ЗАДАЧА 1 . Мужчина со свободной мочкой уха (аутосомно-доминантный признак), чьи родственники имели такой же признак, женится на девушке с приросшими ушными раковинами. Определите генотипы и фенотипы их детей.
РЕШЕНИЕ.
Обозначим признаки: А - свободная мочка
уха, а – приросшая мочка уха. В задаче оговаривается, что все родственники
мужчины имели свободную мочку уха, значит он, по-видимому, представляет
собой чистую линию (гомозиготу АА),
девушка имеет рецессивный фенотип, значит ее генотип - аа. Когда установлены
генотипы родителей, надо определить образуемые ими гаметы. У мужчины гаметы
одного типа – А, у девушки тоже одного типа – а. При слиянии гамет возможны
дети только с генотипом Аа и фенотипом – свободная мочка уха.
Схема задачи выглядит следующим образом
Р: АА х аа
G А а
F1 Аа
ОТВЕТ: В задаче проявляется первый закон Менделя – единообразие первого поколения.
ЗАДАЧА 2. Наличие пигмента в волосах у человека доминирует над альбинизмом (отсутствие пигмента). Муж и жена гетерозиготны по пигментации волос. Возможно ли рождение у них ребенка альбиноса?
РЕШЕНИЕ . Вначале делаются обозначения: А - наличие пигмента, а - отсутствие пигмента. В задаче сразу оговорено, что родители гетерозиготны, значит они имеют генотипы Аа х Аа, первый родитель дает гаметы А и а, и второй также дает гаметы А и а, тогда при встрече гамет отца и матери могут появиться дети с генотипами: АА, Аа, Аа, аа. Схема решения задачи следующая:
Р: Аа х Аа
G А,а А,а
F1 АА, Аа, Аа, аа
ОТВЕТ: да, в этой семье может родиться ребенок альбинос с вероятностью 25%. Проявляется второй закон Менделя – закон расщепления.
ЗАДАЧА 3. У человека преимущественное владение правой рукой (правша) доминирует, над владением левой рукой (левша). Какова вероятность рождения ребенка левши у женщины-правши, отец которой был левшой, и мужчины – левши.
РЕШЕНИЕ . Обозначив гены: А - праворукости, а - леворукости, необходимо определить генотипы предполагаемых родителей.
Поскольку о фенотипе женщины сказано, что она - правша, следовательно, ее генотип может быть АА или Аа. Кроме того, известно, что ее отец был левшой, т.е. он мог иметь генотип только аа. Следовательно, с его гаметой дочка могла получить только рецессивный ген а. Таким образом, генотип женщины однозначно - Аа.Что же касается генотипа мужчины, то здесь ситуация более простая. Так как по условию задачи он левша, то его генотип имеет два рецессивных гена аа. На основании этого записываются генотипы обоих родителей - Р: Аа х аа. Поскольку при мейозе гомологичные хромосомы расходятся в разные гаметы, то у матери образуются гаметы: А и а, а у отца гаметы: а и а.
Гаметы матери / гаметы отца |
||
Аа |
аа |
|
Аа |
аа |
Соединив гены женских и мужских гамет, можно определить все возможные варианты генотипов у потомков (F1):
Аа, Аа, аа, аа
правши левши
Первые два варианта генотипов потомков Аа гетерозиготные. Доминантный ген определил доминирущий признак - праворукость. Два других генотипа аа соответствуют рецессивному признаку леворукости. Следовательно, соотношение указанных фенотипов составляет 1:1.
ЗАДАЧА 4. Голубоглазый мужчина, оба родителя которого имели карие глаза, женится на кареглазой женщине, чья мать была кареглазой, а отец голубоглазым. От этого брака родилось двое детей - кареглазая дочь и голубоглазый сын. Каковы генотипы всех указанных лиц, если учесть, что ген голубых глаз рецессивен? Какова вероятность рождения голубоглазых детей в этой семье?
РЕШЕНИЕ : Для решения задачи надо установить генотипы родительской пары, в данном случае как своеобразные подсказки даются генотипы детей, а также бабушек и дедушек. Поколения записываются в отдельные строки друг под другом. Следуя условию задачи, запишем родословную:
А_ х А_ А_ х аа
Р: аа х А_
F1 А_ , аа
Теперь остается восстановить генотипы всех указанных лиц. Поскольку у родительской пары родился голубоглазый ребенок (F1) следовательно оба имели рецессивный ген голубоглазости (а), значит кареглазая женщина имеет гетерозиготный генотип. Голубоглазый мужчина (аа) мог родиться у кареглазых родителей только в случае, если они оба были гетерозиготны (Аа). То, что у женщины был голубоглазый отец доказывает ее гетерозиготность. Мать женщины могла иметь с одинаковой вероятностью генотип АА или Аа. В результате рассуждений генотипы выглядит следующим образом:
Р1: Аа х Аа и Аа (АА) х аа
Р 2: аа х Аа
G а А,а
F1 Аа, аа, Аа, аа
Первый родитель (мужчина) дает гаметы одного вида - а. Второй родитель (женщина) дает гаметы двух видов - А и а. Поскольку все гаметы имеют равную вероятность встречи, то вероятность рождения голубоглазых и кареглазых детей в этой семье одинакова и равна 50%. Такое скрещивание, когда среди потомков наблюдается фенотипическое расщепление 1:1, называется анализирующим, и в генетике применяется для установления генотипа особи с доминантным признаком. Если родительская особь имеет генотип Аа, то при скрещивании с чистой линией по рецессивному гену (аа), она даст фенотипическое расщепление 1: 1, а при генотипе АА все потомки расщепления не будет, т.е. все потомки фенотипически одинаковы.
ЗАДАЧА 5. В семье, где оба родителя кареглазые, родилась голубоглазая девочка. Определите генотипы родителей и ребенка. Какова вероятность рождения в этой семье второго голубоглазого ребенка?
РЕШЕНИЕ . В этой задаче не оговаривается, какой признак доминантный, а какой – рецессивный. Это надо установить самим. Если родители имеют одинаковый признак, а рождается ребенок с альтернативным признаком, значит родители были гетерозиготны по доминантному признаку (Аа), а ребенок имеет рецессивный признак (аа). Значит А- кареглазость, а – голубоглазость. Схема задачи выглядит так:
Р: Аа х Аа
G А,а А,а
F1 АА, Аа, Аа, аа
ОТВЕТ : генотип голубоглазой девочки – аа, вероятность рождения второго голубоглазого ребенка – 25 %, так как сколько бы голубоглазых детей не рождалось в этой семье, вероятность их появления остается постоянной.
Многие мамы в ожидании малыша часто думают, каким он родится, какого цвета глазки и волосы у него будут, какой носик, губки и рост. Будет ли он похож на родителей или унаследует черты кого-то из родственников? Генетика может дать ответы на эти вопросы еще до рождения крохи.
Опираясь на законы генетики, давайте рассмотрим алгоритмы, по которым чаще всего формируется внешность ребенка.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:
Цвет глаз
Если у папы глаза темно-карие, а у мамы голубые, то у ребенка с большой вероятностью будут именно карие глазки. Ген карих глаз является доминантным (сильным), а голубой — рецессивным (слабым). Если у обоих родителей карие глаза, то у них вряд ли родиться ребенок с зелеными, серыми или голубыми глазками. Пройдет время — и они начнут темнеть, постепенно превращаясь в карие.
А вот если оба родителя голубоглазые, то и малыш с большой долей вероятности будет иметь голубой оттенок глаз.
Доминантные признаки
Если хотя бы у одного родителя есть ямочки на щеках, нос с горбинкой (или большой/кривой) или оттопыренные уши, то очень велика вероятность, что и у ребеночка будет эта особенность внешности. Дело в том, что эти, как нами принято считать, недостатки, являются доминантными признаками и «проклевываются» во внешности малыша.
Но, как правило, проявляется только одна такая особенность, реже — две сразу.
Цвет волос
Ген темных волос перевешивает ген светлых, поскольку его пигмент является сильным. Если оба родителя — светлые, то ребеночек тоже родиться блондином или светло-русым. А если папа — яркий брюнет, а мама — блондинка, то волосы у малыша будут темными или русыми.
Интересный факт: у ребенка, который родился темным от такой комбинации в будущем свои дети могут быть светленькими. Дело в том, что дети смешанных генов получают и сильный ген отца, и слабый матери. Позже, слабый ген может «объединиться» со слабым геном партнера — и внешность ребенка будет светлой.
Также ребенок может быть совсем не похож на вас, если унаследует блуждающие гены дальних родственников. Так в семье шатенов может вдруг появиться на свет рыженький малыш, а также бывают случаи, когда у белокожих родителей рождался темнокожий ребенок, если в роду даже несколько поколений назад были мулаты.
instagram @sarahdriscollphoto
Кудри или гладкий волос
Волнистость и кудрявость волос — также доминантный признак, который, скорее всего, проявится у ребенка, если хотя бы у одного из родителей он есть.
Рост ребенка
Если верить генетикам, то рост ребенка — среднее арифметическое роста родителей. В основном так и получается: у высоких мам и пап вырастают рослые детки, а у невысоких — низенькие или среднего роста. Также ребенок может значительно перерасти своих родителей, если занимается видами спорта, которые помогают вытянуться, например, баскетболом.
Секреты генетики
Еще давно люди стали замечать, что мальчики в основном похожи на мам, а девочки — на пап. На этот счет даже пословица есть, которая гласит, что если девушка похожа на папу — счастливой будет.
Действительно, мальчики чаще всего похожи на своих мам, поскольку наследуют от них только одну Х-хромосому, которая отвечает за внешние данные.
А вот с внешностью девочки — не все так однозначно, поскольку ребенок берет одну Х-хромосому от мамы, а одну — от отца, поэтому может быть похожим на обоих родителей.
Вот если можно было бы во время беременности «отсортировать» родительские гены! Хорошие - взять, плохие типа «нос картошкой» - отбраковать. А впрочем… Как жить без тайны и возможности самому создавать свою жизнь, невзирая даже на гены?
Известный американский генетик Роберт Пломин говорил: «Каждый из нас есть абсолютно уникальный духовный и генетический эксперимент, который никогда больше не повторится». Это не может не льстить и не вызывать желания передать свои лучшие генетические «уникальности» будущему потомству. Давай же разберемся, что конкретно могут унаследовать от нас наши детки, как правильно развивать их наследственные способности.
Свет мой, зеркальце, скажи!
Со всем, что касается внешности ребенка, математика проста. Существует два вида генов - доминантные и рецессивные. Первый вид нейтрализует действие второго. То есть если у папы глаза карие, а у мамы голубые, то, вероятнее всего, цветом глаз малыш пойдет в папу! К доминантным признакам генетики относят также смуглую кожу, веснушки, круглую форму лица, ямочки на подбородке и щеках, густые брови, длинные ресницы, нос с горбинкой, пухлые губы и так далее… Если же и папа, и мама - носители рецессивного признака, например, голубого и серого цвета глаз, то «победитель» определится в ходе честной «борьбы». К сожалению, исход этого «поединка» спрогнозировать не удастся.
Это интересно! Если в роду не было рыжих родственников, а тут, ни с того ни с сего, на свет появляется рыженький малыш, не вспоминайте сразу шутку «про соседа». Природа делает исключения!
Гениями не рождаются!
По мнению Ричарда Нисбетта, профессора социальной психологии Мичиганского университета, величина IQ зависит от наследственности меньше чем на 50 %. То есть гарантии, что гены гениальных родителей передадутся по наследству их отпрыскам, никто не даст. А если все-таки и передадутся, то не факт, что проявят себя: слишком велико влияние среды, в которой воспитывается ребенок. Среда, кстати, делится на два типа: общесемейная (делает членов семьи похожими друг на друга) и индивидуальная (делает членов семьи непохожими друг на друга).
Среда и IQ
Многочисленные исследования показывают, что в детстве наибольшее влияние на интеллект ребенка оказывает общесемейная среда. Начиная с предподросткового возраста, существенно возрастает влияние генетики и индивидуальной среды. Именно поэтому в раннем детстве огромное значение имеет общение с ребенком, даже если сам малыш еще не умеет разговаривать.
Это интересно! Женщины, во время беременности занимающиеся физкультурой, имеют больше шансов родить одаренного малыша! Грудное вскармливание также стимулирует рост коэффициента интеллекта (приблизительно на шесть единиц).
Талант по наследству
Прав был Пифагор, когда говорил: «Не из каждого дерева можно выточить Меркурия». Верно и обратное утверждение: даже самые уникальные гены могут просто захиреть и зачахнуть, если человек попадет в неадекватную среду. Ученые настаивают, что у каждого из нас присутствуют гены какой-нибудь одаренности. Главное - обеспечить их правильной «почвой» для «произрастания». У знаменитого немецкого музыканта Иоганна Себастьяна Баха было 10 детей, и все они музицировали. Но Бах - один!
Это интересно! Согласно выводам ученых, творческие способности человека менее всего зависят от наследственности. То есть у каждого человека есть возможность открыть в себе какие-либо способности и развить их, независимо от того, были его родители людьми искусства или нет.
Формирование характера
Если бы характер передавался по наследству, то сестры с братьями по манере поведения были бы похожи друг на друга как две капли воды, разве не так? Врожденная застенчивость или задатки лидера с пеленок - все это в жизни, конечно, случается. Но и первое, и второе качество не является неизменной константой на всю оставшуюся жизнь. Например, знаменитый комик Джим Керри признавался: «Я знаю, в это трудно поверить, но в юности я был крайне робок и стеснителен. До сумасшествия. Самым жутким годом был для меня первый курс в университете, когда я был абсолютным аутсайдером и никто, я повторяю, никто не хотел со мной даже разговаривать. Если бы не кропотливая работа над собой, над своим характером, я не уверен, смог бы я сделать хоть что-нибудь в этой жизни».
Принимайте и любите своего ребенка таким, каков он есть. И не забывайте, что гены дедушки-тихони - это вовсе не приговор.
Это интересно! На характер человека влияет период внутриутробного развития. Если мамочка в это время окружает малыша хорошим настроением и теплом, беседует ним, а еще лучше - поет, то и ребенок, следовательно, родится более гармоничным.
Здоровье и наследственность
Ученые давно подтвердили факт существования наследственных заболеваний (к ним относят, например, маниакальный синдром, шизофрению, слабоумие и умственную отсталость). Обусловлены такие заболевания различными хромосомными и генными мутациями. Это - плохая новость. Но есть и хорошая: наследственная предрасположенность к определенному заболеванию далеко не всегда перерастает в заболевание. Генетики говорят, что в благоприятных условиях мутировавший ген может и не проявить своей агрессивности. Важно помнить, что здоровый способ жизни - лучшая профилактика! Этот закон справедлив и для случаев, когда родители обладают «богатырским» здоровьем. Даже с такой, казалось бы, «идеальной» наследственностью здоровье малыша можно подорвать, если не следить за его образом жизни.
Генетический паспорт
Благодаря достижениям геномики каждый человек может получить свой генетический паспорт, по сути - генетическую «расшифровку» своего организма. В таком паспорте может быть указна склонность к болезням, а также генетически обусловленное отношение к различным видам спорта, перечень вредных продуктов, неблагоприятных климатических условий, неприемлемых условий труда.
Установленные Менделем закономерности дают возможность предсказать генотипы и фенотипы потомства, если известны генотипы родителей.
Для наглядности рассмотрим способы их решения на примере задач 1 и 2.
Задача 1. Желтый цвет семян гороха доминирует над зеленым. Цветки гомозиготного желтого гороха опылены пыльцой зеленого гороха. Определить фенотип и генотип потомства, полученного от этого крещивания.
Приступая к решению задачи, нужно, прежде всего, научиться кратко записывать её условия. Они включают: а) сведения о признаках и детерминирующих их аллельных генах; б) сведения о генотипе родителей.
Сведения о признаках и генах удобно записывать в виде таблицы, состоящей из двух строк и двух столбцов (схема 2). В первом столбце выписываем признаки (желтый и зеленый цвет горошин). В условиях задачи не сказано, какими буквами обозначают гены, детерминирующие эти признаки, но нам известно, что две вариации одного и того же признака (цвет горошин) определяются парой аллельных генов, которые нужно обозначить одной и той же буквой (доминирующий ген большой, а его рецессивный аллель - малой). Буквы можно выбирать произвольно, например,
А
и а.
F1 Аа - гетерозигота
Фенотип – желтые
Схема 2. Запись условия задачи 1.
После этого можно приступить к записи второй группы условий. В задаче дано, что цветки гомозиготного желтого гороха опылены пыльцой зеленого гороха. Это условие, согласно принятому нами обозначению генов, мы должны записать следующим образом: буквой Р- обозначаются родители, формулой АА - генотип гомозиготного желтого гороха, а формулой аа - генотип зеленого гороха (рецессивный организм всегда гомозиготен, поэтому в условиях задачи это не оговаривается).
Записав условие задачи, приступаем к её решению - определению генотипа и фенотипа потомства. Исходя из генотипов родителей устанавливаем, сколько и какие типы гамет образует каждый из них.
Нетрудно видеть, что при мейозе первый из родителей (гомозиготный желтый горох), цветы которого мы опыляем, производит один тип яйцеклеток - с геном А, а второй родитель, от которого мы берем пыльцу, производит тоже один тип спермиев - с геном а. Типы гамет нужно выписать в отдельной строке, под строкой Р (родители). Ниже, в третьей строке, выписываем генотипы детей (F1), образующихся в результате слияния гамет родителей, отвечая тем самым на вопрос задачи о генотипе потомства.
Фенотип потомства записываем под его генотипом. Таким образом полная запись условий и решения задачи должна иметь следующий вид (схема 2).
Как показывает схема 2, все потомство, полученное от скрещивания гомозиготного желтого гороха с зеленым, генотипически единообразно (генотип Аа ) и имеет желтую окраску семян.
Если при моногибридном скрещивании родители гетерозиготны, решение задачи несколько усложняется. Рассмотрим это на примере задачи 2.
Согласно условию, гетерозиготный желтый горох скрещивается с таким же по генотипу и фенотипу растением. Требуется определить генотип и фенотип потомства. Записав согласно условию задачи генотипы родителей, определим, сколько и какие типы гамет они образуют (схема 3). Так как каждый из родителей образует два типа гамет, то при оплодотворении возможны различные комбинации половых клеток, которые могут быть определены с помощью решетки Пеннета из 4-х клеток. Сверху, над столбцами, выписываем типы сперматозоидов, а слева, напротив строк, типы яйцеклеток. После этого в каждую клетку решетки, соответственно пересечениям строк и столбцов, вписываем гены гамет, получая генотипы потомков.
| Аа | ||
| Аа | аа |
Схема 3. Анализ скрещивания двух гетерозигот.
Задачи.
7. У человека карий цвет глаз (В) доминируют над голубым (b).
а) Гомозиготный кареглазый мужчина женился на голубоглазой женщине. Какой цвет глаз будет у их детей?
б) Гетерозиготный кареглазый мужчина женился на гетерозиготной кареглазой женщине. Можно ли от этого брака ожидать рождение голубоглазого ребенка?
8. У кролика черная пигментация шерсти доминирует над альбинизмом (отсутствие пигмента, белая шерсть и красные глаза).
а) Какой цвет шерсти будет у гибридов F 1 и F2 при скрещивании гомозиготного черного кролика с альбиносом?
б) Какой цвет шерсти будет в F1 при скрещивании гетерозиготного черного кролика с белым?
9. У человека полидактилия (шестипалость) детерминирована доминантным геном -Р.
а) От брака гетерозиготного шестипалого мужчины и женщины с нормальным строением кисти, родились два ребенка: пятипалый и шестипалый. Каковы генотипы этих детей?
б) Гомозиготный шестипалый мужчина женился на пятипалой женщине. От этого брака родился один ребенок. Каков его фенотип и генотип?
10. Муж и жена гетерозиготны по гену брахидактилии (короткопалость), который наследуется как доминантный признак. Определить расщепление по генотипу и фенотипу у их детей.
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФЕНОТИПА И ГЕНОТИПА ДЕТЕЙ ПО ГЕНОТИПУ РОДИТЕЛЕЙ ПРИ НЕПОЛНОМ ДОМИНИРОВАНИИ И ДОМИНИРОВАНИИ, ЗАВИСЯЩЕМ ОТ ВНЕШНИХ
И ВНУТРЕННИХ УСЛОВИЙ.
Задачи этого раздела отличаются от предыдущих тем, что обычные отношения полного подавления доминантным геном рецессивного отсутствуют. Различают несколько видов нарушения полного доминирования.
1. Неполное доминирование. В этом случае гетерозиготные организмы (Аа) хотя и имеют признак, обусловленный доминантным геном (А), но отличаются от гомозигот (АА) меньшей степенью развития признака. Например, у человека редкий ген а, обусловливает полное отсутствие глаз – анофтальмию. Его аллель ген - А детерминирует у гомозигот (АА) нормальное развитие глазного яблока. Однако у гетерозигот (Аа) глазные яблоки уменьшены. Следовательно, при неполном доминировании имеют место три фенотипа: полное развитие доминантного признака (при генотипе АА), менее выраженное развитие доминантного признака (при генотипе Аа) и полное отсутствие доминантного признака (при генотипе аа).
В предыдущих параграфах принималось, что каждый ген действует только на один признак. Фактически многие гены действуют одновременно на несколько признаков организма. В этом проявляется множественное (плейотропное) действие гена. Так, например, ген арахнодактилии вызывает значительное удлинение конечностей и фаланг пальцев на руках и ногах (паучьи пальцы), нарушение положения хрусталика глаза и порок сердца (синдром Марфана). В некоторых случаях одни проявления действия гена наследуются доминантно, а другие проявления того же гена рецессивно.
Разберем задачу 22 а). У каракульских овец ген Wдетерминирует серую окраску шерсти и аномалию желудка (отсутствие рубца). При этом серая окраска проявляется как доминантный признак, а аномалия желудка - как рецессивный. Ягнята, не имеющие рубца, погибают после перехода с молочного питания на грубый корм. Генwобуславливает черную окраску шерсти и нормальное развитие рубца. В задаче ставится вопрос, как будет происходить расщепление по цвету шерсти и строению желудка при скрещивании двух серых овец. При решении этой задачи необходимо учесть, что взрослые серые овцы не могут быть гомозиготны, так как при генотипеWWпроявляется действие гена W на желудок и ягнята гибнут вскоре после рождения. Отсюда следует, что скрещиваться могут только гетерозиготные особиWw. Решение задачи приведено на схеме 10.
Схема показывает, что в первом поколении происходит расщепление в отношении: I серая с аномалией желудка к 2 серым с нормальным желудком и к 1 черной с нормальным желудком (расщепление 1:2:1).
Схема 10. Решение задачи 22-а.
Задачи
22. У каракульских овец ген W обладает плейотропным действием. Он вызывает доминантную серую окраску шерсти - ширази и в гомозиготном состоянии обусловливает аномалию развития желудка, при которой рубец (один из 4-х отделов сложного желудка жвачных) не развивается. Аномалия приводит к гибели ягнят, после прекращения питания молоком матери. Ген - w обусловливает рецессивную черную пигментацию шерсти и доминирует над геном W в отношении развития рубца.
а) Скрещены две особи ширази между собой. Как будет происходить расщепление, учитывая сочетание цвета шерсти и строения желудка?
б) Какая часть ягнят F 1 погибает после отъема от матери при скрещивании ширази между собой?
в) Скрещена серая особь с черной. Как будет происходить расщепление по цвету шерсти и строению желудка?
г) Будет ли происходить генетически обусловленная гибель ягнят при скрещивании серой овцы с черным бараном?
23. У мышей ген доминантной желтой пипментации шерсти - Yобладает рецессивным летальным действием (генотипYYприводит к гибели эмбриона). Его аллель - у вызывает рецессивную черную пигментацию и обусловливает жизнеспособность мышей.
а) Скрещены две желтые особи. Какое расщепление не окраске шерсти ожидается в первом поколении?
б) Желтая мышь скрещена с черной. Какой цвет шерсти ожидается в F 1 ?
§ 6. Определение генотипа родителей по фенотипу детей
При решении задач этого рода нужно иметь в виду, что генотип родителей в ряде случаев устанавливается по их фенотипу. Это относится к следующим случаям:
1) Если родитель имеет, рецессивный признак (а), он всегда гомозиготен (аа).
2) При промежуточном наследовании и неполном доминировании родители с генотипами АА, Аа и аа имеют фенотипические различия и их генотип устанавливается по фенотипу.
3) При наличии у родителя двух кодоминантных аллелей (например I A I B) он отличается по фенотипу от особей, имеющих лишь один из двух кодоминантных аллелей (например от I A I A и от I B I B) и его генотип устанавливается по фенотипу.
Следовательно, в задачах на определение генотипа родителей по потомству преследуется цель, указать генотип доминантного родителя, установив, гомозиготен он или гетерозиготен. Если такая задача встает по отношению к растениям или животным, то ставится анализирующее скрещивание. Для этого организм с доминирующим признаком, генотип которого нужно установить, скрещивается с рецессивным. При этом возможны два случая, разобранные на схеме 11. Схема показывает, что если при анализирующем скрещивании 100% детей имеет доминирующий признак, то доминантный родитель гомозиготен. Если же в потомстве происходит расщепление в отношении 1: 1, то доминантный родитель гетерозиготен.
С помощью анализирующего скрещивания генотип можно установить во всех без исключения случаях. В практике, часто приходится устанавливать генотип родителей без постановки анализирующего скрещивания по потомству, которое имеется в наличии.
Схема 11. Анализирующее моногибридное скрещивание.
Если задача относится к определению генотипа растении или животных, от которых получено многочисленное потомство, то генотип родителей обычно (но не всегда) можно установить по расщеплению в F 1 . При этом возможны следующие случаи:
1) Расщепление в F 1 в отношении 1:1. Это возможно только при скрещивании типа Аа х аа, и доказывает, что доминантный родитель гетерозиготен (Аа) (см. схему 11).
2) Расщепление в F 1 в отношении 3:1. Это возможно только при скрещивании типа Аа х Аа и доказывает, что оба родителя доминантны и гетерозиготны.
3) Расщепления в F 1 нет, и все дети имеют рецессивный признак. Это возможно лишь в том случае, если оба родителя рецессивны (аа х аа).
4) Расщепления в F 1 нет и все дети имеют доминантный признак. В этом случае один, или оба родителя гомозиготны по доминантному признаку. При этом, если один из родителей имеет доминантный, а другой рецессивный признак, то установить генотип доминантного родителя можно; он гомозиготен. Если же оба родителя имеют доминантный признак, то установить их генотип по потомству (без расщепления вF 1) нельзя, так как или оба или только один из них гомозиготен.
Разберем задачу 24 а). У гороха гладкая поверхность семян доминирует над морщинистой. При скрещивании двух гладких растений, генотип которых неизвестен, в первом поколении, получено (расщепление в отношении 3 гладких к 1 морщинистому. Определить генотип родителей.
Запишем данные о доминировании в таблицу «признак-ген» и выпишем в генетическую схему все известные из условий задачи сведения о родителях и детях (см. схему 12).
Схема 12. Запись условий задачи 24-а.
При записи генотипа родителей выписываем, известное из условий задачи, наличие у них гена В, детерминирующего гладкую поверхность семян. Вместо второго гена, который нам неизвестен, ставим знак вопроса. Во второй строке (гаметы) мы можем написать, что оба родителя дают гаметы с геном В. Имеется ли второй тип гамет, из условий задачи неизвестно. В третьей строке выписываем потомство. В отношении рецессивных потомков нужно написать их генотип, помня что рецессивные организмы всегда гомозиготны. Доминантные потомки F 1 имеют ген В, а второй ген в условиях задачи не указан. Задача может быть решена двумя способами.
1-й способ. Известно, что расщепление в F 1 в отношении 3: 1 происходит только в том случае, если скрещиваются два доминантных гетерозиготных родителя. Так как в нашем опыте имеет место расщепление 3:1, то оба родителя гетерозиготны. Поэтому мы можем дать ответ:
Р..... ВЬ х ВЬ
Решая задачу этим способом, мы пользуемся готовым правилом, не разбирая задачу по существу. Поэтому целесообразно решить задачу и вторым способом, который в дальнейшем поможет нам решать и более сложные задачи.
2-ой способ. При втором способе мы исходим из генотипа детей. Генотип потомков с доминантным признаком нам неизвестен, но рецессивные потомки всегда гомозиготны. Их генотип -bb. Из этих двух генов, один получен через яйцеклетку от матери, а другой через спермий от отца. Следовательно, и мать и отец, кроме гамет с аллелем В продуцируют гаметы с аллелем b, что мы и вписываем в таблицу. И наконец, у родителей продуцирующих гаметы с геном - b, этот ген должен быть в их генотипе. Следовательно генотип родителей:
Р....... Bb х Bb
Ход решения задачи показан на схеме 13.
Схема 13. Решение задачи 24-а вторым способом.
В практике медицинской генетики (и в некоторых других областях) встречаются задачи, когда потомство малочисленно. Например, у пары супругов родился только один ребенок. Можно ли в этих случаях установить генотип доминантного родителя. Решение таких задач возможно не всегда, но в ряде случаев может быть получен вполне достоверный ответ. При этом первый из рассмотренных выше способов решения задачи неприменим. В малых семьях возможны значительные отклонения от классических соотношений 3:1 и 1:1. Поэтому задачи нужно решать вторым способом.
Рассмотрим задачу 28 б). У человека ген, вызывающий наследственную глухонемоту (s), рецессивен по отношению к гену нормального слуха (S). От брака наследственно глухонемой женщины с нормальным мужчиной родился глухонемой ребенок. Определить генотипы родителей.
Заполним таблицу «признак-ген» и напишем известные из условий задачи данные о родителях и детях в виде генетической схемы. Решение задачи вторым способом приведено на схеме 14.
Схема 14. Решение задачи 28-б.
Генотип отца по условиям задачи был неизвестен и мы обозначили его двумя символами - Sи? Было неизвестно также продуцирует ли отец один или два типа гамет. На схеме 14 этот вопрос решен исходя из фенотипа его ребенка.
Задачи
24. У гороха гладкая поверхность семян доминирует над морщинистой.
а) При скрещивании двух растений с гладкими семенами в F 1 получено расщепление в отношении 3 гладких к 1 морщинистому. Определить генотип родителей?
б) При скрещивании двух растений с гладкими семенами, все потомство имеет гладкие семена. Можно ли установить генотип родителей?
в) При опылении растения с гладкими семенами, пыльцой растения с морщинистыми семенами, все потомство имеет гладкие семена. Можно ли установить генотип родителей?
г) При опылении растения с морщинистыми семенами, пыльцой растения с гладкими семенами, половина потомства имеет морщинистые, а половина гладкие семена. Определить генотип родителей.
25. Рецессивный ген blackдетерминирует черную окраску тела дрозофилы. Мухи дикой расы имеют серое (полосатое) тело.
а) Среди потомства, полученного от скрещивания черной мухи с серой, половина потомков имеют черное тело, а половина - серое. Определить генотип родителей.
б) При скрещивании серой мухи с черной, оказалось что все потомство имеет серую пигментацию тела. Определить генотип родителей.
в) При скрещивании двух серых мух установлено, что все их потомство имеет серую пигментацию тела. Можно ли
установить генотип родителей?
26. У крупнрго рогатого скота ген комолости (Р) доминирует над геном рогатости (р).
а) От скрещивания рогатой коровы с комолым быком
родился рогатый теленок. Определить генотип коровы, быка и теленка.
б) Комолая корова при скрещивании с рогатым быком принесла двойню. При этом один теленок был комолым, а другой рогатым. Определить генотипы родителей и детей.
27. У человека доминантный ген - Dвызывает аномалию развития скелета - черепно-ключичный дизостоз (изменение костей черепа и редукция ключиц).
а) Женщина с нормальным строением скелета вышла замуж за мужчину с черепно-ключичным дизостозом. Ребенок от этого брака имел нормальное строение скелета. Можно ли по фенотипу ребенка определить генотип его отца?
б) Женщина, страдающая черепно-ключичным дизостозом вышла замуж за мужчину с нормальным строением скелета. Ребенок от этого брака унаследовал от матери дефект скелета. Можно ли определить генотип матери?
в) Оба родителя страдают черепно-ключичным дизостозом. Ребенок от этого брака имеет нормальное строение скелета. Определить генотипы обоих родителей и ребенка.
28. У человека рецессивный ген sдетерминирует врожденную глухонемоту.
а) Наследственно глухонемой мужчина женился на женщине с нормальным слухом. Их ребенок имеет нормальный слух. Можно ли определить генотип матери?
б) Наследственно глухонемая женщина вышла замуж за мужчину с нормальным слухом. У них родился глухонемой ребенок. Можно ли определить генотип родителей?
29. У человека I группа крови обусловлена рецессивным геном I°, II группа геном I А,IIIгруппа геном I В. Аллели I А и I В кодоминантны и их сочетание детерминирует IV группу крови.
а) При определении групп крови у ребенка и его родителей установлено следующее: группа крови ребенка - I; матери - I; отца - II. Определить генотип отца ребенка.
б) Ребенок имеет I группу, его мать - II, отец - III группу. Определить генотипы родителей.
в) Группы крови у матери II, у отца III. Можно ли установить их генотип, если у их ребенка IV группа крови?