По выполнению

Внеаудиторной 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.