Выяснение генотипов организмов по генотипам и фенотипам родителей и потомков.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

Тема: Правила оформления и решение задач на моногибридное скрещивание

Выяснение генотипов особей, неизвестных по условию, является основной методической операцией, необходимой для решения генетических задач. При этом решение всегда надо начинать с особей, несущих рецессивный признак, поскольку они гомозиготны и их генотип по этому признаку однозначен – аа.

Выяснение генотипа организма, несущего доминантный признак, является более сложной проблемой, потому что он может быть гомозиготным (АА) или гетерозиготным (Аа).

Оформление задач по генетике

При оформлении задач необходимо уметь пользоваться символами, принятыми в традиционной генетике и приведенными ниже:

♀	женский организм
♂	мужской организм
×	знак скрещивания
P	родительские организмы
F1, F2	дочерние организмы первого и второго поколения
А, В, С...	гены, кодирующие доминантные признаки
а, b, с...	аллельные им гены, кодирующие рецессивные признаки
АА, ВВ, СС...	генотипы особей, моногомозиготных по доминантному признаку
Аа, Вb, Сс...	генотипы моногетерозиготных особей
аа, bb, сс...	генотипы рецессивных особей
АаВb, AaBbCc	генотипы ди- и тригетерозигот
АB,CD ab cd	генотипы дигетерозигот в хромосомной форме при независимом и сцепленном наследовании
А , а , АВ , cd	гаметы

Пример записи схемы скрещивания (брака). А – желтая окраска семян, а – зеленая окраска семян.

Запись в буквенной форме:		Запись в хромосомной форме:
Р ♀Аа × ♂aа желтая   зеленая гаметы A a   a F1 Aa   aa желтая   зеленая 50%   50%		Р ♀ А a × ♂ a a желтая зеленая гаметы A a   a F1 A a   a a желтая   зеленая 50%   50%

Правила решения и оформления задач

Определение генотипов организмов по генотипам родителей и потомков:

Пример.У человека альбинизм – аутосомный рецессивный признак. Мужчина альбинос женился на женщине с нормальной пигментацией. У них родилось двое детей – нормальный и альбинос. Определить генотипы всех указанных членов семьи.

Решение

А – нормальная пигментация,

а – альбинизм.

Запись схемы брака по фенотипам:

Р ♀( ) × ♂( )

Нормальная

пигментация альбинос

F₁ аa А*

альбинос нормальная

пигментация

Выяснение и запись генотипов, известных по условию задачи:

Генотип особи с рецессивным признаком известен – аа. Особь с доминантным признаком имеет генотип А*:

Р ♀A* × ♂aa

норма альбинос

F₁ А* аa

норма альбинос

Генотип мужчины и ребенка альбиносов – аа, так как оба они несут рецессивный признак.

Женщина и здоровый ребенок имеют в своем генотипе доминантный ген А, потому что у них проявляется доминантный признак.

Генотип ребенка с нормальной пигментацией – Аа, поскольку его отец гомозиготен по рецессиву (аа) и мог передать ему только ген а.

Один из детей имеет генотип аа. Один аллельный ген ребенок получает от матери, а другой от отца. Поэтому мать должна нести рецессивный ген а. Ее генотип – Аа.

Запись хода рассуждений по выяснению генотипов и схемы брака:

Р ♀Аа × ♂aа

норма альбинос

гаметы: A a a

F₁ Аa аa

норма альбинос

50% 50%

Ответ: Генотип мужа – аа, жены – Аа, ребенка с нормальной пигментацией – Аа, ребенка-альбиноса – аа.

Моногибридное скрещивание

Моногибридным называется скрещивание, при котором рассматривается наследование одной пары альтернативных (контрастных, взаимоисключающих) признаков, детерминируемых одной парой генов. При моногибридном скрещивании соблюдается первый закон Менделя (закон единообразия), согласно которому при скрещивании гомозиготных организмов у их потомков F₁ проявляется только один альтернативный признак (доминантный), а второй находится в скрытом (рецессивном) состоянии. Потомство F₁ единообразно по фенотипу и генотипу. Согласно второму закону Менделя (закон расщепления) при скрещивании гетерозигот в их потомстве F₂ наблюдается расщепление по генотипу в соотношении 1:2:1 и по фенотипу в пропорции 3:1. Для успешного решения задач на моногибридное скрещивание необходимо также четко знать правило «чистоты гамет», согласно которому в каждую гамету попадает только один ген из каждой пары, определяющей развитие признака.

Пример. Ген черной масти у крупнорогатого скота доминирует над геном красной масти. Какое потомство F₁ получится от скрещивания чистопородного черного быка с красными коровами? Какое потомство F₂ получится от скрещивания между собой гибридов?

Решение:

А – ген черной масти,

а – ген красной масти.

Красные коровы несут рецессивный признак, следовательно, они гомозиготны по рецессивному гену и их генотип – аа.

Бык несет доминантный признак черной масти и является чистопородным, т.е. гомозиготным. Следовательно, его генотип –АА.

Гомозиготные особи образуют один тип гамет, поэтому черный бык может продуцировать только гаметы, несущие доминантный ген А, а красные коровы несут только рецессивный ген а.

Они могут сочетаться только одним способом, в результате чего образуется единообразное поколение F₁ с генотипом Аа.

Гетерозиготы с равной вероятностью формируют гаметы, содержащие гены А и а. Их слияние носит случайный характер, поэтому в F₂ будут встречаться животные с генотипами АА (25%), Аа (50%) и аа (25%), то есть особи с доминантным признаком будут составлять примерно 75%.

Схема скрещивания

Р ♀aa × ♂AA

красные черный

гаметы a A

F₁ Aa

100% черные

F₁ ♀Aa × ♂Aa

черные черные

гаметы A a A a

F₂ AA Aa Aa aa

75% черные 25% красные

Ответ: При скрещивании чистопородного черного быка с красными коровами все потомство будет черного цвета. При скрещивании между собой гибридов F₁ в их потомстве (F₂) будет наблюдаться расщепление: 3/4 особей будет черного цвета, 1/4 – красного.

Задание № 1. Решите задачи и запишите схему решения в тетрадь.

№1-1. У человека ген, вызывающий одну из форм наследственной глухонемоты, рецессивен по отношению к гену нормального слуха. От брака глухонемой женщины с нормальным мужчиной родился глухонемой ребенок. Определить генотипы всех членов семьи.

№1-2. Седая прядь волос у человека – доминантный признак. Определить генотипы родителей и детей, если известно, что у матери есть седая прядь волос, у отца – нет, а из двух детей в семье один имеет седую прядь, а другой не имеет.

Задание 2. Решите задачи и запишите схему решения в тетрадь.

№2-1. У морских свинок ген мохнатой шерсти (R) доминирует над геном гладкой шерсти (r). Мохнатая свинка при скрещивании с гладкой дала 18 мохнатых и 20 гладких потомков. Каков генотип родителей и потомства? Могли бы у этих свинок родиться только гладкие особи?

№2-2. У овса ранняя спелость доминирует над позднеспелостью. На опытном участке от скрещивания позднеспелого овса с гетерозиготным раннеспелым получено 69134 растения раннего созревания. Определить число позднеспелых растений.

Задание № 3. Решите задачи и запишите схему решения в тетрадь.

№3-1. Фенилкетонурия (нарушение аминокислотного обмена) наследуется как рецессивный признак. Жена гетерозиготна по гену фенилкетонурии, а муж гомозиготен по нормальному аллелю этого гена. Какова вероятность рождения у них больного ребенка?

№3-2. Ирландские сеттеры могут быть слепыми в результате действия рецессивного гена. Пара животных с нормальным зрением дала помет из нескольких щенков, один из которых оказался слепым. Установить генотипы родителей. Один из зрячих щенят из этого помета должен быть продан для дальнейшего размножения. Какова вероятность того, что он гетерозиготен по гену слепоты?

Задание № 4. Решите задачи и запишите схему решения в тетрадь.

№ 4-1. Дурман, имеющий пурпурные цветы, дал при самоопылении 30 потомков с пурпурными и 9 с белыми цветами. Какие выводы можно сделать о наследовании окраски цветов у растений этого вида? Какая часть потомства F₁ не даст расщепления при самоопылении?

№ 4-2. При скрещивании серых мух друг с другом в их потомстве F₁ наблюдалось расщепление. 1392 особи были серого цвета и 467 особей – черного. Какой признак доминирует? Определить генотипы родителей.

Задание № 5. Решите задачи и запишите схему решения в тетрадь.

№ 5-1. У растения «ночная красавица» наследование окраски цветов осуществляется по промежуточному типу. Гомозиготные организмы имеют красные или белые цветы, а у гетерозигот они розовые. При скрещивании двух растений половина гибридов имела розовые, а половина – белые цветки. Определить генотипы и фенотипы родителей.

Задание № 6. Решите задачи и запишите схему решения в тетрадь.

№ 6-1.У отца IV группа крови, у матери – I. Может ли ребенок унаследовать группу крови своего отца?

№ 6-2. Родители имеют II и III группы крови. Какие группы следует ожидать у потомства?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

Тема: Правила оформления и решение задач на моногибридное скрещивание

Выяснение генотипов особей, неизвестных по условию, является основной методической операцией, необходимой для решения генетических задач. При этом решение всегда надо начинать с особей, несущих рецессивный признак, поскольку они гомозиготны и их генотип по этому признаку однозначен – аа.

Выяснение генотипа организма, несущего доминантный признак, является более сложной проблемой, потому что он может быть гомозиготным (АА) или гетерозиготным (Аа).

Оформление задач по генетике

При оформлении задач необходимо уметь пользоваться символами, принятыми в традиционной генетике и приведенными ниже:

♀	женский организм
♂	мужской организм
×	знак скрещивания
P	родительские организмы
F1, F2	дочерние организмы первого и второго поколения
А, В, С...	гены, кодирующие доминантные признаки
а, b, с...	аллельные им гены, кодирующие рецессивные признаки
АА, ВВ, СС...	генотипы особей, моногомозиготных по доминантному признаку
Аа, Вb, Сс...	генотипы моногетерозиготных особей
аа, bb, сс...	генотипы рецессивных особей
АаВb, AaBbCc	генотипы ди- и тригетерозигот
АB,CD ab cd	генотипы дигетерозигот в хромосомной форме при независимом и сцепленном наследовании
А , а , АВ , cd	гаметы

Пример записи схемы скрещивания (брака). А – желтая окраска семян, а – зеленая окраска семян.

Запись в буквенной форме:		Запись в хромосомной форме:
Р ♀Аа × ♂aа желтая   зеленая гаметы A a   a F1 Aa   aa желтая   зеленая 50%   50%		Р ♀ А a × ♂ a a желтая зеленая гаметы A a   a F1 A a   a a желтая   зеленая 50%   50%

Правила решения и оформления задач

Определение генотипов организмов по генотипам родителей и потомков:

Пример.У человека альбинизм – аутосомный рецессивный признак. Мужчина альбинос женился на женщине с нормальной пигментацией. У них родилось двое детей – нормальный и альбинос. Определить генотипы всех указанных членов семьи.

Решение

А – нормальная пигментация,

а – альбинизм.

Запись схемы брака по фенотипам:

Р ♀( ) × ♂( )

Нормальная

пигментация альбинос

F₁ аa А*

альбинос нормальная

пигментация

Выяснение и запись генотипов, известных по условию задачи:

Генотип особи с рецессивным признаком известен – аа. Особь с доминантным признаком имеет генотип А*:

Р ♀A* × ♂aa

норма альбинос

F₁ А* аa

норма альбинос

Генотип мужчины и ребенка альбиносов – аа, так как оба они несут рецессивный признак.

Женщина и здоровый ребенок имеют в своем генотипе доминантный ген А, потому что у них проявляется доминантный признак.

Генотип ребенка с нормальной пигментацией – Аа, поскольку его отец гомозиготен по рецессиву (аа) и мог передать ему только ген а.

Один из детей имеет генотип аа. Один аллельный ген ребенок получает от матери, а другой от отца. Поэтому мать должна нести рецессивный ген а. Ее генотип – Аа.

Запись хода рассуждений по выяснению генотипов и схемы брака:

Р ♀Аа × ♂aа

норма альбинос

гаметы: A a a

F₁ Аa аa

норма альбинос

50% 50%

Ответ: Генотип мужа – аа, жены – Аа, ребенка с нормальной пигментацией – Аа, ребенка-альбиноса – аа.

Моногибридное скрещивание

Моногибридным называется скрещивание, при котором рассматривается наследование одной пары альтернативных (контрастных, взаимоисключающих) признаков, детерминируемых одной парой генов. При моногибридном скрещивании соблюдается первый закон Менделя (закон единообразия), согласно которому при скрещивании гомозиготных организмов у их потомков F₁ проявляется только один альтернативный признак (доминантный), а второй находится в скрытом (рецессивном) состоянии. Потомство F₁ единообразно по фенотипу и генотипу. Согласно второму закону Менделя (закон расщепления) при скрещивании гетерозигот в их потомстве F₂ наблюдается расщепление по генотипу в соотношении 1:2:1 и по фенотипу в пропорции 3:1. Для успешного решения задач на моногибридное скрещивание необходимо также четко знать правило «чистоты гамет», согласно которому в каждую гамету попадает только один ген из каждой пары, определяющей развитие признака.

Пример. Ген черной масти у крупнорогатого скота доминирует над геном красной масти. Какое потомство F₁ получится от скрещивания чистопородного черного быка с красными коровами? Какое потомство F₂ получится от скрещивания между собой гибридов?

Решение:

А – ген черной масти,

а – ген красной масти.

Красные коровы несут рецессивный признак, следовательно, они гомозиготны по рецессивному гену и их генотип – аа.

Бык несет доминантный признак черной масти и является чистопородным, т.е. гомозиготным. Следовательно, его генотип –АА.

Гомозиготные особи образуют один тип гамет, поэтому черный бык может продуцировать только гаметы, несущие доминантный ген А, а красные коровы несут только рецессивный ген а.

Они могут сочетаться только одним способом, в результате чего образуется единообразное поколение F₁ с генотипом Аа.

Гетерозиготы с равной вероятностью формируют гаметы, содержащие гены А и а. Их слияние носит случайный характер, поэтому в F₂ будут встречаться животные с генотипами АА (25%), Аа (50%) и аа (25%), то есть особи с доминантным признаком будут составлять примерно 75%.

Схема скрещивания

Р ♀aa × ♂AA

красные черный

гаметы a A

F₁ Aa

100% черные

F₁ ♀Aa × ♂Aa

черные черные

гаметы A a A a

F₂ AA Aa Aa aa

75% черные 25% красные

Ответ: При скрещивании чистопородного черного быка с красными коровами все потомство будет черного цвета. При скрещивании между собой гибридов F₁ в их потомстве (F₂) будет наблюдаться расщепление: 3/4 особей будет черного цвета, 1/4 – красного.

Выяснение генотипов организмов по генотипам и фенотипам родителей и потомков.

При решении таких задач необходимо помнить, что генотип особей с рецессивным признаком известен – они гомозиготны. Наличие доминантного или рецессивного гена у организмов, несущих доминантный признак (их гомо- или гетерозиготность), можно определить по генотипам их родителей или потомков, учитывая то, что один ген из каждой пары ребенок получает от отца, а второй – от матери.

Пример. Способность человека ощущать горький вкус фенилтиомочевины (ФТМ) – доминантный признак, ген которого (Т) локализован в 17-й аутосоме. В семье мать и дочь ощущают вкус ФТМ, а отец и сын не ощущают. Определить генотипы всех членов семьи.

Решение

Отец и сын не ощущают вкус ФТМ, т.е. несут рецессивный признак, следовательно, их генотип – tt. Мать и дочь ощущают вкус, значит, каждая из них несет доминантный ген Т.

Одну хромосому ребенок получает от отца, другую – от матери. От отца дочь может получить только рецессивный ген t (поскольку он гомозиготен). Следовательно, генотип дочери – Тt. В потомстве матери есть особь с генотипом tt, следовательно, она также несет рецессивный ген t, и ее генотип – Тt.

Схема брака:

Р	♀Tt ощущает вкус ФТМ	×	♂tt не ощущает вкус ФТМ
гаметы	T t		t
F1	Tt ощущает вкус ФТМ		tt не ощущает вкус ФТМ

Ответ: Генотип матери и дочери – Tt, отца и сына – tt.

Задание № 1. Решите задачи и запишите схему решения в тетрадь.

№1-1. У человека ген, вызывающий одну из форм наследственной глухонемоты, рецессивен по отношению к гену нормального слуха. От брака глухонемой женщины с нормальным мужчиной родился глухонемой ребенок. Определить генотипы всех членов семьи.

№1-2. Седая прядь волос у человека – доминантный признак. Определить генотипы родителей и детей, если известно, что у матери есть седая прядь волос, у отца – нет, а из двух детей в семье один имеет седую прядь, а другой не имеет.