Сколько типов гамет образуется при сцепленном наследовании

Обновлено: 16.05.2024

Число признаков организма многократно превышает число хромосом. Следовательно, в одной хромосоме располагается множество генов. Наследование признаков, гены которых находятся в одной паре гомологичных хромосом, называется сцепленным наследованием (закон Моргана). Гены, расположенные в одной хромосоме, образуют группу сцепления. Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом.

Распространенные ошибки при решении этого типа задач обычно сводятся к тому, что учащиеся не умеют определять типы гамет, не понимают механизмы кроссинговера или не учитывают тот факт, что при сцепленном наследовании доминантные и рецессивные гены могут находиться в одной из гомологичных хромосом (транс-положение) или в разных гомологичных хромосомах (цис-положение).

1. Полное сцепление

3. Выяснение генотипов особей и определение вероятности рождения потомства с анализируемыми признаками

4. Задачи, в которых одновременно рассматривается сцепленное и независимое наследование

5. Неполное сцепление

6. Составление схем кроссинговера

7. Определение типа наследования (сцепленное или независимое) и расстояния между генами

8. Определение числа кроссоверных гамет или полученного соотношения особей в потомстве в зависимости от расстояния между генами в хромосоме

9. Картирование хромосом

Ответы и решения

1. Полное сцепление

Перед решением задач на сцепленное наследование целесообразно сравнить результаты анализирующего скрещивания при независимом и сцепленном наследовании:

Независимое наследование

А – желтая окраска, а – зеленая окраска,
В – гладкие семена, b – морщинистые семена.

Сцепленное наследование (кроссинговер отсутствует)

Количество гамет равно 2 n , где n – не число гетерозиготных пар генов, а количество пар разнородных хромосом, содержащих гетерозиготные гены. Например, тригетерозигота АаВbСс будет давать 8 типов гамет, если гены расположены в разных парах хромосом (n = 3) и только 2 типа, если гены находятся в одной паре (n = 1).

Какие типы гамет будут образовывать организмы с генотипами:

а)

АB
ab

;

б)

Ab
aB

Задача 6-3

Написать типы гамет, продуцируемых тетрагетерозиготным организмом, если два гена и их аллели находятся в одной паре гомологичных хромосом, а другие две пары генов – в другой. Кроссинговер отсутствует.

3. Выяснение генотипов особей и определение вероятности рождения потомства с анализируемыми признаками

При выяснении генотипов особей с заданными признаками используются те же принципы, что и при решении задач на моно- или дигибридное скрещивание. Как отмечалось ранее, в каждом случае следует учитывать, в цис- или транс-положении находятся доминантные и рецессивные гены.

Катаракта и полидактилия (многопалость) вызываются доминантными аллелями двух генов, расположенных в одной паре аутосом. Женщина унаследовала катаракту от отца, а многопалость – от матери. Определить возможные фенотипы детей от ее брака со здоровым мужчиной. Кроссинговер отсутствует.

50% детей будут многопалыми, 50% – унаследуют катаракту.

Доминантные гены катаракты и элиптоцитоза расположены в первой аутосоме. Определить вероятные фенотипы и генотипы детей от брака здоровой женщины и дигетерозиготного мужчины. Кроссинговер отсутствует.

Доминантные гены катаракты, элиптоцитоза и многопалости расположены в первой аутосоме. Определить возможные фенотипы детей от брака женщины, больной катарактой и элиптоцитозом (мать ее была здорова), с многопалым мужчиной (мать его имела нормальную кисть).

У дрозофилы доминантный ген, определяющий лопастную форму глаз, располагается в той же аутосоме, что и рецессивный ген укороченности тела. Гомозиготную муху с укороченным телом и лопастной формой глаз скрестили с гомозиготной дрозофилой, имеющей круглые глаза и обычную длину тела. Какими окажутся гибриды первого поколения F₁ и каким будет потомство F₂ от скрещивания этих гибридов между собой?

4. Задачи, в которых одновременно рассматривается сцепленное и независимое наследование

Дрозофила, гомозиготная по признакам желтой окраски, наличия очень узких крыльев и отсутствия щетинок, была скрещена с дрозофилой, имеющей в гомозиготном состоянии гены, определяющие серый цвет, нормальные крылья и щетинки. Какое потомство возникнет от скрещивания полученных гибридов между собой, если известно, что рецессивный ген желтой окраски и доминантный ген узких крыльев лежат во второй аутосоме, а рецессивный ген отсутствия щетинок – в третьей, если предположить, что кроссинговер между генами А и В отсутствует?

А – серая окраска, а – желтая окраска,
В – узкие крылья, b – нормальные крылья,
С – наличие щетинок, с – отсутствие щетинок.

5. Неполное сцепление

При неполном сцеплении гомологичные хромосомы могут обмениваться аллельными генами. Причиной этого является кроссинговер, который, в свою очередь, является результатом того, что при мейозе гомологичные хромосомы конъюгируют и могут обмениваться участками.

В результате этого при скрещивании дигетерозигот с генотипом с гомозиготами по рецессиву, имеющими генотип , в потомстве, наряду с обычными, появляется некоторое количество особей, образовавшихся в результате слияния кроссоверных гамет (рекомбинантов), имеющих генотип или .

6. Составление схем кроссинговера

При составлении схем кроссинговера следует помнить, что основное количество гамет будут составлять некроссоверные, а кроссоверные гаметы будут встречаться в небольших количествах. Образование кроссоверных гамет можно легко определить, воспользовавшись схемой, представленной при решении задачи 6-9.

Написать возможные варианты кроссинговера между генами в группе сцепления .

1) Одиночный кроссинговер между генами А и В:

2) Одиночный кроссинговер между генами В и С:

3) Двойной кроссинговер между генами А и С:

Написать возможные типы гамет, образующиеся у организма с генотипом при наличии кроссинговера.

Написать возможные варианты гамет, образующиеся у организма с генотипом при наличии кроссинговера.

7. Определение типа наследования (сцепленное или независимое) и расстояния между генами

Для определения типа наследования необходимо выяснить количество особей, получающихся при анализирующем скрещивании. Соотношение фенотипических классов в F₁, близкое к 1:1:1:1, позволяет с большой вероятностью предположить наличие независимого наследования, а присутствие в потомстве двух фенотипов в пропорции, близкой к 1:1, указывает на сцепленное наследование. Наличие небольшого количества рекомбинантов является результатом кроссинговера. Количество таких организмов пропорционально вероятности кроссинговера между сцепленными генами и, следовательно, расстоянию между ними в хромосоме. Это расстояние измеряется в морганидах (М) и может быть определено по формуле:

x =	a + c	· 100, (2)
	n

где x – расстояние между генами (в морганидах),
а и с – количество кроссоверных особей,
n – общее число особей.

Таким образом, одна морганида равна 1% кроссинговера.

Если число кроссоверных особей дано в процентах, то расстояние между генами равно сумме процентного состава.

У томата высокий рост доминирует над низким, гладкий эндосперм – над шероховатым. От скрещивания двух растений получено расщепление: 208 высоких растений с гладким эндоспермом, 9 – высоких с шероховатым эндоспермом, 6 – низких с гладким эндоспермом, 195 – низких с шероховатым эндоспермом. Определить вид наследования, генотип исходных растений и расстояние между генами.

Наличие в потомстве расщепления по обоим признакам указывает на то, что в скрещивании участвовало дигетерозиготное растение.
Соотношение особей, имеющих оба доминантных или оба рецессивных признака, близкое к 1:1, говорит о том, что одно из растений было гомозиготным по рецессиву (то есть, в данном случае, имело место анализирующее скрещивание), и что гены, кодирующие развитие обоих признаков, расположены в одной паре хромосом в цис-положении. Следовательно, генотип исходных особей: и .

Признаки роста и формы поверхности эндосперма у томата наследуются по типу неполного сцепления. Расстояние между генами, кодирующими эти признаки, составляет 3,5 морганид. Генотип исходных растений, соответственно: и .

Гладкая форма семян кукурузы доминирует над морщинистой, а окрашенные семена – над неокрашенными. При скрещивании растений кукурузы с гладкими окрашенными семенами и с морщинистыми неокрашенными семенами получено следующее потомство:
4152 – гладких окрашенных,
149 – морщинистых окрашенных,
152 – гладких неокрашенных,
4166 – морщинистых неокрашенных.
Определить тип наследования (сцепленное или независимое) и расстояние между генами, кодирующими форму и окраску семян у кукурузы.

При скрещивании гетерозиготной мухи с красными глазами и нормальными крыльями и мухи с пурпурными глазами и короткими крыльями получили:
1109 красноглазых мух с длинными крыльями,
1140 красноглазых мух с короткими крыльями,
1122 пурпурноглазых мух с длинными крыльям,
1160 пурпурноглазых мух с короткими крыльями.
Сцепленно или независимо наследуются гены формы крыльев и цвета глаз у дрозофилы? Какие гены являются доминантными, а какие – рецессивными?

При скрещивании самки дрозофилы, дигетерозиготной по генам М и N, с рецессивным самцом получено следующее расщепление по фенотипу: MN : Mn : mN : mn – 47:3:3:47. Определить расстояние между генами М и N.

У томатов признак высокого роста (А) доминирует над карликовым (а), а округлая форма плода (В) доминирует над грушевидной (b). Оба гена принадлежат к одной группе сцепления. При анализирующем скрещивании получено:
38% высоких растений с округлыми плодами,
42% карликовых растений с грушевидными плодами,
10% высоких растений с грушевидными плодами,
10% карликовых растений с округлыми плодами.
Определить расстояние между генами, кодирующими рост растения и форму плодов.

При анализирующем скрещивании дигетерозиготы в потомстве произошло расщепление на четыре фенотипических класса в соотношении: 42,4% – AаBb, 6,9% – Aаbb, 7,0% – aaBb, 43,7% – aabb. Как наследуются гены? Каково расстояние между ними?

Число кроссоверных гамет определяется по формуле (3), выведенной из формулы (2) для определения расстояния между генами в хромосоме:

a = c =	100 · n	, (3)
	2x

где а и с – количество рекомбинантов каждого вида,
n – общее количество потомства,
x – расстояние между генами в морганидах.

У кур признак раннего оперения (Е) доминирует над признаком позднего оперения (е), а рябое оперение (В) – над черным (b). Гены В и Е сцеплены и показывают 20% кроссинговера. Скрещивается гомозиготная рано оперившаяся черная курица с гетерозиготным петухом. Какое потомство получится при скрещивании?

Если допустить, что гены А и В сцеплены и перекрест между ними составляет 20%, то какие гаметы и в каком количественном соотношении будет образовывать дигетерозигота?

Расстояние между генами С и D – 4,6 морганид. Определить процент гамет каждого типа: CD, cd, Cd и cD, продуцируемых дигетерозиготным организмом.

У кукурузы гладкие семена (S) доминируют над морщинистыми (s), а окрашенные (С) – над бесцветными (с). Гены S и С расположены в одной и той же аутосоме на расстоянии 3,6 морганид. Установите, какие типы гамет и в каком соотношении будут образовываться у дигетерозиготных по этим признакам растений.

Если допустить, что гены А и В сцеплены и расстояние между ними составляет 8 морганид, а ген С находится в другой группе сцепления, то какие гаметы и в каком количестве будет образовывать тригетерозигота и .

9. Картирование хромосом

Для составления карт хромосом рассчитывают взаимное расстояние между отдельными парами генов и затем определяют расположение этих генов относительно друг друга.

Так, например, если три гена расположены в следующем порядке: А В С, то расстояние между генами А и С (процент рекомбинаций) будет равно сумме расстояний (процентов рекомбинаций) между парами генов АВ и ВС.

Если гены расположены в порядке: А С В, то расстояние между генами А и С будет равно разности расстояний между парами генов АВ и СВ.

Гены А, В и С находятся в одной группе сцепления. Между генами А и В кроссинговер происходит с частотой 7,4%, а между генами В и С – с частотой 2,9%. Определить взаиморасположение генов А, В и С, если расстояние между генами А и С равняется 10,3% единиц кроссинговера. Как изменится взаиморасположение этих генов, если частота кроссинговера между генами А и С будет составлять 4,5%?

По условию задачи расстояние от гена А до гена С (10,3 М) равно сумме расстояний между генами А и В (2,9 М) и генами В и С (7,4 М), следовательно, ген В располагается между генами А и С и расположение генов следующее: А В С.
Если бы расстояние от гена А до гена С равнялось разности расстояний между парами генов АВ и ВС (4,5 = 7,4 – 2,9), то гены располагались бы в следующей последовательности: А С В. И в этом случае расстояние между крайними генами было бы равно сумме расстояний между промежуточными: АВ = АС + СВ.

Расщепление при анализирующем скрещивании, близкое к 1:1, указывает на то, что все три пары генов находятся в одной хромосоме.
Расстояние между генами А и В равно: 1,7 + 1,7 = 3,4 М.
Расстояние между генами В и С равно: 0,8 + 0,8 = 1,6 М.
Ген В находится между генами А и С. Расстояние между генами А и С равно: 1,7 + 1,7 + 0,8 + 0,8 = 5,0 М.
Карта участка хромосомы:

Ответы и решения к задачам главы VI

6-1. а) АВ СD EF, ab cd ef, AB cd ef, ab CD EF, ab CD ef, AB cd EF, AB CD ef, ab cd EF;
б) ABC D EF, abc D ef, ABC D ef, abc D EF;
в) ABCDEF и abcdef.

6-2. а) Будут образованы гаметы AB и ab ;

б) будут образованы гаметы Ab и aB .

6-3. Поскольку гены могут находится в хромосомах в цис- или транс-положении, то данная задача имеет 4 варианта решения, в каждом из которых образуется по 4 типа гамет.

6-4. 50% детей будут многопалыми, 50% – унаследуют катаракту.

6-5. Генотип мужчины может быть или , поэтому задача имеет два варианта решения. В первом случае 50% детей будут иметь обе аномалии, 50% – будут здоровы. Во втором – половина детей будет болеть элиптоцитозом, половина – катарактой.

6-6. 25% детей будут болеть катарактой, элиптоцитозом и многопалостью, 25% – будут здоровы, по 25% – катарактой и элиптоцитозом или многопалостью.

6-7. Все гибриды F₁ будут иметь лопастную форму глаз и укороченное тело. В потомстве F₂ будут наблюдаться фенотипы: лопастные глаза, короткое тело; лопастные глаза, нормальное тело; круглые глаза, нормальное тело в соотношении 1:2:1.

6-8. Объяснение в тексте.

6-9. Объяснение в тексте.

6-10. Наряду с гаметами AB и ab , которых будет образовываться большинство, будет получено некоторое количество гамет
Ab и aB .

6-11. У данного организма будут образовываться гаметы:

6-12. Признаки роста и формы поверхности эндосперма у томата наследуются по типу неполного сцепления. Расстояние между генами, кодирующими эти признаки, составляет 3,5 морганид. Генотип исходных растений был соответственно АВ и аb.

6-13. Наследование сцепленное. Расстояние между генами формы и окраски семян составляет 3,5 М.

6-14. Расщепление в потомстве, близкое к соотношению 1:1:1:1, указывает на то, что наследование независимое. Доминантными являются гены красной окраски глаз и нормальной формы тела.

6-15. Расстояние между генами М и N равно 6 морганидам.

6-16. Расстояние между генами высоты растения и формы плодов составляет 20 М.

6-17. Наследование осуществляется по типу неполного сцепления. Расстояние между генами А и В составляет 13,9 М.

6-18. 40% – рано оперившихся рябых, 40% – поздно оперившихся черных, 10% – рано оперившихся черных, 10% – поздно оперившихся рябых.

6-19. 40% – АВ; 40% – аb; 10% – аВ; 10% – Ab.

6-20. Cd – 2,3%; cD – 2,3%; CD – 47,7%; cd – 47,7%.

6-21. Будут образованы гаметы: SC – 48,2%; sc – 48,2%; Sc – 1,8%; sC – 1,8%.

6-22. АВС – 23%; АВс – 23%; аbс – 23%; аbС – 23%; АbС – 2%; Аbс – 2%; аВС – 2%; аВС – 2%.

Среди заданий по генетике можно выделить 6 основных типов, встречающихся в ЕГЭ. Первые два (на определение числа типов гамет и моногибридное скрещивание) встречаются чаще всего в части А экзамена (вопросы А7 , А8 и А30 ).

Задачи типов 3 , 4 и 5 посвящены дигибридному скрещиванию, наследованию групп крови и признаков, сцепленных с полом. Такие задачи составляют большинство вопросов С6 в ЕГЭ .

Задания шестого типа представляют собой задачи смешанного типа. В них рассматривается наследование двух пар признаков: одна пара сцеплена с Х-хромосомой (или определяет группы крови человека), а гены второй пары признаков расположены в аутосомах. Этот класс задач считается самым трудным для абитуриентов.

Ниже изложены теоретические основы генетики, необходимые для успешной подготовки к заданию С6, а также рассмотрены решения задач всех типов и приведены примеры для самостоятельной работы.

Основные термины генетики

Ген — это участок молекулы ДНК, несущий информацию о первичной структуре одного белка. Ген — это структурная и функциональная единица наследственности.

Аллельные гены (аллели) — разные варианты одного гена, кодирующие альтернативное проявление одного и того же признака. Альтернативные признаки — признаки, которые не могут быть в организме одновременно.

Гомозиготный организм — организм, не дающий расщепления по тем или иным признакам. Его аллельные гены одинаково влияют на развитие данного признака.

Гетерозиготный организм — организм, дающий расщепление по тем или иным признакам. Его аллельные гены по-разному влияют на развитие данного признака.

Доминантный ген отвечает за развитие признака, который проявляется у гетерозиготного организма.

Рецессивный ген отвечает за признак, развитие которого подавляется доминантным геном. Рецессивный признак проявляется у гомозиготного организма, содержащего два рецессивных гена.

Генотип — совокупность генов в диплоидном наборе организма. Совокупность генов в гаплоидном наборе хромосом называется геномом.

Фенотип — совокупность всех признаков организма.

Законы Г. Менделя

Первый закон Менделя — закон единообразия гибридов F₁

Этот закон выведен на основании результатов моногибридного скрещивания. Для опытов было взято два сорта гороха, отличающихся друг от друга одной парой признаков — цветом семян: один сорт имел желтую окраску, второй — зеленую. Скрещивающиеся растения были гомозиготными.

Для записи результатов скрещивания Менделем была предложена следующая схема:

А — желтая окраска семян
а — зеленая окраска семян

Р (родители)	АА	аа
Г (гаметы)	А	а
F₁ (первое поколение)	Аа (все растения имели желтые семена)

Формулировка закона: при скрещивании организмов, различающихся по одной паре альтернативных признаков, первое поколение единообразно по фенотипу и генотипу.

Второй закон Менделя — закон расщепления

Из семян, полученных при скрещивании гомозиготного растения с желтой окраской семян с растением с зеленой окраской семян, были выращены растения, и путем самоопыления было получено F₂.

Р (F₁)	Aa	Aa
Г	А; a	А; a
F₂	АА; Аа; Аа; аа ( 75% растений имеют доминантный признак, 25% — рецессивный)

Формулировка закона: у потомства, полученного от скрещивания гибридов первого поколения, наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 3:1 , а по генотипу — 1:2:1 .

Третий закон Менделя — закон независимого наследования

Этот закон был выведен на основании данных, полученных при дигибридном скрещивании. Мендель рассматривал наследование двух пар признаков у гороха: окраски и формы семян.

В качестве родительских форм Мендель использовал гомозиготные по обоим парам признаков растения: один сорт имел желтые семена с гладкой кожицей, другой — зеленые и морщинистые.

А — желтая окраска семян, а — зеленая окраска семян,
В — гладкая форма, в — морщинистая форма.

Р	ААВВ	аавв
Г	АВ	ав
F₁	АаВв 100% (желтые гладкие).

Затем Мендель из семян F₁ вырастил растения и путем самоопыления получил гибриды второго поколения.

В F₂ произошло расщепление на 4 фенотипических класса в соотношении 9:3:3:1 . 9/16 всех семян имели оба доминантных признака (желтые и гладкие), 3/16 — первый доминантный и второй рецессивный (желтые и морщинистые), 3/16 — первый рецессивный и второй доминантный (зеленые и гладкие), 1/16 — оба рецессивных признака (зеленые и морщинистые).

При анализе наследования каждой пары признаков получаются следующие результаты. В F₂ 12 частей желтых семян и 4 части зеленых семян, т.е. соотношение 3:1 . Точно такое же соотношение будет и по второй паре признаков (форме семян).

Формулировка закона: при скрещивании организмов, отличающихся друг от друга двумя и более парами альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всевозможных сочетаниях.

Третий закон Менделя выполняется только в том случае, если гены находятся в разных парах гомологичных хромосом.

При анализе признаков гибридов первого и второго поколений Мендель установил, что рецессивный ген не исчезает и не смешивается с доминантным. В F₂ проявляются оба гена, что возможно только в том случае, если гибриды F₁ образуют два типа гамет: одни несут доминантный ген, другие — рецессивный. Это явление и получило название гипотезы чистоты гамет: каждая гамета несет только один ген из каждой аллельной пары. Гипотеза чистоты гамет была доказана после изучения процессов, происходящих в мейозе.

Анализирующее скрещивание

Этот метод был предложен Менделем для выяснения генотипов организмов с доминантным признаком, имеющих одинаковый фенотип. Для этого их скрещивали с гомозиготными рецессивными формами.

Если в результате скрещивания все поколение оказывалось одинаковым и похожим на анализируемый организм, то можно было сделать вывод: исходный организм является гомозиготным по изучаемому признаку.

Если в результате скрещивания в поколении наблюдалось расщепление в соотношении 1:1 , то исходный организм содержит гены в гетерозиготном состоянии.

Наследование групп крови (система АВ0)

Наследование групп крови в этой системе является примером множественного аллелизма (это существование у вида более двух аллелей одного гена). В человеческой популяции имеется три гена (i 0 , I А , I В ), кодирующие белки-антигены эритроцитов, которые определяют группы крови людей. В генотипе каждого человека содержится только два гена, определяющих его группу крови: первая группа i 0 i 0 ; вторая I А i 0 и I А I А ; третья I В I В и I В i 0 и четвертая I А I В .

Наследование признаков, сцепленных с полом

У большинства организмов пол определяется во время оплодотворения и зависит от набора хромосом. Такой способ называют хромосомным определением пола. У организмов с таким типом определения пола есть аутосомы и половые хромосомы — Y и Х.

У млекопитающих (в т.ч. у человека) женский пол обладает набором половых хромосом ХХ, мужской пол — ХY. Женский пол называют гомогаметным (образует один тип гамет); а мужской — гетерогаметным (образует два типа гамет). У птиц и бабочек гомогаметным полом являются самцы (ХХ), а гетерогаметным — самки (ХY).

В ЕГЭ включены задачи только на признаки, сцепленные с Х-хромосомой. В основном они касаются двух признаков человека: свертываемость крови (Х Н — норма; X h — гемофилия), цветовое зрение (Х D — норма, X d — дальтонизм). Гораздо реже встречаются задачи на наследование признаков, сцепленных с полом, у птиц.

У человека женский пол может быть гомозиготным или гетерозиготным по отношению к этим генам. Рассмотрим возможные генетические наборы у женщины на примере гемофилии (аналогичная картина наблюдается при дальтонизме): Х Н Х Н — здорова; Х Н X h — здорова, но является носительницей; Х h Х h — больна. Мужской пол по этим генам является гомозиготным, т.к. Y-хромосома не имеет аллелей этих генов: Х Н Y — здоров; X h Y — болен. Поэтому чаще всего этими заболеваниями страдают мужчины, а женщины являются их носителями.

Типичные задания ЕГЭ по генетике

Определение числа типов гамет

Определение числа типов гамет проводится по формуле: 2 n , где n — число пар генов в гетерозиготном состоянии. Например, у организма с генотипом ААввСС генов в гетерозиготном состоянии нет, т.е. n = 0 , следовательно, 2 0 = 1 , и он образует один тип гамет (АвС). У организма с генотипом АаВВсс одна пара генов в гетерозиготном состоянии (Аа), т.е. n = 1 , следовательно, 2 1 = 2 , и он образует два типа гамет. У организма с генотипом АаВвСс три пары генов в гетерозиготном состоянии, т.е. n = 3 , следовательно, 2 3 = 8 , и он образует восемь типов гамет.

Задачи на моно- и дигибридное скрещивание

На моногибридное скрещивание

Задача: Скрестили белых кроликов с черными кроликами (черный цвет — доминантный признак). В F₁ — 50% белых и 50% черных. Определите генотипы родителей и потомства.

Решение: Поскольку в потомстве наблюдается расщепление по изучаемому признаку, следовательно, родитель с доминантным признаком гетерозиготен.

Р	Аа (черный)	аа (белый)
Г	А, а	а
F₁	Аа (черные) : аа (белые) 1 : 1

На дигибридное скрещивание

Доминантные гены известны

Задача: Скрестили томаты нормального роста с красными плодами с томатами-карликами с красными плодами. В F₁ все растения были нормального роста; 75% — с красными плодами и 25% — с желтыми. Определите генотипы родителей и потомков, если известно, что у томатов красный цвет плодов доминирует над желтым, а нормальный рост — над карликовостью.

Решение: Обозначим доминантные и рецессивные гены: А — нормальный рост, а — карликовость; В — красные плоды, в — желтые плоды.

Проанализируем наследование каждого признака по отдельности. В F₁ все потомки имеют нормальный рост, т.е. расщепления по этому признаку не наблюдается, поэтому исходные формы — гомозиготны. По цвету плодов наблюдается расщепление 3:1 , поэтому исходные формы гетерозиготны.

Р	ААВв (нормальный рост, красные плоды)	ааВв (карлики, красные плоды)
Г	АВ, Ав	аВ, ав
F₁	АаВВ (нормальный рост, красные плоды) АаВв (нормальный рост, красные плоды) АаВв (нормальный рост, красные плоды) Аавв (нормальный рост, желтые плоды)

Доминантные гены неизвестны

Задача: Скрестили два сорта флоксов: один имеет красные блюдцевидные цветки, второй — красные воронковидные цветки. В потомстве было получено 3/8 красных блюдцевидных, 3/8 красных воронковидных, 1/8 белых блюдцевидных и 1/8 белых воронковидных. Определите доминантные гены и генотипы родительских форм, а также их потомков.

Решение: Проанализируем расщепление по каждому признаку в отдельности. Среди потомков растения с красными цветами составляют 6/8 , с белыми цветами — 2/8 , т.е. 3:1 . Поэтому А — красный цвет, а — белый цвет, а родительские формы — гетерозиготны по этому признаку (т.к. есть расщепление в потомстве).

По форме цветка также наблюдается расщепление: половина потомства имеет блюдцеобразные цветки, половина — воронковидные. На основании этих данных однозначно определить доминантный признак не представляется возможным. Поэтому примем, что В — блюдцевидные цветки, в — воронковидные цветки.

3/8 А_В_ - красные блюдцевидные цветки,
3/8 А_вв — красные воронковидные цветки,
1/8 ааВв — белые блюдцевидные цветки,
1/8 аавв — белые воронковидные цветки.

Решение задач на группы крови (система АВ0)

Задача: у матери вторая группа крови (она гетерозиготна), у отца — четвертая. Какие группы крови возможны у детей?

Решение:

Р	I А I В	I А i 0
Г	I А , I В	I А , i o
F₁	I А I А , I А i 0 , I В i 0 , I А I В (вероятность рождения ребенка со второй группой крови составляет 50%, с третьей — 25%, с четвертой — 25% ).

Решение задач на наследование признаков, сцепленных с полом

Такие задачи вполне могут встретиться как в части А, так и в части С ЕГЭ.

Задача: носительница гемофилии вышла замуж за здорового мужчину. Какие могут родиться дети?

Решение:

Р	Х Н X h	Х Н Y
Г	Х Н , X h	Х Н , Y
F₁	Х Н Х Н девочка, здоровая ( 25% ) Х Н X h девочка, здоровая, носительница ( 25% ) Х Н Y мальчик, здоровый ( 25% ) X h Y мальчик, больной гемофилией ( 25% )

Решение задач смешанного типа

Задача: Мужчина с карими глазами и 3 группой крови женился на женщине с карими глазами и 1 группой крови. У них родился голубоглазый ребенок с 1 группой крови. Определите генотипы всех лиц, указанных в задаче.

Решение: Карий цвет глаз доминирует над голубым, поэтому А — карие глаза, а — голубые глаза. У ребенка голубые глаза, поэтому его отец и мать гетерозиготны по этому признаку. Третья группа крови может иметь генотип I В I В или I В i 0 , первая — только i 0 i 0 . Поскольку у ребенка первая группа крови, следовательно, он получил ген i 0 и от отца, и от матери, поэтому у его отца генотип I В i 0 .

Р	АаI В i 0 (отец)	Ааi 0 i 0 (мать)
Г	АI B , Аi 0 , aI B , ai 0	Аi 0 , ai 0
F₁	ааi 0 i 0 (родился)

Задача: Мужчина дальтоник, правша (его мать была левшой) женат на женщине с нормальным зрением (ее отец и мать были полностью здоровы), левше. Какие могут родиться дети у этой пары?

Решение: У человека лучшее владение правой рукой доминирует над леворукостью, поэтому А — правша, а — левша. Генотип мужчины Аа (т.к. он получил ген а от матери-левши), а женщины — аа.

Мужчина-дальтоник имеет генотип X d Y, а его жена — Х D Х D , т.к. ее родители были полностью здоровы.

Гомогаметный пол у человека представлен парой гомологичных хромосом (XX) и развитие признаков будет зависеть от характера взаимодействия между генами (Х Л или X").

Гетерогаметный пол у человека (XY) представлены гомологичными участками (XY) и негомологичными участками (X) и (Y). Гены в них представлены в единичной дозе в гемизиготном состоянии. Признаки будут определяться представительством генов.

На рисунке представлена цитологическая схема гетерологичных половых хромосом.

Ниже представлена схема наследования гемофилии. Тип наследования рецессивный сцепленный с негомологичным участком X - хромосомы.

Примеры решения задач на различные типы сцепленного наследования.

Образование гамет при сцеплении генов.

ЗАДАЧА 1.У дрозофилы гены Р и R находятся в одной хромосоме. Сколько типов гамет образуют особи со следующими генотипами?

а) Самец с генотипом

б) Самка с генотипом

а) Самец образует два типа гамет при полностью сцепленном наследовании: PR ирг

б) Самка образует четыре типа гамет при частично сцепленном наследовании: PR Pr pR pr

ЗАДАЧА 2. У дрозофилы гены D и Е сцеплены и находятся в одной паре аутосом с рецессивными генами, а гены М и m в другой паре хромосом. Какие группы гамет образуют особи со следующим генотипом?

а) Самец с генотипом

б) Самка с генотипом

По условию задачи: самец при полностью сцепленном наследовании образует 4 типа гамет: DEM Dem deM dem. Самка при частично сцепленном наследовании 8 типов гамет: DEM Dem deM dem DeM Dem dEM dEm

ЗАДАЧА З. У человека гены резус - антигенов детерминируются тремя парами тесно - сцепленных генов CDE/cde. Какие гаметы образуются у женщины и мужчины с генотипом:

По условию задачи у обоих полов при полностью сцепленном наследовании образуются два типа гамет: CDE и cde

ЗАДАЧА 4. У дрозофилы рецессивный ген black (b) детерминирует пурпурный цвет глаз, располагается в одной паре аутосом на расстоянии 6 морганид. Какие гаметы и в каком количестве образуют особи с генотипом

По условию задачи особи образуют 4 типа гамет:

ВР и Ьр - некроссоверные, Вр и ЬР - кроссоверные

По условию задачи расстояние между генами b и В равно 6 морганид. Следовательно соотношение гамет будет составлять:

ЗАДАЧА 5. У человека гены системы крови АВО и Luteran находятся в хромосоме № 9 на расстоянии 15 морганид. Какие типы гамет и в каком количестве образуется у человека с генотипом:

В обоих случаях образуется по 4 типа гамет в соотношениях: а)

6) J A lu J A LU J°lu J A LU

ЗАДАЧА6. При скрещивании дигетерозиготной самки дрозофилы по генам М и N с рецессивным самцом получено потомство с расщеплением по фенотипу:

Определить расстояние между генами М и N.

Расстояние между генами равно проценту кроссинговера между ними по условию задачи оно равно: 3%+3%=6% или морганид.

СОДЕРЖАНИЕ ЗАНЯТИЯ.

Самостоятельная работа студентов.

Решение ситуационных задач на сцепленное наследование: гаметообразование, сцепление генов и кроссинговер, сцепление с полом.

ЗАДАЧА 1. У дрозофилы гены D и Е и их рецессивные аллели находятся в одной паре хромосом. Какие типы некроссоверных и кроссоверных гамет образуют особи следутопгих генотипов:

а) Самец с генотипом б) Самка с генотипом

ЗАДАЧА2. У человека по данным некоторых родословных, доминантный ген элиптоцитоза Е1 и ген, обуславливающий наличие резус -антигена в эритроцитах локализованы в одной и той же аутосоме на расстоянии 3 морганид. Какие типы гамет и в каком количестве образуют особи со следующими генотипами:

а) у женщины с генотипом

б) у мужчины с генотипом

ЗАДАЧА 3.У дрозофилы рецессивный ген белоглазия white (w) находится в X - хромосоме в локусе 1.5, а доминантный ген изменения формы брюшка - abnormal (А) в той же хромосоме в локусе 4.5. Определить типы и количество гамет у особей следующих генотипов:

а) самка с генотипом

б) у белоглазого самца с нормальным брюшком.

ЗАДАЧА 4.У человека рецессивный ген гемофилии (h) и рецессивный ген цветовой слепоты (с) локализованы в X - хромосоме на расстоянии приблизительно 9.8 морганид. Какие типы гамет и в каком количестве образуют особи, имеющие следующий генотип:

Женщина с генотипом: Мужчина с генотипом

ЗАДАЧА 5. У дрозофилы признаки окраски тела и форма крыльев сцеплены. Темная окраска тела рецессивная по отношению к серой, короткие крылья к длинным. В лаборатории скрещивались серые длиннокрылые самки, гетерозиготные по обоим признакам с рецессивными по обоим признакам самцами. В потомстве оказалось: серых длиннокрылых особей 1394, черных короткокрылых 1418, серых короткокрылых 288, черных длиннокрылых 287. Определить вероятные генотипы и фенотипы потомства и расстояние между генами.

ЗАДАЧА 6. У человека локус резус - фактора сцеплен с локусом эллиптоцитоза и находиться на расстоянии 3 морганид. Резус -положительность и эллиптоцитоз определяются доминантными аутосомными генами. Один из супругов гетерозиготен по обоим признакам, при этом резус -положительность он унаследовал от одного родителя, эллиптоцитоз от другого. Второй супруг резус - отрицателен и имеет нормальные эритроциты. Определить вероятные соотношения генотипов и фенотипов детей в этой семье.

ЗАДАЧА 7. Катаракта и полидактилия у человека обусловлены доминантными аутосомными тесно сцепленными (не образующими кроссинговер) генами. Какое потомство можно ожидать в семье, где муж нормален, а женщина гетерозиготна по обоим признакам, если известно, что мать жены также страдала обеими аномалиями, а отец ее был нормален.

ЗАДАЧА 8. Рецессивный ген Sepia (S) обуславливает у дрозофилы глаза цвета сепии, а рецессивный ген hairy (h) волосатость. При скрещивании дигетерозиготной самки по этим генам с рецессивным самцом получено следующее расщепление по фенотипу: SH - 49,75%, Sh - 0,25%, sH - 0,25%, sh - 49,75%. Определить расстояние между генами s и h.

ЗАДАЧА 9. Рецессивный ген bent (b), детерминирующий у дрозофилы развитие изогнутых крыльев, находится в IV хромосоме в локусе 0,0. Рецессивный ген eyeless (e) детерминирует безглазие. При скрещивании дигибридной по генам b и е нормальной самки с. рецессивным по этим признакам самцом получено потомство: нормальных по обоим признакам мух -49,55%, с нормальными глазами и изогнутыми крыльями 0,45%, безглазых мух с нормальными крыльями 0,45%, безглазых мух с изогнутыми крыльями 49,55%.

а) Установить в какой хромосоме и в каком локусе находится ген безглазия (е).

б) Вычертить элементарную карту хромосомы, расположив в ней гены b и е с указанием расстояния между ними.

ЗАДАЧА 10. Гены L, М, N относятся к одной группе сцепления.

а) В опыте установлено, что расстояние между генами L и М равно 5 морганидам, а между генами М и N - 3 морганидам. Определить расстояние между генами L и N.

б) В дополнительном опыте установлено, что расстояние между генами L и N равно 2 морганидам. Изобразить графически положение генов L, М, N в хромосоме и расстояние между ними.

ЗАДАЧА 11. Классическая гемофилия наследуется как рецессивный, сцепленный с X - хромосомой признак. Мужчина, больной гемофилией, женится на женщине, не имеющей заболевания. У них рождаются нормальные дочери и сыновья, которые вступают в брак с не страдающими гемофилией лицами. Обнаружиться ли у внуков вновь гемофилия и какова вероятность появления в семьях дочерей и сыновей?

ЗАДАЧА 12. У человека ген, вызывающий одну из форм цветовой слепоты или дальтонизм, локализован в X - хромосоме и рецессивен по отношению к нормальному зрению. Девушка, имеющая нормальное зрение, отец которой обладал цветовой слепотой, выходит замуж за нормального мужчину, отец которого также страдал цветовой слепотой. Какое зрение ожидать у детей от этого брака?

ЗАДАЧА 13. Гипоплазия эмали наследуется как сцепленный с X -хромосомой доминантный признак. В семье, где оба родителя страдали аномалией зубов, родился сын с нормальными зубами. Каким будет их второй сын?

ЗАДАЧА 14. Гипертрихоз наследуется как признак, сцепленный cY-хромосомой. Какова вероятность рождения детей с этой аномалией в семье, где отец обладает гипертрихозом? Может ли передаваться признак, сцепленный с полом, от отца к сыну.

ЗАДАЧА 15. У мужа и жены нормальное зрение, а сын - дальтоник. Каковы генотипы родителей?

ЗАДАЧА 16. Если мужчина с цветовой слепотой женится на нормальной женщине и они имеют двоих детей, сына с цветовой слепотой и нормальную дочь, что можно сказать о генотипе матери?

ЗАДАЧА 17. У здоровых родителей трое детей. Один сын болен гемофилией и умирает в 15 - летнем возрасте. Другой сын и дочь здоровы. Какова вероятность наследования заболевания у детей в этой семье.

ЗАДАЧА 18. Классическая гемофилия и дальтонизм наследуются как рецессивно сцепленные с X - хромосомой признаки. Расстояние между генами равно 9,8 морганид. Девушка, отец которой страдает одновременно гемофилией и дальтонизмом, а мать здорова и происходит из благополучной семьи, выходит замуж за здорового мужчину. Определить вероятные фенотипы детей от этого брака.

ЗАДАЧА 19.Синдром дефекта ногтей и коленной чашечки определяется полностью доминантным аутосомным геном. На расстоянии 10 морганид от него находится локус группы крови системы АВО. Один из супругов имеет II группу крови и страдает дефектом коленной чашечки, второй имеет III группу крови нормален в отношении дефекта ногтей и коленной чашечки и гомозиготен по обеим парам генов. Известно, что у первого супруга отец был с I группой крови, а мать с IV группой и имела оба дефекта. Определить вероятность рождения в этой семье детей, страдающих дефектом ногтей и коленной чашечки и возможные группы крови их.

ЗАДАЧА 20. В диплоидном наборе гороха содержатся 14 хромосом, дрозофилы - 8, человека - 46. Сколько групп сцепления имеют эти организмы?

Форма исходногои заключительного контроля знаний:

Тестовый контроль, устный контроль, контрольная ситуационная задача.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА.

ОСНОВНАЯ:

1. Ярыгин В. Н., Биология. 2004. Т. 1 стр. 237 - 246

2. Ярыгин В. Н., Биология. 1984. стр. 26-30, 83 - 87

3. Слюсарев А. А., Жукова С. В. Биология 1987. стр. 79 - 84

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ:

Н.П. Дубинин. Общая генетика. - М.: Наука, 1986.

РАЗДЕЛ II

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

На рисунке представлена цитологическая схема гетерологичных половых хромосом.

Примеры решения задач на различные типы сцепленного наследования.

Образование гамет при сцеплении генов.

а) Самец с генотипом

б) Самка с генотипом

а) Самец образует два типа гамет при полностью сцепленном наследовании: PR ирг

б) Самка образует четыре типа гамет при частично сцепленном наследовании: PR Pr pR pr

а) Самец с генотипом

б) Самка с генотипом

По условию задачи у обоих полов при полностью сцепленном наследовании образуются два типа гамет: CDE и cde

По условию задачи особи образуют 4 типа гамет:

ВР и Ьр - некроссоверные, Вр и ЬР - кроссоверные

В обоих случаях образуется по 4 типа гамет в соотношениях: а)

6) J A lu J A LU J°lu J A LU

Определить расстояние между генами М и N.

СОДЕРЖАНИЕ ЗАНЯТИЯ.

Самостоятельная работа студентов.

а) Самец с генотипом б) Самка с генотипом

а) у женщины с генотипом

б) у мужчины с генотипом

а) самка с генотипом

б) у белоглазого самца с нормальным брюшком.

Женщина с генотипом: Мужчина с генотипом

а) Установить в какой хромосоме и в каком локусе находится ген безглазия (е).

б) Вычертить элементарную карту хромосомы, расположив в ней гены b и е с указанием расстояния между ними.

ЗАДАЧА 10. Гены L, М, N относятся к одной группе сцепления.

ЗАДАЧА 15. У мужа и жены нормальное зрение, а сын - дальтоник. Каковы генотипы родителей?

Форма исходногои заключительного контроля знаний:

Тестовый контроль, устный контроль, контрольная ситуационная задача.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА.

ОСНОВНАЯ:

1. Ярыгин В. Н., Биология. 2004. Т. 1 стр. 237 - 246

2. Ярыгин В. Н., Биология. 1984. стр. 26-30, 83 - 87

3. Слюсарев А. А., Жукова С. В. Биология 1987. стр. 79 - 84

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ:

Н.П. Дубинин. Общая генетика. - М.: Наука, 1986.

РАЗДЕЛ II

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Читайте также:

Сколько типов гамет образуется при сцепленном наследовании

Основные термины генетики

Законы Г. Менделя

Первый закон Менделя — закон единообразия гибридов F1

Второй закон Менделя — закон расщепления

Третий закон Менделя — закон независимого наследования

Анализирующее скрещивание

Наследование групп крови (система АВ0)

Наследование признаков, сцепленных с полом

Типичные задания ЕГЭ по генетике

Определение числа типов гамет

Задачи на моно- и дигибридное скрещивание

На моногибридное скрещивание

На дигибридное скрещивание

Доминантные гены известны

Доминантные гены неизвестны

Решение задач на группы крови (система АВ0)

Решение задач на наследование признаков, сцепленных с полом

Решение задач смешанного типа

Первый закон Менделя — закон единообразия гибридов F₁