Дигибридное скрещивание

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вопрос 1. Дигибридное скрещивание. Составьте схему дигибридного скрещивания и проанализируйте наследование признаков, гены

Третий закон Менделя - закон независимого наследования - был сформулирован им на основании изучения потомства от дигибридных скрещиваний. Дигибридным называют скрещивание особей, различающихся по двум парам альтернативных признаков. Так, при скрещивании сорта гороха, имевшего желтые гладкие семена (ААВВ), с сортом, имевшим зелёные морщинистые семена (ааbb), гибриды F1 имели жёлтые гладкие семена, так как гладкая форма семян доминирует над морщинистой. В F2 среди 556 полученных семян Мендель обнаружил 315 жёлтых гладких, 101 жёлтых морщинистых, 108 зелёных гладких и 32 зелёных морщинистых, что можно выразить соотношением 9:3:3:1. При рассмотрении этого соотношения видно, что наряду с семенами, обладающими сочетаниями признаков, характерными для исходных форм (жёлтые гладкие и зелёные морщинистые), в F2 появляются семена с новыми сочетаниями признаков - зелёные гладкие и жёлтые морщинистые, то есть происходит перекомбинация признаков исходных форм. На основании подробного анализа опыта и ряда аналогичных скрещиваний Г. Мендель пришёл к заключению, что факторы А и В у гибридов АаВb при образовании половых клеток распределяются между собой совершенно независимо друг от друга и дают различные сочетания с одинаковой частотой. Поэтому среди половых клеток, образуемых гибридами F1, одна половина заключает фактор А, другая - а. так же обстоит дело и с факторами В и b. Каждая половая клетка содержит только по одному представителю от пары факторов Аа и по одному представителю от пары Вb, поэтому возможны только четыре сочетания - АВ, Аb, аВ,аb. Это в равной степени относится как к женским половым клеткам, так и к мужским.

Сочетания гамет с различными генотипами происходят совершенно случайно, поэтому образование зигот у гибридов F1 при дигибридных скрещиваниях можно выразить следующим образом: (АВ+Аb+aB+ab)*(AB+Ab+aB+ab). После раскрытия скобок и объединения зигот формула приобретает следующий вид: 9AB: 3Ab: 3аB: 1ab, который полностью соответствует эмперически найденному соотношению: 9 жёлтых гладких (АВ): 3 жёлтых морщинистых (Аb): 3 зелёных гладких (аВ): 1 зелёный морщинистый (аb). Если предположить, что факторы А и В расположены в разных негомологичных хромосомах (независимое распределение наследственных факторов имеет место только при этом условии), то, пользуясь современной терминологией, весь процесс расщепления можно описать с помощью решётки Пеннета.

Так как после мейоза число хромосом уменьшается вдвое, то гаметы доминантного родителя имеют генотип АВ, а гаметы рецессивного- генотип ab. Соединение гамет даёт зиготу F1 с генотипом АаВb. Во время мейоза у гибридов F1 отцовские и материнские хромосомы расходятся в дочерние клетки совершенно независимо друг от друга, поэтому гаплоидные половые клетки с равной вероятностью могут содержать как две хромосомы одного из родителей (АВ или аb), так и по одной хромосоме от каждого из них (Аb или аВ). Мужские и женские гаметы этих четырёх групп соединяются между собой совершенно свободно, с равной вероятностью образуя зиготы, возникающие в результате сочетания мужских и женских гамет с любым сочетанием генотипов: АВ, Аb, аВ, ab.

Решётка Пиннета даёт представление о свободном сочетание гамет и генотипов зигот, возникающих в результате сочетания этих гамет. Зиготы, находящиеся внутри решётки, образуют комбинационный ряд, состоящий из девяти членов, которые отличаются друг от друга по генотипу. Частоту встречаемости этих девяти членов можно записать следующим образом: ААВВ+Ааbb+aaBB+aabb+2AABb+2aaBb+2AaBB+2Aabb+4AaBb. При условии полного доминирования члены, гетерозиготные по определённому фактору, внешне неотличимы от членов, гомозиготных по доминантному фактору, и объединяются с ними в одну фенотипическую группу. В данном случае выделены четыре фенотипические группы: АВ - жёлтые гладкие, Ab - жёлтые морщинистые, аВ - зелёные гладкие, аb - зелёные морщинистые. После подсчёта и объединения в группы фенотипически сходных зигот получается соотношение: 9АВ : 3Аb :3аВ : 1ab, подобное соотношению, полученному Г. Менделем.

Установленные Г. Менделем правила позволяли для каждого из более сложных случаев гибридизации определить, какое число особей охватывает общая формула, сколько в этой формуле членов будут гомозиготными, а также число сортов гамет (равное числу гомозиготных форм в F2), образуемых гибридами F1. Согласно этим правилам, если число пар признаков, которыми отличаются исходные формы, равно n, то для F2 число особей в общей формуле равно 4n (4 у моногибридов, 16 у дигибридов, 64 у тригибридов, 256 у тетрагибридов и т.д.). Число членов (число различных генотипов) равно 3n (3 у моногибридов, 9 у дигибридов, 27 у тригибридов, 81 у тетрагибридов и т.д.). Число гомозиготных форм ( и число фенотипов при полном доминировании) равно 2n (2 у моногибридов, 4 у дигибридов, 8 у тригибридов, 16 у тетрагибридов и т.д.). Число сортов гамет равно 2n (2 у моногибридов, 4 у дигибридов, 8 у тригибридов, 16 у тетрагибридов и т.д.).

Многие гены имеют более двух аллелей. Серией множественных аллелей называют три или более состояний одного гена, обуславливающий разные фенотипы. Такие серии аллелей установлены у животных и растений. В частности, у плодовой мухи дрозофилы найдены большие серии аллелей по окраске глаз. Так, локус дрозофилы, расположенный вблизи одного из концов Х- хромосомы, несёт ген красной или белой окраски глаз. В нём могут быть расположены также гены, обуславливающие окраску глаз всех промежуточных тонов между белыми и тёмно-красным. К этой серии относятся, например, гены абрикосовых, вишнёвых и эозиновых глаз. Для наследования таких аллелей характерно, что они образуют последовательный ряд доминирующих форм; при этом вышестоящая форма доминирует над всеми последующими, но рецессивна в соотношении предыдущих, например, как у кроликов - агути > шиншиловый > гималайский > альбинос.

У каждого организма, если он гомозиготный, может быть только один ген из серии аллелей, а если он гетерозиготный, то два гена. Скрещивание между собой особей, имеющих разные аллели, приводит во втором поколении к моногибридному расщеплению в соотношении 3:1 по фенотипу 1:2:1 по генотипу. Следует отметить, что в некоторых сериях аллелей могут встречаться различные виды доминирования.

Вопрос 2. Значение искусственного регулирования соотношения полов для животноводства

У всех животных и двудольных растений наблюдается примерно равное количество организмов мужского и женского пола, т.е. Соотношение полов равно 1:1.

Это соотношение похоже на расщепление в моногибридном анализирующем скрещивании, когда одна из скрещивающихся форм является гетерозиготной (Aa), а вторая - гомозиготной по рецессивным аллелям (aa). Было сделано предположение, что один из полов является гомозиготным (например, женский), а другой - гетерозиготным (мужской), или наоборот. дигибридный скрещивание генотип хромосома

Цитологические исследования показали, что у животных особи мужского и женского пола различаются по хромосомным наборам.

Хромосомы, по которым различаются организмы мужского и женского пола, называются половыми хромосомами. Те из них, которые одинаковы у особей мужского и женского пола и являются парными у одного из полов, получили название X - хромосом. Непарная половая хромосома, имеющая у организмов одного пола и отсутствующая у другого, была названа Y - хромосомой. Те хромосомы, по которым мужской и женский пол не различаются, называются аутосомами. Следовательно, у любого вида особи обоих полов имеют одинаковые аутосомы и одну из X - хромосом. Различаются же они тем, что у одного пола имеются две X - хромосомы (XX), а у другого -X- и Y- хромосомы.

Гаметы самки в отношении половых хромосом одинаковые, так как в результате мейотического деления каждая яйцеклетка получает одну X - хромосому из двух.

Самец же будет производить гаметы двух типов: с X- и Y- хромосомой. Такие гаметы образуются в равных количествах в соответствии с механизмом мейоза. Пол, образующий одинаковые гаметы в отношении половых хромосом, называется гомогаметным, а тот, который производит гаметы двух сортов - гетерогаметным.

Гомогаметный женский пол - XX и гетерогаметный мужской - XY, кроме двукрылых насекомых (дрозофила), имеют млекопитающие (в том числе человек), некоторые рыбы, а из растений - дрёма (Melandrium) и т. д. У птиц, чешуекрылых насекомых (шелкопряд), некоторых рыб и др., наоборот, женский пол гетерогаметный, а мужской гомогаметный. Яйцеклетки такие животных двух типов: с X- и Y- хромосомами, а сперматозоиды все одинаковые: с X- хромосомой. В последнем случае X- хромому иногда называют Z, а Y- хромосому - W. В том случае, когда гены находятся в аутосомах, реципрокные скрещивания дают одинаковые результаты, так как аутосомы у обоих полов одинаковые. Если же гены находятся в половых хромосомах, то наследование признаков, определяемое этими генами, будет зависеть от поведения половых хромосом в мейозе при образовании гамет и от особенностей этих хромосом. Оказалось, что у многих организмов Y-хромосома в отличие от Х-хромосомы наследственна инертна, т.к. не содержит генов. Поэтому гены находящиеся в Х-хромосомое , аллелей в Y-хромосоме, как правило не имеют. В результате даже рецессивные гены, находятся в Х-хромосоме и не имея аллели Y-хромосоме, проявляются так, как это обычно бывает только у гомозиготы.

Признаки, определяемые генами, находящимися в Х-хромасоме, называются признаками, сцепленными с полом. Наследование таких признаков было открыто и изучено на дрозофиле Т. Морганом.

Значение искусственного регулирования соотношения полов для животноводства обусловлено различной ценностью мужских и женских особей в различных условиях животноводческого хозяйствования. Так, например, при молочной специализации желательно, чтобы рождались преимущественно женские особи, при мясной - наоборот, мужской. Эти задачи реализуются с помощью генных технологий.

Задача №86

В хозяйство, занимающееся разведением мясного скота, было завезено 50 телок и один бык. Все животные были черными и комолыми, то есть по фенотипу они были сходны с абердин-ангусами. Точных сведений о их происхождении не было. Среди полученных от этих животных 50-ти телят 28 были черными комолыми, 10 -- красными комолыми, 8 -- черными рогатыми и 4 теленка -- красными рогатыми. Какие признаки являются доминантными, а какие рецессивными? Каков генотип завезенных животных? Каково теоретически ожидаемое расщепление в их потомстве?

Ответ: Черный цвет и комолость являются доминантными признаками, красный цвет и рогатость - рецессивными. Ожидаемое расщепление: 9:3:3:1.

Задача № 93 У кур розовидный гребень контролируется геном «R», гороховидный -- геном «Р», а листовидный -- их рецессивными аллелями «r» и «р». Петуха с ореховидным гребнем спарили с тремя курами. Курица № 1, гребень которой ореховидной формы, дала потомство с отношением фенотипов 3 ореховидных и 1 розовидный. Курица № 2 (гороховидный гребень) дала потомков в следующем отношении: 3 ореховидных, 3 гороховидных, 1 розовидный и 1 листовидный (простой). От курицы № 3 получены потомки только с ореховидным гребнем. Определите генотипы петуха, трех кур и их потомков, составив для этого схемы скрещиваний.

Ответ:

РЕШЕНИЕ:

Скрещивание петуха с курицей № 1.

Р: + RRPp x > RrP_

F1 по фенотипу: 12 ореховидных и 4 розовидных гребня.

Таким образом, генотипы родителей - + RRPp, > RrP_

Скрещивание петуха с курицей № 2

Р: + __Pр x > RrP_

F1 по фенотипу: 6 ореховидных, 6 гороховидных, 2 розовидных и 2 листовидных гребня.

Таким образом, генотипы родителей - + __Pр, > RrP_

Скрещивание петуха с курицей № 3

Р: + R_P_ x > RrP_

F1 по фенотипу: все потомки с 16 ореховидным гребнем.

Таким образом, генотипы родителей - + R_P_ , > RrP_

Задача № 106

В свободно размножающейся популяции доля особей «АА» равна 0,81. Какая часть должна быть гетерозиготной «Аа»? Вычислите это, используя формулу Харди-Вайнберга.

Ответ:

р- относительная частота А, q- относительная частота а.

р+q=1 - закон Харди Вайнберга.

Возводим в квадрат, гетерозиготных особей 2рq

q2AA : 2q(1 - q)Аа : (1 - q)2aa = 1 (здесь цифра 2 после q и (1 - q) означает не умножение на 2, а возведение в степень).

(1-q)2=0.81

1-q=0.9

q=0.1

р=0.9

2рq=2*0,9*0,1=0,18.

Библиографический список

1. Бакай А.В., Кочиш И.И., Скрипниченко Г.Г. Генетика. М.:КолосС, 2006. 448с.

2. Бакай А.В., Кочиш И.И., Скрипниченко Г.Г. и др. Практикум по генетике: Учеб. пособие для вузов. М.: КолосС, 2010. 304 с.

3. Жученко А.А., Гужов Ю.Л., Пухальский В.А. и др. Генетика. М.: КолосС, 2004. 480 с.

4. Козлов Ю.Н., Костомахин Н.М. Генетика и селекция сельскохозяйственных животных. М.: КолосС, 2009. 264 с.

5. Крюков, В.И./ Генетика. Учебное пособие для самостоятельной работы /В.И. Крюков. - Орел, 2006. - 159 с.

Размещено на Allbest.ru