Задачі для самостійного розв'язання

1) У квасолі чорне забарвлення насіння А домінує над білим. Визначте яким буде насіння в потомстві від таких схрещувань: а) Аа х аа, б) АА х Аа, в) Аа х Аа.

2) У людини вільна мочка вуха - домінантна ознака (Д), приросла мочка вуха – рецесивна ознака (д). Які типи гамет може продукува­ти жінка з вільною мочкою вуха, якщо її батько мав прирослу мочку вуха?

3) Шість організмів мають такі генотипи: ВВ, вв, Дд, RR, Rr, Nn. Які з них: а) гомозиготи; б) гетерозиготи?

4) У морських свинок ген довгої шерсті домінує над геном короткої шерсті. Скільки типів гамет продукують: а) гомозиготні довгошерсті морські свинки; б) гетерозиготні довгошерсті морські свинки; в) короткошерсті морські свинки?

5) У дрозофіл нормальна довжина крил є домінантною ознакою, зачаткові крила - рецесивною. Яку довжину крил матиме потомство в першому і другому поколінні від схрещування гомозиготних мушок з нормальною довжиною крил і мушок із зачатковими крилами?

6. У вівса ген ранньостиглості домінує над геном пізньостиглості. Який фенотип будуть мати рослини, одержані внаслідок запилення?

7) Чоловік і його дружина з нормальною пігментацією шкіри ге­терозиготні за геном альбінізму. Яка ймовірність, що їхня перша ди­тина буде альбіносом? Домінантною ознакою є нормальна пігментація, а відсутність пігментації (альбінізм) – рецесивна ознака.

8) У гарбузів біле забарвлення плодів – домінантна ознака, жовте забарвлення плодів – рецесивна ознака. Яке потомство слід очікувати в першому і другому поколінні від схрещування гомозиготних білоплідних гарбузів з жовтоплідними гарбузами?

9) Кошлате хутро у кроликів є домінантною ознакою, гладеньке хутро – рецесивна ознака. Які генотипи вихідних форм, якщо на звірофермі одержали 75% кроликів з кошлатою шерстю і 25% кроликів з гладенькою шерстю?

10) У мишей довгі вуха – домінантна ознака, а короткі вуха – рецесивна ознака. Яке потомство слід очікувати від схрещування гібридів першого покоління між собою?

11) У мушок-дрозофіл нормальні крила є домінантною ознакою, а загнуті крила – рецесивна ознака. У лабораторії отримано гібридне покоління, серед якого 367 мушок з нормальними крилами і 122 мушки із загнутими крилами. Встановити фенотип і генотип вихідних форм.

12) У томатів ген нормального росту домінує над геном карликовості. В парнику із гібридного насіння вирощено розсаду. 5248 кущів цієї розсади були нормального росту і 1750 кущів – карликового росту. Скільки приблизно кущів розсади були гетерозиготами?

13) На птахофермі від схрещування гібридних курей з опереними ногами одержано 2466 курчат. Скільки приблизно курчат мали голі ноги? Ген оперених ніг домінує.

14) Чоловік і жінка з темним волоссям є гетерозиготами. Яка ймовірність, що їхня перша дитина теж буде темноволосою? Темне волосся – домінантна ознака, світле волосся – рецесивна ознака.

15) Така ознака як ластовиння на обличчі є домінантною, а відсутність ластовиння – рецесивною ознакою. Батьки мають ластовиння на обличчі, а у їхньої дитини ластовиння відсутнє. Визначити генотипи всіх членів цієї родини.

16) У людини короткозорість – домінантна ознака, а нормальний зір – рецесивна ознака. Яка ймовірність, що діти від шлюбу гетерозиготних короткозорих чоловіка і жінки будуть фенотипно подібними до своїх батьків?

17) Злиття нижніх молочних зубів у людини є рецесивною ознакою. За яких умов діти будуть мати злиті нижні молочні зуби, якщо їхній батько не мав цієї вади, але був гетерозиготним за вказаною ознакою?

18) У людини кучеряве волосся є домінантною ознакою, пряме волосся – рецесивна ознака. Гетерозиготи за вказаною ознакою мають хвилясте волосся. Визначити фенотип дітей, якщо їхні батьки мали хвилясте волосся?

19) У пшениці ген карликовості домінує над геном нормального зросту. Якими були генотипи вихідних форм, якщо серед нащад­ків 3/4 рослин виявилися карликовими?

20) Блакитноокий чоловік, обоє батьків якого мали карі очі, женився на кароокій жінці, у батька якої очі карі, а у матері - блакитні. Від цього шлюбу народився один блакитноокий син. Визначте генотипи кожного зі згаданих осіб.

21) У людини каре забарвлення очей (В) домінує над блакитним (b). Гетерозиготна кароока жінка вийшла заміж за гетерозиготного кароокого чоловіка. Визначте імовірність народження блакитноокої дитини.

22) У людини ген, що викликає одну із форм спадкової глухонімоти, рецесивний по відношенню до гена нормального слуху. Яка імовірність народження хворих дітей від шлюбу гетерозиготних батьків?

5. Зробимо висновок.

Практична робота №5

Тема. Розв’язування генетичних задач. Дигібридне схрещування.

Мета: засвоїти основні генетичні поняття. Навчитися розв’язувати задачі на дигібридне схрещування.

Обладнання та матеріали: методичні вказівки, збірники задач, завдання на індивідуальних карточках, додаткові задачі.

Методичні вказівки.

Дигібридним схрещуванням називають схрещування організмів, які відрізняються між собою двома парами альтернативних (контрастних) ознак. Наприклад два сорти гарбузів можуть відрізнятися за двома парами таких ознак як колір і форма плодів (білі дископодібні плоди і жовті кулясті плоди), породи великої рогатої худоби – колір шерсті і забарвлення голови (чорні з білою головою корови і червоні з суцільним забарвленням голови корови), у людини форма носа і колір волосся («римський» ніс і темне волосся – прямий ніс і світле волосся).

При ди- і полігібридному схрещуванні кожна пара алельних генів детермінує певну ознаку і позначається різними літерами. Наприклад, якщо чорний колір хутра у кроликів (домінантна ознака) позначити літерою А, то білии колір хутра (рецесивна ознака) слід позначити через а. Неалельна їм пара генів, яка визначає іншу ознаку, зокрема, положення вух, позначається іншою літерою: стоячі вуха (домінантна ознака) – В, капловухість (рецесивна ознака) – в. У наведеному прикладі до уваги брали успадкування двох пар альтернативних ознак, тобто мова йшла про дигібридне схрещування. Якщо взяти до уваги ще і третю пару альтернативних ознак (наприклад, кошлата і гладенька шерсть), то мова буде йти про тригібридне схрещування і ця пара ознак матиме інше літерне позначення, зокрема, С – кошлата шерсть, а с – гладенька шерсть.

При символічному записові генотипів у таких випадках можливі різні варіанти сполучення генів, наприклад, ААВВ, аавв, АаВв, Аавв, ААВВСС, ааввсс, АаВвСс, ААВВССДД і т. ін. Організми з генотипом ААВВ мають назву дигомозигот за домінантними ознаками, аавв – дигомозигота за рецесивними ознаками, АаВв – дигетерозигота, АаВвСс – тригетерозигота і т.д. Отже, введення кількості літерних позначень з метою символічного запису генотипів організмів чи їхніх гамет, а також з метою запису схеми схрещування перебуває в прямій залежності від кількості пар аналізованих альтернативних ознак.

При завершенні гаметогенезу зрілі статеві клітини внаслідок мейозу мають гаплоїдний набір хромосом і, отже, – одинарний набір алелів, тобто з кожної пари алельних генів у гаметі присутній лише один ген. Гомозиготні організми продукують лише один сорт гамет. Наприклад, дигомозигота ААВВ дає гамети типу АВ, а дигомозигота аавв – гамети ав, тригомозигота ААВВСС – гамети ABC. У гетерозиготних організмів кількість утворених гамет відповідає формулі , де n – число альтернативних пар ознак. Наприклад, дигетерозигота АаВв дає 4 типи гамет (2² = 4), а тригетерозигота – 8 типів гамет (2³ = 8) і т.д. Схема дигібридного схрещування {об’єкт дослідження – горох: А – жовтий, а – зелений колір насіння; В – гладенька, в – зморшкувата форма насіння):

Унаслідок схрещування таких дигомозиготних організмів усі гібриди першого покоління одноманітні як за генотипом (усі дигетерозиготи), так і за фенотипом (усі мають обидві домінантні ознаки; в даному випадку – жовте гладеньке насіння). Одержані результати відповідають І закону Менделя – закону одноманітності гібридів першого покоління.

Гібриди першого покоління є дигетерозиготами і тому продукують чотири типи гамет. Для того, щоб правильно виписати всі типи гамет при схрещуванні дигетерозиготних організмів, необхідно скомбінувати спочатку домінантний алельний ген першої пари з домінантним алелем другої пари. Таке сполучення генів становить гамету першого типу. Потім домінантний алель першої пари комбінують з рецесивним алелем другої пари – отримують другий тип гамет. Далі аналогічно комбінують рецесивний алель першої пари з домінантним і рецесивним алелем другої пари і отримують гамети третього і четвертого типу. Схематично це можна зобразити так:

АаВв: типи гамет 1 – АВ

2 – Ав

3 – аВ

4 – ав

Щоб правильно виписати всі типи гамет у тригетерозиготного організму (8 типів), необхідно спочатку виписати чотири типи гамет за першими двома парами алелів (як для дигетерозиготи), а потім у кожній гаметі дописати по домінантному апелю третьої пари. А потім повторити запис чотирьох типів гамет за першими двома парами алелів і до них дописати вже по рецесивному алелю третьої пари.

Потім гібриди першого покоління схрещують між собою:

Р: ♀АаВв × ♂АаВв

Гамети: АВ АВ

Ав Ав

аВ аВ

ав ав

F₂:

Для правильного запису всіх можливих комбінацій гамет, а також з метою полегшення аналізу одержаного потомства використовують графічний прийом, який свого часу запропонував генетик Пеннет і який зараз відомий під назвою решітки Пеннета. Якщо батьківські організми продукують по рівній кількості типів гамет (наприклад, обидва батьки мають по 4 типи гамет), то решітка Пеннета має форму квадрата; якщо ж кількість типів гамет різна (наприклад, один з батьків – 8 типів гамет, а другий – 4) то решітка Пеннета має прямокутну форму. В решітці Пеннета по вертикалі виписують жіночі, а по горизонталі – чоловічі гамети. На перегині вертикальних і горизонтальних ліній вписують утворені генотипи. У даному випадку їх буде 16.

♂ ♀	АВ	Ав	аВ	ав
АВ	ААВВ ж. гл.	ААВв ж.гл.	АаВВ ж. гл.	АаВв ж. гл.
Ав	ААВв ж. гл.	ААвв ж.зм.	АаВв ж. гл.	Аавв ж. зм.
аВ	АаВВ ж. гл.	АаВв ж. гл.	ааВВ з. гл.	ааВв з. гл.
ав	АаВв ж. гл.	Аавв ж. зм.	ааВв з. гл.	аавв з. зм.

Аналіз одержаних результатів показує, що в другому гібридному поколінні відбулося розщеплення як за генотипом (на 9 класів), так і за фенотипом (на 4 класи). Розщеплення за фенотипом відбулось у співвідношенні 9:3:3:1. При цьому частина потомства успадкувала батьківське і прабатьківське сполучення ознак (насіння жовте гладеньке і насіння зелене зморшкувате), а частина потомства мала перекомбіновані ознаки (насіння жовте, але зморшкувате і насіння зелене, але гладеньке): 9А-В- – жовте гладеньке насіння, 3А-вв – жовте зморшкувате насіння, 3ааВ- – зелене гладеньке насіння, 1аавв – зелене зморшкувате насіння. Закономірності дигібридного схрещування виявив чеський вчений Грегор Мендель (при схрещуванні рослин гороху) і сформулював у вигляді III закону – закону незалежного успадкування ознак. Суть закону: при схрещуванні двох гомозиготних організмів, які відрізняються за двома парами альтепнативних ознак, у другому гібридному поколінні внаслідок незалежного успадкування ознак з’являються особини з новим сполученням ознак, яке не властиве ні батьківським, ні прабатьківським формам (організмам). Цитологічні основи ІІІ закону Менделя:

1. Гени, які детермінують альтернативні ознаки, знаходяться в різних парах негомологічних хромосом.

2. У гаметі з кожної пари алельних генів присутній лише один.

3. Нові комбінації ознак у гібридних організмів можливі внаслідок таких явищ:

а) незалежне розходження хромосом у анафазі І мейозу;

б) випадковий характер злиття гамет при заплідненні.

Таким чином, закономірності третього закону Менделя (закону незалежного успадкування ознак) спостерігаються в тому випадку, коли пари алельних генів знаходяться в різних парах негомологічних хромосом. При полігібридному схрещуванні співвідношення різних фенотипних класів виражається формулою (3:1)ⁿ, де n - число пар ознак, або ступінь гетерозиготності.

Хід роботи

1. Пригадаємо основні закони спадковості організмів та їх цитологічні основи.

2. Розглянемо алгоритм розв’язання задач на дигібридне схрещування.

Алгоритм розв’язання задач на дигібридне схрещування 1. Записати символи, які використовуються для позначення кожного алеля гена. 2. З'ясувати генотипи батьків, визначаючи їх за фенотипами нащадків і керуючись таблицями домінування. 3. Визначити усі типи гамет (яйцеклітин і сперматозоїдів), що утворюються у кожного із батьків. Накреслити решітку Пеннета, вписавши ліворуч усі можливі типи сперматозоїдів, а зверху – усі можливі типи яйцеклітин.

4. Заповнити клітинки решітки Пеннета, вписавши до них генотипи відповідних нащадків.

5. Визначити співвідношення у потомстві різних генотипів та фенотипів. У дигібридному схрещуванні при заплідненні у результаті вільного комбінування 4 типів батьківських та 4 типів материнських гамет утворюється 16 типів зигот. Підсумовуючи в решітці Пеннета зиготи з однаковими фенотипами, встановлюємо, що їх буде 4 групи у наступних відношеннях: 9/16 АВ, 3/16 аВ, 3/16 Ав, 1/16 ав. Кожна група фенотипів позначається двома буквами відповідно до двох пар альтернативних ознак.

3. Розглянемо приклади розв’язування задач на дигібридне схрещування.

Приклади розв’язування задач на дигібридне схрещування.

1. Які типи гамет продукує далекозора жінка з товстими губами, якщо її мати мала нормальний зір, а батько – тонкі губи? Далекозорість і товсті губи – домінантні ознаки, а нормальний зір і тонкі губи — рецесивні ознаки.

Розв’язок

D – ген далекозо­рості d – ген нормально­го зору R – ген тонких губів r – ген товстих губів	Р: DR, Dr, dR, dr

2. Які типи гамет утворюють морські свинки таких генотипів:

а) Ссдд; б) ССДд.

Розв’язок

а) Ссдд Сд, сд

б) ССДд СД, сд

3. Які типи гамет утворюють рослини таких генотипів: а) АаВвСс; б) ааВвСС?

Розв’язок

а) АаВвСс АВС, аВС, аВс, авс, Авс, АВс, АвС, авС

б) ааВвСС аВС, авС

4. У людини біле пасмо волосся і карі очі є домінантними ознака­ми, а відсутність білого пасма і сірі очі – рецесивні ознаки. Кароокий юнак без білого пасма одружився з сіроокою дівчиною, яка мала біле пасмо і була гетерозиготною за цією ознакою. У матері юнака були сірі очі. Які за фенотипом можуть бути їхні діти?

Розв’язок

А – ген білого пас­ма а – ген відсутності пасма В – ген каро окості в – ген сіро окості ♀Аавв; ♂ааВв	Р: ♀Аавв × ♂ааВв Гамети: Ав аВ ав ав АаВв, аавв, ааВв, Аавв б.п.к б.п.с б.п.к. б.п.с. 1:1:1:1 Аналіз за фенотипом: 25% карооких з білим пасмом, 25 – без пасма карооких, 25% – сіроокі без пасма, 25% – з білим пасмом сіроокі
F – ?