У пастушьей сумки может быть треугольный и округлый стручок при скрещивании любой гомозиготной формы
Обновлено: 05.10.2024
3.1. При скрещивании безалкалоидных форм узколистного люпина в F 1 получили все растения алкалоидные, в F 2 произошло расщепление: 530 алкалоидных и 430 безалкалоидных.
Как наследуется признак алкалоидности? Определите генотипы исходных растений, гибридов F 1 и F 2 .
В F 1 наблюдается единообразие, что свидетельствует о гомозиготности родительских растений. Т.к. у растений F 1 наблюдается новое проявление признака, то признак контролируется, вероятно, не одной парой аллелей. В F 2 получено 2 фенотипических класса, но наследование алкалоидности не моногенное (соотношение фенотипов 3 : 1 не наблюдается). Предположим дигенное наследование признака и найдем количество растений для одного возможного сочетания гамет в этом расщеплении:
Исходя из этого расщепление в опыте:
530 : 60 = 8,8; 430 : 60 = 7,2, т.е. примерно 9 : 7, что соответствует комплементарному взаимодействию генов.
Проверим гипотезу о комплементарном взаимодействии генов, контролирующих алколоидность с помощью критерия 2 :
Полученный факт 2 = 0,42 меньше табличного значения при одной степени свободы теор 2 = 3,84, что свидетельствует о правомерности гипотезы о
комплементарном взаимодействии 2 генов A и B , каждый из которых в отдельности, как и их рецессивы, не влияет на алкалоидность.
Ответ. Признак алкалоидности наследуется по типу комплементарного взаимодействия генов с расщеплением 9 : 7. Генотипы исходных форм: ААbb , ааВВ , F 1 : АаВb , в F 2 – 9 генотипов, которые дают 2 фенотипических класса: 9 ( А-В- ) – алкалоидные растения и 7 (3 ааВ- , 3 A-bb , 1 aabb ) – безалкалоидные растения.
3.2. При скрещивании 2 линий тыквы со сферическими плодами между собой в F 1 все растения имели дисковидные плоды, а в F 2 получено расщепление: 120 растений с дисковидными, 74 — со сферическими и 14 — с удлиненными плодами. Как наследуется признак? Определите генотипы исходных растений, F 1 и F 2 .
В F 1 наблюдается единообразие растений по изучаемому признаку и новое его проявление. Следовательно, исходные формы гомозиготны, признак контролируется не одной парой аллелей. В F 2 нет моногенного наследования, так как имеется 3 фенотипических класса. Предположим дигенное наследование, при котором образуется 16 комбинаций гамет. Определяем количество растений приходящихся на одно сочетание — 208 : 16 = 13.
Таким образом, расщепление в опыте:
с дисковидными 120 : 13 = 9,2 со сферическими 74 : 13 = 5,7
с удлиненными 14 : 13 = 1,1, т.е. примерно 9 : 6 : 1.
Проверим гипотезу о комплементарном взаимодействии генов с помощью критерия 2 :
Полученный факт 2 = 0,36 меньше табличного при двух степенях свободы теор 2 =
5,99, что свидетельствует о правомерности гипотезы о комплементарном взаимодействии генов, контролирующих форму плода у тыквы.
Ответ. Форма плода у тыквы определяется комплементарным взаимодействием двух генов. Доминантные аллели комплементарных генов имеют сходное фенотипическое проявление - сферические плоды, а рецессивная гомозигота по обоим генам определяет развитие плодов удлиненной формы.
F 2 : 9 А- В- дисковид.
3 A-bb
1 aabb – удлинен.
3.3. При скрещивании растений томата с желтыми плодами с растениями с оранжевыми плодами в F 1 все растения имели красные плоды, а в F 2 наблюдалось расщепление: 132 – с красными, 47 — с желтыми, 49 — с оранжевыми и 14 — с желто-оранжевыми плодами. Как наследуется признак? Определите генотипы исходных растений, F 1 и F 2 .
Поскольку в F 1 наблюдаются единообразие и новое проявления признака, можно предположить, что исходные растения гомозиготны, а признак контролируется не одной парой аллелей. В F 2 имеется 4 фенотипа, аналогично дигенному наследованию, т. е. образуется 16 возможных сочетаний гамет. Определяем количество растений, приходящихся на одно сочетание: 242 : 16 = 15,13, наблюдаемое расщепление в опыте: 132 : 15,13 = 8,7; 47 : 15,13 = 3,1; 49 : 15,13 = 3,2; 14 : 15,13 = 0,9, что соответствует расщеплению 9 : 3 : 3 : 1. Т.о.
признак определяется комплементарным взаимодействием 2 неаллельных генов. Доминантный аллель каждого гена имеет самостоятельное проявление, как и гомозигота по обоим рецессивам. Проверим нашу гипотезу с помощью критерия 2 :
(132 – 136,17) 2 (47 – 45,39) 2
Полученный факт 2
= 0,56 меньше табличного при трех степенях свободы (4
фенотипических класса – 3 степени свободы) теор 2 = 7,81, что свидетельствует о
правомерности нашего предположения.
взаимодействующими по типу комплементарности с фенотипическим проявлением отдельно каждого из доминантных аллелей обоих генов и рецессивной гомозиготы. Расщепление 9 : 3 : 3 : 1.
3.4. При скрещивании растений лука с белыми и желтыми луковицами в F 1 получены растения с красными луковицами, а в F 2 наблюдалось расщепление:
275 растений с красными, 89 — с желтыми и 116 — с белыми луковицами. Как наследуется данный признак? Определите генотипы исходных растений, F 1 и F 2 .
В F 1 наблюдаются единообразие растений и новое проявление признака, следовательно, исходные растения гомозиготны, а признак контролируется не одной парой генов. Предположим дигенное наследование, при котором образуется 16 комбинаций гамет у дигетерозиготы. Определив значение 1/16 (480 : 16 = 30), рассчитаем соотношение фенотипов: 275 : 30 = 9,2; 89 : 30 = 3; 116 : 30 = 3,9, что соответствует, вероятно, расщеплению 9:3:4, характерному для комплементарного взаимодействия доминантных аллелей разных генов.
Проверим нашу гипотезу с помощью критерия 2 :
= 0,24 меньше теор 2 = 5,99 (при двух степенях свободы), следовательно,
Ответ. Признак окраски кожицы лука контролируется 2 генами, взаимодействующими по принципу комплементарности (9 A-B- ) и рецессивного эпистаза ( aa>B- ).
скрещивании кур белых леггорнов, с белыми шелковистыми
петухами все потомство было белым, а в F 2 наблюдалось расщепление по окраске пера: 65 белых и 14 цветных. Объясните этот случай и определите генотипы родителей, F 1 , F 2 .
Поскольку при скрещивании белых кур с белыми петухами в F 1 все потомство было белым, а в F 2 появились цветные птицы, то признак окраски пера контролируется неаллельными генами. Предположим дигенное наследование и определим соотношение фенотипов. 1/16 = 4,9, соотношение: 13,2 : 2,8.
Появление цветных кур в F 2 можно объяснить отсутствием у этих генотипов гена-ингибитора, поскольку полученное соотношение в F 2 соответствует 13 : 3. Проверим нашу гипотезу с помощью критерия 2 :
2 (65 – 64,2) 2 (14 – 14,8) 2
= 3,84 (при одной степени свободы), что
свидетельствует о правомерности выдвинутой гипотезы.
Ответ: Признак окраски пера кур контролируется 2 генами, взаимодействующими по типу супрессии – т.е. ген, отвечающий за цветную окраску, подавляется геном супрессором.
3.6. Как наследуется окраска плода у тыквы, если при скрещивании двух сортов, имеющих белые и зеленые плоды в F 1 все растения белоплодные, а в F 2 наблюдается следующее расщепление: 248 с белыми, 65 — с желтыми и 20 — с зелеными плодами. Определите генотипы исходных растений, F 1 , F 2 .
Поскольку в F 2 появился новый желтоплодный фенотип, можно предположить неаллельное взаимодействие генов. Предположим дигенное наследование признака и определим соотношение фенотипов: 1/16 = 20,8; 11,9 : 3,1 : 1,0, что соответствует формуле 12 : 3 : 1, характерной расщеплению при доминантном эпистазе, т.е. А > В .
Проверим эту гипотезу с помощью критерия 2 :
0,15 меньше теор 2
= 5,99 (df=2), следовательно выдвинутая гипотеза
Ответ. Признак окраски плода у тыквы контролируется 2 генами, взаимодействующими по типу доминантного эпистаза.
3.7. У пастушьей сумки стручок может быть треугольной и округлой формы. При скрещивании гомозиготной формы с треугольным стручком с растением, имеющим округлый стручок, в F 1 все растения имели треугольный стручок, а в F 2 наблюдалось расщепление 15 растений с треугольными стручками и 1 — с округлыми. Определите генотипы исходных растений, F 1 , F 2 .
Расщепление 15 : 1 может быть в случае 16 комбинаций гамет. Следовательно, растения F 1 дигетерозиготны, т. е. А 1 a 1 А 2 a 2 . Они могут быть получены при скрещивании гомозиготных растений A 1 A 1 A 2 A 2 x a 1 a 1 a 2 a 2 . 1/16 часть растений представляет собой двойной рецессив a 1 a 1 a 2 a 2 . Такое расщепление наблюдается при простой полимерии, т.е. когда число доминантных аллелей не влияет на степень выраженности признака.
Ответ. Признак контролируется 2 генами, взаимодействующими по типу
простой полимерии. Генотипы родителей: A 1 A 1 A 2 A 2 , a 1 a 1 a 2 a 2 , F 1 А 1 a 1 А 2 a 2 , F 2 15 (9 A 1 - A 2 - + 3A 1 - a 2 a 2 + 3a1a1A2 -) : 1 a 1 a 1 a 2 a 2 .
3.8. У растений кукурузы одного сорта в початке 16 рядов зерен, у другого
— 8. При скрещивании этих сортов в F 1 наблюдается промежуточный фенотип, со средним значением 12 рядов в початке. У растений F 2 количество рядов варьирует от 8 до 16, причем примерно у одного из каждых 32 имеется столько же рядов зерен, как и у одного из родителей. Сколько генов определяет данный
признак? Напишите генотипы родителей, F 1 и ожидаемое соотношение растений по фенотипу.
В данном примере наблюдаем полимерное действие генов. Так как в F 2 у 1/32 растений отмечается трансгрессия, данный признак определяет 3 гена,
поскольку 64 сочетания гамет дает тригетерозигота, т.е. А 1 a 1 А 2 a 2 А 3 a 3 . Генотипы растений:
P: A 1 A 1 A 2 A 2 A 3 A 3 x a 1 a 1 a 2 a 2 a 3 a 3 F 1 : A 1 a 1 A 2 a 2 A 3 a 3
F 2 : 1/64 A 1 A 1 A 2 A 2 A 3 A 3 – 6 доминантных аллелей 3 генов, схематически запишем
6/64 A 1 а 1 A 2 A 2 A 3 A 3 , A 1 A 1 A 2 а 2 A 3 A 3 , A 1 A 1 A 2 A 2 A 3 а 3 - 5 доминантных аллелей,
запишем 5 А 1 а ;
15/64 A 1 A 1 A 2 A 2 а 3 а 3 и др. – 4 А 2 а ;
20/64 A 1 A 1 A 2 а 2 а 3 а 3 и др. – 3 А 3 а ; 15/64 A 1 А 1 a 2 a 2 a 3 a 3 и др. – 2 А 4 а ; 6/64 A 1 а 1 a 2 a 2 a 3 a 3 и др. – 1 А 5 а ; 1/64 a 1 a 1 a 2 a 2 a 3 a 3 – 6 а .
Ответ. Признак контролируется 3 парами неаллельных полимерных генов.
Генотипы родителей: A 1 A 1 A 2 A 2 A 3 A 3 , a 1 a 1 a 2 a 2 a 3 a 3 ; F 1 - A 1 a 1 A 2 a 2 A 3 a 3 . Ожидаемое соотношение растений в F 2 : 1 : 6 : 15 : 20 : 15 : 6 : 1.
3.9. Получены следующие данные при скрещивании чистых линий
высокое растение, пурпурные цветки х карлик, желтые цветки
высокое, зеленые цветки
– высокие, зеленые цветки;
– высокие, пурпурные цветки;
– высокие, желтые цветки;
– высокие, белые цветки;
– карлики, зеленые цветки;
– карлики, пурпурные цветки;
– карлики, желтые цветки;
– карлики, белые цветки;
Объясните результаты. Определите генотипы исходных растений, F 1 , F 2 .
Рассмотрим наследование каждого признака в отдельности. По признаку высоты растения в F 1 проявляется высокорослость, а в F 2 : высоких растений 896, карликовых 303, что свидетельствует моногенному наследованию признака, подтверждаемом критерием 2 :
= 0,05 меньше теор 2 = 3,84 (df = 1).
По признаку окраски цветка наличие новых проявлений признака в F 1 и F 2 свидетельствует о неаллельном взаимодействии генов. Предположим дигенное наследование окраски цветка, поскольку 4 фенотипа могут образоваться при дигенном наследовании. Определим соотношение фенотипов в этом скрещивании:
1/16 = 74,9, 9,0 : 3,0 : 3,1 : 0,9, что соответствует комплементарному взаимодействию генов с проявлением доминантных аллелей каждого гена и отличным от этого проявлением двойной рецессивной гомозиготы. Проверим гипотезу с помощью критерия χ 2 :
= 0,73 меньше теор 2
= 7,81 (df = 3), следовательно выдвинутая гипотеза
Обозначим символом А - доминантный признак высокорослости растений, а – карликовость; а символами В и С признак окраски цветка, причем B - С - – зеленая окраска цветка, B - сс – пурпурная окраска, bbС - – желтая окраска, bbсс – белые цветки.
Ответ. Признак высоты растения контролируется моногенно. Окраска цветка обусловлена 2 комплементарными генами.
– высокие, зеленые цветки;
– высокие, пурпурные цветки;
– высокие, желтые цветки;
– высокие, белые цветки;
– карлики, зеленые цветки;
– карлики, пурпурные цветки;
– карлики, желтые цветки;
– карлики, белые цветки.
Задачи для самостоятельного решения
3.10 У люцерны были получены следующие результаты при скрещивании
форм, различных по окраске цветка:
пурпурные цветки x желтые цветки
F 2 : 890 – зеленые цветки;
Объясните результаты этого скрещивания. Определите генотипы всех форм. Используйте 2 для проверки гипотез.
3.11 От скрещивания сорта перца с красными плодами с сортом, имеющим коричневые плоды получили 68 растений с красными плодами, 21 с желтыми, 28 с зелеными, 71 с коричневыми. Как наследуется признак? Определите генотипы всех растений.
3.12 От спаривания кур с розовидным гребнем с петушками с ореховидным гребнем были получены цыплята, из которых 84 имели ореховидный гребень, 82 розовидный, 28 – гороховидный и 27 – простой. Определите генотипы родителей.
3.13 При спаривании кур и петухов с ореховидным гребнем было получено 289 цыплят, из которых 167 имели ореховидный гребень, 54 – розовидный, 49 – гороховидный, а 19 – простой. Объясните полученный результат с
3.14 При скрещивании двух растений фигурной тыквы с плодами сферической формы между собой все растения F 1 имели дисковидную форму плода, а в F 2 получили расщепление: 68 растений с дисковидной формой плода, 43 – со сферической формой и 8 – с удлиненной. Объясните полученный результат? Проверьте свою гипотезу с использованием критерия 2 .
3.15 При скрещивании сортов яровой мягкой пшеницы Лютесценс 62 и Московская 35 в F 1 были получены растения нормального фенотипа, а в F 2 из 288 растений выщепились 64 растения – карлики. Как наследуется признак? Каковы генотипы родительских сортов, гибридов F 1 и F 2 ? Проверьте гипотезу, используя критерий 2 .
3.16 При скрещивании растений лука с желтыми луковицами с растением с белыми луковицами в F 1 были получены растения с красными луковицами. В F 2 получено расщепление: 131 растение с красными луковицами, 45 растений с желтыми луковицами и 58 растений с белыми луковицами. Как наследуется признак? Какие генотипы имели родительские формы? Проверьте свою гипотезу с использованием метода 2 .
3.17 У кур генотип rrpp определяет развитие простого гребня, гены R и P соответственно розовидного и гороховидного, а одновременное нахождение в генотипе доминантных аллелей R и P – развитие гребня ореховидной формы.
Какие типы гребня и в каких соотношениях в F 1 и F 2 будут получены при скрещивании куриц с простым гребнем с гомозиготными и гетерозиготными петухами, имеющими розовидный и гороховидный гребни?
3.18 У пшеницы описано явление летальности или сублетальности гибридов, вызванное некрозом листьев: с появлением каждого последующего листа отмирает предыдущий. Однако в ряде случаев удается получить зерна и
исследовать F 2 . Генетическая основа гибридного некроза – комплементарное взаимодействие доминантных генов Ne 1 и Ne 2 . Определите фенотип родителей
и потомства от следующих скрещиваний:
ne 1 ne 1 Ne 2 ne 2 x Ne 1 Ne 1 ne 2 ne 2 ; Ne 1 ne 1 Ne 2 ne 2 x ne 1 ne 1 Ne 2 ne 2 ; Ne 1 ne 1 ne 2 ne 2 x ne 1 ne 1 Ne 2 ne 2 ; Ne 1 ne 1 Ne 2 ne 2 x ne 1 ne 1 Ne 2 Ne 2 .
3.19 У пшеницы красная окраска перикарпа определяется 3 генами: R 1 , R 2
и R 3 . От скрещиваня нескольких сортов пшеницы с белозерным сортом
Новосибирская 67 в F 2 были получены следующие результаты по расщеплению растений на краснозерные и белозерные:
16. У кур известны доминантные гены окрашенности оперения С и О, а также доминантный ингибитор окраски, обозначаемый I. Фенотипы пород имеют вид: COI – белый леггорн, cOi – белый виандот, Coi – белая шелковистая. Проведите скрещивание приведённых пород.
17. Красная окраска луковицы лука определяется доминантным аллелем гена D, а жёлтая – его рецессивным аллелем. Проявление признака окраски возможно только в том случае, если в генотипе отсутствует другой, не сцепленный с этим рецессивный аллель гена Е (ее). Наличие рецессивного аллеля гена Е приводит к подавлению окраски, и луковицы остаются белыми. Скрещивали растения с красными луковицами с растениями с жёлтыми луковицами. В потомстве оказались растения с луковицами красного, жёлтого и белого цвета. Определите генотипы всех форм растений лука.
18. Между аллелями B (чёрная окраска) и b (белая окраска) наблюдается неполное доминирование: гетерозиготы имеют серую окраску. Доминантный аллель С эпистатирует проявление доминантного аллеля гена В. Какие генотипы и фенотипы особей в потомстве образуются при скрещивании форм ВВсс Х bbCC? Назовите фенотипы этих родителей.
19. Растения пастушьей сумки имеют стручки округлой и треугольной формы. При скрещивании любой гомозиготной формы с треугольными стручками с растением с округлыми стручками в первом поколении все растения имеют округлый стручок. Напишите генотипы растений, которые при скрещивании во втором поколении дают: а) 49 растений с треугольными стручками и 3 с округлыми, б) 32 растения с треугольными стручками и 10 растений – с округлыми.
20. Для нормального слуха у человека необходимо присутствие в генотипе доминантных аллелей сразу двух генов D и E. Врождённая глухота определяется рецессивными аллелями – d и e. Напишите возможные генотипы всех особей в семьях:
- Главная страница /
- Генетика /
- Решение генетических задач по биологии. Взамодействие генов
Решение генетических задач по биологии. Взамодействие генов
1. Зеленозерный сорт ржи при скрещивании с белозерным дает в F1 зеленые семена, а в F2 — расщепление по окраске: 89 семян зеленых, 28 желтых и 39 белых. Как наследуется окраска семени? Что получится, если скрестить гибриды Fl с гомозиготными желтозерными и белозерными растениями?
2. При скрещивании белых морских свинок с черными потомство получается серое, а в F2 на 9 серых—3 черные и 4 белые. Можно ли точно такие же F1 и F2 получить от родителей с иной окраской шерсти? Каковы будут их генотипы и фенотипы?
3. При скрещивании черной нормальношерстной крольчихи с белым короткошерстным самцом в F1 все крольчата черные нормальношерстные, а в F2 получается следующее расщепление: 31 черный нормальношерстный, 9 голубых нормальношерстных, 13 белых нормальношерстных, 8 черных короткошерстных, 3 голубых короткошерстных и 4 белых короткошерстных. Определить генотипы родителей и характер наследования окраски и длины шерсти.
4. Две линии кукурузы, имеющие семена с неокрашенным алейроном, при скрещивании друг с другом дают в F1 семена с окрашенным алейроном, а в F2 получается расщепление: 9 окрашенных семян к 7 неокрашенным. Как выявить разные генотипы среди одинаковых фенотипов в F2? Для ответа на этот вопрос любое растение из F2 можно подвергать самоопылению или использовать одновременно его пыльцу для опыления любых других растений, в том числе и исходных линий.
5. При скрещивании черной курицы с белым петухом все цыплята черные. В анализирующем скрещивании получено 28 белых и 10 черных цыплят. Как наследуется окраска оперения? Каковы генотипы всех форм?
6. У душистого горошка два белоцветковых, но разных по происхождению растения при скрещивании дали в F1пурпурноцветковые гибриды. В F2 на 9 растений с пурпурными цветками—7 с белыми. Как получить генотип, который будет служить анализатором для любого другого генотипа, встречающегося в этом скрещивании?
7. При скрещивании двух сортов левкоя, один из которых имеет махровые красные цветки, а второй — махровые белые, в F1 все гибриды имеют простые красные цветки, а в F2 наблюдается расщепление: 68 растений с махровыми белыми цветками, 275— с простыми красными, 86—с простыми белыми и 213—с махровыми красными цветками. Как наследуются окраска и форма цветка?
8. Скрещиваются два сорта земляники—безусая с красной ягодой и безусая с белой ягодой. F1 — все растения усатые с красной ягодой; F2 — 331 растение усатое с красной ягодой; 98 растений усатых с белой ягодой; 235 растений безусых с красной ягодой; 88 растений безусых с белой ягодой.
Определить генотипы исходных сортов и характер наследования окраску ягоды и усатости.
9. При скрещивании двух сортов тыквы, имеющих белые плоды, F1также белоплодное, а в F2 получается следующее расщепление: 12 белоплодных к 3 желтоплодным и 1 с зелеными плодами. Определите характер наследования окраски и генотипы всех форм. Как называется такой тип наследования?
10. В следующих скрещиваниях тыкв, различающихся по окраске плодов, определить генотипы родителей и потомков:
а) белоплодное х желтоплодное; в потомстве 78 растений с белыми плодами, 61 с желтыми и 19 с зелеными;
б) белоплодное х зеленоплодное; в потомстве 145 растений с белыми плодами, 72 с желтыми и 66 с зелеными;
в) белоплодное х белоплодное; в потомстве 851 растение с белыми плодами, 218 с желтыми и 68 с зелеными,
11. При скрещивании двух белозерных растений кукурузы F1 тоже белозерное, а в F2 получено 138 белых семян и 39 пурпурных.
К какому типу наследования относится этот случай? Определите генотипы всех форм. Какое будет потомство в обоих Fb
12. При скрещивании двух пород кур, из которых одна имела белое оперение и хохол, а вторая также белая, но без хохла, в F1все цыплята оказались белыми хохлатыми. В F2 получено следующее расщепление: 39 белых хохлатых, 4 рыжих без хохла, 12 белых без хохла и 9 рыжих хохлатых. Объясните, как наследуются анализируемые признаки?
13. Скрещиваются два сорта льна, один из которых имеет розовую окраску цветка и нормальные лепестки, а другой — белую окраску и нормальные лепестки. В F1 окраска цветка розовая, лепестки нормальные. В F2 расщепление: 40 розовых нормальных, 8 розовых гофрированных, 4 белых гофрированных и 14 белых нормальных. Как наследуются окраска цветка и тип венчика?
14. У кур С и О — доминантные гены окрашенности оперения, I — доминантный ингибитор окраски. Генотипы пород следующие: белый леггорн—COI, белый виандот —cOi, белая шелковистая—CoI. Каковы будут F1 и F2 от всевозможных скрещиваний между этими породами?
15. У пастушьей сумки может быть треугольный и округлый стручок. При скрещивании любой гомозиготной формы с треугольным стручком с растением, имеющим округлый стручок, в F1 всегда треугольные стручки. Определите генотипы растений в скрещиваниях, дающих следующее расщепление в F2:
a) 15 растений с треугольными стручками, 1 с округлыми;
б) 3 растения с треугольными стручками, 1 с округлыми.
16. Уши кроликов породы баран 30 см длины, у других пород 10 см. Предположим, что различия в длине ушей зависят от двух пар генов с однозначным действием. Генотип баранов.— L1 L1L2 L2, обычных кроликов — ll ll l2l2. Определите длину ушей кроликов F1 и всех возможных генотипов в F2.
1. Почему в результате митоза возникают дочерние клетки с идентичными наборами хромосом.
2. Особенности профазы первого деления мейоза.
3. Сколько митотических делений претерпевает пыльцевое зерно при формировании мужских гамет?
4. Ген, аллель, генотип, фенотип, гомо- и гетерозигота. Расшифруйте эти понятия.
5. Дигибридное скрещивание. Закон независимого комбинирования неаллельных генов.
6. Наследование при нерасхождении половых хромосом у человека.
7. Опыты по бактериальной трансформации, с меченными вирусами, трансдукции, как прямые доказательства ведущей роли нуклеиновых кислот в наследственности.
8. Митохондриальная наследственность.
9. Понятие о полиплоидии и полиплоидных рядах.
10. Ненаследственная изменчивость, понятие нормы реакции, использование ее в сельскохозяйственном производстве.
11. У пастушьей сумки форма плода зависит от 2 пар полимерных генов. При скрещивании растения с треугольными плодами с растением с яйцевидными плодами в потомстве получены 3/4 растений с треугольными и 1/4 с яйцевидными плодами. Определите генотип растений.
12. Какие типы гамет образуют растения, имеющие генотипы: а) AaBBCc; б) aaBbCc; в) AaBbCc; г) AaBbCcDD
13. У кукурузы окрашенность семян доминирует над неокрашенностью, а гладкий эндосперм доминирует над морщинистым. Скрещено растение с окрашенными гладкими семенами с растением, имеющим неокрашенные морщинистые семена. В F1 все семена были окрашенные гладкие. В результате анализирующего скрещивания с гибридом первого поколения получены семена четырех типов: 4032 окрашенных гладких, 149 окрашенных морщинистых, 152 неокрашенных гладких, 4035 неокрашенных морщинистых. Объясните результаты, определите генотип исходных форм и гибридов первого поколения.
14. Какие изменения произойдут в строении белка в кодирующем его участке ДНК – ТААЦАААГААЦАААА, если между 10-м и 11-м нуклеотидом включить цитозин, между 13-м и 14-м – тимин, а на конце прибавить еще один аденин?
15. Нормальный слух у человека определяется комплементарным взаимодействием генов D и E, врожденная глухота – рецессивными аллелями d и e. Определите генотипы родителей в следующих семьях:
1) оба родителя глухие, а у всех 5 детей нормальный слух 2) у нормальных по слуху родителей 1 ребенок глухой.
1. Почему в результате митоза возникают дочерние клетки с идентичными наборами хромосом.
2. Особенности профазы первого деления мейоза.
Мейоз I начинается с профазы I. Это наиболее продолжительная фаза мейоза, которая, в свою очередь, подразделяется на стадии лептотена, зиготена, пахитена, диплотена и диакинез.
На стадии лептотены в ядре появляются слабо спирализованные хромосомы. Постепенно они приобретают нитевидную форму.
Зиготена начинается с постепенного попарного соединения (конъюгации, синапсиса) по длине параллельно уложенных гомологичных хромосом. Соединенные попарно хромосомы образуют биваленты. В связи с тем что перед началом мейоза произошла редупликация хромосом, каждый бивалент состоит из четырех хроматид. Функцию синапсиса выполняет синаптонемный комплекс (СК) — белковое образование, входящее в состав бивалента и имеющее вид трехслойной ленты, располагающейся между конъюгирующими хромосомами. СК формируется постепенно по принципу застежки-молнии на протяжении всей стадии зиготены. Образование бивалентов создает предпосылки для возможности обмена гомологичными участками между гомологичными хромосомами (кроссинговера), что представляет важное генетическое событие. В то же время продолжается процесс конденсации хромосом.
Пахитена — это стадия, на которой СК сформирован по всей длине хромосом (стадия стабильного синапсиса). Она характеризуется продолжающимся утолщением хромосом в результате непрерывной конденсации хроматина. На этой стадии происходит обмен гомологичными участками хроматид (кроссинговер) и, как следствие, рекомбинация сцепленных генов.
На следующей за пахитеной стадии, получившей название диплотены, продолжается конденсация хромосом, но при ном начинается процесс расхождения гомологичных хромосом, которые удерживаются в точках обмена участками, возникшими при кроссинговере. Они получили название хиазм.
Диакинез — последняя стадия профазы I. Она характеризуется максимальной конденсацией хромосом. Исчезает ядрышко, а биваленты располагаются по периферии ядра. При этом гомологичные хромосомы удерживаются в составе бивалентов благодаря хиазмам.
3. Сколько митотических делений претерпевает пыльцевое зерно при формировании мужских гамет?
Генеративная клетка митотически делится, и образуются два спермия. Таким образом, происходит одно деление.
4. Ген, аллель, генотип, фенотип, гомо- и гетерозигота. Расшифруйте эти понятия.
Ген — материальный носитель наследственной информации, совокупность которых родители передают потомкам во время размножения. В настоящее время, в молекулярной биологии установлено, что гены — это участки ДНК, несущие какую-либо целостную информацию — о строении одной молекулы белка или одной молекулы РНК. Эти и другие функциональные молекулы определяют рост и функционирование организма.
Аллели — различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных (парных) хромосом; определяют варианты проявления одного и того же признака. В диплоидном организме может быть два одинаковых аллеля одного гена, в этом случае организм называется гомозиготным или два разных, что приводит к гетерозиготному организму.
Нормальные диплоидные соматические клетки содержат два аллеля одного гена (по числу гомологичных хромосом), а гаплоидные гаметы — лишь по одному аллелю каждого гена. В случае, если клетка содержит два разных аллеля (гетерозиготное состояние), развитие признака обусловливается влиянием одного из них — доминантного. Рецессивный же аллель влияет на фенотип только в том случае, если он находится в обоих гомологичных хромосомах (гомозиготное состояние). Доминирование того или иного аллеля может быть неполным, что ведёт к развитию промежуточной формы проявления признака. Обычно существует лишь пара аллелей для каждого гена, однако известны случаи множественного аллелизма.
Генотип — совокупность генов данного организма, в отличие от генома, который характеризует вид, а не особь. Вместе с факторами внешней среды определяет фенотип организма.
Фенотип — совокупность характеристик, присущих индивиду на определённой стадии развития. Фенотип формируется на основе генотипа, опосредованного рядом внешнесредовых факторов. У диплоидных организмов в фенотипе проявляются доминантные гены.
Гомозигота – организм, у которого в обоих локусах один и тот же аллель определенного гена.
Гетерозигота – организм, копии генов которого в гомологичных хромосомах представлены разными аллелями.
5. Дигибридное скрещивание. Закон независимого комбинирования неаллельных генов.
Из схемы видно, что вероятность образования гамет с различными комбинациями аллелей двух генов одинакова и составляет 1/4.
Если подсчитать расщепление по признаку, обусловленному геном A и по признаку, обусловленному геном B отдельно, то оно составит 3:1 и 3:1, т.е. как в случае моногибридного скрещивания. В пределах каждого генотипического класса: AA, Aa, aa частота встречаемости генов BB, Bb и bb одинакова – 1:2:1.
6. Наследование при нерасхождении половых хромосом у человека.
Хромосомная структура мужчины 44A+XY и женщины 44A+XX такая же, как и у дрозофилы, однако у человека особь кариотипом 44A+X0 оказалась женщиной, а особь 44A+XXY мужчиной. В обоих случаях они проявляли дефекты развития, но все же пол определялся наличием или отсутствием Y-хромосомы.
Люди генотипа XXX2A представляют собой бесплодную женщину, с генотипом XXXY2A – бесплодных умственно отстающих мужчин.
Такие генотипы возникают в результате нерасхождения половых хромосом, что приводит к нарушению развития (например, синдром Клайнфельтера (XXY)). Нерасхождение хромосом изучаются как в мейозе, так и в митозе. Нерасхождение может быть следствием физического сцепления, в таком случае Х–нерасхождение имеет место в 100% случаев хромосом.
Несмотря на то, что женщины имеют две Х-хромосомы, а мужчины - только одну, экспрессия генов Х-хромосомы происходит на одном и том же уровне у обоих полов. Это объясняется тем, что у женщин в каждой клетке полностью инактивирована одна Х-хромосома (тельце Барра).
Случаи нерасхождения половых хромосом:
XXX: женщины внешне нормальны, плодовиты, но отмечается умственная отсталость
XXY, Синдром Клайнфельтера: мужчины, обладающие некоторыми вторичными женскими половыми признаками; бесплодны; яички развиты слабо, волос на лице мало, иногда развиваются молочные железы; обычно низкий уровень умственного развития
XYY: мужчины высокого роста с различным уровнем умственного развития; иногда обладают психопатическими чертами или проявляют склонность к мелким правонарушениям
Тетрасомия и пентасомия
Тетрасомия (4 гомологичные хромосомы вместо пары в диплоидном наборе) и пентасомия (5 вместо 2-х) встречаются чрезвычайно редко. Примерами тетрасомии и пентасомии у человека могут служить кариотипы XXXX, XXYY, XXXY, XYYY, XXXXX, XXXXY, XXXYY, XYYYY и XXYYY.
7. Опыты по бактериальной трансформации, с меченными вирусами, трансдукции, как прямые доказательства ведущей роли нуклеиновых кислот в наследственности.
8. Митохондриальная наследственность.
Суть нехромосомной, в общем, и митохондриальной, в частности, наследственности заключается в том, что в отличие от большинства признаков, которые передаются потомству от обоих родителей, некоторые признаки и свойства наследуются только от одного из родителей, а именно по материнской линии.
Поскольку у высших растений цитоплазма зиготы происходит в основном от женской гаметы (яйцеклетки), а мужская гамета (спермий) представлена главным образом хромосомным материалом, объяснение феномена материнской наследственности сводилось к тому, что некоторые наследственные факторы расположены не в ядре, а в цитоплазме. Отсюда и синонимы материнской наследственности: цитоплазматическая, нехромосомная, внеядерная, экстрахромосомная, неменделевское наследование. Впоследствии такой тип наследования был обнаружен не только у высших растений, но и у многих других организмов (бактерий, грибов, водорослей, насекомых, млекопитающих и др.), что свидетельствует об универсальности этого явления. С момента открытия цитоплазматической наследственности было ясно, что это явление не противоречит принципам менделизма и ядерной наследственности.
На современном этапе развития генетики уже на новом молекулярном уровне показано, что в клетке существуют две генетические системы, которые функционально связаны, и что носителями наследственных свойств в цитоплазме, как и в ядре, являются дискретные, самореплицирующиеся структуры, сохраняющие физическую и генетическую непрерывность в ряду клеточныx поколений.
Наиболее полно изучены три формы цитоплазматической наследственности: пластидная, митохондриальная и цитоплазматическая мужская стерильность (ЦМС).
Пластидная наследственность открыта и подробно изучена в классических опытах Корренса (1904) и Баура (1909) по скрещиванию пестролистных и зеленых растений львиного зева, ночной красавицы и пеларгонии. Итак, характерная черта пластидной наследственности — беспорядочное расщепление на различные фенотипы в потомстве, обусловленное случайным распределением пластид. Главным объектом в изучении пластид стала одноклеточная водоросль хламидомонада.
Митохондриальная наследственность впервые была изучена у дрожжей и нейроспоры.
Мужская стерильность, впервые обнаруженная в 1904 г. Корренсом у огородного растения летний чабер сейчас описана у большинства культурных растений. Различают два типа мужской стерильности: генную (ГМС), или ядерную, и цитоплазматическую (ЦМС). Первая обусловлена генами ядра и наследуется в соответствии с законами Менделя, вторая — взаимодействием ядерных генов и плазмогенов, она передается только по материнской линии. Открытие ЦМС дало возможность использовать явление гетерозиса в производстве таких культур, как сорго, лук, томат, подсолнечник, рис и др., у которых ручная кастрация цветков, обязательная для получения гибридов, практически невозможна.
При реципрокных скрещиваниях каждый из двух родительских компонентов используют в одном случае в качестве материнской формы, а во втором — в качестве отцовской. К реципрокным скрещиваниям прибегают, когда хотят установить специфику взаимодействия ядра и цитоплазмы родительских форм. Если родительские сорта различаются по цитоплазме, то результат в прямых и обратных скрещиваниях может быть неодинаковым. Этот тип скрещиваний особенно важен при отдаленной гибридизации, когда в прямых и обратных комбинациях результаты могут получиться разными как по завязыванию семян, так и качеству гибрида.
9. Понятие о полиплоидии и полиплоидных рядах.
Под полиплоидией понимают кратное увеличение основного числа хромосом в ядре, а всякое отклонение числа хромосом от нормального диплоидного в сторону как увеличения, так и уменьшения, а также кратное и некратное называют гетерополиплоидией или гетероплоидией.
Первые шаги по экспериментальному получению полиплоидов были сделаны профессором Московского университета И. И. Герасимовым, который в 1889 г. путем температурных воздействий Получил у водоросли спирогира клетки с удвоенной массой ядерного вещества. Им же были апробированы для получения таких клеток хлороформ, эфир и хлоралгидрат.
В 1916 г. Г. Винклер, изучая прививки паслена на томат, обнаружил в местах соединения привоя и подвоя клетки с увеличенным набором хромосом. Ученый назвал это явление полиплоидией (от греч. poly — многократный и plooseidos — вид).
Полиплоидия постоянно привлекала к себе внимание селекционеров и генетиков. Так в 1909 г. Р. Гейтс обнаружил, что гигантский мутант энотеры, открытый Де Фризом, был естественным тетраплоидом (2n = 28). Интерес к полиплоидии еще больше возрос в 40-х годах XX в., когда американские исследователи Блексли и Эйвери, а также Эйгсти, Небель и Раттл (1937) провели многочисленные успешные опыты по обработке семян и растений колхицином с целью получения полиплоидов и разработали основные способы удвоения числа хромосом в клетках растений.
Механизм действия колхицина на делящиеся клетки состоит в том, что он блокирует веретено деления в метафазе, в результате чего дочерние хромосомы не расходятся к полюсам, а остаются в центре материнской клетки (С-митоз или K-митоз).
Экспериментально возникшая в 30-х годах XX в. полиплоидия стала играть огромную роль в селекции сельскохозяйственных растений, а также в генетической инженерии.
Основное число хромосом полиплоидного ряда — гаплоидное, его принято обозначать n=x. Диплоидное состояние организмов — первый шаг полиплоидии, его обозначают 2n = 2х. Развитие у высших растений при двойном оплодотворении триплоидного эндосперма подтверждает, что возникновение полиплоидии в эволюции растительного мира — не случайность. Увеличение основного числа хромосом в несколько раз ведет к появлению полиплоидного ряда внутри вида, рода или семейства. Наиболее часто полиплоиды встречаются у покрытосемянных растений, особенно у многолетних травянистых, в меньшей степени у однолетних и древесных. У голосемянных растений полиплоиды редки. В северных широтах и в высокогорьях полиплоидных видов больше, чем в южных и на равнинах. По мнению В. В. Сахарова, почти половина важных культурных растений относится к полиплоидам.
Главным внешним фактором, способствующим становлению полиплоидов, считают появление новых экологических ниш. В их отсутствие новые полиплоиды вынуждены конкурировать с диплоидами и уступают им. Народная селекция, руководствуясь стремлением отобрать растения с крупными цветками, семенами, плодами, привела к тому, что самые распространенные культурные растения — полиплоиды. У многих родов растений различные виды образуют правильные естественные полиплоидные ряды: пшеница, овес, ячмень (14, 28, 42), картофель (24, 36, 48, 60, 72), свекла (18, 36, 54), подсолнечник (34, 68, 102), кукуруза (10, 20), рис (24, 48), люпин (36, 40, 52, 96), лен (18, 30, 36, 60), хлопчатник (26, 52), клевер (16, 24, 32, 48), люцерна (16, 32, 48), тимофеевка (14, 28, 42), костер, пырей, мятлик и овсяница (14, 28, 42, 56, 70) земляника (14, 28, 42, 56), малина (14, 21, 28), слива (16, 32), роза (14, 21, 28, 35, 42, 56) и др. Многие роды, например, лен, имеют не один, а два полиплоидных ряда.
К автоплоидам относятся картофель, люцерна, кофе, сахарным тростник, батат, арахис. Поскольку из-за нарушений в мейозе семенная продуктивность этих видов снижена, многие из них размножают вегетативно.
У аллополиплоидов, среди которых наиболее широко распространены пшеница, овес, рапс, брюква, горчица сарепская и другие культуры, мейоз протекает без нарушений и семена хорошо образуются.
Иногда различные виды одного рода отличаются друг от друга не кратным увеличением исходного числа хромосом, а на 1, 2, 3 хромосомы и т.д. Такие соотношения хромосом называют анеуплоидными рядами. Они обнаружены у вики, люпина и других культур.
Анеуплоидный ряд представлен в происхождении видов рода капуст, который имеет 6 типов хромосом (n = 6). В гаплоидном наборе горчицы черной (n — 8) две добавленные хромосомы, капусты (n = 9) — три, сурепицы, репы и турнепса (n = 10) — четыре.
Полиплоидные ряды часто сочетаются с анеуплоидией. В основном такие формы размножаются вегетативно. Примером может служить сахарный тростник, имеющий полиплоидно-анеуплоиднып ряд с 2n=60, 70, 80, 82, 84, 90, 96, 98, 100, 110, 116, 118, 140, 144.
10. Ненаследственная изменчивость, понятие нормы реакции, использование ее в сельскохозяйственном производстве.
11. У пастушьей сумки форма плода зависит от 2 пар полимерных генов. При скрещивании растения с треугольными плодами с растением с яйцевидными плодами в потомстве получены ¾ растений с треугольными и ¼ с яйцевидными плодами. Определите генотип растений.
Очевидно, что ген треугольных плодов доминирует над геном яйцевидных плодов.
Поскольку мы имеем дело с полимерией, то:
А1 – – – генотип растения с треугольными плодами
– – А2 – генотип растения с треугольными плодами
а1а1а2а2 генотип растения с яйцевидными плодами
Очевидно, что родительское растение с яйцевидными плодами имеет генотип а1а1а2а2. Поскольку расщепление 3:1, то можно предположить, что генотип другого родителя А1а1А2а2.
Проверка:
P А1а1А2а2 × а1а1а2а2
↓
F1:
Читайте также: