По выполнениюВнеаудиторной самостоятельной работы Вид работы: Решение генетических задач Дисциплина: Биология Составитель: Чудинова Л.Е.
Цель: Обобщить опыт по решению генетических задач. Развивать способности научно организовывать умственный труд, Тренировать ум, развивать сообразительность, формировать кибернетический подход, весьма ценный и самых далеких от биологии областях деятельности.
Теоретические основы: Для записи результатов скрещивания используются следующие общепринятые обозначения: Р-родители (от лат. parental – родитель); F – потомство (от лат. filial – потомство): F1 – гибриды первого поколения – прямые потомки родителей Р; F2 – гибриды второго поколения – потомки от скрещивания между собой гибридов F1 и тд. ♂ - мужская особь (щит и копье – знак Марса); ♀ - женская особь (зеркало с ручкой – знак Венеры); × - значок скрещивания; : - расщепление гибридов, разделяет цифровые соотношения отличающихся (по фенотипу или генотипу) классов потомков.
Правило первое Если при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в их потомстве наблюдается расщепление признаков, то эти особи гетерозиготны. Попробуем решить задачу, используя это правило. Задача При скрещивании двух морских свинок с черной шерстью получено потомство: пять черных свинок и две белых. Каковы генотипы родителей? Из условия задачи нетрудно сделать вывод о том, что в потомстве черных особей больше чем белых, а потому, что у родителей, имеющих черную окраску появились детеныши с белой шерстью. На основе этого введем условные обозначения: черная окраска шерсти – А, белая – а маленькая. Запишем условия задачи в виде схемы: Р♀ А? × ♂А? F1 A?; аа Используя названное выше правило, мы можем сказать, что морские свинки с белой шкурой (гомозиготные по рецессивныму признаку) могли появиться только в том случая, если их родители были гетерозиготными. Проверим это предположение построением схемы скрещивания: Р ♀Аа × ♂Аа Г А, а; А, а F1 АА; Аа; Аа; Аа; аа Расщепление признаков по фенотипу – 3:1. Это соответствует условиям задачи. Убедиться правильности решения задачи можно построением схемы скрещивания морских свинок с другими возможными генотипами. Схема 1 Р ♀АА × ♂АА Г А; А F1 АА Схема 2 Р♀ Аа × ♂АА Г А, а; А F1 АА; Аа В первом случае в потомстве, не наблюдается расщепление признаков ни по генотипу, ни по фенотипу. Во втором случае генотипы особей будут различаться, однако фенотипически они будут одинаковыми. Оба случая противоречат условиям задачи, следовательно генотипы родителей – Аа; Аа
Правило второе Если в результате скрещивания особей, отличающихся фенотипически по одной паре признаков, получается потомство, у которого наблюдается расщепление по этой же паре признаков, то одна из родительских особей была гетерозиготна, а другая – гомозиготна по рецессивному признгаку. Задача При скрещивании вихрастой и гладкошерстной морских свинок получено потомство: 2 гладкошерстные свинки, 3 вихрастой. Известно, что гладкошерстность является доминантным признаком. Каковы генотипы родителей? Используя второе правило, мы можем сказать, что одна свинка (вихрастая) имела генотип Аа, а другая (гладкошерстная) – аа. Проверим это построением схемы скрещивания: Р ♀Аа × ♂аа Г А,а; а F1 Аа; аа Расщепление по генотипу и фенотипу – 1:1, что соответствует условиям задачи. Следовательно, решение было правильным.
Правило третье Если при скрещивании фенотипически одинаковых (по одной паре признаков) особей в первом поколении гибридов происходит расщепление признаков на три фенотипические группы в отношениях 1:2:1, то это свидетельствует о неполном доминировании и о том, что родительские особи гетерозиготны. Задача При скрещивании петуха и курицы имеющих пеструю окраску перьев, получено потомство: 3 черных цыпленка, 7 пестрых и 2 белых. Каковы генотипы родителей?. Согласно третьему правилу, в данном случае родители должны быть гетерозиготными. Учитывая это, запишем схему скрещивания: Р♀Аа × ♂Аа Г А,а; А,а F1 AA; Аа;Аа;аа Из записи видно, что расщепление признаков по генотипу составляет соотношение 1:2:1. Если предположить, что цыплята с пестрой окраской перьев имеют генотип Аа, то половина гибридов первого поколения должны иметь пеструю окраску. В условиях задачи сказано, что в потомстве из 12 цыплят 7 были пестрыми, а это действительно составляет чуть больше половины. Каковы же генотипы черных и белых цыплят? Видимо черные цыплята имели генотип АА, а белые – аа, так как черное оперение, или, точнее, наличие пигмента, как правило, доминантный признак, отсутствие пигмента (белая окраска) – рецессивный признак. Таким образом, можно сделать вывод о том, что в данном случае черное оперение у кур неполное доминирует над белым; гетерозиготные особи имеют пестрое оперение.
Правило четвертое Если при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в потомстве происходит расщепление признаков в соотношении 9:3:3:1, то исходные особи были дигетерозиготными. Задача При скрещивании двух морских свинок с черной и вихрастой шерстью получено 10 черных свинок с вихрастой шерстью, 3 черных с гладкой шерстью, 4 белых с вихрастой шерстью и 1 белая с гладкой шерстью. Каковы генотипы родителей? Итак, расщепление признаков у гибридов первого поколения в данном случае было близко к соотношению 9:3:3:1, то есть к тому отношению, которое получается при скрещивании дигетерозигот между собой (АаВв × АаВв, где А – черная окраска шерсти, а – белая; В – вихрастая шерсть, в – гладкая). Проверим это. Р ♀АаВв × ♂АаВв Г АВ, Ав, Ав, ав АВ, Ав, Ав, ав F1 1AABB, 2ААВв, 2АаВВ, 4АаВв 1ААвв, 2Аавв, 1ааВВ, 2ааВв,1аавв Расщепление по фенотипу 9:3:3:1 Решение показывает, что полученное расщепление соответствует условиям задачи, а это значит, что родительские особи были дигетерозиготными.
Правило пятое Если при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в потомстве происходит расщепление признаков в отношениях 9:3:4, 9:6:1, 9:7, 12:3:1, 13:3, 15:1, то это свидетельствует о явлении взаимодействия генов; при этом расщепление в отношениях 9:3:4, 9:6:1 и 9:7 свидетельствует о комплементарном взаимодействии генов, расщепление в отношениях 12:3:1 и 13:3 – об эпистатическом взаимодействии, а 15:1 – о полимерном взаимодействии. Задача При скрещивании двух растений тыквы со сферической формой плодов получено потомство, имеющее только дисковидные плоды. При скрещивании этих гибридов между собой (с дисковидными плодами) были получены растения с тремя типами плодов: 9 частей с дисковидными плод15:1ами, 6 со сферическими и 1- с удлиненными. Каковы генотипы родителей и гибридов первого и второго поколений? Исходя из результатов первого скрещивания, можно определить, что родительские растения были гомозиготны, так как в первом поколении гибридов все растения имеют одинаковую форму плодов.При скрещивании этих гибридов между собой происходит расщепление в отношении 9:6:1, что говорит о комплементарном взаимодействии генов (при таком взаимодействии генотипы, объединяющие в себе два доминантных неаллельных гена Аи В, как в гомо-, так и в гетерозиготном состоянии определяют появление нового признака). Составим условную схему скрещивания: Р сферические× сферические F1 дисковидные F2 9 дисковидных; 6 сферических; 1 удлиненный Если в данном примере присутствует комплементарное взаимодействие генов,то можно предположить, что дисковидная форма плодов определяется генами А иВ, а удлиненная, видимо, рецессивным генотипом аавв. Ген А при отсутствии гена В определяет сферическую форму; ген В при отсутствии гена А тоже определяет сферическую форму плода. отсюда можно предположить, что родительские растения имели генотипы ААвв и ааВВ. При скрещивании растений с генотипами ААвв и ааВВ в первом поколении гибридов все растения будут иметь дисковидную форму плодов с генотипом АаВв. При скрещивании этих гибридов между собой наблюдается то расщепление, которое дано в условии задачи, следовательно, в данном примере действительно имело место комплементарное взаимодействие генов.
|
