При скрещивании растения томата с белыми дисковидными плодами с растением

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 21.09.2024

Автор методики системно-аналитического изучения биологии и химии кбн Богунова В.Г. раскрывает тайны организации и функционирования живого, делится секретами мастерства при подготовке к ЕГЭ, ДВИ, олимпиадам, объясняет авторскую технологию решения задач по генетике и молекулярной биологии

Полный каталог статей вы найдете на авторском сайте в разделе "Статьи репетитора Богуновой В.Г."

"Никогда такого не было, и вот опять!" Сидим до экзамена перед компьютером и в игрушки играем?! А чо?! До ЕГЭ по биологии еще целая неделя отдыха, а перед смертью все равно не надышишься! Зачем зря калории жечь и шарики за ролики в голове закручивать?!

Знаете, что мне сказали подружки-сороки, когда я их поздравила с прибавлением семейства? ЕГЭ по химии было сложным. Все выпускники обрыдались после экзамена. Половина ребят сдали пустые листы со второй частью. Но. это цветочки по сравнению с тем, что будет на ЕГЭ по биологии. Короче, нас ожидает полный ТРЭШ. Не верите? Можете и дальше сидеть за компом, заткнув уши наушниками, вместо того, чтобы взять ручку в ручку и начать решать задачи по генетике!

Короче, вы как хотите, а я - как знаю!

Сегодня будем разбирать задачи на неполное сцепление генов (т.е. на кроссинговер). Вначале - небольшой ликбез.

Неполное сцепление генов

Сцепленное наследование - это распределение в потомстве неаллельных генов, лежащих в одной хромосоме.

Закон Т. Моргана о сцепленном наследовании: гены, локализованные в одной хромосоме, занимают определенное место (локус) и наследуются сцепленно. Сила сцепления обратно пропорциональна расстоянию между генами: чем больше расстояние между генами, тем меньше сила сцепления между ними и чаще образуются рекомбинантные типы гамет.

Т. Морган показал, что сцепление может быть полным и неполным, нарушение сцепления происходит за счет кроссинговера.

Кроссинговер (от англ. сross-in-gover перекрест) - перекрест хромосом, взаимный обмен гомологичными участками хромосом, происходит в профазе-1 мейоза во время конъюгации хромосом.

Вероятность кроссинговера зависит от положения генов в хромосоме: чем ближе гены друг к другу, тем вероятность кроссинговера меньше, чем дальше они друг от друга, тем эта вероятность больше.

Расстояние между генами выражают в единицах рекомбинации, т.е. через долю скрещиваний (в процентах), приводящих к появлению новых сочетаний генов, отличных от родительских: 1 единица рекомбинации (1% кроссинговера) = 1 морганиде.

1. В F2 образуется 4 группы фенотипов, собранных попарно с примерно одинаковым числом особей (вероятностью признака).

5. Процент кроссинговера и расстояние между генами (в морганидах) определяют по доле особей с кроссоверными гаметами (число особей в меньших группах делят на общее число особей).

Для выяснения генотипов по расщеплению в потомстве следует учитывать, что при скрещивании двух дигетерозигот в потомстве наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 9:3:3:1, а для каждого отдельно взятого признака соотношение фенотипов составляет 3:1. При спаривании гомозигот для каждого признака соблюдается закон единообразия. При анализирующем скрещивании дигетерозигот в потомстве присутствуют четыре класса фенотипов в равных количествах, а соотношение фенотипов по каждому признаку составляет 1:1.

У фигурной тыквы белая окраска плода ( W ) доминирует над желтой ( w ), а дисковидная форма ( D ) над шаровидной ( d ). Тыкву с белыми дисковидными плодами скрестили с тыквой, у которой плоды были белыми и шаровидными. В потомстве оказалось:

3/8 белых дисковидных,
3/8 белых шаровидных,
1/8 желтых дисковидных,
1/8 желтых шаровидных.

Определить генотипы родителей и потомства.

Для решения данной задачи можно рассматривать каждый признак в отдельности. Тогда:

расщепление по цвету 3:1, следовательно, оба растения были гетерозиготны ( Ww );
расщепление по форме 1:1, следовательно, скрещивалась гетерозиготная особь ( Dd ) с гомозиготной по рецессиву ( dd ).

Действительно, одно из родительских растений несло рецессивный признак (шаровидная форма плодов).

Таким образом, генотип первой особи – WwDd ; генотип второй – Wwdd . Анализ скрещивания подтверждает решение и позволяет выявить генотипы потомства.

Р	♀ WwDd белый, дисковид.	×	♂ Wwdd белый, шаровид.
гаметы	WD wD Wd wd	Wd wd
F₁	WWDd WwDd WWdd Wwdd белый, белый, белый, белый, дисковид. дисковид. шаровид. шаровид.
WwDd wwDd Wwdd wwdd белый, желтый, белый, желтый, дисковид. дисковид. шаровид. шаровид.

У кур гороховидный гребень доминирует над листовидным, а оперенные ноги над голыми. От группы генетически однородных кур с листовидными гребнями и оперенными ногами при скрещивании с петухом, имеющим гороховидный гребень и голые ноги, получено следующее потомство: с гороховидным гребнем и оперенными ногами – 59, с гороховидным гребнем и голыми ногами – 72, с листовидным гребнем и оперенными ногами – 63, с листовидным гребнем и голыми ногами – 66. Установить генотипы родителей и потомков.

У дрозофил серая окраска тела доминирует над черной, а нормальная форма крыльев над скрученной. При скрещивании между собой серых мух с нормальными и скрученными крыльями одна четверть потомства имела черное тело. Примерно у половины всех дочерних особей крылья были нормальные, а у половины – скрученные. Каковы генотипы родителей?

У свиней белая щетина доминирует над черной, а наличие сережек – над их отсутствием. Определить генотип белого хряка с сережками:

если при спаривании его с любыми свиноматками рождается белое потомство с сережками;
если при спаривании другого такого хряка с черными свиноматками без сережек рождается 50% белых поросят с сережками и 50% черных поросят с сережками.

У пшеницы безостность ( А ) доминирует над остистостью ( а ), а красная окраска колоса ( В ) над белой ( b ). Растения безостного красноколосного сорта при скрещивании с пшеницей остистого белоколосного сорта дали:

1/4 безостных красноколосных,
1/4 безостных белоколосных,
1/4 остистых красноколосных,
1/4 остистых белоколосных.

Определить генотипы исходных растений. Соответствует ли данное скрещивание анализируемому?

У фигурной тыквы белая окраска плодов ( W ) доминирует над желтой ( w ), а дисковидная форма плодов ( D ) над шаровидной ( d ). От скрещивания двух растений с белыми дисковидными плодами получено 11 растений с желтыми дисковидными и 36 с белыми дисковидными плодами. Определить наиболее вероятный генотип исходных растений.

У дурмана пурпурная окраска цветков доминирует над белой, колючие семенные коробочки над гладкими. От скрещивания дурмана с пурпурными цветками и гладкими коробочками с растением, имеющим белые цветки и колючие коробочки, получено 320 растений с пурпурными цветками и колючими коробочками и 423 – с пурпурными цветками и гладкими коробочками. Каковы генотипы исходных организмов и потомства?

У кур черный цвет оперения доминирует над красным, наличие гребня – над его отсутствием. Гены, кодирующие эти признаки, располагаются в разных парах хромосом. Красный петух, имеющий гребень, скрещивается с черной курицей без гребня. Получено многочисленное потомство, половина которого имеет черное оперение и гребень, а половина – красное оперение и гребень. Каковы наиболее вероятные генотипы родителей?

Нормальный рост у овса доминирует над гигантизмом, раннеспелость – над позднеспелостью. Гены обоих признаков расположены в разных аутосомах. От скрещивания раннеспелых растений нормального роста между собой получили 22372 растения. Из них гигантских оказалось 5593, и столько же позднеспелых. Определить, сколько было получено растений, одновременно имеющих признаки позднего созревания и гигантского роста.

По полученным соотношениям произошло расщепление:

по росту – 5593:16779 (22372 – 5593),
по сроку созревания – 5593:16779 (22372 – 5593),

то есть по обоим признакам произошло расщепление в пропорции 1:3, следовательно, скрещивались особи гетерозиготные по обеим парам генов. При дигибридном скрещивании дигетерозигот количество особей с двумя рецессивными признаками равно 1/16.

Значит, количество позднеспелых гигантских растений равно 22372/16, это примерно 1398 (методическая ошибка авторов задачи в том, что приводятся очень точные цифры, а законы Менделя носят статистический характер).

Плоды томата бывают красные и желтые, гладкие и пушистые. Ген красного цвета – доминантный, ген пушистости – рецессивный. Обе пары находятся в разных хромосомах. Из собранного в колхозе урожая помидоров оказалось 36 т гладких красных и 12 т красных пушистых. Сколько в колхозном урожае будет желтых пушистых помидоров, если исходный материал был гетерозиготным по обоим признакам?

У флоксов белая окраска цветов определяется геном W , кремовая – w ; плоский венчик – S , воронковидный – s . Растение флокса с белыми воронковидными цветами скрещено с растениями, имеющими кремовые плоские цветы. Из 76 потомков 37 имеют белые плоские цветки, 39 – кремовые плоские. Определить генотипы исходных растений.

У томатов пурпурная окраска стебля доминирует над зеленой. Рассеченные листья контролируются доминантным геном, а цельнокрайные – рецессивным. При скрещивании двух сортов томата, один из которых имел пурпурный стебель и рассеченный лист, другой – зеленый стебель и рассеченный лист, было получено следующее потомство:

350 растений с пурпурным стеблем и рассеченным листом;
112 – с пурпурным стеблем и цельнокрайным листом;
340 – с зеленым стеблем и рассеченным листом;
115 – с зеленым стеблем и цельнокрайным листом.

Каковы наиболее вероятные генотипы родительских растений?

2) Исходя из результатов скрещиваний чалого быка с коровами трех мастей (схемы скрещиваний приведены в № 6/2009), следует вывод о том, что фермер может завести быка любой масти. При любой масти быка 50% будут красными и белыми и пойдут на продажу.

♀ Красная × ♂ Чалый – красные и чалые (1:1);
♀ Белая × ♂ Чалый – белые и чалые (1:1);
♀ Чалая × ♂ Чалый – белые, чалые, красные (1:2:1).

Фермер может завести взамен Фердинанда быка любой масти.

Задача № 5. При скрещивании растений с белыми и розовыми цветками были получены такие же потомки примерно в равных соотношениях. Скрещивание двух растений с розовыми цветками дало в потомстве растения с белыми, розовыми и красными цветками. На основе приведенных данных выскажите и сформулируйте предположение о характере наследования окраски цветков у растения. Введите нужные генетические обозначения, обозначьте ими генотипы.

А – красная
а – белая
Аа – розовая

Исходя из условия задачи делаем вывод о промежуточном характере наследования окраски цветков у данного растения (неполное доминирование). Вводим необходимые генетические обозначения и записываем схемы скрещиваний:

аа

Аа

А а

аа

Аа

А а

АА

2Аа

аа

Ответ: наследование цветков у растения осуществляется по типу неполного доминирования.

Задача № 6. Какие группы крови возможны у детей, если у их матери II группа, а у отца IV группа крови?

ii – I группа
I A – II группа
I B – III группа
I A I B – IV группа

Из условия задачи невозможно сделать вывод о генотипе матери. У человека с II группой крови он может быть как гомозиготным, так и гетерозиготным (I A I A или I A i). В схеме скрещивания укажем оба варианта генотипа матери, но один вариант запишем в скобках:

I A I A (I A i)

I A I B

I A (I A i)

IA I B

I A I A I A I B (I A I A I A IB I A i I B i)

II гр. IVгр. (II гр. IVгр. II гр. III гр.)

Ответ: II гр.; IVгр.; (II гр.; IV гр.; II гр.; III гр.).

III. Домашнее задание

Повторить теоретический материал предыдущего урока и решить следующую задачу.

На планете Фаэтон все растения триплоидны. При образовании гамет клетка, из которой они возникают, делится на три клетки. При оплодотворении сливаются три гаметы трех родительских растений. На этой планете получено первое поколение гибридов от трех родителей, из которых два несут только доминантные аллели некоторого признака, а у третьего аллели этого признака рецессивны. Какое расщепление по этому признаку можно ожидать во втором поколении? Какие генотипы и в каком соотношении возникнут?

Урок № 7–8. Природа рецессивных и доминантных признаков. Летальные и полулетальные гены. Генеалогический метод и составление родословной

Оборудование: таблицы по общей биологии и схемы, иллюстрирующие особенности наследования летальных и полулетальных генов, рисунки с изображением условных знаков, используемых при составлении родословных.

I. Проверка знаний

1. Проверка решения задачи дома

А – доминантный признак
а – рецессивный признак

ААА

ааа

А А А

а а а

ААа

А А а

ААА ААА ААа ААА ААА ААа Ааа Ааа ааа

Дом. Дом. Дом. Дом. Дом. Дом. Дом. Дом. Рец.

Ответ: 4ААА : 2ААа : 2Ааа : 1ааа.

2. Самостоятельная работа

(Каждый учащийся получает карточку с текстом генетической задачи и решает ее в тетради).

Задача № 1. Среди 143 жеребят, родившихся от скрещивания 124 нормальных кобыл с жеребцом бельгийской породы Годваном, обнаружилось 65 особей с редким признаком – полным отсутствием радужной оболочки глаз (аниридия). Годван сам страдал аниридией, но его отец и мать были нормальными, а в родословной не было отмечено случаев появления аниридии. Как объяснить появление этого редкого дефекта у 65 жеребят; у Годвана? Как наследуется аниридия? Не будет ли ошибкой использовать в селекции нормальное потомство Годвана?

Задача № 2. В результате скрещивания с одним и тем же черным быком красная корова Зорька родила черного теленка, черная корова Майка – черного же теленка, а черная корова Вятка – красного теленка. Что можно сказать о генотипах указанных животных, если известно, что черная окраска шерсти доминирует над красной?

Задача № 4. В потомстве двух голубых песцов получено 11 голубых и 2 белых щенка. Отец этих щенков при скрещивании с белой самкой дал 8 белых и 5 голубых песцов. У матери же от скрещивания с одним из своих голубых сыновей, родилось 10 голубых щенков. Определить тип наследования голубой и белой окраски у песцов и генотипы животных.

Задача № 5. Плоды томата бывают круглыми и грушевидными. Ген круглой формы доминирует. В парниках высажена рассада, выращенная из гибридных семян. 31 750 кустов этой рассады дали грушевидные плоды, а 95 250 кустов – плоды круглой формы. Сколько среди них гетерозиготных кустов?

Задача № 6. При скрещивании самца ангорского (длинношерстного) кролика с короткошерстными самками в первом поколении получено 35 короткошерстных животных, а при скрещивании гибридов между собой в потомстве получилось 25 короткошерстных и 9 ангорских кроликов. Как наследуется ангорский тип шерсти у кроликов? Каковы генотипы особей родительского поколения?

Задача № 7. Петуха с розовидным гребнем (А) скрестили в первом случае с курицей, имеющей розовидный гребень. В потомстве оказались цыплята с розовидными гребнями. Во втором случае этого же петуха скрестили с курицей, имеющей простой гребень (а), но из ее яиц вывелись цыплята тоже только с розовидными гребнями. Определите генотипы петуха, курицы и цыплят от первой и второй куриц.

Задача № 8. На экспериментальной ферме есть две породы кур: леггорн (доминантна белая окраска) и ньюгемпшир (рецессивна красная окраска). Необходимо получить чистопородных цыплят обеих пород и реципрокных гибридов. Как разместить кур и петухов в минимальном количестве секций, чтобы по фенотипу цыплят можно было судить об их происхождении?

II. Изучение нового материала

Природа доминантных и рецессивных генов

Ответить на вопрос о том, почему один ген является доминантным, а другой – рецессивным, по большей части совсем не просто, но иногда причина этого бывает ясна.

Мутантная ДНК, не кодирующая никакой белок, или кодирующая белок, лишенный активности, – представляет собой рецессивный ген. У гетерозиготных индивидуумов нормальный ген обеспечивает синтез нормального белка, а рецессивный ген никакого вклада в синтез функционального белка не вносит. Такая особь – нормальная по фенотипу.

Таким образом, рецессивность – это мутантный ген, кодирующий белок, лишенный активности. Доминантность – это нормальный ген.

Летальные и полулетальные гены

Если белок, о котором идет речь, необходим для жизни данного организма, то организм, неспособный образовывать активную форму этого белка, обречен на гибель, а дефектный ген называется в этом случае летальным (то есть летальные гены – это мутантные гены, вызывающие гибель организма, так как не обеспечивают синтеза жизненно важных белков).

Доминантные летальные гены тоже существуют. Но они быстро исчезают, так как организмы, их несущие, погибают, не давая потомства.

Рецессивные летальные гены (они называются полулетальными) могут не причинять вреда гетерозиготному организму, поэтому они способны распространяться в популяции чрезвычайно широко (человек в среднем гетерозиготен по 30 полулетальным генам).

Примерами полулетальных генов служат: ген платиновой окраски меха у лисиц T l (полулетальным генам присваивается индекс l), ген серповидности (А l ) эритроцитов у человека и т.д.

Решение задач на наследование полулетальных генов

Задача № 1. Для генетического анализа приводим два факта из работы звероводческой фермы:

а) никак не удается вывести чистопородных платиновых лисиц. При многочисленных скрещиваниях платиновых по фенотипу самок с такими же самцами в любом случае происходит расщепление, в результате чего в потомстве, кроме платиновых по фенотипу лисят, всегда оказывается несколько серебристых;

б) от скрещивания между собой платиновых лисиц получено 185 лисят, из них 127 платиновых, 58 серебристых.

1) Почему в потомстве платиновых лисиц всегда происходит расщепление?
2) Какой генотип у платиновых и серебристых лисиц?
3) Отличается ли полученное расщепление потомства от ожидаемого по законам Менделя?

А l – платиновая
а – серебристая

Факты из работы звероводческой фермы, приведенные в задаче, свидетельствуют о том, что признак платиновой окраски является полулетальным. По этой причине чистопородных платиновых лисиц, то есть носителей генотипа А l А l не может быть в природе. Все платиновые лисицы имеют генотип А l а, то есть являются гетерозиготными.

А l а

А l А l

2А l а

аа

2) генотип платиновых лисиц – А l а, а серебристых – аа;

3) в случае полулетальности доминантного гена при скрещивании двух гетерозиготных особей наблюдается расщепление 2:1, а не 3:1, как следовало бы ожидать по второму закону Менделя.

Задача № 2. Одна из пород кур отличается укороченными ногами. Признак этот доминантный. Управляющий им ген вызывает также и укорочение клюва, при этом у гомозиготных цыплят он так мал, что они не в состоянии пробить скорлупу и погибают, не вылупившись из яйца. В инкубаторе хозяйства, разводящего коротконогих кур, получено 3300 цыплят. Сколько среди них коротконогих?

Аl – укороченные ноги
а – ноги нормальной длины

Из условий задачи следует, что ген укороченных ног у кур является полулетальным, так как гомозиготные по нему особи погибают еще в яйце. Исходя из этого составляем схему скрещивания.

А l а

А l А l

2А l а

аа

Ответ: получено 2200 коротконогих цыплят.

Генеалогический метод и составление родословной

Генеалогический метод состоит в изучении родословной. Этот метод помог выявить закономерности наследования очень большого числа признаков у человека, установить наследственный характер многих заболеваний и прогнозировать рождение больных детей в семьях с наследственной патологией.

При составлении родословной пользуются следующими условными знаками:

III. Домашнее задание

Изучить параграф учебника (природа доминантных и рецессивных генов, летальные и полулетальные гены, генеалогический метод).

Урок № 8–9. Дигибридное и полигибридное скрещивания. Третий закон Г.Менделя

Оборудование: таблицы по общей биологии, иллюстрирующие третий закон Менделя.

I. Проверка знаний

Устная проверка знаний по вопросам:

1) природа доминантных и рецессивных генов;
2) летальные и полулетальные гены;
3) генеалогический метод и составление родословной.

II. Изучение нового материала

Дигибридное скрещивание

Мы рассмотрели закономерности наследования при моногибридном скрещивании. Однако организмы различаются по многим генам. Установить закономерности наследования двух и более пар альтернативных признаков можно путем дигибридного и полигибридного скрещиваний.

Для дигибридного скрещивания Мендель взял гомозиготные растения гороха, отличающиеся по двум парам признаков. Одно из скрещиваемых растений имело желтые (А) гладкие (В) семена, другое – зеленые (а) морщинистые (b). В первом поколении все гибридные растения имели желтые гладкие семена:

АА ВВ

аа bb

АВ

аb

АаВb

Желтые гладкие (100%)

От самоопыления 15 гибридов F₁ было получено 556 семян, из них 315 желтых гладких, 101 желтое морщинистое, 108 зеленых гладких и 32 зеленых морщинистых. Для записи схемы скрещивания гибридов первого поколения между собой построим таблицу, которая получила название решетки Пеннета, по имени генетика, впервые предложившего таким способом определять соотношение фенотипических классов.

Аа Вb

(9АВ:3Аb:3аВ:1аb)

Анализируя полученное потомство, Мендель прежде всего обратил внимание на то что наряду с сочетаниями признаков исходных сортов (желтые гладкие и зеленые морщинистые) при дигибридном скрещивании появляются и новые сочетания признаков (желтые морщинистые и зеленые гладкие). Он обратил внимание на то, что расщепление по каждому отдельно взятому признаку соответствует расщеплению при моногибридном скрещивании. Из 556 семян 3/4 были гладкими, 1/4 – морщинистыми, 3/4 семян имели желтую окраску, а 1/4 – зеленую.

Анализ количественных соотношений групп гибридов F₂, имеющих определенное сочетание признаков, привел к такому заключению: расщепление по фенотипу при скрещивании дигетерозиготных особей происходит в соотношении 9:3:3:1. В F₂ 9/16 растений обладали обоими доминантными признаками (желтые гладкие семена); 3/16 были желтыми и морщинистыми; 3/16 были зелеными и гладкими; 1/16 растений F₂ обладали обоими рецессивными признаками (морщинистые семена зеленого цвета).

При моногибридном скрещивании родительские организмы отличаются по одной паре признаков (желтые и зеленые семена) и дают во втором поколении два фенотипа (2 1 = 2) в соотношении 3 + 1.

При дигибридном скрещивании родительские особи отличаются по двум парам признаков и дают во втором поколении четыре фенотипа (2 2 = 4) в соотношении (3 + 1) 2 = 3 2 + 3 + 3 + 1 2 . Легко подсчитать, сколько фенотипов и в каком соотношении будет образовываться во втором поколении при тригибридном скрещивании: 2 3 – восемь фенотипов в соотношении (3 + 1) 3 .

Четыре фенотипа скрывают девять разных генотипов: 1 – ААВВ; 2 – ААВb; 1 – ААbb; 2 – АаВВ; 4 – АаВb; 2 – Ааbb; 1 – ааВВ; 2 – ааВb; 1 – ааbb. Если расщепление по генотипу при моногибридном скрещивании в F₂ было 1:2:1, т.е. было три разных генотипа (3 1 ), то при дигибридном скрещивании образуется 9 разных генотипов – 3 2 , при тригибридном (3 3 ) – 27 разных генотипов.

Г.Мендель пришел к выводу, что расщепление по одной паре признаков не связано с расщеплением по другой паре. Для семян гибридов характерны не только сочетания признаков родительских растений (желтое гладкое семя и зеленое морщинистое семя), но и возникновение новых комбинаций признаков (желтое морщинистое семя и зеленое гладкое семя).

Проведенное исследование позволило сформулировать закон независимого наследования и комбинирования генов (третий закон Г.Менделя): при скрещивании двух гетерозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум и более парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга в соотношении 3:1 и комбинируются во всех возможных сочетаниях.

Третий закон Менделя справедлив только для тех случаев, когда анализируемые гены находятся в разных парах гомологичных хромосом.

Цитологические основы третьего закона Менделя

Остановимся на цитологических основах закона независимого наследования генов. При скрещивании гибридов первого поколения (АаВb) между собой каждый из них способен дать по четыре сорта гамет. Механизм этого процесса объясняется тем, что аллели одного гена всегда попадают в разные гаметы. Расхождение одной пары не влияет на расхождение генов другой пары.

Если в мейозе хромосома с геном А отошла к одному полюсу, то к этому же полюсу, то есть в эту же гамету, может попасть как хромосома с геном В, так и хромосома с геном b. Следовательно, с одинаковой вероятностью ген А может оказаться в одной гамете и с геном В, и с геном b. Оба этих события равновероятны. Поэтому количество гамет АВ и Аb будет одинаковым. Такое же рассуждение справедливо и для гена а, то есть число гамет аВ всегда равно числу гамет аb. В результате независимого распределения хромосом в мейозе I гибрид АаВb образует четыре сорта гамет: АВ, Аb, аВ, ав в равных количествах.

Таким образом, цитологической основой третьего закона Менделя является независимое расхождение хромосом в мейозе. Также к цитологическим основам закона независимого наследования и комбинирования генов и признаков можно отнести независимое сочетание гомологичных хромосом при оплодотворении.

III. Закрепление знаний

Обобщающая беседа по ходу изучения нового материала; решение генетических задач на третий закон Менделя.

Задача № 1. У томатов круглая форма плодов (А) доминирует над грушевидной (а), красная окраска плодов (В) – над желтой (b). Растение с красными округлыми плодами скрещено с растением, обладающим грушевидными желтыми плодами. Среди гибридов 25% растений дают красные округлые плоды, 25% – красные грушевидные, 25% – желтые округлые и 25% – желтые грушевидные плоды. Каковы генотипы родителей и гибридов?

А – круглые
а – грушевидные
В – красные
b – желтые

В условии задачи сказано, что одно из родительских растений является носителем двух рецессивных признаков – грушевидная форма плодов и желтая их окраска, значит, генотип этого растения мы можем определить точно – ааbb. Второе растение является носителем двух доминантных признаков, но у гибридов наряду с обоими доминантными признаками обнаруживаются и оба рецессивных признака, что возможно только в случае, если носитель доминантных признаков гетерозиготен по обоим парам аллелей, то есть генотип растения с округлыми красными плодами АаВb.

Данный материал будет полезен тем, что собраны задания по генетике, эмбриологии, деление клетки, митоз, мейоз. Задания повышенной и высокой уровни сложности.

От скрещивания двух сортов земляники, один из которых имеет усы и красные ягоды, а второй не имеет усов и образует белые ягоды, в первом поколении все растения имели усы и розовые ягоды. От скрещивания растений без усов с розовыми ягодами с растениями без усов с красными ягодами получены две фенотипические группы растений: без усов розовые и без усов красные. Составьте схемы двух скрещиваний. Определите генотипы родителей и потомства, характер наследования окраски ягод у земляники, закон наследственности, который проявляется в данном случае.

1) В первом скрещивании: скрещивания двух сортов земляники, один из которых имеет усы и красные ягоды, а второй не имеет усов и образует белые ягоды получили 100% потомства с усами и розовыми ягодами. Согласно правилу единообразия Менделя получаем, что усы — доминантный признак; отсутствие усов — рецессивный.

Розовая окраска — промежуточный признак: BB - красная окраска; Bb - розовая; bb - белая.

2) При этом в первом скрещивании

Схема скрещивания

P ♀ АABB х ♂ ааbb

фенотип: с усами, розовые

Во втором скрещивании от скрещивания растений без усов с розовыми ягодами с растениями без усов с красными ягодами получены две фенотипические группы растений: без усов розовые и без усов красные.

значит согласно анализирующему скрещиванию (расщепление по признаку дают гетерозиготные организмы)

— без усов с розовыми ягодами — aaBb

— без усов с красными ягодами — aaBB

Схема скрещивания

P ♀ aaBb х ♂ aaBB

фенотип: без усов красные; без усов розовые

4) Закон наследственности: По признаку окраски плодов - неполного доминирования.

Дополнительно.

Независимое наследование признаков (III закон Менделя) между первым и вторым признаком,

а также анализирующее скрещивание и правило единообразия гибридов I поколения.

Группа крови и резус-фактор — аутосомные несцепленные признаки. Группа крови контролируется тремя аллелями одного гена: i 0 , 1 А , 1 В . Аллели I А и I В доминантны по отношению к аллелю i 0 . Первую группу (0) определяют рецессивные аллели i 0 , вторую группу (А) определяет доминантный аллель I А , третью группу (В) определяет доминантный аллель I В , а четвёртую (АВ) — два доминантных аллеля — I А I В . Положительный резус-фактор (R) доминирует над отрицательным (r).

У отца третья группа крови и положительный резус (дигетерозигота), у матери вторая группа и положительный резус (дигомозигота). Определите генотипы родителей. Какую группу крови и резус-фактор могут иметь дети в этой семье, каковы их возможные генотипы и соотношение фенотипов? Составьте схему решения задачи. Какой закон наследственности проявляется в данном случае?

1) Генотипы родителей матери (по условию дигомозигота) RR I А I А ; отца (по условию дигетерозигота) Rr I В i 0

2) т. к. у матери образуется один тип гамет, а у отца четыре, то при скрещивании получаем расщепление по генотипу 1:1:1:1 RRI А I В ; RRI А i 0 ; RrI А I В ; RrI А i 0

Фенотипы детей: 50% резус-положительные IV группа крови : 50% резус-положительные II группа крови

3) Закономерности: кодоминирование по признаку группы крови; независимое наследование признаков по (между)первому и второму признаку.

У крупного рогатого скота красная окраска шерсти неполно доминирует над светлой, окраска гетерозиготных особей чалая. Гены признаков аутосомные, не сцеплены.

Скрещивали красных комолых (В) коров и чалых рогатых быков, в потомстве получились красные комолые (безрогие) и чалые комолые особи. Полученные гибриды F₁ с разными фенотипами были скрещены между собой. Составьте схемы решения задачи. Определите генотипы родителей и потомков в обоих скрещиваниях, соотношение фенотипов в поколении F₂. Какой закон наследственности проявляется в данном случае? Ответ обоснуйте.

ĀĀ — красная окраска шерсти

Āа — чалая окраска шерсти

аа — светлая окраска шерсти

ВВ Bb — комолые (безрогие)

♀ ĀĀВВ — красная комолая корова (по второму признаку ВВ, т.к. в F₁ всё потомство комолое, т.е. по правилу единообразия гибридов первого поколения скрестили ВВ х Вb)

♂ Āаbb — чалый рогатый бык

Форма крыльев у дрозофилы – аутосомный ген, ген размера глаз находится в Х-хромосоме. Гетерогаметным у дрозофилы является мужской пол.

При скрещивании двух дрозофил с нормальными крыльями и нормальными глазами в потомстве появился самец с закрученными крыльями и маленькими глазами. Этого самца скрестили с родительской особью. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и полученного самца F1, генотипы и фенотипы потомства F2. Какая часть самок от общего числа потомков во втором скрещивании фенотипически сходна с родительской самкой? Определите их генотипы.

1. Определяем какие признаки доминантные. Т.к. скрестили гетерозигот, и в потомстве получили признак, которого не было у родительских форм, значит, А - нормальные крылья (доминантный аутосомный), а - закрученные крылья (рецессивный аутосомный); X B - нормальные глаза, X b - маленькие глаза.

Гамету aX b самец с закрученными крыльями и маленькими глазами получил от матери; aY -от отца; отсюда генотипы родительской пары: ♀AaX B X b ; ♂ AaX B Y

2. P ♀ AaX B X b x ♂ AaX B Y, в F₁ самец aaX b Y

3. Теперь этого самца скрещиваем с родительской самкой

P ♀ AaX B X b x ♂ aaX b Y

G ♀ AX B ; Ax b ; aX B ; aX b

F₁ AaX B X b −нормальные крылья, нормальные глаза

AaX b X b −нормальные крылья, маленькие глаза

aaX B X b −закрученные крылья, нормальные глаза

aaX b X b −закрученные крылья, маленькие глаза

AaX B Y−нормальные крылья, нормальные глаза

AaX b Y−нормальные крылья, маленькие глаза

aaX B Y−закрученные крылья, нормальные глаза

aaX b Y−закрученные крылья, маленькие глаза

4. Фенотипически сходна с родительской самкой (с нормальными крыльями и нормальными глазами) 1/8 часть самок от общего числа потомков F₂ (12,5%)

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.

1) Генотипы родителей: пурпурный стебель, красные плоды — AABb (гаметы: AB и Ab); зеленый стебель, красные плоды — aaBb (гаметы aB и аb);

2) генотипы потомства в F1: AaBB, AaBb, Aabb;

3) соотношение генотипов и фенотипов в F1:

пурпурный стебель, красные плоды — 1 AaBB : 2 AaBb

пурпурный стебель, желтые плоды — 1 Aabb.

Т.к. в потомстве 100% - пурпурные, значит, тот родитель, который пурпурный стебель, красные плоды — AABb Согласно правилу единообразия гибридов первого поколения Менделя.

Дигетерозиготное растение гороха с гладкими семенами и усиками скрестили с растением с морщинистыми семенами без усиков. Известно, что оба доминантных гена (гладкие семена и наличие усиков) локализованы в одной хромосоме, кроссинговер не происходит. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, фенотипы и генотипы потомства, соотношение особей с разными генотипами и фенотипами. Какой закон при этом проявляется?

При скрещивании растения гороха с гладкими семенами и усиками с растением с морщинистыми семенами без усиков все поколение было единообразно и имело гладкие семена и усики. При скрещивании другой пары растений с такими же фенотипами (гороха с гладкими семенами и усиками и гороха с морщинистыми семенами без усиков) в потомстве получили половину растений с гладкими семенами и усиками и половину растений с морщинистыми семенами без усиков. Составьте схему каждого скрещивания. Определите генотипы родителей и потомства. Объясните полученные результаты. Как определяются доминантные признаки в данном случае?

Схема решения задачи включает:

1) 1-е скрещивание:

семена гладкие и усики × морщинистые и без усиков

семена гладкие и усики;

2) 2-е скрещивание:

семена гладкие и усики × морщинистые и без усиков

семена гладкие и усики; семена морщинистые без усиков;

3) Гены, определяющие гладкие семена и наличие усиков, являются доминантными, так как при 1-м скрещивании всё поколение растений было одинаковым и имело гладкие семена и усики. Гены, определяющие гладкие семена и наличие усиков (А, В), локализованы в одной хромосоме и наследуются сцеплено, так как при 2-м скрещивании произошло расщепление по двум парам признаков в соотношении 1:1

Одна из форм анемии (заболевание крови) наследуется как аутосомный доминантный признак. У гомозигот это заболевание приводит к смерти, у гетерозигот проявляется в лёгкой форме. Женщина с нормальным зрением, но лёгкой формой анемии родила от здорового (по крови) мужчины-дальтоника двух сыновей – первого, страдающего лёгкой формой анемии и дальтонизмом, и второго, полностью здорового. Определите генотипы родителей, больного и здорового сыновей. Какова вероятность рождения следующего сына без аномалий?

У томатов тип соцветия и форма плода определяются сцепленными генами, расстояние между которыми составляет 24 морганиды. Нормальная форма плода доминирует над продолговатой, простое соцветие - над сложным. Скрестили дигетерозиготное растение, которое унаследовало доминантные гены от разных родителей, с дигомозиготой по рецессиву. Какое потомство и в каком соотношении получили?

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 (X Н – нормальная свёртываемость крови, X 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.

1) генотипы родителей: ♀AAX H X H (гаметы AX H ); ♂aaX h Y (гаметы aX h , aY);

2) генотипы и пол детей: ♀AaX H X h ; ♂AaX H Y;

3) фенотипы детей: внешне нормальная по обеим аллелям девочка, но носительница генов альбинизма и гемофилии; внешне нормальный по обеим аллелям мальчик, но носитель гена альбинизма.

Докажите, почему вегетативное размножение растений относят к бесполому. Приведите не менее трёх доказательств.

1) в размножении участвует одна особь;

2) потомки являются копиями родительской особи;

3) новый организм образуется из соматических клеток (вегетативных органов).

У гороха посевного жёлтая окраска семян доминирует над зелёной, выпуклая форма плодов – над плодами с перетяжкой. При скрещивании растения с жёлтыми выпуклыми плодами с растением, имеющим жёлтые семена и плоды с перетяжкой, получили 63 растения с жёлтыми семенами и выпуклыми плодами, 58 – с жёлтыми семенами и плодами с перетяжкой, 18 – с зелёными семенами и выпуклыми плодами и 20 – с зелёными семенами и плодами с перетяжкой. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы исходных растений и потомков. Объясните появление различных фенотипических групп.

А - розовая окраска венчика

а - белая окраска венчика

В - высокий стебель

b - карликовый стебель

♀ А?В? розовые цветки и высокий стебль

♂ A?bb розовые цветки карликовый стебль

А?В? — 63 розовые цветки и высокий стебль

А? bb − 58 – с розовыми цветками и карликовым стеблем

aaB? — 18 – с белыми цветками и высоким стеблем

aabb —20 – с белыми цветками и карликовым стеблем

Т.к. в F₁ есть растения aabb — с белыми цветками и карликовым стеблем, то гамету ab они получили от обоих родительских растений, значит, генотип Р♀АаВb и ♂Aabb

Читайте также: