Задача
1. Гены B,
C и D
находятся в одной хромосоме. Между генами B и C кроссинговер
происходит с частотой 6,5 %, между генами C и D – с частотой 3,7 %. Определить
взаиморасположение генов B, C, D в хромосоме, если расстояние между генами B и
D составляет 10,2 морганиды.
Решение:
процент кроссинговера равен расстоянию между генами в морганидах.
Гены
в хромосоме располагаются линейно. Распределим их на одной линии, в
соответствии с условием задачи.
Между геном B и D – 10,2 морганиды.
Между B и C – 6,5 морганиды. Между C и D – 3,7 морганиды.
Задача
2. Гены А и С расположены в одной группе сцепления, расстояние между ними 4,6 морганиды. Определите, какие типы гамет и в каком
процентном соотношении образуют особи генотипа АаСс.
Решение:
определяем
типы гамет. У организма с данным генотипом наблюдается неполное сцепление
генов. Значит, он будет давать четыре типа гамет. Некроссоверные
– АС и ас и кроссоверные – Ас и аС.
Определяем процентное соотношение гамет. Расстояние между генами в 4,6 морганид говорит нам о том, что вероятность кроссинговера
составляет 4,6 %. Таким образом, общее количество кроссоверных
гамет составит те же 4,6 %. Поскольку таких гамет у нас два типа, рассчитываем
количество каждого из них. Получаем по 2,3 % Ас
и аС.
Итак, всего гамет – 100%. Находим общее количество некроссоверных
гамет – 95,4 %. Делим на два и получаем количество каждого типа некроссоверных гамет АС и ас – по 47,7
%.
Ответ:
данный организм будет давать четыре типа гамет. По 47,7 % некроссоверных
АС и ас и по 2,3 % кроссоверных Ас и аС.
Задача
3. При скрещивании самок
дрозофил, дигетерозиготных по генам А и В, с рецессивными по обоим генам
самцами получены следующие расщепления по фенотипу:
1. AB :Ab :aB :ab = 25 % : 25 % :
25 % : 25 %.
2. AB :Ab :aB :ab = 47 % : 3 % :
3 % : 47 %.
В каком случае наблюдается
свободное комбинирование, а в каком – сцепленное наследование? Определите
расстояние между генами А и В для случая сцепленного наследования. Обозначьте
расположение генов в хромосомах для всех случаев.
Решение: определяем тип наследования.
Свободное комбинирование будет иметь место в первом
случае, так как разные типы гамет образуются в одинаковых количествах. Это
говорит нам также о том, что гены расположены в разных парах хромосом.
Во втором случае образуется разное количество типов
гамет. Значит, мы имеем дело со сцепленным наследованием.
Определяем расстояние между генами.
Для этого находим общее число рекомбинантных потомков. Поскольку каждого типа
таких гамет образуется по три процента, то общее количество рекомбинантных
гамет составит шесть процентов. Из чего делаем вывод, что расстояние между
генами А и B
– 6 морганид и
располагаются они в одной паре хромосом.
Ответ: в первом случае – свободное комбинирование генов,
расположенных в разных парах хромосом, во втором – сцепленное наследование.
Гены A и B расположены в одной паре хромосом на
расстоянии 6 морганид.
Задача 4. У
томатов высокий рост стебля доминирует над карликовым, а шаровидная форма плода
– над
грушевидной, гены высоты стебля и формы плода сцеплены и находятся друг от
друга на расстоянии 20 морганид. Скрещено
дигетерозиготное растение с карликовым, имеющим грушевидные плоды. Какое
потомство и в каком соотношении следует ожидать от этого скрещивания?
Решение:
вводим буквенные обозначения генов. Пускай
А – ген, отвечающий за высокий рост стебля, а
– за карликовый рост. B
определяет шаровидную форму плодов, b – грушевидную форму.
Записываем
генотипы родительских форм. Они нам известны из условия задачи.
Как мы знаем, дигетерозиготная по двум
признакам особь будет давать четыре типа гамет в равном количестве. Но это в том случае, если
гены высоты стебля и формы плода находятся в разных парах хромосом. В случае же
сцепленного наследования,
то есть когда эти гены находятся в одной паре хромосом, дигетерозигота
будет образовывать только два типа гамет: AB и
ab.
Однако, в условии задачи сказано, что расстояние между генами роста и формы
плода равно 20 морганидам. Это означает, что
образуется 20 % кроссоверных гамет: 10 % Ab и
10 % aB.
Определяем количество некроссоверных гамет AB и
ab.
Общее количество гамет – 100 %. Кроссоверных
– 20 %. Значит, некроссоверных – 80 %. 40 % AB и 40 % ab.
Рассчитаем
количество потомков. Их будет четыре типа: высокого роста с круглыми плодами, высокого
роста с грушевидными плодами, карликовых с круглыми плодами и карликовых с
грушевидными плодами.
Обратите внимание – при независимом наследовании признаков мы получили бы вот
такое процентное соотношение.
В
нашем же случае, когда гены находятся в одной паре хромосом, это соотношение
будет следующим.
Ответ:
в потомстве следует ожидать 40 % особей высокого роста с круглыми плодами, 40 %
карликовых с грушевидными плодами, 10 % высокого роста с грушевидными плодами и
10 % карликовых с круглыми плодами.
Однако,
не всё так просто. Насколько слово «просто» применимо к задачам на сцепленное
наследование.
При
решении задачи мы приняли, что у одного (гетерозиготного) родителя гены A и
B находились
в одной хромосоме, а гены a
и b
–
в другой. Но у этого родителя гены могли располагаться иначе. Кроссинговер мог
произойти где-то в предыдущих поколениях. Тогда гены A и
b были бы в одной хромосоме, а гены а и B – в другой.
В таком случае соотношения гамет были бы другими. Некроссоверных
Ab
и
аB
–
по 40 %, а кроссоверных – АB и аb – по 10 %. Соответственно,
изменилось бы и процентное сочетание потомков.
Задача
5. Скрещивание между гомозиготным серым длиннокрылым самцом дрозофилы и
гомозиготной черной самкой с зачаточными крыльями
дало в F1 гетерозиготных потомков с серым телом и длинными крыльями.
При
возвратном скрещивании мух из поколения F1 с гомозиготными рецессивными
по двум признакам особями были получены следующие результаты: серое тело,
длинные крылья – 5 965, чёрное тело, зачаточные крылья – 944; чёрное тело,
длинные крылья – 206, серое тело, зачаточные крылья – 185. Определите
расстояние между генами.
Неодинаковое
расщепление в потомстве при возвратном скрещивании говорит нам о том, что это
сцепленное наследование.
Для того, чтобы определить расстояние между генами, нам нужно узнать процент
кроссинговера. Процент кроссинговера можно найти, рассчитав процент кроссоверных гамет. Находим процент кроссоверных
гамет:
Ответ:
расстояние между генами составляет 17 морганид.
Вы хотите познавать биологию и профессионально, и с удовольствием? Тогда вам сюда! Автор методики системно-аналитического изучения биологии и химии кбн Богунова В.Г. раскрывает тайны организации и функционирования живого, делится секретами мастерства при подготовке к ЕГЭ, ДВИ, олимпиадам. Объясняет авторскую технологию решения задач по генетике и молекулярной биологии
Продолжаем разбирать коварные задачи по генетике, которые будут представлены на ЕГЭ 2020. Сегодня поговорим о сцеплении генов (формы сцепления, неполное сцепление, особенности расщепления, процент кроссинговера и расстояние между генами в морганидах).
Сцепленное наследование (кратное пояснение)
Сцепленное наследование – это распределение в потомстве неаллельных генов, лежащих в одной хромосоме. В 1910 г. Томас Морган экспериментально обнаружил существование групп сцепления у дрозофилы (длина крыльев и цвет тела наследовались сцепленно). Морган предложил термин «сцепление генов» и установил, что материальной основой сцепления является хромосома, которая представляет собой отдельную материальную и функциональную единицу при мейозе. И все гены, находящиеся в одной хромосоме, связаны между собой ее субстратом.
Закон Т. Моргана о сцепленном наследовании: гены, локализованные в одной хромосоме, занимают определенное место (локус) и наследуются сцепленно. Сила сцепления обратно пропорциональна расстоянию между генами: чем больше расстояние между генами, тем меньше сила сцепления между ними и чаще образуются рекомбинантные типы гамет.
Сцепление генов приводит к более низкой частоте особей с рекомбинантными, сочетаниями признаков, чем это ожидается при независимом наследовании признаков.
Т. Морган показал, что сцепление может быть полным и неполным, нарушение сцепления происходит за счет кроссинговера.
Полное сцепление генов возможно только у тех организмов, в клетках которых кроссинговер в норме не происходит, например, в гаметах особей гетерогаметного пола (самцы дрозофилы, человека, самки птиц и др.), поскольку у таких особей половые хромосомы не гомологичны.
Кроссинговер (от англ. сross-in-gover перекрест) – перекрест хромосом, взаимный обмен гомологичными участками хромосом, происходит в профазе-1 мейоза во время конъюгации хромосом.
Вероятность кроссинговера зависит от положения генов в хромосоме: чем ближе гены друг к другу, тем вероятность кроссинговера меньше, чем дальше они друг от друга, тем эта вероятность больше. Оценивая расстояние между генами по степени сцепления, можно построить карту относительных положений локусов в хромосоме.
Расстояние между генами выражают в единицах рекомбинации, т.е. через долю скрещиваний (в процентах), приводящих к появлению новых сочетаний генов, отличных от родительских: 1 единица рекомбинации (1% кроссинговера) = 1 морганиде
Формы сцепления генов: цис-: AB/ab и транс-: Ab/aB
Секреты расщепления при неполном сцеплении
1. В F2 образуется 4 группы фенотипов, собранных попарно с примерно одинаковым числом особей (вероятностью признака).
2. Группы с большим числом особей образованы некроссоверными гаметами и несут признаки родителей.
3. Группы с меньшим числом особей образованы кроссоверными гаметами.
4. По группам с большим числом особей можно определить форму сцепления (цис- или транс-).
5. Процент кроссинговера и расстояние между генами (в морганидах) определяют по доле особей с кроссоверными гаметами (число особей в меньших группах делят на общее число особей).
Предлагаю рассмотреть линию задач на неполное сцепление генов. Условия задач я взяла из сборника КИМов В.С. Рохлова.
Задача 28(1)
У томатов высокий рост стебля доминирует над карликовым, а шаровидная форма плода — над грушевидной, гены высоты стебля и формы плода сцеплены. Скрещено гетерозиготное по обоим признакам растение с карликовым, имеющим грушевидные плоды. В потомстве получилось 320 высоких растений с шаровидными плодами, 317 карликовых растений с грушевидными плодами, 26 высоких растений с грушевидными плодами и 29 карликовых растений с шаровидными плодами. При скрещивании другого гетерозиготного по обоим признакам растения с карликовым, имеющим грушевидные плоды, получилось другое расщепление: 246 высоких растений с грушевидными плодами, 239 карликовых растений с шаровидными плодами, 31 высокое растение с шаровидными плодами и 37 карликовых растений с грушевидными плодами. Составьте схему решения задачи. Объясните, почему получилось разное расщепление.
Задача 28(2)
Скрестили высокие растения томата с округлыми плодами и карликовые растения с грушевидными плодами. Гибриды первого поколения получились высокие с округлыми плодами. В анализирующем скрещивании этих гибридов получено четыре фенотипические группы: 40, 9, 10 и 44. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, генотипы и фенотипы потомства каждой группы в двух скрещиваниях. Объясните формирование четырёх фенотипических групп в потомстве.
Понравилась статья? Скоро будет продолжение. Самое интересное, как всегда, впереди! Успехов и удачи! До встречи на Яндекс Дзен! Не забывайте подписаться на мой канал и поставить лайк!
ВНИМАНИЕ!!!
Репетитор Богунова В.Г. с 1 сентября 2020 г. начинает онлайн-курс подготовки к ЕГЭ 2021 по химии и биологии!
Расписание занятий:
1. Пятница, 17-00 – 20-00 Мск
Профильный курс биологии (Зоология, Ботаника), 1-е полугодие.
Погружение в ЕГЭ по биологии 2021 (имитация ЕГЭ с анализом и тренингом), 2-е полугодие.
2. Суббота 10-00 – 13-00 Мск
Профильный курс биологии (Общая биология) + Курс Алгоритмики задач по генетике и молекулярной биологии (уровень «Мастер»), 1-е полугодие.
Профильный курс биологии (Человек), 2-е полугодие.
3. Суббота, 14-00 – 17-00 Мск
Профильный курс химии (Химия элементов) + Курс Алгоритмики задач по химии (уровень «Мастер»), 1-е полугодие.
Погружение в ЕГЭ по химии 2021 (имитация ЕГЭ с анализом и тренингом), 2-е полугодие.
4. Воскресенье, 10-00 – 13-00 Мск
Профильный курс химии (Общая химия) + Курс Алгоритмики задач по химии (уровень «Стартап, продолжение»), 1-е полугодие.
Профильный курс химии (Органическая химия) + Курс Алгоритмики задач по химии (уровень «Стартап, продолжение»), 2-е полугодие.
Для каждого ученика составляется индивидуальное расписание занятий (с учетом его предварительной подготовки, уровня знаний и мастерства)
О занятиях с репетитором Богуновой В.Г. вы можете познакомиться в публикациях на Яндекс Дзен:
«Загадки программы профильного курса химии для подготовки к ЕГЭ»
«Пять секретов онлайн-занятий репетитора по химии. Профильный курс»
«Загадки программы профильного курса биологии для подготовки к ЕГЭ. 1. Общая биология»
Еще больше заданий и задач вы найдете на сайте репетитора Богуновой Валентины Георгиевны
Репетитор по химии и биологии кбн В.Богунова
Сцепленное наследование
02-Сен-2014 | Нет комментариев | Лолита Окольнова
Сцепленное наследование
Автор статьи — Саид Лутфуллин.
После открытия законов наследственности Менделя стали замечать, что не всегда эти законы срабатывают.
Например: скрестили дигетерозиготную самку дрозофилы с серым телом и нормальными крыльями с самцом с черным телом и укороченными крыльями.
Серое тело и нормальные крылья – доминантные признаки.
По законам Менделя схема скрещивания такая:
Но практический результат скрещивания отличается.
Как правило, в потомстве наблюдается расщепление 1:1,
фенотипы потомства: серое тело, нормальные крылья и черное тело, укороченные крылья.
Не срабатывает закон независимого наследования. Почему же так? Неужели законы Менделя действительно не работают? Конечно же, нет, законы природы, могут быть «нарушены», только если это позволяет другой закон (исключение из правила).
Давайте разберемся…
- информацию о каждом признаке несет определенный ген;
- гены находятся в хромосомах.
Естественно, что количество хромосом значительно меньше количества генов, поэтому в одной хромосоме закодировано несколько генов.
Гены, находящиеся в одной хромосоме наследуются вместе, то есть сцеплено.
А гены, находящиеся в разных хромосомах наследуются независимо,
так как при гаметогенезе хромосомы распределяются случайно, следовательно, два несцепленных гена могут попасть вместе в одну гамету гамете, а могут и нет.
Гены, находящиеся в одной хромосоме, обязательно окажутся в одной гамете.
В примере, который мы рассмотрели ранее, мы можем заметить: серое тело наследуется вместе с нормальные крыльями, а черное тело наследуется вместе с укороченными крыльями.
Гены цвета тела и длины крыльев находятся в одной хромосоме.
Самка дигетерозиготна, есть две гомологичные хромосомы:
в одной из гомологичных хромосом закодированы гены серого тела и нормальных крыльев,
в другой — гены черного тела и укороченных крыльев
Но получается всего два вида гамет — признаки цвета тела и размера крыльев «неделимы»
Отцовская особь по этим признакам дигомозиготная:
в одной гомологичной хромосоме гены черного тела и укороченных крыльев,
и в другой гомологичной хромосоме так же.
Все признаки, закодированные в одной хромосоме, образуют так называемую группу сцепления.
Признаки из одной группы сцепления наследуются вместе.
И как можно догадаться,
количество групп сцепления равно количеству хромосом в гаплоидном наборе.
Примеры задач
Задача 1:
Немного другое оформление: сцепленные признаки записываются на «палочках», например генотип самки из нашей задачи следует записать вот так:
- палочки означают гомологичные хромосомы, в которых локализованы гены
- буквы по одну сторону от палочек обозначают сцепленные друг с другом гены.
То есть запись говорит:
признаки АВ сцеплены друг с другом; признаки ab так же сцеплены друг с другом
- положение генов в генотипе 1) называется цис-положением: AB \ ab (доминантные признаки на одной хромосоме, рецессивные на другой)
- положение 2) называется транс-положением: Ab \ aB.
Разберем на примере:
1) В условии задачи сразу указаны все признаки, заполним таблицу:
|
Ген |
Признак |
|
А |
|
|
а |
|
|
B |
Усики есть |
|
b |
Усиков нет |
2) Первое растение дигетерозиготно, сказано, что доминантные признаки локализованы в одной хромосоме, то есть сцеплены. Причем доминантные признаки находятся на одной гомологичной хромосоме, следовательно на другой гомологичной хромосоме располагаются рецессивные признаки (цис-положение). Генотип первого растения: AB \ ab.
Получаем всего два вида гамет (так как признаки сцеплены):
AB и ab.
3) Так как у второго растения проявились рецессивные признаки, делаем вывод, что оно дигомозиготно. И его генотип: ab\ab. Образуется только один сорт гамет: ab.
4) Наконец, составим схему скрещивания:
И ответим на последний вопрос задачи — про закон:
проявляется закон сцепленного наследования, он гласит: гены, локализованные в одной хромосоме образуют группу сцепления и наследуются вместе.
Но случается, что даже гены из одной группы сцепления (локализованные в одной хромосоме) наследуются раздельно, то есть «расцепляются».
Для примера, возьмем скрещивание из предыдущей задачи.
При таком же скрещивании может получиться и 4 фенотипические группы (вместо положенных 2) в потомстве, как и при независимом наследовании. Это объясняется возможностью кроссинговера между гомологичными хромосомами (тем, кто не понимает о чем речь, советую прочитать статью кроссинговер).
Допустим если у особи признаки AB сцеплены, то при образовании гамет, если произойдет кроссинговер, есть вероятность, что участок хромосомы, в котором закодирован один из генов «перескочит» на другую гомологичную хромосому, и сцепление нарушится. На примере нашей задаче, в случае кроссинговера скрещивание будет следующим:
У дигетерозиготного растения образуется еще два сорта гамет, за счет кроссинговера. Гаметы, при образовании которых, произошел кроссинговер (в данной задаче это Ab и aB) называются кроссоверными. Статистически процент кроссоверных гамет меньше некроссоверных.
Чем дальше друг от друга находятся гены в хромосоме, тем больше вероятность того, что сцепленные гены, будут «разлучены» при рекомбинации, происходящей во время кроссинговера.
И соответственно, чем ближе друг к другу расположены гены в хромосоме, тем вероятность их разъединения.
Эта зависимость вероятности разделения генов кроссинговером и расстояния между генами оказалась настолько «удобной», что расстояние между генами измеряют в процентах вероятности их разъединения при кроссинговере. По формуле:
Где:
- x – вероятность разъединения генов в процентах,
- а – количество особей, образовавшихся из кроссоверных гамет, n – количество всех особей.
- И 1% вероятности разъединения генов приняли за единицу расстояния между этими генами.
Единица эта называется морганида. Назвали единицу в честь известного генетика Томаса Моргана, который изучал это явление
1 морганида = 1% вероятности, что сцепленные гены, в результате кроссинговера, окажутся на разных гомологичных хромосомах
Задача 2:
1) Составим таблицу признаков
|
Ген |
Признак |
|
А |
|
|
а |
|
|
B |
Гладкий эндосперм |
|
b |
Шероховатый эндосперм |
2) Раз в условии сказано, что провели анализирующее скрещивание, значит второе растение дигомозиготно по рецессивным признакам, его генотип: ab \ ab.
3) В потомстве получили 4 фенотипических группы. Так как спризнаки сцеплены, то очевидно имел место кроссинговер. Так же появление четырех фенотипических групп при анализирующем скрещивании указывает на дигетерозиготность первого растения. Значит, его генотип: либо AB \ ab, либо Ab \ aB.
Чтобы определить в каком положении гены — цис или транс, надо посмотреть на соотношение в потомстве. Процент кроссоверных гамет меньше некроссоверных, поэтому особей, получившихся из некроссоверных гамет больше.
Эти особи: 208 высоких растений с гладким эндоспермом, 195 – низких с шероховатым эндоспермом
У них доминантный признак унаследовался с доминантным, а рецессивный с рецессивным. Следовательно гены у родительской дигетерозиготной особи в цис-положении: AB \ ab.
4) Схема скрещивания:
Красным отмечены кроссоверные гаметы и особи, полученные из них. Этих особей меньше, так как кроссоверных гамет образуется меньше. Если бы у родительской дигетерозиготной особи гены были бы в транс положении, в потомстве наоборот образовалось бы больше особей с признаками: высоких шероховатых, и низких гладких.
5) Определим расстояние между генами.
Для этого вычислим вероятность того, что признаки окажутся разделенными в результате кроссинговера.
По формуле:
x= 9 + 6208+ 195+ 9 + 6 ×100%= 15418 ×100%=3,59%
То есть расстояние между генами = 3,59 морганид.
Обсуждение: “Сцепленное наследование”
(Правила комментирования)
Явления сцепления генов в Х-хромосоме. Кроссинговер (crossing over)
Задача 1
Какие типы гамет и сколько даст организм: 
а) при полном сцеплении генов А и В;
б) если расстояние между генами А и В – 12 морганид?
Решение:
а) При полном сцеплении организм: дает два типа гамет: 
каждой по 50%.
б) Расстояние между генами 12 м показывает, что кроме не кроссоверных гамет есть кроссоверные гаметы, причем последних будет 12%. Гаметы некроссоверные: ; их соотношение [(100% – 12%) : 2 = 44% ] по 44%. Кроссоверные гаметы: 
, их соотношение [ 12 : 2 = 6% ] по 6%.
При решении задачи использовались положения теории Моргана:
1) гены лежат в хромосомах;
2) при полном сцеплении гены, лежащие в одной хромосоме, наследуются только вместе;
3) при неполном сцеплении генов гены, лежащие в одной хромосоме, могут наследоваться как вместе, так и раздельно (появляются кроссоверные гаметы);
4) 1 морганида (м) = 1% кроссинговера, поэтому по расстоянию генов можно судить о количестве кроссоверных гамет (1м = 1% кроссоверных гамет).
Задача 2
Сколько типов гамет, и какие дает организм, имеющий две пары хромосом: 
а) при полном сцеплении;
б) если расстояние между генами А и В равно 12 морганид?
Решение:
а) Хромосомы во время мейоза расходятся к полюсам независимо друг от друга, поэтому будет 4 типа гамет:
, по 25%.
б). Расстояние между генами 12 морганид, поэтому гаметы будут как некроссоверные, так и кроссоверные. Некроссоверные гаметы: , каждой по
= 22%. Кроссоверные гаметы: 
, каждой по 12/4 =3%.
Задача 3
Гены А, В, и С лежат в одной хромосоме. Между генами АС кроссинговер проходит с частотой 12,7% , количество рекомбинантов по генам ВС – 23,3% , расстояние между генами АВ – 36 морганид. Построить генетическую карту по взаиморасположению этих генов в хромосоме.
Решение:
1) 1% кроссинговера равен 1 морганиде.
2) Рекомбинанты – это организмы, образовавшиеся при слиянии кроссоверных гамет. Так как гены в хромосоме лежат линейно, чертим прямую линию и откладываем расстояние между генами, которое выражено в морганидах:
Гены в хромосомах лежат линейно, в определенных местах – локусах. Одна морганида соответствует одному проценту кроссинговера или рекомбинантных (кроссоверных) особей.
Задача 4
Расстояние между генами АВ равно 24 морганиды. Какова доля генотипов: 
и во втором поколении от скрещивания организмов ААвв и ааВВ?
Решение:
В Расстояние между генами АВ – 24 морганиды показывает, что эти гены неполностью сцеплены, расположены в одной хромосоме и кроссоверных особей по этим генам будет 24%.
Такие задачи решаем в виде хромосомных карт.
Кроссоверные организмы и гаметы отмечены звездочкой – (*).
Расстояние между генами – 24 морганиды показывает, что кроссоверных особей 24%. Доля каждого кроссоверного генотипа: 24 : 12 (на число кроссоверных особей) = 2%. Доля каждого некроссоверного генотипа: (100% – 24%) : 4 (на число некроссоверных особей) = 19%.
Ответ:
Доля кроссоверного генотипа:
— 2%, а доля некроссоверных генотипов:
— 19%.
При решении задачи использовали: закон чистоты гамет и хромосомную теорию наследственности, взаимодействие генов – не полное сцепление.
Задача 5
У перца красная окраска плода доминирует над зеленной, а высокий рост стебля – над карликовым. Гены, определяющие окраску плода и высоту стебля, лежат в одной хромосоме, расстояние между их локусами 40 морганид. Скрещено гетерозиготное по обеим признакам растение с карликовым, имеющим зеленую окраску плода.
Какое потомство и в каком соотношении можно ожидать от этого скрещивания? Какие законы генетики использовали при решении задачи и какое взаимоотношение генов наблюдается при наследовании данных признаков?
Решение:
А – ген, определяющий красную окраску плода;
а – ген, определяющий зеленную окраску плода;
В – ген, определяющий высокий рос стебля;
в – ген, определяющий карликовость;
(Расстояние между генами) SAB = 40 морганид.
Так как SAB = 40м, то гены не полностью сцепленны. В связи с тем, что ген роста стебля и окраски плодов сцеплены, генотип растений записываем в виде хромосомной карты. Допустим, что у гетерозиготной особи гены А и В пришли от одного родителя, а гены а и в от другого родителя, тогда ее хромосомная карта будет: 
[Но у гетерозиготного родителя может быть и иначе: гены А и в пришли то одного родителя, а гены а и В пришли от другого родителя. В этом случае соотношение кроссоверных гамет и некроссоверных будет иное и поэтому другая фенотипическая структура потомства.]
В условии задачи сказано, что расстояние между генами равно 40 морганидам. Это означает, что кроме нормальных гамет (некроссоверных) у особи: будут кроссоверные гаметы. Некроссоверные гаметы:
наблюдаются в соотношении 
, а кроссоверные гаметы:
по 40%/2 = 20% каждой.
Второй родитель будет имеет хромосомную карту:
и один тип гамет: а____в.
Рассмотрим скрещивание:
Кроссоверные гаметы и организмы в таблице отмечены: (*)
Вероятность кроссоверных особей каждого генотипа: 40%/2 = 20% ; некроссоверных особей каждого типа = 30%.
Взаимодействие генов: полное доминирование и неполное сцепление генов.
Законы генетики, которые использовали при решении задачи: закон чистоты гамет, хромосомная теория Моргана.
Задача 6
Жужелицу с коричневым и широким телом скрестили с самцом, имеющим узкое и зеленное тело. Гибриды первого поколения были коричневые с узким телом. Гибридную самку скрестили с самцом, имеющим зеленое и широкое тело. Во втором поколении получили: 55 с коричневым и 290 с зеленым телом, имеющих узкое тело, а с широким телом: 49 зеленой и 304 коричневой окраской. Написать схему скрещивания, дать цитологическое обоснование. Какое взаимодействие генов и каким законом генетики вы пользовались?
Решение:
Напишем фенотипическую схему первого скрещивания:
Из этой фенотипической схемы видно, что ген, определяющий коричневое тело, и ген, определяющий узкое тело, доминируют. Отсюда напишем дано:
Дано:
А – ген, определяющий коричневое тело;
а – ген, определяющий зеленое тело;
В – ген, определяющий узкое тело;
в – ген, определяющий широкое тело.
Из фенотипического расщепления во F2 видно, что одна группа организмов имеет по 290 и 304 особей, а вторая – 49 и 55 особей, что значительно меньше. Поэтому можно предположить, что здесь неполное сцепление генов.
Найдем расстояние между генами А и В.
Расстояние между генами выражается в морганидах – 1 морганида равна 1% кроссинговера.
Взаимодействие генов: полное доминирование, неполное сцепление. Закон генетики, которые использовали при решении задачи: закон чистоты гамет, хромосомная теория Моргана. Записывая хромосомные карты организмов – даем цитологическое обоснование.
Задача 7
Воробьи, имеющие длинные крылья и серую окраску тела, скрестили с воробьями (самцами), имеющими черную окраску тела и короткие крылья. В первом поколении все воробьи были серые и длиннокрылые. При скрещивании гибридов первого поколения с самцом из первого скрещивания, во втором поколении получили 18 – с серым телом и длинными крыльями, 1 – с черным телом и длинными крыльями, а коротких: 21 с черным телом и 2 с серым телом. Написать схему скрещивания. Какое взаимодействие генов и какие законы использовали при решении задачи?
Решение:
Из первого скрещивания можно выяснить какие гены за что отвечают: А – длинные крылья, а – короткие крылья, В – серая окраска, в – черная окраска.
Из второго скрещивания становиться ясно, что ген окраски тела и длины крыльев не полностью сцеплены.
Взаимодействие генов: полное доминирование, неполное сцепление. Закон генетики: закон чистоты гамет, хромосомная теория Моргана.
Задача 8
Определить вероятность рождения детей одновременно с обеими аномалиями и здоровых в семье, где жена страдает дефицитом глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа (А), ее отец был гемофилик и страдал дефицитом глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, а мать здорова. Муж имел такой же генотип, как и отец женщины. Расстояние между генами 12 морганид. Дать цитологическое обоснование. Какими законами генетики пользовались?.
Решение:
Дано:
А – глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа, а – норма;
h – гемофилия, H – нормальное свертывание крови;
SАВ = 12 м.
Ход решения:
Расстояние между генами 12 м говорит о том, что задача на неполное сцепление генов, поэтому решением в хромосомном исполнении. Оба гена лежат в неаллельном участке Х-хромосомы.
это некроссоверные особи, их вероятность:
= 22%.
кроссоверные особи, их вероятность: 12% : 4 = 3%
Вероятность рождения детей с обеими аномалиями: 2 • 22% + 3% = 47% ;
вероятность здоровых детей в семье: 22%.
При решении задачи применяли закон чистоты гамет, хромосомную теорию Моргана, сцепленное с полом наследование. Взаимодействие генов: полное доминирование, не полное сцепление генов.
Задача 9
Женщина, получившая аниридию (отсутствие радужной оболочки) от отца, а темную эмаль зубов от матери, вышла замуж за здорового мужчину. Какова вероятность рождения в этой семье детей с данными аномалиями, если локусы генов, определяющих эти признаки находятся в половых хромосомах на расстоянии 20 морганид.
Решение:
Дано:
А – ген аниридии;
а – ген нормы по радужной оболочке;
В – ген темной эмали зубов;
в – ген нормы;
SАВ = 20 морганид.
Это некроссоверные особи, их вероятность:
=20%.
Это кроссоверные особи, их вероятность: 20% : 4 = 5%.
Вероятность рождения детей: с обеими аномалиями – 5% • 2=10%; норма – 5% • 2=10%; с аниридией – 20% •2= 40%; с темные зубы – 20% •2 = 40%.
Задача 10
У кареглазых родителей родился голубоглазый сын, который страдал дальтонизмом и гемофилией, а также пятеро детей – дальтоники. Каковы вероятные генотипы родителей?.
Решение:
Дано:
А – карие глаза;
а – голубые глаза;
Д – нормальное зрение;
д – дальтонизм;
H – нормальное свертывание крови;
h – гемофилия.
сли у здоровых родителей родился сын дальтоник и гемофилик, то гены, определяющие эти заболевания он получил от матери через ее Х – хромосому. Кроме того эти гены у матери лежали в разных Х – хромосомах, так как пятеро детей были только дальтониками (т.е. это некроссоверные организмы – их всегда больше, чем кроссоверных). По цвету глаз родители гетерозиготные, потому что у них ребенок – голубоглазый.
При
решении задач предыдущего параграфа
мы исходили из того, что генетические
карты хромосом уже имеются. Это позволяло
нам, путем вычисления, установить
проценты кроссоверных и некроссоверных
гамет. Однако у многих объектов гены не
картированы. В генетике человека
составление генетических карт только
начинается. Поэтому важно ознакомиться
и с задачами по определению расстояния
между генами и составлению генетических
карт хромосом.
Для
решения вопроса, относятся ли два гена
к одной или разным группам сцепления и
для определения расстояния между двумя
генами одной и той же группы сцепления,
ставится опыт дигибридного
анализирующего скрещивания. Подсчет
фенотипов потомства с последующими
простыми вычислениями позволяет
ответить на оба поставленных вопроса.
У человека дело обстоит сложнее. Нужно
выбирать такие родословные, в которых
есть браки, соответствующие требованиям
дигибридного анализирующего скрещивания.
Относительная редкость браков такого
рода затрудняет определение групп
сцепления и расстояний между генами.
У
дрозофилы для анализирующего скрещивания
берут дигибридную по исследуемым генам
самку и скрещивают ее с рецессивным
самцом. Чтобы показать, какие при этом
могут быть получены результаты, разберем
задачи 95 и 96.
По
условиям задачи 95 дигетерозиготная по
генам А и В самка (генотип АаВb) скрещена
с рецессивным по обоим генам самцом
(aabb).
Если гены находятся в разных хромосомах,
то при образовании самкой гамет гены
будут свободно комбинироваться и мы
получим четыре типа гамет (АВ, Аb, аВ, аb)
в равных количествах (по 25% каждого
типа). Самец образует один тип гамет —
ab,
который не будет влиять на фенотип
потомства, так как оба гена в сперматозоидах
рецессивны. Вследствие этого фенотип
потомства будет целиком определяться
генами, находящимися в гаметах самки.
Результаты скрещивания можно представить
в виде схемы (см. схему 40).
Схема
40. Анализирующее дигибридное скрещивание
при свободном комбинировании.
Рассматривая
схему 40, нужно обратить внимание на
следующие два итога. Во-первых, формула
фенотипов первого поколения при
анализирующем скрещивании (АВ, Ab, аВ,
ab) полностью совпадает с формулами гамет
самки. Из этого видно, что анализирующее
скрещивание дает возможность установить
по фенотипу потомства формулы гамет
самок. Во-вторых, при анализирующем
скрещивании все четыре фенотипа потомков
появляются в равных количествах (по
25%). Это характерно для свободного
комбинирования генов, и доказывает,
что гены А и В локализованы в разных
хромосомах (если гены А и В находятся в
одной хромосоме на большом расстоянии
друг от друга, расщепление в первом
поколении получается близким к расщеплению
при свободном комбинировании генов).
Разберем
задачу 96. Дигетерозиготная по генам М
и N самка дрозофилы скрещена с рецессивным
самцом. При этом получено следующее
расщепление по фенотипу:
MN —
47%; Mn
— 3%; mN — 3%; mn — 47%.
Представим данные опыта в виде генетической
схемы (см. схему 41).
Схема
41. Анализирующее дигибридное скрещивание
при сцеплении генов.
Отметим
значительное различие в числе особей
разных фенотипов. Отношение фенотипов
в
F1
составляет в процентах— 47 : 3 : 3 : 47, вместо
ожидаемого при свободном комбинировании
отношения 25 : 25 : 25 : 25. Это свидетельствует
о том, что гены М и N наследуются сцепленно,
то есть находятся в одной и той же
хромосоме. Данные задачи 96 позволяют
ответить еще на два вопроса: 1) как
комбинируются доминантные и рецессивные
аллели в парных хромосомах; 2) на каком
расстоянии они находятся?
В
условиях задачи не указано, как расположены
гены М,
m, N, n
в парных хромосомах самки, но по фенотипу
потомства видно, что гены М и
N,
а также
m
и п обнаруживают высокую степень
сцепления 47+47=94%. Следовательно, в парных
хромосомах самки ген М комбинируется
с N,
а m
с n.
Генотип
самки
Расстояние
между генами М и N определяется по
суммарному проценту рекомбинантов.
Особей Мп, возникших из кроссоверных
гамет 3% и особей
mN,
тоже 3%. Таким образом общее количество
рекомбинантов 6% и расстояние между
генами М и N (а также m и n) равно 6
морганидам.
В
задаче 102 б) рассматривается особый
случай анализирующего скрещивания.
Дигетерозиготная самка скрещивается
с доминантным (а не рецессивным) по обоим
признакам самцом. Скрещивание такого
рода позволяет анализировать генотип
самки только в том случае, если гены
локализованы в Х-хромосоме.
Разберем
задачу. У дрозофилы рецессивный ген
cut
(с) обусловливает вырезки на крыльях, а
рецессивный ген
tan (t)
— смуглее тело. Оба гена локализованы
в Х-хромосоме. Можно ли установить
расстояние между генами
cut,
скрещивая дигетерозиготную самку с
доминантным по обоим генам самцом.
Чтобы ответить на этот вопрос рассмотрим
схему скрещивания (см. схему 42). Для
упрощения рассуждений при
разборе
задачи примем, что самка имеет генотип
Схема
показывает, что все самки первого
поколения имеют оба доминантных признака.
Это вполне понятно, так как все они
получили Х-хромосому с двумя доминантными
генами от отца. Эти гены проявят свое
действие независимо от того, с каким
типом яйцеклеток матери они сольются
при оплодотворении. Другими словами,
фенотип дочерей в этом опыте определяется
отцом. Сыновья в этом опыте получают от
отцд Y-хромосому, не несущую аллелей С,
с и Т, t. Поэтому их фенотип целиком
определяется генами, полученными через
яйцеклетку матери, и их расщепление по
фенотипу будет отражать количество
некроссоверпых и кроссоверных гамет у
матери. Таким образом, при постановке
анализирующего скрещивания дигибридной
самки с доминантным самцом для исследования
сцепления генов, локализованных в
Х-хромосоме, следует учитывать
расщепление только среди сыновей.
Условия
задачи 102 в), в которой сказано, что число
рекомбинантов среди сыновей составляет
3,75%
Ct
и 3,75% сТ, позволяют утверждать, что гены
с и t расположены в Х-хромосоме на
расстоянии 3,75+3,75=7,5 морганид.
Разберем
одну из сложных задач этого параграфа.
В задаче 104 требуется определить
расстояние между двумя генами из
Х-хромосомы человека: геном, обуславливающим
цветовую слепоту (с) и геном мышечной
дистрофии Дюшена (d).
Схема
42. Анализирующее скрещивание дигибридной
самки с доминантным самцом, при локализации
генов в Х-хромосоме.
Согласно
родословной муж и жена здоровы и обладают
нормальным цветовым зрением. Даны
сведения о родителях жены: ее отец
страдал мышечной дистрофией, а мать
нарушением цветового зрения. Даны также
сведения об их потомстве. Из одиннадцати
детей, родившихся в этой семье, 3 дочери
и 1 сын нормальны по обоим признакам, 3
сына страдали мышечной дистрофией,
3 сына — цветовой слепотой, и один сын
— обоими болезнями.
Определим
генотипы родителей. Так как по генам,
локализованным в Х-хромосоме, муж
гемизиготен, то его генотип определяется
по фенотипу. В единственной Х-хромосоме
он имеет гены С и
D.
Чтобы установить генотип жены, нужно
использовать как сведения о детях,
так и сведения о родителях жены.
Сведения о дочерях не могут иметь
значения для определения генотипа
матери, так как дочери получили Х-хромосому
с двумя доминантными генами от отца,
что и определяет их фенотип, независимо
от того, какие гены они получили от
матери. Напротив, сыновья получили от
отца Y-хромосому, в которой нет интересующих
нас локусов, и их фенотип целиком
зависит от того, какие гены получили
они с Х-хромосомой матери. По расщеплению
у сыновей нетрудно видеть, что их мять
гетерозиготна по обоим генам
(CcDd).
Чтобы сказать, как комбинируются эти
гены в двух Х-хромосомах женщины, нужно
использовать сведения о ее родителях.
Ее отец страдал мышечной дистрофией,
но имел нормальное зрение. Следовательно
женщина получила от своего отца его
единственную Х-хромосому с генами
Cd.
А поскольку она дигетерозиготна, она
должна была получить от своей матери
Х-хромосому с генами —
cD.
Таким образом, генотипы жены и мужа
могут быть представлены формулами:
О
числе кроссоверных и некроссоверных
гамет женщины можно судить по фенотипу
ее сыновей. Из некроссоверных гамет
развились: 3 сына с дистрофией и 3 с
цветовой слепотой (всего 6). Из кроссоверных
— 1 имеющий обе патологи и 1 здоровый (2
рекомбинанта). Теперь, для определения
расстояния между генами
cud
узнаем, какой процент составляют
кроссоверные гаметы из общего числа
гамет, давших сыновей:
100
х 2/8= 25 морганид
Оценка
должна рассматриваться как приблизительная,
в связи с малым числом особей, по которым
произведено вычисление.
Разберем
задачу 107 а). В задаче даны расстояния
между генами, локализованными в одной
и той же хромосоме. Расстояние
LM
равно 5 морганид,
a MN
— 3 морганиды. Определить расстояние
между
L
и N.
Решение
этой задачи основывается на законе
линейного расположения генов в хромосоме
(закон Моргана). Если три точки (А, В и С)
расположены на прямой линии, то расстояние
АС равно либо сумме, либо разности
расстояний АВ и ВС.
АС
= АВ ± ВС
Эта
формула, являющаяся количественным
выражением закона Моргана, позволяет
дать два возможных варианта
взаиморасположения трех точек на
прямой (см. схему 43).
АВ+ВС=5+3
А В С__
АВ—ВС=5-3
А С В_________
Схема
43. Определение расстояния между тремя
генами
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
07.03.201629.8 Mб35Генетика Лобашев М Е 1967г.djvu
- #
- #
- #
