Задачи по классической генетике и рекомендации по их решению

р (отсутствие б.Вильсона, нормальный цвет зубов, сын) = ?

4. Используя краткую запись скрещивания, определим, какой из признаков является доминантным, а какой - рецессивным.

Сначала проведем анализ скрещивания по первому признаку: отсутствие - наличие болезни Вильсона. Обращает на себя внимание следующее: у здоровых родителей рождается дочь с болезнью Вильсона. Нам известно, что доминатный признак не может появиться в потомстве особей с рецессивным признаком. Скорее, наоборот, рецессивный признак может появиться в потомстве особей с доминантным признаком. Такое бывает тогда, когда родительские особи гетерозиготны, и в их генотипе присутствует рецессивный аллель, подавляемый жоминантным аллелем. Это значит, что болезнь Вильсона наследуется как рецессивный признак, а отсутствие болезни Вильсона - как доминантный признак. Это позволяет нам начать оформлять второй столбец таблицы. Напишем на первой строке рядом с точкой аллель а, а на второй строке - аллель А. Такая запись будет означать, что по условию задачи нам не было известно, какой из аллелей гена “А” является доминантным, а какой - рецессивным, и мы сами определили это.

Теперь проведем анализ скрещивания по второму признаку, обусловленному аллелями гена “В”. Сын с нормальным цветом зубов родился у родителей с темными зубами, причем он получил Х-хромосому с аллелем, обусловливающим нормальный цвет эмали зубов, от своей матери. От своего отца он получил Y-хромосому, не содержащую аллель гена “B”. Поэтому при анализе следует учитывать фенотип только матери, на принимая во внимание фенотип отца. У матери темный цвет зубов; это значит, что аллель, передаваемый ею сыну, находится в подавленном состоянии, то есть, являертся рецессивным. Таким образом, нормальный цвет зубов - это рецессивный признак, а Следовательно, темный цвет зубов - доминантный признак. Напишем на третьей строке рядом с точкой Х-хромосомы аллель А, а на четвертой строке строке - аллель а. После записи генотипов в третьем столбце таблица приобретает следующий вид.

Пара альтернативных признаков	Аллели	Возможные генотипы генов
Болезнь Вильсона 1	а А	аа
Отсутствие болезни Вильсона	А	А (АА или Аа)
Темные зубы 2	ХВ “В”	+ ХBХ. (ХBХB или ХBХb); > ХBY
Нормальные зубы	Хb	+ ХbХb; > ХbY

5. Используя таблицу, для каждой особи напишем рядом с точками те аллели ее генотипа, наличие которых можно определить по личному фенотипу этой особи. Для этого построчно читаем таблицу и рядом с тосками в краткой записи скрещивания записывает аллели, входящие в состав того генотипа, который соответствует признаку, указанному на строке. После выполнения этой процедуры Краткая запись скрещивания приобретает следующий вид.

отсутствие б. Вильсона отсутствие б. Вильсона

темные зубы темные зубы

Р + А Х^В Х х > А Х^.В Y

F₁ > А Х^b Y +.а а Х^.В Х

отсутствие б. Вильсона б. Вильсона

нормальные зубы темные зубы

р (отсутствие б.Вильсона, нормальный цвет зубов, сын) = ?

6. Теперь найдем недостающие аллели в генотипах родителей, используя для этого сведения о найденных нами генотипах детей. Учитывая, что дети имеют комбинации только тех аллелей, которые они получили от своих родителей, можно легко определить, что мать обязательно должна содержать в своем генотипе рецессивные аллели обоих генов: аллель а и аллель b, а отец - рецессивный аллель а. Заключим найденные нами аллели внутрь окружности и стрелками покажем направление их наследования.

Краткая запись скрещивания приобретает следующий вид.

отсутствие б. Вильсона отсутствие б. Вильсона

темные зубы темные зубы

Р + А а Х^.ВХ^b х > А а Х^.В Y

F₁ > .А Х^b Y + а а Х^.В Х

отсутствие б. Вильсона б. Вильсона

нормальные зубы темные зубы

р (отсутствие б. Вильсона, нормальный цвет зубов, сын) = ?

Отчетливо видны аллели, которые мы нашли по личному фенотипу особи, и аллели, найденные по генотипу потомков.

Найдя генотипы родитеоей, мы может приступить к поиску ответа на основной вопрос задачи.

7. Сначала напишем найденные нами геноимпы родителей, затем составим план по гаметам и напишем типы гамет, которые образуют родительские особи. После составления плана по зиготам, оформления решетки Пеннета и записи возможных генотипов особей F₁ запись хода решения задачи приобретает следующий вид.

2 х 2 = 4 2 х 2 = 4

Р + А а Х ^ВХ ^b х > А а Х^ВY

Типы гамет АХ^В; АХ^b; аХ^В ; аХ^b АХ^В; АY; аХ^В ; аY

4 4 4 х 4 = 16

F₁

> +	АХВ	АY	аХВ	аY
АХВ	ААХВХВ	ААХВY	АаХВХВ	АаХВY
АХb	ААХВХb	ААХbY	АаХВХb	АаХbY
аХВ	АаХВХВ	АаХВY	ааХВХВ	ааХВY
аХb	АаХВХb	АаХbY	ааХВХb	ааХbY

Отойдем от традиционной формы оформления задачи, включающей в себя запись фенотипов всех особей F₁. Для расчета вероятности нам достаточно будет найти количество особей с требуемым фенотипом - отсутствие болезни Вильсона и нормальный цвет зубов. Введем дополнительные обозначения: одной линией подчеркнем в записи генотипов комбинации аллелей, обеспечивающие формирование признака “отсутствие болезни Вильсона”, а двумя линиями - комбинации аллелей, обеспечивающие формирование признака “нормальные зубы”. Как видно из таблицы “признак - ген”, первый признак будет формироваться у организмов с генотипом А, а второй признак - у организмов с генотипом Х^bХ^b и Х^bY. Поэтому фрагменты А генотипов особей F₁ подчернем одной линией, а фрагменты Х^bY генотипов - двумя линиями. Затем обведем окружность вокруг тех генотипов особей, у которых будет подчеркнут весь генотип: один его фпагмет - одной волнистой линией, а другой - двумя. Затем найдем численное значение вероятности и напишем ответ. После выполнения всех процедур решетка Пеннета и расчет вероятности выглядят следующим образом.

F₁

> +	АХВ	АY	аХВ	аY
АХВ	ААХВХВ	ААХВY	АаХВХВ	АаХВY
АХb	ААХВХb	ААХbY===	АаХВХb	АаХbY===
аХВ	АаХВХВ	АаХВY	ааХВХВ	ааХВY
аХb	АаХВХb	АаХbY===	ааХВХb	ааХbY===

р (отсутствие б.Вильсона, нормальный цвет зубов, сын) = 3/16

Посмотрите, как выглядит полная краткая запись хода решения задачи.

Этап 1. Оформим краткую запись условия задачи, определим доминантность и рецессивность признаков и найдем генотипы родителей

Пара альтернативных признаков	Аллели	Возможные генотипы генов
Болезнь Вильсона 1	а А	аа
Отсутствие болезни Вильсона	А	А (АА или Аа)
Темные зубы 2	ХВ “В”	+ ХBХ. (ХBХB или ХBХb); > ХBY
Нормальные зубы	Хb	+ ХbХb; > ХbY

отсутствие б. Вильсона отсутствие б. Вильсона

темные зубы темные зубы

Р + А .а Х^.ВХ ^.b х > А а Х^.В Y

F₁ > А Х^.b Y +.а а Х^.В Х

отсутствие б. Вильсона б. Вильсона

нормальные зубы темные зубы

р ₍отсутствие б.Вильсона, нормальный цвет зубов, сын) = ?

Этап 2. Ответим на основной вопрос задачи.

2 х 2 = 4 2 х 2 = 4

Р + А а Х ^ВХ ^b х > А а Х^ВY

Типы гамет АХ^В; АХ^b; аХ^В ; аХ^b АХ^В; АY; аХ^В ; аY

4 4 4 х 4 = 16

F₁

> +	АХВ	АY	аХВ	аY
АХВ	ААХВХВ	ААХВY	АаХВХВ	АаХВY
АХb	ААХВХb	ААХbY===	АаХВХb	АаХbY===
аХВ	АаХВХВ	АаХВY	ааХВХВ	ааХВY
аХb	АаХВХb	АаХbY===	ааХВХb	ааХbY===

р (отсутствие б.Вильсона, нормальный цвет зубов, сын) = 3/16

Ответ: Вероятность рождения в семье еще одного здорового сына с нормальным цветом зубов равна 3/16 (18,75%).

В отличие от предыдущих задач в условии следующей задачи отсутствуют прямые указания на конкретные признаки, имеющиеся у родительских особей.

Задача 6

У дрозофилы серый и черный цвет тела - аутосомные признаки, за которые отвечают разные аллели одного гена. При скрещивании двух мух примерно 75% потомства имело серое тело, остальные - черное.

Каковы генотипы и фенотипы скрещиваемых мух?

Решение

1. Скрещиваемые особи анализируются по одному признаку - цвету глаз. Поэтому для обозначения генов достаточно взять только одну букву алфавита - букву “А”. Поскольку в условии задачи не сказано, какой из изучаемых признаков является доминантным, а какой - рецессивным, то таблица “признак - ген” имеет следующий вид.

Пара альтернативных признаков	Аллели	Возможные генотипы генов
Серый цвет тела 1	А
Черный цвет тела

2. Сделаем краткую запись скрещивания, обозначив место неизвестных признаков родительских особей знаком вопроса (?).

? ?

Р + ? х >?

F₁ ?

серое тело черное тело

75%

3. Единственная конкретная информация, которая может помочь в решении этой задачи, - это количественные и качественные соотношения по фенотипу среди особей потомства.

Если в F₁ на мух с серым телом приходится 75%, то на мух с черным телом приходится 100 - 75 = 25%. Таким образом, между особями потомства имеет место соотношение (расщепление) по фенотипу в следующей пропорции: 3 серое тело : 1 черное тело.

Из теории известно, что при моногибридном скрещивании такой результат получается при скрещивании гетерозиготных особей, имеющих генотип Аа, друг с другом. Причем 3/4 особей потомства будет иметь доминантный признак, а 1/4 - рецессивный признак. Это позволяет нам предположить, что серое тело - доминантный признак, черное тело - рецессивный признак, а родительские особи гетерозиготны и имеют серое тело.

Продолжим оформление модифицированной таблицы “признак - ген” и напишем фенотипы и генотипы родительских особей в краткую запись скрещивания.

Пара альтернативных признаков	Аллели	Возможные генотипы генов
Серый цвет тела 1	А А	А (АА или Аа)
Черный цвет тела	а	аа

Серое тело? Серое тело?

Р + А а ? х > А а?

F₁

серое тело черное тело

75%

4. Если наши рассуждения верны, то при скрещивании гетерозиготных серых мух друг с другом в потомстве действительно должны появиться особи с серым и черным телом в соотношении 3 : 1. Найдем F₁ и проверим правильность наших рассуждений и выводов.

2 2

Р + Аа х > Аа

Типы гамет А; а А; а

2 2 2 х 2 = 4

F₁ генотипы АА; Аа; Аа; аа

расщепление 1 АА : 2 Аа : 1 аа

по генотипу

фенотипы серое тело серое тело черное тело

асщепление 3 серое тело : 1 черное тело

по фенотипу 75% 25%

Как и ожидалось, в потомстве F₁ получено расщепление в соотношении 3:1, значит наши рассуждения и выводы верны: скрещиваемые мухи гетерозиготны и имеют серое тело.

Ответ: Скрещиваемые мухи гетерозиготны и имеют серое тело

Следующая задача - на сцепленное наследование генов, аллели которых расположены в одной паре гомологичных друг другу хромосом.

Задача 7

Полидактилия (многопалость) и катаракта (помутнение хрусталика) - доминантные аутосомные признаки человека. Аллели, обусловливающие развитие этих признаков, и аллели, отвечающие за развитие пятипалости и нормального зрения, расположены в одной паре гомологичных хромосом и тесно сцеплены друг с другом. В брак вступили мужчина и женщина. Женщина здорова, а мужчина страдает полидактилией и катарактой. Их сын здоров.

Чему равна вероятность рождения в этой семье ребенка, страдающего обоими заболеваниями?

Решение

1. Эта задача - на дигибридное скрещивание, так как супруги и их сын анализируются по двум аутосомным признакам: количеству пальцев и прозрачности хрусталика. Поэтому для записи генов будем использовать две буквы алфавита: “А” и “В. Оформим модифицированную таблицу “признак - ген”. В условии прямо сказано, какой из признаков является доминантным, а какой рецессивным. Поэтому модифицированная таблица “признак-ген” имеет следующий вид.

Пара альтернативных признаков	Аллели	Возможные генотипы генов
Полидактилия 1	А «А»	А. (АА или Аа) аа
Пятипалость	а	аа
Катаракта 2	В «В»	В. (ВВ или Вb)
Нормальное зрение	b	bb

2. Оформим краткую запись скрещивания. Гены, отвечающие за количество пальцев и прозрачность хрусталика, расположены в одной паре гомологичных хромосом и тесно сцеплены друг с другом. Аллели этих генов будут наследоваться преимущественно вместе. Поэтому при решении задачи удобнее использовать не генную, а хромосомную запись, так как она наглядно показывает, какие именно аллели изучаемых генов расположены в каждой из гомологичных хромосом. Используя условные обозначения, сделаем краткую запись скрещивания, указывая только те сведения, которые содержатся в условии задачи.

пятипалость полидактилия

нормальное зрение катаракта

Р + х >

F₁ >

пятипалость

нормальное зрение

р (полидактилия, катаракта) = ?

3. Краткую запись скрещивания используем для решения задачи и оформления хода решения. Сначала расставим точки на месте предполагаемых аллелей в генотипах всех упомянутых в условии задачи особей. При этом учитываем, что аллели генов “А” и “В” расположены в одной паре хромосом. После этого краткая запись приобретает следующий вид.

пятипалость полидактилия

нормальное зрение катаракта

Р + х >

F₁ >

пятипалость нормальное зрение

р (полидактилия, катаракта) = ?

Верхние точки в каждой записи генотипа - это места, оставленные для записи аллелей генов “А” и “В” в одной (верхней) хромосоме, а нижние точки в каждом генотипе - это места, оставленные для записи аллелей генов “А” и “В” в другой (нижней) хромосоме, гомологичной первой хромосоме. Точка, расположенная в каждой записи генотипа слева, - это место, оставленное для записи аллеля гена “А”, а точка, расположенная в каждой записи генотипа справа, - это место, оставленное для записи аллеля гена “В”.

4. Теперь, используя таблицу “признак - ген”, напишем те аллели генов, наличие которых в генотипе каждой особи можно определить, зная лишь ее собственный фенотип.

Читая таблицу построчно слева направо, пишем один аллель А особям с полидактилией, два аллеля а - пятипалым особям и bb - особям с нормальным зрением. Мы не может написать аллель В в генотип особи с катарактой, так как на основании одних лишь сведений о фенотипе мужчины нельзя с уверенностью сказать, где расположен аллель В: в верхней хромосоме вместе с аллелем А или в нижней хромосоме вместе с неизвестным пока аллелем гена “А”, обозначенным точкой. условии не сказано, с каким аллелем гена “А” находится этот аллель в одной и той же хромосоме: этот аллель может находиться как в верхней хромосоме вместе с аллелем А, так и в нижней хромосоме вместе с аллелем, временно обозначенном точкой. Поэтому поставим пока обозначение аллеля В и знак вопроса (?) рядом с генотипом мужчины, страдающего катарактой.

После того, как мы запишем аллели всех особей, найденные нами по их личному фенотипу, краткая запись скрещивания приобретает следующий вид.

пятипалость полидактилия

нормальное зрение катаракта

а b А

Р + х > (В?)

а b

F₁ > а b

а b

пятипалость нормальное зрение

р (полидактилия, катаракта) = ?

Запись аллеля рядом с точкой означает, что в условии задачи отсутствовали прямые сведения об аллеле, и мы нашли аллель по личному фенотипу особи.

5. Найдем недостающие аллели генов “А” и “В” и расположение яллеля В в генотипе мужчины, используя для этого сведения о ранее найденном нами генотипе ребенка. При этом следует учитывать, что ребенок имеет комбинации только тех аллелей, которые он получил вместе с хромосомами от своих родителей.

Ребенок имеет две гомологичные хромосомы, каждая из которых содержит только рецессивные аллели анализируемых генов, то есть, аллель а и аллель b. Одну из этих хромосом он получил от своей матери, а другую - от отца. Значит одна из хромосом отца - нижняя - обязательно должна содержать аллели а и b. Напишем эти аллели рядом с точками под изображением второй (нижней) хромосомы в записи генотипа мужчины. В таком случае аллель В должен находиться в другой хромосоме - той, где расположен аллель А. Напишем аллель В рядом со второй точкой над верхней хромосомой генотипа мужчины. Нарисуем вокруг найденных нами аллелей окружности Такое оформление показывает, что эти аллели мы нашли не по личному фенотипу особей, а по ранее найденному генотипу сына. Нарисуем стрелку, идущую от хромосомы мужчины к хромосоме сына. Стрелка показывает направление наследования этой хромосомы с находящимися в ней аллелями и иллюстрирует ход наших рассуждений.

Таким образом, краткая запись скрещиванияусловия задачи приобретает следующий вид.

пятипалость полидактилия

нормальное зрение катаракта

.а .b .А .В

Р + х > (В-?)

.а .b .а .b

F₁ > .а .b

.а .b

пятипалость нормальное зрение

р ₍полидактилия, катаракта) = ?

6. Теперь, когда генотипы родителей нам известны, мы можем ответить на основной вопрос задачи: чему равна вероятность рождения в этой семье ребенка, страдающего обоими заболеваниями?

Сделаем это, поэтапно решая задачу в той последовательности, которая рекомендуется для простых типовых задач: сначала напишем план по гаметам и типы гамет, затем генотипы и фенотипы потомства, после чего найдем численное значение вероятности.

1 2

а b А В

Р + х >

а b а b

Типы гамет а b А В; а b;

1 2 1 х 2 = 2

F₁ А В а b

Расщепление по генотипу 1 : 1

а b а b

= р

Расщепление по фенотипу 1 полидактилия : 1 пятипалость

катаракта нормальное зрение

р (полидактилия, нормальное зрение) = 1/(1 + 1) = 1/2

Ответ: вероятность рождения в этой семье ребенка, страдающими обоими заболеваниями, равна 1/2

В предлагаемой ниже задаче особи анализируются по признаку, формирование которого зависит от комбинаций неальтернативных признаков, то есть, это задача на взаимодействие аллелей разных генов..

Задача 8

Окраска шерсти кроликов определяется двумя не сцепленными друг с другом аутосомными генами. Доминантный аллель одного гена обусловливает наличие пигмента. При наличии двух рецессивных аллелей этого гена пигмент не образуется, поэтому кролики получаются белыми. Доминантный аллель другого гена обусловливает неравномерное распределение имеющегося пимента по длине волоса, поэтому у кроликов формируется серая окраска. В отсутствие этого доминантного аллеля пигмент равномерно распределяется по волосу, поэтому у кроликов формируется черная окраска шерсти. Черного кролика несколько раз скрещивали с белой крольчихой. Половина их многочисленного потомства имела серую шерсть, а половина - белую.

Каковы генотипы скрещиваемых животных и их потомства?

Решение

1. Эта задача - на дигибридное скрещивание, так как скрещиваемые организмы анализируют по двум парам альтернативных признаков. Первая пара альтернативных признаков: наличие пигмента - отсутствие пигмента; вторая пара альтернативных признаков: неравномерное распределение пигмента - равномерное распределение пигмента. За эти признаки отвечают аллели двух разных генов. Поэтому для обозначения аллелей разных генов будем использовать две буквы алфавита: “А” и “В”. Гены расположены в аутосомах, поэтому будем обозначать их только с помощью этих букв, без использования символов Х- и Y - хромосом. В условии прямо сказано, какой из признаков является доминантным, а какой - рецессивным. Поэтому без затруднений составим таблицу “признак - ген”.

Пара альтернативных признаков	Аллели	Возможные генотипы генов
Наличие пигмета 1	А «А»	А. (АА или Аа)
Отсутствие пигмента	а	аа
Неравномерное распределение пигмента 2	В “В”	В. (ВВ или Вb)
Равномерное распределение пигмента	b	bb

2. Гены, отвечающие за анализируемые признаки, не сцеплены друг с другом, поэтому будем решать задачу, применяя генную запись скрещивания. Сделаем краткую запись скрещивания. Записывая признаки, следует помнить, что окраска шерсти является сложным признаком, зависящим от комбинаций двух неальтернативных признаков, поэтому сначала краткую запись оформим без указания альтернативных признаков, но оставив для них соответствующее место.

белая шерсть черная шерсть

Р + х >

F₁ 1/2; 1/2

серая шерсть белая шерсть

Генотипы Р, F₁ = ?

3. Используем краткую запись скрещивания для решения задачи и оформления хода решения. Сначала на месте, предназначенном для записи альтернативных признаков, напишем названия альтернативных признаков, учитывая закономерности формирования таких сложных признаков как серая и белая окраска шерсти. Затем обозначим двумя парами точек места расположения аллелей двух изучаемых генов в генотипах всех особей. После этого краткая запись скрещивания приобретает следующий вид.

белая шерсть отсутствие пигмента

наличие пигмента черная шерсть

? равномерн. распр. пигм.

Р + х >

F₁ Ѕ ; 1/2.

наличие пигмента отсутствие пигмента

серая шерсть неравномерн. распр. пигм.? белая шерсть

Генотипы Р, F₁ = ?

4. Используя таблицу “признак - ген”, найдем те аллели в генотипах родительских особей и особей потомства, которые можно определить, учитывая лишь собственные фенотипы особей. В генотипах особей, имеющих пигмент, рядом с первой точкой напишем аллель А, а в генотипах особей, не имеющих пигмент, рядом с обеими точками напишем аллели а. В генотипах особей, имеющих неравномерное распределение пигмента, рядом с третьей точкой напишем аллель В, а генотипах особей, имеющих равномерное распределение пигмента, рядом с третьей и четвертой точками напишем аллели b. После этого краткая запись условия задачи приобретает следующий вид.

белая шерсть отсутствие пигмента

наличие пигмента черная шерсть

? равномерн. распр. пигм.

Р + .а .а . . х > .А . .b .b

F₁ 1/2 .А . .В . ; 1/2 .а .а

наличие пигмента отсутствие пигмента

серая шерсть неравномерн. распр. пигм.? белая шерсть

Генотипы Р, F₁ = ?

5. Теперь найдем недостающие аллели в генотипах родительских особей, используя для этого сведения о генотипах их потомков. Черный кролик должен обязательно содержать в своем генотипе аллель а, так как только в этом случае белые крольчата получат от своих родителей два рецессивных аллеля а. Напишем в генотипе черного кролика аллель а рядом со второй точкой, нарисуем вокруг него окружность и изобразим стрелку, показывающую направление наследования найденного нами аллеля а.

В генотипе белой крольчихи обязательно должен быть аллель В, так как серые крольчата только от нее, а не от черного кролика, могут получить этот аллель. Напишем в генотипе белой крольчихи аллель В рядом с третьей точкой, нарисуем вокруг него окружность и изобразим стрелку, показывающую направление наследования найденного нами аллеля В.

Белую крольчиху многократно скрещивали с черным кроликом, и среди их многочисленного потомства ни разу не было черного кролика с генотипом bb. Это позволяет с уверенностью утверждать, что вторым аллелем гена “В” в ее генотипе является не аллель b, а аллель В, то есть крольчиха гомозиготна по доминантному аллелю B. Напишем в генотипе белой крольчихи аллель В рядом с четвертой точкой, нарисуем вокруг него окружность и в скобках напишем пояснение нашего выбора.

Теперь краткая запись скрещивания приобретает следующий вид:

белая шерсть отсутствие пигмента

наличие пигмента черная шерсть

? равномерн. распр. пигм.

Р + .а .а .В .В х > .А .а .b .b

(т.к. нет bb)

F₁ 1/2 .А . .В . ; 1/2 .а .а

наличие пигмента отсутствие пигмента

серая шерсть неравномерн. распр. пигм.? белая шерсть

Генотипы Р, F₁ = ?

Таким образом, мы нашли, что генотип крольчихи - ааВВ, а генотип кролика - Ааbb.

6. Продолжим поиск недостающих аллелей в генотипах крольчат, используя для этого сведения о генотипах родителей.

Серые крольчата должны иметь аллель а, так как от белой крольчихи они могут получить только этот аллель. Серые крольчата должны иметь аллель b, так как от черного кролика они могут получить только этот аллель. Напишем аллели а и b в генотипе серых крольчат рядом с соответствующими точками и нарисуем соответствующие стрелки.

Белые крольчата должны иметь аллель В, так как от белой крольчихи они могут получить только этот аллель. Белые крольчата должны иметь аллель b, так как от черного кролика они могут получить только этот аллель. Напишем аллели В и b в генотипе белых крольчат рядом с соответствующими точками и нарисуем соответствующие стрелки.

При этом краткая запись условия задачи приобретает следующий вид:

белая шерсть отсутствие пигмента

наличие пигмента черная шерсть

? равномерн. распр. пигм.

Р + .а .а .В .В х > .А .а .b .b

(т.к. нет bb)

F₁ 1/2 .А .а .В .b ; 1/2 .а.а .В .b

наличие пигмента отсутствие пигмента

серая шерсть неравномерн. распр. пигм.? белая шерсть

Генотипы Р, F₁ = ?

Таким образом, мы нашли, что генотип серых крольчат - АаВb, а генотип белых крольчат - aaBb.

7. Если наши рассуждения верны, то при скрещивании родительских особей, имеющих найденные нами генотипы, среди их потомства должны появиться особи с серой и белой шерстью в соотношении 1 : 1. Проверим правильность наших рассуждений и выводов, записав результаты скрещивания особей с такими генотипами.

1 х 1 = 1 2 х 1 = 2

Р + а а В В х > А а b b

Типы гамет аВ Ab; ab

1 2 1 х 2 = 2

F₁ расщепление 1 АаВb : 1 ааBb

по генотипу

фенотипы наличие пигмента отсутствие пигмента

неравном. распр. пигмента неравном. распр. пигмента

(серая шерсть) (белая шерсть)

Расщепление по фенотипу 1 серая шерсть : 1 белая шерсть

Как и ожидалось, в потомстве получено такое же соотношение особей по фенотипу, как в условии задачи, значит наши рассуждения и выводы верны.

Ответ: Животные имеют следующие генотипы: белая крольчиха - ааВВ, черный кролик - Aabb, серые крольчата - Aabb, белые крольчата - aaBb

Следующая задача - на неполную пенетрантность гена

Задача 9

Карий цвет глаз доминирует над голубым и обусловлен доминантным аллелем аутосомного гена. Ретинобластома (злокачественная опухоль глаза) обусловлена доминантным аллелем другого аутосомного гена, не сцепленного с геном, отвечающим за цвет глаз. Пенетрантность аллеля ретинобластомы составляет 60%.

Чему равна вероятность того, что у гетерозиготных по обоим признакам родителей родится здоровый кареглазый ребенок?

Решение

3. Эта задача - на дигибридное скрещивание, так как супруги и их ребенок анализируются по двум признакам: цвету глаз и возможности развития ретинобластомы. Эти признаки обусловлены двумя разными генами. Поэтому для обозначения генов возьмем две буквы алфавита: “А” и “В”. Гены расположены в аутосомах, поэтому будем обозначать их только с помощью этих букв, без использования символов Х- и Y- хромосом. Гены, отвечающие за анализируемые признаки, не сцеплены друг с другом, поэтому будем использовать генную запись скрещивания. В условии прямо сказано, какой из признаков является доминантным, а какой - рецессивным. Поэтому без затруднений составим таблицу “признак - ген”.

Пара альтернативных признаков	Аллели	Возможные генотипы генов
Карие глаза 1	А «А»	А. (АА или Аа) аа
Голубые глаза	а	аа
Ретинобластома 2 Пенетрансность = 60%	В «В»	В. (ВВ или Вb)
Отсутствие ретинобластомы	b	bb

2. Генотипы родителей известны, поэтому мы можем сразу приступить к поиску ответа на основной вопрос задачи: чему равна вероятность рождения кареглазого здорового ребенка?

Запишем генотипы родительских особей.

Р + AaBb x >AaBb

Согласно третьему закону Менделя среди особей F₁ должно ожидаться следующее соотношение по фенотипу:

F₁ 9 кареглазость : 3 кареглазость : 3 голубоглазость : 1

голубоглазость

ретинобластома отс. ретинобласт. ретинобласт. отс. ретинобласт.

Кареглазые здоровые дети - это особи второй группы в F₁. Нарисуем вокруг обозначения фенотипа этой группы окружность. Обозначим вероятность рождения кареглазых здоровых детей без учета неполной пенетрантности символом р₁. Напишем этот символ рядом с нарисованной нами окружностью. После этого запись соотношения особей F₁ по фенотипу будет выглядеть следующим образом.

= р₁

F₁ 9 кареглазость : 3 кареглазость : 3 голубоглазость : 1

голубоглазость

ретинобласт. отс. ретинобл. ретинобласт. отс. ретинобласт.

Так мы изобразили план первого действия по вычислению вероятности. Найдем численное значение р₁.

р₁ = 3/(9 + 3 + 3 + 1) = 3/16

(это численное значение вероятности рождения кареглазого здорового ребенка без учета неполной пенетрантности патологического аллеля А)

р₁ - это доля тех кареглазых особей, которые никогда не будут страдать ретинобластомой, потому что в их генотипе отсутствует аллель, обусловливающий развитие этой болезни. Но в действительности кареглазых здоровых детей будет больше, потому что среди ожидаемых кареглазых особей с ретинобластомой заболеют не все, а только 60%. Остальные же 40% хотя и будут иметь в своем генотипе доминантный аллель ретинобластомы В, но он у них в фенотипе не проявится, и фенотипически эти особи будут кареглазыми здоровыми детьми.

Пусть р₂ - это вероятность рождения детей кареглазыми с ретинобластомой без учета неполной пенетрантности аллеля А. Эти особи составляют первую группу особей в соотношении среди особьей F₁. Отметим их с помощью окружности и напишем рядом с ней символ р₂. После этого запись соотношения особей F₁ по фенотипу будет выглядеть следующим образом.

= р₂

= р₁

F₁ 9 кареглазость : 3 кареглазость : 3 голубоглазость : 1

голубоглазость

ретинобласт. отс. ретинобл. ретинобласт. отс. ретинобласт.

Найдем численное значение р₂.

р₂ = 9/(9 + 3 + 3 + 1) = 9/16

(это численное значение вероятности рождения кареглазых больных детей без учета неполной пенетрантности патологического аллеля А; среди них будут дети, которые не заболеют ретинобластомой)

Пусть р₃ - это вероятность рождения тех особей, которые должны быть кареглазыми с ретинобластомой, но из-за неполной пенетрантности аллеля ретинобластомы фенотипически будут кареглазыми здоровыми. Найдем численное значение р₃.

р₃ = р₂ х (100% - 60%) = р₂ х 40% = р₂ х 0,4 = 9/16 х 0,4 = 9/40

Пусть р₄ - это вероятность рождения кареглазых здоровых детей с учетом неполной пенетрантности патологического аллеля А. Этот показатель включает в себя и тех кареглазых здоровых особей, которые не имеют аллеля ретинобластомы, и тех кареглазых здоровых особей, у которых имеющийся аллель ретинобластомы А не проявится.

р₄ = р₁ + р₃ = 3/16 + 9/40 = 33/80 (41,25%)

Таким образом, вероятность рождения кареглазого здорового ребенка с учетом неполной пенетрантности аллеля ретинобластомы равна 33/80 (41,25%).

Ответ: Вероятность рождения кареглазого здорового ребенка равна 33/80 (41,25%)

Следующая задача - на неполное сцепление генов, обусловленное кроссинговером.

Задача 10

У томатов высокий рост стебля доминирует над карликовым, а шаровидная форма плода - над грушевидной. Гены высоты стебля и формы плода сцеплены и находятся друг от друга на расстоянии 20 сантиморганов (сМ). Гетерозиготное по обоим признакам растение скрестили с карликовым растением, имеющим грушевидные плоды. У гетерозиготного растения доминантные аллели расположены в одной из гомологичных хромосом, а рецессивные аллели - в другой.

Сколько карликовых растений с шаровидными плодами будет в потомстве скрещиваемых растений?

Решение

1. Эта задача - на дигибридное скрещивание, так как скрещиваемые растения анализируются по двум аутосомным признакам: высоте стебля и форме плода. Эти признаки обусловлены аллелями двух разных генов. Поэтому для обозначения аллелей этих генов будем использовать две буквы алфавита: “А” и “В”. В условии прямо сказано, какой из признаков является доминантным, а какой - рецессивным. Это позволяет нам составить следующую таблицу “признак - ген”.

Пара альтернативных признаков	Аллели	Возможные генотипы генов
Высокий рост 1	А «А»	А. (АА или Аа)
Карликовость	а	аа
Шаровидный плод 2	В “В”
Грушевидный плод	b	bb

Расстояние между генами - 20 сантиморганов

2. Поскольку гены, отвечающие за высоту стебля и форму плодов, расположены в одной паре гомологичных хромосом, то при решении задачи удобнее использовать не генную, а хромосомную запись. Используя условные обозначения, сделаем краткую запись скрещивания, указывая в ней только те сведения, о которых сообщается в условии задачи, в том числе гетерозиготность одной особи и расположение доминантных аллелей ее генотипа в одной и той же хромосоме.

карликовость грушевидный плод

А В

Р х

а b

р (карликовость, шаровидный плод) = ?

3. Разместим рядом с изображением каждой хромосомы второй особи две точки, обозначая тем самым места расположения аллелей двух изучаемых генов. Затем, используя таблицу “признак - ген”, напишем эти аллели. После этого краткая запись скрещивания приобретает следующий вид.

Карликовость грушевидный плод

А В .а .b

Р х

а b .а .b

р (карликовость, шаровидный плод) = ?

4. Поскольку генотипы родительских особей известны, то мы можем приступить к поиску ответа на основной вопрос задачи: чему равна вероятность появления в потомстве карликовых растений с шаровидными плодами?

Напишем генотипы скрещиваемых растений, составим план по гаметам и напишем типы гамет, которые образуют скрещиваемые организмы. Следует помнить, что 1 сантиморган - это такое расстояние между генами, при котором формируется 1% кроссоверных гамет. План по гаметам включает в себя сумму некроссоверных гамет двух ...