2.3. Методы решения

задач второго типа.

Для решения задач второго типа (т.е. обратных задач, требующих определения генотипов родителей и потомков по известному фенотипу потомков) необходимо опять вернуться к трем вышеупомянутым вопросам (см. 1.4.). Однако, при ответе на третий вопрос мы уже не сможем получить немедленный ответ из “генетического алфавита”, так как расщепления при полигибридном скрещивании гораздо более сложны. Для их генетического анализа (то есть, для решения задач полигибридного скрещивания) используют один из четырех методов:

1. По общему расщеплению (9 : 3 : 3 : 1 и т.д.)

2. По монофакториальному расщеплению (т.е. анализируя расщепление по каждому гену в отдельности с использованием “генетического алфавита”)

3. По рецессивным гомозиготам (искать “следы” генов)

4. По числу комбинаций (по знаменателям – см. последнюю строку в таблице “генетического алфавита”)

2.3.1. Некоторые примеры решения задач.

Задача № 23. При скрещивании кур и петухов, имеющих окрашенное оперение и гороховидную форму гребней, получены цыплята, из которых 1/16 белые с простым гребнем, 3/16 белые с гороховидным гребнем, 3/16 с окрашенным оперением и простым гребнем, а 9/16 - имеют окрашенное оперение и гороховидный гребень. Определите генотипы родителей и потомков.

Запись условия: С учетом обозначений принятых выше запишем условие задачи в виде генетической символики.

Р: С_Р_ х С_Р_  F₁: 9/16 С_Р_ + 3/16 С_рр + 3/16 ссР_ + 1/16 ссрр.

Решение задачи: Очевидно, что: 1) количество потомков достаточно, что 2) наблюдается расщепление. Поэтому мы можем использовать для решения задачи один из четырех приведенных выше методов.

Расщепление составляет 9:3:3:1, что является хорошо известным результатом скрещивания двух дигетерозигот. Поэтому мы можем использовать 1 метод решения задач и записать результат.

Ответ: Р:СсРр х СсРр  F₁: 9/16 С_Р_ + 3/16 С_рр + 3/16ссР_ + 1/16 ссрр

Задача № 24. При скрещивании белой курицы с гороховидным гребнем и петуха с таким же гребнем, но окрашенным оперением получено следующее потомство: 3/8 цыплят с окрашенным оперением и гороховидным гребнем, 3/8 – белых с гороховидным гребнем, 1/8 – окрашенных с простым гребнем и 1/8 белых. Определить генотипы родителей и потомков.

Запись условия: Р: ссР_ х С_Р_  F₁: 3/8 С_Р_ +3/8 ссР_ + 1/8 С_рр + 1/8 ссрр

Решение задачи: Учитывая большое количество потомков и наличие расщепления, можем выбирать один из четырех методов решения задачи (см. 2.3.). Первый метод использован не может быть, так как классическое расщепление 3:3:1:1 нам неизвестно. Для использования второго метода необходимо фактически проанализировать вместо одного дигибридного скрещивания два моногибридных, то есть произвести генетический анализ передачи каждого из рассмотренных признаков.

По признаку окраски оперения (ген С) в потомстве получено 4/8 окрашенных цыплят (3/8 окрашенных + 1/8 окрашенных) и 4/8 белых, то есть наблюдается расщепление 1:1 (что указывает на необходимость использования Ш “буквы генетического алфавита”), исходя из которого мы имеем генотипы родительских форм: сс х Сс. Из той же таблицы определяем и генотипы потомков: ½ Сс + ½ сс.

По признаку формы гребня (ген Р) среди потомков имеется 6/8 цыплят с гороховидным гребнем (3/8 гороховидных + 3/8 гороховидных) и 2/8 – с простым листовидным гребнем (1/8 простых + 1/8 простых), то есть наблюдается расщепление в отношении 3:1 (6:2 или 3:1), что указывает на П “букву”, которая свидетельствует о генотипе родителей (Рр х Рр) и потомков (3/4 Р_ + ¼ рр либо точнее ¼ РР + 2/4 Рр + ¼ рр). Объединив вместе результаты, полученные по обоим генам, получаем результат.

Ответ: Р: ссРр х СсРр  F₁: 3/8 СсР_ + 3/8 ссР_ + 1/8 Ссрр + 1/8 ссрр.

Задача № 25. При скрещивании курицы и петуха с окрашенным оперением, но различным по форме гребня (курица имеет гороховидную форму гребня, а петух – простую), в потомстве получили четверо цыплят: 1 белый с гороховидным гребнем, 2 окрашенных с гороховидным гребнем и 1 окрашенный с простым гребнем. Определите генотипы родителей и потомков.

Запись условия: Р: С_Р_ х С_рр  F₁: 1 ссР_ + 2 С_Р_ + 1 С_рр

Решение задачи: Если забыть о необходимости начинать решение любой задачи с постановки трех вышеприведенных вопросов (см. Раздел 1.4), а начать ее решение с использования П метода, то с неизбежностью будет получен ответ о расщеплении 3:1 как по гену С, так и по гену Р. Последнее вступает в противоречие с условием задачи, потому что скрещивание Рр х рр дает расщепление не 3:1, а 1:1. Причина этой видимости противоречия – недостаточное количество потомков (всего лишь 4 цыплят), что не может обеспечить реализацию статистических генетических закономерностей. Очевидно, что, поставив перед собой вопрос 1 и получив негативный ответ, необходимо было использовать Ш метод решения генетических задач по полигибридному скрещиванию (см. Раздел 2.3) – искать “следы” (то есть пути передачи) генов.

Очевидно, что наличие в потомстве белых цыплят (рецессивных гомозигот по гену С, т.е. сс), получивших рецессивные аллели от обоих родителей, абсолютно однозначно свидетельствует о наличии таких аллелей как у курицы, так и у петуха. Рассуждая аналогичным образом о цыплятах с простым листовидным гребнем убедимся в наличии рецессивных аллелей р тоже у обоих родителей. Отсюда легко определить и генотипы потомков (по “генетическому алфавиту”).

Ответ: Р: СсРр х Ссрр  F₁: 1 ссРр + 2 С_Рр + 1 С_рр

2.4. Дополнительные задачи по ди- и полигибридному скрещиванию [4].

1. Определите, какое будет расщепление в потомстве анализирующего скрещивания гибридных растений гороха (F₁).

2. Посеяна желтая морщинистая горошина неизвестного происхождения. Какие могут быть по окраске и форме семена на растении, выросшем из этой горошины? из зеленой морщинистой?

3. У плодов арбуза корка может быть зеленая или полосатая, форма плода -длинная или круглая. Гомозиготное растение с длинными зелеными плодами скрещено с гомозиготным же, имеющим

круглые полосатые плоды. В F₁ плоды круглые зеленые. Какие будут F₂? Что повлияет в F_b на форму с длинными полосатыми плодами? Что получится в F₁ и F₂ при скрещивании сортов с круглыми зелеными и длинными зелеными плодами?

4. У морской свинки курчавая шерсть определяется геном R, гладкая - r, короткая - L, длинная - l; черная окраска шерсти - В, белая - b. Какое будет F₁ и F₂ при скрещивании свинок, различающихся по аллелям всех трех генов? Что получится при скрещивании гибрида F₁ с гладко- и длинношерстной белой свинкой?

5. Самец морской свинки, имеющий длинную черную курчавую шерсть, скрещен с самкой, шерсть которой курчавая короткая и белая. В нескольких пометах этой пары получено 15 курчавых короткошерстных и черных свинок, 13 курчавых длинношерстных черных, 4 гладких короткошерстных черных и 5 гладких длинношерстных черных. Каковы генотипы родителей? Какое ожидается отношение различных классов? Докажите статистически, соответствует ли расщепление ожидаемому отношению.

6. Черные морские свинки с курчавой шерстью при скрещивании друг с другом дали двух потомков - курчавого белого и гладкого черного. Какое потомство можно ожидать в дальнейшем от этих свинок?

7. У собак черная окраска шерсти определяется геном В, коричневая - b, сплошная - S, пегая - s.

а) Коричневый отец и черно-пегая мать имеют 5 щенков: 1 черный, 1 коричневый, 1 черно-пегий и 2 коричнево-пегих. Каковы генотипы родителей?

б) У черных родителей 6 щенков - все черные. Каковы возможные генотипы родителей? Можно ли это определить с такой же точностью, как в первом случае?

8. У кур черная окраска оперения определяется геном Е, бурая - е, наличие хохла - С, отсутствие - с. Бурый хохлатый петух скрещен с черной курицей без хохла. В их потомстве половина цыплят черных хохлатых и половина бурых хохлатых. Каковы генотипы родителей - петуха и курицы?

9. Курица и петух черные хохлатые. От них получено 13 цыплят: 7 черных хохлатых, 3 бурых хохлатых, 2 черных без хохла и 1 бурый без хохла. Каковы генотипы петуха и курицы?

10. У флоксов белая окраска цветков определяется геном W, кремовая - w; плоский венчик - S, воронковидный - s. Растение с белыми воронковидными цветками скрещено с растением, имеющим кремовые плоские цветки. В потомстве 1/4 растений имеет цветки белые плоские, 1/4 -белые воронковидные, 1/4- кремовые плоские и 1/4- кремовые воронковидные. Определите генотипы исходных растений.

11. Растение флокса с белыми воронковидными цветками скрещено с растением, имеющим кремовые плоские цветки. Из 76 потомков 37 имеют цветки белые плоские и 39 - кремовые плоские. Определите генотипы исходных растений.

12. У томатов красная окраска плода определяется доминантным геном R, желтая - r; нормальный рост растения - D, карликовый - d. Имеются сорта желтоплодный нормальный и красноплодный карликовый. Как с этим исходным материалом целесообразнее получить гомозиготные формы: красноплодную нормальную и желтоплодную карликовую? Какую получить легче?

13. У дурмана пурпурная окраска цветков (Р) доминирует над белой (р), а колючие семенные коробочки (S) - над гладкими (s).

Пурпурноцветковое гладкое растение, скрещенное с белоцветковым колючим, дало 320 пурпурноцветковых колючих и 312 пурпурноцветковых гладких. Каковы будут фенотипы и генотипы потомков, полученных от скрещивания этих двух типов F₁ между собой?

14. Скрещены гомозиготные растения дурмана:

1. пурпурные цветки и колючие коробочки X белые цветки и гладкие коробочки;

2. 2. пурпурные цветки и гладкие коробочки X белые цветки и гладкие коробочки. F₁ от скрещивания № 1 скрещено с F₁ от скрещивания № 2. Какое получится потомство?

15. У тыквы белая окраска плодов определяется геном W, окрашенность - w, дисковидная форма плода-S, сферическая - s. Сколько разных генотипов может быть в отношении окраски и формы плодов? Какие фенотипы соответствуют этим генотипам? Сколько возможно различных гомозиготных форм?

16. Растение тыквы с белыми дисковидными плодами, скрещенное с растением, имеющим белые шаровидные плоды, дает 38 растений с белыми дисковидными, 36 - с белыми шаровидными, 13 - с желтыми дисковидными и 12 - с желтыми шаровидными плодами. Определите генотипы родителей.

17. Растение с белыми дисковидными плодами, скрещенное с растением, имеющим белые дисковидные плоды, дало: 28 растений с белыми дисковидными плодами, 9-с белыми шаровидными, 10-с желтыми дисковидными и 3 - с желтыми шаровидными. Определить генотипы родителей. Какое получится потомство при самоопылении растений каждого фенотипического класса?

18. При скрещивании белой хохлатой курицы с черным без хохла петухом цыплята хохлатые и имеют пестрое (белое с черными крапинками) оперение. Определите расщепление в F₂. Что получится, если гибриды F₁ скрестить с обеими исходными формами?

19. От скрещивания двух сортов земляники, один из которых имеет усы и красные ягоды, а у второго ягоды белые и усы отсутствуют, растения F₁ имеют усы и розовые ягоды. Можно ли вывести сорт с розовыми ягодами и безусый?

20. При возвратном скрещивании гибрида F₁ из задачи № 19 с безусым растением, имеющим белые ягоды, получилось следующее расщепление: 11 растений усатых с розовыми ягодами, 16 усатых с белыми ягодами, 13 безусых с белыми ягодами и 18 безусых с розовыми ягодами. Какое вы ожидаете отношение к F_b? Докажите статистически, соответствует ли полученное расщепление этому отношению.

21. У душистого горошка высокий рост (Т) доминирует над карликовым (t), зеленая окраска бобов (G) - над желтой (g), а круглая форма семян (R) - над морщинистой (r). Ответьте на вопросы:

а) Какое будет потомство следующих скрещиваний (даны генотипы родителей):

TTGgRr X ttGgrr

TTGGRr X TtGgRr

ttggRr X TtGgrr

TtGgrr X ttGgRr

б) Каков будет фенотип гибридов F₁ от скрещивания гомозиготного карликового душистого горошка с зелеными морщинистыми семенами с гомозиготным высоким желтозерным крупнозерным горошком? Какие гаметы будут образовываться у гибрида F₁? Каково будет расщепление в F₂ и обоих F_b?

22. Высокое красно- и круглоплодное растение томата, скрещенное с карликовым желто- и круглоплодным, дало в потомстве следующее расщепление :

Рост растения Окраска плодов Форма плодов

высокое желтая круглая 58

высокое красная круглая 61

карликовое желтая круглая 62

карликовое красная круглая 59

высокое желтая длинная 19

высокое красная длинная 20

карликовое желтая длинная 21

карликовое красная длинная 20

23. У кур белое оперение доминирует над окрашенным, оперенность голени - над голоногостью, гороховидный гребень - над листовидным. Скрещена гомозиготная белая с оперенными ногами и гороховидным гребнем курица с окрашенным голоногим с листовидным гребнем петухом. Какая часть белых оперенных с гороховидным гребнем потомков F₂ от этого скрещивания не даст расщепления при скрещивании с окрашенными голоногими с простым гребнем птицами?

24. Если кареглазый (доминант) мужчина-левша (рецессив) женится на голубоглазой женщине, лучше владеющей правой рукой, чем левой, и у них родится голубоглазый ребенок левша, то что можно сказать о генотипе матери, отца и ребенка?

25. На одного ребенка резус-отрицательного и имеющего группу крови MN претендуют две родительские пары: а) мать резус-отрицательная с группой крови М и отец резус-положительный с группой крови М; б) мать резус-положительная с отец тоже резус-положительный с группой крови M. Какой паре принадлежит ребенок?

26. Если отец глухонемой (рецессивный признак) с белым локоном надо лбом (доминантный признак), мать здорова и не имеет белой пряди, а ребенок родится глухонемой и с белым локоном надо лбом, то можно ли сказать, что он унаследовал признаки от отца?

27. Мать имеет свободную мочку уха (доминантный признак) и гладкий подбородок, а отец - несвободную мочку уха и треугольную ямку на подбородке (доминантный признак). Сын имеет свободную мочку уха и треугольную ямку на подбородке, а дочь имеет те же признаки, что у матери. Напишите возможные генотипы родителей и детей.

28. Отец с курчавыми волосами группой крови (доминантный признак) и без веснушек и мать с прямыми волосами и с веснушками (доминантный признак) имеют троих детей. Все дети имеют веснушки и курчавые волосы. Напишите генотипы родителей и детей.

29. Если женщина с веснушками и с волнистыми волосами, отец которой не имел веснушек и имел прямые волосы, выходит замуж за мужчину с веснушками и прямыми волосами (оба родителя его имели такие же признаки), то какие дети у них могут быть?