1. Всегда ли соблюдается III закон Г. Менделя? В каких случаях гены наследуются независимо, а в каких случаях – сцепленно?

Третий закон Менделя соблюдается, если неаллельные гены находятся в разных парах хромосом. В этом случае наследование называется независимым. Если неаллельные гены локализованы в одной паре хромосом, они наследуются совместно. Такой тип наследования называется сцепленным.

2. Что такое группа сцепления? Чему равно количество групп сцепления в клетках разных организмов?

Группа сцепления – это совокупность генов, локализованных в одной и той же хромосоме.

Каждая пара гомологичных хромосом содержит гены, контролирующие одни и те же признаки, поэтому количество групп сцепления равно числу пар хромосом. Например, у человека (2n = 46) 23 группы сцепления, а у дрозофилы (2n = 8) – 4 группы сцепления.

3. Почему частота кроссинговера между сцепленными генами зависит от расстояния между ними?

В профазе I мейоза при конъюгации гомологичных хромосом образование перекрёстов между хроматидами осуществляется произвольно, на любых соответствующих участках.

Если гены находятся сравнительно близко друг к другу, то вероятность того, что перекрёст произойдет именно на участке, разделяющем эти гены, невелика. Если же гены располагаются на значительном расстоянии друг от друга, то вероятность того, что хроматиды перекрестятся на каком-либо участке между ними, намного выше.

Таким образом, чем больше расстояние между сцепленными генами, тем чаще между ними происходит кроссинговер. И наоборот, чем ближе друг к другу расположены гены, тем меньше частота кроссинговера между ними.

4. Что такое генетические карты хромосом? Каковы перспективы их использования?

Генетическая карта хромосомы – это схема взаимного расположения генов, находящихся в данной хромосоме, с учётом расстояний между ними.

Генетические карты широко используются в селекции, на их основе прогнозируют возможность получения организмов с определёнными сочетаниями признаков. Генетические карты хромосом человека используются в медицине для диагностики и лечения ряда наследственных заболеваний.

5. Сформулируйте основные положения хромосомной теории наследственности.

Основные положения хромосомной теории наследственности:

● Гены в хромосомах расположены линейно, в определённой последовательности. Аллельные гены находятся в одинаковых локусах гомологичных хромосом.

● Гены, расположенные в одной хромосоме, образуют группу сцепления и наследуются вместе. Количество групп сцепления равно числу пар хромосом.

● Сцепление генов может нарушаться в результате кроссинговера, происходящего при конъюгации гомологичных хромосом в профазе I мейоза.

● Частота кроссинговера пропорциональна расстоянию между генами: чем больше расстояние, тем выше частота кроссинговера и наоборот.

● За единицу расстояния между сцепленными генами принята 1 морганида – расстояние, на котором кроссинговер происходит с вероятностью 1%.

6. Какие типы гамет и в каком процентном соотношении будут формировать дигетерозиготные особи AB//ab и Ab//aB, если известно, что расстояние между генами А и В составляет 20 морганид?

Дигетерозиготная особь с генотипом AB//ab (так называемое цис-положение генов) будет формировать четыре типа гамет: некроссоверные АВ и ab (по 40%), а также кроссоверные Ab и aB (по 10%).

Дигетерозиготная особь с генотипом Ab//aB (так называемое транс-положение генов) будет формировать некроссоверные гаметы Аb и aB (по 40%), а также кроссоверные гаметы AB и ab (по 10%).

7. Серый цвет тела у дрозофилы доминирует над жёлтым, красные глаза — над гранатовыми. Гены, отвечающие за эти признаки, локализованы в первой паре хромосом и находятся на расстоянии 44 морганиды. Скрестили чистые линии серотелых мух с гранатовыми глазами и жёлтотелых с красными глазами. Из полученных гибридов выбрали самку и подвергли её анализирующему скрещиванию. Каким будет процентное соотношение фенотипических классов в потомстве?

● Введём обозначения генов, укажем расстояние между ними:

А – серое тело;

а – жёлтое тело;

B – красные глаза;

b – гранатовые глаза;

rf_AB = 44% (44 морганиды).

● Установим генотипы родительских форм. Особи чистой линии серотелых мух с гранатовыми глазами имеют генотип Ab//Ab, чистой линии жёлтотелых мух с красными глазами – генотип aB//aB.

● В результате скрещивания чистых линий было получено первое гибридное поколение:

● Следовательно, самка, которую подвергли анализирующему скрещиванию, имеет генотип Ab//aB.

Запишем анализирующее скрещивание, учитывая, что у дигетерозиготной самки образуется два типа некроссоверных гамет (в равном соотношении) и два типа кроссоверных гамет (также в равном соотношении). Для удобства выделим кроссоверные гаметы и особи звёздочками (*):

● Рассчитаем процентное соотношение особей в F_а.

Расстояние между генами – 44 морганиды, значит, кроссинговер между ними протекает с вероятностью 44%. Следовательно, общее количество кроссоверных особей составит 44% (а особей каждого фенотипического класса – по 22%). Общее количество некроссоверных особей равно: 100% – 44% = 56% (т.е. каждый фенотипический класс – по 28%).

Ответ: в потомстве будет получено по 28% особей с серым телом, гранатовыми глазами и с жёлтым телом, красными глазами, а также по 22% особей с серым телом, красными глазами и с жёлтым телом, гранатовыми глазами.

8. У одного из видов растений рассечённые листья доминируют над цельными, а синяя окраска цветков — над розовой. В результате анализирующего скрещивания было получено потомство четырёх фенотипических классов:

1) 133 растения с рассечёнными листьями и синими цветками;

2) 362 растения с рассечёнными листьями и розовыми цветками;

3) 127 растений с цельными листьями и розовыми цветками;

4) 378 растений с цельными листьями и синими цветками.

Затем растения первого фенотипического класса скрестили с растениями второго фенотипического класса. Сколько процентов полученных гибридов будут иметь рассечённые листья и розовые цветки? Цельные листья и синие цветки?

● Введём обозначения генов:

А – рассечённые листья;

а – цельные листья;

B – синие цветки;

b – розовые цветки.

● В результате анализирующего скрещивания было получено четыре фенотипических класса в неравном соотношении. Из этого можно сделать следующие выводы:

1) Гены, определяющие тип листьев и окраску цветков, наследуются сцепленно.

2) Анализируемая особь продуцировала 4 типа гамет, т.е. была дигетерозиготной.

3) Потомки первого и третьего фенотипических классов являются кроссоверными (их примерно поровну и намного меньше, чем особей второго и четвёртого фенотипических классов). Потомки второго и четвёртого фенотипических классов – некроссоверные (их примерно поровну и намного больше, чем особей первого и третьего фенотипических классов).

4) Частота кроссинговера между генами А и В составляет: rf_AB = сумма кроссоверных особей/общее количество особей × 100% = (133 + 127) : (133 + 362 + 127 + 378) × 100% = 260 : 1000 × 100% = 26%.

● Установим генотипы особей первого и второго фенотипических классов. Те и другие унаследовали сцепленные гены ab от рецессивного гомозиготного родителя ab//ab.

Особи первого фенотипического класса имеют рассечённые листья (А) и синие цветки (В), значит, от другого родителя (анализируемого) они унаследовали сцепленные гены AB. Таким образом, особи первого фенотипического класса имеют генотип AB//ab.

Особи второго фенотипического класса имеют рассечённые листья (А) и розовые цветки (b), следовательно, от другого родителя (анализируемого) они унаследовали сцепленные гены Ab. Таким образом, особи второго фенотипического класса имеют генотип Ab//ab.

● Запишем скрещивание особей первого и второго фенотипических классов, для удобства выделим кроссоверные гаметы и особи звёздочками (*):

● Для того, чтобы найти долю особей в каждой ячейке решётки Пеннета, нужно умножить друг на друга доли соответствующих гамет.

Следовательно, процентная доля растений с рассечёнными листьями и розовыми цветками составляет: (0,37 × 0,5 + 0,13 × 0,5 + 0,13 × 0,5) × 100% = (0,185 + 0,065 + 0,065) × 100% = 0,315 × 100% = 31,5%.

Процентная доля растений с цельными листьями и синими цветками равна: 0,13 × 0,5 × 100% = 0,065 × 100% = 6,5%.

Ответ: 31,5% гибридов будут иметь рассечённые листья и розовые цветки; 6,5% гибридных растений будут иметь цельные листья и синие цветки.

Дашков М.Л.

Сайт: dashkov.by

Вернуться к оглавлению