Индивидуальное развитие огранизма. Эмбриональный этап
Условия задач на кодоминирование и неполное доминирование
1) комплементарность;
2) эпистаз;
3) полимерия.
При комплементарном взаимодействии в генотипе присутствуют два доминантных неаллельных гена, различные сочетания аллелей которых приводят к формированию нового признака, по сравнению с действием каждого гена в отдельности. При этом каждый из указанных генов либо не имеет самостоятельного проявления, либо по-разному обусловливает развитие, данного признака. В случае комплементарного взаимодействия генов расщепление в F2 по фенотипу может происходить в следующих отношениях - 9:3:3:1; 9:6:1; 9:3:4; 9:7. При этом сочетание аллелей будет следующим:
а) соотношение 9:3:3:1 - выявляется в том случае, если доминантные аллели не имеют самостоятельного фенотипического проявления. Они обуславливают проявление варианта нового признака только будучи в генотипе вместе (А-В-). Каждая из рецессивных аллелей имеет самостоятельное фенотипическое проявление. Таким образом, возможные генотипы в F2 9 (А-В-): ЗА-вв : ЗааВ-: 1аавв;
б) соотношение 9:6:1 - происходит в случае, если комплементарные гены способны к самостоятельному проявлению и дают каждый в отдельности сходный фенотипический эффект. При этом возможные генотипы в F2 следующие:
9 (А-В-): 6(А-вв и ааВ-): 1 аавв;
в) соотношение 9:3:4 - доминантные и рецессивные аллели обладают самостоятельным фенотипическим проявлением, поэтому расщепление по фенотипу в F2 будет следующим: 9 (А-В-) : ЗА-вв : 4 (ааВ- и аавв);
г) соотношение 9:7 - встречается в случае, если рецессивные аллели не имеют самостоятельного фенотипического проявления. В. этом случае возможные генотипы в F2 будут такими: 9 (А-В-) : 7 (А-вв, ааВ-.и аавв).
При эпистазе происходит подавление проявления генов одного аллеля генами другого.
Различают доминантный и рецессивный эпистаз. При доминантном эпистазе геном-подавителем будет доминантный ген, а при рецессивном эпистазе - рецессивный. Гены - подавители называются ингибиторами или супрессорами. Их обычно обозначают латинскими буквами I или S.
В случае доминантного эпистаза могут быть два типа фенотипического расщепления в F2: 12:3:1 и 13:3 (если рецессивная подавляемая аллель имеет тот же фенотипический эффект, что и доминантный ингибитор), а возможные генотипы таковы:
а) 12 (I-В- и I-вв): 3 iiВ-: iiвв;
б) 13 (I-B-, I-вв, iiвв): 3 iiB-.
При рецессивном эпистазе рецессивная аллель одного гена, будучи в гомозиготном состоянии, не дает возможности проявиться доминантной или рецессивной аллели другого гена. При этом расщепление по фенотипу может быть в соотношении 9:3:4 или 9:7, а возможные генотипы следующие:
а) 9 (I-B-) : 3 I- вв : 4 (iiB- и iiвв);
б) 9 (I-B-): 7 (I-вв, iiB-, iiвв).
При полимерии доминантные гены из разных аллельных пар оказывают действие на один и тот же признак, усиливая его проявление. Полимерные гены принято обозначать одной буквой латинского алфавита с цифровыми индексами, например А1А2А3А4 и т.д.
Различают кумулятивную (суммирующую или накопительную) и некумулятивную полимерию. При кумулятивной полимерии степень проявления признака зависит от суммирующего действия генов, т.е. чем больше доминантных аллелей гена, тем больше степень выраженности признака. Расщепление в F2 по генотипу в этом случае будет 1 А1А1А2А2: 4 (А1a1A2A2 и A1A1 A2a2) : 6 (A1A1a2 a2, a1a1 A2A2 и A1a1A2a2): 4 (А1a1a2a2 и a1a1 A2a1) :1 a1a1a2a2, а фенотипическая выраженность признака будет изменяться в зависимости от числа доминантных аллелей в генотипе.
При некумулятивной полимерии признак проявляется при наличии хотя бы одного из доминантных аллелей полимер генов, а количество доминантных аллелей не влияет на степень выраженности признака. Расщепление по фенотипу и генотипу в F2 ответствует 15 : 1
Вопросы к зачету теме «Основы генетики»
СЛОВАРЬ ОСНОВНЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ТЕРМИНОВ И ПОНЯТИЙ
Аллель - одна из возможных форм состояния гена (доминантная или рецессивная).
Аллельные гены (аллели) - гены, расположенные в одних и тех же локусах (местах) гомологичных хромосом, ответственные за развитие одного признака (возможно, в альтернативном выражении).
Альтернативные признаки - взаимоисключающие, контрастные признаки (например, окраска семян гороха - желтая и зеленая).
Анализирующее скрещивание - скрещивание исследуемой особи с рецессивной исходной формой. Проводится с целью выявления генотипа организмов, имеющих доминантный ген (гены) по исследуемому признаку (признакам). Для этого скрещивают особь с исследуемым генотипом и организм, гомозиготный по рецессивной аллели (аллелям) (то есть имеющий рецессивный фенотип). Если исследуемый организм гетерозиготен, то в потомстве произойдет расщепление в отношении 1:1 по фенотипу; если расщепления не будет, организм гомозиготен по доминантному признаку.
Гамета (от греческого «гаметес» - супруг) - половая клетка (женская - яйцеклетка, мужская - спермий, сперматозоид) растительного или животного организма, несущая один ген из аллельной пары. Гаметы всегда несут гены в «чистом» виде, так как образуются путем мейотического деления клеток и содержат одну из пары гомологичных хромосом.
Ген (от греческого «генос» - рождение) - участок молекулы ДНК, отвечающий за один признак, то есть за структуру определенной молекулы белка; единица наследственности, определяющая развитие наследственного признака.
Генетика (от греческого «генезис» - происхождение) ~ наука о закономерностях наследственности и изменчивости организмов.
Генетический анализ (гибридологический) - основной метод генетики, представляющий собой систему скрещиваний в ряду поколений и позволяющий анализировать наследование отдельных признаков, а также выявлять наследственные изменения при половом размножении.
Геном - совокупность генов в диплоидном наборе.
Генотип - совокупность наследственных признаков организма, полученных от родителей, наследственная программа развития.
Генофонд - совокупность генов популяции или вида.
Гетерогаметный пол - пол, производящий гаметы двух видов.
Гетерозигота (от греческого «гетерос» - другой) - зигота, имеющая два разных аллеля по данному гену (Аа, Вв). Гетерозиготная особь в потомстве дает расщепление по данному признаку.
Гетерозиготный организм - организм, сформировавшийся из гетерозиготы и дающий расщепление в последующих поколениях по данному признаку (признакам).
Гибрид - организм, сформировавшийся в результате скрещивания особей, различающихся по ряду признаков.
Гибридизация - один из основных методов селекции, в основе которого лежит скрещивание организмов разных линий, семейств, сортов, пород, видов, способствующее возникновению комбинативной изменчивости.
Гомогаметный пол - пол, производящий гаметы одного вида.
Гомозигота (от греческого «гомос» - одинаковый) - зигота, имеющая одинаковые аллели данного гена (оба доминантные - АА, или оба рецессивные - аа). Гомозиготная особь не дает в потомстве расщепления по данному признаку.
Гомозиготный организм - организм, сформировавшийся из гомозиготы и не дающий в последующих поколениях расщепления по данному признаку (признакам).
Дигибридное скрещивание - скрещивание организмов, которые отличаются друг от друга двумя парами альтернативных признаков. Например, скрещивают два растения гороха: с семенами желтыми гладкими и с семенами зелеными морщинистыми.
ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) - носитель генетической информации, содержится в хромосомах клеточного ядра, в эквивалентных структурах митохондрий, хлоропластов, в нуклеоидах прокариотных клеток и во многих вирусах. Представляет собой двойной неразветвленный линейный полимер, имеет вид правозакрученной спирали. Мономерами являются дезоксирибонуклеотиды, в состав которых входит одно из четырех азотистых оснований: аденин, тимин, гуанин и цитозин, углевод дезоксирибоза и остаток фосфорной кислоты. Принцип формирования двуцепочечной молекулы ДНК основан на комплементарности: А-Т, Г-Ц и наоборот.
Доминантный признак - проявляющийся у гибридов первого поколения и подавляющий развитие альтернативного признака. Это признак одного из родителей, преобладающий у гибридов. Доминантные признаки проявляются фенотипически и в гетерозиготном состоянии.
Закон (гипотеза) чистоты гамет - при образовании половых клеток в каждую гамету попадает только один ген от каждой альтернативной пары.
Закон (правило) единообразия гибридов первого поколения - (закон, правило доминирования) Г. Менделя: при скрещивании двух гомозиготных организмов, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков, все первое поколение гибридов окажется единообразным и будет нести признак одного из родителей (при условии полного доминирования).
Закон независимого комбинирования (наследования) признаков и генов (третий закон Г. Менделя): при скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум и более парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях.
Закон расщепления признаков (второй закон Г. Менделя): в потомстве, полученном от скрещивания гибридов первого поколения, наблюдается явление расщепления: четверть особей из гибридов второго поколения имеет рецессивный признак, три четверти - доминантный. Расщепление по генотипу 1:2:1, по фенотипу 3:1.
Зигота (от греческого «зиготе» - спаренная) ~ клетка, образующаяся при слиянии двух гамет (половых клеток): женской (яйцеклетки) и мужской (сперматозоида). Зигота содержит диплоидный (двойной) набор хромосом.
Изменчивость - свойство организма, которое заключается в изменении наследственных задатков, а также в вариабельности их проявлений в процессе развития организмов при взаимодействии с внешней средой.
Локус - участок хромосомы, в котором расположен ген.
Моногибрид - организм, гетерозиготный по одной паре аллелей.
Моногибридное скрещивание - скрещивание двух организмов, которые отличаются друг от друга по одной паре альтернативных признаков. Например, осуществляют гибридизацию растений гороха с желтыми и с зелеными семенами.
Набор хромосом - видоспецифический признак, свойственный конкретному виду организмов. Диплоидный, или двойной, набор хромосом имеется в каждой соматической клетке. Гаплоидный, или одинарный, набор хромосом содержится в воспроизводящих (половых) клетках - гаметах.
Наследование - конкретный способ передачи наследственной информации в ряду поколений живых организмов, который может быть различным в зависимости от формы размножения.
Наследственность - свойство организмов повторять в ряду поколений сходные признаки и обеспечивать специфический характер индивидуального развития в определенных условиях среды. Обусловливает хранение и репродукцию наследственной информации, обеспечивает преемственность между поколениями.
Наследуемость - генотипическая обусловленность изменчивости признака для популяции или группы организмов.
Неполное доминирование (промежуточное наследование) - явление, при котором в гетерозиготном состоянии доминантный ген не полностью подавляет проявление рецессивного гена, поэтому гибриды первого поколения не воспроизводят полностью ни один из родительских признаков. Выражение признака носит промежуточный характер, с большим или меньшим уклоном к доминантному или рецессивному состоянию. Обнаруживается в наследовании окраски венчиков цветов, строения перьев птиц, окраски шерсти у крупного рогатого скота и овец и т. д. Так, при скрещивании растения ночная красавица с красной окраской венчика (АА) с растением, имеющим белые цветки (аа), в первом поколении все растения будут иметь розовые цветки (Аа). Промежуточное наследование не противоречит закону единообразия гибридов первого поколения, так как все потомки первого поколения единообразны.
Полигибридное скрещивание - скрещивание организмов, отличающихся друг от друга тремя, четырьмя и большим количеством альтернативных признаков.
Признак - какое-либо качество организма, по которому можно отличить один организм от другого.
Рецессивный признак - противоположный по проявлению доминантному, не проявляющийся у гибридов первого поколения, но передающийся по наследству.
Фенотип - совокупность признаков и свойств организма, проявляющаяся при взаимодействии генотипа со средой обитания.
Хромосома - органоид клеточного ядра, являющийся носителем генов и определяющий наследственные свойства клеток и организмов. Хромосомы обладают структурной и функциональной индивидуальностью, способны к самовоспроизведению, сохраняют свою индивидуальность в ряду поколений.
Условия задач на кодоминирование и неполное доминирование
КОДОМИНИРОВАНИЕ
1. У мальчика I группа крови (0), а у его сестры IV (АВ). Что можно сказать о группах крови и генотипах их родителей?
2. В родильном доме в одну и ту же ночь родилось четыре младенца, обладавшие, как впоследствии было установлено, группами крови 0, A, В и АВ. Группы крови четырех родительских пар были:
1) 0 и 0; 2) АВ и 0; 3) A и В; 4) В и В.
Четырех младенцев можно с полной достоверностью распределить по родительским парам. Как это сделать?
3. У отца IV группа крови, у матери – I. Может ли ребенок унаследовать группу крови своего отца?
4. Родители имеют II и III группы крови. Какие группы следует ожидать у потомства?
5. В родильном доме перепутали двух детей. Первая пара родителей имеет I и II группы крови, вторая пара – II и IV. Один ребенок имеет II группу, а второй – I группу. Определить родителей обоих детей.
6. У фермера было два сына. Первый родился, когда фермер был еще молод. Первенец вырос красивым сильным юношей, которым отец очень гордился. Второй мальчик, родившийся намного позже, рос болезненным ребенком.
Соседи сплетничали о том, что второй мальчик не его сын и убеждали фермера подать в суд для установления отцовства. Основанием, по мнению "добродетелей" был тот факт, что фермер, являясь отцом такого складного юноши, каким был его первый сын, не мог быть отцом такого болезненного и слабого мальчика как второй. К тому же группы крови отца и первого сына совпадали, а вот второй мальчик имел группу крови отличную и от отца и от матери.
Группы крови в семье были следующие:
фермер - 0
мать - АВ
первый сын - АВ
второй сын - В
Учитель естествознания сельской школы, посмотрев на данные групп крови, лукаво улыбнулся и... отсоветовал фермеру подавать в суд. Почему он так поступил и можно ли на основании этих данных считать, что оба юноши являются сыновьями этого фермера? Свой ответ обосновать, назвав генотипы всех членов этой семьи.
7. В семье резус-положительных родителей, в которой отец имел III группу крови, а мать II группу крови, родился резус-отрицательный сын с 1 группой крови. Определить генотипы родителей и вероятность рождения у них резус-положительного ребенка с IV группой крови.
8. Женщина, имеющая III группу крови, родила ребенка со II группой крови. Определить возможные группы крови отца ребенка и генотип матери.
9. Ребенок имеет I группу крови. Каковы возможные группы крови его родителей?
10. Мать имеет I группу крови, а отец - IV группу крови. Определить возможные группы крови у их детей.
11. В одной семье первый ребенок имеет VI группу крови, второй ребенок - III группу крови, а третий ребенок - I группу крови. Какие группы крови должны иметь их родители?
12. У ребенка I группа крови. Его мать имеет также I группу крови. Который из двух мужчин может быть отцом ребенка, если первый мужчина имеет III группу крови, а второй - IV группу крови?
13. Мать имеет II группу крови, а отец IV группу крови. Могут ли дети унаследовать группы крови своих родителей?
14. В родильном доме перепутали двух детей, имеющих один I группу крови, а второй - III группу крови. Родители одного ребенка имеют II и III группы крови, а родители другого ребенка -I и IV группы крови. Определить, который из детей принадлежит первой и второй паре родителей?
15. У ребенка VI группа крови, а у его матери - III группа крови. Определить, который из трех мужчин может быть отцом ребенка, если первый мужчина имеет III группу крови, второй - I группу крови и третий - II группу крови?
16. Определить возможные группы крови детей, если у матери II, а у отца - IV группы крови.
17. У светловолосой женщины со II группой крови и темноволосого мужчины со II группой крови родился светловолосый сын с I группой крови. Определить генотипы родителей, если темные волосы - доминантный аутосомный признак.
18. Резус-положительный мужчина со II группой крови женится на резус-положительной женщине с III группой крови. Каковы возможные генотипы детей от этого брака, если мужчина и женщина гетерозиготны по обоим парам признаков? Резус-положительность наследуется как доминантный аутосомный признак.
19. Светловолосая резус-положительная женщина с IV группой крови выходит замуж за темноволосого резус-положительного мужчину с первой группой крови, мать которого имела светлые волосы. Определить вероятность рождения в этой семье светловолосых резус-отрицательных детей и возможные группы крови у них, если известно, что мужчина и женщина гетерозиготны по резус-фактору. Резус-фактор и темные волосы наследуются как аутосомные доминантные признаки.
20. Круглолицая женщина со II группой крови выходит замуж за круглолицего мужчину с III группой крови. Известно, что мать женщины имела овальное лицо и I группу крови, отец мужчины - овальное лицо и IV группу крови, а мать мужчины - круглое лицо и I группу крови. Какое потомство можно ожидать от этого брака, если круглая форма лица доминирует над овальной?
НЕПОЛНОЕ ДОМИНИРОВАНИЕ (МНОЖЕСТВЕННЫЕ АЛЛЕЛИ, анализирующее скрещивание)
21. У кроликов аллели дикой окраски С, гималайской окраски С' и альбинизма С" составляют серию множественных аллелей, доминирующих в нисходящем порядке (т.е. аллель С доминирует над двумя другими, а аллель С' доминирует над аллелем С"). Какие следует провести скрещивания, чтобы определить генотип кролика с диким видом окраски?
22. У кроликов аллели дикой окраски С, гималайской окраски С' и альбинизма С" составляют серию множественных аллелей, доминирующих в нисходящем порядке (т.е. аллель С доминирует над двумя другими, а аллель С' доминирует над аллелем С"). При скрещивании двух гималайских кроликов получено потомство, 3/4 которого составляли гималайские кролики и 1/4 – кролики-альбиносы. Определить генотипы родителей.
23. У кошек имеется серия множественных аллелей по гену С, определяющих окраску шерсти: С – дикий тип, С' – сиамские кошки, С" – альбиносы. Каждая из аллелей полно доминирует над следующей (С > C' > C"). От скрещивания серой кошки с сиамским котом родились два котенка – сиамский и альбинос. Какие еще котята могли бы родиться при этом скрещивании?
24. При скрещивании между собой чистопородных белых кур потомство оказывается белым, а при скрещивании черных кур – черным. Потомство от белой и черной особи оказывается пестрым. Какое оперение будет у потомков белого петуха и пестрой курицы?
25. Цистинурия - наследственное заболевание, связанное с образованием цистиновых камней в почках. Этот признак рецессивен. Но у гетерозигот наблюдается повышенное содержание цистина в моче. Определите возможные формы проявления заболевания у детей в семье, если один из супругов имел повышенное содержание цистина в моче, а другой - страдал почечно - каменной болезнью. Составьте схему скрещивания и определите генотипы родителей и возможные генотипы у детей.
26. Желтая морская свинка при скрещивании с белой дает кремовых потомков. Скрещивание кремовых свинок между собой дало 13 желтых, 11 белых и 25 кремовых. Почему? Определить генотипы всех членов семьи.
27. У редиса корнеплод может быть длинным, круглым и овальным. Определить характер наследования признака, если при самоопылении растений, имеющих овальный корнеплод, получено 121 растение с длинным корнеплодом, 119 - с круглым и 243 - с овальным.
28. Скрестили длинноухих овец с безухим бараном. В первом поколении все ягнята были короткоухие. Определить генотипы родителей потомства. Каких ягнят и в каком соотношении можно ожидать во втором поколении?
29. Врожденно бесхвостая кошка Мурка от скрещивания с котом, имеющим хвост нормальной длины, родила 5 короткохвостых котят. Какое расщепление по длине хвостов можно теоретически ожидать от скрещивания котят между собой? Какое потомство получится от скрещивания короткохвостой кошки с котом, имеющим нормальный хвост?
30. Мать и отец имеют волнистые волосы. Среди их детей один - с волнистыми волосами, один - с курчавыми и один - с прямыми волосами. Определить генотипы всех членов семьи.
31. Талассемия (нарушение синтеза гемоглобина и форм* эритроцитов) наследуется как неполностью доминантный аутосомный признак. У гомозигот заболевание заканчивается смертью в 90 95 % случаев, а у гетерозигот заболевание протекает относительна легко. Какова вероятность рождения здоровых детей в семье, где об родителя страдают легкой формой талассемии?
32. При скрещивании красноплодной земляники между coбой всегда получаются красные ягоды, а при скрещивании белой - белые ягоды. В результате скрещивания обоих сортов между собой полу чаются розовые ягоды. Какое потомство получится от скрещивания земляники с красными плодами с земляникой с розовыми плодами?
33. Красные цветки и широкие листья у «львиного зева» явля ются доминантными признаками, а белые цветки и узкие листья - рецессивными. При скрещивании гомозиготных по обоим признака! красноцветковых широколистных растений с белоцветковыми узколистными все потомство имеет розовые цветки и листья средней ширины. Какое потомство и в каком соотношении получится от скре щивания красноцветкового широколистного растения с розовоцветным узколистным?
34. У андалузских кур черное и курчавое оперение является, доминантным признаком, а белое и гладкое оперение - рецессивным признаками. В анализируемом скрещивании черных кур, имеющих курчава оперение, все цыплята получились с голубым и курчавым оперением. Определить генотипы скрещиваемых особей и их потомства.
35.Серповидноклеточная анемия (эритроциты имеют форм; серпа) наследуется как неполностью доминантный аутосомный при знак. Гомозиготы по этому заболеванию обычно погибают до полового созревания, а гетерозиготы - жизнеспособны. Голубоглазьи здоровый мужчина женат на кареглазой женщине, страдающей сер повидноклеточной анемией. У них родилась голубоглазая здоровая дочь. Какова вероятность рождения в этой семье кареглазого ребенк с серповидноклеточной анемией?
36. При скрещивании гомозиготных красных (доминантный признак) и белых коров получаются телята с чалой окраской. Ген комолости (безрогость) доминантен по отношению к гену рогатости. Каких телят и в каком соотношении можно ожидать от скрещивания красного комолого быка, гетерозиготного по второму признаку, с чалой рогатой коровой?
37.Окрашенность мышей доминирует над неокрашенностью. При скрещивании между собой окрашенных мышей получали только окрашенных мышат. В результате скрещивания между собой неокрашенных мышей все потомство было неокрашенным. При скрещивании окрашенных и неокрашенных мышей потомст/во имело пятнистость на брюхе. Известно, что мыши с пятнистостью на брюхе часто погибают от дефектов нервной системы и органов кровообращения. Какова вероятность гибели потомства от скрещивания окрашенных мышей с мышами, имеющими пятнистость на брюхе?
38. Ген темной окраски собак доминирует над геном белой окраски. При скрещивании гомозиготных белых и темных собак получаются пегие (пестрые) щенки. Известно, что пегие собаки страдают катарактой. Какое потомство можно ожидать от скрещивания пегих собак между собой? Определить вероятность рождения щенят с нормальным зрением.
39. Темный мех морских свинок доминирует над белым мехом, а длинная шерсть над короткой. При скрещивании темных свинок с белыми получают полутемных свинок. Какое потомство можно ожидать от скрещивания полутемных свинок, имеющих короткую шерсть, с белыми свинками, имеющими длинную шерсть и гетерозиготными по второму признаку?
40. Красные плоды земляники и нормальная чашечка неполностью доминируют над белыми плодами и листовидной чашечкой. Какое потомство и в каком соотношении получится от самоопыления земляники с розовыми плодами и промежуточной чашечкой?
41. Линейные карпы отличаются от чешуйчатых тем, что чешуя у них расположена лишь одной полоской. Линейность доминирует над чешуйчатостью. Скрещивание чешуйчатых карпов между собой всегда дает чешуйчатое потомство. При скрещивании линейных карпов с линейными в потомстве появляется 1/3 чешуйчатых и 2/3 линейных; при этом плодовитость снижается на 25%. Определить генотипы чешуйчатых и линейных карпов и их потомства.
42. Допустим, что у зайцев длинные уши доминируют над не очень длинными, желтовато-палевая окраска шерсти - над белой, широкие лапы - над узкими, а лапы средней ширины наследуются как неполностью доминантный признак. В зоопарке скрестили белую зайчиху, имеющую длинные уши, лапы средней ширины, гетерозиттную по второму признаку, с желтовато-палевым самцом, имеющим длинные уши, узкие лапы и гетерозиготного по первым двум признакам. Определить вероятность рождения от этого скрещивания белых зайчат, имеющих не очень длинные уши и узкие лапы.
43. От скрещивания растений «львиного зева», имеющего красные зигоморфные цветки с растениями, имеющими желтые пилорические цветки, получили растения, имеющие розовые зигоморфные цветки. Во втором поколении получили 592 растения, из которых 218 оказались с розовыми зигоморфными цветками, 74 -розовыми пилорическими цветками, 112 - с желтыми зигоморфными цветками и 38 - с красными пилорическими цветками. Сколько растений оказалось с красными зигоморфными и сколько с желтым пилорическими цветками? Как наследуются окраска и форма цветков «львиного зева»?
44. Рога у лосей могут быть оленеобразными, лопатообразными с одним отростком и лопатообразными с несколькими отрос нами. Предположим, что оленеобразные рога наследуются как неполностью доминантный признак, а лопатообразные рога с несколькими отростками доминируют над лопатообразными рогами с одним отростком. Буровато-черная окраска шерсти доминирует над бурой окраской шерсти. Какое потомство можно ожидать от скрещивания гeтeрозиготных буровато-черных лосей, имеющих оленеобразные рога, гетерозиготными буровато-черными лосями, имеющими лопатообразные рога с одним отростком?
45. Уровень умственных способностей у человека может быт высоким, средним и низким. Допустим, что средний уровень умственных способностей доминирует над низким, а высокий уровень наследуется как неполностью доминантный признак. Карий цвет глаз и русые волосы доминируют соответственно над голубым цветом глаз и рыжими волосами. Предположим, что голубоглазая, русоволосая Василиса Премудрая, имеющая высокий уровень умственных способностей, выходит замуж за кареглазого, русоволосого Ивана-царевича, обладающего средним уровнем умственных способностей. Известно, что мать Василисы Премудрой была рыжеволосой. Отец Ивана-царевича был голубоглазым, а его мать - рыжеволосой. Какова вероятность рождения от брака Василисы Премудрой с Иваном-, царевичем голубоглазых, рыжеволосых детей и каково развитие у них умственных способностей?
46. У пшеницы безостость колоса доминирует над остистостью, плотный колос доминирует над рыхлым, а красная окраска колоса доминирует над белой окраской. При скрещивании растений, имеющих безостый, плотный, красный колос, и с растениями, имеющими остистый, рыхлый и белый колос, в потомстве получились растения с безостыми, красными колосьями средней плотности. Какова вероятность появления во втором поколении растений с остистыми, белыми колосьями средней плотности?
47. У человека курчавые волосы доминируют над гладкими, нормальный слух - над глухотой, а умение лучше владеть правой рукой над леворукостью. В семье, где отец правша с курчавыми волосами и нормальным слухом, а мать правша с прямыми волосами и нормальным слухом, родился глухой ребенок левша с волнистыми волосами. Определить генотипы родителей и вероятность рождения в этой семье ребенка правши с нормальным слухом и курчавыми волосами.
48. У лис белая окраска шерсти доминирует над серебристо-черной. Чисто белые щенки лисиц погибают вскоре после рождения. При скрещивании лисиц, имеющих платиновую окраску, с серебристо-черными лисами рождаются щенки с платиновой и серебристо-черной окраской в соотношении 1 : 1. На звероферме скрещивали платиновых лис между собой и получили 68 серебристо-черных щенят. Сколько щенят имели платиновую окраску и сколько щенят погибло?
49. При скрещивании красноплодной земляники, не имеющей усов, с земляникой, имеющей белые плоды и усы, все потомство оказалось с усами и розовыми плодами. Во втором поколении оказалось:
50. 158 растений с розовыми плодами и усами; 78 растений красноплодных с усами; 24 растения красноплодных без усов; 80 растений с белыми плодами и усами; 26 растений с белыми плодами без усов; 54 растения с розовыми плодами без усов.
Как наследуются признаки? Сколько растений будут гомозиготными по обоим признакам?
51. Талассемия (нарушение синтеза гемоглобина и формы эритроцитов) наследуется как неполностью доминантный аутосомный признак. У гомозигот заболевание заканчивается смертью в 90-95 % случаев, а у гетерозигот заболевание протекает относительно легко. В семье, где оба родителя страдали легкой формой талассемии и имели волнистые волосы, родилось двое здоровых детей, один из которых имел гладкие волосы, а второй курчавые. Определить вероятность гибели детей в этой семье. Какая часть из умерших детей будет иметь гладкие волосы?
52. У собак короткая шерсть доминирует над длинной. Охотник купил собаку с короткой шерстью и хочет быть уверен, что она не несет генов длинной шерсти. Какого партнера по фенотипу и генотипу надо подобрать для скрещивания, чтобы проверить генотип купленной собаки? Составьте схему скрещивания. Какой должен быть результат, если собака чистопородная?
ПРАКТИКУМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ НА ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕАЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ:
1) Окрашенность шерсти
кроликов (в противоположность альбинизму) определяется доминантным геном. Цвет
же окраски контролируется другим геном, расположенным в другой хромосоме,
причем серый цвет доминирует над черным (у кроликов-альбиносов гены цвета
окраски себя не проявляют). Какими признаками будут обладать гибридные формы,
полученные от скрещивания серого кролика, рожденного от кролика-альбиноса, с
альбиносом, несущим ген черной окраски?
2) У лука доминантный ген А
определяет наличие цвета у луковиц (а - бесцветные луковицы), а ген В (Ь)
окраску луковиц (красный цвет доминирует над желтым). Скрестили между собой
растения с красными и желтыми луковицами. В полученном потомстве были растения
с бесцветными, красными и желтыми луковицами. Определите генотипы родительских
форм и потомства.
3) У попугаев цвет перьев
определяется двумя парами генов. Сочетание двух доминантных генов определяет
зеленый цвет. Рецессивные по обеим парам генов особи имеют белый цвет.
Сочетание доминантного гена А и рецессивного гена Ь определяет желтый цвет, а
сочетание рецессивного гена а с
доминантным геном В - голубой цвет. При скрещивании между собой двух зеленых
особей получили попугаев всех цветов. Определите генотипы родителей и потомков.
4) У кроликов цвет шерсти
определяется двумя парами генов. Ген А (а) определяет основную окраску шерсти. А
- черную окраску, а - белую. Ген В вызывает неравномерное
распределение пигмента по шерсти (получаются серые кролики). При скрещивании
между собой серого и белого кролика половина потомства оказалась белой, 1\4 черной, 1\4-
серой. Определить генотипы родителей и потомства.
5) Одна из пород кур
отличается укороченными ногами. Признак этот доминирующий. Управляющий им ген
вызывает одновременно 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?
Неаллельными называют гены, расположенные в неидентичных
участках гомологичных хромосом, или в разных парах гомологичных хромосом. У
любого организма каждое его свойство определяется многими генами. При этом
неаллельные гены вступают во взаимодействие друг с другом таким образом, что
один ген может контролировать развитие нескольких признаков, и, наоборот, один
признак формируется под влиянием нескольких генов. В подобных случаях в
потомстве дигетерозигот (в F2) наблюдаются необычные отношения
- 9:7, 9:3:4; 13:3; 12:3:1 и т.д.
Известны три основные формы взаимодействия неаллельных генов:1) комплементарность;
2) эпистаз;
3) полимерия.
При комплементарном взаимодействии в генотипе присутствуют два доминантных неаллельных гена, различные сочетания аллелей которых приводят к формированию нового признака, по сравнению с действием каждого гена в отдельности. При этом каждый из указанных генов либо не имеет самостоятельного проявления, либо по-разному обусловливает развитие, данного признака. В случае комплементарного взаимодействия генов расщепление в F2 по фенотипу может происходить в следующих отношениях - 9:3:3:1; 9:6:1; 9:3:4; 9:7. При этом сочетание аллелей будет следующим:
а) соотношение 9:3:3:1 - выявляется в том случае, если доминантные аллели не имеют самостоятельного фенотипического проявления. Они обуславливают проявление варианта нового признака только будучи в генотипе вместе (А-В-). Каждая из рецессивных аллелей имеет самостоятельное фенотипическое проявление. Таким образом, возможные генотипы в F2 9 (А-В-): ЗА-вв : ЗааВ-: 1аавв;
б) соотношение 9:6:1 - происходит в случае, если комплементарные гены способны к самостоятельному проявлению и дают каждый в отдельности сходный фенотипический эффект. При этом возможные генотипы в F2 следующие:
9 (А-В-): 6(А-вв и ааВ-): 1 аавв;
в) соотношение 9:3:4 - доминантные и рецессивные аллели обладают самостоятельным фенотипическим проявлением, поэтому расщепление по фенотипу в F2 будет следующим: 9 (А-В-) : ЗА-вв : 4 (ааВ- и аавв);
г) соотношение 9:7 - встречается в случае, если рецессивные аллели не имеют самостоятельного фенотипического проявления. В. этом случае возможные генотипы в F2 будут такими: 9 (А-В-) : 7 (А-вв, ааВ-.и аавв).
При эпистазе происходит подавление проявления генов одного аллеля генами другого.
Различают доминантный и рецессивный эпистаз. При доминантном эпистазе геном-подавителем будет доминантный ген, а при рецессивном эпистазе - рецессивный. Гены - подавители называются ингибиторами или супрессорами. Их обычно обозначают латинскими буквами I или S.
В случае доминантного эпистаза могут быть два типа фенотипического расщепления в F2: 12:3:1 и 13:3 (если рецессивная подавляемая аллель имеет тот же фенотипический эффект, что и доминантный ингибитор), а возможные генотипы таковы:
а) 12 (I-В- и I-вв): 3 iiВ-: iiвв;
б) 13 (I-B-, I-вв, iiвв): 3 iiB-.
При рецессивном эпистазе рецессивная аллель одного гена, будучи в гомозиготном состоянии, не дает возможности проявиться доминантной или рецессивной аллели другого гена. При этом расщепление по фенотипу может быть в соотношении 9:3:4 или 9:7, а возможные генотипы следующие:
а) 9 (I-B-) : 3 I- вв : 4 (iiB- и iiвв);
б) 9 (I-B-): 7 (I-вв, iiB-, iiвв).
При полимерии доминантные гены из разных аллельных пар оказывают действие на один и тот же признак, усиливая его проявление. Полимерные гены принято обозначать одной буквой латинского алфавита с цифровыми индексами, например А1А2А3А4 и т.д.
Различают кумулятивную (суммирующую или накопительную) и некумулятивную полимерию. При кумулятивной полимерии степень проявления признака зависит от суммирующего действия генов, т.е. чем больше доминантных аллелей гена, тем больше степень выраженности признака. Расщепление в F2 по генотипу в этом случае будет 1 А1А1А2А2: 4 (А1a1A2A2 и A1A1 A2a2) : 6 (A1A1a2 a2, a1a1 A2A2 и A1a1A2a2): 4 (А1a1a2a2 и a1a1 A2a1) :1 a1a1a2a2, а фенотипическая выраженность признака будет изменяться в зависимости от числа доминантных аллелей в генотипе.
При некумулятивной полимерии признак проявляется при наличии хотя бы одного из доминантных аллелей полимер генов, а количество доминантных аллелей не влияет на степень выраженности признака. Расщепление по фенотипу и генотипу в F2 ответствует 15 : 1
Вопросы к зачету теме «Основы генетики»
1. Что изучает генетика?
2. Какие вам известны методы изучения наследственности?
3. В чем особенности этих методов?
4. Сформулируйте первый закон Менделя.
5. Сформулируйте второй закон Менделя.
6. Сформулируйте третий закон Менделя.
7. Что такое анализирующее скрещивание и с какой целью его проводят?
8. Какие гены называются аллельными?
9. В чем сущность закона чистоты гамет?
10. Сформулируйте закон Т. Моргана.
11. Когда выполняются законы Менделя и закон Моргана?
12. В чем сущность наследования, сцепленного с полом?
13. В чем отличие хромосомного набора самца от хромосомного набора самки?
14. Какие вам известны типы взаимодействия неаллельных генов?
15. В чем сущность цитоплазматической наследственности?
16. Почему разнообразие качественных признаков в меньшей степени зависит от условий среды, чем от генотипа?
17. Что такое норма реакции и чем определяется ее широта?
18. Какая изменчивость называется модификационной?
19. Что такое мутации? С какими структурными единицами связаны генные, хромосомные и геномные мутации?
20. В чем сущность закона гомологических рядов и каково его практическое значение?
21. Какие вам известны методы изучения наследственности человека? В чем их сущность?
22. Какие вам известны наследственные заболевания человека, и каковы возможности их лечения?
23. Почему нежелательны родственные браки?
24. На чем основано медико-генетическое консультирование, и какие цели оно преследует?
2. Какие вам известны методы изучения наследственности?
3. В чем особенности этих методов?
4. Сформулируйте первый закон Менделя.
5. Сформулируйте второй закон Менделя.
6. Сформулируйте третий закон Менделя.
7. Что такое анализирующее скрещивание и с какой целью его проводят?
8. Какие гены называются аллельными?
9. В чем сущность закона чистоты гамет?
10. Сформулируйте закон Т. Моргана.
11. Когда выполняются законы Менделя и закон Моргана?
12. В чем сущность наследования, сцепленного с полом?
13. В чем отличие хромосомного набора самца от хромосомного набора самки?
14. Какие вам известны типы взаимодействия неаллельных генов?
15. В чем сущность цитоплазматической наследственности?
16. Почему разнообразие качественных признаков в меньшей степени зависит от условий среды, чем от генотипа?
17. Что такое норма реакции и чем определяется ее широта?
18. Какая изменчивость называется модификационной?
19. Что такое мутации? С какими структурными единицами связаны генные, хромосомные и геномные мутации?
20. В чем сущность закона гомологических рядов и каково его практическое значение?
21. Какие вам известны методы изучения наследственности человека? В чем их сущность?
22. Какие вам известны наследственные заболевания человека, и каковы возможности их лечения?
23. Почему нежелательны родственные браки?
24. На чем основано медико-генетическое консультирование, и какие цели оно преследует?
Правила составления родословной
Символы, применяемые при
составлении родословных
Правила составления родословных
1. Родословную изображают так, чтобы каждое поколение
находилось на своей горизонтали или радиусе (для обширных родословных).
Поколения нумеруются римскими цифрами, а члены родословной - арабскими.
2. Составление родословной начинают от пробанда.
Расположите символ пробанда (в зависимости от пола - квадратик или кружок,
обозначенный стрелочкой) так, чтобы от него можно было рисовать родословную как
вверх, так и вниз.
3. Сначала рядом с пробандом разместите символы его
родных братьев и сестер в порядке рождения (слева направо), соединив их
графическим коромыслом.
4. Выше линии пробанда укажите родителей, соединив их
друг с другом линией брака.
5. На линии (радиусе) родителей изобразите символы
ближайших родственников и их супругов, соединив соответственно их степени
родства
6. На линии пробанда укажите его двоюродных и т.д.
братьев и сестер, соединив их соответствующим образом с линией родителей.
7. Выше линии родителей изобразите линию бабушек и
дедушек.
8. Если у пробанда есть дети или племянники,
расположите их на линии ниже пробанда.
9. После изображения родословной (или одновременно с
ним) соответствующим образом покажите обладателей или гетерозиготных носителей
признака (чаще всего гетерозиготные носители определяются уже после составления
и анализа родословной).
10. Укажите, если это возможно, генотипы всех членов
родословной.
11. Если в семье несколько наследственных заболеваний,
не связанных между собой, составляйте родословную доля каждой болезни по
отдельности.
Составьте родословную своей семьи, использовав
следующие признаки:
цвет глаз (карий доминирует
над голубым и серым), темные волосы (доминируют над светлыми), рыжие
волосы (рецессивны по отношению к темным, но преобладают над светлыми), близорукость
(доминирует над нормальным зрением), толстые губы (доминируют над
тонкими), наличие веснушек (доминирует над отсутствием), наличие
резус-фактора (доминирует над его отсутствием), праворукость
(доминирует над леворукостью), курчавые волосы (доминируют над прямыми),
большие глаза (доминируют над маленькими), «римский»нос
(доминирует над прямым), ямочки на щеках (доминируют над их отсутствием),
рост волос по средней линии лба (доминирует над ровной линией волос) расплющенный
большой палец (доминирует над нормальным), способность загибать язык
назад (доминирует над отсутствием этой способности), способность
сворачивать язык трубочкой (доминирует над отсутствием этой способности), монголоидный
разрез глаз (доминирует над обычным).
