Некоторые общие методические рекомендации к решению задач по генетике. Некоторые общие методические рекомендации к решению задач по генетике Что позволяет установить решетка пеннета

Скрещивание, в котором участвуют две пары. аллелей, называют дигибридным скрещиванием.

Мендель проводил дигибридное скрещивание, в котором гомозиготные родители отличались друг от друга по двум признакам: окраске семян (желтая и зеленая) и форме семян (гладкая и морщинистая). Появление особей с желтыми гладкими семенами свидетельствует о доминировании этих признаков и проявлении правила единообразия у гибридов F1. При образовании гамет у особей F1 возможны четыре комбинации двух пар аллелей. Аллели одного гена всегда попадают в разные гаметы. Расхождение одной пары генов не влияет на расхождение генов другой пары.

Если в мейозе хромосома с геном А отошла к одному полюсу, то к этому же полюсу, т.е. в ту же гамету, может попасть хромосома как с геном В , так и с геном b . Следовательно, с одинаковой вероятностью ген А может оказаться в одной гамете и с геном В , и с геном b . Оба события равновероятны. Поэтому сколько будет гамет АВ , столько же и гамет Аb . Такое же рассуждение справедливо и для гена а, т.е. число гамет аВ всегда равно числу гамет аb .

В результате независимого распределения хромосом в мейозе гибрид образует четыре типа гамет: АВ, АЬ, аВ и аЬ в равных количествах. Это явление было установлено Г. Менделем и названо законом независимого расщепления , или вторым законом Менделя. Он формулируется так: расщепление по каждой паре генов идет независимо от других пар генов»

Независимое расщепление можно изобразить в виде таблицы. По имени генетика, впервые предложившего эту таблицу, она названа решеткой Пеннета. Поскольку в дигибридном скрещивании при независимом наследовании образуются четыре типа гамет, количество типов зигот, образующихся при случайном слиянии этих гамет, равно 4х4, т.е. 16. Ровно столько клеток в решетке Пеннета. Вследствие доминирования А над а и В над Ь разные генотипы имеют одинаковый фенотип. Поэтому количество фенотипов равно только четырем. Например, в 9 клетках решетки Пеннета из 16 возможных сочетаний расположены комбинации, имеющие одинаковый фенотип - желтые гладкие семена. Генотипы, определяющие данный фенотип, таковы: 1ААВВ:2ААВЬ: 2АаВВ:4АаВЬ.

Число различных генотипов, образующихся при дигибридном скрещивании, равно 9. Число фенотипов в F2 при полном доминировании равно 4. Значит, дигибридное скрещивание есть два независимо идущих моногибридных скрещивания, результаты которых как бы накладываются друг на друга . В отличие от первого закона, который справедлив всегда, второй закон относится только к случаям независимого наследования, когда изучаемые гены расположены в разных парах гомологичных хромосом.

Реджинальдом Паннетом (1875-1967) в качестве инструмента, представляющего собой графическую запись для определения сочетаемости аллелей из родительских генотипов . Вдоль одной стороны квадрата расположены женские гаметы , вдоль другой - мужские. Это позволяет легче и нагляднее представить генотипы, получаемые при скрещивании родительских гамет.

Моногибридное скрещивание

В этом примере оба организма имеют генотип Bb. Они могут производить гаметы, содержащие аллель B или b (первая означает доминантность , вторая - рецессивность). Вероятность потомка с генотипом ВВ составляет 25 %, Bb - 50 %, bb - 25 %.

		Материнские
		B	b
Отцовские	B	BB	Bb
	b	Bb	bb

Фенотипы же получаются в сочетании 3:1. Классический пример - окраска шерсти крысы : например, B - чёрная шерсть, b - белая. В таком случае 75 % потомства будет иметь чёрную шерсть (BB или Bb), тогда как только 25 % будет иметь белую (bb).

Дигибридное скрещивание

Следующий пример иллюстрирует дигибридное скрещивание между гетерозиготными растениями гороха . A представляет доминирующую аллель по признаку формы (круглый горох), a - рецессивную аллель (морщинистый горох). B представляет доминирующую аллель по признаку цвета (жёлтый горох), b - рецессивную аллель (зелёный). Если каждое растение имеет генотип AaBb, то, поскольку аллели по признаку формы и цвета независимы, может быть четыре типа гамет при всех возможных сочетаниях: AB, Ab, aB и ab.

	AB	Ab	aB	ab
AB	AABB	AABb	AaBB	AaBb
Ab	AABb	AAbb	AaBb	Aabb
aB	AaBB	AaBb	aaBB	aaBb
ab	AaBb	Aabb	aaBb	aabb

Получается 9 круглых жёлтых горошин, 3 круглых зелёных, 3 морщинистых жёлтых, 1 морщинистая зелёная горошина. Фенотипы в дигибридном скрещивании сочетаются в соотношении 9:3:3:1.

Решетка Пеннета является визуальным инструментом, который помогает генетикам определять возможные комбинации генов при оплодотворении. Решетка Пеннета представляет собой простую таблицу из 2x2 (или больше) ячеек. С помощью этой таблицы и знания генотипов обоих родителей ученые могут предсказать, какие комбинации генов возможны у потомков, и даже определить вероятность наследования тех или иных признаков.

Шаги

Основные сведения и определения

Чтобы пропустить данный раздел и перейти непосредственно к описанию решетки Пеннета, .

Узнайте больше о понятии генов. Прежде чем приступить к освоению и использованию решетки Пеннета, следует ознакомиться с некоторыми основными принципами и понятиями. Первым таким принципом является то, что все живущие существа (от крохотных микробов до гигантских синих китов) обладают генами . Гены представляют собой невероятно сложные микроскопические наборы инструкций, которые встроены практически в каждую клетку живого организма. В сущности, в той или иной степени гены отвечают за каждый аспект жизни организма, в том числе за то, как он выглядит, каким образом ведет себя, и за многое, многое другое.

Узнайте больше о понятии полового размножения. Большинство (но не все) известных вам живых организмов производят потомство посредством полового размножения . Это означает, что женская и мужская особь вносят свои гены, и их потомство наследует примерно по половине генов от каждого родителя. Решетка Пеннета служит для того, чтобы наглядно изобразить различные комбинации генов родителей.

• Половое размножение является не единственным способом воспроизведения живых организмов. Некоторые организмы (например, многие виды бактерий) воспроизводят себя посредством бесполого размножения , когда потомство создается одним родителем. При бесполом размножении все гены наследуются от одного родителя, и потомок является почти точной его копией.

1. Узнайте о понятии аллелей. Как отмечалось выше, гены живого организма представляют собой набор инструкций, которые указывают каждой клетке, что следует делать. Фактически, как и обычные инструкции, которые разделены на отдельные главы, пункты и подпункты, различные части генов указывают на то, как следует делать разные вещи. Если два организма обладают различными "подразделами", они будут по-разному выглядеть или вести себя - например, генетические различия могут привести к тому, что у одного человека будут темные, а у другого светлые волосы. Такие различные виды одного гена называются аллелями .

   • Поскольку ребенок получает два набора генов - по одному от каждого родителя - у него будет две копии каждой аллели.

2. Узнайте о понятии доминантных и рецессивных аллелей. Аллели не всегда обладают одинаковой генетической "силой". Некоторые аллели, которые называют доминантными , обязательно проявятся во внешнем виде ребенка и его поведении. Другие, так называемые рецессивные аллели, проявляются лишь в том случае, если не стыкуются с доминантными аллелями, которые "подавляют" их. Решетка Пеннета часто используется для того, чтобы определить, с какой вероятностью ребенок получит доминантную или рецессивную аллель.

   Представление моногибридного скрещивания (один ген)

   1. Начертите квадратную сетку 2x2. Простейший вариант решетки Пеннета делается очень легко. Нарисуйте достаточно большой квадрат и разделите его на четыре равных квадрата. Таким образом у вас получится таблица из двух строк и двух столбцов.

      В каждой строке и столбце отметьте буквами родительские аллели. В решетке Пеннета столбцы отведены для материнских аллелей, а строки - для отцовских, либо наоборот. В каждую строку и колонку запишите буквы, которые представляют аллели матери и отца. При этом используйте заглавные буквы для доминантных аллелей и строчные для рецессивных.

      • Это легко понять из примера. Предположим, вы хотите определить вероятность того, что у данной пары родится ребенок, который сможет сворачивать язык трубочкой. Можно обозначить это свойство латинскими буквами R и r - прописная буква соответствует доминантной, а строчная рецессивной аллели. Если оба родителя гетерозиготны (имеют по одному экземпляру каждой аллели), то следует написать одну букву "R" и одну "r" над решеткой и одну "R" и одну "r" слева от решетки .

   2. Напишите соответствующие буквы в каждой ячейке. Вы легко сможете заполнить решетку Пеннета после того, как поймете, какие аллели войдут от каждого родителя. Впишите в каждую ячейку комбинацию генов из двух букв, которые представляют собой аллели от матери и отца. Другими словами, возьмите буквы в соответствующей строке и столбце и впишите их в данную ячейку.

      Определите возможные генотипы потомка. Каждая ячейка заполненной решетки Пеннета содержит набор генов, который возможен у ребенка данных родителей. Каждая ячейка (то есть каждый набор аллелей) обладает одинаковой вероятностью - другими словами, в решетке 2x2 каждый из четырех возможных вариантов имеет вероятность 1/4. Представленные в решетке Пеннета различные комбинации аллелей называются генотипами . Хотя генотипы представляют собой генетические различия, это не обязательно означает, что в каждом варианте получится разное потомство (смотрите ниже).

      • В нашем примере решетки Пеннета у данной пары родителей могут возникнуть следующие генотипы:
      • Две доминантные аллели (ячейка с двумя буквами R)
      • (ячейка с одной буквой R и одной r)
      • Одна доминантная и одна рецессивная аллель (ячейка с R и r) - заметьте, что данный генотип представлен двумя ячейками
      • Две рецессивные аллели (ячейка с двумя буквами r)

   3. Определите возможные фенотипы потомка. Фенотип организма представляет собой действительные физические черты, которые основаны на его генотипе. Примером фенотипа служат цвет глаз, цвет волос, наличие серповидноклеточной анемии и так далее - хотя все эти физические черты определяются генами, ни одна из них не задается своей особой комбинацией генов. Возможный фенотип потомка определяется характеристиками генов. Различные гены по-разному проявляют себя в фенотипе.

      • Предположим в нашем примере, что ответственный за способность сворачивать язык ген является доминантным. Это означает, что сворачивать язык трубочкой смогут даже те потомки, в чей генотип входит лишь одна доминантная аллель. В этом случае получаются следующие возможные фенотипы:
      • Верхняя левая ячейка: может сворачивать язык (две буквы R)
      • Верхняя правая ячейка:
      • Нижняя левая ячейка: может сворачивать язык (одна R)
      • Нижняя правая ячейка: не может сворачивать язык (нет заглавных R)

   4. Определите вероятность различных фенотипов по числу ячеек. Одно из наиболее распространенных применений решетки Пеннета состоит в том, чтобы с ее помощью находить вероятность появления того или иного фенотипа в потомстве. Поскольку каждая ячейка соответствует определенному генотипу и вероятность появления каждого генотипа одинакова, для нахождения вероятности фенотипа достаточно поделить число ячеек с данным фенотипом на общее число ячеек .

      • В нашем примере решетка Пеннета говорит нам о том, что для данных родителей возможны четыре вида комбинации генов. Три из них соответствуют потомку, который способен сворачивать язык, и одна отвечает отсутствию такой способности. Таким образом, вероятности двух возможных фенотипов составляют:
      • Потомок может сворачивать язык: 3/4 = 0,75 = 75%
      • Потомок не может сворачивать язык: 1/4 = 0,25 = 25%

   Представление дигибридного скрещивания (два гена)

   1. Поделите каждую ячейку решетки 2x2 еще на четыре квадрата. Не все комбинации генов настолько просты, как описанное выше моногибридное (моногенное) скрещивание. Некоторые фенотипы определяются более чем одним геном. В таких случаях следует учесть все возможные комбинации, для чего потребуется бо льшая таблица.

      • Основное правило применения решетки Пеннета в том случае, когда генов больше, чем один, состоит в следующем: для каждого дополнительного гена следует удваивать число ячеек . Иными словами, для случая одного гена используется решетка 2x2, для двух генов подходит таблица 4x4, при рассмотрении трех генов следует начертить решетку 8x8, и так далее.
      • Чтобы было легче понять данный принцип, рассмотрим пример для двух генов. Для этого нам придется начертить решетку 4x4 . Изложенный в данном разделе метод подходит и для трех или большего количества генов - просто понадобится бо льшая решетка и больше работы.

   2. Определите гены со стороны родителей. Следующий шаг состоит в том, чтобы найти гены родителей, которые отвечают за интересующее вас свойство. Поскольку вы имеете дело с несколькими генами, к генотипу каждого родителя следует добавить еще одну букву - другими словами, необходимо использовать четыре буквы для двух генов, шесть букв для трех генов и так далее. В качестве напоминания полезно записать генотип матери над решеткой, а генотип отца - слева от нее (или наоборот).

   3. Запишите различные комбинации генов вдоль верхнего и левого краев решетки. Теперь мы можем записать над решеткой и слева от нее различные аллели, которые могут передаться потомкам от каждого из родителей. Как и в случае одного гена, каждая аллель может передаться с одинаковой вероятностью. Однако поскольку мы рассматриваем несколько генов, у каждой строки или столбца будет стоять несколько букв: две буквы в случае двух генов, три буквы для трех генов и так далее.

      • В нашем случае следует выписать различные комбинации генов, которые каждый родитель способен передать из своего генотипа. Если сверху расположен генотип матери SsYy, а слева - генотип отца SsYY, то для каждого гена у нас получатся следующие аллели:
      • Вдоль верхнего края: SY, Sy, sY, sy
      • Вдоль левого края: SY, SY, sY, sY

   4. Заполните ячейки соответствующими комбинациями аллелей. Впишите в каждую ячейку решетки буквы так же, как делали это для одного гена. Однако в данном случае для каждого добавочного гена в ячейках появится по две дополнительные буквы: итого, в каждой ячейке будет четыре буквы для двух генов, шесть букв для четырех генов и так далее. Согласно общему правилу, число букв в каждой ячейке соответствует числу букв в генотипе одного из родителей.

      • В нашем примере ячейки заполнятся следующим образом:
      • Верхний ряд: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
      • Второй ряд: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
      • Третий ряд: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
      • Нижний ряд: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy

   5. Найдите фенотипы для каждого возможного варианта потомства. В случае нескольких генов каждая ячейка в решетке Пеннета также соответствует отдельному генотипу возможного потомства, просто этих генотипов больше, чем при одном гене. И в данном случае фенотипы для той или иной ячейки определяются тем, какие гены мы рассматриваем. Существует общее правило, согласно которому для проявления доминантных признаков достаточно наличия хотя бы одной доминантной аллели, в то время как для рецессивных признаков необходимо, чтобы все соответствующие аллели были рецессивными.

      • Поскольку для гороха доминантными являются гладкость и желтизна зерен, в нашем примере любая ячейка хотя бы с одной заглавной буквой S соответствует растению с гладкими горошинами, и любая ячейка хотя бы с одной заглавной буквой Y отвечает растению с желтым фенотипом зерен. Растения с морщинистыми горошинами будут представлены ячейками с двумя строчными аллелями s, а для того, чтобы зерна имели зеленый цвет, необходимо наличие лишь строчных букв y. Таким образом, получаем возможные варианты формы и цвета горошин:
      • Верхний ряд:
      • Второй ряд: гладкие/желтые, гладкие/желтые, гладкие/желтые, гладкие/желтые
      • Третий ряд:
      • Нижний ряд: гладкие/желтые, гладкие/желтые, морщинистые/желтые, морщинистые/желтые

   6. Определите по ячейкам вероятность каждого фенотипа. Чтобы найти вероятность различных фенотипов в потомстве данных родителей, используйте тот же метод, что и в случае одного гена. Иными словами, вероятность того или иного фенотипа равна количеству соответствующих ему ячеек, поделенному на общее число ячеек.

      • В нашем примере вероятность каждого фенотипа составляет:
      • Потомок с гладкими и желтыми горошинами: 12/16 = 3/4 = 0,75 = 75%
      • Потомок с морщинистыми и желтыми горошинами: 4/16 = 1/4 = 0,25 = 25%
      • Потомок с гладкими и зелеными горошинами: 0/16 = 0%
      • Потомок с морщинистыми и зелеными горошинами: 0/16 = 0%
      • Заметьте, что невозможность унаследовать две рецессивные аллели y привела к тому, что среди возможного потомства нет растений с зелеными зернами.
   • Помните о том, что каждый новый родительский ген приводит к тому, что количество ячеек в решетке Пеннета увеличивается вдвое. К примеру, при одном гене от каждого родителя у вас получится решетка 2x2, для двух генов - 4x4, и так далее. В случае пяти генов размер таблицы будет 32x32!

Цель работы: развитие умений пользоваться решёткой Пеннета, определять тип гамет и генотипы потомства.

Оборудование: карточки с заданиями для учащихся, сборники задач по генетике для школьников.

Ход работы

Упражнение по использованию решётки Пеннета для обозначения типа гамет и генотипов.

Решетка Пеннета выглядит как двухмерная таблица, где в верхней части записаны гаметы одного родителя, а в левой части - вертикально, гаметы второго родителя. А в клетках таблицы на пересечении строк и колонок записываются генотипы потомства в виде комбинаций этих гамет. Таким образом, становится очень легко определить вероятности для каждого генотипа в определенном скрещивании.

Решение задач по моногибридному скрещиванию.

Для решения данного типа задач пользуйтесь следующим алгоритмом решения:

1. Внимательно прочитайте условие задачи, вдумайтесь в каждое слово.

2. Сделайте краткую запись задачи. Не забывайте ставить соответствующие символы.

3. Запишите схему скрещивания. Помните, что от правильной записи зависит решение задачи.

4. По схеме скрещивания можно сразу дать ответ на вопрос задачи, зная первый и второй законы Менделя. Сделайте это. Если это невозможно – проводите скрещивание.

5. Если вы пришли к выводу на основе законов Менделя, вам необходимо обязательно сделать проверку своего утверждения. Проведите скрещивание.

Задача 1. У томата гладкая кожица плодов доминирует над опушенной. Гомозиготная форма с гладкими плодами скрещена с растением, имеющим опушенные плоды. В F1 получили 54 растения, в F2 – 736. Некоторые вопросы: Сколько типов гамет может образовывать растение с опушенными плодами? Сколько растений F1 могут быть гомозиготными? Сколько растений F2 могут иметь гладкие плоды? Сколько растений F2 могут иметь опушенные плоды? Сколько разных генотипов может образовываться в F2?

А – гладкая кожица плодов, а – опушенная кожица плодов

Решение: 1. Записываем схему скрещивания. В задаче сказано, что скрещивают гомозиготное растение с гладкими семенами, значит его генотип АА, опушенного растения – аа.

3. Проводим анализ скрещивания. В F2 произошло расщепление: по генотипу – 1 (АА) : 2 (Аа) : 1 (аа); по фенотипу 3 (желтосеменные растения) : 1 (зеленосеменные растения).

4. Отвечаем на вопросы задачи.

1) Растения с опушенными плодами дает один тип гамет, т. к. его генотип гомозигота по рецессивному признаку.

2) Все растения F1 гетерозиготны. Поэтому количество гомозиготных растений с опушенными плодами в F1 – 0.

3) В F2 – 736 растений. Растения с гладкими плодами имеют генотип АА и Аа. Они составляют 3/4 от общего количества растений – 736: 4 * 3 = 552.

4) Растения с опушенными плодами составляют? от общего числа в F2, т.е. 736: 4 = 184.

5) В F2 произошло расщепление по генотипу в соотношении 1: 2: 1, т.е. в F2 3 разных генотипа.

Ответы: 1) 1; 2) 0; 3) 552; 4) 184; 5) 3.

Задача 2. Черный цвет щетины у свиней доминирует над рыжим. Какое потомство следует ожидать от скрещивания черной свиньи с генотипом FF и черного хряка с генотипом Ff?

F – черный цвет щетины, f – рыжий цвет щетины.

Ответ: все потомство имеет черный цвет щетины.

Задача 3. Нормальный слух у человека обусловлен доминантным геном S, а наследственная глухота определяется рецессивным геном s. От брака глухой женщины с нормальным мужчиной родился глухой ребенок. Определите генотипы родителей.

S – нормальный слух, s – глухота наследственная.

Р глухая х норма

У ребенка проявился рецессивный признак, значит его генотип ss. В генотип ребенка одна аллель пришла из материнского организма, а вторая – из отцовского. У матери по условию проявился рецессивный признак. Поэтому её генотип ss. У отца нормальный слух, значит одна аллель у него доминантная, а другая рецессивная, которую он передал ребенку. Если бы отец был гомозиготен по этому признаку, то ребенок родился с нормальным слухом, но гетерозиготным (носителем гена глухоты).

Ответ: генотипы родителей ss и Ss.

Задача 4. От скрещивания комолого быка айширской породы с рогатым коровами в F1 получили 18 телят (все комолые), в F2 – всех 95 телят. Какое количество комолых телят в F2?

Признак: наличие рогов. D – комолые, d – рогатые.

95 3/4 = 71,5 = 72 комолых телята

Ответ: 72 комолых телята в F2.

3. Решение задач по дигибридному скрещиванию.

Чтобы успешно решать задачи по дигибридному скрещиванию, необходимо уметь:

а) записывать генотипы родительских особей. Помните, они записываются четырьмя буквами: двумя парами аллелей (две пары признаков).

б) записывать гаметы, которые образует родительская особь. Помните, гаметы записываются двумя буквами: по одному аллелю (гену) от каждой пары признаков.

Например, ААВВ; АаВВ; ааВВ; АаВв

Гаметы АВ АВ аВ аВ АВ аВ Ав ав

1. Внимательно прочитайте условие задачи (может, даже несколько раз), выясните все моменты, вызывающие у вас сомнения.

2. Обозначьте пары генов определёнными буквами (можно брать любую букву латинского алфавита).

3. Кратко запишите условие задачи.

4. Запишите схему скрещивания.

5. Если обе скрещиваемые особи образуют больше одного типа гамет, составьте решётку Пённета или решите задачу алгебраическим способом.

6. Запишите результаты скрещивания.

Дайте ответ на поставленный вопрос в задаче. В случае необходимости сделайте анализ полученных результатов.

Задача 1. "В семье кареглазых праворуких родителей родились разнояйцевые близнецы, один из которых кареглазый левша, а другой голубоглазый правша. Какова вероятность рождения следующего ребенка, похожего на своих родителей?"

Рождение у кареглазых родителей голубоглазого ребенка свидетельствует о рецессивности голубой окраски глаз, соответственно рождение у праворуких родителей леворукого ребенка указывает на рецессивность лучшего владения левой рукой по сравнению с правой. Введем обознанения аллелей: А - карие глаза, а - голубые глаза, В - правша, в - левша. Определим генотипы родителей и детей:

Р АаВв х АаВв

F1 А_вв, ааВ_

А_вв - фенотипический радикал, который показывает, что данный ребенок с левша с карими глазами. Генотип этого ребенка может быть - Аавв, ААвв. Если искать ответ к задаче, то нам нужен фенотипический радикал – А_В_ - кареглазый праворукий ребенок.

Подчеркнуты 9 вариантов потомков, которые нас интересуют.

Ответ. Всего возможных вариантов 16, поэтому вероятность рождения ребенка, похожего на своих родителей равна 56,25%.

Задача 2. Женщина с карими глазами и рыжими волосами вышла замуж за мужчину с не рыжими волосами и голубыми глазами. Известно, что у отца женщины глаза были карие, а у матери - голубые, у обоих - рыжие волосы. У отца мужчины были не рыжие волосы и голубые глаза, у матери - карие глаза и рыжие волосы. Какими являются генотипы всех указанных людей? Какими могут быть глаза и волосы у детей этих супругов?

Аллельный ген, ответственный за проявление карего цвета глаз обозначим А (это всем хорошо известно, что карий цвет глаз доминирует над голубым цветом), а аллельный ему ген голубых глаз, соответственно, будет а. Обязательно одна и та же буква алфавита, так как это один признак - цвет глаз. Аллельный ген не рыжих волос (цвет волос - второй изучаемый признак) обозначим В, так как он доминирует над аллелем, отвечающим за проявление рыжей окраски волос - b. Генотип женщины с карими глазами и рыжими волосами мы можем записать сначала неполностью, а так А-bb. Но так как сказано, что её отец был кареглазый с рыжими волосами, то есть с генотипом А-bb, а мать её была голубоглазая и тоже с рыжими волосами (ааbb), то второй аллель женщины при А мог быть только а, то есть её генотип будет Ааbb. Генотип голубоглазого мужчины с не рыжими волосами можно сначала записать так: ааB-. Но так как у его матери были волосы рыжие, то есть bb, то второй аллельный ген при В у мужчины мог быть только b. Таким образом, генотип мужчины запишется aaBb. Генотипы его родителей: отца - aaB-; матери - А-bb.

Р ♀Ааbb × ♂aaBb

Дети от брака анализируемых супругов будут с равновероятными генотипами или по фенотипу: кареглазые не рыжие, кареглазые рыжие, голубоглазые не рыжие, голубоглазые рыжие в соотношении 1:1:1:1.

Задача 3.У родителей со свободной мочкой уха и треугольной ямкой на подбородке родился ребенок со сросшейся мочкой уха и гладким подбородком. Определите генотипы родителей, первого ребенка, фенотипы и генотипы других возможных потомков. Составьте схему решения задачи. Признаки наследуются независимо.

А – свободная мочка уха, а – сросшаяся мочка уха;

В – треугольная ямка на бодбородке, в – гладкий подбородок.

Получается 16 возможных генотипов с которыми бы родились дети. Генотип родившегося ребенка – тот, что указан в задаче будет 1/16 или 6,25%, его генотип (аавв), а остальные 9/16 или 56,25% - свободная мочка и треугольная ямка, 3/16 или 18,75% - свободная мочка и гладкий подбородок, 3/16 или 18,75% - сросшаяся мочка и треугольный подбородок.

4. Решение задач по анализирующему скрещиванию.

Чтобы успешно решать этот тип задач, необходимо помнить: анализирующее скрещивание – это скрещивание особи неизвестного генотипа с особью, гомозиготной по рецессивным аллелям (признакам).

При решении задач пользуйтесь следующим алгоритмом решения:

Внимательно прочитайте задачу и обозначьте соответствующими буквами аллели (признаки, гены, генотипы).

2. Кратко запишите условие задачи.

3. Сделайте предположение по поводу генотипа неизвестной особи, используя законы Менделя.

4. Подтвердите своё предположение схемой скрещивания.

5. Сделайте вывод, исходя из конечного результата скрещивания.

Задача 1. "Петух с розовидным гребнем скрещен с двумя курицами, тоже имеющими розовидный гребень. Первая дала 14 цыплят, все с розовидным гребнем, а вторая - 9 цыплят, из них 7 с розовидным и 2 с листовидным гребнем. Форма гребня - моногенный аутосомный признак. Каковы генотипы всех трех родителей?"

Решение. До определения генотипов родителей необходимо выяснить характер наследования формы гребня у кур. При скрещивании петуха со второй курицей появились 2 цыпленка с листовидным гребнем. Это возможно при гетерозиготности родителей, следовательно, можно предположить, что розовидный гребень у кур доминирует над листовидным. Таким образом, генотипы петуха и второй курицы - Аа.

При скрещивании этого же петуха с первой курицей расщепления не наблюдалось, следовательно, первая курица была гомозиготной - АА.

Задача 2. Черная окраска меха у норок доминирует над голубой. Как доказать чистопородность двух черных норок, приобретенных звероводческой фермой?

А - черная окраска, а - голубая окраска

Генотип Р-?

Решение: Черная окраска может быть и у гетерозиготных, и у гомозиготных особей. Но чистопородные особи гомозиготны и не дают расщепления в потомстве. Для того, чтобы определить генотип особи, обладающей доминантными признаками, проводят анализирующее скрещивание - скрещивают с особью, гомозиготной по рецессивным признакам.

Если исследуемая особь гомозиготна (чистопородна) (АА), то потомство от такого скрещивания будет иметь черную окраску и генотип Аа:

Если исследуемая особь гетерозиготна (Аа), то она образует два типа гамет и 50% потомства будет иметь черную окраску и генотип Аа, а 50% -голубую окраску и генотип аа.

Задача 3. Родители имеют I и II группы крови. Какие группы крови следует ожидать от потомства? Напишем схему скрещивания.

Группа крови контролируется аутосомным геном. Локус этого гена обозначается буквой I, а его аллели обозначаются как A, B и 0. Причем аллели A и B - доминантные, а аллель 0 - рецессивный. Из трех аллелей в генотипе может быть всего два.

1 вар. P♀ I(A)I(A) x ♂ I(0)I(0)

2 вар. P♀ I(A)I(0) x I(0)I(0)

G I(A), I(0) и I(0)

F1 I(A)I(0) и I(0)I(0)

При скрещивании, если у одного родителя генотип I(A)I(A), все дети будут иметь только вторую группу крови. В случае если у одного родителя I(A)I(0), возможны два варианта – I(A)I(A) – вторая и I(0)I(0) – первая группы крови.

Задача 4. У собак чёрный цвет шерсти доминирует над коричневым, а короткая шерсть – над длинной. Охотник купил чёрного пса с короткой шерстью и хочет убедиться, что он не несёт аллелей коричневого цвета и длинной шерсти. Какую самку необходимо подобрать для скрещивания, чтобы проверить генотип купленного пса?

Q – чёрный цвет шерсти, q – коричневый цвет шерсти.

W – короткая шерсть, w – длинная шерсть.

Р ♀ __ __ х ♂ Q_ W_

Р ♀ - ? F1 - ?

Решение. Чтобы определить генотип пса, необходимо скрестить его с самкой, гомозиготной по рецессивным аллелям, т.е. провести анализирующее скрещивание. Если в потомстве появятся щенки с коричневой и длинной шерстью, генотип скрещиваемого пса будет гетерозиготным по обеим парам признаков, или по одной из пар признаков.

Р ♀ qq ww х ♂ QqWw

G qw QW Qw qW qw

Ответ. Расщепление по фенотипу в F1:

Р чёрных короткошерстных = 0,25; 25%;

Р чёрных длинношерстных =0,25; 25%;

Р коричневых короткошерстных = 0,25; 25%;

Р коричневых длинношерстных = 0,25; 25%.

Другой вариант скрещивания.

Р ♀ qq ww х ♂ QqWW

Р коричневых короткошерстных = 0,5; 50%.

Такое расщепление признаков у щенков подтверждает, что скрещиваемый пёс был гетерозиготным по окраске шерсти.

Третий вариант скрещивания.

Р ♀ qq ww х ♂ QQWw

Ответ: Расщепление по фенотипу в F1:

Р чёрных короткошерстных =0,5; 50%;

Р чёрных длинношерстных = 0,5; 50%.

Такой результат скрещивания подтверждает, что скрещиваемый пёс был гетерозиготным по признаку длины шерсти.

Впишите соответствующие аллели в ячейки. Каждая аллель войдет в две ячейки под ней или справа от нее, в зависимости от того, где она расположена. Например, если аллель B стоит над верхним левым углом решетки, запишите букву B в две ячейки, которые расположены под ней. Если же аллель B стоит слева от верней строки таблицы, следует записать B в две ячейки справа от нее. Заполните все ячейки решетки таким образом, чтобы каждая содержала две аллели, по одной от каждого родителя.

• Принято записывать сначала доминантную (заглавную букву), а затем рецессивную (строчную букву) аллель.
• Для нашего примера с двумя родителями с каштановыми волосами в ячейках получатся комбинации BB или Bb . Таким образом, вы узнаете возможные генотипы потомков. Однако если бы у одного из родителей были белокурые волосы, мог бы получиться рецессивный генотип bb .

Подсчитайте количество ячеек для каждого генотипа. При моногибридном скрещивании существует лишь три возможных генотипа: BB , Bb и bb . BB (каштановые волосы) и bb (белокурые волосы) являются гомозиготными комбинациями, то есть в них ген состоит из двух одинаковых аллелей. Bb (каштановые волосы) является гетерозиготной комбинацией - в этом случае ген состоит из двух разных аллелей. При некоторых вариантах скрещивания возможно появление лишь одного или двух генотипов.

• В нашем примере при скрещивании BB x Bb в решетке Пеннета появится два варианта BB и два Bb .
• При скрещивании двух гомозиготных родителей с одинаковыми генотипами (BB x BB или bb x bb ) все возможные генотипы потомков будут также гомозиготными (BB или bb ).
• При скрещивании двух гомозиготных родителей с разными генотипами (BB x bb ) получится четыре комбинации Bb .
• При скрещивании гетерозиготного родителя с гомозиготным (BB x Bb или bb x Bb ) получится две гомозиготных (BB или bb ) и две гетерозиготных (Bb ) комбинации.
• При скрещивании двух гетерозиготных родителей (Bb x Bb ) получится две гомозиготных (1 BB и 1 bb ) и две гетерозиготных (Bb ) комбинации.

Посчитайте соотношение фенотипов. С помощью полученных выше результатов можно определить соотношение фенотипов. Фенотип представляет собой физическую характеристику гена, например цвет волос или глаз. При наличии полностью доминантных признаков в гетерозиготном генотипе (комбинации разных аллелей) проявится доминантный фенотип.

• При скрещивании BB x Bb возможны четыре фенотипа с доминантным каштановым цветом волос (2 BB и 2 Bb ), а рецессивный вариант с белокурыми волосами (bb ) отсутствует, поэтому соотношение будет 4:0. Таким образом, у 100% потомков в первом поколении будут каштановые волосы, причем 50% из них будут гомозиготны и 50% гетерозиготны.