В предыдущей статье мы познакомились с фундаментальными понятиями и методами генетики. Настало время их применить при изучении нового раздела – Менделевской генетики, основанной на законах, открытых
Грегором Менделем.
Мендель следовал некоторым принципам в своих исследованиях, которые привели его работы к успеху:
- Использовал гибридологический метод генетики, подвергая скрещиванию растения гороха с четко различающимися
признаками: желтый – зеленый цвет семян, гладкая – морщинистая форма семян - Учитывал при скрещивании не всю совокупность признаков, а отдельные альтернативные признаки (желтый – зеленый цвет семян)
- Вел количественный учет потомков в ряду поколений, анализировал потомство каждой особи
-
При размножении использовал чистые линии – группы растений, которые генетически однородны (гомозиготы AA, aa) и потомки
которых не имеют разнообразия по изучаемому признаку
.
Введем несколько новых терминов, которые нам пригодятся. Скрещивание может быть:
- Моногибридным – в случае если скрещиваемые особи отличаются только по одному исследуемому признаку (цвет семян)
- Дигибридным – если скрещиваемые особи отличаются по двум различным признакам (цвет и форма семян)
В схеме решения генетическое задачи есть некоторые обозначения: ♀ – женский организм, ♂ – мужской организм, P – родительские
организмы, F1 – гибриды первого поколения, F2 – гибриды второго поколения. Вероятно, имеет смысл
сохранить картинку ниже себе на гаджет, если вы только приступаете к изучению генетики 😉
Спешу сообщить вам, что браки между людьми (в отличие от насильственного скрещивания гороха) происходят только по любви
и взаимному согласию! Поэтому в задачах, где речь идет о людях, не следует ставить знак скрещивания “×” между родительскими
особями. В таком случае ставьте знак “→” – “стрелу Амура”, чтобы привести в восхищение экзаменатора 🙂
Первый закон Менделя – закон единообразия
С него часто начинаются генетические задачи (в качестве первого скрещивания). Этот закон гласит о том, что при скрещивании
гомозиготных особей, отличающихся одной или несколькими парами альтернативных признаков, все гибриды первого поколения будут
единообразны по данным признакам.
Этот закон основан на варианте взаимодействия между генами – полном доминировании. При таком варианте один ген
– доминантный, полностью подавляет другой ген – рецессивный. В эксперименте, который мы только что изучили, Мендель скрещивал чистые
линии гороха с желтыми (АА) и зелеными (aa) семенами, в результате все потомство имело желтый цвет семян (Aa) – было единообразно.
Анализирующее скрещивание
Часто генотип особи не изучен и представляет загадку. Как быть генетику в данном случае? Иногда проще всего применить
анализирующее скрещивание – скрещивание гибридной особи (у которой не известен генотип) с гомозиготой по рецессивному признаку.
Анализируя полученное потомство, можно сделать вывод о генотипе гибридной особи.
В рассмотренном случае, если генотип изучаемой особи содержит два доминантных гена (AA) – то в потомстве не может проявиться
рецессивного признака, так как все потомство будет единообразно (Aa). Если изучаемая особь содержит рецессивный ген (Aа), то
половина потомства будет его иметь (aa). В результате становится известен генотип гибридной особи.
Неполное доминирование
Помимо полного доминирования, существует неполное доминирование, которое характерно для некоторых генов. Известным примером
неполного доминирования является наследование окраски лепестков у растения ночная красавица. В этом случае гены не полностью подавляют
друг друга – проявляется промежуточный признак.
Обратите внимание, потомство F1 получилось также единообразным (возможен только один вариант – Aa), но фенотипически
у гетерозиготы признак будет проявляться как промежуточное состояние (AA – красный, aa – белый, Aa – розовый). Это можно сравнить
с палитрой художника: представьте, как смешиваются красный и белый цвета – получается розовый.
Второй закон Менделя – закон расщепления
“При скрещивании гетерозиготных гибридов (Aa) первого поколения F1 во втором поколении F2 наблюдается расщепление
по данному признаку: по генотипу 1 : 2 : 1, по фенотипу 3 : 1″
Скрещивая между собой гибриды первого поколения (Aa) Мендель обнаружил, что в потомстве особей с доминантным признаком (AA, Aa – желтый
цвет семян) примерно в 3 раза больше, чем особей с рецессивным (aa).
Искренне желаю того, чтобы вы научились сами определять расщепление по генотипу и фенотипу. Это сделать несложно: когда речь идет о
генотипе, обращайте внимание только на гены (буквы), то есть, если перед вами особи AA, Aa, Aa, aa, – следует брать генотипы по очереди и
складывать количество одинаковых генотипов. Именно в результате таких действий соотношение по генотипу получается 1:2:1.
Если перед вами стоит задача посчитать соотношение по фенотипу, то вообще не смотрите на гены – это только запутает! Следует
учитывать лишь проявление признака. В потомстве получилось 3 растения с желтым цветом семян и 1 с зеленым,
следовательно, расщепление по фенотипу 3:1.
Третий закон Менделя – закон независимого наследования
В нем речь идет о дигибридном скрещивании, то есть мы исследуем не один, а два признака у особей (к примеру, цвет семян и форма
семян). Каждый ген имеет два аллеля, поэтому пусть вас не удивляют генотипы AaBb 🙂 Важно заметить, что речь в данном
законе идет о генах, которые расположены в разных хромосомах.
Запомните III закон Менделя так: “При скрещивании особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков,
гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга, комбинируясь друг с другом во всех возможных сочетаниях.
Комбинации генов отражаются в образовании гамет. В соответствии с правилом, изложенным выше, дигетерозигота AaBb образует 4 типа гамет:
AB, ab, Ab, aB. Повторюсь – это только если гены находятся в разных хромосомах. Если они находятся в одной, как при сцепленном наследовании,
то все протекает по-другому, но это уже предмет изучения следующей статьи.
Каждая особь AaBb образует 4 типа гамет, возможных гибридов второго поколения получается 16. При таком обилии гамет и большом количестве
потомков, разумнее использовать решетку Пеннета, в которой вдоль одной стороны квадрата расположены мужские гаметы, а вдоль другой – женские.
Это помогает более наглядно представить генотипы, получающиеся в результате скрещивания.
В результате скрещивания дигетерозигот среди 16 потомков получается 4 возможных фенотипа:
- Желтые гладкие – 9
- Желтые морщинистые – 3
- Зеленые гладкие – 3
- Зеленые морщинистые – 1
Очевидно, что расщепление по фенотипу среди гибридов второго поколения составляет: 9:3:3:1.
Пример решения генетической задачи №1
Доминантный ген отвечает за развитие у человека нормальных глазных яблок. Рецессивный ген приводит к почти полному отсутствию глазных
яблок (анофтальмия). Гетерозиготы имеют глазное яблоко малых размеров (микрофтальмия). Какое строение глазных яблок будет характерно
для потомства, если оба родителя страдают микрофтальмией?
Обратите внимание на то, что доминирование генов неполное: человек с генотипом Aa будет иметь промежуточное значение признака – микрофтальмию. Поскольку доминирование неполное, то расщепление по генотипу и фенотипу совпадает, что типично для неполного доминирования.
В данной задаче только ¼ потомства (25%) будет иметь нормальные глазные яблоки. ½ часть потомства (50%) будет иметь глазное яблоко
малых размеров – микрофтальмию, и оставшаяся ¼ (25%) будут слепыми с почти полным отсутствием глазных яблок (анофтальмией).
Не забывайте, что генетика, по сути, теория вероятности. Очевидно, что в жизни в такой семье может быть рождено 4 подряд
здоровых ребенка с нормальными глазными яблоками, или же наоборот – 4 слепых ребенка. Может быть как угодно, но мы с вами
должны научиться говорить о “наибольшей вероятности”, в соответствии с которой с вероятностью 50% в этой семье будет рожден
ребенок с микрофтальмией.
Пример решения генетической задачи №2
Полидактилия и отсутствие малых коренных зубов передаются как аутосомно-доминантные признаки. Гены, отвечающие за развитие
этих признаков, расположены в разных парах гомологичных хромосом. Какова вероятность рождения детей без аномалий в семье,
где оба родителя страдают обеими болезнями и гетерозиготны по этим парам генов.
Я хочу сразу навести вас на мысль о III законе Менделя (закон независимого наследования), который скрыт в фразе ” Гены …
расположены в разных парах гомологичных хромосом”. Вы увидите в дальнейшем, насколько ценна эта информация. Также заметьте,
что речь в этой задаче идет о аутосомных генах (расположенных вне половых хромосом). Аутосомно-доминантный тип наследования означает, что болезнь проявляется, если ген в доминантном
состоянии: AA, Aa – болен.
В данном случае мы построим решетку Пеннета, которая сделает генотипы потомства более наглядными. Вы видите, что на потомстве
буквально нет ни одного живого места: почти все 16 возможных потомков больны либо одним, либо другим заболеванием, кроме
одного, aabb. Вероятность рождения такого ребенка очень небольшая 1/16 = 6.25%.
Пример решения генетической задачи №3
У голубоглазой близорукой женщины от брака с кареглазым мужчиной с нормальным зрением родилась кареглазая близорукая девочка и голубоглазый
мальчик с нормальным зрением. Ген близорукости (A) доминантен по отношению к гену нормального зрения (a), а ген кареглазости
(D) доминирует над геном голубоглазости (d). Какова вероятность рождения в этой семье нормального кареглазого ребенка?
Первый этап решения задачи очень важен. Мы учли описания генотипов родителей и, тем не менее, белые пятна остались. Мы не знаем гетерозиготна
(Aa) или гомозиготная (aa) женщина по гену близорукости. Такая же ситуация и с мужчиной, мы не можем точно сказать, гомозиготен (DD) он или
гетерозиготен (Dd) по гену кареглазости.
Разрешение наших сомнений лежит в генотипе потомка, про которого нам рассказали: “голубоглазый мальчик с нормальным зрением” с генотипом aadd.
Одну хромосому ребенок всегда получает от матери, а другу от отца. Выходит, что такого генотипа не могло бы сформироваться, если бы не было гена
a – от матери, и гена d – от отца. Следовательно, отец и мать гетерозиготны.
Теперь мы можем точно сказать, что вероятность рождения в этой семье нормального кареглазого ребенка составляет ¼ или 25%, его генотип – Ddaa.
Аутосомно-доминантный тип наследования
Я не забыл о том, что по ходу изучения генетики вас надо научить видеть различные варианты наследования на генеалогическом древе (родословной) =)
Из предыдущей статьи мы узнали о том, как выглядит и чем характеризуется аутосомно-рецессивный тип наследования, сейчас поговорим об
аутосомно-доминантном, с которым мы столкнулись в задачах выше.
Аутосомно-доминантный тип наследования можно узнать по следующим признакам:
- Болезнь проявляется в каждом поколении семьи (передача по вертикали)
- Здоровые дети больных родителей имеют здоровых детей
- Мальчики и девочки болеют одинаково часто
- Соотношение больных и здоровых 1:1
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Загрузить PDF
Загрузить PDF
Решетка Пеннета является визуальным инструментом, который помогает генетикам определять возможные комбинации генов при оплодотворении. Решетка Пеннета представляет собой простую таблицу из 2×2 (или больше) ячеек. С помощью этой таблицы и знания генотипов обоих родителей ученые могут предсказать, какие комбинации генов возможны у потомков, и даже определить вероятность наследования тех или иных признаков.
Шаги
Основные сведения и определения
Чтобы пропустить данный раздел и перейти непосредственно к описанию решетки Пеннета, нажмите здесь.
-
1
Узнайте больше о понятии генов. Прежде чем приступить к освоению и использованию решетки Пеннета, следует ознакомиться с некоторыми основными принципами и понятиями. Первым таким принципом является то, что все живущие существа (от крохотных микробов до гигантских синих китов) обладают генами. Гены представляют собой невероятно сложные микроскопические наборы инструкций, которые встроены практически в каждую клетку живого организма. В сущности, в той или иной степени гены отвечают за каждый аспект жизни организма, в том числе за то, как он выглядит, каким образом ведет себя, и за многое, многое другое.
- При работе с решеткой Пеннета следует помнить также о том принципе, что живые организмы наследуют гены от своих родителей.[1]
Возможно, вы и раньше подсознательно понимали это. Подумайте сами: ведь не зря дети, как правило, похожи на своих родителей?
- При работе с решеткой Пеннета следует помнить также о том принципе, что живые организмы наследуют гены от своих родителей.[1]
-
2
Узнайте больше о понятии полового размножения. Большинство (но не все) известных вам живых организмов производят потомство посредством полового размножения. Это означает, что женская и мужская особь вносят свои гены, и их потомство наследует примерно по половине генов от каждого родителя. Решетка Пеннета служит для того, чтобы наглядно изобразить различные комбинации генов родителей.
- Половое размножение является не единственным способом воспроизведения живых организмов. Некоторые организмы (например, многие виды бактерий) воспроизводят себя посредством бесполого размножения, когда потомство создается одним родителем. При бесполом размножении все гены наследуются от одного родителя, и потомок является почти точной его копией.
-
3
Узнайте о понятии аллелей. Как отмечалось выше, гены живого организма представляют собой набор инструкций, которые указывают каждой клетке, что следует делать. Фактически, как и обычные инструкции, которые разделены на отдельные главы, пункты и подпункты, различные части генов указывают на то, как следует делать разные вещи. Если два организма обладают различными “подразделами”, они будут по-разному выглядеть или вести себя — например, генетические различия могут привести к тому, что у одного человека будут темные, а у другого светлые волосы. Такие различные виды одного гена называются аллелями.
- Поскольку ребенок получает два набора генов — по одному от каждого родителя — у него будет две копии каждой аллели.
-
4
Узнайте о понятии доминантных и рецессивных аллелей. Аллели не всегда обладают одинаковой генетической “силой”. Некоторые аллели, которые называют доминантными, обязательно проявятся во внешнем виде ребенка и его поведении. Другие, так называемые рецессивные аллели, проявляются лишь в том случае, если не стыкуются с доминантными аллелями, которые “подавляют” их. Решетка Пеннета часто используется для того, чтобы определить, с какой вероятностью ребенок получит доминантную или рецессивную аллель.
- Поскольку рецессивные аллели “подавляются” доминантными, они проявляются реже, и в этом случае ребенок обычно получает рецессивные аллели от обоих родителей. В качестве примера наследуемой особенности часто приводят серповидноклеточную анемию, однако при этом следует учесть, что рецессивные аллели далеко не всегда бывают “плохими”.[2]
Реклама
- Поскольку рецессивные аллели “подавляются” доминантными, они проявляются реже, и в этом случае ребенок обычно получает рецессивные аллели от обоих родителей. В качестве примера наследуемой особенности часто приводят серповидноклеточную анемию, однако при этом следует учесть, что рецессивные аллели далеко не всегда бывают “плохими”.[2]
-
1
Начертите квадратную сетку 2×2. Простейший вариант решетки Пеннета делается очень легко. Нарисуйте достаточно большой квадрат и разделите его на четыре равных квадрата. Таким образом у вас получится таблица из двух строк и двух столбцов.
-
2
В каждой строке и столбце отметьте буквами родительские аллели. В решетке Пеннета столбцы отведены для материнских аллелей, а строки — для отцовских, либо наоборот. В каждую строку и колонку запишите буквы, которые представляют аллели матери и отца. При этом используйте заглавные буквы для доминантных аллелей и строчные для рецессивных.
- Это легко понять из примера. Предположим, вы хотите определить вероятность того, что у данной пары родится ребенок, который сможет сворачивать язык трубочкой. Можно обозначить это свойство латинскими буквами R и r — прописная буква соответствует доминантной, а строчная рецессивной аллели. Если оба родителя гетерозиготны (имеют по одному экземпляру каждой аллели), то следует написать одну букву “R” и одну “r” над решеткой и одну “R” и одну “r” слева от решетки.
-
3
Напишите соответствующие буквы в каждой ячейке. Вы легко сможете заполнить решетку Пеннета после того, как поймете, какие аллели войдут от каждого родителя. Впишите в каждую ячейку комбинацию генов из двух букв, которые представляют собой аллели от матери и отца. Другими словами, возьмите буквы в соответствующей строке и столбце и впишите их в данную ячейку.
- В нашем примере следует заполнить ячейки следующим образом:
- Верхняя левая ячейка: RR
- Верхняя правая ячейка: Rr
- Нижняя левая ячейка: Rr
- Нижняя правая ячейка: rr
- Заметьте, что доминантные аллели (заглавные буквы) следует писать впереди.[3]
-
4
Определите возможные генотипы потомка. Каждая ячейка заполненной решетки Пеннета содержит набор генов, который возможен у ребенка данных родителей. Каждая ячейка (то есть каждый набор аллелей) обладает одинаковой вероятностью — другими словами, в решетке 2×2 каждый из четырех возможных вариантов имеет вероятность 1/4. Представленные в решетке Пеннета различные комбинации аллелей называются генотипами. Хотя генотипы представляют собой генетические различия, это не обязательно означает, что в каждом варианте получится разное потомство (смотрите ниже).
- В нашем примере решетки Пеннета у данной пары родителей могут возникнуть следующие генотипы:
- Две доминантные аллели (ячейка с двумя буквами R)
- Одна доминантная и одна рецессивная аллель (ячейка с одной буквой R и одной r)
- Одна доминантная и одна рецессивная аллель (ячейка с R и r) — заметьте, что данный генотип представлен двумя ячейками
- Две рецессивные аллели (ячейка с двумя буквами r)
-
5
Определите возможные фенотипы потомка. Фенотип организма представляет собой действительные физические черты, которые основаны на его генотипе. Примером фенотипа служат цвет глаз, цвет волос, наличие серповидноклеточной анемии и так далее — хотя все эти физические черты определяются генами, ни одна из них не задается своей особой комбинацией генов. Возможный фенотип потомка определяется характеристиками генов. Различные гены по-разному проявляют себя в фенотипе.
- Предположим в нашем примере, что ответственный за способность сворачивать язык ген является доминантным. Это означает, что сворачивать язык трубочкой смогут даже те потомки, в чей генотип входит лишь одна доминантная аллель. В этом случае получаются следующие возможные фенотипы:
- Верхняя левая ячейка: может сворачивать язык (две буквы R)
- Верхняя правая ячейка: может сворачивать язык (одна R)
- Нижняя левая ячейка: может сворачивать язык (одна R)
- Нижняя правая ячейка: не может сворачивать язык (нет заглавных R)
-
6
Определите вероятность различных фенотипов по числу ячеек. Одно из наиболее распространенных применений решетки Пеннета состоит в том, чтобы с ее помощью находить вероятность появления того или иного фенотипа в потомстве. Поскольку каждая ячейка соответствует определенному генотипу и вероятность появления каждого генотипа одинакова, для нахождения вероятности фенотипа достаточно поделить число ячеек с данным фенотипом на общее число ячеек.[4]
- В нашем примере решетка Пеннета говорит нам о том, что для данных родителей возможны четыре вида комбинации генов. Три из них соответствуют потомку, который способен сворачивать язык, и одна отвечает отсутствию такой способности. Таким образом, вероятности двух возможных фенотипов составляют:
- Потомок может сворачивать язык: 3/4 = 0,75 = 75%
- Потомок не может сворачивать язык: 1/4 = 0,25 = 25%
Реклама
-
1
Поделите каждую ячейку решетки 2×2 еще на четыре квадрата. Не все комбинации генов настолько просты, как описанное выше моногибридное (моногенное) скрещивание. Некоторые фенотипы определяются более чем одним геном. В таких случаях следует учесть все возможные комбинации, для чего потребуется большая таблица.
- Основное правило применения решетки Пеннета в том случае, когда генов больше, чем один, состоит в следующем: для каждого дополнительного гена следует удваивать число ячеек. Иными словами, для случая одного гена используется решетка 2×2, для двух генов подходит таблица 4×4, при рассмотрении трех генов следует начертить решетку 8×8, и так далее.
- Чтобы было легче понять данный принцип, рассмотрим пример для двух генов. Для этого нам придется начертить решетку 4×4. Изложенный в данном разделе метод подходит и для трех или большего количества генов — просто понадобится большая решетка и больше работы.
-
2
Определите гены со стороны родителей. Следующий шаг состоит в том, чтобы найти гены родителей, которые отвечают за интересующее вас свойство. Поскольку вы имеете дело с несколькими генами, к генотипу каждого родителя следует добавить еще одну букву — другими словами, необходимо использовать четыре буквы для двух генов, шесть букв для трех генов и так далее. В качестве напоминания полезно записать генотип матери над решеткой, а генотип отца — слева от нее (или наоборот).
- Для иллюстрации рассмотрим классический пример. Растение гороха может иметь гладкие или морщинистые зерна, и зерна могут быть желтого или зеленого цвета. Желтый цвет и гладкость горошин являются доминантными чертами.[5]
В этом случае гладкость горошин обозначим буквами S и s для доминантного и рецессивного гена соответственно, а для их желтизны используем буквы Y и y. Предположим, что женское растение имеет генотип SsYy, а мужское характеризуется генотипом SsYY.
- Для иллюстрации рассмотрим классический пример. Растение гороха может иметь гладкие или морщинистые зерна, и зерна могут быть желтого или зеленого цвета. Желтый цвет и гладкость горошин являются доминантными чертами.[5]
-
3
Запишите различные комбинации генов вдоль верхнего и левого краев решетки. Теперь мы можем записать над решеткой и слева от нее различные аллели, которые могут передаться потомкам от каждого из родителей. Как и в случае одного гена, каждая аллель может передаться с одинаковой вероятностью. Однако поскольку мы рассматриваем несколько генов, у каждой строки или столбца будет стоять несколько букв: две буквы в случае двух генов, три буквы для трех генов и так далее.
- В нашем случае следует выписать различные комбинации генов, которые каждый родитель способен передать из своего генотипа. Если сверху расположен генотип матери SsYy, а слева — генотип отца SsYY, то для каждого гена у нас получатся следующие аллели:
- Вдоль верхнего края: SY, Sy, sY, sy
- Вдоль левого края: SY, SY, sY, sY
-
4
Заполните ячейки соответствующими комбинациями аллелей. Впишите в каждую ячейку решетки буквы так же, как делали это для одного гена. Однако в данном случае для каждого добавочного гена в ячейках появится по две дополнительные буквы: итого, в каждой ячейке будет четыре буквы для двух генов, шесть букв для четырех генов и так далее. Согласно общему правилу, число букв в каждой ячейке соответствует числу букв в генотипе одного из родителей.
- В нашем примере ячейки заполнятся следующим образом:
- Верхний ряд: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
- Второй ряд: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
- Третий ряд: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
- Нижний ряд: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
-
5
Найдите фенотипы для каждого возможного варианта потомства. В случае нескольких генов каждая ячейка в решетке Пеннета также соответствует отдельному генотипу возможного потомства, просто этих генотипов больше, чем при одном гене. И в данном случае фенотипы для той или иной ячейки определяются тем, какие гены мы рассматриваем. Существует общее правило, согласно которому для проявления доминантных признаков достаточно наличия хотя бы одной доминантной аллели, в то время как для рецессивных признаков необходимо, чтобы все соответствующие аллели были рецессивными.[6]
- Поскольку для гороха доминантными являются гладкость и желтизна зерен, в нашем примере любая ячейка хотя бы с одной заглавной буквой S соответствует растению с гладкими горошинами, и любая ячейка хотя бы с одной заглавной буквой Y отвечает растению с желтым фенотипом зерен. Растения с морщинистыми горошинами будут представлены ячейками с двумя строчными аллелями s, а для того, чтобы зерна имели зеленый цвет, необходимо наличие лишь строчных букв y. Таким образом, получаем возможные варианты формы и цвета горошин:
- Верхний ряд: гладкие/желтые, гладкие/желтые, гладкие/желтые, гладкие/желтые
- Второй ряд: гладкие/желтые, гладкие/желтые, гладкие/желтые, гладкие/желтые
- Третий ряд: гладкие/желтые, гладкие/желтые, морщинистые/желтые, морщинистые/желтые
- Нижний ряд: гладкие/желтые, гладкие/желтые, морщинистые/желтые, морщинистые/желтые
-
6
Определите по ячейкам вероятность каждого фенотипа. Чтобы найти вероятность различных фенотипов в потомстве данных родителей, используйте тот же метод, что и в случае одного гена. Иными словами, вероятность того или иного фенотипа равна количеству соответствующих ему ячеек, поделенному на общее число ячеек.
- В нашем примере вероятность каждого фенотипа составляет:
- Потомок с гладкими и желтыми горошинами: 12/16 = 3/4 = 0,75 = 75%
- Потомок с морщинистыми и желтыми горошинами: 4/16 = 1/4 = 0,25 = 25%
- Потомок с гладкими и зелеными горошинами: 0/16 = 0%
- Потомок с морщинистыми и зелеными горошинами: 0/16 = 0%
- Заметьте, что невозможность унаследовать две рецессивные аллели y привела к тому, что среди возможного потомства нет растений с зелеными зернами.
Реклама
Советы
- Спешите? Попробуйте воспользоваться онлайн-калькулятором решетки Пеннета (например, этим), который заполняет ячейки решетки для заданных вами родительских генов.[7]
- Как правило, рецессивные признаки встречаются реже, чем доминантные. Однако существуют ситуации, в которых рецессивные признаки могут повысить приспособляемость организма, и такие особи становятся более распространенными в результате естественного отбора. Например, рецессивный признак, который вызывает такое заболевание крови, как серповидноклеточная анемия, повышает также сопротивляемость малярии, что оказывается полезным в тропическом климате.[8]
- Не все гены характеризуются лишь двумя фенотипами. Например, некоторые гены имеют отдельный фенотип для гетерозиготной (одна доминантная и одна рецессивная аллель) комбинации.
Реклама
Предупреждения
- Помните о том, что каждый новый родительский ген приводит к тому, что количество ячеек в решетке Пеннета увеличивается вдвое. К примеру, при одном гене от каждого родителя у вас получится решетка 2×2, для двух генов — 4×4, и так далее. В случае пяти генов размер таблицы будет 32×32!
Реклама
Об этой статье
Эту страницу просматривали 33 019 раз.
Была ли эта статья полезной?
Последний
этап решения задач – анализ полученных
при скрещивании особей. Цель анализа
зависит от вопроса задачи:
1)
Каков генотип и фенотип ожидаемого
потомства?
2)
Какова вероятность появления носителя
того или иного признака в потомстве?
Чтобы
ответит на первый вопрос необходимо
правильно решить в буквенном выражении
поставленную генетическую задачу и
найти все возможные генотипы и фенотипы
ожидаемого потомства.
Ответ
на второй вопрос связан с расчетом
вероятности проявления признака.
Вероятность может быть рассчитана и в
процентах. В этом случае общее число
потомков принимают за 100% и рассчитывают
процент особей, несущих анализируемый
признак.
Анализ
по генотипу
В
большинстве случаев при анализе генотипов
потомков необходимо определить
количественные соотношения между
различными генотипами и записать их.
Сначала выписывают все варианты генотипов
с различными сочетаниями доминантных
и рецессивных генов, причем одинаковые
варианты объединяют и суммируют.
Пример
8.1.
При моногибридном скрещивании подчеркивают
количество гомозиготных доминантных,
гомозиготных рецессивных и гетерозиготных
организмов и записывают соотношение
их.
Так,
при скрещивании двух гетерозиготных
организмов с генотипом Аа общее число
вариантов генотипов потомков
равно четырем (генотипы АА, Аа, Аа, аа).
Из
них
одна часть особей будет гомозиготна по
доминантному признаку, две – гетерозиготны,
одна – гомозиготна
по рецессивному
гену). Анализ по генотипу должна быть
записана
как
1АА
:
2Аа :
1аа
или
проще
1
:
2 :
1
Такая
запись соотношений генотипов Аа среди
потомков наблюдается неоднородность
по генотипу. Причем на одну особь с
генотипом АА приходится две особи с
генотипом Аа и одна с генотипом аа.
Возникновение такой неоднородности
называют расщеплением.
Анализ
по фенотипу
После
записи соотношения генотипов определяют
фенотипическое проявление каждого из
них. При анализе по фенотипу учитывают
проявление доминантного признака. Если
в генотипе присутствует доминантный
ген, то организм с таким генотипом будет
нести доминантный признак. Рецессивный
признак проявится только тогда, когда
организм гомозиготен по рецессивному
гену. Учитывая все это, подсчитывают
количество всех особей, имеющих тот или
иной признак, и записывают численное
соотношение их.
Пример
8.2.
При моногибридном скрещивании двух
организмов с генотипом Аа. Запись
генотипов потомков первого поколения
выглядела как
1АА
:
2Ав :
1аа.
Доминантный
ген А полностью подавляет проявление
рецессивного гена а. Поэтому фенотип
особей, имеющих генотип АА и Аа, будет
одинаков: эти особи будут нести доминантный
признак.
Соотношение
особей с различными фенотипами будут
иметь вид 3 :
1. Такая запись означает, что среди
потомства наблюдается неоднородность
по фенотипу и на три особи с доминантным
признаком приходится одна особь с
рецессивным признаком. Так как скрещивались
однородные по фенотипу особи, то можно
сказать, что в первом поколений произошло
расщепление по фенотипу.
При
определении вероятности появления в
потомстве особи с определенным фенотипом
необходимо найти долю таких особей
среди всех возможных. В рассматриваемом
примере доля особей с доминантным
признаком равна 3 (1АА и 2Аа). Рассчитанная
в процентах вероятность составляет
75%.
Рассмотрим
как записывают соотношения генотипов
и фенотипов и осуществляют расчет
вероятности.
Пример
8.3.
Нормальная пигментация кожи доминирует
над альбинизмом. Какова вероятность
появления ребенка-альбиноса в семье
гетерозиготных родителей?
признак
:
ген
норма
:
А 
альбинизм
:
а
Решение:
Р Аа х Аа
норма
норма
Гаметы А;
а А; а F1 АА;
Аа; Аа; аа
по
генотипу 1АА :
2Аа
:1аа
по
фенотипу 3 норма :
1 альбинизм
Р
альбинизм
=
1 = 1 или 25%
3+1 4 
По
записи решения видно, что потомство
будет иметь 4 следующих генотипа: АА,
Аа, Аа, аа. Анализ по генотипу показывает,
что среди детей первого поколения один
– гомозиготный доминантный (АА), два –
гетерозиготных (Аа) и один – гомозиготный
рецессивный. Цифровое соотношение
генотипов будет иметь вид 1:2:1.
Анализ по фенотипу показывает, что дети
с генотипом АА и Аа будут иметь доминантный
признак – нормальную пигментацию кожи.
Числовое соотношение детей,
имеющих нормальную пигментацию
и альбинизм, будет 3:1. На долю детей с
альбинизмом
приходится ¼ часть всех гибридов. Это
значит, что вероятность
(р) появления детей-альбиносов равна ¼,
или
25%.
Анализ
гибридов, полученных при дигибридном
скрещивании, аналогичен описанию для
многогибридного
скрещивания. Сначала также подписывают
различные варианты генотипов и одинаковые
варианты суммируют. Варианты генотипов
при этом могут быть самые разнообразные:
дигомозиготные доминантные, дигомозиготные
рецессивные, дигетерозиготные,
моногетерозиготные.
После подсчета результаты записывают
в виде численного соотношения также,
как в случае моногибридного скрещивания.
Пример
8.4.
У
человека нерыжий цвет волос доминирует
над рыжим, а веснушки – над нормой. Гены,
определяющие цвет волос и
веснушчатость кожи, не сцеплены. Какой
процент нерыжих веснушчатых детей можно
ожидать в браке мужчины и женщины,
гетерозиготных по обоим признакам?
признак : ген
нерыжий
цвет :
А
рыжий
цвет :
а
веснушчатость :
В
нормальная
кожа :
в
Р АаВв х АаВв
нерыжая нерыжий
веснушчатая веснушчатый
Гаметы
АВ, Ав, аВ, ав АВ,Ав, аВ, ав
Для
определения генотипов особей первого
поколения воспользуемся решеткой
Пеннета, в которой по горизонтали запишем
женские гаметы, по вертикали – мужские
гаметы, а в клетках решетки – генотипы
особей первого поколения.
F1
|
|
АВ |
Ав |
аВ |
ав |
|
АВ |
ААВВ |
ААВв |
АаВВ |
АаВв |
|
Ав |
ААВ |
ААвв |
АаВв |
Аавв |
|
аВ |
АаВВ |
АаВв |
ааВВ |
ааВв |
|
ав |
АаВв |
Аавв |
ааВВ |
авав |
Анализ
по генотипу здесь основан на подсчете
и составлении числовых соотношений
всех возможных вариантов генотипов
особей, причем одинаковые генотипы их
суммируют. В данном случае расщепление
по генотипу будет иметь следующий вид:
Соседние файлы в предмете Генетика
- #
23.11.201538.63 Кб12bio.txt
- #
- #
- #
- #
- #
- #
