Пары признаков наследуются независимо при дигибридном скрещивании если гены расположены

Обновлено: 30.06.2024

Тест по биологии Дигибридное скрещивание. Сцепленное наследование признаков. Генетика пола. Наследственная и ненаследственная изменчивость 10 класс. Тест включает два варианта, в каждом по 14 заданий.

Вариант 1

А1. Скрещивание, при котором родительские формы отличаются по двум парам признаков

1) полигибридное
2) моногибридное
3) тригибридное
4) дигибридное

А2. Соотношение по фенотипу 9 : 3 : 3 : 1 соответствует

1) закону Моргана
2) закону расщепления
3) закону независимого наследования признаков
4) закону единообразия первого поколения

А3. Гены, находящиеся в одной хромосоме, при мейозе попадают в одну гамету, то есть наследуются сцепленно. Это:

1) первый закон Менделя
2) закон Моргана
3) третий закон Менделя
4) закон Вавилова

А4. Сцепление генов не бывает абсолютным, так как нарушается в результате

1) кроссинговера при мейозе
2) взаимодействия неаллельных генов
3) независимого расхождения хромосом при мейозе
4) случайного расхождения хроматид в митозе

А5. Локус — это

1) форма существования гена
2) место гена в хромосоме
3) 1% кроссинговера
4) ген половой хромосомы

А6. Хромосомы, одинаковые у самцов и самок, — это

1) центромеры
2) полирибосомы
3) половые хромосомы
4) аутосомы

А7. Из зиготы разовьется девочка, если в ней окажется хромосомный набор

1) 44 аутосомы + XX
2) 23 аутосомы + X
3) 44 аутосомы + XY
4) 22 аутосомы + Y

А8. Стойкое изменение генотипа, происходящее под действием факторов внешней и внутренней среды, — это

1) фенотип
2) геном
3) мутация
4) норма реакции

А9. Оцените справедливость утверждений.

А. Модификационная изменчивость возникает у организмов под влиянием условий среды и способствует формированию разнообразных фенотипов.
В. Модификационная изменчивость является реакцией организма на изменяющиеся условия окружающей среды и приводит к изменению генотипа.

1) верно только А
2) верно только В
3) верны оба утверждения
4) оба утверждения неверны

А10. Совокупность всех наследственных генов клетки или организма — это

1) фенотип
2) геном
3) генотип
4) генофонд

В1. Соотнесите виды мутаций с их особенностями.

ОСОБЕННОСТЬ МУТАЦИИ

А Удвоение участка хромосомы
Б. Замена нуклеотида
В. Выпадение участка хромосомы
Г. Выпадение нуклеотида
Д. Вставка нуклеотида
Е. Поворот участка хромосомы на 180°

ВИД МУТАЦИИ

1. Генная
2. Хромосомная

Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.

С1. Фенилкетонурия (ФКУ) — заболевание, связанное с нарушением обмена веществ (в), и альбинизм (а) наследуются как рецессивные аутосомные несцепленные признаки. В семье мать и отец дигетерозиготны по генам альбинизма и ФКУ. Определите генотипы родителей. Составьте схему скрещивания, генотипы и фенотипы возможного потомства и вероятность рождения детей альбиносов, больных ФКУ.

С2. Мужчина, страдающий дальтонизмом (признак сцеплен с X-хромосомой), женился на женщине с нормальным зрением, но имеющей отца-дальтоника. Определите генотипы мужчины и женщины. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы и фенотипы возможного потомства. Определите, какова вероятность рождения сына-дальтоника.

С3. У человека группы крови систем AB0 контролируются тремя аллелями одного гена — J 0 , J A , J B . Они формируют шесть генотипов J 0 J 0 — первая группа, J A J 0 или J A J A — вторая группа , J B J 0 или J B J B — третья группа и J A J B — четвертая. Положительный резус-фактор R доминирует над отрицательным r. У матери четвертая группа крови (J A J B ) и положительный резус (гомозигота), а у отца вторая (J A J 0 ) и отрицательный резус. Определите генотип родителей, возможные группы крови, резус-фактор и генотип потомков. Какова вероятность наследования ребенком группы крови матери и положительного резус-фактора?

Вариант 2

А1. Третий закон Г. Менделя называется законом

1) независимого наследования признаков
2) чистоты гамет
3) гомологических рядов в наследственной изменчивости
4) единообразия первого поколения

А2. При скрещивании растений гороха посевного с генотипами aaBB и AAbb получится потомство с генотипом

1) AaBB
2) aaBb
3) AaBb
4) AABb

А3. Сцепленными называют гены, лежащие в

1) одной гамете
2) гомологичных хромосомах
3) одной хромосоме
4) негомологичных хромосомах

А4. Кроссинговер — это

1) сближение гомологичных хромосом в мейозе
2) хромосомная мутация
3) обмен идентичными участками гомологичных хромосом в мейозе
4) расхождение к полюсам клетки хроматид в митозе

А5. Хромосомный набор половой клетки у женщины

1) 46 хромосом
2) 22 аутосомы и X-хромосома
3) 44 аутосомы и две половые хромосомы
4) 21 аутосома и две X-хромосомы

А6. Эволюционно закрепленные адаптивные реакции организма в ответ на изменение условий внешней среды при неизменном генотипе — это

1) мутационная изменчивость
2) модификационная изменчивость
3) комбинативная изменчивость
4) хромосомная изменчивость

А7. Нормой реакции является (являются)

1) пределы мутационной изменчивости признака
2) комбинативная изменчивость
3) пределы модификационной изменчивости признака
4) модификационная изменчивость

А8. Генетически близкие виды и роды имеют сходные мутации. Это

1) закон сцепленного наследования Т. Моргана
2) закон расщепления Г. Менделя
3) биогенетический закон Э. Геккеля и Ф. Мюллера
4) закон гомологических рядов в наследственной изменчивости Н.И. Вавилова

А9. Оцените справедливость утверждений.

А. В основе генных мутаций лежат изменения в структуре молекулы ДНК, связанные с выпадением или добавлением одного нуклеотида.
Б. Генные мутации обусловлены увеличением числа хромосом в клетке и порядком расположения генов в хромосоме.

1) верно только А
2) верно только В
3) верны оба утверждения
4) оба утверждения неверны

А10. Совокупность всех признаков организма — это

1) фенотип
2) генотип
3) ген
4) геном

В1. Установите соответствие между видами изменчивости и их характеристиками.

ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗМЕНЧИВОСТИ

А. Появляется лишь у отдельных особей
Б. Проявляется у многих особей вида
В. Называется также фенотипической
Г. Передается по наследству
Д. Приводит к внезапному изменению генетического материала
Е. Возможна в пределах нормы реакции

ВИД ИЗМЕНЧИВОСТИ

1. Мутационная
2. Модификационная

Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.

С1. У человека ген нормальной пигментации кожи (A) доминантен по отношению к гену альбинизма (a). Нормальный слух обусловлен доминантным геном, а наследственная глухонемота определяется рецессивным геном. В семье мать и отец не альбиносы и не глухонемые, но дигетерозиготны по этим генам. Составьте схему решения задачи, определите генотипы родителей, фенотипы и генотипы возможного потомства и вероятность рождения детей-неальбиносов и не страдающих глухонемотой.

С2. Гены окраски шерсти кошек расположены в X-хромосоме. Рыжая окраска определяется Xb, а черная — XB, гетерозиготные особи имеют черепаховую окраску. От рыжего кота и черной кошки родились два черепаховых и два черных котенка. Определите генотипы родителей, потомства и возможный пол котят. Составьте схему решения задачи.

С3. У человека группы крови систем AB0 контролируются тремя аллелями одного гена — J 0 , J A , J B . Они формируют шесть генотипов J 0 J 0 — первая группа, J A J 0 или J A J A — вторая группа, J B J 0 или J B J B — третья группа и J A J B — четвертая. Положительный резус-фактор R доминирует над отрицательным r. У матери вторая группа крови (J A J 0 ) и положительный резус (гетерозигота), а у отца третья (J B J 0 и положительный резус (гетерозигота). Определите генотип родителей. Составьте схему скрещивания. Какова вероятность наследования ребенком группы крови матери и положительного резус-фактора?

Продолжим познавать таинства природы по передаче признаков потомству. Каков механизм передачи не одного, а двух или нескольких признаков. Мы узнаем, какие закономерности прописал Мендель в своём третьем законе.

4. Глоссарий по теме (перечень терминов и понятий, введенных на данном уроке);

Ген, аллель, хромосомы, гомозиготный, гетерозиготный, доминантный признак, рецессивный признак, моногибридное скрещивание, дигибридное скрещивание, гибрид, решётка Пеннета.

Аллельные гены - гены, расположенные в одних и тех же локусах гомологичных хромосом. Контролируют развитие альтернативных признаков (доминантных и рецессивных - желтая и зеленая окраска семян гороха)

Альтернативные признаки - взаимоисключающие, контрастные признаки (окраска семян гороха желтая и зеленая).

Анализирующее скрещивание- скрещивание испытуемого организма с другим, являющимся по данному признаку рецессивной гомозиготой, что позволяет установить генотип испытуемого. Применяется в селекции растений и животных.

Гамета - (от греч. "гаметес" - супруг) - половая клетка растительного или животного организма, несущая один ген из аллельной пары. Гаметы всегда несут гены в "чистом" виде, так как образуются путем мейотического деления клеток и содержат одну из пары гомологичных хромосом.

Генетика (от греч. "генезис" - происхождение) - наука о закономерностях наследственности и изменчивости организмов.

Ген (от греч. "генос"-рождение) -участок молекулы ДНК, отвечающий за один признак, т. е. за структуру определенной молекулы белка.

Генотип – совокупность генов одного организма.

Гетерозигота (от греч. "гетерос" - другой и зигота) - зигота, имеющая два разных аллеля по данному гену (Аа, Вb).Гетерозиготная особь в потомстве дает расщепление по данному признаку.

Гомологичные хромосомы (от греч. "гомос" - одинаковый) - парные хромосомы, одинаковые по форме, размерам, набору генов. В диплоидной клетке набор хромосом всегда парный:одна хромосома из пары материнского происхождения, другая - отцовского.

Гомозигота (от греч. "гомос" - одинаковый и зигота) зигота, имеющая одинаковые аллели данного гена (оба доминантные АА или оба рецессивные аа). Гомозиготная особь в потомстве не дает расщепления.

Доминантный признак (от лат. "едоминас" - господствующий) - преобладающий признак, проявляющийся в потомстве у
гетерозиготных особей.

Моногибридное скрещивание-скрещивание форм, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков.

Дигибридное скрещивание - скрещивание, при котором родительские формы отличаются по двум парам альтернативных признаков.

Фенотип - совокупность признаков и свойств организма, проявляющаяся при взаимодействии генотипа со средой обитания.

5. Основная и дополнительная литература по теме урока (точные библиографические данные с указанием страниц);

3.О.Л.Ващенко "Биология. Интерактивные дидактические материалы. 6-11 классы (+CDpc)

6. Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии);

7. Теоретический материал для самостоятельного изучения;

Дигибридное скрещивание. Закон независимого наследования признаков. Скрещивание, при котором родительские формы отличаются по двум парам альтернативных признаков, называется дигибридным. Если родители отличаются по многим парам альтернативных признаков, скрещивание называется полигибридным.

В опытах Г Мендель скрещивал гомозиготные растения гороха, различающиеся одновременно по двум парам признаков, например по окраске и форме поверхности семян Одни родительские растения имели желтые гладкие семена, другие — зеленые морщинистые. В первом поколении наблюдалось единообразие — все гибриды имели желтые гладкие семена. Значит, желтая окраска полностью доминирует над зеленой, а гладкая поверхность — над морщинистой.

Путем самоопыления гибридов первого поколения было получено второе поколение, в котором согласно закону расщепления проявились не только доминантные, но и рецессивные признаки. При этом наблюдались все возможные сочетания признаков семян: желтые гладкие, желтые морщинистые, зеленые гладкие и зеленые морщинистые в соотношении 9:3:3: 1.

Таким образом, было получено потомство четырех фенотипических классов: доминантные по обоим признакам — —; доминантные по первому и рецессивные по второму признаку — —, рецессивные по первому и доминантные по второму — у|-, рецессивные по обоим признакам — часть.

Проанализируем наследование каждой пары альтернативных признаков в отдельности и получим следующие результаты: 12 частей семян имели желтую окраску, а 4 части — зеленую, т. е. расщепление по признаку окраски, как и при моногибрид-ном скрещивании, составляет 3:1. Такая же картина наблюдается и при анализе расщепления по форме поверхности семян: 12 гладких и 4 морщинистых, т. е. 3 : 1.

Это говорит о том, что при дигибридиом (а также полигибридном) скрещивании расщепление по каждой паре альтернативных признаков происходит н е -зависимо от других. Значит, дигибридное скрещивание, по сути, представляет собой два независимо идущих моногибридных скрещивания. Эта закономерность, установленная Г. Менделем, впоследствии была названа законом независимого наследования признаков или третьим законом Менделя. Его можно сформулировать следующим образом: при скрещивании особей, отличающихся по двум и более парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо и комбинируются во всех возможных сочетаниях.

Цитологические основы закона независимого наследования признаков. В рассмотренном опыте Г Мендель изучал наследование двух пар альтернативных признаков. Очевидно, что цвет семян и форма их поверхности определяются двумя разными парами генов. Обозначим аллель желтой окраски Л, зеленой — а, гладкой формы — В, морщинистой — Ь.

Гены, контролирующие развитие разных пар признаков, называются неаллельными. Они располагаются в разных парах хромосом или в разных участках гомологичных хромосом. В данном случае гены, обусловливающие окраску (Л и а), неаллельны по отношению к генам, определяющим поверхность семян (В и Ь). Предположим, что эти пары аллелей находятся в негомологичных хромосомах, т. е. в разных парах хромосом.

Родительские растения будут иметь генотипы ААВВ и aabb. Особи, гомозиготные по двум парам генов, называются д и гомози готам и. В гаметы попадает по одному гену из каждой пары. Следовательно, у каждого из дигомози-готных родителей формируется один тип гамет: у одного — АВ, у другого — ab. В результате оплодотворения развивается первое поколение гибридов. Все они имеют желтые гладкие семена, что обусловлено генотипом АаВЬ. Особи, гетерозиготные по двум парам генов, называются дигетерозиготами. Сколько типов гамет образуют дигетерозиготные особи?

Как известно, в анафазе I мейоза гомологичные хромосомы расходятся к разным полюсам клетки. При этом расхождение каждой пары хромосом происходит независимо от других пар. Негомологичные хромосомы расходятся к полюсам случайным образом, образуя различные комбинации. Значит, ген Л может попасть в одну гамету с геном В или с геном Ь. Точно так же ген а может оказаться в одной гамете с геном В или с геном Ь. По этой причине дигетерозиготные особи образуют четыре типа гамет АВ, Ab, аВ, ab в равном соотношении — по 25 %.

Свободное сочетание таких гамет при оплодотворении приводит к образованию разных вариантов зигот, а значит, и потомков. Используя фенотипические радикалы, расщепление по фенотипу при дигибридном скрещивании (и при уело-вии, что аллельные гены каждой пары взаимодействуют между собой по типу полного доминирования) можно записать следующим образом:

9 А-В- : 3 Л-66 : 3 ааВ- : 1 aabb.

Таким образом, в основе независимого наследования лежит:

1) случайное расхождение негомологичных хромосом в анафазе I мейоза, которое приводит к формированию гамет с различными комбинациями генов;

2) случайное слияние гамет при оплодотворении, что обусловливает образование разных типов зигот.

Доказать, что у дигетерозиготной особи образуются гаметы четырех типов, причем в равном соотношении, можно с помощью анализирующего скрещивания. Для этого дигетерозиготный горох, имеющий желтые гладкие семена, скрестим с рецессивной дигомозиготой. В потомстве будет наблюдаться четыре фенотипических (и генотипических) класса в соотношении 1 : 1 : 1 : 1, т. е. по 25 %. Это свидетельствует о равновероятном формировании четырех типов гамет у исследуемого родителя.

Установите соответствие между законами Г.Менделя и их характеристиками

Что такое гомозиготный организм; гетерозиготный организм?

Что расходится к разным полюсам в анафазе первого мейотического деления?

Закон независимого наследования. Изучение наследования отдельных признаков (цвет семени, форма семени, цвет венчика и др.) позволило Г. Менделю установить ряд важных закономерностей. Но в природе организмы редко отличаются друг от друга только по одному признаку, поэтому Мендель решил исследовать, как ведут себя в ряду поколений несколько признаков одновременно.

Скрещивание, при котором прослеживают наследование двух пар альтернативных признаков, называют дигибридным, трёх пар – тригибридным и т. д. В общем случае скрещивание особей, отличающихся по многим признакам, называют полигибридным.

Для постановки эксперимента по дигибридному скрещиванию Мендель взял два сорта гороха, один из которых имел жёлтые и гладкие семена, а другой – зелёные и морщинистые. В первом поколении все гибридные семена были жёлтыми и гладкими, т. е. закономерность единообразия сохранилась и в этом типе скрещивания. Следовательно, жёлтая окраска (А) и гладкая форма (В) – доминантные признаки, а зелёная окраска (а) и морщинистая форма (b) – рецессивные. При самоопылении гибридных растений во втором поколении произошло расщепление и образовалось четыре фенотипических класса: 315 жёлтых гладких семян, 101 жёлтое морщинистое, 108 зелёных гладких и 32 зелёных морщинистых. Для того чтобы было легче понять, что происходит при дигибридном скрещивании, воспользуемся таблицей (рис. 78). Впервые такой способ определения соотношения фенотипических классов в сложных скрещиваниях предложил английский генетик Реджиналд Пеннет, поэтому такую таблицу называют решёткой Пеннета.

Исходные родительские растения были гомозиготны по обоим генам и могли образовать гаметы только одного типа: выросшие из жёлтых гладких горошин (ААВВ) – только АВ, а выросшие из зелёных морщинистых (ааbb) – аb. Следовательно, всё первое поколение было единообразно и по генотипу (АаВb), и по фенотипу (жёлтые гладкие горошины), что соответствует данным, полученным Менделем. Если гены, отвечающие за формирование исследуемых признаков, расположены в разных хромосомах, то при образовании гамет у гибридов первого поколения они будут комбинироваться независимо друг от друга.

Вспомните, что в первом делении мейоза при образовании половых клеток гомологичные хромосомы каждой пары расходятся к разным полюсам клетки независимо от других пар гомологичных хромосом.

Допустим, хромосома с геном А отошла к одному полюсу, к тому же полюсу с равной вероятностью может отойти и хромосома с геном В, и хромосома с геном b. Следовательно, ген А может оказаться в одной гамете и с геном В, и с геном b. Оба события равновероятны. Поэтому у гибридов первого поколения (АаВb) образуется четыре типа гамет в равных количествах: АВ, Аb, аB, ab.

Рис. 78. Наследование признаков при дигибридном скрещивании

В дальнейшем при оплодотворении любая гамета женского организма имеет равные шансы быть оплодотворённой любой мужской гаметой. Генотипы и фенотипы второго поколения представлены в таблице. Всего во втором поколении (в F₂) образуется 9 разных генотипов, которые проявляются в виде четырёх фенотипических групп (жёлтые гладкие, жёлтые морщинистые, зелёные гладкие и зелёные морщинистые), причём соотношение этих фенотипов соответствует отношению 9:3:3:1. Количество фенотипических классов меньше, чем число генотипов, потому что обладатели разных генотипов могут иметь одно и то же внешнее фенотипическое проявление признаков. Так, жёлтые гладкие семена представлены четырьмя разными генотипами (AABB, AaBB, AABb, AaBb), жёлтые морщинистые – двумя генотипами (AAbb, Aabb), зелёные гладкие – тоже двумя (aaBB, aaBb), а зелёные морщинистые – только одним (aabb). Если мы подсчитаем расщепление в F₂ по каждой паре признаков отдельно, то легко убедимся, что в обоих случаях (жёлтые – зелёные и гладкие – морщинистые) оно равно 12:4, т. е. 3:1, как и при моногибридном скрещивании. Следовательно, каждая пара альтернативных признаков наследуется независимо. Значит, дигибридное скрещивание представляет собой два независимо идущих моногибридных скрещивания, результаты которых как бы накладываются друг на друга.

Следует подчеркнуть, что такое независимое распределение признаков в потомстве при дигибридном скрещивании возможно лишь в том случае, когда гены, определяющие развитие данных признаков, расположены в разных негомологичных хромосомах.

Полученные результаты дигибридных скрещиваний позволили Менделю сформулировать закон независимого наследования (третий закон Менделя): при скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум и более парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки передаются потомству независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях.

Анализирующее скрещивание. Мы с вами уже не раз убеждались, что особи, имеющие одинаковые проявления признаков (одинаковый фенотип), могут обладать разными генотипами. При полном доминировании одного аллеля над другим гетерозиготные особи (Аа) внешне неотличимы от гомозиготных по доминантному аллелю (АА). Часто возникает необходимость определить генотип конкретной особи, имеющей доминантный фенотип. Для этого проводят так называемое анализирующее скрещивание (рис. 79).

Анализирующее скрещивание – это такой тип скрещивания, при котором исследуемую особь с доминантным фенотипом скрещивают с организмом, гомозиготным по рецессивному аллелю (анализатором). Если испытуемая особь гомозиготна (АА), то потомство от такого скрещивания будет единообразно и расщепления не произойдёт. Совершенно иной результат получится при скрещивании в том случае, если исследуемый организм гетерозиготен (Аа). В потомстве произойдёт расщепление, и образуется два фенотипических класса, причём их соотношение будет строго 1:1. Полученный результат чётко доказывает формирование у одной из родительских особей двух типов гамет, т. е. её гетерозиготность.

Рис. 79. Анализирующее скрещивание по одной паре признаков

Вопросы для повторения и задания

1. Какое скрещивание называют дигибридным?

2. Сформулируйте закон независимого наследования. Для каких аллельных пар справедлив этот закон?

3. Что такое анализирующее скрещивание?

4. При каких условиях в дигибридном скрещивании наблюдается независимое распределение признаков в потомстве?

5. Подумайте, какое соотношение фенотипических классов следует ожидать в дигибридном анализирующем скрещивании, если признаки наследуются независимо.

Подумайте! Выполните!

1. Составьте и решите задачу на дигибридное скрещивание.

2. Как вы можете объяснить то, что реальное расщепление по фенотипу тем ближе к теоретически ожидаемому, чем большее число потомков получено при скрещивании?

3. Как изменится расщепление по фенотипу во втором поколении (F₂), если при дигибридном скрещивании AAbb ? aaBB гамета ab окажется нежизнеспособной?

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.

Условия выполнения законов Г. Менделя. Законы Менделя выполняются в том виде, как они рассмотрены выше, далеко не всегда. Для того чтобы расщепления соответствовали теоретически ожидаемым, необходимо выполнение определённых условий:

• образование гамет всех возможных типов в равных соотношениях, т. е. с равной вероятностью;

• одинаковая жизнеспособность всех типов гамет;

• равная вероятность участия гамет всех типов в процессе оплодотворения и одинаковая вероятность образования всех типов зигот;

• одинаковая жизнеспособность всех типов зигот;

• степень выраженности признака должна быть одинакова у всех особей с одинаковым генотипом.

Нарушение одного или нескольких из этих условий приводит к отклонению от обычного расщепления. Наиболее ярко это проявляется в случае моногибридного скрещивания. Иногда во втором поколении вместо ожидаемого расщепления по фенотипу 3:1 наблюдается необычное соотношение классов – 2:1. Это происходит в результате гибели зигот с генотипом АА. Вследствие их отсутствия и происходит нарушение расщепления.

Например, у мышей известен ген, определяющий окраску шерсти. При скрещивании между собой чёрных мышей всегда получается чёрное потомство. При скрещивании между собой жёлтых мышей всегда происходит расщепление: 1 /₃ потомства – чёрные, 2 /₃ – жёлтые. При скрещивании чёрных и жёлтых мышей рождаются чёрные и жёлтые мыши в равном соотношении.

Из данных результатов следует, что жёлтые мыши гетерозиготны (Аа), а чёрные гомозиготны по рецессивному аллелю (аа). Особи генотипа АА, которые должны появляться при скрещивании гетерозигот, нежизнеспособны и погибают на ранних стадиях развития, что подтверждает эмбриологический анализ. Получается, что аллель А влияет не только на цвет шерсти, но и на жизнеспособность. В отношении первого признака он доминантен, так как проявляется у гетерозигот, а в отношении второго – рецессивен, так как гибель эмбрионов происходит только при наличии у них в генотипе двух аллелей (АА). Именно поэтому такие аллели называют доминантными аллелями с рецессивным летальным действием. Этот пример иллюстрирует, что нарушение даже одного из условий, в данном случае – неодинаковая жизнеспособность всех типов зигот, приводит к отклонениям от теоретически ожидаемых расщеплений.

Взаимодействие аллельных генов. Мы рассмотрели законы Менделя на примерах, в которых доминантный аллель полностью подавлял проявление рецессивного аллеля. Однако так бывает не всегда. Рассмотрим основные типы взаимодействия аллельных генов (рис. 80).

Полное доминирование. Полное доминирование – участие только одного аллеля в определении признака у гетерозиготной особи. Полное доминирование проявляется в случае полного подавления действия рецессивного аллеля доминантным. В этом случае у всех гетерозиготных особей – гибридов первого поколения – фенотип совпадает с фенотипом одной из родительских особей. При полном доминировании фенотипы гетерозиготного организма (Аа) и гомозиготного по доминантному аллелю (АА) одинаковы.

Рис. 80. Взаимодействие аллельных генов

Неполное доминирование. При неполном доминировании доминантный аллель не полностью подавляет рецессивный, поэтому у гибридов первого поколения – у гетерозиготных организмов (Аа) – наблюдается промежуточное состояние признака, так называемый промежуточный фенотип. Впервые подобное явление описал Г. Мендель. В одном из скрещиваний, которые он проводил, доминантный признак не полностью исключал проявление рецессивного признака. При скрещивании крупнолистного сорта гороха с мелколистным в первом поколении все листья имели среднюю величину. В дальнейшем выяснилось, что подобное неполное доминирование одного аллеля над другим и, как следствие, формирование промежуточного фенотипа у гибридов первого поколения встречается у разных организмов. Например, у человека неполное доминирование проявляется при наследовании структуры волос. Аллель, определяющий формирование курчавых волос, не полностью доминирует над аллелем прямых волос. В результате у гетерозигот наблюдается промежуточное проявление признака – волнистые волосы. При неполном доминировании во втором поколении расщепление по генотипу и фенотипу совпадают (1АА:2Аа:1аа).

Кодоминирование. Кодоминирование – проявление у гетерозигот обоих аллелей одного гена. Примером кодоминирования является наследование IV группы крови у человека.

Группы крови по системе АВ0 детерминируются аутосомным геном I. Существует три основных аллеля этого гена, два из которых доминантные (I A и I B ), а один рецессивный (I 0 ). Каждый доминантный аллель контролирует синтез соответствующего антигена в эритроцитах – агглютиногена А (I A ) или В (I B ). Группа крови определяется наличием или отсутствием того или иного агглютиногена. У людей с генотипами I A I A или I A I 0 эритроциты имеют только поверхностный агглютиноген А (группа крови А, или II). У людей с генотипами I B I B или I B I 0 эритроциты имеют только поверхностный агглютиноген B (группа крови B, или III). При генотипе I 0 I 0 эритроциты лишены обоих антигенов (группа крови 0, или I).

У гетерозигот с генотипом I A I B имеет место кодоминирование – эритроциты несут оба антигена – А и В (группа крови АВ, или IV).

Наследование групп крови АВ0 иллюстрирует ещё одно генетическое явление – множественный аллелизм. Далеко не всегда ген может находиться только в двух альтернативных состояниях. Довольно часто в результате мутаций возникают не два, а три и более состояний какого – либо гена. Такое явление называют множественным аллелизмом. Так, в человеческой популяции присутствуют три аллеля аутосомного гена I, определяющего группу крови. Однако у каждого человека, как у диплоидного организма, в генотипе будет только два аллеля.

Сверхдоминирование. При сверхдоминировании наблюдается более сильное проявление признака у гетерозигот (Аa), чем у гомозигот по доминантному аллелю (АА). В качестве примера можно привести эффект сверхдоминирования, наблюдаемый у плодовой мушки-дрозофилы по такому признаку, как плодовитость. Экспериментально показано, что у гетерозигот по отдельным мутациям наблюдаются гораздо более высокие показатели плодовитости, чем у родительских линий. Такая повышенная мощность гибридов первого поколения носит название гетерозис.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Доминантный тип наследования

Доминантный тип наследования Если мутантный ген является доминантным, наличие такого гена обязательно будет проявляться у человека, который является его носителем. Чаще всего такие люди бывают гетерозиготами по данному гену, то есть один аллельный ген у них является

Рецессивный тип наследования

Рецессивный тип наследования Болезни с рецессивным типом наследования проявляются только у людей — рецессивных гомозигот по данным генам. Это означает, что в случае, когда клетки человека обладают только одним мутантным аллельным геном, а второй ген работает нормально,

Глава 4. Закономерности наследственности

Глава 4. Закономерности наследственности Ключевой проблемой биологии, по-видимому, можно считать вопрос о том, как увековечивает свой опыт живая материя. М. Дельбрюк (1906–1981), американский генетик, лауреат Нобелевской премии 1969 г. Общебиологическое значение генетики

5.5. Модификации и проблема наследования приобретенных признаков

5.5. Модификации и проблема наследования приобретенных признаков Модификации – это варианты фенотипа в пределах нормы реакции генотипа. Они обеспечивают приспособляемость организма в течение его жизни к факторам внешней среды и представляют собой изменения,

ПРОТОКОЛ ГИНЕКОЛОГИЧЕСКОГО НАСЛЕДОВАНИЯ СУКИ

ПРОТОКОЛ ГИНЕКОЛОГИЧЕСКОГО НАСЛЕДОВАНИЯ СУКИ от ____________________200_ г.Выдан ____________________проживающему ____________________в том, что принадлежащая ему сука ____________________породы ____________________, возраст____________________прошла ветеринарную гинекологическую оценку. Ф.И.О. подпись врача ____________________

Глава 11. Экологические закономерности в природе

Глава 11. Экологические закономерности в природе Экология – это наука, изучающая организацию и функционирование надорганизменных систем. В настоящее время ей уделяется самое пристальное внимание, в связи с чем экология включена в учебные планы многих направлений и

МЕЖПОРОДНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ

МЕЖПОРОДНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ Скрещиванием называют спаривание животных разных пород для получения высококачественных пользовательных, животных, быстрого изменения свойств породы и выведения новых пород.Животные, получаемые от спаривания разных пород или происходящие от

Материальная культура и биологические закономерности

Материальная культура и биологические закономерности Знаменательно, что наряду с мощным прогрессом в развитии материальной культуры, а соответственно и психической деятельности, с начала эпохи позднего палеолита резко затормозилось биологическое развитие человека:

Глава 6. Законы наследования

Глава 6. Законы наследования Мендель и его горохК сожалению, наследование цвета глаз в действительности не столь уж элементарно, как это было описано в предыдущей главе. Если бы оно было таким простым, люди, возможно, заметили бы способ, с помощью которого цвет глаз

Тема 4. Закономерности наследственности

Тема 4. Закономерности наследственности Не беда появиться на свет в утином гнезде, если ты вылупился из лебединого яйца. Г. Х. Андерсен (1805–1875), датский писатель Общебиологическое значение генетики вытекает из того, что законы наследственности справедливы для всех

25. Закономерности наследования. Моногибридное скрещивание

25. Закономерности наследования. Моногибридное скрещивание Вспомните!Что такое ген?Какой набор хромосом содержат половые клетки?Закон единообразия гибридов первого поколения. Мендель начал работу с постановки эксперимента по наиболее простому, моногибридному

О взаимоотношении наследования активно- и пассивно-оборонительных реакций

О взаимоотношении наследования активно- и пассивно-оборонительных реакций По форме проявления пассивно - и активно-оборонительные реакции существенно различаются. Первая выражается в убегании животного, вторая — в нападении на пришельца. Соединение этих двух реакций

Наследственность — способность живых организмов получать характерные черты от старших поколений, а изменчивость — приобретать новые. Наука, изучающая законы наследования и появления новых признаков у живых организмов, называется генетикой. Ее основы были заложены Грегором Менделем, занимавшимся скрещиванием разных форм гороха. Исследования по моногибридному и дигибридному скрещиванию, проведенные чешским ученым, позволили сформулировать генетические законы, названные его именем.

Основные понятия

Для понимания законов наследования необходимо ознакомиться с понятиями, которой пользуется генетика. Генотип — совокупность генов, присущих одному организму. Они получаются от родителей в индивидуальном порядке и могут влиять друг на друга. Фенотип — анатомические, физиологические и биохимические особенности, сформировавшиеся у организма во время его развития и определенные генотипом.

Гены — это сегменты дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), состоящие из белков или полипептидов, в которых зашифрован код того или иного признака. Они содержатся в хромосомах — внутриклеточных структурах всех органов и тканей живого организма. Цепочки генов в хромосомах могут насчитывать тысячи фрагментов. Каждый вид имеет свой набор хромосом, т. е. определенное их количество. Родительские хромосомы, похожие по строению и размеру, называются гомологичными, а их участки, кодирующие одни и те же белки, — аллельными генами.

Клетки, участвующие в оплодотворении (мужские и женские), называются гаметами, им присуща гаплоидность — половинный набор хромосом. Если в процессе участвуют клетки с разным генотипом, то он называется скрещиванием. В зависимости от способа оплодотворения бывает естественным и искусственным. Особи, полученные от скрещивания, называются гибридами. Зигота — оплодотворенная клетка, в которой два гаплоидных набора родительских хромосом сливаются в один диплоидный.

Во время деления зиготы участки аллелей генов могут взаимозаменяться, в результате у потомства происходит замещение по генотипу или по фенотипу. Полученные генотипы разделяются на гомозиготные и гетерозиготные организмы. У первых гомологичные хромосомы содержат аллели генов с одинаковым состоянием одного и того же признака (только доминантным или только рецессивным), по которому могут образоваться гаметы только одного сорта. При скрещивании таких особей по этой особенности расщепления не происходит.

Гетерозиготные организмы имеют в гомологичных хромосомах аллели, кодирующие разные состояния признака (и доминантные, и рецессивные). Они образуют гаметы двух сортов, а при их скрещивании происходит расщепление примет. Доминантный аллель гена позволяет развиться признаку и в гомо-, и в гетерозиготном состоянии, рецессивный — только в гомозиготном.

Гибридологический анализ

Данный метод генетики основан на скрещивании особей одного вида с альтернативными (контрастными) признаками (АП) и отслеживании их дальнейшего развития у следующих поколений потомства. При этом должны соблюдаться условия:

изучаются только исследуемые признаки, остальные не учитываются;
целенаправленно подбираются родители с нужными приметами;
потомство каждой особи выращивается отдельно от других;
ведется количественный учет гибридов, получивших изучаемые признаки;
в ряду поколений оценивается потомство, полученное от каждого родителя.

При изучении моно- и дигибридного скрещивания в биологии используются следующие общепринятые символы:

Родительский организм обозначается латинской буквой P.
Женский пол — значком ♀ или буквой E.
Мужской пол — значком ♂ или буквой G.
Скрещивание — знаком умножения.
Гибридное потомство — латинской буквой F и отмечается цифровым индексом, означающим порядок поколения (F1, F2 и т. д. ).
Заглавной буквой записывается доминантный (A, B), строчной — рецессивный ген (a, b).
Двумя заглавными — гомозигота по доминантному (AA, BB), двумя строчными — гомозигота по рецессивному признаку (aa, bb).
Заглавной и строчной буквами (Аа, Bb) обозначается гетерозигота.

К альтернативным относятся такие признаки, которые радикально отличаются у какого-либо вида. Например, контрастные признаки у гороха: по цвету цветков — красные и белые; по виду кожуры — гладкие и сморщенные; по высоте растения — высокие и низкие.

Законы Менделя

Для определения закономерностей, по которым в потомстве происходит распределение наследственных АП, Г. Мендель анализировал результаты, полученные при скрещивании разных сортов гороха и их гибридов с 1856 по 1864 год.

Растение, выбранное им, было удобно по ряду качеств:

хорошо и быстро выращивается;
дает многочисленное потомство;
имеет много АП;
самоопыление, что дает большое число чистых линий, которые передаются из поколения в поколение.

Успеху ученого способствовало то, что он отслеживал наследование только определенного числа признаков. В зависимости от этого скрещивание бывает:

моногибридным;
дигибридным;
полигибридным.

Моногибриным является такое скрещивание, при котором наследственные закономерности выявляются только по одной паре АП, развитие которых определяется единственной парой аллельных генов.

Моногибридный метод

При моногибридном скрещивании все особи F1 наследуют одинаковые особенности, полученные только от одного из родителей. У гороха это оказались красные цветы, белые полностью отсутствовали. Проявляющийся признак Г. Мендель назвал преобладающим или доминантным, а отсутствующий — отступающим или рецессивным.

При формировании гаметы в нее попадает только один ген. Половина гамет несет доминантную особенность, другая половина — рецессивную. При этом любое сочетание гамет дает гибридам одинаковые генотипические и фенотипические черты. Таким образом происходит наследование у гибридов первого поколения. Эту генетическую закономерность назвали законом доминирования или законом единообразия гибридов первого поколения (первый закон Менделя).

Неполное доминирование

Если в поколении F1 появляются гетерозиготные особи с фенотипом, полностью отличным от фенотипа гомозиготных форм родителей, то говорят, что наследование носит промежуточный характер. При этом выраженность АП оказывается с более или менее выраженным уклоном в сторону кого-то из родителей. Это происходит в том случае, если рецессивные аллели неактивны, а доминантные не имеют достаточной степени активности, чтобы уровень проявления АП доминантной гомозиготы родителя был достаточным для наследования потомством этой черты в полной мере.

Например, если при скрещивании львиного зева с пурпурными и белыми цветками все потомство оказалось с розовыми, это говорит о неполном доминировании аллели, несущей информацию о пурпурном окрашивании. В последующих поколениях происходит фенотипическое расщепление — на два розовых цветка приходит один белый и один пурпурный, т. е. устанавливается соотношение 1:2:1.

Процесс самоопыления

Дальнейшие исследования ученый проводил самоопылением гибридов F1. Было установлено, что в F2 появляются особи как с доминантными признаками (красные цветы, желтые семена), так и с рецессивными (белые цветы, зеленые семена) в соотношении 3:1. Это явление называется законом расщепления гибридов второго поколения или вторым законом Менделя.

При самоопылении происходит равновероятное сочетание гамет во время оплодотворения. В F2 может появиться как нерасщепляющееся гомозиготное потомство с одинаковыми аллельными генами (АА или аа) в гомологичных хромосомах, так и гетерозиготные особи с расщеплением и разными аллелями (Аа), образующими два вида гамет.

Дигибридное скрещивание

Организмы отличаются многими фенотипическим чертам, что обусловлено разными генами. Для понимания, как наследуются несколько АП одновременно, нужно провести независимые исследования каждой пары, не уделяя внимания другим. Затем все выявленные особенности сопоставляются и систематизируются. Именно такую задачу выполнил Мендель. Чтобы результат получился достоверным, он скрещивал родительские формы гороха, отличающиеся только двумя парами АП (двумя парами аллелей).

Такой способ комбинирования называется дигибридным, а гибриды, имеющие отличия по двум аллелям, — дигетерозиготными. Если наблюдается отличие по трем и более аллельным генам, то организм называется три- или полигетерозиготным. В результате двойного комбинирования могут получаться разные фенотипы в зависимости от того, как располагаются гены, определяющие АП — в одной или в разных хромосомах.

Для определения наследования признаков при дигибридном скрещивании Мендель выбирал гомозиготные растения с такими АП:

разная окраска цветков или семян;
различная высота сортов растения;
гладкая или морщинистая поверхность семян.

Исследования проводились только для одной пары признаков, но на протяжении многих лет ученый сочетал АП друг с другом в разных вариантах. Выяснилось, что в F1 появляются особи только с одним АП. Это подтверждало, что правило о единообразии у F1 выполняется, а полученная окраска, высота или гладкость являются доминантными чертами.

Самоопыление гибридов F1 дало в F2 особей с четырьмя фенотипами. Два из них совпадали с родительским, а у двух других появились особенности, сочетающие материнские и отцовские черты. Например, при изучении наследования окраски и гладкости семян получились растения четырех фенотипов: желтые гладкие, желтые морщинистые, зеленые гладкие, зеленые морщинистые в соотношении 9:3:3:1.

Особенности расщепления

Результаты показали, что при дигибридном скрещивании у наследования признаков независимая сущность. Можно отметить, что при этом способе скрещивания в F2 наряду с известными появляются новые классовые разновидности. При количественном анализе полученных гибридов выяснилось, что дигибридное расщепление совмещает в себе два моногибридных, происходящих независимо. Первое обусловило разнообразие фенотипов. При рассмотрении второго выясняется, что ход каждого моногибридного скрещивания не нарушается, а соотношения получаются 3:1 у желтых и зеленых, и 3:1 — у гладких и морщинистых.

Такой характер распределения АП при наследовании определяется законом независимого комбинирования или третьим законом Менделя при дигибридном скрещивании расщепление по каждой особенности проходит независимо от других признаков. Этот закон является основой комбинативной изменчивости, который справедлив для всех живых организмов, но только в отношении генов, расположенных в разных гомологичных хромосомах, что было доказано прямым цитологическим методом.

Для наглядности вариантов комбинирования доминантных и рецессивных генов английским генетиком Р. Пеннетом была предложена графическая схема дигибридного скрещивания в виде решетки. Она отображает сочетаемость разных аллелей родительских генов. Решетка Пеннета для опытов Г. Менделя представляет собой таблицу, в которой собраны все возможные варианты генотипов и фенотипов F2.

По одной стороне записываются женские гаметы, по другой — мужские. В ячейках таблицы получаются все возможные варианты, которые можно получить при скрещивании по двум парам контрастных признаков. Законы, выведенные Г. Менделем, легли в основу современных методов селекции растений и животных.

У человека в соматической (неполовой) клетке 46 хромосом (23 пары). Почему все хромосомы разбиты по парам? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, давайте рассмотрим любую пару хромосом. Например, 10-ую.

Перед вами пара гомологичных хромосом. Гомологичные хромосомы — хромосомы, кодирующие одни и те же признаки. Они одинаковы по форме, длине и структуре. Одна хромосома достаётся от папы, а другая, гомологичная ей, достается от мамы.

Каждая такая хромосома содержит в себе гены. Гены кодируют различные признаки (например, цвет волос или форму эндосперма у растений).

Гены могут иметь два состояния: доминантное и рецессивное.

Доминантное состояние гена (обозначается как большая буква латинского алфавита, обычо A или B) подавляет действие рецессивного (обозначается соответственно a или b).

Такие состояния генов называются аллелями — доминантный аллель и рецессивный аллель.

Вот те же гомологичные хромосомы. Как мы видим, гены на них совпадают (буквы одни и те же), а вот их состояния — разные. На папиной хромосоме все аллели доминантные, а на маминой — рецессивные.

Как результат — мы имеем особь с генотипом AаBb. Так как чёрный цвет волос и карий цвет глаз — доминантные признаки по условию, то особь, несмотря на наличие рецессивных аллелей, будет иметь чёрные волосы и карие глаза.

Рассмотрим другой вариант. Теперь и у папы, и у мамы только рецессивные аллели. Таким образом, генотип особи — aabb. Доминантных аллелей нет, а значит он голубоглазый блондин. Красавчик.

Если пересказать всё простым языком: гомологичные хромосомы кодируют одинаковые признаки, содержат одинаковые гены, которые отличаются друг от друга состоянием (аллелями): могут быть рецессивными, а могут доминантными.

Основные термины и фразы

Организм, содержащий одинаковые аллели генов (AA или aa), называется гомозиготой. А если организм содержит одинаковые аллели одновременно по 2 признакам (например, AABB или aabb), то он — дигомозигота.

Организм, содержащий разные аллели генов (Aa), называется гетерозиготой. Если же организм содержит разные аллели одновременно по 2 признакам (AaBb), то он — дигетерозигота.

Гомозиготные организмы называются чистыми линиями. Чистые линии получаются методом близкородственного скрещивания в течение нескольких поколений.
Фенотип — внешнее проявление признака.
Анализирующее скрещивание — скрещивание данного организма с рецессивной гомозиготой (aa или aabb).

Законы Менделя

Первый закон — закон единообразия гибридов первого поколения.

При скрещивании чистых линий, отличающихся по наследуемому признаку, все 100% потомства будут иметь признак одного из родителей.

Что это за схема?

G: Это гаметы (половые клетки). Соматическая клетка имеет пару гомологичных хромосом. А вот гамета имеет лишь одну из них (случайную). Это происходит в результате расхождения гомологичных хромосом во время анафазы мейоза I.

F: Это дети. Они получаются путём соотнесения гамет. Количество генотипов детей можно найти, перемножив гаметы одной особи на гаметы другой особи.

Если наследование происходит по одному признаку, то оно — моногибридное скрещивание. Если наследование происходит одновременно по двум признакам (т.е. в задаче фигурируют одновременно, например, цвет волос и глаз), то оно — дигибридное.

Второй закон — закон расщепления признаков.

При скрещивании потомков первого поколения в их потомстве будет наблюдаться расщепление по генотипу и фенотипу.

Это значит, что при скрещивании двух гетерозигот их дети будут иметь признаки в определённом соотношении.

Например, если скрестить двух людей (гетерозигот, оба карие), и у них получится 1000 детей, то 750 из них будут карими, а 250 — голубоглазыми. Это мы поняли из того, что в потомстве 3 из 4 особей были карими, а 1 — голубоглазым. Соответственно, расщепление по фенотипу (внешнему признаку) будет 3:1.

Неполное доминирование

Неполное доминирования — явление, при котором доминантный аллель не полностью доминирует над рецессивным. В таком случае у гетерозиготных организмов признак будет промежуточным. Расщепление по фенотипу тоже будет отличаться.

Третий закон — закон независимого расхождения признаков.

При дигибридном скрещивании признаки наследуются независимо друг от друга.

Для таких объемных скрещиваний не всегда удобно в уме сопоставлять гаметы. Поэтому существует решётка Пеннета. Сверху пишутся гаметы одной особи, а справа (или слева) — другой. В клетках между конкретными гаметами, как в таблице умножения, пишутся генотипы и фенотипы потомства.

Летальный генотип

Существует явление летального генотипа. Если в задаче сказано, что какой-то генотип (например, гетерозигота по данному признаку) нежизнеспособен, то его в потомство НЕ ЗАПИСЫВАЮТ. При этом расщепление тоже меняется, так как меняется и состав потомства.

Решение тестовых задач на законы Менделя

Текст задачи:

Какова вероятность того, что зрячая собака несет ген слепоты, если от скрещивания с такой же собакой, родился один слепой щенок? (нормальное зрение — доминантный признак).

Решение задачи:

Текст задачи:

Какова вероятность рождения голубоглазого (а), светловолосого (в) ребенка от брака голубоглазого темноволосого отца с генотипом ааВв и кареглазой светловолосой матери с генотипом Аавв?

Решение задачи:

Здесь всё просто. Нам уже известны генотипы родителей, осталось лишь записать скрещивание. Можно использовать решётку Пеннета.

Чтобы найти вероятность рождения ребёнка с определенным фенотипом, нужно разделить количество искомых фенотипов на количество всех фенотипов.

В данном случае в потомстве из четырёх возмножных фенотипов есть только один голубоглазый блондин. Соответственно, ¼ = 0.25. 25 процентов — наш ответ.

Поздравляю с успешным освоением новой темы!

Статьи — круто, но для сотки этого недостаточно. Жми сюда, чтобы получить расписание и подробности самого эффективного курса подготовки к ЕГЭ по биологии.

Получить тест по теме по ЛС →

Примерное время выполнения: 50 минут.

Читайте также: