Практическая работа. Составление своей родословной. Решение генетических задач.
Задание: изучить материал и решить задачи.
Анализирующее скрещивание - скрещивание, которое проводят в том случае, когда необходимо узнать генотип одной родительской формы с доминантными признаками. Скрещивание проводят обязательно с рецессивной формой.
Анализирующее скрещивание - подопытный организм скрещивают с организмом, являющимся рецессивной гомозиготойпо изучаемому признаку.
Если в результате анализирующего скрещивания в F1, наблюдается расщепление в соотношении 1:1, то подопытный организм был гетерозиготен;
если расщепления не наблюдается и все организмы в F1 проявляют доминантные признаки, то подопытный организм был гомозиготен.
Можно ли только по внешним признакам родителей предсказать проявление этих признаков в последующих поколениях? Оказывается, не всегда. В некоторых случаях признаки, у гибридах первого поколения, имеют промежуточный характер, то есть фенотип гетерозигот отличается от фенотипов родительских форм. Чем это объясняется? Действуют ли в этом случае закономерности, установленные Г.Менделем? Вы уже знаете, что по фенотипу нельзя определить генотип. Например, у гороха особи с фенотипом «желтые семена» могут иметь разные генотипы – АА или Аа. Для установления генотипа особей, не различающихся по фенотипу, проводят анализирующее скрещивание. Анализирующее скрещивание активно используют в селекции, в сельском хозяйстве для определения неизвестных генотипов организмов.
|
|
|
Для этого особь, генотип которой неизвестен, скрещивают с рецессивным гомозиготным организмом, генотип которого аа (если анализируется один признак). Допустим, нам необходимо определить генотип растения гороха с желтой окраской семян. Его генотип может быть либо Аа либоАА. Проводят скрещивание с организмом, генотип которого аа, фенотип – зеленая окраска семян. Если все потомство окажется с желтыми семенами, значит, исследуемый организм – гомозиготен, а его генотип – АА. Если в потомстве произойдет расщепление признаков в соотношении 1:1 значит, исследуемый организм –гетерозиготен - Аа.
Действие законов Менделя можно рассмотреть на множествепримеров. Границы, в которых действуют законы генетики достаточно широки, и ониспособны объяснить не один, а множество частных случаев. Значение 1 и 2 законов Г.Менделя позволяет решать важные практические проблемы. Например, как определитьчистопородность той или иной породы животных.Предположим, что имеется стадо коров, в котором есть животные черной и красноймасти. Известно, что доминантный ген А отвечает за формирование черной окраскишерсти, а рецессивный ген а отвечает за красную окраску. В стаде есть бык с хорошимиданными, но неизвестен его генотип. Этот бык имеет черную масть. Как определитьчистопородность черного быка.
|
|
|
Из этих примеров видно, что особи, гомозиготные по доминантному гену, расщепления в
F1 не дают, а гетерозиготные особи при скрещивании с гомозиготной особью дают расщепление уже в F1. Если селекционеру понадобилось выяснить генотип особи с доминантным признаком, то
единственным способом, позволяющим сделать это, служит эксперимент сиспользованием метода, который называется анализирующее скрещивание.
Анализирующее скрещивание — скрещивание гибридной особи с особью,гомозиготной по рецессивным аллелям, то есть "анализатором".
Доминантный признак не всегда полностью подавляет рецессивный, поэтому возможнопоявление промежуточных признаков у гибридов. Это явление получило названиенеполное доминирование. Во втором поколении расщепление по фенотипу и генотипу совпадает и равно 1:2:1.
Так, например, при скрещивании двух чистых линий ночной красавицы с красными ибелыми цветками первое поколение гибридов оказывается розовым. Происходитнеполное доминирование признака окраски, и красный цвет лишь частично подавляетбелый. Во втором поколении расщепление признаков по фенотипу оказывается равным расщеплению по генотипу.
|
|
|
У человека неполное доминирование проявляется при наследовании структуры волос. Генкурчавых волос доминирует над геном прямых волос не в полной мере. И у гетерозиготнаблюдается промежуточное проявление признака - волнистые волосы.
Примером рецессивного летального гена является ген серповидно - клеточной анемии учеловека. В норме эритроциты человека имеют форму двояковогнутого диска. Присерповидно - клеточной анемии они приобретают вид серпа, а физиологический эффектвыражается острой анемией и снижением количества кислорода, переносимого кровью. Угетерозигот заболевание не проявляется, эритроциты тем не менее все же имеютизмененную форму. Гомозиготы по этому признаку в 95% случаев гибнут в раннем
возрасте из - за кислородной недостаточности, а гетерозиготы вполне жизнеспособны.
Задача. У человека проявляется заболевание – серповидно-клеточная анемия. Эта болезньвыражается в том, что эритроциты крови имеют не круглую форму, а серповидную, врезультате чего транспортируется меньше кислорода. Серповидно-клеточная анемиянаследуется как неполностью доминантный признак, причём гомозиготное состояние генаприводит к гибели организма в детском возрасте. В семье оба супруга имеют признакианемии.Какова процентная вероятность рождения у них здорового ребёнка?
|
|
|
Решение: Составляем схему скрещивания:
Дано:
АА – Эритроциты имеют форму – двояковогнутый диск.
Аа – серповидно –клеточная анемия (признаки).
аа – гибель организма в детском возрасте от недостатке кислорода.
Решение
Р Аа х Аа
G А; а х А; а
F1 АА; Аа; Аа; аа
Ответ: 25% здоровых детей в данной семье.
Третий закон Менделя – независимое расщепление признаков –при скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум и более парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях.
В опытах Г Мендель скрещивал гомозиготные растения гороха, различающиеся одновременно по двум парам признаков, например по окраске и форме поверхности семян (рис. 94). 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 моногибридном 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 независимо 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.
Практическая работа. Составление своей родословной. Решение генетических задач.
Задача №1.
Какими признаками будут обладать гибридные абрикосы, полученные в результате опыления красноплодных растений нормального роста пыльцой желтоплодных карликовых растений? Какой результат даст дальнейшее скрещивание таких гибридов? Известно, что красный цвет плодов – доминантный признак, желтый – рецессивный; нормальный рост – доминантный, карликовость – рецессивный признак. Все исходные растения гомозиготны.
Задача №2.
У человека карий цвет глаз доминирует над голубым, а способность лучше владеть правой рукой – над леворукостью. Кареглазый правша женится на голубоглазой левше. Какое потомство в отношении указанных признаков следует ожидать в такой семье? Рассмотрите два случая:
1) Когда мужчина гомозиготен по обоим признакам;
2) Когда он по ним гетерозиготен.
Задача №3.
Черная окраска у кошек доминирует над палевой, а короткая шерсть – над длинной. Скрещивались чистопородные персидские кошки (черные длинношерстные) с сиамскими (палевые короткошерстные). Полученные гибриды скрещивались между собой.
1) Какова вероятность (в%) получения во втором поколении чистопородного сиамского котенка?
2) Какова вероятность (в %) получения во втором поколении котенка, фенотипически похожего на персидского?
3) Какова вероятность (в %) получения во втором поколении длинношерстного палевого котенка?
Задача №4.
При скрещивании коричневых ондатр с коричневыми, получается коричневое потомство, а серых – серое. Когда же скрестили коричневых ондатр (доминантный признак) с серыми (рецессивный признак), то среди гибридных ондатр появились пестрые животные. Объясните, почему?
Ответ: неполное доминирование.
Задача №5.
Куры с белым оперением при скрещивании между собой всегда дают белое потомство, а куры с черным оперением – черное. Потомство от скрещивания белой и черной особей оказывается серым. Какая часть потомства от скрещивания серых петуха и курицы будет с серым оперением?
Задача №6.
Предположим, что имеется стадо коров, в котором есть животные черной и красной масти. Известно, что доминантный ген В отвечает за формирование черной окраски шерсти, а рецессивный ген отвечает за «красную» окраску. В стаде есть бык с хорошими экстерьерными характеристиками, но неизвестен его генотип. Этот бык имеет черную масть. Как определить чистопородность (по окраске шерсти) черного быка?
Решение:
Рассмотрим два возможных варианта:
1) генотип быка – ВВ, коровы – вв.
2) генотип быка – Вв, коровы – вв.
Дата добавления: 2021-01-20; просмотров: 78; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!