Схема 1. Моногибридное скрещивание.

При решении генетических задач составляются схемы, в которых используется определенная генетическая символика. Родители обозначаются латинской буквой Р, за которой выписываются пол и генотипы родителей. Между ними ставится знак умножения (X), обозначающий скрещивание. В строке ниже родителей выписываются все типы производимых ими гамет(G). Детей обозначают буквой F1 (первое поколение потомков), внуков - знаком F2 (второе поколение потомков). В строке, где поставлены эти знаки, выписываются соответственно генотипы детей и внуков (см. схему 1).

На этой же схеме показаны генотипы родительских организмов, определяющие развитие изучаемых признаков: желтой окраски семян горох (АА) и зеленой окраски (аа). Первое из этих растений, взятое в качестве материнской особи, образует один тип гамет (яйцеклеток), которые несут один аллель А. Второй родитель, от которого взята пыльца, образует один тип спермиев с аллелем а.

Схема 1 иллюстрирует первое правило (закон) Менделя - закон единообразия первого гибридного поколения. Оно гласит: при скрещивании гомозиготных организмов, отличающихся друг от друга одной (или несколькими) парой аллельных генов, все гибриды первого поколения единообразны по фенотипу и генотипу.

В качестве примера приведем схему моногибридного скрещивания гомозиготных растений гороха, дающих желтые и зеленые семена (схема 1).

При скрещивании гибридов первого поколения (F1) между собой, во втором поколении гибридов (F2) появляются потомки с желтыми и зелеными семенами. При этом расщепление по фенотипу составляет 3/4 желтых к 1/4 зеленых (то есть 75% желтых и 25% зеленых), а по генотипу 1 АА: 2Аа:1аа(то есть 25%АА : 50%Аа : 25%аа).

Эти результаты составляют суть второго правила Менделя, или закона расщепления. Оно гласит: потомство от скрещивания гетерозиготных особей неоднородно как по генотипу, так и по фенотипу. Расщепление по генотипу выражается отношением: 1 гомозиготный доминант (АА), 2 гетерозиготных (Аа) и к 1 гомозиготному рецессиву (аа):

1АА:2Аа:1аа =1: 2: 1.

Расщепление по фенотипу при полном доминировании А над а выражается отношением: 3/4 особей с доминирующим признаком к 1/4 особей с рецессивным признаком, то есть отношением 3 : 1.

ОБРАЗОВАНИЕ ГАМЕТ ПРИ МОНОГИБРИДНОМ СКРЕЩИВАНИИ.

При созревании гамет (половых клеток), как известно, происходит особый вид клеточного деления - мейоз. Незрелые половые клетки (сперматогонии и овогонии) содержат диплоидный (двойной) набор хромосом и генов. Во время мейоза парные (гомологичные) хромосомы и находящиеся в них гены расходятся в различные клетки, так что в зрелом сперматозоиде и яйцеклетке находится гаплоидный (одиночный) набор хромосом и генов.

При решении задач на моногибридное скрещивание, мы следим за судьбой одной пары генов, например Аа. При генотипе Аа в каждой клетке тела, в том числе и в клетках, из которых развиваются гаметы (сперматогониях, сперматоцитах I, овогониях и овоцитах I), содержатся оба аллеля - как А, так и а. Но при созревании гамет они расходятся в две дочерние клетки, и в зрелой гамете находится только один из них, или Аили а.

В задачах ставится вопрос, сколько типов гамет образуют организмы с определенным генотипом. Нетрудно видеть, что, например, мужской организм с генотипом Аа образует два типа гамет, а именно сперматозоиды с геном А и сперматозоиды с геном а.

Ответим на вопрос, сколько типов гамет образует организм АА. Студенты, начинающие изучение генетики, нередко говорят, что этот организм при мейозе дает две гаместы: с геном А и с геном А. Это неточный ответ. Каждый организм дает не две, а множество гамет, но у организма АА все гаметы одного типа - А. В задачах, рассматриваемых в следующих главах, точное определение числа типов гамет значительно облегчает проведение генетического анализа. Решите приведенные ниже задачи.

Задачи.

1. Выпишите типы гамет, которые образуются у следующих особей:

а) у особи с генотипом АА;

б) у особи с генотипом Rr;

в) у особи с генотипом ss.

2. Сколько типов гамет образует:

а) гомозиготная особь с доминирующим признаком?

б) гетерозиготная особь с доминирующим признаком?

в) особь с рецессивным признаком?

3. Мужская особь имеет генотип Pp:

а) Какие типы сперматозоидов образуются у этой особи?

б) в каких численных соотношениях образуются у него сперматозоиды разных типов?