых, 2 чёрных без хохла и 1 бурый без хохла. Каковы генотипы петуха и курицы?

№5 У плодов арбуза корка может быть зелёной или полосатой, форма плода длинная или округлая. Гомозиготное растение с длинными зелёными плодами скрешевают с гомозиготным же, имеющим округлые полосатые плоды. В F1 плоды округлые зелёные. Какое будет F2.

№6

От скрещивания двух сортов земляники, один из которых имеет усы и красные ягоды, а у второго ягоды белые и усы отсутствуют, растения F1 имеют усы и розовые ягоды. Можно ли вывести сорт с розовыми ягодами и безусый?

№7

Может ли быть мужчина гетерозиготным по признакам сцепленным с полом? Объясните почему, напишите формулу генотипа.

№8

Нормальная женщина, отец которой был дальтоник, выходит замуж за нормального мужчину. Могут ли у неё быть дети дальтоники?

№9

Гемофилия определяется рецессивным признаком. Могут ли здоровые мужчина и женщина иметь сына гемофилика?

№10

У крупного рогатого скота RR-красная масть, rr-белая, Rr-чалая. Имеется чалый бык и коровы - всех трёх окрасок. Какова возможность появления чалого теленка во всех трёх случаях?

№11

Жёлтая морская свинка при скрещивании с белой всегда даёт кремовых потомков. Скрещивание кремовых свинок между собой всегда даёт расщепление 1 жёлтая, 2 кремовых, 1 белая. Почему?

№12

У ночной красавицы при скрещивании растений, имеющие красные и белые цветки, F1 с розовыми цветками. Какая окраска цветков будет у растений, полученных от обоих обратных скрещиваний?