При скрещивании дигетерозиготного высокого растения томата с округлыми плодами и карликового (a) растения с грушевидными плодами (b) в потомстве получено расщепление по фенотипу: 12 растений высоких с округлыми плодами; 39 - высоких с грушевидными плодами; 40 - карликовых с округлыми плодами; 14 - карликовых с грушевидными плодами. Составьте схему скрещивания, определите генотипы потомства. Объясните формирование четырёх фенотипических групп.
Ответ
а – карликовое растение, А – высокое растение
b – грушевидные плоды, B – округлые плоды
Дигетерозиготное растение имеет генотип AaBb, карликовое растение с грушевидными плодами – aabb. Поскольку количество потомков получилось неравное (не 1:1:1:1), следовательно, происходит сцепление. Те фенотипические группы, которые представлены в большом количестве (39+40), получены из нормальных гамет со сцепленными генами, а группы, представленные в малом количестве (12+14) - из рекомбинантных гамет, сцепление в которых было нарушено из-за кроссинговера в мейозе. Признаки нормальных потомков "высокий грушевидный" и "карликовый округлый", следовательно, эти гены находятся в одной хромосоме, дигетерозиготный родитель Ab//aB.
| Р | Ab | x | ab | ||
| G норм. | Ab | ab | |||
| aB | |||||
| G рекомб. | AB | ||||
| ab | |||||
| F1 | Ab | aB | AB | ab | |
| высок. грушев. (39) |
карлик. округл. (40) |
высок. округл. (12) |
карлик. грушев. (14) |
При скрещивании дигетерозиготного растения кукурузы с гладкими окрашенными семенами и растения с морщинистыми (a) неокрашенными (b) семенами в потомстве получено расщепление по фенотипу: 100 растений с гладкими окрашенными семенами; 1500 - с морщинистыми окрашенными; 110 - с морщинистыми неокрашенными; 1490 - с гладкими неокрашенными. Составьте схему скрещивания, определите генотипы потомства. Объясните формирование четырёх фенотипических групп.
Ответ
а – морщинистые семена, А – гладкие семена
b – неокрашенные семена, B – окрашенные семена
Дигетерозиготное растение имеет генотип AaBb, растение с морщинистыми неокрашенными семенами – aabb. Поскольку количество потомков получилось неравное (не 1:1:1:1), следовательно, происходит сцепление. Те фенотипические группы, которые представлены в большом количестве (1500+1490), получены из нормальных гамет со сцепленными генами, а группы, представленные в малом количестве (100+110) - из рекомбинантных гамет, сцепление в которых было нарушено из-за кроссинговера в мейозе. Признаки нормальных потомков "морщинистые окрашенные" и "гладкие неокрашенные", следовательно, эти гены находятся в одной хромосоме, дигетерозиготный родитель Ab//aB.
| Р | Ab | x | ab | ||
| G норм. | Ab | ab | |||
| aB | |||||
| G рекомб. | AB | ||||
| ab | |||||
| F1 | Ab | aB | AB | ab | |
| гладк. неокраш. (1490) |
морщин. окраш. (1500) |
гладк. окраш. (100) |
морщин. неокраш. (110) |
У одного родителя образуется четыре вида гамет, а у другого – один. Cочетание приводит к получению четырех фенотипических групп потомства. Нормальных гамет получается больше, чем рекомбинантных, поэтому нормального потомства (полученного из нормальных гамет) получается больше, чем рекомбинантного (полученного из рекомбинантных гамет).
При скрещивании растения кукурузы с гладкими окрашенными семенами с растением, дающим морщинистые неокрашенные семена (гены сцеплены), потомство оказалось с гладкими окрашенными семенами. При анализирующем скрещивании гибридов из F1 получены растения с гладкими окрашенными семенами, морщинистыми неокрашенными, с морщинистыми окрашенными, с гладкими неокрашенными. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, потомства F1 и F2. Какие законы наследственности проявляются в данных скрещиваниях? Объясните появление четырех фенотипических групп особей в F2.
Ответ
В первом поколении все потомство получилось одинаковым (первый закон Менделя) – следовательно, скрещивали гомозигот, потомство гетерозиготное, проявившиеся у него признаки доминируют.
А – гладкие семена, а – морщиныстые семена.
В – окрашенные семена, b – неокрашенные семена.
| F1 | AB | x | ab | ||
| G норм. | AB | ab | |||
| ab | |||||
| G рекомб. | Ab | ||||
| aB | |||||
| F1 | AB | ab | Ab | aB | |
| гладк. окраш. |
морщин. неокраш. |
гладк. неокраш. |
морщин. окраш. |
При образовании гамет у потомства F1 за счет кроссинговера происходит рекомбинация, получается 4 вида гамет, из-за этого в F2 получается 4 фенотипических группы.
В первом скрещивании работал первый закон Менделя (закон единообразия). Во втором скрещивании проявилось сцепленное наследование.
У томатов тип соцветия и форма плода определяются сцепленными генами, расстояние между которыми составляет 24 морганиды. Нормальная форма плода доминирует над продолговатой, простое соцветие - над сложным. Скрестили дигетерозиготное растение, которое унаследовало доминантные гены от разных родителей, с дигомозиготой по рецессиву. Какое потомство и в каком соотношении получили?
Ответ
А - нормальная форма плода, а - продолговатая форма плода
Е - простое соцветие, е - сложное соцветие
Дигетерозиготное растение, которое унаследовало доминантные гены от разных родителей - Ае//аЕ. Дигомозигота по рецессиву ае//ае.
Расстояние в 24 морганиды говорит о том, что рекомбинантных гамет получится 24% (по 12% каждой), следовательно, нормальных гамет получится 100-24=76% (по 38% каждой).
| F1 | Ае | x | aе | ||
| G норм. | Ае 38% | aе | |||
| аЕ 38% | |||||
| G рекомб. | АЕ 12% | ||||
| ае 10% | |||||
| F1 | Ае | аЕ | АЕ | ае | |
| нормальный плод сложное созветие 38% |
продолговатый плод простое соцветие 38% |
нормальный плод простое соцветие 12% |
продолговатый плод сложное соцветие 12% |
Гибридная мышь, полученная от скрещивания чистой линии мышей с извитой шерстью (а) нормальной длины (B) с чистой линией, имеющей прямую длинную шерсть, была скрещена с самцом, который имел извитую длинную шерсть. В потомстве 40% мышей имели прямую длинную шерсть, 40% - Извитую шерсть, нормальной длины, 10% - прямую нормальной длины и 10% - извитую длинную шерсть. Определите генотипы всех особей. Составьте схемы скрещиваний. Какой закон проявляется в этом скрещивании?
Ответ
Неравное количество фенотипических классов говорит о сцепленном наследовании: гены прямой и длинной шерсти сцеплены на расстоянии 20 морганид. Проявляется закон сцепленного наследования.
А – прямая шерсть, а – извитая шерсть.
В – шерсть нормальной длины, b – длинная шерсть.
| F1 | аB | x | ab | ||
| G норм. | аB 40% | ab | |||
| Аb 40% | |||||
| G рекомб. | аb 10% | ||||
| АB 10% | |||||
| F1 | аB | Аb | аb | АB | |
| извитая шерсть нормальной длины 40% |
прямая длинная шерсть 40% |
извитая длинная шерсть 10% |
прямая шерсть нормальной длины 10% |
Ген цветовой слепоты и ген ночной слепоты наследуются через Х-хромосому и находятся на расстоянии 34 морганиды друг от друга. Оба признака рецессивны. Определите вероятность рождения детей одновременно с двумя аномалиями в семье, где жена имеет нормальное зрение, но мать ее страдала ночной слепотой, а отец - цветовой. Муж нормален в отношении обоих признаков.
Ответ
А-норма, а-цветовая слепота
Е-норма, е-ночная слепота
Жена Х Ае Х аЕ, муж Х АЕ Y
Рекомбинантных гамет 34% (по 17% каждой), следовательно, нормальных гамет 66% (по 33% каждой)
Ключ к игре «Бег с барьерами»
Вариант 1 |
Вариант 2 |
Вариант 3 |
Вариант 4 |
Вариант 5 |
|
| Задача № 1 | Карточка 1 1/2 Аа,
|
Карточка 2 АА, Аа, |
Карточка 3 1/2 АА,
|
Карточка 4 |
Карточка 5 |
| Задача № 2 | Карточка 6 1/4 белых, |
Карточка 7 1/2 пестрых, |
Карточка 8 1/4 красных, |
Карточка 9 1/2 красных, |
Карточка 10 1/4 узких, |
| Задача № 3 | Карточка 11 АаВb |
Карточка 12 |
Карточка 13 |
Карточка 14 ааВb |
Карточка 15 |
| Задача № 4 | Карточка 16 ♀ ♂ |
Карточка 17 ♀ ♂ |
Карточка 18 ♀ ♂ |
Карточка 19 ♀ ♂ |
Карточка 20 ♀ ♂ |
| Задача № 5 |
Карточка 21 9: 3: 3: 1 |
Карточка 22 9: 3: 4 |
Карточка 23 9: 6: 1 |
Карточка 24 9: 7 |
Карточка 25 13: 3 |
Задачи на анализирующее скрещивание
Задача № 29
Рыжая окраска у лисы – доминантный признак, черно-бурая – рецессивный. Проведено анализирующее скрещивание двух рыжих лисиц. У первой родились 7 лисят – все рыжей окраски, у второй – 5 лисят: 2 рыжей и 3 черно-бурой окраски. Каковы генотипы всех родителей?
Ответ : самец черно-бурой окраски, самки гомо- и гетерозиготны.
Задача № 30
У спаниелей черный цвет шерсти доминирует над кофейным, а короткая шерсть – над длинной. Охотник купил собаку черного цвета с короткой шерстью и, чтобы быть уверенным, что она чистопородная, провел анализирующее скрещивание. Родились 4 щенка: 2 короткошерстных черного цвета, 2 короткошерстных кофейного цвета. Каков генотип купленной охотником собаки?
Ответ : купленная охотником собака гетерозиготная по первому аллелю.
Задачи на кроссинговер
Задача № 31
Определите частоту (процентное соотношение) и типы гамет у дигетерозиготной особи, если известно, что гены А и В сцеплены и расстояние между ними 20 Морганид.
Ответ : кроссоверные гаметы – Аа и аВ – по 10%, некроссоверные – АВ и аb – по 40%.
Задача № 32
У томатов высокий рост доминирует над карликовым, шаровидная форма плодов – над грушевидной. Гены, ответственные за эти признаки, находятся в сцепленном состоянии на расстоянии 5,8 Морганид. Скрестили дигетерозиготное растение и карликовое с грушевидными плодами. Каким будет потомство?
Ответ : 47,1% – высокого роста с шаровидными плодами; 47,1% – карлики с грушевидными плодами; 2,9% – высокого роста с грушевидными плодами, 2,9% – карлики с шаровидными плодами.
Задача № 33
Дигетерозиготная самка дрозофилы скрещена с рецессивным самцом. В потомстве получено АаВb – 49%, Ааbb – 1%, ааВb – 1%, ааbb – 49%. Как располагаются гены в хромосоме?
Ответ : гены наследуются сцепленно, т.е. находятся в одной хромосоме. Сцепление неполное, т.к. имеются кроссоверные особи, несущие одновременно признаки отца и матери: 1% + 1% = 2%, а это значит, что расстояние между генами 2 Морганиды.
Задача № 34
Скрещены две линии мышей: в одной из них животные с извитой шерстью нормальной длины, а в другой – с длинной и прямой. Гибриды первого поколения были с прямой шерстью нормальной длины. В анализирующем скрещивании гибридов первого поколения получено: 11 мышей с нормальной прямой шерстью, 89 – с нормальной извитой, 12 – с длинной извитой, 88 – с длинной прямой. Расположите гены в хромосомах.
Ответ : Аb и aB ; расстояние между генами 11,5 Морганид.
Задача № 35 (на построение хромосомных карт)
Опытами установлено, что процент перекреста между генами равен:
| 1. А – В = 1,2% В – С = 3,5% А – С = 4,7% |
2. C – N = 13% C – P = 3% P – N = 10% C – A = 15% N – A = 2% |
| 3. P – G = 24% R – P =14% R – S = 8% S – P = 6% |
4. A – F = 4% C – B = 7% A – C = 1% C – D = 3% D – F = 6% A – D = 2% A – B = 8% |
Определите положение генов в хромосоме.
Необходимые пояснения : сначала вычерчивают линию, изображающую хромосому. В середину помещают гены с наименьшей частотой рекомбинаций, а затем устанавливают местонахождение всех генов, взаимосвязанных между собой в порядке возрастания их частот рекомбинаций.
Ответ :
1 – А между В и С;
2 – C H N A;
4 – D A C F B;
3 – R S P, точное положение гена не может быть установлено – недостаточно информации.
Получение гомозиготных линий животных, в частности мышей, основано на длительном (до 18-20 поколений) близкородственном скрещивании по схеме: брат-сестра. При случайном выборе пары брат-сестра любой из аутосомных локусов будет переходить в гомозиготное состояние с частотой 1/8 на поколение. Двадцати поколений достаточно, чтобы все (или почти все) локусы стали гомозиготными ( рис. 10.1). Таким образом, последовательное близкородственное скрещивание приводит к чистой инбредной линии животных. Основная характеристика такой линии состоит в том, что все ее особи гомозиготны и не отличимы в генетическом отношении друг от друга, как однояйцовые близнецы.
Для решения вопросов сцепленности иммунологически значимых признаков с главным комплексом гистосовместимости , в частности, признака иммунного отторжения трансплантата, необходимо было иметь линии мышей, которые отличались бы друг от друга только по этому комплексу. В результате был разработан генетический прием получения так называемых конгенных линий.
Здесь представлена донорская маркирующая линия, условно обозначеная А (а/а) и основная линия В (b/b), которой внедряется МНС партнера по скрещиванию. От скрещивания гомозиготных особей этих двух линий получают гибриды первого поколения F1 (а/b; генерация N1). При дальнейшем скрещивании гибридов F1 с особями основной линии В (b/b) получают потомство, состоящее как из гомозигот (b/b), так и гетерозигот (a/b) по комплексу Н-2. В последующих скрещиваниях отбираются только гетерозиготные особи, имеющие признак "а" (Н-2а), который определяется по приживлению кожного трансплантата от маркирующей линии А и положительной серологической реакции клеток крови с анти-А-сывороткой. По мере продолжения скрещивания "а"-положительных особей с особями основной линии В доля генома линии А постоянно снижается, но при этом сохраняется признак "а" (Н-2а). К двенадцатому поколению (генерация N12) практически весь геном отбираемых после гибридизации мышей представлен основной линией В, за исключением признака "а", по которому шел отбор. Для этой цели гетерозигот (а/b) скрещивают между собой и отбирают для дальнейшего размножения только тех особей потомства, которые отторгают кожный трансплантат, взятый от особей линии В, и которые не дают реакции с анти-В-сывороткой.
Подобный отбор выявляет особей с отсутствием признака "b" (Н-2b) и гомозиготность по признаку "а" (Н-2а). Таким образом, в результате применения такой схемы скрещивания в геном основной линии В внедряется комплекс Н-2 маркирующей линии А. С момента перевода комплекса Н-2а в гомозиготное состояние констатируется получение новой линии, конгенной по отношению к основной линии В. Две эти линии будут генетически полностью идентичны за исключением МНС.
Помимо конгенных линий мышей в распоряжении исследователей имеются рекомбинантные по МНС линии. Они отличаются друг от друга только отдельными или даже одним локусом комплекса Н-2. Рекомбинантные линии получают при анализе потомков от скрещивания двух конгенных линий. На рис. 10.3 приведен конкретный пример получения рекомбинантных линий мышей.
К настоящему времени выведено несколько сот линий мышей, объединенных в несколько групп, имеющих общий гаплотип по комплексу Н-2, т.е. идентичный набор генов МНС. В табл. 10.1 даны примеры известных инбредных линий мышей.
