Независимое и сцепленное наследование признаков при дигибридном и полигибридном скрещивании

III закон Менделя (закон независимого наследования признаков)

Независимое наследование признаков было описано Менделем в опытах на горохе, когда одновременно анализировалось несколько признаков, например, окраска и форма горошин. Наследование каждого признака в отдельности подчиняется законам единообразия и расщепления, в то же время данные признаки по-разному комбинируются у потомков. На основании этих наблюдений Мендель сформулировал закон независимого наследования признаков, в соответствии с которым разные признаки, определяемые неаллельными генами, передаются потомкам независимо друг от друга и комбинируются у них во всевозможных сочетаниях.

При скрещивании дигетерозигот в потомстве наблюдается расщепление по каждой паре признаков в отношении 3:1, а общее расщепление по фенотипу составляет 9:3:3:1.

Этому закону подчиняются, в первую очередь, неаллельные гены, расположенные в разных хромосомах.

При формировании гамет в каждую гамету попадает по одному аллелю от каждой пары.

Количество типов гамет, образуемых особью, равно 2ⁿ, где n – число генов, находящихся в гетерозиготном состоянии.

КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ГАМЕТ И РАСЩЕПЛЕНИЯ ГИБРИДОВ ПРИ РАЗНЫХ ТИПАХ СКРЕЩИВАНИЯ

Учитываемые факторы	Тип скрещивания
моногибридное	дигибридное	тригибридное	полигибридное
Число типов гамет, образуемых гибридом F1	21	22	23	2n
Число зигот при образовании F2	41	42	43	4n
Число фенотипов в F2	21	22	23	2n
Число генотипов в F2	31	32	33	3n
Расщепление по фенотипу	(3+1)1	(3+1)2	(3+1)3	(3+1)n
Расщепление по генотипу	(1+2+1)1	(1+2+1)2	(1+2+1)3	(1+2+1)n

Примерырешениязадач.

1. Сколько типов гамет образует организм с генотипом ааВb?

Решение: Организм с генотипом ааВb будет продуцировать два типа гамет: аВ и аb, т.к. в гетерозиготном состоянии находится только один ген – Вb.

2. Сколько типов гамет образует особь с генотипом ААbbСсDd?

Решение: При полигибридном скрещивании (независимое наследование) количество типов гамет определяется по формуле 2ⁿ. Поскольку в данном генотипе 2 гена находятся в гетерозиготном состоянии – это гены С и D, то 2²=4, следовательно, данный организм образует 4 типа гамет: AbCD, AbCd. AbcD, Abcd.

3. Наследственная метгемоглобинемия обусловлена нарушением восстановления метгемоглобина в гемоглобин. Она имеет две формы. Одна из них связана с аутосомно-доминантной мутацией и характеризуется тяжелым патологическим состоянием организма. Другая форма связана с дефицитом фермента диафоразы в эритроцитах и наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Эта форма не дает ярко выраженной клинической картины. Определите вероятность рождения больных детей и особенности течения заболевания, если известно, что один из родителей гетерозиготен по обеим формам метгемоглобинемии, а второй страдает дефектом фермента диафоразы.

Решение:

А - метгемоглобинемия I а - норма b - метгемоглобинемия II В – норма

P AaBb x aabb G AB, Ab, ab, aB ab F AaBb; Aabb;aabb; aaBb

Ответ: 50% - метгемоглобинемия (тяжелая форма), 25% - метгемоглобинемия (легкая форма), 25% - норма.

4. Аниридия (отсутствие радужной оболочки глаза) и полидактилия (многопалость) наследуются как аутосомно-доминантные признаки, а альбинизм - как аутосомно-рецессивный. Какова вероятность рождения здоровых детей в семье, где отец является гетерозиготным по всем трем признакам, а мать страдает альбинизмом?

Решение:

А - ген аниридии а - ген нормы В - ген полидактилии b - ген нормы с - ген альбинизма С - ген нормы	P   G	Aabbcc   abc	х	AaBbCc   ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC, abc
F	AaBbCc; AaBbсc; AabbCc; Aabbcc; aaBbCc; aaBbcc; aabbCc; aabbcc

Ответ: только 1/8 часть (или 12,5 %) детей будут здоровыми (с генотипом aabbCc).

5. У человека дальтонизм обусловлен сцепленным с Х-хромосомой рецессивным геном. Талассемия как аутосомный доминантный признак наблюдается в двух формах: у гомозигот тяжелая, часто смертельная, у гетерозигот менее тяжелая. Женщина с нормальным зрением, но с легкой формой талассемии состоит в браке со здоровым мужчиной и имеет сына дальтоника с легкой формой талассемии. Какова вероятность рождения следующего сына без аномалий?

Решение:
Хd- дальтонизм ХD - норма А - талассемия а - норма АА - тяжелая форма талассемии Аа - менее тяжелая форма	P	XDXdAa	X	XDYaa
G	XDA, XDa, XdA, Xda		XDa, Ya
F	XDXdAa; XDYAa; XDXdaa; XDYaa; XdXdAa; XdYAa; XdXdaa; XdYaa

Ответ: Х^DYаа - 12,5% по отношению ко всем детям; среди всех мальчиков - 25%.

Решите задачи:

1. Сколько типов гамет образует особь:

а) тригомозиготная (ААbbСС)

б) дигетерозиготная (ВbСс)

в) тригетерозиготная (АаDdЕе)

г) имеющая генотип АаddЕе.

2. У родителей со свободной мочкой уха и треугольной ямкой на подбородке родился ребенок со сросшейся мочкой уха и гладким подбородком. Определите генотипы родителей, первого ребенка, фенотипы и генотипы других возможных потомков. Составьте схему решения задачи. Признаки наследуются независимо.

3. У человека некоторые формы близорукости доминируют над нормальным зрением, а карий цвет глаз - над голубым. Какое потомство можно ожидать от брака близорукого кареглазого мужчины с женщиной, имеющей голубые глаза и нормальное зрение? Известно, что у мужчины отец был голубоглазым, неблизоруким.

4. Гомозиготная мать имеет свободную мочку уха (доминантный признак) и гладкий подбородок, а у отца мочка уха приросшая и на подбородке есть треугольная ямка (доминантный признак). Дочь унаследовала признаки матери. Напишите генотипы родителей и дочери. Какой закон действует в данной ситуации?

5. У человека альбинизм и способность преимущественно владеть левой рукой – рецессивные признаки, наследующиеся независимо. Каковы генотипы родителей с нормальной пигментацией и владеющих правой рукой, если у них родился ребенок альбинос и левша?

6. У голубоглазой близорукой женщины от брака с кареглазым мужчиной с нормальным зрением родилась кареглазая близорукая девочка и голубоглазый с нормальным зрением мальчик. Ген близорукости (В) доминантен по отношению к гену нормального зрения (b), а ген кареглазости (С) доминирует над геном голубоглазости (с). Какова вероятность рождения в этой семье кареглазого с нормальным зрением ребенка?

7. У человека праворукость доминирует над леворукостью, кареглазость над голубоглазостью. Голубоглазый правша женился на кареглазой правше. У них родилось двое детей – кареглазый левша и голубоглазый правша. От второго брака этого же мужчины с кареглазой правшой родилось девять кареглазых детей, оказавшихся правшами. Определить генотипы мужчины и обеих женщин.

8. У голубоглазого темноволосого отца и кареглазой светловолосой матери четверо детей, каждый из которых отличается от другого по одному из данных признаков. Каковы генотипы родителей, если известно, что карий цвет глаз доминирует над голубым, а темный цвет волос – над светлым?

9. Определить вероятность рождения голубоглазых детей с ретинобластомой (опухолью глаз) от брака гетерозиготных по обоим признакам родителей. Карий цвет глаз и ретинобластома определяются доминантными генами и наследуются независимо.

10. Темноволосый (доминантный признак), не имеющий веснушек мужчина женился на светловолосой женщине с веснушками (доминантный признак). У них родился светловолосый сын без веснушек. Определить вероятность рождения у них темноволосого ребенка с веснушками.

11. У человека волнистые волосы (А) доминируют над прямыми волосами (а), а полидактилия (B) - над нормальным количеством пальцев (b). Мужчина с генотипом AaBb вступает в брак с женщиной с генотипом aabb. Определите фенотипы родителей, а также фенотипы и генотипы детей от этого брака.

12. В семье, где родители хорошо слышали и имели один - гладкие волосы, а другой - вьющиеся, родился глухой ребенок с гладкими волосами. Второй их ребенок хорошо слышал и имел вьющиеся волосы. Каковы возможные генотипы всех членов семьи, если известно, что ген вьющихся волос доминирует над геном гладких волос, а нормального слуха - над глухотой? Гены не сцеплены.

13. Отец глухонемой (рецессивный признак) с белой прядью волос (доминантный признак), а мать здоровая, без белой пряди. В семье родился глухонемой с белой прядью ребенок. Можно ли сказать, что эти признаки ребенок унаследовал от отца?

14. Близорукий (доминантный признак) без веснушек мужчина женился на женщине с нормальным зрением и веснушками (доминантный признак). В семье – семеро детей, все дети близорукие и с веснушками. Определите генотипы родителей и детей.

15. Отец с кудрявыми волосами (доминантный признак) без веснушек и мать с прямыми волосами и веснушками (доминантный признак) имеют троих детей: с кудрявыми волосами и веснушками, с кудрявыми волосами и без веснушек, с прямыми волосами и с веснушками. Определите генотипы родителей и все возможные генотипы детей.

16. У человека близорукость (М) доминирует над нормальным зрением (m), а карие глаза (В) – над голубыми (b). Обе пары генов расположены в разных хромосомах. Голубоглазый близорукий мужчина, мать которого имела нормальное зрение, женился на кареглазой женщине с нормальным зрением. Первый ребенок от этого брака – кареглазый, близорукий; второй – голубоглазый близорукий. Определить генотипы всех членов этой семьи.

17. От приобретенных хозяйством черных комолых животных крупного рогатого скота в течение ряда лет было получено 710 потомков. Среди них оказалось 389 черных комолых, 133 черных рогатых, 143 красных комолых, 45 красных рогатых. Составьте схему решения задачи. Определите тип скрещивания и характер наследования признаков, генотипы родителей и потомства.

18. У многопалых резус-положительных родителей родилась пятипалая резус-отрицательная дочь. Какие дети и с какой вероятностью возможны у этих супругов в будущем?

19. Родители – резус-положительны, но отец - голубоглазый, а мать – кареглазая. У них родилось пятеро детей, из которых четверо резус-положительны, но двое - голубоглазые, двое - кареглазые. Один ребенок голубоглазый и резус-отрицательный. Определите генотипы родителей и всех детей.

20. Одна из форм глухонемоты у человека определяется доминантным геном. Вторая форма, которая вызывает нарушение системы восприятия звуков, наследуется как рецессивный аутосомный признак. Клинически эти формы практически не различаются. Юноша и пять его братьев здоровы. Мать и отец юноши глухонемые, но страдают разными формами глухонемоты. Определите генотипы всех членов семьи. Какова вероятность того, что у юноши родится здоровый сын, если он вступит в брак с женщиной из семьи, благополучной по глухонемоте?

21. У низкорослых резус-положительных родителей родилась высокорослая резус-отрицательная дочь. Каких детей и с какой вероятностью следует ожидать в дальнейшем у этих супругов?

22. У человека некоторые формы близорукости доминируют над нормальным зрением, а цвет карих глаз - над голубым. Гены обеих пар не сцеплены. Какое потомство можно ожидать от брака гетерозиготных по обоим признакам родителей? Какое потомство можно ожидать от брака гетерозиготного мужчины с женщиной, которая имеет голубые глаза и нормальное зрение?

23. Глухота и болезнь Вильсона (нарушение обмена меди) – рецессивные признаки. От брака глухого мужчины и женщины с болезнью Вильсона родился ребенок с обеими аномалиями. Какова вероятность рождения в этой семье здорового ребенка?

24. Полидактилия (многопалость) и отсутствие малых коренных зубов передаются как доминантные аутосомные признаки. Гены этих признаков находятся в разных парах хромосом. Какова вероятность рождения детей без аномалий в семье, где оба родителя страдают данными заболеваниями и гетерозиготны по этим парам генов?

25. У человека брахидактилия (укорочение пальцев) – доминантный признак, а альбинизм – рецессивный. Какова вероятность рождения ребенка с двумя аномалиями в семье, где оба супруга гетерозиготны по обеим парам генов?

26. Глаукома (заболевание глаз) имеет две формы. Одна форма определяется доминантным геном, а другая – рецессивным. Гены расположены в разных хромосомах. Какова вероятность рождения больного ребенка в семье:

а) где оба супруга страдают разными формами глаукомы и гомозиготны по обеим парам генов;

б) где оба супруга гетерозиготны по обеим парам генов?

27. Некоторые формы катаракты и глухонемоты наследуются независимо по аутосомно-рецессивному типу. Какова вероятность рождения ребенка с двумя аномалиями, если один родитель глухой, а другой болен катарактой?

28. У человека глухонемота наследуется как аутосомно-рецессивный признак. Доминантный ген предрасположенности к подагре находится в другой паре аутосом. Каковы возможные генотипы и фенотипы детей от брака глухонемой женщины, не страдающей подагрой, и мужчины с нормальным слухом, больного подагрой (гомозиготного по этим признакам)?

29. У родителей - куриная слепота и нормальная психика. Их ребенок имеет нормальное зрение и болен амавротической идиотией. Все признаки генетически детерминированы. Определите генотипы родителей и их ребенка.

30. В семье, где мать страдает близорукостью, а отец – диабетом (оба признака доминантные), родился здоровый ребенок. Какова вероятность рождения в данной семье ребенка в обеими аномалиями?

31. У человека глаукома наследуется как аутосомно-рецессивный признак (а), а синдром Марфана, сопровождающийся аномалией в развитии соединительной ткани, как аутосомно-доминантный признак (В). Гены находятся в разных парах аутосом. Один из супругов страдает глаукомой и не имел в роду предков с синдромом Марфана, а второй – дигетерозиготен по данным признакам. Определите генотипы родителей, возможные генотипы и фенотипы детей, вероятность рождения здорового ребенка. Составьте схему решения задачи.

32. Альбинизм (а) и фенилкетонурия (ФКУ – заболевание, связанное с нарушением обмена веществ - b) наследуются у человека как рецессивные аутосомные признаки. В семье отец альбинос и болен ФКУ, а мать – дигетерозиготна по этим генам (гены, определяющие эти признаки, расположены в разных парах аутосом). Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, возможного потомства и вероятность рождения детей, не страдающих альбинизмом, но больных ФКУ.

33. Полидактилия и отсутствие малых коренных зубов у человека определяются доминантными аллелями аутосомных генов. Мужчина с полидактилией вступил в брак с женщиной, у которой отсутствуют малые коренные зубы. В семье родился ребенок, не имеющий указанных аномалий. Сколько типов гамет образуется у мужчины? Сколько разных генотипов может быть среди детей этой пары? Какова вероятность рождения в этой семье ребенка с обеими аномалиями; с одной аномалией; без аномалий?

34. Курица и петух - черные хохлатые. От них получено 33 цыпленка: 18 черных хохлатых, 7 бурых хохлатых, 6 черных без хохла и 2 бурых без хохла. Каковы генотипы петуха и курицы?

35. При скрещивании томата с пурпурным стеблем (А) и красными плодами (В) и томата с зеленым стеблем и красными плодами получили 722 растения с пурпурным стеблем и красными плодами и 231 растение с пурпурным стеблем и желтыми плодами. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, потомства в первом поколении и соотношение генотипов и фенотипов у потомства.

36. Известно, что нормальный рост у овса доминирует над гигантизмом, а раннеспелость над позднеспелостью. Все исходные растения гомозиготны, и гены обоих признаков находятся в разных хромосомах. Какими признаками будут обладать гибриды раннеспелого овса нормального роста с позднеспелым гигантского? Какой результат даст дальнейшее скрещивание между собой таких гибридов?

37. Чистопородный черный комолый бык скрещивается с красными рогатыми коровами. Какими будут гибриды? Каким окажется следующее поколение, полученное от скрещивания этих гибридов между собой, если известно, что комолость доминирует над рогатостью, а черная масть - над красной, причем гены обоих признаков находятся в разных парах хромосом?

38. Плоды томатов могут иметь красный и желтый цвет, быть голыми и опушенными. Известно, что гены желтой окраски и опушенности являются рецессивными. Из собранного в колхозе урожая от семян красных опушенных и желтых опушенных томатов оказалось 36 т красных неопушенных и 12 т красных опушенных. Определите генотип исходных семян?

39. У кур черный цвет оперения (А) доминирует над красным, наличие гребня (В) – над его отсутствием. Гены не сцеплены. Красный петух, имеющий гребень, скрещивается с черной курицей без гребня. Получено многочисленное потомство, половина которого имеет черное оперение и гребень, половина – красное оперение и гребень. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и потомков (F1). Сколько разных фенотипов и в каком соотношении образуется в F2 при скрещивании между собой полученных потомков с разными фенотипами?

40. У гороха посевного желтая окраска семян доминирует над зеленой, выпуклая форма плодов – над плодами с перетяжкой. При скрещивании растения с желтыми выпуклыми плодами с растением, имеющим желтые семена и плоды с перетяжкой, получили 63 растения с желтыми семенами и выпуклыми плодами, 58 – с желтыми семенами и плодами с перетяжкой, 18 – с зелеными семенами и выпуклыми плодами и 20 с зелеными семенами и плодами с перетяжкой. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы исходных растений и потомков. Объясните появление различных

фенотипических групп.

41. Коричневая (а) короткошерстная (В) самка спарена с черным (А) длинношерстным (b) самцом (оба организма гомозиготны, гены не сцеплены). Составьте схему скрещивания. Определите генотипы родителей, генотипы и соотношение по фенотипу потомков в первом и втором поколениях.

42. У человека наследование альбинизма не сцеплено с полом (А – наличие меланина в клетках кожи, а – отсутствие меланина в клетках кожи - альбинизм), а гемофилии – сцеплено с полом (Х^Н – нормальная свертываемость крови, Х^h - гемофилия). Определите генотипы родителей, а также возможные генотипы, пол и фенотипы детей от брака дигомозиготной нормальной по обеим аллелям женщины и мужчины альбиноса, больного гемофилией. Составьте схему решения задачи.

43. У человека отсутствие потовых желез вызывается рецессивным, сцепленным с Х-хромосомой геном, а один из видов глухоты – рецессивным аутосомным геном. У здоровых родителей родился ребенок с двумя этими аномалиями. Каковы генотипы родителей и ребенка?

44. Ангидротичная эктодермальная дисплазия (отсутствие потовых желез) передается как сцепленный с Х-хромосомой рецессивный признак. У супружеской пары, нормальной по признакам альбинизма и ангидротичной эктодермальной дисплазии, родился сын с обеими аномалиями. Какова вероятность того, что их вторым ребенком будет здоровая девочка? Какова вероятность того, что их следующим ребенком будет здоровый сын?

45. Гемофилия – рецессивный признак, сцепленный с Х-хромосомой. Альбинизм – рецессивный аутосомный признак. У супружеской пары, нормальной по этим признакам, родился ребенок с обеими аномалиями. Какова вероятность рождения в этой семье здорового ребенка?

46. Женщина-правша, отец которой был левшой и страдал гемофилией, вышла замуж за здорового мужчину-правшу. Какова вероятность того, что в семье родится здоровый ребенок-левша?

47. Альбинизм (отсутствие пигментации) обусловлен аутосомным рецессивным геном. У супругов, нормальных по признакам альбинизма и гемофилии, родился сын с обеими аномалиями. Какая вероятность, что у второго сына в этой семье проявятся также обе аномалии одновременно?

48. Ген карих глаз (В) доминирует над геном голубых глаз (b). Гемофилия наследуется как рецессивный, сцепленный с полом признак: ген гемофилии (h) расположен в Х-хромосоме. Голубоглазая женщина, отец которой страдал гемофилией, вышла замуж за мужчину с нормальной свертываемостью крови и гетерозиготного по цвету глаз. Какова вероятность того, что дети от этого брака унаследуют ген гемофилии? Какой цвет глаз возможен у больных детей?

49. Потемнение эмали зубов определяется двумя доминантными генами, один из которых расположен в аутосоме, второй – в Х-хромосоме. В семье родителей, которые имеют темные зубы, родились девочка и мальчик с нормальным цветом зубов. Определите вероятность рождения в этой семье следующего ребенка тоже без аномалии, если темные зубы матери предопределены геном, сцепленным с Х-хромосомой, а темные зубы отца – аутосомным геном. Определите генотипы здоровых детей.

50. Гипертрихоз наследуется как сцепленный с Y-хромосомой признак, который проявляется лишь после 17 лет жизни. Одна из форм ихтиоза (чешуйчатость и пятнистые утолщения кожи) наследуется как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой признак. В семье, где жена нормальная по обоим признакам, а мужчина страдает только гипертрихозом, родился мальчик с признаками ихтиоза. Определите вероятность проявления у этого мальчика гипертрихоза. Определите вероятность рождения в этой семье детей без обеих аномалий. Какого они будут пола?

51. Женщина, отец которой страдал дальтонизмом, вышла замуж за мужчину с гипертрихозом (волосатостью ушных раковин) и нормальным зрением. Какая вероятность рождения в этой семье сына, больного дальтонизмом, который будет иметь и гипертрихоз?

52. Гипертрихоз передается через Y-хромосому, а резус-фактор (Rh+) наследуется как доминантный аутосомный признак. В семье, где отец имел гипертрихоз и был резус-положительным, а резус-положительная мать имела нормальное оволосение, родился ребенок с гипертрихозом и резус-отрицательный. Определите генотипы всех членов данной семьи.

53. Гипертрихоз передается через Y-хромосому. Полидактилия – доминантный аутосомный признак. В семье, где отец имел гипертрихоз, а мать полидактилию, родилась нормальная в отношении обоих признаков дочь. Какова вероятность того, что следующий ребенок в семье будет без этих аномалий? Какова вероятность того, что внуки родителей (от дочери) будут иметь тот или иной из этих признаков, при условии, что она выходит замуж за здорового мужчину?

54. Гипертрихоз (повышенная волосатость ушной раковины) передается через Y-хромосому. Полидактилия – доминантный аутосомный признак. В семье, где отец страдал гипертрихозом, а мать – полидактилией, родилась нормальная дочь. Какова вероятность рождения в этой же семье ребенка с обеими аномалиями?

55. Кареглазая женщина, имеющая нормальное зрение, отец которой имел голубые глаза и страдал цветовой слепотой, выходит замуж за голубоглазого мужчину, который имеет нормальное зрение. Какое потомство можно ожидать от этой пары, если известно, что ген карих глаз наследуется как аутосомный доминантный признак, а ген цветовой слепоты – как рецессивный и сцепленный с Х-хромосомой?

56. У человека ген карих глаз (А) доминирует над голубым цветом глаз (а), а ген цветовой слепоты рецессивный (дальтонизм - d) и сцеплен с Х–хромосомой. Кареглазая женщина с нормальным зрением, отец которой имел голубые глаза и страдал цветовой слепотой, выходит замуж за голубоглазого мужчину с нормальным зрением. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и возможного потомства, вероятность рождения в этой семье детей – носителей гена дальтонизма и их пол.

57. Ген доминантного признака шестипалости (А) локализован в аутосоме. Ген рецессивного признака дальтонизма (d) расположен в Х-хромосоме. От брака шестипалого мужчины-дальтоника и здоровой женщины родился шестипалый сын-дальтоник и здоровая дочь. Каковы генотипы родителей и детей?

58. У человека аниридия (один из видов слепоты) зависит от доминантного аутосомного гена, летального в гомозиготном состоянии, а оптическая атрофия (другой вид слепоты) – от рецессивного, сцепленного с полом гена, находящегося в Х-хромосоме. Мужчина с оптической атрофией и аниридией женился на женщине с аниридией, гомозиготной по аллелю, отвечающему за отсутствие оптической атрофии. Определите возможные фенотипы потомства от этого брака.

59. Гипоплазия зубной эмали наследуется как сцепленный с Х-хромосомой доминантный признак, шестипалость – как аутосомно-доминантный. В семье, где мать шестипалая, а у отца гипоплазия зубной эмали, родился пятипалый здоровый мальчик. Определите генотипы всех членов семьи. Объясните, почему у сына не проявились доминантные признаки родителей? Возможно ли у них рождение ребенка с двумя аномалиями одновременно?

60. Способность различать вкус фенилтиомочевины (ФТМ) обусловлена доминантным аутосомным геном Т. Люди, не различающие вкус данного вещества, имеют генотип tt. Дальтонизм – рецессивный признак, сцепленный с Х-хромосомой. Женщина с нормальным зрением, различающая вкус ФТМ, вышла замуж за дальтоника, неспособного различать вкус фенилтиомочевины. У них родилась дочь, страдающая дальтонизмом и различающая вкус ФТМ, и четыре сына, ни один из которых не страдал дальтонизмом. Двое из них различали вкус ФТМ, а двое – не различали. Каковы генотипы родителей и детей?

61. У человека катаракта (заболевание глаз) зависит от доминантного аутосомного гена, а ихтиоз (заболевание кожи) - от рецессивного гена, сцепленного с полом. Женщина со здоровыми глазами и больная ихтиозом выходит замуж за мужчину, больного катарактой, имеющего здоровую кожу, отец которого не имел этих заболеваний. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, возможные генотипы и фенотипы детей. Какие законы наследственности проявляются в данном случае?

Полигибридное скрещивание

1. Короткопалость, близорукость и альбинизм кодируются рецессивными генами, расположенными в разных хромосомах. Короткопалый, близорукий мужчина с нормальной пигментацией женился на женщине с нормальным зрением и нормальным строением кисти, но страдающей альбинизмом. Их первый ребенок был короткопалым, второй – близоруким, третий – альбиносом. Определить генотипы родителей и детей.

2. Карий цвет глаз, темные волосы и владение правой рукой – доминантные признаки, которые наследуются независимо. Отец – кареглазый темноволосый левша, мать – голубоглазая светловолосая правша. В семье имеются: сын – голубоглазый светловолосый левша и дочь – кареглазая темноволосая правша. Определить генотипы всех членов семьи.

3. У морской свинки курчавая шерсть определяется геном R, гладкая - r, короткая - L, длинная - l, черная окраска шерсти - B, белая - b. Какое будет потомство F1 и F2 при скрещивании гомозиготных свинок, различающихся по аллелям всех трех генов? Что получится при скрещивании гибрида F₁ с гладко- и длинношерстной белой свинкой?

4. Женщина-правша с карими глазами и нормальным зрением выходит замуж за голубоглазого мужчину-правшу дальтоника. У них родилась дочь с голубыми глазами, левша и дальтоник. Какова вероятность того, что следующий ребенок у них будет иметь такие же признаки? Известно, что карий цвет глаз и преимущественное владение правой рукой – доминантные признаки, гены которых расположены в разных аутосомах, а дальтонизм кодируется рецессивным, сцепленным с Х-хромосомой геном.

СЦЕПЛЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ

В 1911 – 1912 годах Т. Морган и сотрудники его лаборатории проверили проявление третьего закона Менделя, проводя опыты на мухах дрозофилах. Они учитывали две пары альтернативных признаков: серый и чёрный цвет тела и нормальные и короткие крылья.

При скрещивании гомозиготных особей с такими признаками наблюдалось единообразие гибридов первого поколения: все потомство обладало серым телом и нормальными крыльями. Следовательно, эти признаки были доминантными. Подтвердился первый закон Менделя.

Р ♀ ААВВ х ♂ ааbb

G

F₁ АаВb

Далее Морган решил провести анализирующее скрещивание гибридов первого поколения. Он взял рецессивную гомозиготную самку и скрестил её с дигетерозиготным самцом.

Р ♀ aabb х ♂ AаBb

G

F₁ АаВb aabb

50 % 50 %

При свободном комбинировании генов, согласно третьему закону Менделя, в потомстве должны были бы появиться в равном количестве (по 25%) мухи четырёх разных фенотипов. Вместо этого было получено только два фенотипа (по 50% каждого). Морган пришёл к выводу, что, поскольку у организмов генов много, а хромосом относительно мало, то, следовательно, каждая хромосома содержит большое количество генов, и гены, локализованные в одной хромосоме, передаются вместе, т.е. сцепленно. Цитологические основы этого явления можно пояснить следующей схемой:

Схема расхождения хромосом в мейозе при полном сцеплении генов

Однаиз пары гомологичных хромосом содержит два доминантных гена (А – серое тело, В – нормальные крылья), а другая – два рецессивных (а – чёрное тело, b – короткие крылья). В процессе мейоза одна хромосома со своими генами АВ попадёт в одну гамету, а другая с генами аb – в другую. Таким образом, у дигетерозиготного организма образуется не четыре типа гамет, а только два и, следовательно, будет получено поколение только с двумя вариантами сочетаний признаков (как у родителей).

Гены, локализованные в одной хромосоме, обычно передаются вместе и составляют одну группу сцепления. Так как в гомологичных хромосомах локализованы аллельные гены, то две гомологичные хромосомы имеют одну и ту же группу сцепления и, следовательно, количество групп сцепления соответствует количеству пар хромосом (или гаплоидному числу хромосом). Так, у мухи дрозофилы всего 8 хромосом – 4 группы сцепления, у человека 46 хромосом – 23 группы сцепления, у гороха 14 хромосом - 7 групп сцепления.

Если гены, локализованные в одной хромосоме, всегда наследуются вместе, то такое сцепление называется полным. Однако при дальнейшем анализе сцепления генов было обнаружено, что в некоторых случаях оно может нарушаться. Если дигетерозиготную самку дрозофилы скрестить с рецессивным самцом, результат будет следующий:

Р ♀ AaBb х ♂ aаbb

aB

Ab

AB

AB

аb

ab

G

F₁ АаВb Aabb aaBb aabb

41,5 % 8,5 % 8,5 % 41,5 %

Таким образом, получается 4 типа потомков: 41,5 % особей с серым телом и длинными крыльями, 41,5 % с чёрным телом и короткими крыльями и по 8,5 % мух с серым телом и короткими крыльями и с чёрным телом и длинными крыльями. В этом случае сцепление неполное, т.е. гены, локализованные в одной хромосоме, не всегда передаются вместе. Это связано с явлением кроссинговера.

Кроссинговер (от англ. crossing-over – перекрёст) – это процесс обмена гомологичными участками гомологичных хромосом (хроматид).