Какой тип взаимодействия двух генов лежит в основе наследования окраски плодов у тыквы

Обновлено: 30.06.2024

У человека нормальный слух обусловлен двумя неаллельными доминантными генами которые взаимодейстуют по принципу комплементарности. Дигетерозиготный мужчина женился на глухой женщине, глухота которой обусловлена наличием одного рецессивного гена, а по второй паре генов она гетерозиготна. Какое потомство можно ожидать от этого брака?
ЗАДАЧА № 21

Определите рост людей, гетерозиготных по всем трем парам генов роста.
Низкорослая женщина вышла замуж за мужчину среднего роста. У них было четверо детей, которые имели рост 165 см, 160 см, 155 см, 150 см. Определите генотипы родителей и их рост.

У человека различия в цвете кожи обусловлены в основном двумя парами неаллельных генов В и В1. Люди с генотипом ВВВ1В1 имеют черную кожу, с генотипом ввв1в1 – белую кожу. Различные сочетания доминантных генов В и В1 обеспечивают пигментацию кожи разной интенсивности. Какие дети могут быть в семье мулатов?
ЗАДАЧА № 23

Красная окраска луковицы лука определяется доминантным геном, желтая – его рецессивным аллелем. Однако проявление гена окраски возможно лишь при наличии другого, несцепленного с ним доминантного гена, рецессивный аллель которого подавляет окраску и луковицы оказываются белыми. Краснолуковичное растение было скрещено с желтолуковичным. В потомстве оказались особи с красными, желтыми и белыми луковицами. Распишите и объясните это явление.
ЗАДАЧА № 24

У тыквы желтая окраска плодов определяется доминантным геном, его рецессивный аллель определяет зеленую окраску плодов. Другой неаллельньый ген подавляет действие этих генов и плоды имеют белую окраску. При скрещивании желтоплодной тыквы с белой все потомство дало белые плоды. При скрещивании полученных особей между собой получилось следующее потомство; растения с белыми плодами – 204; с желтыми – 53; с зелеными – 17. Распишите и объясните данное явление.
ЗАДАЧА № 25

Синтез интерферона у человека зависит от двух генов, один из которых находится в хромосоме 2, а другой – в хромосоме 5. Назовите форму взаимодействия между этими генами и определите вероятность рождения ребёнка, не способного синтезировать интерферон, в семье, где оба супруга гетерозиготны по указанным генам.
ЗАДАЧА № 26

Цветы душистого горошка могут быть белыми и красными. При скрещивании двух растений с белыми цветами все потомство оказались с красными цветами. При скрещивании потомков между собой оказались растения с красными и с белыми цветами в соотношении 9:7. Распишите и укажите тип взаимодействия неаллельных генов.
ЗАДАЧА № 27

Множественные аллели. Наследование групп крови при моногибридном и дигибридном скрещивании
ЗАДАЧА № 28

Мать со II группой крови имеет ребенка с I группой крови. Установите возможные группы крови отца.
ЗАДАЧА № 29

У матери I группа крови, а у отца III. Могут ли дети унаследовать группы крови своих родителей?
ЗАДАЧА № 30

В родильном доме перепутали двух мальчиков. Родители одного из них имеют I и II группы крови, другого II и IV. Исследование показало, что дети имеют I и IV группы крови. Определите, кто чей сын?

У женщины со II группой крови родился ребенок с I группой. Определите возможный генотип отца. Может ли быть отцом ребенка мужчина с IV группой крови?
ЗАДАЧА № 32

В семье, где жена имеет I группу крови по системе АВО, а муж IV, родился глухой ребенок. Определите вероятность рождения здорового ребенка и его возможные группы крови, если известно, что глухота – признак рецессивный, а нормальный слух – доминантный.
ЗАДАЧА № 33

В семье у кареглазых родителей имеется четверо детей. Двое голубоглазых имеют I и IV группы крови, двое кареглазых III и II. Определите вероятность рождения следующего ребенка кареглазым с I группой крови. Карий цвет глаз доминирует над голубым. Ген, обусловливающий пигментацию радужки расположен в аутосомах.
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕАЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ
КОМПЛЕМЕНТАРНОСТЬ (схема)

Цель лекции: ознакомить учащихся с типами взаимодействия неаллельных генов, познакомить с генотипом как целостной, исторически сложившейся системе аллельных и неаллельных генных взаимодействий, изучить влияние факторов внешней среды на реализацию генотипа, изучить явления пенетрантности и экрессивности, норму реакции, плейотропный эффект гена.

Типы взаимодействия неаллельных генов: комплементарность, эпистаз, полимерия. Гены – модификаторы.

Пенетрантность и экрессивность. Норма реакции. Плейотропный эффект гена.

1. Типы взаимодействия неаллельных генов: комплементарность, эпистаз, полимерия. Гены – модификаторы.

Фенотип организма формируется под влиянием большого количества генов, а также в результате их взаимодействия.

Все многообразие межгенных взаимодействий можно разделить на две группы: взаимодействие аллельных и неаллельных генов.

Аллельные гены находятся в идентичных локусах гомологичных хромосом, и взаимодействие между ними проявляется в форме полного, неполного доминирования и кодоминирования.

Неаллельные гены локализованы в разных парах гомологичных хромосом или в одной паре гомологичных хромосом, но в разных ее локусах.

Выделяют три основных типа взаимодействия неаллельных генов.

Комплементарность – тип неаллельного взаимодействия генов, при котором сочетание в генотипе доминантных аллелей обоих генов обуславливает появление нового признака.

Впервые подобный тип взаимодействия был изучен У. Бетсоном и Р. Пеннетом у душистого горошка.

При скрещивании двух линий с белыми цветками в F 1 дигетерозиготные растения АаВв имели пурпурные цветки, а в F 2 было получено 9/16 ( A - B -) растений с пурпурными цветками, и 7/16 (3/16 A– bb + 3/16 aaB – + 1/16 aabb ) с белыми, т.е. расщепление составило:

Наследование окраски цветков у Lathyrus odoratus при взаимодействии двух пар генов

Таким образом, взаимодействие доминантных генов А+В обусловливает пурпурную окраску цветков.

При комплементарном взаимодействии генов возможны отклонения от стандартной формулы расщепления по фенотипу (9:3:3:1) при дигибридном скрещивании, а именно:

Вариант такого взаимодействия генов характерен для наследования формы плодов у тыквы.

Наследование формы плода у Cucurbita pepo при взаимодействии двух пар генов

У тыквы наблюдается три разновидности плодов: дисковидная, сферическая и удлиненная, причем сферическая форма является рецессивной по отношению к дисковидной.

При скрещивании двух сортов тыквы со сферическими плодами получаются растения F 1 с дисковидной формой плодов. В потомстве этих растений в F 2 появляются три фенотипических класса в соотношении 9/16 с дисковидными плодами (А–В–), 6/16 – со сферическими (3/16 A – bb +3/16 aaB –) и 1/16 с удлиненными ( aabb ). Это свидетельствует о том, что каждый из доминантных неаллельных генов А и В детерминирует сходный фенотип – сферическую форму плодов, взаимодействие их доминантных аллелей в генотипе обусловливает дисковидную форму плодов, а взаимодействие рецессивных аллелей - удлиненную форму.

Подобное расщепление по фенотипу в F 2 наблюдается при наследовании окраски глаз у дрозофилы.

При скрещивании линий дрозофилы с ярко-красными и коричневыми глазами получены гибриды F 1 с красными глазами.

Наследование окраски глаз у Drosophila при взаимодействии двух пар генов

В F 2 присутствие доминантных генов А и В у 9/16 особей приводит к формированию красной окраски глаз. Присутствие гена А в гомо- или гетерозиготном состоянии при рецессивном b дает ярко-красную окраску у 3/16 особей, а гены aaB – у 3/16 потомства дают коричневую окраску. Гомозиготы по обоим рецессивным генам aabb (1/16) имеют новый фенотип – белую окраску глаз.

Итак, взаимодействие доминантных генов в генотипе изменяет окраску глаз. Каждый из комплементарных доминантных генов имеет собственное фенотипическое проявление, а двойная рецессивная гомозигота отличается от них по фенотипу.

Вариант подобного взаимодействия комплементарных генов можно рассмотреть на примере наследования окраски луковицы. У лука скрещивание формы, имеющей неокрашенную (белую) луковицу, с формой, имеющей желтую луковицу, дает в F 1 растения с красной луковицей. А в F 2 появляются растения с красной (9/16), желтой (13/16) и белой (4/16) луковицами:

Гаметы: CR, Cr, cR, cr

F 2 9/16 C–R– : 3/16 C–rr : 4/16 (3/16 ccR– + 1/16 ccrr)

Красная Желтая Белая

Красная окраска луковицы обусловлена наличием двух доминантных генов (С– R –). Доминантный аллель С детерминирует желтую окраску луковицы, а рецессивный аллель с – белую. Доминантный ген R не имеет собственного фенотипического проявления и объединяется по фенотипу с рецессивной гомозиготой гена с, аллель r не влияет на проявление окраски.

Таким образом, комплементарными являются гены, которые при совместном действии в генотипе в гомо- и гетерозиготном состоянии (А–В–) обусловливают развитие нового признака. Действие каждого гена в отдельности (А–вв или ааВ–) воспроизводит признак лишь одного из скрещиваемых родителей.

Расщепление в F 2 по фенотипу может быть разнообразным: 9:7, 9:6:1, 9:3:3:1, 9:3:4.

Эпистаз – тип неаллельного взаимодействия генов, при котором ген одной аллельной пары подавляет действие генов другой пары.

Гены, подавляющие проявление других генов, называются супрессорами , а подавляемые гены – гипостатичными. Выделяют два типа эпистаза: доминантный и рецессивный. При доминантном эпистазе – супрессии ингибирующее действие оказывает доминантный аллель: А> B .

Окраска оперения кур определяется двумя генами, взаимодействующими по типу доминантного эпистаза.

Ген С обусловливает окрашенное оперение, ген I подавляет проявление пигмента( I > C ); ген с детерминирует белое оперение, ген i на окраску не влияет.

При скрещивании куриц породы леггорн (СС II ) с петухами породы белый виандот (сс ii ) в F 2 13/16 кур с белым оперением и 3/16 с окрашенным оперением, у которых нормальный синтез пигмента и проявление гена С не ингибируется эпистатичным геном I .

Наследование окраски у кур при взаимодействии двух пар генов

Такое расщепление возможно, если рецессивная аллель эпистатичного гена имеет собственное фенотипическое проявление. Подобное взаимодействие генов наблюдается при наследовании масти лошадей.

Эпистаз у лошадей

Вороная масть определяется доминантным геном В, рыжая – рецессивным геном b , доминантный ген С из-за раннего поседения волоса дает серую масть и подавляет проявление гена В (С> B ). В потомстве F 2 от скрещивания серой ( CCBB ) и рыжей (сс bb ) лошадей12/16 имеют серую масть, 3/16 – вороную и 1/16 - рыжую.

При рецессивном эпистазе – криптомерии рецессивная гомозигота одного гена подавляет действие другого доминантного гена: аа> B .

При криптомерии в потомстве наблюдается расщепление 9:3:4.

Рецессивный эпистаз у мышей

Ген А определяет синтез черного пигмента, ген В способствует распределению пигмента по длине волоса, рецессивный ген b не влияет на окраску шерсти. Рецессивный ген а нарушает синтез пигмента и в гомозиготном состоянии подавляет действие гена В (ааВ– альбиносы).

При скрещивании черных и белых мышей в F 1 получаются лишь мыши типа агути (АаВв). В F 2 9/16 мышей имеют окраску агути, 3/16 – черную и 4/16 – белую. Такое же расщепление характерно и для комплементарного взаимодействия генов.

Психологія та педагогіка. Конспект лекцій

. , самовиховання, самовдосконалення. Розроблений опорний конспект лекцій віддзеркалює інтеграцію знань . основні стадії її розвитку. Генетика і темперамент. Основні методи психолог . бні фрагменти підручника та конспекту лекцій, ілюструвати теоретичні положення .

Історія України. Конспект лекцій. Історія України івд найдавніших часів до сьогодення

У конспекті лекцій висвітлено історію України від . проблемно-хронологічним принципом. Даний конспект-лекцій розроблений колективом викладачів кафедри істор . р.), яка піддала нищівній критиці генетику. В україні жертвами “лисенківщини” стали .

Общая социология. Конспект лекций

. Ю. Горбунова Общая социология. Конспект лекций Издательство: Эксмо; Год: . взаимодействия людей), социальной генетики (занимающейся рождением и развитием . прерывание конфликтных действий; 4) интеграцию. ЛЕКЦИЯ № 24. Методология и методы социологических .

Лекции по Основам микробиологии и биотехнологии

Лекции по истории

. физика, космология, химия, генетика, медицина, психология, кибернетика. . наук (ВАСХНИЛ) в 1948 г. генетика была объявлена лженаукой и в последующем . В 3-х т. М., 1997. Конспект лекций по истории. Ч.1. Таганрог, 1996. Конспект лекций по истории. Ч.2. Таганрог .

Справочник по биологии.

Наследование признаков у гороха укладывается в четкую классическую схему: один ген контролирует только один признак и в свою очередь один признак является результатом действия одного гена. Известно много случаев, когда один и тот же ген контролирует формирование нескольких признаков, а один признак является результатом нескольких неаллельных генов, лежащих в разных хромосомных парах. При этом гены всегда наследуются независимо ив полном соответствии с менделевскими законами, результат их взаимодействия сказывается на фенотипе организма, вызывая при расщеплении некоторые отклонения в соотношении фенотипических классов. Эти отклонения поначалу кажутся отступлением от менделевских законов, однако детальное рассмотрение их генетических механизмов показывает их строгое соответствие этим законам.

Взаимодействие несцепленных генов. Одним из классических примеров такого взаимодействия является наследование формы гребня у кур. На рис. 83 приведены четыре наиболее распространенных типа гребней. Форма гребней определяется взаимодействием двух неаллельных генов (назовем

их А и В) и зависит от степени гетерозиготности по каждому из них. Наиболее часто встречаются петухи с розовидными и простым (листовидным) гребнями, реже встречаются гороховидный и ореховидный гребни. При скрещивании кур с розовидным (ААвв) и гороховидным (ааВВ) гребнями у всех особей в F ₁ появляется ореховидный гребень (АаВв). Соотношение генотипов и фенотипов в F ₂ легко определить с помощью решетки Пеннета. Сопоставление генотипов позволяет заключить, что гребень ореховидной формы является результатом взаимодействия доминантных аллелей генов Л и В, розовидный гребень появляется при действии гена Л в гомо- или гетерозиготном состоянии (ААвв, Айве), гороховидный гребень связан с действием гена В(ааВВ, ааВв), простой гребень появляется у рецессивных по обоим генам гомозигот (аавв). Распределение генов при таком скрещивании идет в полном соответствии с менделевскими законами, а результат взаимодействия генов проявляется в необычном соотношении фенотипов — появлении двух новых, фенотипов, которых не было в родительском поколении.

Наиболее часто встречаются такие типы взаимодействия неаллельных генов, как эпистаз, комплиментарность, полимерия.

Эпистаз. В опытах Г. Менделя один ген аллельной пары (А) доминировал над вторым геном той же пары (а), подавляя его действие. При явлении эпистаза наблюдается своеобразное доминирование, при котором ген одной пары может подавлять действие гена неаллельной ему пары, контролирующего тот же признак. Такой ген-подавитель носит название гека-супрессора и может действовать, находясь сам как в доминантной, так и в рецессивной форме. У тыквы, например, белая окраска плодов обусловлена доминантным геном W , пигментированная — рецессивным геном w . Одновременно доминантный ген У вызывает появление желтой окраски плодов, а рецессивный ген у — зеленой, причем ген W эпистатичен по отношению к гену У и подавляет его действие. При скрещивании форм с белыми ( WW УУ), и зелеными ( wwyy ) плодами в первом поколении все плоды будут белыми ( Ww У y ), а из 16 фенотипов F ₂ окраска проявляется лишь у растений, несущих ген w , в результате чего будет наблюдаться соотношение 12 белых : : 3 желтых: 1 зеленый.

Комплиментарность. В противоположность эпистазу, где действие одной пары генов может подавляться действием другой, неаллельной ей пары, комплиментарные гены взаимно дополняют друг друга, Контролируемый ими признак обычно проявляется при одновременном действии двух таких генов.

У душистого горошка для появления пурпурной окраски цветка необходимо взаимодействие двух доминантных генов А и В все равно в гомо или гетерозиготном состоянии. Ни один из этих генов сам по себе пурпурной окраски вызвать не может, поэтому растения с генотипами ААвв, Аавв, ааВВ и ааВв будут иметь белые цветки. При скрещивании белоцветковых форм ААвв и ааВВ возникают гетерозиготы АаВв несущие оба необходимых для проявления пурпурной окраски гена. Совместное действие этих генов ведет к появлению в F ₁ окрашенных цветков, а в F ₂ — к расщеплению на 9 генотипических классов, которые в зависимости от наличия или отсутствия у них одновременно генов А и В дадут только два фенотипических класса — пурпурные и белые цветки — в соотношении 9 : 7 (механизм возникновения этого сек отношения легко проверить по решетке Пеннета).

Если у душистого горошка один ген самостоятельно не вызывал появления какого-либо признака, то у других объектов каждый из комплиментарных генов может контролировать, какой-нибудь признак, а взаимодействие двух таких генов приводит к появлению нового признака, отсутствовавшего у родительских форм, что обусловливает в F ₂ при расщеплении по фенотипу новые отклонения от классического 9:3::3:1.

Полимерия. Явление полимерии связано с одновременным действием на признак нескольких однотипных генов. Степень выраженности признака в этом случае зависит от числа генов, ответственных за его проявление. Действие таких генов суммируется, а фенотипическое проявление признака тем сильнее, чем больше генов участвует в его контролировании. У многих форм пшеницы красная окраска зерна контролируется одновременным действием двух доминантных полимерных генов А₁ и А₂. Растения, несущие эти же гены в рецессивной форме ( a ₁ и а₂), имеют неокрашенное зерно. Во втором поколении от скрещивания таких форм образуется девять различных сочетаний этих генов. Интенсивность красной окраски зерна у растений F ₂ будет зависеть от того, сколько доминантных генов А₁ и А₂ присутствует в генотипе. Наиболее интенсивно окрашенными будут зерна у растений, несущих одновременно четыре доминантных гена — А₁А₁А₂А₂. Несколько более слабо окрашенными будут зерна у растений, генотип которых несет три доминантных гена — А₁А₁А₂а₂, А₁а₁А₂А₂, А₁А₁а₂А₂, а₁А₁А₂А₂. Еще светлее будут зерна растений с двумя доминантными генами — А₁а₁А₂а₂, А₁А₁а₂а₂ и а₁а₁А₂А₂ и, наконец, совсем слабо будет окрашено зерно растений лишь с одним доминантным геном — А₁а₁а₂а₂ или а₁а₁А₂а₂.

Количественные признаки. Явление полимерии играет большую роль в формировании многих хозяйственно-полезных признаков у сельскохозяйственных растений и животных. Степень выраженности этих признаков определяется на практике в мерах массы, длины и т. п., за что эти признаки получили название количественных. Полимерный механизм наследования контролируем такие признаки, как длина колоса и початка, содержание сахара и витаминов в овощах и плодах, молочность скота, яйценоскость кур, рост и масса животных и т. п.

Все рассмотренные и многие другие случаи отклонения соотношений при расщеплении, являющиеся результатом взаимодействия генов, возникают не за счет нарушения механизма наследования. В их основе лежат классические менделевские законы. Однако в силу взаимодействия генов не все возникающие генотипические классы различаются фенотипитески, некоторые из них по фенотипу сливаются друг с другом, образуя меньшее число фенотипических классов. Таким образом, все возникающие отклонения касаются только фенотипических классов и не затрагивают их генотипической основы.

Богданова, Т.Л. Справочник по биологии/ Т.Л. Богданова [и д.р.]. – К.: Наукова думка, 1985.- 585 с.

4)провести скрещивание и рассчитать вероятные генотипы потомства в зависимости от поставленной задачи.

5) выписать ответ.

Пример разбора задачи по алгоритму:

Редкий ген авызывает у человека наследственную анофтальмию (отсутствие глазных яблок). Аллельный ген А обуславливает нормальное развитие глаз. У гетерозигот глазные яблоки уменьшены. Мужчина, гетерозиготный по данному гену, женился на женщине с нормальным развитием глаз. Какое расщепление по фенотипу можно ожидать в потомстве?

1) Записываем условия задачи с использованием генетических символов:

АА – нормальные глазные яблоки

аа – отсутствие глазных яблок

Аа – глазные яблоки уменьшены

2) Тип взаимодействия аллельных генов – неполное доминирование.

3)Определяем генотипы родителей. В условии задачи сказано, что женщина имеет нормальное зрение, следовательно ее генотип АА;

Мужчина гетерозиготен, значит он имеет генотип – Аа.

3)Определяем вероятные генотипы и фенотипы потомства от данного брака:

4) С вероятностью по 50% ( 1:1)могут родиться дети с нормальными глазными яблоками и с уменьшенными глазными яблоками.

Работа 1. Решите задачи на взаимодействие аллельных генов:

1. Серповидно-клеточная анемия (изменение нормального гемоглобина А на гемоглобин S) наследуется как неполностью доминантный аутосомный признак. Заболевание у гомозиготных особей приводит к смерти обычно до полового созревания; гетерозиготные особи жизнеспособны, анемия у них чаще всего проявляется субклинически. Интересно, что малярийный плазмодий не может использовать для своего питания S-гемоглобин, поэтому люди, имеющие эту форму гемоглобина, не болеют малярией.

а) Какова вероятность рождения детей, устойчивых к малярии, в семье, где один из родителей гетерозиготен, а другой гомозиготен по гену нормального гемоглобина?

б) Какова вероятность рождения детей, устойчивых к малярии, в семье, где оба родителя устойчивы к малярии?

2. При разборе судебного дела об отцовстве установлено, что у ребенка IV группа крови, у матери – II, а у предполагаемого отца – I. К какому выводу должен прийти судмедэксперт? Ответ поясните.

3. Резус- положительная женщина II группы крови, отец которой был резус- отрицательным I группы, вышла замуж за резус- отрицательного мужчину I группы. Какова вероятность того, что ребенок унаследует оба признака отца?

Работа 2. Решите задачи на взаимодействие неаллельных генов:

1. У человека нормальный слух определяется комплементарными генами С и Е, один из видов врожденной глухоты – рецессивными аллелями этих генов с и е. От брака мужчины и женщины, страдающих глухотой, все дети имели нормальный слух. 1)Определить генотипы родителей и детей. 2)Определить вероятность рождения больных детей от брака гетерозиготных по обоим признакам родителей.

2. У тыквы ген А подавляет развитие окраски плодов. Его рецессивный аллель а не мешает окраске развиваться. Ген В определяет желтый цвет плодов, а его рецессивная аллель а – зеленый цвет. Какая окраска плодов будет при следующих скрещиваниях:

а) АаВв х АаВв, б) Аавв х ааВВ, в) Аавв х ааВв, г) ааВв х аавв?

3. У душистого горошка ген А вызывает образование пропигмента, а ген В – фермента, под влиянием которого из пропигмента образуется пигмент. Таким образом, для развития пурпурной окраски цветков необходимо присутствие в генотипе обоих доминантных генов. Их рецессивные аалели определяют белую окраску цветков. Два пурпурных душистых горошка, скрещенных между собой, дали 1080 пурпурных и 840 белых потомков. Каковы генотипы родителей и потомства?

4. Допустим, что синяя окраска цветков василька определяется двумя парами неаллельных генов А и В, взаимодействующих по типу кумулятивной полимерии. Их рецессивные аллели определяют белую окраску. При скрещивании двух растений с синей окраской в потомстве оказалось 75 растений с синей окраской цветков и 5 растений с белой окраской цветков. При этом интенсивность окраски варьировала. Каковы генотипы родителей и потомства?

Работа 3.Решите задачу на плейотропное действие гена:

1. У каракульских овец доминантный ген А вызывает развитие серой окраски шерсти. В гомозиготном состоянии этот ген приводит к недоразвитию желудка и гибели ягнят. Рецессивная аллель гена обуславливает развитие черной окраски шерсти. Какое расщепление по генотипу можно ожидать от скрещивания двух серых овец? Дайте характеристику гена.

Литература:

Основная:

1.Учебник "Биология" в 2х томах под ред. В.Н. Ярыгина, 2008, т. 1.

3.Лекции по биологии.

Дополнительная:

1.Чебышев Н.В. Биология, М., 2005.

2.Косых А.А., Родина Н.Е Задачи по общей и медицинской генетике, Киров, 2001.

Методические указания подготовлены: доцентом кафедры, к.б.н. Родиной Н.Е., зав.кафедрой, проф. Косых А.А. ___________________________________________

Зав. кафедрой: ________________________

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Методические указания для студентов1 курса

Специальность лечебное дело

к практическому занятию по дисциплине биология

Тема: Сцепленное наследование. Генетика пола. Сцепленное с полом наследование.

Цель: Изучить основные положения хромосомной теории наследственности, сцепленное наследование и явление кроссинговера. Используя теоретические положения хромосомной теории наследственности, научится делать выводы по наследованию признаков в потомстве при сцеплении генов и кроссинговере.

Задачи:

1. Изучить особенности сцепленного наследования признаков.

2. Изучить цитологические механизмы рекомбинативной изменчивости.

3. Освоить навыки решения ситуационных генетических задач на сцепленное наследование и кроссинговер.

Студент должен знать:

А) до изучения темы:

1. Основные положения хромосомной теории наследственности.

2. Особенности наследования сцепленных признаков.

3. Сущность и биологическое значение сцепления генов и кроссинговера.

Б) после изучения темы:

1. Особенности решения задач на сцепленное наследование.

2. Варианты сцепленного с полом наследования у человека.

Студент должен уметь:

1. Отличать по результатам анализирующего скрещивания сцепленное наследование от несцепленного.

2. На основании данных о фенотипах детей сделать вывод о генотипе родителей.

3. Решать задачи на сцепленное наследование и кроссинговер.

Содержание занятия:

1.Вводный контроль. Проводится в виде тестовых заданий. Тестовые задания включают 10 вариантов по 5 вопросов.

2.Беседа по теме занятия:

1. Сформулируйте основные положения хромосомной теории.

2. Что такое группа сцепления? Приведите примеры групп сцепления у человека.

3. В чем состояние явление неполного сцепления генов и каковы его причины?

4. Как по результатам анализирующего скрещивания можно определить характер наследования признаков?

5. Как определяется расстояние между генами в хромосоме и сила сцепления между ними?

Вопросы для повторения и задания

2. Чем определяется существующая специализация клеток?

3. Какие обязательные элементы входят в состав гена эукариотической клетки?

4. Приведите примеры взаимодействия генов.

Подумайте! Выполните!

1. Митохондрии содержат ДНК, гены которой кодируют синтез многих белков, необходимых для построения и функционирования этих органоидов. Подумайте, как будут наследоваться эти внеядерные гены.

2. Вспомните известные вам особенности развития человека. На каком этапе эмбриогенеза уже возникает чёткая дифференциация клеток?

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.

Взаимодействие неаллельных генов. Известно несколько видов взаимодействия неаллельных генов.

Комплементарное взаимодействие. Явление взаимодействия нескольких неаллельных генов, приводящее к развитию нового проявления признака, отсутствующего у родителей, называют комплементарным взаимодействием. Пример наследования окраски цветка у душистого горошка, приведённый в § 28, относится как раз к этому типу взаимодействия генов. Доминантные аллели двух генов (А и В) каждый в отдельности не могут обеспечить синтез пигмента. Антоциановый пигмент, вызывающий пурпурную окраску цветка, начинает синтезироваться только в том случае, когда в генотипе присутствуют доминантные аллели обоих генов (А_В_) (рис. 83).

Рис. 83. Наследование окраски венчика у душистого горошка

Рис. 84. Наследование формы гребня у кур

Известным примером комплементарного взаимодействия является наследование формы гребня у кур (рис. 84). Существует четыре формы гребня, формирование которых определяется взаимодействием двух неаллельных генов – А и В. При наличии в генотипе доминантных аллелей только гена А (А_bb) образуется розовидный гребень, наличие доминантных аллелей второго гена В (aaB_) обусловливает образование гороховидного гребня. Если в генотипе присутствуют доминантные аллели обоих генов (А_В_), образуется ореховидный гребень, а при отсутствии доминантных аллелей (aabb) развивается простой гребень.

Эпистаз. Взаимодействие неаллельных генов, при котором ген одной аллельной пары подавляет проявление гена другой аллельной пары, называют эпистазом. Гены, которые подавляют действие других генов, называют ингибиторами или супрессорами. Гены-ингибиторы могут быть как доминантными (I), так и рецессивными (i), поэтому различают доминантный и рецессивный эпистазы.

При доминантном эпистазе один доминантный ген (I) подавляет проявление другого неаллельного доминантного гена.

Возможны два варианта расщепления по фенотипу при доминантном эпистазе.

1. Гомозиготы по рецессивным аллелям (aaii) фенотипически не отличаются от организмов, имеющих в своём генотипе доминантные аллели гена-ингибитора. У тыквы окраска плода может быть жёлтой (А) и зелёной (а) (рис. 85). Проявление этой окраски может быть подавлено доминантным геном-ингибитором (I), в результате чего сформируются белые плоды (А_I_; aaI_).

В описанном и аналогичных случаях при расщеплении в F2 по генотипу 9:3:3:1 расщепление по фенотипу соответствует 12:3:1.

2. Гомозиготы по рецессивным аллелям (aaii) не отличаются по фенотипу от организмов с генотипами A_I_ и aaI_.

У кукурузы структурный ген А определяет окраску зерна: пурпурная (А) или белая (а). При наличии доминантного аллеля гена-ингибитора (I) пигмент не синтезируется.

Рис. 85. Наследование окраски плода у тыквы

В F2 у 9/16 растений (A_I_) пигмент не синтезируется, потому что в генотипе присутствует доминантный аллель гена-ингибитора (I). У 3/16 растений (aaI_) окраска зерна белая, так как в их генотипе нет доминантного аллеля А, отвечающего за синтез пигмента, и, кроме того, присутствует доминантный аллель гена-ингибитора. У 1/16 растений (aaii) зёрна тоже белые, потому что в их генотипе нет доминантного аллеля А, отвечающего за синтез пурпурного пигмента. Только у 3/16 растений, имеющих генотип A_ii, формируются окрашенные (пурпурные) зёрна, так как при наличии доминантного аллеля А в их генотипе отсутствует доминантный аллель гена ингибитора.

В этом и других аналогичных примерах расщепление по фенотипу в F2 13:3. (Обратите внимание, что по генотипу расщепление всё равно остаётся прежним – 9:3:3:1, соответствующим расщеплению в дигибридном скрещивании.)

При рецессивном эпистазе рецессивный аллель гена – ингибитора в гомозиготном состоянии подавляет проявление неаллельного доминантного гена.

У льна ген В определяет пигментацию венчика: аллель В – голубой венчик, аллель b – розовый. Окраска развивается только при наличии в генотипе доминантного аллеля другого неаллельного гена – I. Присутствие в генотипе двух рецессивных аллелей ii приводит к формированию неокрашенного (белого) венчика.

При рецессивном эпистазе в этом и других аналогичных случаях в F2 наблюдается расщепление по фенотипу 9:3:4.

Полимерное действие генов (полимерия). Ещё одним вариантом взаимодействия неаллельных генов является полимерия. При таком взаимодействии степень выраженности признака зависит от числа доминантных аллелей этих генов в генотипе: чем больше в сумме доминантных аллелей, тем сильнее выражен признак. Примером такого полимерного взаимодействия является наследование окраски зёрен у пшеницы (рис. 86). Растения с генотипом А1А1А2А2 имеют тёмно-красные зёрна, растения a1a1a2a2 – белые зёрна, а растения с одним, двумя или тремя доминантными аллелями – разную степень окраски: от розовой до красной. Такую полимерию называют накопительной или кумулятивной.

Однако существуют варианты и некумулятивной полимерии. Например, наследование формы стручка у пастушьей сумки определяется двумя неаллельными генами – А1 и А2. При наличии в генотипе хотя бы одного доминантного аллеля формируется треугольная форма стручка, при отсутствии доминантных аллелей (a1a1a2a2) стручок имеет овальную форму. В этом случае расщепление во втором поколении по фенотипу будет 15:1.

Рис. 86. Наследование окраски зёрен пшеницы

29. Генетика пола

Вспомните!

Каково соотношение мужчин и женщин в человеческой популяции?

Что вам известно об определении пола из предыдущих курсов биологии?

Какие организмы называют гермафродитными?

Проблема взаимоотношения полов, морфологические и физиологические отличия мужчин и женщин, их особенности темперамента и поведения всегда интересовали человечество. От чего зависит пол новорождённого младенца? Нельзя ли предсказать или предопределить рождение ребёнка определённого пола? Почему у раздельнополых видов, к которым относится человек, численность мужских и женских особей, как правило, примерно одинакова? Наконец, почему у одной и той же пары родителей рождаются потомки разного пола?

Читайте также: