Задача 2. Моногибридное скрещивание, неполное доминирование

При скрещивании белых андалузских кур с черными петухами были получены цыплята с серым оперением. При скрещивании серых кур между собой было получено потомство F₂. 1) Какой генотип имеют серые куры? 2) Сколько классов генотипов и фенотипов формируется в F₂? 3) Какие куры F₂ дадут нерасщепляющееся потомство?

Наследование окраски оперения у андалузских кур показано на рис. 2. Ход рассуждений и определения закономерностей наследования признаков аналогичны задаче 2. Поскольку из условий задачи следует, что гетерозиготы имеют промежуточную окраску, генотип родительских форм соответствует формулам: аа и АА. Скрещивание белых и черных кур дает серое потомство F₁ c генотипом Аа. Гетерозиготные куры образуют два типа гамет. В результате в F₂ формируется 3 класса генотипов в соотношении 1АА : 2Аа : 1аа. В отличие от предыдущего случая фенотип гомозиготных форм отличается от фенотипа гетерозиготных особей и в потомстве появляются белые, серые и черные куры в соотношении 1 : 2 : 1. Следовательно, при неполном доминировании расщепление по генотипу соответствует расщеплению по фенотипу. На рисунке также показано, что в F₃ белые и черные куры дают однотипных цыплят, а при скрещивании гетерозиготных кур наблюдается снова расщепление по фенотипу в соотношении 1 : 2 : 1.

Ответы: 1) серые куры имеют генотип Аа; 2) в F₂ формируется 3 кламма генотипов и 3 класса фенотипов; 3) нерасщепляющееся потомство в дадут черные и белые куры.

На примере этих двух задач можно сделать выводы:

1. При скрещивании гомозиготных растений (или животных) и их гибридов между собой наследование признаков подчиняется законам Менделя.

2. Фенотип гибридов F₁ указывает на направление и степень доминирования генов (признаков).

3. Выщепление форм с рецессивным признаком возможно только у потомства гетерозиготных форм, в то время как гомозиготы дают стабильное потомство

Рис. 11. Наследование окраски оперения у андалузских кур

по типу неполного доминирования

.Задача 3. Анализирующее скрещивание.

В анализирующем скрещивании растений гороха с пурпурными цветками было получено 18 растений с пурпурными и 18 растений с белыми цветками. 1) Какой генотип имеет анализируемое растение? 2) Сколько типов гамет образует это растение? 3) Какая часть растений, полученных в анализирующем скрещивании, даст нерасщепляющееся потомство?

В данной задаче необходимо определить генотип родительских форм благодаря знанию особенностей анализирующего скрещивания. Поскольку по определению анализирующее скрещивание – это гибридизация с гомозиготной рецессивной формой, то генотип отцовской формы – аа, что соответствует белоцветковому фенотипу. Для определения генотипа материнской пурпурноцветковой формы необходимо вспомнить, какие результаты дает анализирующее скрещивание с доминантной гомозиготной и гетерозиготной формой:

Р ♀ АА х ♂ аа Р ♀ Аа х ♂ аа

F₁ Аа F₁ Аа аа

Как видно из схемы, если растение с доминантным фенотипом гомозиготное (АА), все гибриды имеют доминантный признак; а при скрещивании с гетерозиготной формой в потомстве наблюдается расщепление в соотношении 1 : 1.

По условиям задачи в результате анализирующего скрещивания в потомстве наблюдалось 18 пурпурноцветковых и 18 белоцветковых форм, что соответствует расщеплению 1 : 1 и указывает на гетерозиготность материнской формы. Далее ход задачи проиллюстрирован на рис. 3. Анализируемая форма образует два типа гамет. При слиянии гамет образуются гетерозиготные пурпурноцветковые и гомозиготные белоцветковые растения. Как было показано в предыдущих примерах, стабильное потомство дают только гомозиготные растения, а гетерозиготные демонстрируют расщепление в следующих поколениях. Следовательно, нерасщепляющееся потомство дадут только 18 растений с белыми цветками.

Рис. 12. Возвратное скрещивание гибрида F₁ с рецессивной

родительской формой (анализирующее скрещивание)

Ответы: 1) анализируемое растение имеет генотип Аа; 2) анализируемое растение образует два типа гамет; 3) в результате анализирующего скрещивания ¹/₂ потомства, т.е. 18 растений, будут гомозиготными и дадут нерасщепляющееся потомство.

Задача 4. Дигибридное скрещивание. При скрещивании сорта томатов, имеющих красные круглые плоды с растениями, имеющими желтые грушевидные плоды, были получены красноплодные гибриды с круглыми плодами. В результате самоопыления было получено 80 гибридов F₂. 1) Какая часть растений F₁ была дигетерозиготной? 2) Сколько типов гамет образуют растения F₁? 3) Сколько классов генотипов образуют гибриды F₂? 4) Какое расщепление по фенотипу наблюдается в F₂? 5) Сколько растений F₂ будет иметь красные грушевидные плоды?

Для решения этой задачи необходимо определить генотипы родительских форм. Обозначим гены, определяющие признак цвета плодов буквой А, а формы плодов – буквой В. Направление и степень доминирования определим по фенотипу гибридов F₁. Поскольку у гибридов первого поколения проявились признаки красной окраски и круглой формы, эти признаки и соответствующие им гены проявляют полное доминирование. Обозначим гены томатов следующим образом:

А – красная окраска плодов, а – желтая окраска плодов;

В – круглая форма, в – грушевидная форма.

Скрещиваемые растения диплоидны, поэтому определим генотип материнской формы с красными круглыми плодами как ААВВ, а отцовской с желтыми грушевидными плодами – аавв. В рассматриваемом примере признаки наследуются независимо и распределение генов связано с независимым расхождением двух пар гомологичных хромосом в профазе мейоза. Для лучшего понимания материала рекомендуется аллельные гены, локализованные в разных парах хромосом, подчеркивать разными линиями, символизирующими принадлежность к разным гомологичным парам (рис. 5). При образовании гамет в мейозе в каждую гамету случайным образом распределяется по одной хромосоме из каждой пары гомологичных хромосом и по одному аллельному гену соответственно. Гомозиготные родительские формы образуют по одному типу гамет. При их слиянии образуются растения, гетерозиготные по двум парам генов, – дигетерозиготы. Растения F₁ одинаковы по каждой паре признаков, т.е. проявляется I закон Менделя.

Дигетерозиготные растения F₁ образуют 2² = 4 типа гамет, при этом сочетание хромосом и генов разных пар в гаметах случайное и равновероятное. Для определения генотипов и фенотипов гибридов F₂ необходимо построить решетку Пеннета. Решетка состоит из 16 (4²) ячеек, появление соответствующего им генотипа равновероятно. Подсчет показывает, что при дигибридном скрещивании образуется 9 (3²) генотипов. По фенотипу потомство распределяется на 4 класса в соотношении:

	9 А-В-	:		3 А-вв	:		3 ааВ-	:		1 аавв
красные круглые			красные грушевидные			желтые круглые			желтые грушевидные

Растения с красными грушевидными плодами имеют генотип А-вв и составляют ³/₁₆ потомства, т.е. 15 растений.

Ответы: 1) все растения F₁ дигетерозиготны; 2) гибриды первого поколения образуют 4 типа гамет; 3) в F₂ образуется 9 генотипов и 4 класса фенотипов в соотношении 9 : 3 : 3 : 1; 5) в F₂ появятся 15 растений с красными грушевидными плодами.

Рис. 5. Наследование признаков цвета и формы плодов у томатов