Можна відзначити, що ці результати можливі в тому випадку, якщо ці гени будуть успадковуватися незалежно один від одного. Використовуючи формулу розщеплення за фенотипом (з 2 закону Г. Менделя) отримуємо ті ж результати:
(3A_: 1 aa) x (3B_: 1bb) = 9 A_B_. 3 A_bb. 3 aaB_. 1aabb
Використовуючи формулу розщеплення за генотипом (з 2 закону Г. Менделя) (1: 2: 1), отримуємо:
(1AA. 2 Aa. 1aa) х (1BB. 2Bb. 1bb) =
= 1AABB. 2AABb. 1AAbb. 2AaBB. 4 AaBb. 2Aabb. 1aaBB. 2aaBb. 1aabb
Мал. 5. Незалежне успадкування ознак.
Незалежне успадкування ознак пояснюється тим, що гени, що відповідають за розвиток цих ознак, розташовані в негомологічних парах хромосом. Цитологічне пояснення даного явища полягає в тому, що при анафазе 1 мейотичного поділу гомологічні хромосоми кожної пари розходяться до різних полюсів ділення клітини, незалежно від інших пар гомологічних хромосом, в результаті чого аллели генів, які працюють в різних негомологічних парах хромосом, а, отже, і ознаки, контрольовані ними, можуть комбінуватися в різних поєднаннях.
При полигибридном схрещуванні в основі розщеплення ознак лежать ті ж цитологічні закономірності, що й при дигибридном схрещуванні.
При цьому, в другому поколінні (при схрещуванні гетерозиготних організмів, що відрізняються по n ознаками:
кількість фенотипічних класів дорівнює 2 n
кількість генотипових класів дорівнює 3 n
розщеплення за фенотипом одно (3. 1) n
розщеплення за генотипом одно (1. 2. 1) n
Вирішіть ситуаційні завдання, грунтуючись на досліди Г. Менделя
1. У гороху жовте забарвлення насіння домінує над зеленою. Визначити забарвлення насіння у рослин, отриманих в результаті схрещувань:
а) АА × аа б) Аа × Аа в) Аа × аа
2. У гороху жовте забарвлення насіння (А) домінує над зеленою (а). Гомозиготное рослина з жовтими насінням було запилюючи пилком гомозиготного рослини з зеленими насінням. Всього в F1 було отримано 10 рослин, від самозапилення яких в F2 було отримано 64 насіння.
а. Скільки різних фенотипів може бути в F 1. б. Скільки рослин F 1 мали жовте забарвлення?
в. Скільки рослин в F 2 можуть мати жовті насіння? м Скільки рослин в F 2 мають рецесивні ознаки? д. Скільки генотипів утворюється в F 2?
3. У гороху гладка форма насіння (ген А) домінує над зморшкуватою (ген а). Гетерозиготні рослини з гладкими насінням були обпилені пилком рослин з зморшкуватими насінням. У Fа отримали 480 насіння.
а. Скільки типів гамет може утворити материнське рослина?
б. Скільки типів гамет утворює батьківське рослина? в. Скільки насіння Fа можуть бути гетерозиготними?
м Скільки насіння Fа можуть дати нерозщеплюваних потомство?
д. Скільки зморшкуватих насіння може бути отримано в Fа?
2. Мікропрепарати. Фенотипічні ознаки у плодової мушки дрозофіли
Мал. 6. Зовнішній вигляд самки і самця дрозофіли і їх хромосомні набори
Дрозофіли як об'єкт генетичних досліджень
Невеликі розміри, короткий життєвий цикл і простота культивування дозволили використовувати ряд видів дрозофіл як модельні об'єкти генетичних досліджень (D. melanogaster, D. simulans, D. mercatorum. Та інші). В даний час повністю розшифровані геноми 12 видів дрозофіл. Drosophila melanogaster є найбільш важливим видом для наукових досліджень. Цей вид широко використовується в наукових цілях починаючи з работТомаса Ханта Моргана з генетики статі та хромосомної теорії спадковості. Важливими характеристиками D. melanogaster як модельного об'єкта є мале чіслохромосом (2n = 8), наявність політенних хромосом в ряді органів (наприклад, слинних залозах личинки) і велика різноманітність видимих фенотипічних проявів мутацій (рис. 7). В даний час D. melanogaster - один з найбільш вивчених видів живих організмів. Її геном повністю розшифрований. D. melanogaster використовується для
дослідження взаємодії генів, генетики розвитку, оцінки негативних ефектів медичних препаратів і поллютантов.
Рис.7. Фенотипи плодової мушки дрозофіли А - у дикого типу щетинки прямі і довгі. За рецесивним типом успадковується короткі і зігнуті щетинки. Б - дикий тип має коричневий колір тіла і крил. За рецесивним типом успадковується жовте забарвлення. В - дикий тип має крило з рівним плавно вигнутим краєм. За рецесивним типом успадковується крило c вирізками між поздовжніми жилами.
1. Фенотип «жовте тіло». Колір Drosophila melanogaster
визначають три пігменту: жовтий, коричневий і чорний. Дикий тип має коричневий колір тіла і крил. Ген жовтого пігменту локалізується на Х-хромосомі, успадковується за рецесивним типом. Завдання: 1. Замалюйте і опишіть фенотип плодової мушки.
2. Запишіть генотип мухи і типи, утворених нею гамет.
2. Фенотип «вильчаті щетинки». Щетинки дрозофіл є сенсорними органами, складаються з пучків актінових филаментов і містять чутливі нервові закінчення. Дикий тип має прямі, довгі, злегка зігнутий щетинки. В результаті порушення формування пучків актінових филаментов в ембріогенезі утворюються короткі, сильно вигнуті щетинки з роздвоєними кінцями. Успадковується за рецесивним типом.
Завдання: 1. Замалюйте і опишіть фенотип плодової мушки.
2. Запишіть генотип мухи і типи, утворених нею гамет.
3. Фенотип «зазубрені крила». У нормі крило дрозофіли має п'ять поздовжніх і 2 поперечні жилки. При цьому фенотипе число і довжина жилок не змінюється, але по краю крила між поздовжніми жилками утворюються виїмки. Успадковується за рецесивним типом.
Завдання: 1. Замалюйте і опишіть фенотип плодової мушки.
2. Запишіть генотип мухи і типи, утворених нею гамет.
3. Ситуаційні завдання з відповідями і прикладами розв'язання
Завдання 1. Визначте, які гамети і в якому співвідношенні утворює організм з генотипом AaBBсcDd, якщо відомо, що всі гени успадковуються незалежно один від одного.
Рішення: Організм з даними генотипом гомозиготен по генам У і з, гетерозиготен по генам A і D. Таким чином, число генів, за якими організм гетерозиготний, дорівнює двом. Підставивши число 2 в формулу для визначення кількості сортів гамет, отримуємо 2 2 = 4 сорти гамет. Тепер визначимо сорти гамет: генотип AaBBccDd формує гамети ABcD ABcd aBcD aBcd. При незалежному комбінуванні генів освіту будь-якого сорту гамет равновероятно, тому в даному випадку все гамети утворюються з частотою 25%.
Відповідь. даний організм утворює 4 сорти гамет: 25% - ABcD, 25% - ABcd, 25% - aBcD, 25% - aBcd.
Завдання 2. Генотип організму - AaВbDDCcEeFf. Визначте, які гамети і з якою частотою він утворює, якщо відомо, що всі гени знаходяться в негомологічних один одному хромосомах.
Завдання 3. Визначте, які гамети, і з якою частотою утворює трігетерозіготний організм, який є нащадком від схрещування батьківських форм з генотипами AAbbCC і aaBBcc при незалежному успадкуванні генів.
Завдання 4. При схрещуванні між собою чистопородних білих курей потомство виявляється білим, при схрещуванні чорних курей - чорним. Все потомство від схрещування білої і чорної курок - має строкате фарбування. Яке оперення матимуть а) нащадки білого півня і строкатою курки, б) двох строкатих батьків?
Рішення. Ні чорні і ні білі кури при схрещуванні між собою не дають розщеплення, отже, вони гомозиготні. Оскільки потомство від схрещування білої і чорної курок має проміжну (строкату) забарвлення, то можна припустити явище аллельного виключення (при неповному домінуванні гібриди повинні мати рівномірно сіре оперення). Позначимо генотип чорних курей - АА, білих - аа, строкатих - Аа.
Запишемо схеми необхідних схрещувань.
Відповідь. а) нащадки мають батьківські ознаки в приблизно рівному співвідношенні (аналізує схрещування); б) з'являються особини, які мають всі три типи забарвлення, в співвідношенні: 1 частина чорних, 2 частини строкатих, 1 частина білих.
Завдання 5. Колір волосяного покриву морських свинок залежить від змісту темного пігменту меланіну. Білі свинки (альбіноси) при схрещуванні між собою дають біле потомство. Точно також і темні свинки при схрещуванні між собою дають темне потомство. Гібриди альбіносів і темних мають проміжну (напівтемну) забарвлення. 1) Яке потомство буде від схрещування напівтемній свинки з білою? 2) При схрещуванні напівтемних морських свинок між собою серед потомства виявилося 23 білих і 20 чорних особин. Яке число особин серед іншого нащадка буде схоже на своїх батьків?
Відповідь: 1) 1 частина свинок з проміжною (напівтемній) забарвленням і 1 частина з білим забарвленням; 2) 1 частина - білі, 1 частина - темні і 2 частини - напівтемні. Всі особини серед іншого нащадка будуть схожі на своїх батьків - приблизно 40 особин.
Завдання 6. У лев'ячого зіва квітки бувають нормальної форми (двогубі) і пилорические (без вираженої губоцветості), а по
забарвленням - червоні, рожеві та білі. Обидві ознаки визначаються незчеплених парами генів. Нормальна форма квітки домінує над пилорической, а рожевий колір виходить від схрещування червоних і білих особин. 1) Яке потомство вийде від схрещування двох гетерозиготних по обидва парам ознак рослин? 2) Яке потомство вийде від схрещування двох рослин, що мають рожеві пилорические квітки?
Відповідь: 1) 3 частини червоних нормальних, 1 частина червоних пилорических, 6 частин рожевих нормальних, 2 частини рожевих пилорических, 3 частини білих нормальних, 1 частина білих пилорических; 2) 1 частина червоних пилорических, 2 частини рожевих пилорических, 1 частина білих пилорических.
Завдання 7. Пельгеровская аномалія сегментування ядер лейкоцитів успадковується як аутосомний неповністю домінантний ознака. У гомозигот за цією ознакою сегментація ядер відсутня повністю, у гетерозигот вона незвичайна. 1) Визначте характер ядра сегментоядерних лейкоцитів у дітей в сім'ї, де один чоловік має лейкоцити з незвичайною сегментацією ядер, а інший нормальний за цією ознакою. 2) Визначте характер ядра сегментованих лейкоцитів у дітей в сім'ї, де у одного з подружжя ядра лейкоцитів несегментовані, в іншого нормальні.
Відповідь: 1) 1 частина має лейкоцити з незвичайною сегментацією ядер, 1 частина нормальна за цією ознакою; 2) всі діти (100%) мають лейкоцити з незвичайною сегментацією ядер
Завдання 8. Ген a представлений трьома алелями: а1, а2, а3. а). Скільки різних генотипів можуть утворювати поєднання цих алелей? б). Скільки фенотипів може утворитися при повному домінуванні (а1> a2> а3), неповному домінуванні, кодоминировании і аллельном виключення алелей а1, а2. а3? в). Скільки фенотипів може утворитися, якщо алелі а1 і а2 домінують над аллелью а3, між собою вони Кодомінантність?
Рішення. а). У диплоидном організмі одночасно можуть бути присутніми тільки 2 гомологічних гена (алелі), тому три алелі можуть дати по три гомо- і гетерозиготних генотипу: гомозиготи: А1А1, А2А2, а3а3; гетерозиготи: А1А2, А1А3, А2А3. б). При повному домінуванні будуть утворюватися 3 фенотипу: фенотіп1 (a1a1, А1А2, а 1а3); фенотип 2 (А2А3, А2А2); фенотип 3 (а3а3). При неповному домінуванні, кодоминировании і аллельном виключення число фенотипів буде дорівнює числу генотипів, тому що гетерозиготи можуть мати специфічні фенотип, що відрізняються від фенотипів будь-який з гомозигот: фенотип 1 (a1a1); фенотип 2 (а 1А2); фенотип 3 (А2А2); фенотип 4 (А2А3); фенотип 5 (А1А3); фенотип 6 (а3а3). в). При повному домінуванні алелей а1 і А2 над
аллелью а3 і кодоминировании між собою може спостерігатися 4 фенотипу: фенотип 1 (А1А1 і А1А3 - повне домінування); фенотип 2 (А2А2 і А2А3 - повне домінування); фенотип 3 (а3а3 -рецессівная гомозигота); фенотип 4 (А1А2 - результат Кодомінування).
Відповідь: а) 6; б) 3; 6 в) 4.
Завдання 9. У подружжя з I і III групами крові двоє дітей: у одного з дітей I група крові, у іншого - II. Чи можна за цими даними визначити, який з дітей рідної, а який приймальний?
Відповідь: можна, приймальний з другою групою крові
Завдання 10. Батьки має II і III групи крові. Які групи крові можна очікувати у їхніх дітей?
Відповідь: всі чотири групи крові
Завдання 11. У пологовому будинку в одну і ту ж ніч народилося чотири немовляти, котрі володіли, як згодом було встановлено, групами крові: I (0), II (A), III (B), IV (AB). Групи крові чотирьох батьківських пар були:
Розподіліть кожного з немовлят по батьківським парам.
Відповідь: У першої пари - дитина з першою групою крові. У другої пари - з другою групою крові. У третьої пари - з четвертою групою крові. У четвертої пари - з третьою групою крові.
Завдання 12. В одній родині у карооких батьків є четверо дітей. Двоє блакитнооких мають I і IV групи крові, двоє карооких - з II і III групою крові. Визначте ймовірність народження наступної дитини карооким з I групою крові. Карий колір очей домінує над блакитним.
Відповідь: Імовірність народження наступної дитини карооким з I групою крові
Завдання 13. У людини наявність в крові резус-фактора визначається домінантним геном D, відсутність - d. Визначте, яка ймовірність народження резус-позитивної дитини з четвертою групою крові в родині, де генотип чоловіка - DdI А i, дружини
Відповідь: Імовірність народження резус-позитивної дитини з четвертою групою крові = 3/16
Завдання 14. Карий колір очей домінує над блакитним. Ознака не зчеплений з геном, що визначає групу крові людини. У кароокого чоловіки з 2 групою крові та блакитноокою жінки з 4 групою крові народився син з блакитними очима і 3 групою крові. Чому дорівнює ймовірність народження дочки з такими ж ознаками?
Відповідь: Імовірність народження дочки з такими ж ознаками = 1/16
Завдання 15. Відомо, що нормальний ріст у вівса домінує над гігантизм, а раннеспелость над пізньостиглих. Всі вихідні рослини гомозиготні, і гени обох ознак знаходяться в різних хромосомах. 1) Якими ознаками будуть володіти гібриди ранньостиглого вівса нормального росту з пізньостиглі гігантського? 2) Який результат дасть подальше схрещування між собою таких гібридів?
Відповідь: 1) все гібриди будуть нормального росту і ранньостиглими; 2) 9 частин буде нормального росту і ранньостиглими, 3 частини нормального росту і пізньостиглими, 3 частини гігантського зростання і ранньостиглими і 1 частина гігантського зростання і пізньостиглими
Завдання 16. Відомо, що у курей простий (листоподібний) гребінь (а) рецессивен по відношенню до розовідний (А), а оперені ноги (В) домінує над голими (в). Кур з листоподібним гребенем і голими ногами схрестили з дігетерозіготним півнем, які мають розовідний гребінь і оперені ноги. Яка частина потомства успадкує обидві ознаки матері?
Відповідь: 1/4 (25%) - буде з ознаками матері - листоподібним гребенем і голими ногами,
Завдання 17. У запашного горошку пурпурна забарвлення виходить при наявності в генотипі домінантних алелей двох різних НЕ зчеплених один з одним генів (комплементарна взаємодія). У відсутності хоча б одного з них формується біле забарвлення квітів. При схрещуванні двох рослин запашного горошку з пурпуровими квітами один з одним в потомстві отримано розщеплення, близьке до 9 пурпурних: 7 білих. Чи з'являться рослини з пурпуровими квітами в результаті схрещування рослин з білими квітами, які були отримані при першому схрещуванні, один з одним, і чому?
Рішення: Розщеплення 9 пурпурних: 7 білих в сумі дає 16 класів нащадків. Значить це дигибридное схрещування двох дігетерозіготних організмів. Запишемо схеми необхідних схрещувань.