Скрещивание особей, различающихся по одной паре признаков, называется моногибридным.
Проводя моногибридное скрещивание, Г.Мендель открыл два закона наследования качественных признаков.
Первый закон Г.Менделя – при скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по состоянию развития одного признака, потомки первого поколения (F 1) получаются единообразными как по фенотипу (с доминантным признаком), так и по генотипу (гетерозиготными).
Первый закон Г.Менделя еще известен как правило доминирования и единообразия гибридов первого поколения.
Второй закон Г.Менделя, или правило расщепления – при скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по состоянию развития одного признака, среди потомков второго поколения (F 2) наблюдается расщепление как по фенотипу (три части потомков получаются с доминантным признаком, одна часть – с рецессивным), так и по генотипу (1АА, 2Аа, 1аа).
У сельскохозяйственных животных встречаются разные формы взаимодействия аллельных генов (разные формы доминирования признаков): полное доминирование, неполное доминирование или промежуточное наследование; кодоминирование, сверхдоминирование.
Пример 1
У крупного рогатого скота черная масть доминирует над красной. Какая масть будет у потомства при скрещивании красных коров с гомозиготными черными быками? Какую масть будет иметь потомство при спаривании гетерозиготных животных? Как определить гомо- и гетерозиготность особи, полученной во втором поколении?
А – черная масть,
а – красная масть
Р: ♀аа х ♂АА
Фенотип: красная масть черная масть
Гаметы: а а А А
F 1 Аа Аа Аа Аа
Фенотип: Единообразие – все черные (полное доминирование)
Анализируем второе гибридное поколение:
Р: ♀Аа х ♂Аа
Гаметы: А а А а
F 2 АА Аа Аа аа
Расщепление по фенотипу: 3 черные; 1 красная.
Для определения генотипа особи с доминантным признаком (полученном в F 2) применяют анализирующее скрещивание (скрещивание с рецессивной гомозиготой).
1) Особь с доминантными признаками является гомозиготной (АА):
Р: ♀АА х ♂аа
красная масть черная масть
Гаметы: а А
F а Аа – все потомки с доминантным признаком, черной масти
2) Особь с доминантными признаками является гетерозиготной (Аа):
Р: ♀Аа х ♂аа
черная масть красная масть
Гаметы: А а а а
F а Аа Аа аа аа
Расщепление по фенотипу: 1: 1; 50% животных черной масти;
50% животных красной масти.
Пример 2
У овец некоторых пород среди животных с ушами нормальной длины (длинноухие) встречаются и полностью безухие. При скрещивании длинноухих между собой, а также безухих между собой получается потомство сходное по этому признаку с родителями. Гибриды же между длинноухими и безухими имеют короткие уши. Какое потомство получится при скрещивании таких гибридов между собой?
В – длинноухие;
в – безухие.
Р: ♀ВВ х ♂вв
длинноухие безухие
Гаметы: В в
короткие уши
Фенотип F 1: Единообразие – все потомки с короткими ушами.
Скрещиваем гибридных потомков F 1 между собой:
Р: ♀Вв х ♂Вв
короткие уши короткие уши
Гаметы: В в В в
F 2 ВВ Вв Вв вв
длинноухие короткие уши короткие уши безухие
Во втором поколении наблюдаем следующее расщепление: 1 длинноухий, 2 короткоухих, 1 безухий.
1. У крупного рогатого скота ген комолости (Р) доминирует над геном, определяющим наличие рогов (р). Какой генотип у рогатых и комолых животных? Генотип какого животного можно определить сразу?
2. Пегий самец спарен с тремя крольчихами. От первой пегой получено четыре пегих кролика, один со сплошной окраской. От второй сплошь окрашенной – два кролика со сплошной окраской, от третьей сплошь окрашенной – два пегих. Какой из признаков является доминантным? Каковы генотипы родителей и потомков? Как проверить Ваше предположение?
3. В браке двух нормальных родителей родился ребенок – альбинос. Какова вероятность, что следующий ребенок тоже будет альбинос?
4. Что можно сказать о генотипах родителей, если среди их потомства наблюдается следующее соотношение фенотипов: 3: 1; 1: 1; 1: 2: 1.
5. У андалузских кур фактор черного оперения «В» и белого «в» в гетерозиготном состоянии «Вв» вызывает голубую окраску оперения. Какое потомство будет получено от спаривания голубых кур с белыми, черными и голубыми петухами? Можно ли в случае промежуточного наследования по фенотипу судить о генотипе особи? Можно ли вывести чистую (нерасщепляющуюся) породу голубых андалузких кур?
6. У шортгорнского скота ген красной “R» и белой «r» масти в гетерозиготном состоянии обуславливает появлении чалой окраски. Какое потомство по генотипу и фенотипу будет получено от спаривания чалого шортгорнского быка с белыми коровами? С красными коровами?
7. Имеются два белых хряка «А» и «Б». Хряк «А» при спаривании с черными и белыми свиноматками дает только белое потомство. Хряк «Б» при спаривании с черными свиноматками дает половину черного и половину белого потомства. Как наследуется масть у свиней? Введите буквенные обозначения и определите генотип хряков.
8. Среди 143 жеребят – потомков жеребца бельгийской тяжеловозной породы Годвана, страдавшего анаридией (отсутствие радужной оболочки глаза), – 65 имело этот же порок. Отец и мать Годвана были нормальными в этом отношении, как и кобылы, с которыми он был спарен. Как наследуется этот признак и почему он появился у Годвана?
9. У диких лисиц встречаются альбиносы. Их окраска рецессивна по отношению к окраске диких лисиц. От двух белых самок – альбиносов и рыжего самца родилось 8 рыжих щенят. После выращивания гибридных самок F 1 спарили с самцом такого же генотипа. В F 2 родилось 24 щенка. Каковы генотипы и фенотипы щенков? Сколько щенков могут быть альбиносами?
10. У собак прямая шерсть доминирует над курчавой. У гибридов F 1 шерсть волнистая (неполное доминирование). Курчавая самка, родители которой имели волнистую шерсть, несколько раз спарилась с самцом, имеющим волнистую шерсть. В итоге родилось 24 щенка. Каковы их генотипы и фенотипы? Какие генотипы у родителей курчавой самки?
11. Галактоземия (неспособность человеческого организма усваивать молочный сахар) наследуется как рецессивный признак. Успехи современной медицины позволяют предупредить развитие болезни и избежать последствий нарушения обмена.
Один из супругов гомозиготен по гену галактоземии, а второй – гетерозиготен по галактоземии. Укажите генотипы детей, рожденных от этой пары.
12. Черная масть у крупного рогатого скота доминирует над красной. При скрещивании с одним и тем же черным быком красная корова Зорька родила черного теленка, черная корова Майка – черного же теленка, а корова Ветка – красного теленка Что можно сказать о генотипах указанных животных?
13. У матери первая группа крови, а у отца – четвертая. Могут ли дети унаследовать группу крови своей матери и отца?
14. У собак черный цвет шерсти доминирует над коричневым. Черная самка несколько раз скрещивалась с коричневым самцом. Всего было получено 15 черных и 13 коричневых щенков.
Определите генотипы родителей и потомства.
15. Две черные самки скрещивались с коричневым самцом. Одна самка в нескольких пометах дала 20 черных и 17 коричневых потомков, вторая - 33 черных.
Определите генотипы родителей и потомства
16. На звероферме получен приплод в 225 норок. Из них 167 норок имеют коричневый мех и 58 – голубовато-серый.
Определите генотипы исходных форм, если известно, что коричневый цвет доминирует над голубовато-серым.
17. У лошадей есть наследственная болезнь гортани. При беге больные лошади издают характерный хрип. От больных родителей часто родятся здоровые жеребята. Доминантна или рецессивна эта болезнь?
18. Кохинуровые норки (светлая окраска с черным крестом на спине) получаются в результате скрещивания белых норок с темными, Скрещивание между собой белых норок дает белое потомство, а скрещивание темных норок – темное.
Какое потомство возникает при скрещивании между собой кохинуровых норок? Можно ли получить чистопородных кохинуровых норок? Объясните, почему.
19. У нутрий ген «w», мутируя в доминантное состояние «W», обусловливает появление белой окраски волосяного покрова, однако при переходе в гомозиготное состояние, обуславливает гибель организма.
Какое потомство получится от скрещивания белых азербайджанских нутрий: а) со стандартными?; б) друг с другом? Подскажите метод разведения белых азербайджанских нутрий в целях повышения их плодовитости.
20. У кроликов пятнистая окраска шерсти рецессивна по отношению к сплошной.
При спаривании двух кроликов со сплошной окраской получено 9 одноцветных и 3 пятнистых крольчонка. Гомозиготны или гетерозиготны были родители этих 12 крольчат? Какой закон Менделя при этом проявился? Сколько разных генотипов было у этих 12 крольчат? Сколько среди них было гетерозиготных?
21. Атрезия анального отверстия (врожденное его отсутствие) часто встречается у свиней. При спаривании нормального хряка и свиноматки получено 10 нормальных и 3 поросенка с дефектом. Определить характер наследования аномалии и генотипы родителей и потомства.
22. Гипотрихоз (отсутствие шерстного покрова) у крупного рогатого скота имеет рецессивный характер наследования и ведет к гибели потомства. Определить вероятность рождения телят с дефектом при скрещивании гетерозиготного по этой аномалии быка с гомозиготной коровой, не давшей при спаривании с другими быками больных животных.
23. Ахондроплазия у телят изучена недостаточно. Определите характер наследования болезни и генотипы родителей и потомства, если при повторных скрещиваниях коровы, не имеющей в родословной больных животных, с быком, имеющим этот дефект, получено 3 больных телки и здоровый бычок.
24. У морских свинок курчавая (розеточная) шерсть «R» доминирует над гладкой «г». От спаривания между собой розеточных самцов и самок было получено 18 розеточных и 5 гладких потомков. Определить генотипы родителей и потомков.
25. У собак черная окраска «В» доминирует над коричневой «в». Коричневая (кофейная) самка была спарена с черным самцом и за несколько щенений принесла 15 щенков, из которых 8 было черных и 7 коричневых. Каковы были генотипы родителей и потомков.
Летальные гены в гомозиготном состоянии могут вызывать гибель потомства еще до рождения. При этом другие генотипы выживают. Как и при кодоминировании, в данном случае образуется три фенотипических класса, но один из фенотипов не проявляется, так как особи, несущие летальные гены, погибают. Поэтому расщепление в потомстве отличается от менделевского.
Задача 8-1
Одна из пород кур отличается укороченными ногами – доминантный признак (такие куры не разрывают огороды). Этот ген влияет также на длину клюва. При этом у гомозиготных по доминанте цыплят клюв так мал, что они не могут вылупиться из яйца и погибают. В инкубаторе хозяйства, разводящего только коротконогих кур (длинноногие куры не допускаются до размножения и отправляются на продажу), получено 3000 цыплят. Сколько среди них было коротконогих?
- Все имеющиеся в инкубаторе куры были гетерозиготны (так как гомозиготные коротконогие куры погибают до рождения).
- При скрещивании между собой гетерозиготных особей образуется следующее потомство:
25% особей с генотипом АА – погибают до рождения,
50% особей с генотипом Аа – коротконогие, 25% особей с генотипом аа – длинноногие.
То есть коротконогих особей было 2/3 от всего выжившего потомства – примерно 2000 штук.
Задача 8-2
При скрещивании между собой черных мышей всегда получается черное потомство. При скрещивании между собой желтых мышей одна треть оказывается черной, а две трети – желтой. Как можно объяснить эти результаты?
- Черные мыши являются гомозиготными, так как все их потомство единообразно.
- Желтые мыши являются гетерозиготными, так как в их потомстве наблюдается расщепление. Поскольку гетерозиготные особи несут доминантный признак, то желтая окраска доминирует.
- Желтые мыши при скрещивании между собой никогда не дают только желтых потомков. Кроме того, расщепление в их потомстве отличается от менделевского. Это позволяет предположить, что особи, гомозиготные по доминанте, не выживают. Анализ скрещивания подтверждает это предположение.
Схема скрещивания
Задача 8-3
Что будет, если предположить, что у организма возникнет летальная мутация, при которой будут погибать только гетерозиготные особи, а гомозиготные особи останутся жизнеспособными?
Задача 8-4
У мышей ген короткохвостости в доминантном состоянии является летальным, вызывая гибель зародыша на ранних стадиях развития. У гетерозигот хвосты короче, чем у нормальных особей. Определить фенотипы и генотипы потомства, возникающего от скрещивания длиннохвостых и короткохвостых мышей.
Задача 8-5
При скрещивании зеркальных карпов между собой уже в первом поколении наблюдалось расщепление: 152 потомка были зеркальными и 78 – с нормальной чешуей. Как объяснить эти результаты? Какое потомство получится от скрещивания зеркального карпа с обыкновенным?
№ 4. При скрещивании между собой растения красноплодной земляники всегда дают потомство с красными плодами, а растения белоплодной – с белыми. От скрещивания этих сортов получаются растения, дающие розовые плоды. Какое потомство возникнет при скрещивании между собой растений земляники с розовыми плодами, если предположить моногенный контроль признака окраски плодов? Какое потомство получится в возвратных скрещиваниях розовоплодных растений с исходными родительскими формами?
Решение:
№ 5. При скрещивании растений ржи с фиолетовыми (благодаря присутствию антоциана) и зелеными (отсутствие пигмента) всходами в F2 было получено 4584 растения с фиолетовыми и 1501 – с зелеными всходами. Объясните расщепление. Определите генотипы исходных растений. Какой фенотип имели растения F1?
Решение:
№ 35. От скрещивания серебристо-соболиного самца норки с нормальными темными самками получили в потомстве 345 серебристо-соболиных и 325 темных норок. Величина помета составляла в среднем 5,11 щенка. При скрещивании ……………..
Решение:
№ 38. Одна порода кур отличается укороченными ногами, такие куры не разрывают огородов. Признак этот – доминантный. Контролирующий его ген вызывает одновременно также укорочение клюва. При этом у гомозиготных цыплят клюв так мал, что они не в состоянии …………………..
Решение:
№ 43. При разведении в себе черно-белых кур в потомстве, состоящем из 42 цыплят, было 20 черно-белых, 12 черных и 10 чисто белых. Как это можно объяснить? Как наследуется черно-белая окраска оперенья? Какое скрещивание следует поставить для получения только черно-белых цыплят?
Решение:
№ 62. В родильном доме в одну ночь родилось четыре младенца, имевших группы крови 0, А, В и АВ. Группы крови четырех родительских пар были: I пара – 0 и 0; II пара – АВ и 0; III пара – А и В; IV пара – В и В. Четырех младенцев можно с полной достоверностью распределить по родительским парам. Как это сделать? Каковые генотипы всех родителей и детей?
Решение:
№ 1. При скрещивании двух сортов томатов, один из которых имел желтые, а другой красные плоды, гибриды F1 имели красные плоды, а во втором поколении – 58 красных и желтых плодов. Объясните расщепление. Каковы генотипы …………….
Решение:
№ 304. У мягкой пшеницы окраска зерна определяется взаимодействием нескольких генов по типу некумулятивной полимерии. При этом может быть вовлечено разное число генов. В одном из скрещиваний краснозерной и белозерной линий в F2 наблюдалось расщепление 63/64 красных зерен: 1/64 белых зерен. По скольким генам ………
Решение:
№ 183. У пастушьей сумки форма плода зависит от двух пар полимерных генов. Растение с треугольными плодами скрещено с растением с яйцевидными плодами. В потомстве ¾ растений имели треугольные плоды и ¼ - яйцевидные. Определите генотипы родителей. Что получится от самоопыления родительского растения с треугольными плодами?
Решение:
№ 245. От скрещивания желтых длиннохвостых попугайчиков с голубыми в первом поколении все потомки оказались зелеными, а во втором – 56 зеленых, 18 голубых, 20 желтых и 6 белых. Объясните расщепление, определите генотипы птиц всех окрасок.
Решение:
№ 249 Цветовые вариации в окраске лошадей определяются различными сочетаниями аллелей трех генов: аВЕ – гнедая, АВЕ – саврасая, Аbe – соловая, aBe – бурая, abe – рыжая, AbE – булано-саврасая, …………..
Решение:
№ 267. От скрещивания белых и голубых кроликов получили в F1 28 черных крольчат, а в F2 – 67 черных, 27 голубых и 34 белых. Как наследуется черная, голубая и белая окраски шерсти у кроликов? Объясните расщепление. Определите генотипы родителей и потомков.
Решение:
№ 283. Скрещиваются два сорта льна, один из которых имел розовую окраску цветка и нормальные лепестки, а другой – белую окраску цветка и нормальные лепестки. В F1 окраска цветков розовая, лепестки нормальные. В F2 произошло расщепление: 42 розовых нормальных, ……….
Решение:
Вы можете убедиться в качестве данной работы. Часть контрольной представлена ниже:
Предлагаемый задачник включает задачи по следующим темам: молекулярная генетика (роль нуклеиновых кислот в пластическом обмене), наследование признаков при моногибридном скрещивании (I и II законы Менделя), наследование признаков при дигибридном скрещивании (III закон Менделя), наследование признаков сцепленных с полом. Задачи расположены по сложности, звездочками (*) отмечены задачи повышенной сложности.
Задачник содержит методические рекомендации, цель которых – помочь в самостоятельном освоении способов решения задач. В пособии приводятся примеры типовых задач с подробным объяснением оформления, условных обозначений и решения. Каждый тип задач предваряется кратким теоретическим материалом. Для закрепления полученных знаний предлагаются контрольные задания (Приложение 5), которые можно решать как в классе, так и дома (с последующим зачетом этой контрольной работы).
Пособие может быть использовано как при углубленном изучении биологии в школе, так и при подготовке к поступлению в вузы.
Решение задач по молекулярной генетике
Ген – это участок ДНК, кодирующий определенный белок. Малейшее изменение структуры ДНК ведет к изменениям белка, что в свою очередь изменяет цепь биохимических реакций с его участием, определяющих тот или иной признак или серию признаков.
Первичная структура белка, т.е. последовательность амнокислотных остатков, зашифрована в ДНК в виде последовательности азотистых оснований аденина (А), тимина (Т), гуанина (Г) и цитозина (Ц). Каждая аминокислота кодируется одной или несколькими последовательностями из трех нуклеотидов – триплетами. Синтезу белка предшествует перенос его кода с ДНК на информационную РНК (иРНК) – транскрипция . При транскрипции выполняется принцип дополнения, или комплементарности: А, Т, Г и Ц в ДНК соответствуют У (урацил), А, Ц и Г в иРНК. Непосредственно синтез белка, или трансляция , происходит на рибосоме: аминокислоты, подносимые к рибосоме своими транспортными РНК (тРНК), соединяются в полипептидную цепь белка соответственно триплетам оснований иРНК.
Однозначная связь между последовательностями нуклеотидов в ДНК и аминокислот в полипептидной цепи белка позволяет по одной из них определить другую. Зная изменения в ДНК, можно сказать, как изменится первичная структура белка.
Задача 1 . Фрагмент молекулы ДНК состоит из нуклеотидов, расположенных в следующей последовательности: ТАААТГГЦААЦЦ. Определите состав и последовательность аминокислот в полипептидной цепи, закодированной в этом участке гена.
Решение
Выписываем нуклеотиды ДНК и, разбивая
их на триплеты, получаем кодоны цепи молекулы
ДНК:
ТАА–АТГ–ГЦА–АЦЦ.
Составляем триплеты иРНК, комплементарные
кодонам ДНК, и записываем их строчкой ниже:
ДНК: ТАА–АТГ–ГЦА–АЦЦ
иРНК: АУУ–УАЦ–ЦГУ–УТТ.
По таблице кодонов (Приложение 6) определяем,
какая аминокислота закодирована каждым
триплетом иРНК:
Иле–Тир–Арг–Трп.
Задача 2 . Фрагмент молекулы содержит аминокислоты: аспарагиновая кислота–аланин–метионин–валин. Определите:
а) какова структура участка молекулы
ДНК, кодирующего эту последовательность
аминокислот;
б) количество (в %) различных видов нуклеотидов в
этом участке гена (в двух цепях);
в) длину этого участка гена.
Решение
а) По таблице кодонов (Приложение 6)
находим триплеты иРНК, кодирующие каждую из
указанных аминокислот.
Белок: Асп–Ала–Мет–Вал
иРНК: ГАЦ–ГЦА–АУГ–ГУУ
Если аминокислоте соответствуют несколькими
кодонов, то можно выбрать любой из них.
Определяем строение той цепочки ДНК, которая
кодировала строение иРНК. Для этого под каждым
кодоном молекулы иРНК записываем
комплементарный ему кодон молекулы ДНК.
1-я цепь ДНК: ЦТГ–ЦГТ–ТАЦ–ЦАА.
б) Чтобы определить количество (%)
нуклеотидов в этом гене, необходимо, используя
принцип комплементарности (А–Т, Г–Ц), достроить
вторую цепь ДНК:
2-я цепь ДНК: ГАЦ–ГЦА–АТГ–ГТТ
Находим количество нуклеотидов (нтд): в двух
цепях – 24 нтд, из них А = 6. Составляем
пропорцию:
24 нтд – 100%
6 нтд – х%
х = (6x100) : 24 = 25%
По правилу Чаргаффа количество аденина в молекуле ДНК равно количеству тимина, а количество гуанина равно количеству цитозина. Поэтому:
Т = А = 25%
Т + А = 50%, следовательно
Ц + Г = 100% – 50% = 50%.
Ц = Г = 25%.
в) Молекула ДНК всегда двухцепочечная,
ее длина равна длине одной цепи. Длина каждого
нуклеотида составляет 0,34 нм, следовательно:
12 нтд x 0,34 = 4,08 нм.
Задача 3 . Молекулярная масса белка Х равна 50 тыс. дальтонов (50 кДа). Определите длину соответствующего гена.
Примечание . Среднюю молекулярную массу одной аминокислоты можно принять равной 100 Да, а одного нуклеотида – 345 Да.
Решение
Белок Х состоит из 50
000: 100 = 500 аминокислот.
Одна из цепей гена, кодирующего белок X, должна
состоять из 500 триплетов, или
500 x 3 = 1500 нтд.
Длина такой цепи ДНК равна
1500 x 0,34 нм = 510 нм. Такова же длина
гена (двухцепочечного участка ДНК).
Решение задач по общей генетике
Основные понятия и символы
Ген – участок молекулы ДНК в хромосоме, содержащий информацию о первичной структуре одного белка; гены всегда парные.
Генотип – совокупность всех генов организма.
Фенотип – совокупность всех внешних признаков организма.
Гибрид – организм, сформировавшийся в результате скрещивания особей, различающихся по ряду признаков.
Альтернативные признаки – контрастные признаки (белый – черный, желтый – зеленый).
Локус – местоположение гена в хромосоме.
Аллельные гены – два гена, занимающие одинаковые локусы в гомологичных хромосомах и определяющие альтернативные признаки.
Неаллельные гены – гены, занимающие разные локусы в хромосомах.
Признаки, наследуемые по Менделю, – наиболее часто встречающиеся в решении задач (Приложение 7).
Аллельные гены могут находиться в двух состояниях: доминантном , обозначаемом прописной буквой латинского алфавита (А , В , С и т.д.), или рецессивном , обозначаемом строчной буквой (а , b , с и т.д.).
Организмы, имеющие одинаковые аллели одного гена, например доминантные (АА ) или рецессивные (аа ), называются гомозиготными . Они дают один сорт гамет (А ) или (а ).
Организмы, имеющие разные аллели одного гена (Аа ), называются гетерозиготными . Они дают два сорта гамет (А и а ).
Символы :
х – скрещивание организмов;
Р – родители;
F – дети; индекс означает номер поколения: F 1 ,
F 2 , F n и т.д.;
Г – гаметы родителей или половые клетки;
– «щит и копье Марса»,
мужской пол;
– «зеркало Венеры»,
женский пол.
Этапы решения задач
1.
Запись генотипов и фенотипов
родителей.
2.
Запись возможных типов гамет у каждого
родителя.
3.
Запись возможных типов зигот.
4.
Подсчет соотношения генотипов и фенотипов
потомства.
2. Алгебраический способ:
F 1 (В + b ) (В + b )
F 2 = BB + 2Bb + bb
3. Решетка Пеннета:
Моногибридное скрещивание
Решение задач на моногибридное скрещивание включает анализ наследования признаков, определяемых лишь одной парой аллельных генов. Мендель определил, что при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся одной парой признаков, все потомство фенотипически единообразно (I закон Менделя).
При полном доминировании гибриды I поколения обладают признаками только одного из родителей, поскольку в этом случае проявление гена А в аллельной паре не зависит от присутствия другого гена а (аллель а не проявляется, поэтому ее называют рецессивной), и гетерозиготы (Аа ) фенотипически не отличаются от гомозигот (АА ).
При скрещивании моногибридов во втором поколении происходит расщепление признаков на исходные родительские в отношении 3: 1 по фенотипу и 1: 2: 1 по генотипу (II закон Менделя): 3/4 потомков имеют признаки, обусловленные доминантным геном, 1/4 – признак рецессивного гена.
Задача 1. Определите генотипы и фенотипы потомства кареглазых гетерозиготных родителей.
Дано:
А
– карие глаза
а
– голубые глаза
Определить: F 1
Решение
Гетерозиготные кареглазые родители Аа
Происходит расщепление признаков, согласно II закону Менделя:
по фенотипу 3: 1
по генотипу 1: 2: 1
Задача 2. Найти соотношение гладких и морщинистых семян у гороха в первом поколении, полученном при опылении растений с морщинистыми семенами пыльцой гомозиготных растений с гладкими семенами.
Дано:
А
– гладкие семена
a
– морщинистые семена
Определить: F 1
Решение
Согласно I закону Менделя все семена
гладкие.
Возможна и другая запись.
Гомозиготы по данной паре признаков образуют один сорт гамет:
При неполном доминировании функционируют оба гена, поэтому фенотип гибридов отличается от гомозигот по обоим аллелям (АА и аа ) промежуточным проявлением признака, и во втором поколении происходит расщепление на три класса в отношении 1:2:1 как по генотипу, так и по фенотипу.
Задача 3 . Растения красноплодного крыжовника при скрещивании между собой дают потомство с красными ягодами, а растения белоплодного крыжовника – белыми. В результате скрещивания обоих сортов друг с другом получаются розовые плоды.
1. Какое потомство получится при скрещивании между собой гетерозиготных растений крыжовника с розовыми плодамиx
2. Какое потомство получится, если опылить красноплодный крыжовник пыльцой гибридного крыжовника с розовыми плодамиx
Дано:
А
– красная окраска плодов
а
– белая окраска плодов
F 1 – x
Решение
Ответ: при скрещивании гибридных растений с розовыми плодами в потомстве происходит расщепление в соотношении по фенотипу и генотипу 1:2:1.
При скрещивании красноплодного крыжовника с розовоплодным в потомстве получится расщепление по фенотипу и генотипу в соотношении 1:1.
В генетике часто используют анализирующее скрещивание . Это скрещивание гибрида, генотип которого неясен, с гомозиготной особью по рецессивным генам аллеля. Расщепление в потомстве по признаку происходит в соотношении 1:1.
Дигибридное скрещивание
Дигибридное скрещивание – это
скрещивание, при котором организмы отличаются
двумя парами альтернативных признаков. Гибриды,
полученные от такого скрещивания, называются
дигетерозиготами. При скрещивании двух
гомозиготных особей, отличающихся друг от друга
по двум и более парам признаков, гены и
соответствующие им признаки наследуются
независимо друг от друга и комбинируются во всех
возможных сочетаниях. При дигибридном
скрещивании двух дигетерозигот (особей F 1)
между собой во втором поколении гибридов (F 2)
будет наблюдаться расщепление признаков по
фенотипу в соотношении 9:3:3:1 (III закон Менделя).
Это соотношение фенотипов – результат наложения
двух моногибридных расщеплений:
, где «n» – число
пар признаков.
Число возможных вариантов гамет равно 2 n ,
где n – число гетерозиготных пар генов в геноме, а
2 – возможное число гамет у моногибридов.
Примеры
Образование четырех сортов гамет возможно, т.к. в мейозе (профаза I) происходит конъюгация и кроссинговер хромосом.
Задача 4 . Какими признаками будут обладать гибридные абрикосы, полученные в результате опыления дигомозиготных красноплодных растений нормального роста, пыльцой желтоплодных карликовых растенийx Какой результат даст дальнейшее скрещивание таких гибридовx
Дано:
А
– красная окраска плодов
а
– желтая окраска плодов
В
– нормальный рост
b
– карликовый рост
Определить: F 1 и F 2
Решение
Ответ: при скрещивании гибридов в F 2 произойдет расщепление в соотношении:
9/16 – красноплодные, нормальный рост;
3/16 – красноплодные, карликовый рост;
3/16 – желтоплодные, нормальный рост;
1/16 – желтоплодные, карликовый рост.
Продолжение следует
При неполном доминировании у гетерозигот не проявляется ни один признак из имеющихся у родителей. При промежуточном наследовании гибриды несут среднее выражение признаков.
При кодоминировании у гетерозигот проявляются оба родительских признака. Примером промежуточного наследования может служить наследование окраски плодов земляники или цветков ночной красавицы, кодоминирования - наследование чалой масти у крупного рогатого скота.
Задача 3-1
При скрещивании между собой растений красноплодной земляники всегда получаются растения с красными ягодами, а белоплодной - с белыми. В результате скрещивания обоих сортов получаются розовые ягоды. Какое потомство получится при опылении красноплодной земляники пыльцой растения с розовыми ягодами?
- Растения с красными и белыми плодами при скрещивании между собой не давали в потомстве расщепления. Это указывает на то, что они являются гомозиготными.
- Скрещивание гомозиготных особей, отличающихся по фенотипу, приводит к образованию у гетерозигот нового фенотипа (розовая окраска плодов). Это свидетельствует о том, что в данном случае наблюдается явление промежуточного наследования.
- Таким образом, растения с розовыми плодами являются гетерозиготными, а с белыми и красными - гомозиготными.
Схема скрещивания
AА - красные плоды, аа - белые плоды, Aа - розовые плоды.
50% растений будут иметь красные и 50% - розовые плоды.
Задача 3-2
У растения «ночная красавица» наследование окраски цветов осуществляется по промежуточному типу. Гомозиготные организмы имеют красные или белые цветы, а у гетерозигот они розовые. При скрещивании двух растений половина гибридов имела розовые, а половина - белые цветки. Определить генотипы и фенотипы родителей.
Задача 3-3
Форма чашечки у земляники может быть нормальная и листовидная. У гетерозигот чашечки имеют промежуточную форму между нормальной и листовидной. Определить возможные генотипы и фенотипы потомства от скрещивания двух растений, имеющих промежуточную форму чашечки.
Задача 3-4
Кохинуровые норки (светлые, с черным крестом на спине) получаются в результате скрещивания белых норок с темными. Скрещивание между собой белых норок всегда дает белое потомство, а скрещивание темных - темное. Какое потомство получится от скрещивания между собой кохинуровых норок? Какое потомство получится от скрещивания кохинуровых норок с белыми?
Задача 3-5
Скрестили пестрых петуха и курицу. В результате получили 26 пестрых, 12 черных и 13 белых цыплят. Какой признак доминирует? Как наследуется окраска оперения у этой породы кур?
Задача 3-6
У одного японского сорта бобов при самоопылении растения, выращенного из светлого пятнистого семени, получено: 1/4 - темных пятнистых семян, 1/2 - светлых пятнистых и 1/4 - семян без пятен. Какое потомство получится от скрещивания растения с темными пятнистыми семенами с растением, имеющим семена без пятен?
- Наличие расщепления в потомстве указывает на то, что исходное растение было гетерозиготно.
- Присутствие у потомков трех классов фенотипов позволяет предположить, что в данном случае имеет место кодоминирование. Расщепление по фенотипу в соотношении 1:2:1 подтверждает это предположение.
При скрещивании растения с темными пятнистыми семенами с растением без пятен (обе формы гомозиготны) все потомство будет единообразным и будет иметь светлые пятнистые семена.
Задача 3-7
У коров гены красной (R ) и белой (r ) окраски кодоминантны друг другу. Гетерозиготные особи (Rr ) - чалые. Фермер купил стадо чалых коров и решил оставлять себе только их, а красных и белых продавать. Быка какой масти он должен купить, чтобы продать возможно больше телят?
Задача 3-8
От скрещивания между собой растений редиса с овальными корнеплодами получено 68 растений с круглыми, 138 - с овальными и 71 - с длинными корнеплодами. Как осуществляется наследование формы корнеплода у редиса? Какое потомство получится от скрещивания растений с овальными и круглыми корнеплодами?
Задача 3-9
При скрещивании между собой земляники с розовыми плодами в потомстве оказалось 25% особей, дающих белые плоды, и 25% растений с красными плодами. Остальные растения имели розовые плоды. Объясните полученные результаты. Каков генотип рассмотренных особей?