Как найти число фенотипов

По какой формуле определяют число фенотипов в потомстве при расщеплении?

Для определения используется формула 2ⁿ, в которой n — количество пар аллельных генов.

Если происходит моногибридное скрещивание, «родители», наделенные отличием в одной паре признаков (Мендель экспериментировал с горошинами желтыми и зелеными), во втором поколении дают два фенотипа (2¹). При дигибридном скрещивании они имеют различия по двум парам признаков и, соответственно, во втором поколении производят четыре фенотипа (2²).

Точно таким же образом подсчитывается количество фенотипов, получившихся во втором поколении методом тригибридного скрещивания — появится восемь фенотипов (2³).

По какой формуле определяют число различных видов гамет у гетерозигот?

Это число высчитывают также по формуле (2ⁿ). Однако n в этом случае — количество пар генов в гетерозиготном состоянии. На использовании этой формулы построены задачи в ЕГЭ по биологии и внутреннем экзамене МГУ.

По какой формуле определяют число генотипов в потомстве при расщеплении?

Здесь применяется формула 3ⁿ, где n — количество пар аллельных генов. Если скрещивание моногибридное, расщепление по генотипу в F₂ происходит в соотношении 1:2:1, то есть образуются три различающихся генотипа (3¹). 

При дигибридном скрещивании возникают 9 генотипов (3²), при тригибридном — 27 генотипов (3³). 

Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда — подготовка к ОГЭ по биологии онлайн

Соотношение при анализирующем скрещивании

☰

Соотношение фенотипов при анализирующем скрещивании такое же, как соотношение генотипов. Это позволяет определить неизвестный генотип одного из родителей. Вторым выступает рецессивная по исследуемым признакам особь.

Как известно, при полном доминировании доминантные гомозиготы (AA) и гетерозиготы (Aa) имеют одинаковый фенотип. Другими словами, по проявленному признаку нельзя сделать однозначный вывод о генотипе. В таком случае на помощь приходит анализирующее скрещивание. В зависимости от того, какие потомки получаются, делается вывод о неизвестном генотипе одного из родителей, так как на фоне рецессивных аллелей второго родителя проявляются все аллели первого.

Так гетерозигота Aa формирует гаметы двух типов: A и a. Второй рецессивный родитель образует только гаметы a. В результате их скрещивания половина потомков будет иметь генотип Aa, вторая половина – aa.

То есть будет наблюдаться расщепление 1 : 1. Фенотипы также будут различны, и их соотношение также будет 1 : 1.

Если же исследуемый родитель был гомозиготой AA, он формирует гаметы только одного типа – A. В этом случае результатом анализирующего скрещивания будет единообразие всех потомков как по генотипу, так и фенотипу. Все они будут гетерозиготами Aa. Соотношение 1 : 0.

Таким образом, в зависимости от полученных фенотипов потомков делается вывод о генотипе исследуемого экземпляра.

Более сложный пример – это дигибридное скрещивание. Если исследуемая особь доминантна по двум признакам, то ее генотип может быть как AABB, так и AaBb, а также AABb или AaBB. Все четыре варианта при полном доминировании имеют одинаковое фенотипическое проявление. Однако при анализирующем скрещивании каждый из этих генотипов дает свое уникальное расщепление.

1. Если генотип был AABB, то при скрещивании с рецессивной особью aabb, все потомки будут единообразны. Их генотип будет AaBb, а фенотип идентичен исследуемому родителю.

2. В случае AaBb и при независимом распределении генов образуются гаметы четырех видов: AB, Ab, aB, ab. При скрещивании с гаметой ab получатся четыре разных генотипа: AaBb, Aabb, aaBb, aabb. Их соотношение будет 1 : 1 : 1 : 1. Таким же будет соотношение фенотипов, так как у особей AaBb проявятся два доминантных признака, у особей Aabb – доминантный признак только по первому гену, у особей aaBb – доминантный признак только по второму гену, особи aabb будут рецессивны по обоим генам.

3. Если генотип исследуемого родителя был AABb, то образуются гаметы только двух типов:

AB и Ab. Гибриды анализирующего скрещивания будут иметь два генотипа AaBb и Aabb в соотношении 1 : 1. При этом по первому признаку все особи единообразны, а по второму признаку наблюдается расщепление, т. е. половина с доминантным признаком, вторая – с рецессивным.

4. Если у родителя был генотип AaBB, то расщепление будет наблюдаться только по первому гену. Генотипы потомков – AaBb и aaBb.

Таким образом, в зависимости от того, какое из четырех соотношений потомков наблюдается в анализирующем скрещивании, делается вывод о генотипе исследуемой особи.

Соотношения, получаемые при сцеплении генов, другие. Сцепленные гены локализованы в одной хромосоме и при образовании гамет наследуются совместно. Зачастую можно определить не только генотип, но также группы сцепления, в том числе их наличие или отсутствие.

Допустим, в результате дигибридного анализирующего скрещивания было получено соотношение фенотипов 5 : 2 : 2 : 5. Пусть будет, что на 5 доминантных по двум признакам экземпляров приходится 5 рецессивных по обоим признакам и по 2, которые доминантны только по одному из признаков. То есть расщепление по генотипу будет таким: 5 (AaBb) : 2 (Aabb) : 2 (aaBb) : 5 (aabb).

Преобладание в гибридах от анализирующего скрещивания одних генотипов над другими, а не полное исключение последних, говорит о том, что наблюдается неполное сцепление генов. Гамет с исходным сцеплением генов всегда больше, чем с новым, которое образуется в результате кроссинговера.

Здесь исходными группами сцепления являются гены A и B, в то время как гены a и b находятся в другой хромосоме. Поэтому гамет AB и ab образовалось больше. Соответственно в результате анализирующего скрещивания гибридов

AaBb и aabb оказалось больше. Если бы сцепление было полным, то были бы получены только такие гибриды. Однако из-за кроссинговера в части клеток появились рекомбинантные хромосомы с новыми группами сцепления – Ab и aB, что привело к появлению некоторого количества гибридов Aabb и aaBb.

Вирус гепатита С, определение РНК, генотипирование, (HCV-RNA, genotyping) в плазме крови

Метод определения
полимеразная цепная реакция в режиме реального времени (ПЦР real-time).

Исследуемый материал
Плазма крови (ЭДТА)

Доступен выезд на дом

Онлайн-регистрация

Выявление РНК вируса гепатита С (ВГС) и определение генотипов ВГС 1 (субтипы 1a и 1b), 2, 3а/3b (без разделения на субтипы генотипа 3).

Известно, что вирус гепатита С имеет 6 генотипов и большое число субтипов. В Российской Федерации распространены по убывающей частоте генотипы: 1 (чаще субтип 1b, чем 1a) > 3 (чаще субтип 3а) > 2. Генотип вируса является достоверным фактором, влияющим на характер течения инфекции вируса гепатита С, частоту хронизации, вероятность ответа на противовирусную терапию. Знание генотипа вируса используется для планирования продолжительности курса лечения, что особенно важно, учитывая широкий спектр побочных действий применяемых препаратов интерферона и плохую переносимость терапии многими пациентами. Согласно рекомендациям Минздрава РФ от 3 сентября 2014 г., генотипирование вируса гепатита C должно выполняться всем пациентам до начала противовирусной терапии в целях планирования ее продолжительности, прогнозирования эффективности, в отдельных случаях – для расчета дозы противовирусных препаратов. 

См. также тест №2447 Интерлейкин 28 бета – IL28B, генотипирование – исследование дает дополнительную информацию о вероятности достижения устойчивого вирусологического ответа (УВО) на фоне проведения противовирусной терапии пациентам с гепатитом С.

Аналитические характеристики тестов: для определения генотипа используется фрагмент-специфический участок РНК вируса гепатита С, свойственный конкретному генотипу.

Чувствительность анализа: 200 копий РНК в 1 мл плазмы крови.

Специфичность: метод позволяет выявить присутствие РНК вируса гепатита С (субтипы 1a, 1b, 2a, 2b, 2c, 2i, 3, 4, 5a, 6) и идентифицировать генотипы 1a, 1b, 2, 3а/3b (без разделения на субтипы генотипа 3).

Неполное доминирование. Генотип и фенотип. Анализирующее скрещивание | Биология. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, конспект, сочинение, ГДЗ, тест, книга

Вопрос 1. Какое расщепление по фенотипу происходит во втором поколении при неполном до­минировании?

При неполном доминировании во вто­ром поколении происходит расщепление потомства в отношении 1:2:1 как по ге­нотипу (АА : Аа : Аа : аа), так и фенотипу (1/4 особей несет доминантный признак, для ²/₄ характерно неполное проявление доминантного признака и 1/4 — рецессив­ный признак).

Вопрос 2. Что такое фенотип?

Фенотип — совокупность всех призна­ков организма на определенной стадии он­тогенеза.

Вопрос 3. Всегда ли по фенотипу можно оп­ределить генотип?

По фенотипу далеко не всегда можно определить генотип. Например, растение с желтыми семенами может иметь гено­тип АА (гомозиготная особь) или Аа (ге­терозиготный организм). Точно опреде­лить генотип можно у организма с прояв­лением рецессивного признака и в том случае, если экспериментатор уверен, что этот признак подавляемый. Например, зная, что у гороха зеленый цвет семян яв­ляется рецессивным, можно утверждать, что генотип у растения с зелеными семе­нами — аа.

Для определения искомого генотипа используется анализирующее скрещива­ние. При этом особь с неизвестным гено­типом скрещивают с организмом, гомози­готным по рецессивному гену (аа), а затем анализируют полученное потомство. Ес­ли все потомки единообразны, то иско­мый генотип особи АА, если половина гибридов имеет доминантный, а полови­на — рецессивный признак, то в скрещи­вании участвовал гетерозиготный орга­низм (Аа).

Вопрос 4. Исходно зная генотип, можно ли предсказать фенотип?

Если экспериментатор знает, какой из пары аллельных генов доминантный, а ка­кой — рецессивный, если известен тип до­минирования (полное или неполное), то по генотипу можно предсказать фенотип.

Рассмотрим моногибридное скрещива­ние. Например, ген А определяет черную окраску шерсти у собак, а — коричневую, доминирование полное, т. е. доминант­ный ген полностью подавляет рецессив­ный. В этом случае животные с генотипом АА или Аа будут черными, а с генотипом аа — коричневыми. Материал с сайта //iEssay.ru

Если же ген А определяет красную ок­раску венчика цветка ночной красавицы, а — белую и имеет место неполное доми­нирование, то у потомков с генотипом АА будут красные цветки, с генотипом аа — белые, а гетерозиготные особи будут иметь розовый (промежуточный) оттенок.

Вопрос 5. Зная фенотип, можно ли угадать ге­нотип?

Угадать генотип при известном феноти­пе нельзя (за исключением генотипа особи с рецессивным признаком), а вычислить, используя анализирующее скрещивание, можно.

На этой странице материал по темам:

• по фенотипу можно с уверенностью определить генотип
• каке генотипы пи анализирующем скрещивании
• зная фенотип можно ли угадать генотип
• в каком случае имеет место неполное доминирование ?
• анализирующее скрещивание, неполное доминирование.

Генетические алгоритмы — математический аппарат

Генетические алгоритмы предназначены для решения задач оптимизации. Примером подобной задачи может служить обучение нейросети, то есть подбора таких значений весов, при которых достигается минимальная ошибка. При этом в основе генетического алгоритма лежит метод случайного поиска. Основным недостатком случайного поиска является то, что нам неизвестно сколько понадобится времени для решения задачи.

Для того, чтобы избежать таких расходов времени при решении задачи, применяются методы, открытые при изучении эволюции и происхождения видов. Как известно, в процессе эволюции выживают наиболее приспособленные особи. Это приводит к тому, что приспособленность популяции возрастает, позволяя ей лучше выживать в изменяющихся условиях.

Впервые подобный алгоритм был предложен в 1975 году Джоном Холландом (John Holland) в Мичиганском университете. Он получил название «репродуктивный план Холланда» и лег в основу практически всех вариантов генетических алгоритмов. Однако, перед тем, как мы его рассмотрим подробнее, необходимо остановится на том, каким образом объекты реального мира могут быть закодированы для использования в генетических алгоритмах.

Представление объектов

Из биологии мы знаем, что любой организм может быть представлен своим фенотипом, который фактически определяет, чем является объект в реальном мире, и генотипом, который содержит всю информацию об объекте на уровне хромосомного набора. При этом каждый ген, то есть элемент информации генотипа, имеет свое отражение в фенотипе.

Таким образом, для решения задач нам необходимо представить каждый признак объекта в форме, подходящей для использования в генетическом алгоритме. Все дальнейшее функционирование механизмов генетического алгоритма производится на уровне генотипа, позволяя обойтись без информации о внутренней структуре объекта, что и обуславливает его широкое применение в самых разных задачах.

В наиболее часто встречающейся разновидности генетического алгоритма для представления генотипа объекта применяются битовые строки. При этом каждому атрибуту объекта в фенотипе соответствует один ген в генотипе объекта. Ген — битовая строка, чаще всего фиксированной длины, которая представляет собой значение этого признака.

Кодирование признаков (целые числа)

Для кодирования таких признаков можно использовать самый простой вариант — битовое значение этого признака. Тогда нам будет весьма просто использовать ген определенной длины, достаточной для представления всех возможных значений такого признака. Но, к сожалению, такое кодирование не лишено недостатков.

Основной недостаток заключается в том, что соседние числа отличаются в значениях нескольких битов, так например числа 7 и 8 в битовом представлении различаются в 4-х позициях, что затрудняет функционирование генетического алгоритма и увеличивает время, необходимое для его сходимости. Для того, чтобы избежать эту проблему лучше использовать кодирование, при котором соседние числа отличаются меньшим количеством позиций, в идеале значением одного бита.

Таким кодом является код Грея, который целесообразно использовать в реализации генетического алгоритма. Значения кодов Грея рассмотрены в таблице ниже:

Таблица 1. Соответствие десятичных кодов (слева) и кодов Грея (справа)

Таким образом, при кодировании целочисленного признака мы разбиваем его на тетрады и каждую тетраду преобразуем по коду Грея.

В практических реализациях генетических алгоритмов обычно не возникает необходимости преобразовывать значения признака в значение гена. На практике имеет место обратная задача, когда по значению гена необходимо определить значение соответствующего ему признака.

Таким образом, задача декодирования значения генов, которым соответствуют целочисленные признаки, тривиальна.

Кодирование признаков (действительные числа)

Самый простой способ кодирования, который лежит на поверхности – использовать битовое представление, хотя такой вариант имеет те же недостатки, что и для целых чисел. Поэтому на практике обычно применяют следующую последовательность действий:

1. Разбивают весь интервал допустимых значений признака на участки с требуемой точностью.
2. Принимают значение гена как целочисленное число, определяющее номер интервала (используя код Грея).
3. В качестве значения параметра принимают число, являющиеся серединой этого интервала.

Рассмотрим вышеописанную последовательность действий на примере.

Допустим, что значения признака лежат в интервале [0, 1]. При кодировании использовалось разбиение участка на 256 интервалов. Для кодирования их номера нам потребуется, таким образом, 8 бит. Допустим, значение гена: 00100101bG (заглавная буква G показывает, что используется кодирование по коду Грея). Для начала, используя код Грея, найдем соответствующий ему номер интервала:

25hG->36h->54d.

Теперь посмотрим, какой интервал ему соответствует… После несложных подсчетов получаем интервал [0.20703125, 0.2109375]. Значит значение нашего параметра будет (0.20703125+0.2109375)/2=0.208984375.

Кодирование нечисловых данных

При кодировании нечисловых данных необходимо предварительно преобразовать их в числа.

Определение фенотипа по генотипу

Для того чтобы определить фенотип объекта (то есть значения признаков, описывающих объект) нам необходимо только знать значения генов, соответствующим этим признакам, то есть генотип объекта. При этом совокупность генов, описывающих генотип объекта, представляет собой хромосому. В некоторых реализациях ее также называют особью.

Таким образом, в реализации генетического алгоритма хромосома представляет собой битовую строку фиксированной длины. При этом каждому участку строки соответствует ген. Длина генов внутри хромосомы может быть одинаковой или различной. Чаще всего применяют гены одинаковой длины.

Рассмотрим пример хромосомы и интерпретации ее значения. Допустим, что у объекта имеется 5 признаков, каждый закодирован геном длинной в 4 элемента. Тогда длина хромосомы будет 5*4=20 бит:

Теперь мы можем определить значения признаков:

Основные генетические операторы

Как известно, в теории эволюции важную роль играет то, каким образом признаки родителей передаются потомкам. В генетических алгоритмах за передачу признаков родителей потомкам отвечает оператор, который называется скрещивание (его также называют кроссовер или кроссинговер). Этот оператор определяет передачу признаков родителей потомкам.

Действует он следующим образом:

1. из популяции выбираются две особи, которые будут родителями;
2. определяется (обычно случайным образом) точка разрыва;
3. потомок определяется как конкатенация части первого и второго родителя.

Рассмотрим функционирование этого оператора:

Допустим, разрыв происходит после 3-го бита хромосомы, тогда:

Затем с вероятностью 0.5 определяется одна из результирующих хромосом в качестве потомка.

Следующий генетический оператор предназначен для того, чтобы поддерживать разнообразие особей с популяции. Он называется оператором мутации. При использовании данного оператора каждый бит в хромосоме с определенной вероятностью инвертируется.

Кроме того, используется еще и так называемый оператор инверсии, который заключается в том, что хромосома делится на две части, и затем они меняются местами. Схематически это можно представить следующим образом:

В принципе для функционирования генетического алгоритма достаточно этих двух генетических операторов, но на практике применяют еще и некоторые дополнительные операторы или модификации данных операторов.

Например, кроссовер может быть не одноточечный (как было описано выше), а многоточечный, когда формируется несколько точек разрыва (чаще всего две). Кроме того, в некоторых реализациях алгоритма оператор мутации представляет собой инверсию только одного случайно выбранного бита хромосомы.

Схема функционирования

Теперь, зная как интерпретировать значения генов, перейдем к описанию функционирования генетического алгоритма. Рассмотрим схему функционирования генетического алгоритма в его классическом варианте:

1. Инициировать начальный момент времени t=0. Случайным образом сформировать начальную популяцию, состоящую из k особей B_0={A_1,A_2,…,A_k}
2. Вычислить приспособленность каждой особи F_{A_i}=fit(A_i), i=1…k и популяции в целом F_t=fit(B_t) (также иногда называемую термином фитнес). Значение этой функции определяет насколько хорошо подходит особь, описанная данной хромосомой, для решения задачи.
3. Выбрать особь A_c из популяции A_c=Get(B_t).
4. С определенной вероятностью (вероятностью кроссовера P_c) выбрать вторую особь из популяции A_{c_1}=Get(B_t) и произвести оператор кроссовера A_c=crossing(A_c,A_{c_1}).
5. С определенной вероятностью (вероятностью мутации P_m) выполнить оператор мутации A_c=mutation(A_c).
6. С определенной вероятностью (вероятностью инверсии P_i) выполнить оператор инверсии A_c=inversion(A_c).
7. Поместить полученную хромосому в новую популяцию insert(B_{t+1},A_c).
8. Выполнить операции, начиная с пункта 3, k раз.
9. Увеличить номер текущей эпохи t=t+1.
10. Если выполнилось условие останова, то завершить работу, иначе переход на шаг 2.

Теперь рассмотрим подробнее отдельные этапы алгоритма.

Наибольшую роль в успешном функционировании алгоритма играет этап отбора родительских хромосом на шагах 3 и 4. При этом возможны различные варианты. Наиболее часто используется метод отбора, называемый рулеткой. При использовании такого метода вероятность выбора хромосомы определяется ее приспособленностью, то есть P_{Get{A_i}}=Fit(A_i)/Fit(B_t). Использование этого метода приводит к тому, что вероятность передачи признаков более приспособленными особями потомкам возрастает.

Другой часто используемый метод — турнирный отбор. Он заключается в том, что случайно выбирается несколько особей из популяции (обычно 2) и победителем выбирается особь с наибольшей приспособленностью.

Кроме того, в некоторых реализациях алгоритма применяется так называемая стратегия элитизма, которая заключается в том, что особи с наибольшей приспособленностью гарантировано переходят в новую популяцию. Использование элитизма обычно позволяет ускорить сходимость генетического алгоритма. Недостаток использования стратегии элитизма в том, что повышается вероятность попадания алгоритма в локальный минимум.

Другой важный момент – определение критериев останова. Обычно в качестве них применяются или ограничение на максимальное число эпох функционирования алгоритма, или определение его сходимости, обычно путем сравнивания приспособленности популяции на нескольких эпохах и остановки при стабилизации этого параметра.

Другие материалы по теме:

Loginom Community Edition — аналитика, доступная каждому

Новые возможности Loginom 6. 4. Вебинар

Типы старения кожи

Дата публикации: 30.12.2020

Как мы состаримся?

⁣⁣Стариться мы будем все, но по разному: в зависимости от генотипа и фенотипа. Генотип достаётся нам от родителей, поменять его нельзя, а фенотип — это то, какие условия мы себе создаём.⁣⁣

Так вот, зайдём с обратной стороны и создадим себе великолепные условия для отсрочки старения: гармоничные отношения с собственным организмом и другими организмами, окружающими нас.⁣

А что же с генотипом?⁣⁣

Прекрасный врач с пытливым умом профессор И.И.Кольгуненко в 1974 году предложила идеальную классификацию морфотипов старения. Благодаря ей можно прогнозировать тип старения человека и подстелить нужной соломки.⁣⁣⠀
⁣⁣⠀
Итак, не по порядку:

МУСКУЛЬНЫЙ (МЫШЕЧНЫЙ) ТИП ИЛИ МОНГОЛОИДНЫЙ
⁣⁣⠀
Красавицы с гладкой, упругой кожей, высокими скулами, прочными связками, туго натягивающими ткани лица. Как правило, они не нуждаются в специальном уходе до климакса, а он наступает у этих амазонок достаточно поздно.

Люди, у которых природный мускульный тип старения кожи, имеют отлично развитые лицевые мышцы, а вот подкожно-жировая клетчатка у них, наоборот, развита слабо. Вот почему, со временем, происходит как бы контурирование мышц наружу. Кожа, прилегает и начинает хорошо обрисовывать рельеф на лице, при этом овал лица почти неподвержен возрастным изменениям.

Кожа чаще склонна к жирности, поэтому им рекомендуется умывание пенкой и нормализация кислотного баланса кожи тоником!⁣

Фототип у них ~IV по Фитцпатрику поэтому важна профилактика пигментации: сыворотка с антиоксидантами, дневной крем с высоким spf в любое время года, крем с кислотами и /или антиоксидантами на ночь. В клинике им предложат легкие пилинги, увлажняющие уходы, а вот с процедурами, повреждающими кожу нужно быть осторожными.⁣⁣

Это очень важно знать как врачу, так и пациенту, так как это поможет составить правильный план ухода и профилактики старения.

ДЕФОРМАЦИОННЫЙ ТИП СТАРЕНИЯ

Деформационный тип: восточные пери, рано расцветающие, но и увядающие не поздно.

Для них характерна гладкая, без морщин до старости кожа, избыток подкожной жировой клетчатки и слабеющие с возрастом связки, из-за чего лицо выглядит несколько деформированным.⁣

Для профилактики этого процесса рекомендованы аппаратные методы:

• микротоки⁣⁣
• лимфодренаж⁣⁣
• ультразвуковой лифтинг⁣⁣
• пластическая операция (если есть желание)⁣⁣

МЕЛКОМОРЩИНИСТЫЙ ТИП СТАРЕНИЯ⁣

Мелкоморщинистый тип чаще характерен для европеек, у них нет избытка тканей, но с возрастом, вследствие изменения коллагена лицо напоминает печёное яблочко.

Вот кому важно беречь кожу от всех погодных факторов (не зря шведы придумали Restylane vital и Скульптру-как раз для профилактики старения такого типа), а для лечения морщинок хороша лазерная шлифовка. А вот пластическая хирургия очень бережно относится к таким пациентам
⁣⁣⠀
УСТАЛЫЙ ТИП СТАРЕНИЯ

Наиболее частый в нашем регионе морфотип.  Сибирь — плавильный котёл генотипов, достались нам и скулы, и связки, и коллаген покрепче, но и деформацию не обошли вниманием и морщинки в достаточном количестве имеются. А что это значит?

Для профилактики работают прекрасно все методы: и инъекции, и аппаратные методики, и пластическая хирургия, а уж про уходовые процедуры в нашем холодном зимой и солнечном летом крае можно саги слагать.

Но ведь мы можем подстелить себе «соломки» заранее. Как? Записаться на консультацию к косметологу для определения тактики и стратегии борьбы с возрастными изменениями, так как возможны нюансы: пигментация, сосуды, заболевания кожи и т.д. 

Полная база данных ассоциаций генотип-фенотип у мышей

Подготовил Илья Скляр

Найти связь гена и фенотипического признака — решить одну из основных задач генетики и молекулярной биологии. Международная группа биоинформатиков решала эту задачу для всех известных на сегодня генов мышек линии BXD. С этой линией мышей работают с 1973 года. Информации о генах, транскриптах и белках за годы исследований накопилось очень много. Причем каждая группа, работавшая с линией BXD, создавала свою вариацию этой линии (например, с определенными выключенными или мутантными генами). Количество новых фенотипов растет экспоненциально, и к декабрю 2016 накопилось более 5000 различных феномов (так биоинформатики называют совокупность всех фенотипов всех вариантов клеток в организме).

Ученые смогли упорядочить всю совокупность этих феномов в единую базу данных и выявили несколько новых интересных ассоциаций ген-фенотипический признак. Так, было установлено, что ген Rpl26 связан с регуляцией веса тела. Установлена связь между геном Oprm1 и ответом на морфин, Cpt1 и регуляцией липидного метаболизма и т.д.

Для анализа исследователи создали новые программные инструменты, позволяющие сопоставлять разные группы феномов по отдельности. Также по отдельности сравнивали транскриптом и протеом, искали ассоциации феномов и профилей экспрессии генов, проводили обратный анализ белок-ген. Часть использованных программ и исследований находится в открытом доступе на сайте systems-genetics.org.

Методология оправдала себя. «Этот новый подход — одна из первых попыток заложить фундамент для новой эры биологии. Доктора скоро смогут практиковать подобные подходы и персонализовать лечение пациентов», — сообщает один из ученых, Иоганн Ауверкс.

Источник

Hao Li et al. // An integrated systems genetics and omics toolkit to probe gene function. // Cell Systems, November 2017. DOI: 10.1016/j.cels.2017.10.016

Добавить в избранное

ГЕНОТИП ПРОТИВ ФЕНОТИПА — РАЗНИЦА И СРАВНЕНИЕ — ОБРАЗОВАНИЕ

Образование 2021

В генотип организма — это генетический код в его клетках. Эта генетическая конституция человека влияет — но не является единственной причиной — многих его черт. В фенотип это видимая или выраженная че

Содержание:

В генотип организма — это генетический код в его клетках. Эта генетическая конституция человека влияет — но не является единственной причиной — многих его черт. В фенотип это видимая или выраженная черта, например цвет волос. Фенотип зависит от генотипа, но также может зависеть от факторов окружающей среды.

Сравнительная таблица

Таблица сравнения генотипа и фенотипа

	Генотип	Фенотип
Определение	Генетический состав человека. Относится к информации, содержащейся в двух аллелях в ячейке.	Обнаруживаемая экспрессия генотипа. Выраженная и наблюдаемая черта. например цвет волос.
Примеры	ДНК, предрасположенность к заболеваниям	Цвет волос, цвет глаз, вес, способность вращать языком
Зависит от	Наследственная информация, которую передали человеку его родители.	Генотип и влияние окружающей среды.
Наследование	Частично наследуется потомством, так как один из двух аллелей передается во время воспроизводства.	Не может передаваться по наследству.
Содержит	Вся наследственная информация человека, даже если эти гены не выражены.	Только экспрессированные гены.
Может быть определено	Генотипирование — использование биологического анализа, такого как ПЦР, чтобы узнать, какие гены находятся в аллеле. (Внутри тела)	Наблюдение за человеком. (Вне тела)

Смысл

Генотип относится к генетическому составу клетки. Для каждого отдельного признака (например, цвета волос или глаз) ячейка содержит инструкции по двум аллелям, которые являются альтернативными формами гена, полученного от матери и отца. Генотип человека относится к комбинации этих двух аллелей и может быть либо гомозиготным (аллели одинаковы), либо гетерозиготным (аллели разные).

Фенотип — это признак, который можно наблюдать, например морфология или поведение.

Видео с объяснением различий

В этом видео сравнивается генотип и фенотип, а также объясняется, как изменения в генотипе человека могут повлиять на его фенотип.

Как определяется генотип и фенотип?

Генотип можно определить посредством генотипирования — использования биологического анализа, чтобы выяснить, какие гены присутствуют в каждом аллеле.

Фенотип можно определить, наблюдая за человеком.

Как определить соотношение генотипов и фенотипов

В этом видео объясняется, как определить генотипические и фенотипические соотношения с помощью квадрата Пеннета:

Какую информацию содержат генотип и фенотип?

Генотип человека включает полную наследственную информацию, даже если она не выражена. Эта информация определяется генами, переданными родителями при зачатии.

Фенотип человека включает только экспрессированные гены. Например, если у человека есть один аллель «каштановые волосы» и один аллель «светлых волос», и у него каштановые волосы, их фенотип включает только выраженный ген: каштановые волосы. Фенотип человека может меняться в течение жизни в зависимости от того, какие гены экспрессируются и как на них влияет окружающая среда. Например, маленький ребенок со светлыми волосами может вырасти брюнеткой.

Наследование генотипа и фенотипа

Причинно-следственный путь наследования означает, что геномы передаются из поколения в поколение без влияния или изменения окружающей среды. Организм, размножающийся половым путем, при зачатии получает два аллеля, составляющих их генотип. Когда они воспроизводятся, они передают идентичную копию одного из этих аллелей своему потомству.

Однако, поскольку на фенотипы влияют факторы окружающей среды, они не могут передаваться напрямую. Они обнаруживаются в следующем поколении только в том случае, если правильная комбинация генотипа и факторов окружающей среды повторяется снова, и так же, как много разных генотипов могут давать один и тот же фенотип, многие разные фенотипы могут возникать из одного и того же генотипа. Таким образом, хотя однояйцевые близнецы имеют один и тот же генотип, они могут иметь разные фенотипы.

Определение генотипов и фенотипов с использованием квадратов Пеннета

Обзор:

Квадраты Пеннета — это диаграммы, предназначенные для предсказания результатов классических экспериментов по селекции. Они поддерживают менделевское наследование, а также законы сегрегации и независимого ассортимента. Во время мейоза хроматиды разделяются так, что каждая гамета получает только один аллель. Кроме того, разные гены сортируются и наследуются независимо друг от друга; вероятность одного фенотипа не влияет на вероятность другого.

Чтобы построить квадрат Пеннета, необходимо знать генотипы обоих родителей. Аллели одного из родителей указаны вверху таблицы, а аллели другого родителя — внизу слева. Полученные в результате генотипы потомства производятся на пересечении аллелей родителей. С помощью результатов квадрата Пеннета можно определить вероятности конкретных генотипов и фенотипов.

Моногибридный кросс:

Рисунок 1: Квадраты Пеннета, показывающие моногибридное скрещивание между а) гомозиготным доминантным и гомозиготным рецессивным родителем и б) гетерозиготными доминантными родителями.

Самый распространенный квадрат Пеннета — моногибридный кросс. Он показывает аллели только одного гена. Когда гомозиготная доминантная особь скрещивается с гомозиготной рецессивной особью, полученное потомство будет иметь гетерозиготный генотип и показать доминантный фенотип. При скрещивании этих гетерозиготных особей образуются три разных генотипа в соотношении 1: 2: 1. Однако фенотипическое соотношение составляет 3: 1. Эти моногибридные скрещивания подтверждают законы менделевской генетики.

Рисунок 2: Квадрат Пеннета, показывающий моногибридное скрещивание между а) гомозиготным доминантным и гетерозиготным доминантным родителем и б) гетерозиготным доминантным и гомозиготным рецессивным родителем.

Варианты моногибридного скрещивания также могут быть получены для определения вероятностей любого одного гена. Гетерозиготная особь, скрещенная с гомозиготной доминантной особью, всегда будет давать потомство с доминантным фенотипом. В противном случае гетерозиготная особь, скрещенная с гомозиготной рецессивной особью, всегда будет давать потомство с фенотипическим соотношением 1: 1. Оба этих варианта имеют соотношение генотипов 1: 1.

Дигибридный кросс

Рисунок 3: Квадрат Пеннета, показывающий дигибридное скрещивание с родителями, которые являются гетерзиготными доминантными по обоим признакам.

Дигибридные скрещивания включают аллели двух отдельных генов. Чтобы применить закон независимого ассортимента, необходимо определить пары аллелей. Вероятности, связанные с каждым геном, не зависят от другого, и аллели каждого гена с одинаковой вероятностью наследуются.Возможные пары аллелей для одного родителя записаны в левой части таблицы, а аллели другого — в верхней части квадрата Пеннета. Тот же процесс используется для определения возможных генотипов и фенотипов потомства. При скрещивании двух гетерозиготных особей фенотипическое соотношение будет 9: 3: 3: 1.

Полное и неполное господство

Рисунок 4: Квадрат Пеннета, показывающий моногибридное скрещивание для а) признака, который выражается совместно доминантно, и б) признака, выраженного как неполное доминирование.

Тот же процесс можно применить к другим способам наследования, таким как совместное доминирование и неполное доминирование. В этих случаях также применяются законы сегрегации и независимого ассортимента. Когда ген наследуется через совместное доминирование, два гомозиготных индивида производят потомство с промежуточным фенотипом. В случае неполного доминирования два гомозиготных индивида производят потомство, которое показывает оба фенотипа одновременно.

Квадраты Пеннета регулярно используются генетиками для предсказания результатов скрещиваний между особями.Генетик может определить вероятности определенных генотипов и фенотипов до того, как начнется селекция. Это играет важную роль при изучении наследственных болезней и недугов. Способы наследования также можно определить с помощью экспериментов с чистопородными особями (например, AA x aa) или гетерозиготными особями (например, Aa x Aa).

Заинтересованы в услугах репетитора по биологии? Узнайте больше о том, как мы помогаем тысячам студентов каждый учебный год.

SchoolTutoring Academy — ведущая компания в сфере образовательных услуг для школьников и школьников.Мы предлагаем учебные программы для учащихся K-12, AP и колледжей. Чтобы узнать больше о том, как мы помогаем родителям и ученикам в Хяттсвилле, Мэриленд, посетите сайт Репетиторства в Хяттсвилле, Мэриленд

.

BIO101 — От генов к чертам: как генотип влияет на фенотип

Этот пост был первоначально написан в 2006 году и повторно размещен несколько раз, в том числе в 2010 году. Пожалуйста, помогите мне найти источники изображений — я предполагаю, что они взяты из учебник, которым я пользовался в то время, но не совсем уверен.

Как вы, возможно, знаете, я уже около двенадцати лет преподаю BIO101 (а также BIO102 Lab) нетрадиционным студентам по программе обучения взрослых.Время от времени я публично размышляю об этом в блоге (см. This, this, this, this, this, this и this, чтобы увидеть несколько коротких сообщений о различных аспектах этого — от использования видео до использования классной комнаты blog, о важности открытого доступа, чтобы студенты могли читать основную литературу). Качество студентов, участвующих в этой программе, неуклонно растет с годами, но я все еще очень ограничен во времени: у меня восемь 4-часовых встреч со студентами за восемь недель. В этот период я ​​должен обучить их всей биологии, которая им необходима для их ненаучных специальностей, плюс оставить достаточно времени для каждого студента, чтобы он выступил с презентацией (по науке о своих любимых растениях и животных) и сдал два экзамена.Таким образом, я должен полностью разделить лекции и надеяться, что эти голые кости — это то, что действительно нужно знать специалистам, не занимающимся наукой: концепции, а не фактоиды, отношения с остальной частью их жизни, а не отношения с другими науками. Таким образом, я слежу за своими лекциями с видео и обсуждениями в классе, а их домашнее задание состоит в том, чтобы найти интересные видео или статьи по биологии и разместить ссылки в классном блоге, чтобы все могли их увидеть. Пару раз я использовал малярию как нить, связывающую все темы — от клеточной биологии и экологии до физиологии и эволюции. Думаю, это сработало, но сделать это сложно. Они также пишут заключительную статью по некоторым аспектам физиологии.

Еще одним нововведением является то, что администрация осознала, что большая часть преподавателей работает в школе в течение многих лет. У нас есть опыт и, видимо, мы знаем, что делаем. Таким образом, недавно они предоставили нам гораздо больше свободы в разработке нашей собственной учебной программы вместо того, чтобы следовать заранее определенной программе, при условии, что конечные цели класса остаются неизменными.Я не совсем уверен, когда я снова буду преподавать лекции BIO101 (поздняя осень, весна?), Но я хочу начать переосмысление своего класса пораньше. Я также обеспокоен тем, что, поскольку я не занимаюсь активными исследованиями в лаборатории и, следовательно, не так внимательно слежу за литературой, некоторые из вещей, которым я обучаю, теперь устарели. Не то, чтобы кто-то мог успевать за всеми достижениями во всех областях биологии, которая настолько огромна, но по крайней мере большие обновления, влияющие на преподавание вводных курсов, — это то, что мне нужно знать.

Мне нужно наверстать упущенное и обновить свои конспекты лекций. И что может быть лучше краудсорсинга! Итак, в течение следующих нескольких недель я повторно отправлю свои старые записи лекций (обратите внимание, что это просто вступления — обсуждения, видео и т. Д., Которые следуют за ними в классе) и попрошу вас проверить меня. Если у меня что-то не так или что-то устарело, дайте мне знать (но не выдвигайте только свою предпочтительную гипотезу, если вопрос еще не решен — вместо этого дайте мне полное объяснение противоречия).Если чего-то явно не хватает, дайте мне знать. Если что-то можно сказать более приятным языком — отредактируйте мои предложения. Если вам известны интересные изображения, статьи, сообщения в блогах, видео, подкасты, визуализации, анимация, игры и т. Д., Которые можно использовать для объяснения этих основных понятий, дайте мне знать. И в конце, когда мы сделаем это со всеми лекциями, давайте обсудим общую программу — есть ли лучший способ организовать весь этот материал для такого динамичного класса.

Сегодня я берусь за важную, но трудную задачу — объяснить, почему идея «ген за» неверна, и как более изощренно думать о том, как гены влияют на фенотип.

———————————————- —

Как генотип влияет на фенотип

Часто можно услышать новостные сообщения об открытии «гена X», например, гена алкоголизма, гена гомосексуализма, гена рака груди и т. Д. Это неправильный способ мышления о генах, поскольку он подразумевает одно- однозначное сопоставление генов и признаков.

Это недоразумение связано с историческими прецедентами. Самые первые гены были обнаружены несколько десятилетий назад с помощью довольно примитивной технологии.Таким образом, единственные гены, которые могли быть обнаружены, — это гены, оказывающие значительное драматическое влияние на эти признаки. Например, небольшая мутация (изменение последовательности нуклеотидов) в гене, кодирующем РНК, которая кодирует один из четырех элементов белка гемоглобина, приводит к серповидно-клеточной анемии. В результате эритроциты деформируются, и способность красных кровяных телец переносить достаточное количество кислорода к клеткам снижается.

Из-за таких драматических эффектов небольших мутаций в то время считалось, что каждый ген кодирует определенный признак.Сегодня можно измерить незначительные эффекты нескольких генов, и хорошо известно, что парадигма «один ген / один признак» в значительной степени неверна. На большинство черт влияют многие гены, и большинство генов участвует в развитии множества черт.

Геном — это вся генетическая информация человека. Каждая клетка тела содержит полный геном. Геномы (т.е.последовательности ДНК) немного различаются между особями одного и того же вида и немного больше между геномами близкородственных видов, но даже больше между отдаленно родственными видами.

Точная последовательность ДНК человека является его генотипом. Совокупность всех наблюдаемых и измеримых черт этого человека является фенотипом.

Если бы каждое положение и каждая функция каждой клетки в нашем теле были генетически детерминированы, нам потребовались бы триллионы генов для определения всей этой информации. Однако у нас всего около 26 000 генов. Все наши гены очень похожи на эквивалентные гены шимпанзе, но мы, очевидно, сильно отличаемся от шимпанзе по анатомии, физиологии и поведению.Более того, у нас много общих генов с рыбами, насекомыми и даже растениями, но различия в фенотипах огромны.

Таким образом, логически следует, что метафора генома как схемы построения тела неверна. Не то, какие гены у вас есть, а то, как эти гены взаимодействуют друг с другом во время развития, отличает вас от другого человека того же вида, от лосося или капусты.

Но как гены взаимодействуют друг с другом? Гены кодируют белки.Некоторые белки взаимодействуют с другими белками. Некоторые белки регулируют транскрипцию или репликацию ДНК. Другие белки — это ферменты, которые модифицируют другие химические вещества. Однако другие белки являются структурными, т.е. становятся частью мембран и других структур.

Небольшое различие в последовательности ДНК будет иметь влияние на последовательность РНК и последовательность полученного белка, влияя на первичную, вторичную и третичную структуру этого белка. Изменения трехмерной формы белка повлияют на его эффективность в выполнении своей функции.

Например, если два белка взаимодействуют друг с другом, и для этого необходимо связать друг друга, и они связываются, потому что их формы вписываются друг в друга, как замок и ключ, то изменение формы одного белка будет изменить эффективность связывания двух. Изменение формы обоих белков может замедлить или ускорить реакцию. Изменение скорости этой реакции в клетке повлияет на некоторые другие реакции в клетке, включая то, как клетка реагирует на сигналы извне.

Таким образом, гены, белки, другие химические вещества внутри клетки, межклеточные взаимодействия и внешняя среда ВСЕ влияют на признак. Что наиболее важно, поскольку черты формируются во время развития, именно взаимодействия между всеми этими игроками на всех уровнях организации во время развития определяют окончательный фенотип организма.

О важности окружающей среды свидетельствует феномен нормы реакции. Один и тот же генотип при выращивании в разной среде приводит к разным фенотипам.Более того, разные генотипы по-разному реагируют на одни и те же изменения окружающей среды. Один генотип может дать более высокое растение на большей высоте, в то время как немного другой генотип может дать совершенно противоположный ответ: произвести более короткое растение на более высокой высоте.

Итак, если гены не кодируют признаки и геном не является планом, как лучше всего думать о геноме и картировании генотипа / фенотипа? Я дал вам раздаточные материалы (см. Ниже) с четырьмя различными альтернативными метафорами, по крайней мере, одна из которых, я надеюсь, будет понятной и запоминающейся каждому студенту.Теперь я дам вам пятую подобную метафору, одну из моих собственных:

Представьте, что ячейка — это завод по производству самолетов. Он покупает сырье и продает готовые самолеты. Как это сделать? Белки — это заводские рабочие. Некоторые из них импортируют материалы, другие занимаются продажей самолетов. Одни охраняют фабрику от воров, другие готовят и подают еду в заводской столовой.

Но самые важные белки этой клетки — это те, которые собирают части самолетов.Когда им нужна деталь, например пропеллер, они идут на склад (ядро), проверяют Каталог деталей (ДНК) и нажимают кнопку, чтобы разместить заказ на конкретную деталь. Другие белки (менеджеры складских помещений) заходят внутрь, находят нужную часть и отправляют ее на сборочный цех (эндоплазматический ретикулум).

Но рабочие, работающие с белками, сами являются роботами, собранными из частей прямо здесь, на той же фабрике, и инструкции по их сборке также есть в Каталоге частей (ДНК) в ядре.

Дополнительная литература:

Как вы носите свои гены? (PDF) Ричарда Докинза.

Аналогия генома Ричарда Хартера.

Это не просто гены, это связь между ними. Пол Майерс.

Собственная оригинальная, космическая и эксцентричная аналогия П.З. Майерса для того, как работает геном -ИЛИ- Высокая геекология Пола Майерса

Это больше, чем гены, это сети и системы Пола Майерса.

Ранее в этой серии:

Биология и научный метод

BIO101 — Структура ячейки

BIO101 — Синтез белков: транскрипция и трансляция

BIO101: межклеточные взаимодействия

BIO101 — От одной клетки к двум: деление клеток и репликация ДНК

BIO101 — От двух клеток ко многим: дифференциация клеток и эмбриональное развитие

Определение фенотипа и примеры — Биологический онлайн-словарь

Фенотип
n., множественное число: фенотипы
[ˈfiːnəʊˌtaɪp]
Определение: наблюдаемые и измеримые характеристики организма

Фенотип относится к наблюдаемым характеристикам организма как многофакторному следствию генетических признаков и влияний окружающей среды. Фенотип организма включает его морфологические, биохимические, физиологические и поведенческие свойства. Таким образом, фенотип — это совокупность характеристик, отображаемых организмом, которая является результатом экспрессии генов организма, а также влияния факторов окружающей среды и случайных вариаций.Взаимодействие между этими факторами часто представляли следующей взаимосвязью: генотип + среда + случайная вариация → фенотип.

Определение фенотипа

В биологии термин «фенотип» определяется как наблюдаемые и измеримые характеристики организма в результате взаимодействия генов организма, факторов окружающей среды и случайных вариаций. Фенотип организма не только повлечет за собой наблюдаемые особенности, такие как морфология, но также будет включать молекулы и структуры, такие как РНК и белки, продуцируемые в соответствии с кодировкой генов; это называется «молекулярным фенотипом».

Эта диаграмма (квадрат Пеннета) показывает связь между фенотипом и генотипом. Характер окраски лепестков растений гороха представлен генами B и b . B Ген является доминантным признаком и проявляется как цветок с пурпурными лепестками. b Ген — рецессивный признак. Тестовое скрещивание двух растений, гетерозиготных по признаку пурпурного цвета лепестков (Bb) , даст 3 потомков с признаком пурпурного цветка (BB и Bb) и 1 потомство с признаком белого цветка ( бб). В этом примере фенотипическое соотношение составляет 3: 1.

Этимология

Термин фенотип произошел от латинского phaeno- , от греческого phaino- , что означает «сияющий», от phaínein, , что означает «сиять», , «проявляться». , « показать» и — тип из «опечаток». Сравните: генотип. Термин фенотип — это описательное слово, которое используется для обозначения, отношения или описания фенотипа конкретного организма.

Признак против фенотипа

Признак — это признак фенотипа организма. Таким образом, в генетике признак также упоминается как фенотипический признак , чтобы отличать один признак от другого в рамках более широкого термина — фенотип . Фенотип организма состоит из разных признаков. Эти черты могут быть унаследованы (генетически детерминированы), приобретены в результате влияния окружающей среды или возникать в результате их взаимодействия. Например, цвет волос — это персонаж, черты которого могут быть черным, блондином, рыжим или брюнеткой.

Фенотип против генотипа

В генетике общие термины генотип и фенотип используются для описания внешнего вида, функции и поведения организма. Генотип определяется как набор генов, которые при экспрессии определяют характеристику или признак организма. Проще говоря, генотип — это генетический вклад в фенотип. Гены составляют последовательности ДНК. У людей и других организмов они встречаются парами — один от родителя-мужчины, а другой от родителя-самки.Пары генов, занимающие одни и те же локусы на хромосомах и контролирующие один и тот же признак, называются аллелями. Итак, как связаны аллели и признаки? Обычно пара генов (или пара аллелей) для определенного признака состоит из двух, один из которых доминантный , а другой рецессивный. Доминантный аллель будет выражен как признак, тогда как рецессивный аллель не будет выражен. Аннотируя доминантный аллель A и рецессивный аллель a , можно было бы выделить три возможных генотипа: (1) AA, — гомозиготный доминантный аллель, (2) Aa, — гетерозиготный доминантный и (3 ) а.о., гомозиготный рецессивный.Генотип организма является основным фактором, определяющим фенотип организма. Но как генотип влияет на фенотип? Возьмем, к примеру, пару аллелей (или пару генов), которая определяет конкретный признак, где один из них является доминантным ( A ), а другой — рецессивным ( a ). Доминантный аллель ( A ) будет экспрессироваться и станет частью фенотипа организма, тогда как эффект рецессивного аллеля ( a ) будет замаскирован.Когда признак следует по менделевскому наследованию, A будет проявляться как признак, тогда как a — нет. Таким образом, фенотип организма должен включать признаки всех экспрессируемых генов. Однако у людей многие наблюдаемые черты более сложны, чем те, которые следуют менделевскому образцу. Сложные черты, такие как рост и цвет кожи, возникают в результате взаимодействия нескольких аллелей, как в случае полигенного наследования.

Экспрессия

Фенотип является результатом генетических факторов, влияния окружающей среды и случайных генетических вариаций.Когда пара аллелей, определяющих конкретный признак, состоит из одних и тех же генов, например AA или а.о., признак описан как гомозиготный. Когда аллельный состав состоит из разных генов, например Aa, признак описан как гетерозиготный. Наличие доминантного аллеля, то есть AA или Aa, приведет к проявлению признака ( A ), тогда как отсутствие доминантного аллеля, т.е.е. aa, приведет к выражению другого признака ( a ). Это случай полного доминирования и следует по менделевской наследственности. В случаях кодоминирования, неполного доминирования и полигенного наследования проявление признака не будет следовать менделевскому паттерну. Например, при кодоминиции аллели пары генов в гетерозиготе будут полностью выражены, поскольку оба аллеля в паре являются доминантными (например, AB). При неполном доминировании результирующий признак будет промежуточным между эффектами двух аллелей.Это потому, что доминантный аллель будет выражаться только частично. В результате гетерозиготное потомство будет демонстрировать фенотип, промежуточный по сравнению с фенотипом родителей.

Помимо генетических взаимодействий, фенотип организма также будет зависеть от влияния окружающей среды и случайных (генетических) вариаций. Воздействие факторов окружающей среды может повлиять на внешний вид организма. Например, светлая кожа, которая постоянно подвергается воздействию солнечных лучей, приведет к потемнению кожи из-за увеличения выработки меланина.Что касается случайных вариаций, генетическая мутация может изменить физические характеристики или, по крайней мере, приспособленность организма. Изменения в генах важны, поскольку они управляют эволюцией и естественным отбором. Генотипы, влияние окружающей среды и генетические вариации помогают объяснить, почему люди склонны иметь разные фенотипы.

Экстремальный фенотип

Экстремальный фенотип возникает, когда родительские аллели объединяются и приводят к гибриду с фенотипом, который на больше или на выше , чем фенотипы его родителей.Его трансгрессивный фенотип может быть полезным или вредным в зависимости от того, как он влияет на общую приспособленность потомства. Формирование крайних фенотипов называется трансгрессивной сегрегацией . Примером гибрида с экстремальным фенотипом является потомство от помеси между Helianthus annuus и Helianthus petiolaris . Два вида подсолнечника дали гибриды с трансгрессивными признаками. Гибриды, в отличие от своих родителей, могут процветать там, где их родители не могут.Они способны выжить в песчаных дюнах и солончаках. (Ссылка 1)

Рекомбинантный фенотип

Мейоз — одно из важных биологических событий, которые приводят к большему разнообразию фенотипов организмов. В частности, во время метафазы мейоза I гомологичные хромосомы объединяются, чтобы обмениваться генами посредством гомологичной рекомбинации . Когда гомологичные хромосомы достигнут конца мейоза (телофаза II), четыре дочерних клетки будут иметь хромосомы, отличные друг от друга.Некоторые из них станут гаметами, содержащими рекомбинантные гены. Когда такая гамета оплодотворяется диким типом, например, она разовьется в потомство с рекомбинантным фенотипом, то есть фенотипом, который отличается от фенотипов его родителей. Как определить фенотип рекомбинантов? Тест-скрещивание двух признаков (например, родительских мух с синим телом и нормальных крыльев и родительских мух с рудиментарными крыльями с черным телом) может помочь идентифицировать рекомбинантные фенотипы. Потомство с фенотипами, отличными от родителей (например,грамм. муха с синим телом, рудиментарная крылатая муха или муха с черным телом и нормальными крыльями) указывают на то, что они являются рекомбинантами.

Фенотипическое соотношение

Квадрат Пеннета — еще один инструмент, который можно использовать для идентификации всех возможных комбинаций аллелей в тестовом скрещивании. Он может предсказать генотипы и фенотипы потомства. Это диаграмма в сетке и буквами для обозначения аллелей. Заглавная буква (например, A) обозначает доминантный признак или генотип, а строчная буква обозначает рецессивный признак или генотип (например,грамм. а). На основе квадрата Пеннета можно определить фенотипическое соотношение (а также генотипическое соотношение). Фенотипическое соотношение — это соотношение, которое можно предсказать с помощью тестового скрещивания. Его можно узнать на основе фенотипов потомства, то есть частоты потомков, проявляющих различные признаки или комбинации признаков. Например, ожидаемое фенотипическое соотношение дигибридного скрещивания AaBb x aabb (то есть скрещивание, которое имеет дело с двумя символами, например, цветом тела ( A для синего, a для черного) и морфологией крыла ( B ). для нормальных крыльев b для рудиментарных крыльев) составляет 1: 1: 1: 1 на основе четырех возможных различных фенотипов: AaBb (синяя, нормокрылая муха), aaBb (черная, нормокрылая муха ), Aabb (синяя муха с рудиментарными крыльями) и aabb (черная муха с рудиментарными крыльями).

Прочтите: Доминирование — Учебники по биологии

Примеры

Как указывалось ранее, фенотип организма относится к различным чертам, которыми обладает организм. Примерами являются черта голубых глаз (для персонажа цвета глаз), черта коричневой кожи (для персонажа цвета кожи), черта длинного хвоста (для персонажа хвоста), черта с пятью лепестками (для персонажа цветка) и т. Д. . Например, поведение и когнитивные особенности лиц с умственной отсталостью являются поведенческими фенотипами.(Ссылка 2)

Связанные термины

См. Также

Ссылки

1. Schwarzbach, A.E., Donovan, L.A. и Rieseberg, L.H. (2001). «Выражение трансгрессивного характера у гибридных видов подсолнечника». Американский журнал ботаники 88.2: 270–277.
2. Csábi, G., & Tényi, T. (2006). Поведенческие фенотипы и когнитивные характеристики при умственной отсталости. Neuropsychopharmacologia Hungarica: A Magyar Pszichofarmakologiai Egyesulet Lapja = Официальный журнал Венгерской ассоциации психофармакологии, 8 (3), 127–142.Получено с https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17211048

© Biology Online. Контент предоставлен и модерируется редакторами Biology Online.

Следующий

Как ген выражается как физическая черта

Фенотип определяется как выраженные физические черты организма. Фенотип определяется генотипом человека и выраженными генами, случайными генетическими вариациями и влиянием окружающей среды.

Примеры фенотипа организма включают такие черты, как цвет, рост, размер, форма и поведение.Фенотипы бобовых включают цвет стручка, форму стручка, размер стручка, цвет семян, форму семян и размер семян.

Взаимосвязь между генотипом и фенотипом

Генотип организма определяет его фенотип. У всех живых организмов есть ДНК, которая дает инструкции по производству молекул, клеток, тканей и органов. ДНК содержит генетический код, который также отвечает за направление всех клеточных функций, включая митоз, репликацию ДНК, синтез белка и транспортировку молекул.Фенотип организма (физические черты и поведение) определяется их унаследованными генами. Гены — это определенные сегменты ДНК, которые кодируют производство белков и определяют отличительные черты. Каждый ген расположен на хромосоме и может существовать более чем в одной форме. Эти различные формы называются аллелями и располагаются в определенных местах определенных хромосом. Аллели передаются от родителей к потомству при половом размножении.

Диплоидные организмы наследуют по два аллеля для каждого гена; по одному аллелю от каждого родителя.Взаимодействия между аллелями определяют фенотип организма. Если организм наследует два одинаковых аллеля по определенному признаку, он гомозиготен по этому признаку. Гомозиготные люди выражают один фенотип по данному признаку. Если организм наследует два разных аллеля по определенному признаку, он гетерозиготен по этому признаку. Гетерозиготные люди могут выражать более одного фенотипа по данному признаку.

Черты могут быть доминантными или рецессивными. В моделях наследования с полным доминированием фенотип доминантного признака полностью маскирует фенотип рецессивного признака.Также бывают случаи, когда отношения между разными аллелями не демонстрируют полного доминирования. При неполном доминировании доминантный аллель не маскирует полностью другой аллель. Это приводит к фенотипу, который представляет собой смесь фенотипов, наблюдаемых в обоих аллелях. В отношениях co-dominace оба аллеля выражены полностью. Это приводит к фенотипу, в котором оба признака наблюдаются независимо.

Генетическая связь	Признак	Аллели	Генотип	Фенотип
Полное доминирование	Цвет цветка	R — красный, r — белый	руб.	Красный цветок
Неполное доминирование	Цвет цветка	R — красный, r — белый	руб.	Розовый цветок
Совместное доминирование	Цвет цветка	R — красный, r — белый	руб.	Красно-белый цветок

Фенотип и генетическая изменчивость

Генетическая изменчивость может влиять на фенотипы, наблюдаемые в популяции.Генетическая изменчивость описывает изменения генов организмов в популяции. Эти изменения могут быть результатом мутаций ДНК. Мутации — это изменения в последовательностях генов на ДНК. Любое изменение в последовательности гена может изменить фенотип, выраженный в унаследованных аллелях. Поток генов также способствует генетической изменчивости. Когда новые организмы мигрируют в популяцию, вводятся новые гены. Введение новых аллелей в генофонд делает возможными новые комбинации генов и различные фенотипы.Во время мейоза образуются различные комбинации генов. В мейозе гомологичные хромосомы случайным образом разделяются на разные клетки. Перенос генов может происходить между гомологичными хромосомами в процессе кроссинговера. Эта рекомбинация генов может производить новые фенотипы в популяции.

генотипов | Национальное географическое общество

В определенном смысле термин «генотип» — как и термин «геном» — относится ко всему набору генов в клетках организма. Однако в более узком смысле он может относиться к различным аллелям или вариантным формам гена для определенных черт или характеристик.Генотип организма контрастирует с его фенотипом, который представляет собой наблюдаемые характеристики человека, возникающие в результате взаимодействия между генотипом и окружающей средой.

Между генотипом и фенотипом существует сложная связь. Поскольку фенотип является результатом взаимодействия между генами и окружающей средой, различная среда может приводить к различным чертам у людей с определенным генотипом.

Кроме того, разные генотипы могут приводить к одному и тому же фенотипу.Это происходит потому, что гены имеют разные аллели. Для некоторых генов и признаков одни аллели являются доминантными, а другие — рецессивными. Доминантный признак — это признак, который проявляется у человека, даже если у человека есть только один аллель «> аллель, который вызывает этот признак.

Некоторые аспекты цвета глаз работают таким же образом. Например, карие глаза преобладают над голубыми. Это связано с тем, что пигмент под названием меланин дает коричневый цвет, а отсутствие пигмента приводит к голубым глазам. Достаточно одного аллеля темного пигмента, чтобы глаза стали карими.На самом деле существует несколько различных пигментов, влияющих на цвет глаз, каждый из которых является результатом определенного гена. Это причина, по которой люди могут иметь зеленые глаза, карие глаза или любой другой цвет глаз, кроме голубого или коричневого.

При обсуждении генотипа биологи используют прописные буквы для обозначения доминантных аллелей и строчные буквы для обозначения рецессивных аллелей. Например, в отношении цвета глаз «B» означает коричневый аллель, а «b» — синий аллель. Считается, что организм с двумя доминантными аллелями признака имеет гомозиготный доминантный генотип.На примере цвета глаз этот генотип обозначается BB. Считается, что организм с одним доминантным аллелем и одним рецессивным аллелем имеет гетерозиготный генотип. В нашем примере это генотип Bb. Наконец, генотип организма с двумя рецессивными аллелями называется гомозиготным рецессивным. В примере с цветом глаз этот генотип записывается как bb.

Из этих трех генотипов только bb, гомозиготный рецессивный генотип, будет давать фенотип голубых глаз. Гетерозиготный генотип и гомозиготный доминантный генотип будут давать карие глаза, хотя только гетерозиготный генотип может передавать ген голубых глаз.

Гомозиготный доминантный, гомозиготный рецессивный и гетерозиготный генотипы учитывают только некоторые гены и некоторые признаки. Большинство признаков на самом деле более сложные, потому что многие гены имеют более двух аллелей, и многие аллели взаимодействуют сложным образом.

Генотип против фенотипа [Видео]

Генотип против фенотипа

Привет, и добро пожаловать в этот обзор генотипов и фенотипов! Что такое генотип? Как связаны генотипы и фенотипы? Как мы можем применить эти термины в реальных жизненных ситуациях? В этом видео мы ответим на все эти вопросы.Мы сравним и сопоставим генотипы и фенотипы, чтобы понять, какой цели они служат в мире генетики.

Прежде чем мы сможем полностью понять генотипы и фенотипы, мы сначала должны понять аллель .

Гены встречаются в определенных местах на каждой хромосоме и состоят из определенной химической последовательности оснований аденина, гуанина, цитозина и тимина. Однако последовательность гена на одной копии хромосомы может немного отличаться от последовательности на другой копии хромосомы.В таком случае этот вариант последовательности того же гена является нашим аллелем. Аллель — это вариант гена на хромосоме, который помогает определить наследственность организма. Поскольку у нас есть две копии каждого гена (одна от мамы и одна от папы), это означает, что все соматические клетки имеют по два аллеля для каждого признака. Вместе эти два аллеля определяют наследуемый вами признак.

Возьмем, к примеру, высоту. Несмотря на то, что на рост влияет несколько факторов, мы будем упрощать и говорить, что кто-то может быть как высоким, так и невысоким.Допустим, ген, который кодирует рост на одной хромосоме, имеет последовательность, которая читается так: A C GTC. Скажем, этот аллель кодирует слово «высокий». Ген, кодирующий рост на другой хромосоме, имеет последовательность, которая гласит: A G GTC. Этот аллель кодирует «короткое». Опять же, поскольку ген немного различается (одна последовательность имеет цитозин в качестве второго основания, а другая — гуанин), это считается аллелем. Мы можем присвоить нашим аллелям произвольные заглавные и строчные буквы, чтобы упорядочить их.Давайте не будем усложнять и возьмем заглавную T для «высокого» и строчную t для «короткого», например:

Аллель	Последовательность	Фенотип
T	A C GTC	высокий
t	A G GTC	короткий

Таким образом, мы можем иметь один и тот же ген, кодирующий один и тот же признак на обеих хромосомах, но вариант последовательности или аллель — это то, что дает разные фенотипы.Следовательно, фенотип — это физический признак, который определяется имеющимися аллелями. Фенотипы помогают нам наблюдать и анализировать генетические мутации, особенно когда мы думаем об эксперименте по отслеживанию наследования признака. Если мы хотим знать, проявится ли черта кускового крыла у потомства самца и самки плодовой мухи, все, что нам нужно сделать, это поискать эту черту у их потомства.

Иногда просто увидеть фенотип недостаточно. Может быть, мы хотим знать точное сочетание аллелей, вызвавшее эту черту.Здесь на помощь приходит генотип. Генотип — это пара аллелей, унаследованная от определенного гена, который производит определенный фенотип. В действительности генотип относится ко всем генам в организме, а фенотип относится ко всем наблюдаемым характеристикам организма, но на практике они обычно используются для обозначения одного рассматриваемого гена.

Теперь давайте соберем все вместе и посмотрим, как генотипы и фенотипы на самом деле влияют на наследование. Помните, что быть диплоидным организмом означает, что вам придется бороться не с одной копией аллеля, а с двумя! Различные комбинации этих двух аллелей приводят к наблюдаемому фенотипу или признаку.Человек с двумя копиями одного и того же аллеля считается гомозиготным по этому признаку, а индивид с одной копией одного аллеля и другой копией другого аллеля считается гетерозиготным по этому признаку. Итак, возвращаясь к нашему примеру роста, человек был бы гомозиготным по росту, если бы у него был генотип TT или генотип tt. Следовательно, индивид с генотипом Tt гетерозиготен. «TT» означает то же самое, что и «Tt», поэтому здесь есть только один вариант.

Это важно, потому что то, является ли человек гомозиготным или гетерозиготным по признаку, может означать разницу между передачей унаследованной мутации или нет.Некоторые аллели были идентифицированы как мутантные аллели, то есть они содержат мутации, которые могут вызвать изменение или заболевание. Если аллель не является мутантным аллелем, он называется аллелем дикого типа. Этот тип аллеля считается «нормальным». Итак, как мы узнаем, вызовет ли мутантный аллель изменение или нет? Это зависит от того, как он сочетается со вторым аллелем этого гена. Другими словами, это зависит от того, являются ли аллели доминантными или рецессивными.

Мутантные аллели могут быть доминантными, что означает, что они будут преобладать над другим аллелем, или рецессивными, что означает, что они не будут преобладать над другим аллелем.Доминантные аллели обычно обозначаются заглавной буквой, а рецессивные аллели — строчной. Давайте посмотрим на это более подробно, используя мутацию ямочки. Допустим, доминантный аллель означает, что у вас есть ямочки на щеках, поэтому мы присвоим ему заглавную букву D. Допустим, рецессивный аллель означает, что у вас нет ямочек. Мы присвоим ему строчную букву «d». Если мы нарисуем простой квадрат Пеннета, мы можем определить генотипическое и фенотипическое соотношение для ямок. В этом примере у нас есть мама и папа, которые оба гетерозиготны по ямочкам с генотипом «Dd».

Если мы заполним квадрат Пеннета, перетаскивая каждый аллель вниз и поперек для каждого поля, это будет наш результат. Начнем с соотношения генотипов. У нас есть одно потомство с гомозиготным доминантным «DD», два потомка с гетерозиготным «Dd» и одно гомозиготное рецессивное «dd», поэтому соотношение составляет 1: 2: 1. Поскольку доминантным аллелем является «D», все потомки с генотипами DD и Dd будут иметь ямочки, потому что аллель «D» преобладает над рецессивным аллелем. У нас также есть одно гомозиготное рецессивное потомство, у которого нет доминантного аллеля, поэтому эта комбинация не даст ямок на щеках.При этом мы можем сказать, что фенотипическое соотношение составляет 3: 1 ямочки на щеках без ямок. Мы также можем сказать, что 75% потомков будут иметь ямочки, а 25% — нет. Этот пример показывает, как генотип и фенотип, будучи связанными, могут дать нам различную, но одинаково важную информацию о наследовании.

Вот и все! Давайте кратко рассмотрим вопрос, чтобы проверить свои знания.

Что из этого правильно описывает основное различие между генотипами и фенотипами?

1. Генотипы — это кодирующие гены, а фенотипы — некодирующие гены
2. Генотипы — это рецессивные аллели, а фенотипы — доминантные аллели
3. Генотипы — это генетическая информация, а фенотипы — информация об окружающей среде
4. Генотип — это совокупность генов организма, а фенотип — это его физические характеристики

Правильный ответ — D! Генотип организма — это все его гены, вплоть до конкретной аллельной последовательности, которую они несут, а фенотип — это все физические характеристики организма.Изменение генотипа может изменить фенотип, но не наоборот, потому что фенотип является результатом генотипа. Помните, что в некоторых примерах мы можем рассматривать ген изолированно. Поэтому, когда мы рассматриваем генотип и фенотип, мы говорим о генотипе и фенотипе конкретных аллелей, присутствующих для этого гена.

Надеюсь, этот обзор был полезен! Спасибо за просмотр и удачной учебы!

Проблемы — Современный генетический анализ

1.Если гены сортировать независимо, каковы будут генотипы потомства и их пропорции
в кресте
А / а ; Б / Б × А / А ; б / б ?

2. У мышей черный цвет шерсти преобладает над коричневым, а интенсивный пигмент преобладает над разбавленным. Один
мышь с разбавленным черным пигментом скрещивается с другой с интенсивным коричневым пигментом. Потомство
являются

а.

Каковы генотипы родителей и потомства?

б.

Изобразите аллели соответствующих хромосом.

а.

г.

3. Посмотрите на сетку в.

а.

Сколько генотипов находится в 16 квадратах сетки?

б.

Какое соотношение генотипов лежит в основе фенотипического соотношения 9: 3: 3: 1?

г.

Можете ли вы придумать простую формулу для расчета количества генотипов потомства в
дигибрид, тригибрид и др., кресты? Повторите для фенотипов.

г.

Мендель предсказал, что в пределах всех фенотипических классов в квадрате Паннета, кроме одного,
должно быть несколько разных генотипов. В частности, он исполнил много крестов на
определить основные генотипы круглого желтого фенотипа. Покажи два разных пути
это может быть использовано для идентификации различных генотипов, лежащих в основе круглого желтого фенотипа.
(Помните, круглый желтый горошек выглядит одинаково.)

a.

9 генотипов

б.

г.

Количество разных генотипов 3
ⁿ , где n = количество генов. Для простых доминантно-рецессивных
отношений, количество разных фенотипов 2
ⁿ , где n = количество генов.

г.

Генотип круглого желтого растения может быть определен путем самокросса или
testcross.

4. Сделано следующее тестовое скрещивание растения:

Если два локуса составляют 10 м.е. кроме того, какая доля потомства будет
A B / a b ?

5. Локус A и локус D настолько тесно связаны, что нет
между ними всегда наблюдается рекомбинация. Если A d / A d пересекается с
a D / a D и F ₁ скрещиваются, какие фенотипы будут видны
в F ₂ и в каких пропорциях?

6.Штамм Neurospora с генотипом
Н . I скрещивается со штаммом с генотипом
ч . и . Половина потомства
Н . я и половина х . и .
Объясните, как это возможно.

7. Самка животного с генотипом A / a . Б / Б скрещивается с
двухрецессивный мужской а / а . б / у . Их потомство насчитывает 442 человека.
А / А . Б / Б , 458 А / А . б / б , 46
А / А . б / б и 54 а / а . Б / б .
Объясните эти пропорции и нарисуйте хромосомы дигибридного родителя, указав их положения.
генов и аллелей.

Два гена находятся на одной хромосоме и находятся на расстоянии 10 единиц карты.

8. Если A / A . б / б пересекается с
а / а . B / B , а F ₁ тестируется, какой процент
потомства тесткросса будет а / а . b / b , если два гена
(a) несвязанный, (b) полностью связанный (без кроссинговера), (c) разделение на 12 единиц карты, (d) 24
единицы карты отдельно?

9. Плодовая муха генотипа B R / b r тестируется при скрещивании с b r / b r .
В 84% мейозов между сцепленными генами нет хиазм; в 16 процентах
В мейозах имеется одна хиазма между генами. Доля потомства, которая будет
быть B r / b r (a) 50 процентов, (b) 4 процента, (c) 84 процента, (d)
25 процентов, (д) ​​16 процентов?

б

10.У собак темный окрас шерсти преобладает над альбиносом, а короткая шерсть — над длинной.
Предполагая, что эти эффекты вызваны двумя независимо друг от друга сортирующими генами, запишите генотипы
родители на каждом из крестов, показанных ниже, где D и A обозначают темнокожих и альбиносов
фенотипы соответственно, а S и L обозначают короткие и длинные волосы.
фенотипы.

Используйте символы C и c для темного окраса и окраса альбиноса.
аллели и символы S и s для короткошерстных и
аллели длинных волос соответственно.Считайте гомозиготность, если нет доказательств обратного.

(Задача 10 перепечатана с разрешения Macmillan Publishing Co., Inc., с
Genetics М. Стрикбергера. Авторские права © 1968 Монро В. Стрикбергер.)

11. У помидоров два аллеля одного гена определяют фенотипы пурпурный (P) по сравнению с зеленым (G).
основы и два аллеля отдельного, независимого гена определяют фенотипы «вырезать» (C) по сравнению с
«Картофельные» (По) листья. Показаны результаты пяти вязок фенотипов растений томата.
ниже:

а.

Определите, какие фенотипы являются доминирующими.

б.

Каковы наиболее вероятные генотипы родителей в каждом скрещивании?

(Задача 11 изменена на основе А. М. Срба, Р. Д. Оуэна и Р. С. Эдгара, Общее
Генетика, 2-е изд. Авторские права © 1965, W. H. Freeman and Company.)

Фиолетовый (G) преобладает над зеленым (g) ; резать
(P) доминирует над картофелем (p).

12.В основном мы имели дело с независимым набором только двух генов, но с теми же принципами.
удерживают более двух генов. Рассмотрим крест

а.

Какая часть потомства фенотипически будет напоминать (1) первую
родительский, (2) второй родитель, (3) любой родитель и (4) ни один родитель?

б.

Какая доля потомства будет генотипически такой же, как (1)
первый родитель, (2) второй родитель, (3) любой родитель и (4) ни один родитель?

а.

(1) 9/128; (2) 9/128; (3) 9/64; (4) 55/64.

б.

(1) 1/32; (2) 1/32; (3) 1/16; (4) 15/16.

13. Из нескольких крестов общего типа A / A .
Б / Б × А / А . б / б ф ₁
лица типа А / а . B / b были проверены скрещены с
а / а . б / у . Результаты показаны ниже:

Для каждого набора потомства используйте тест χ ² , чтобы решить, есть ли доказательства
связь.

Предположим, что связь отсутствует. Ожидаемые значения будут заключаться в том, что генотипы встречаются с равными
частота. В каждом случае имеется четыре генотипа ( n = 4), поэтому имеется 3
степени свободы.

14. В следующей родословной вертикальные линии обозначают дальтонизм протанов, а
горизонтальные линии обозначают дальтонизм. Это отдельные условия, вызывающие
разные неправильные представления о цветах; каждый определяется отдельным геном.

а.

Приведены ли в родословной какие-либо доказательства того, что гены связаны?

б.

Если есть связь, показывает ли родословная какие-либо доказательства кроссинговера? Объясните оба
ваши ответы с помощью диаграммы.

г.

Можете ли вы рассчитать значение рекомбинации между этими генами? Является ли это
рекомбинация возникает в результате независимого ассортимента или кроссинговера?

15. Трехточечный тест-кросс был проведен на кукурузе.Результаты и анализ частичной рекомбинации
показаны на следующем экране, который типичен для трехточечных тестовых крестов.
( p = пурпурные листья, + = зеленые; v = устойчивые к вирусам
саженцы, + = чувствительные; b = коричневая середина к семенам, + = равнина). Изучите
отобразите и ответьте на вопросы ниже.

а.

Определите, какие гены связаны.

б.

Нарисуйте карту, на которой показаны расстояния в единицах карты.

г.

При необходимости рассчитайте помехи.

Распаковка проблемы

а.

Набросайте карикатурные рисунки родительского (P), F ₁ , и проверьте растения кукурузы и используйте
стрелки, чтобы точно показать, как вы будете проводить этот эксперимент. Показать, где находятся семена
собраны.

б.

Почему все + выглядят одинаково даже для разных генов? Почему это не вызывает
спутанность сознания?

г.

Как фенотип может быть фиолетовым и коричневым (например) одновременно?

г.

Имеет ли значение то, что гены записаны в порядке p-v-b в
проблема?

эл.

Что такое тестер и почему он используется в этом анализе?

ф.

Что означает столбец, помеченный «фенотипы потомства»? В классе 1, например, состояние
именно то, что означает «gre sen pla».

г.

Что означает линия с пометкой «гаметы» и чем она отличается от столбца
с пометкой «F ₁ гамет»? Каким образом сравниваются эти два типа гамет?
имеет отношение к рекомбинации?

ч.

Какой мейоз является основным объектом исследования? Отметьте это на своем рисунке.

и.

Почему не отображаются гаметы из тестера?

к.

Почему существует только восемь фенотипических классов? Есть ли какие-нибудь классы?

к.

Какие классы (и в каких пропорциях) можно было бы ожидать, если бы все гены находились в разных
хромосомы?

л.

Что означают четыре размера класса (два очень больших, два промежуточных, два промежуточных, два очень
маленький) соответствует?

г.

Что вы можете сказать о порядке генов, изучив фенотипические классы и их
частоты?

н.

Каким было бы распределение фенотипических классов, если бы были сцеплены только два гена?

о.

Что означает слово точка в трехточечном тестовом кроссе? Является ли это
словоупотребление подразумевает связь? Каким будет четырехбалльный тест-кросс?

стр.

Что такое определение рекомбинантного , и как оно здесь применяется?

кв.

Что означают столбцы «рекомбинант для»?

р.

Почему существует только три столбца «рекомбинантный для»?

с.

Что означают буквы R и как они определяются?

т.

Что означают итоги столбца? Как они используются?

ед.

Что такое диагностический тест сцепления?

v.

Что такое блок карты? Это то же самое, что сантиморган?

ш.

В трехточечном тестовом кроссе, таком как этот, почему не F ₁ и тестер?
считаться родительским при расчете рекомбинации? (Их — это родителей в
одно чувство.)

х.

Какова формула интерференции? Как рассчитываются «ожидаемые» частоты в
коэффициент совпадения формулы?

г.

Почему в части c проблемы написано «при необходимости»?

г.

Сколько работы нужно, чтобы получить такое крупное потомство кукурузы? Примерно сколько
потомство представлено одним початком кукурузы?

16. Р.А. Эмерсон скрестил две разные чистопородные линии кукурузы и получил фенотипически
F ₁ дикого типа, который был гетерозиготным по аллелям трех разных генов, которые
определить рецессивные фенотипы: и определяют пыльник мутантного фенотипа;
br , брахитический; и f , штраф.Он тестировал F ₁
тестеру, который был гомозиготным рецессивным по трем генам и получил это потомство
фенотипы: 355 пыльников; 339 брахитичный, тонкий; 88 полностью дикого типа; 55 пыльник, брахитический,
отлично; 21 штраф; 17 пыльник, брахитичный; 2 брахитика; 2 пыльника, нормально.

а.

Каковы были генотипы родительских линий?

б.

Нарисуйте карту сцепления для трех генов (включая расстояния на карте).

г.

Рассчитайте величину пересечения.

17. Из пяти наборов данных, приведенных в следующей таблице, определите порядок генов по
осмотр, то есть без расчета значений рекомбинации. Рецессивные фенотипы
символизируется строчными буквами, а доминирующие фенотипы — плюсами.

(1) b a c; (2) б а в; (3) б а в; (4) а в б; (5) а в б.

18. В растении Arabidopsis thaliana локусы длины стручка.
( L = длинный, L = короткий) и плодовые волоски
( H, = волосатый, h = гладкий) связаны между собой на 16 единиц карты.
та же хромосома.Были сделаны следующие скрещивания:

Если пересечь F ₁ s сверху,

a.

Ожидаемая доля потомства л ч / л ч ?

б.

Ожидаемая доля потомства л ч / л ч ?

19. Предположим, что у аскомицетного гриба гетеродуплексная ДНК находится в гетерозиготном локусе.
A / a (проконсультироваться). Предположить, что
нить A вторгается в спираль и с той же частотой, что и
вторжение A a. Предположим, что миграция ветви не происходит. Также
предположим, что гетеродуплексы восстанавливаются до A в 80% случаев, и
a в 20% случаев. Причем из всех случаев гетеродуплексной ДНК
сайта, какая доля гетеродуплексов превратится в аберрантные соотношения типов
6: 2, 2: 6, 5: 3 и 3: 5?

20. Растение Haplopappus gracilis диплоидно, и 2 n = 4.
Есть одна длинная пара и одна короткая пара хромосом. Прилагаемые диаграммы представляют
анафазы (стадии «разрыва») отдельных клеток во время мейоза или митоза в растении
генетически дигибрид ( A / a ; B / b ) для генов на
разные хромосомы.Линии представляют хромосомы или хроматиды, а точки буквы V
представляют собой центромеры. В каждом случае определите, представляет ли диаграмма клетку в мейозе.
I, мейоз II или митоз. Если диаграмма показывает невозможную ситуацию, укажите это.

(1) невозможно; (2) мейоз II; (3) мейоз II; (4) мейоз II; (5) митоз; (6) невозможно;
(7) невозможно; (8) невозможно; (9) невозможно; (10) мейоз I; (11) невозможно; (12)
невозможно.

21. Ген Neurospora hist-1 , который находится на правом плече хромосомы 1, является
участвует в биохимическом пути синтеза гистидина.Две мутации
hist-1 гена были получены в отдельных экспериментах. Оба оставили штаммы
ауксотрофные, то есть они не будут расти, если в питательную среду не будет добавлен гистидин. Эти
мутантные штаммы были стабильными и никогда не возвращались к дикому типу. Два мутанта были скрещены
вместе ( hist-1 ⁱ × hist-1 ⁱⁱ ), и
тысячи аскоспор были помещены на среду без гистидина (минимальная среда). Большинство
аскоспоры не росли, но наблюдали три колонии.Нарисуйте диаграмму, чтобы учесть
происхождение этих редких прототрофных колоний.

22. Год 1868. Вы — опытный молодой производитель линз, работающий в Вене. С вашим начальником
новые линзы, которые вы только что построили, микроскоп с лучшим разрешением, чем любые другие
имеется в наличии. Во время тестирования этого микроскопа вы наблюдали клетки в
семенники кузнечиков, и были очарованы поведением странных удлиненных
структуры, которые вы видели в делящихся клетках.Однажды в библиотеке вы прочитали недавний
журнальная статья Г. Менделя о гипотетических «факторах», которые, как он утверждает, объясняют результаты
определенные кресты в горохе. Во вспышке откровения вы поражаетесь параллели между вашими
исследования кузнечика и соотношения Менделя (1: 1: 1: 1, 9: 3: 3: 1 и т. д.), и вы решаете написать ему
письмо. Что ты пишешь?

(Задача 22 основана на идее Эрнеста Крукера.)

Проблемы распознавания образов

В задачах с 23 по 27 диаграммы показывают фенотипы и результаты анализа селекции.По возможности выведите генотипы людей, показанных на каждой диаграмме.

23.

точек; Вертикальная черта × Без точек; горизонтальная полоса (нет точек и вертикальная полоса являются доминирующими)

24.

25.

Гены связаны.

26.

27.

28. У Drosophila гены размера крыла (фенотипы большие или рудиментарные) и
Длина щетинок (фенотипы длинные или короткие) наследуются независимо.Следующие кресты
изготовлены:

а.

Вывести отношения доминирования вовлеченных фенотипов.

б.

Выведите генотипы родителей в четырех скрещиваниях.

а.

Большой ( против ⁺ ) преобладает над рудиментарным
( против ); Длинный ( с ⁺ ) преобладает над коротким
( с )

б.

Крест 1:
v ⁺ / v ; с ⁺ / с ⁺ × в / в ; с / с

Крест 2:
v ⁺ / v ; с ⁺ / с × v / v ; с ⁺ / с

Крест 3:
v ⁺ / v ; с ⁺ / с × v ⁺ / v ; с / с

Крест 4:
v ⁺ / v ; с / с × v / v ; с ⁺ / с

29.В Drosophila гены тела черного дерева (e) и stubby
щетинки (s) сцеплены на одном плече хромосомы 2. Мухи генотипа
+ s / e + развивался преимущественно как дикий тип, но иногда обнаруживалось два
различные типы неожиданных аномалий на их теле. Первой аномалией были пары
из соседних пятен, одно с короткой щетиной, а другое с телом из черного дерева. Второй
аномалией были единичные пятна черного цвета.

а.

Нарисуйте диаграммы, чтобы показать вероятное происхождение этих двух типов неожиданных
аномалии.

б.

Объясните, почему не было отдельных коротких исправлений.

30. Растение с генотипом Q / q.R / r.T / t дает следующие генотипы гамет в
показаны пропорции:

Нарисуйте помеченные диаграммы мейоза, чтобы четко объяснить, как были эти пропорции гамет.
произведено. Покажите хромосомы

a.

Перед премейотической фазой S (фаза репликации)

b.

После образования хроматид

c.

Во время сопряжения

d.

В анафазе I

e.

В анафазе II

31. У бобов высокий (T) преобладает над коротким (t) , красные цветы
(R) преобладает над белым (r) и широкими листьями
(ширина) доминирует над узкой (ширина) .Сделан следующий крест
и потомство, полученное, как показано:

a.

Объясните, почему были получены эти фенотипы потомства и в наблюдаемых пропорциях (список
все генотипы и показывают хромосомные позиции).

б.

Согласно вашей гипотезе, если высокий, красный, широкий родитель будет самооптимизирован, то какой будет
доля коротких, белых, широких потомков?

а.

Гены окраски цветка и высоты растения связаны (на одной хромосоме).В
Положение гена ширины листа не может быть определено по этим данным.

Была ли эта статья полезной?

Как определить количество гамет, генотипов и фенотипов при скрещивании 

Расщепление фенотипов при тригибридном скрещивании

Задача 76.
Растение имеет генотип ААВвссДд. Гены наследуются независимо. 1) Сколько типов гамет образует это растение? 2) Сколько фенотипов и в каком соотношении может быть получено в потомстве этого растения при самоопылении: а) при условии полного доминирования по всем генам? б) при условии неполного доминирования по гену В?
Решение: 
1. Определение типов гамет

Образовавшиеся гаметы:

 АВсД; АВсд; АвсД; Авсд

2. Соотношение фенотипов в потомстве этого растения при самоопылении:

Схема скрещивания:

Р: ААВвссДд       х      ААВвссДд 
Г: АВсД; АВсд;           АВсД; АВсд; 
   АвсД; Авсд            АвсД; Авсд
F₁: AAВВссДД; ААВВссДд; ААВвссДД; ААВвссДд; ААВВссДд; ААВвссдд; ААввссДд; ААВвссдд; ААВвссДД; ААВвссДд; ААввссДД; ААввссДд;
ААВвссДд; ААВвссдд; ААввссДд; ААввссдд.

а). Определение фенотипов при самоопылении, если наблюдается полное доминирование по всем генам

Фенотипы: Расщепление по фенотипу — 1:3:4:8.  

б). Определение фенотипов при условии неполного доминирования по гену В

Фенотипы: Расщепление по фенотипу — 1:3:3:4:5.
 

---

Типы гамет у дигетерозиготной женщины 

Задача 77.
Гемофилия и дальтонизм определяются рецессивными генами, расположенными в Х- хромосоме на расстоянии 9,8 морганиды. Какие типы гамет и в каком количестве (в %) образуются у дигетерозиготной женщины?
Решение:
X^H — ген нормального свертывания крови; 
Х^h — ген гемофилии;
X^D — ген нормального зрения;
X^d — ген дальтонизма.

Определение типов гамет у дигетерозиготной женщины

1. Схема скрещивания, если женщина гетерозиготна по обоим признакам и обе аномалии унаследовала от своего отца

_DХ^H||_dX^h

Г: _DX^H|; _dX^h|           
 некросс.
 гаметы

 *_HX^d|; *_hX^D|
 кроссов.
 гаметы 

Расстояние между генами 9,8 м показывает, что кроме некроссоверных гамет есть кроссоверные гаметы, причем последних будет 9,8%. Гаметы некроссоверные: _DX^H| и _dX^h|; их соотношение [(100% — 9,8%) : 2 = 45,1%] по 45,1%. Кроссоверные гаметы: *_HX^d| и *_hX^D|, их соотношение [9,8 : 2 = 4,9%] по 4,9%.
Значит, женщина будут иметь следующий набор гамет: _DX^H| — 45,1%; _dX^h| — 45,1%; *_HX^d| и *_hX^D| по 4,9%.

2. Схема скрещивания, если женщина гетерозиготна по обоим признакам и одну аномалию унаследовала от своего отца, а другую — от своей матери

_DХ^h||_dX^H

Г: _DX^h|; _dX^H|           
 некросс.
 гаметы

 *_DX^H|; *_dX^h|
 кроссов.
 гаметы 

Расстояние между генами 9,8 м показывает, что кроме некроссоверных гамет есть кроссоверные гаметы, причем последних будет 9,8%. Гаметы некроссоверные: _DX^h| и _dX^H|; их соотношение [(100% — 9,8%) : 2 = 45,1%] по 45,1%. Кроссоверные гаметы: *_DX^H| и *_dX^h|, их соотношение [9,8 : 2 = 4,9%] по 4,9%.
Значит, женщина будут иметь следующий набор гамет: _DX^h| — 45,1%; _dX^H| — 45,1%; *_DX^H| и *_hX^d| по 4,9%.

---

Управление образования
администрации города Шахтёрска

Методический кабинет

Муниципальное
общеобразовательное учреждение

«Шахтёрская гимназия»

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

«ТЕХНОЛОГИЯ РЕШЕНИЯ
ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ»

Кобелева
Елена Владимировна,

учитель  
биологии                                             Муниципального
общеобразовательного учреждения  «Шахтёрская  
гимназия»                                                      

Шахтёрск — 2018

Автор-составитель Кобелева Е.В., учитель
биологии Муниципального общеобразовательного учреждения «Шахтёрская гимназия»,
специалист высшей квалификационной категории.

Рецензенты:

1.           
Гагулина В.В., методист методического кабинета Управления
образования города Шахтёрска

2.           
Ямковая О.Б, МОУ заместитель директора по УВР         «СШ №1»,
учитель биологии специалист высшей квалификационной категории.

3.           
Фуникова О.А., учитель биологии УВК№1, специалист

Методическое пособие представляет собой 
сборник   школьного курса биологии 11класса, тематически соответствует
программе обучения и  учебнику.

В пособии представлены  алгоритмы
решения задач по изучаемым темам раздела «Генетика»,   краткий теоретический
материал, необходимый для решения задач  в виде карты-памяти, образец решения
задачи по предложенному алгоритму и задачи для самостоятельного решения.

Работа со сборником позволит
учащимся усвоить основные понятия, термины и законы генетики, разобраться в
генетической символике, применять теоретические знания на практике, объяснять
жизненные ситуации с точки зрения генетики, подготовиться к сдаче ГИА.

Содержание

Введение

Основные
термины и понятия генетики

Глава
1. Общие рекомендации по решению генетических задач

1.1.         
Техника решения задач

1.2.         
Оформление задач по генетике

1.3.         
Законы Менделя

1.4.         
Закон Моргана

1.5.         
Правила при решении задач по
генетике

1.6.         
Список доминантных и рецессивных
признаков человека

Глава 2. Алгоритм решения
задач

2.1.    Решение прямых задач

2.2.    Алгоритм решения обратных задач

2.3.    Алгоритм решения задач «Моногибридное скрещивание»

2.4.    Алгоритм решения задач «Дигибридное скрещивание»

2.5. Алгоритм решения задач «Анализирующее скрещивание»

2.6. Алгоритм решения задач «Сцепленное наследование»

2.7. Алгоритм решения задач «Генетика пола»

2.8. Алгоритм решения задач «Наследование признаков, сцепленных с
полом»

Глава 3. Примеры решения задач по генетике

Заключение

Литература

Введение

Разделы «Основы генетики» и
«Молекулярная биология» являются одними из самых сложных для понимания в
школьном курсе общей биологии. Облегчению усвоения этих разделов может
способствовать решение задач по генетике разных уровней сложности.

Решение задач, как
учебно-методический прием изучения генетики, имеет важное значение. Его
применение способствует качественному усвоению знаний, получаемых теоретически,
повышая их образность, развивает умение рассуждать и обосновывать выводы,
существенно расширяет кругозор изучающего генетику, т.к. задачи, как правило,
построены на основании документальных данных, привлеченных из области частной
генетики растений, животных, человека. Использование таких задач развивает у
школьников логическое мышление и позволяет им глубже понять учебный материал, а
преподаватель имеет возможность осуществлять эффективный контроль уровня
усвоенных учащимися знаний. Несмотря на это школьные учебники содержат минимум
информации о закономерностях наследования, а составлению схем скрещивания и
решению генетических задач в школьной программе по общей биологии отводится
очень мало времени. Поэтому возникла необходимость в создании данного сборника. Учебное пособие составлено согласно обновленным ГОС, программе основного
общего и среднего общего образования по биологии

Метопредметные связи, реализуемые
при составлении данного сборника:

·       
Математика —
умение производить простейшие вычисления, анализировать и прогнозировать
результаты.

·       
История —
знание родословных основных персон мира для составления генеалогических древ
при выполнении различных творческих работ.

·       
Биология —
основы цитологии, молекулярной биологии, строения клетки.

·       
Органическая
химия — строение углеводов, белков, аминокислот, нуклеиновых кислот.

Цель: развитие у учащихся умения и навыков
решения задач по основным разделам классической генетики.

Задачи:

1.                
Развивать
познавательный интерес к предмету;

2.                
Показать
практическую значимость общей биологии для различных отраслей производства,
селекции, медицины;

3.                
Создать
условия для формирования и развития у учащихся УУД, интеллектуальных и
практических умений в области генетики.

4.                
Ликвидировать 
пробелы в знаниях учащихся;

Результат работы со сборником

Учащиеся  знают:

·       
основные
понятия, термины и законы генетики;

·       
генетическую
символику.

Учащиеся умеют:

·       
правильно
оформлять условия, решения и ответы генетических задач;

·       
решать
типичные задачи;

·       
логически
рассуждать и обосновывать выводы.

Учащиеся  умеют характеризовать:

·       
причины
биологической индивидуальности на разных уровнях;

·       
модификационную,
мутационную и комбинативную изменчивость, ее причины;

·       
норму реакции;

·       
значение
генотипа и условий среды в формировании фенотипа;

·       
значение
мутаций в эволюции, генетике, здравоохранении и экологической безопасности
населения.

Учащиеся  умеют  характеризовать
основные положения:

·       
мутационной
теории;

·       
закона
гомологических рядов наследственной изменчивости;

·       
закономерностей
модификационной изменчивости;

·       
Закона Харди —
Вайнберга;

·       
Вклад Н.И.
Вавилова, И.А. Рапопорта, В.В. Сахарова, А.С. Серебровского, С.С.
Четверикова, Н.П. Дубинина в развитие науки генетики, синтетической теории
эволюции, селекции.

Основные термины и
понятия генетики.

Ген (с современных позиций) – это участок
молекулы ДНК, содержащий информацию о  первичной структуре одного белка. Гены
находятся в хромосомах, где они расположены линейно, образуя «группы
сцепления».

Аллельные
гены – это пара генов, определяющих контрастные (альтернативные)
признаки организма. Каждый ген этой пары называется аллелью. Аллельные гены
расположены в одних и тех же участках локусах гомологичных  (парных) хромосом.

Альтернативные
признаки – это взаимоисключающие, контрастные признаки
(например, жёлтые и зелёные семена гороха). Часто один из альтернативных
признаков является доминантным, а другой – рецессивным.

Доминантный признак – это признак, проявляющийся у гибридов первого
поколения при скрещивании представителей чистых линий. Например, у гороха
доминантными признаками являются жёлтая окраска семян, гладкая поверхность
семян, пурпурная окраска цветков

Рецессивный признак не проявляется у гибридов первого поколения при
скрещивании представителей чистых линий.

Гомозигота
– клетка или организм, содержащие одинаковые аллели одного и того же гена (АА
или аа).

Гетерозигота
– клетка или организм, содержащие разные аллели одного и того же
гена (Аа).

Генотип
– совокупность всех генов организма.

Фенотип
– совокупность признаков организма, формирующихся при взаимодействии
генотипа с окружающей средой.

Гибридологический метод – изучение признаков родительских форм, проявляющихся в
ряду поколений у потомства, полученного путём гибридизации (скрещивания).

Моногибридное скрещивание – это скрещивание форм, отличающихся друг от друга по
одной паре изучаемых контрастных (альтернативных) признаков, которые передаются
по наследству.

Дигибридное скрещивание – это скрещивание форм, отличающихся друг от друга по
двум парам изучаемых альтернативных признаков.

Полигибридное скрещивание – это сложное скрещивание, при котором родительские
организмы отличаются по трём, четырём, и более парам контрастных
(альтернативных) признаков.

Раздел 1 . Общие рекомендации по решению генетических
задач.

1.1.         
Техника решения задач

Алгоритм

Символика

1. Краткая запись условий задачи. Введение буквенных обозначений генов, обычно А и В. Определение типа наследования (доминантность, рецессивность), если это не указано. 2. Запись фенотипов и схемы скрещивания словами. 3.Определение фенотипов в соответствии с условиями. Запись генотипов символам генов под фенотипами. 4. Определение гамет. Выяснение их числа и находящихся в них генов на основе установленных генотипов. 5. Составление решетки Пеннета. 6. Анализ решетки согласно поставленным вопросам. 7. Краткая запись ответов

1. Р – перента – родители. Родительские организмы, взятые для скрещивания, отличающиеся наследственными задатками. 2.F – филис – дети. Гибридное потомство. 3. F1 –гибриды I поколения, F2 – гибриды II поколения. 4. G— гаметы А а …. 5. А, В – доминантные гены, отвечающие за доминантные признаки (например, желтую окраску и гладкую поверхность семян гороха). 6. а, в – рецессивные  гены, отвечающие за развитие рецессивных признаков (например, зелёной окраски семян гороха и морщинистой поверхности семян гороха). 7. А, а – аллельные гены, определяющие конкретный признак. 8. АА, ВВ – доминантные гомозиготы, аа, вв – рецессивные гомозиготы. 9. Х – знак скрещивания. 10. ♀ — символ, обозначающий женский пол особи (символ Венеры – зеркальце с ручкой). 11.♂ — символ, обозначающий мужской пол особи (символ Марса – копьё и щит).

1.2.         
Оформление задач по генетике.

2.                  
Первым  принято записывать генотип женской особи, а затем –
мужской (верная запись — ♀ААВВ  х  ♂аавв;  неверная
запись — ♂аавв  х  ♀ААВВ).

3.                  
Гены одной аллельной пары всегда пишутся рядом (верная запись
– ♀ААВВ; неверная запись ♀АВАВ).

4.                  
При записи генотипа, буквы, обозначающие признаки, всегда пишутся
в алфавитном порядке, независимо, от того, какой признак – доминантный или
рецессивный – они обозначают (верная запись — ♀ааВВ; неверная запись
-♀ ВВаа).

5.                  
Если известен только фенотип особи, то при записи её генотипа
пишут лишь те гены, наличие которых бесспорно.  Ген, который невозможно
определить по фенотипу, обозначают значком «_» (например, если жёлтая окраска
(А) и гладкая форма  (В) семян гороха –  доминантные признаки, а
зелёная окраска (а) и морщинистая форма (в) – рецессивные, то генотип особи с
жёлтыми морщинистыми семенами записывают А_вв).

6.                  
Под генотипом всегда пишут фенотип.

7.                  
У особей определяют и записывают типы гамет, а не их количество:

               верная запись      
                     
                     
   неверная запись

                     ♀
АА             
                                                        ♀ АА

                        
 А          
                                                              А
     А

8.                  
Фенотипы и типы  гамет пишутся строго под соответствующим
   генотипом.

9.                  
Записывается ход решения задачи с обоснованием каждого вывода
 и полученных результатов.

10.              
При решении задач на ди- и полигибридное скрещивание для
определения генотипов потомства рекомендуется пользоваться решёткой Пеннета. По
вертикали записываются типы гаметы от материнской особи, а по горизонтали –
отцовской. На пересечении записываются сочетание гамет, соответствующие
генотипу образующейся  дочерней особи.

1.3.         
Законы Г.
Менделя

Первый закон Менделя — закон
единообразия гибридов F₁

Этот закон выведен
на основании результатов моногибридного скрещивания. Для опытов было взято
два сорта гороха, отличающихся друг от друга одной парой признаков —
цветом семян: один сорт имел желтую окраску, второй — зеленую.
Скрещивающиеся растения были гомозиготными.

Для записи результатов скрещивания
Менделем была предложена следующая схема:

А —желтая окраска семян
а — зеленая окраска семян

Р (родители)	АА	аа
Г (гаметы)	А	а
F1 (первое поколение)	Аа (все растения имели желтые семена)

Формулировка закона: при скрещивании организмов,
различающихся по одной паре альтернативных признаков, первое поколение единообразно
по фенотипу и генотипу.

Второй закон Менделя — закон
расщепления

Из семян, полученных при
скрещивании гомозиготного растения с желтой окраской семян
с растением с зеленой окраской семян, были выращены растения,
и путем самоопыления было получено F₂.

Р (F1)	Aa	Aa
Г	А; a	А; a
F2	АА; Аа; Аа; аа  (75% растений имеют доминантный признак,25% — рецессивный)

Формулировка закона: у потомства, полученного
от скрещивания гибридов первого поколения, наблюдается расщепление
по фенотипу в соотношении 3:1, а по генотипу — 1:2:1.

Третий закон Менделя — закон
независимого наследования

Этот закон был выведен
на основании данных, полученных при дигибридном скрещивании. Мендель
рассматривал наследование двух пар признаков у гороха: окраски
и формы семян.

В качестве родительских форм
Мендель использовал гомозиготные по обоим парам признаков растения: один
сорт имел желтые семена с гладкой кожицей, другой — зеленые
и морщинистые.

А — желтая окраска семян, а — зеленая окраска семян,
В — гладкая форма, в — морщинистая форма.

Р	ААВВ	аавв
Г	АВ	ав
F1	АаВв 100% (желтые гладкие).

Затем Мендель из семян F₁ вырастил растения и путем
самоопыления получил гибриды второго поколения.

Р	АаВв	АаВв
Г	АВ, Ав, аВ, ав	АВ, Ав, аВ, ав
F2	Для записи и определения генотипов используется решетка Пеннета Гаметы АВ Ав аВ ав АВ ААВВ ААВв АаВВ АаВв Ав ААВв Аавв АаВв Аавв аВ АаВВ АаВв ааВВ ааВв ав АаВв Аавв ааВв аавв

В F₂ произошло расщепление на 4 фенотипических класса в соотношении 9:3:3:1. 9/16 всех семян имели оба доминантных
признака (желтые и гладкие), 3/16 — первый доминантный и второй рецессивный
(желтые и морщинистые), 3/16 — первый рецессивный и второй доминантный
(зеленые и гладкие), 1/16 — оба рецессивных признака (зеленые
и морщинистые).

При анализе наследования каждой
пары признаков получаются следующие результаты. В F₂ 12 частей
желтых семян и 4 части зеленых семян, т.е.
соотношение 3:1.
Точно такое же соотношение будет и по второй паре признаков
(форме семян).

Формулировка закона: при скрещивании организмов,
отличающихся друг от друга двумя и более парами альтернативных
признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо
друг от друга и комбинируются во всевозможных сочетаниях.

Третий закон Менделя выполняется
только в том случае, если гены находятся в разных парах гомологичных
хромосом.

Закон (гипотеза) «чистоты» гамет

При анализе признаков гибридов
первого и второго поколений Мендель установил, что рецессивный ген
не исчезает и не смешивается с доминантным. В F₂ проявляются оба гена, что возможно
только в том случае, если гибриды F₁ образуют два типа гамет: одни несут доминантный
ген, другие — рецессивный. Это явление и получило название гипотезы
чистоты гамет: каждая гамета несет только один ген из каждой аллельной
пары. Гипотеза чистоты гамет была доказана после изучения процессов,
происходящих в мейозе.

Гипотеза «чистоты» гамет — это
цитологическая основа первого и второго законов Менделя.
С ее помощью можно объяснить расщепление по фенотипу
и генотипу.

Анализирующее скрещивание

Этот метод был предложен Менделем
для выяснения генотипов организмов с доминантным признаком, имеющих
одинаковый фенотип. Для этого их скрещивали с гомозиготными
рецессивными формами.

Если в результате скрещивания
все поколение оказывалось одинаковым и похожим на анализируемый
организм, то можно было сделать вывод: исходный организм является
гомозиготным по изучаемому признаку.

Если в результате скрещивания
в поколении наблюдалось расщепление в соотношении 1:1,
то исходный организм содержит гены в гетерозиготном состоянии.

Наследование групп крови (система АВ0)

Наследование групп крови
в этой системе является примером множественного аллелизма (это
существование у вида более двух аллелей одного гена). В человеческой
популяции имеется три гена (i⁰, I^А, I^В),
кодирующие белки-антигены эритроцитов, которые определяют группы крови людей.
В генотипе каждого человека содержится только два гена, определяющих его
группу крови: первая группа i⁰i⁰; вторая I^Аi⁰ и I^АI^А;
третья I^ВI^В и I^Вi⁰ и четвертая I^АI^В.

Наследование признаков, сцепленных
с полом

У большинства организмов пол
определяется во время оплодотворения и зависит от набора
хромосом. Такой способ называют хромосомным определением пола.
У организмов с таким типом определения пола есть аутосомы
и половые хромосомы — Y и Х.

У млекопитающих (в т.ч.
у человека) женский пол обладает набором половых хромосом ХХ, мужской
пол — ХY. Женский пол называют гомогаметным (образует один тип гамет);
а мужской — гетерогаметным (образует два типа гамет). У птиц
и бабочек гомогаметным полом являются самцы (ХХ), а гетерогаметным —
самки (ХY).

В  задания ГИА  включены
задачи только на признаки, сцепленные с Х-хромосомой. В основном
они касаются двух признаков человека: свертываемость крови (Х^Н —
норма; X^h — гемофилия), цветовое зрение (Х^D —
норма, X^d — дальтонизм). Гораздо реже встречаются задачи
на наследование признаков, сцепленных с полом, у птиц.

У человека женский пол может быть
гомозиготным или гетерозиготным по отношению к этим генам. Рассмотрим
возможные генетические наборы у женщины на примере гемофилии (аналогичная
картина наблюдается при дальтонизме): Х^НХ^Н —
здорова; Х^НX^h — здорова, но является
носительницей; Х^hХ^h — больна. Мужской пол
по этим генам является гомозиготным, т.к. Y-хромосома не имеет
аллелей этих генов: Х^НY — здоров; X^hY — болен.
Поэтому чаще всего этими заболеваниями страдают мужчины, а женщины
являются их носителями.

1.4.    
Закон Моргана

Число признаков организма многократно превышает число хромосом.
Следовательно, в одной хромосоме располагается множество генов. Наследование признаков,
гены которых находятся в одной паре гомологичных хромосом, называется сцепленным
наследованием (закон Моргана). Гены,
расположенные в одной хромосоме, образуют группу сцепления.
Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом.

1.5.    
Правила при решении задач по генетике.

  Правило первое. Если при
скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в их потомстве наблюдается
расщепление признаков, то эти особи гетерозиготны.

  Правило второе.
Если в результате скрещивания особей, отличающихся фенотипически по одной паре
признаков, получается потомство, у которого наблюдается расщепление по этой же
паре признаков, то одна из родительских особей гетерозиготна, а другая –
гомозиготна по рецессивному признаку.

 Правило третье. Если при скрещивании
фенотипически одинаковых особей (по одной паре признаков) в первом поколении
гибридов происходит расщепление признаков на три фенотипические группы в
отношениях 1:2:1 , то это свидетельствует о неполном доминировании и о том, что
родительские особи гетерозиготны.

  Правило четвертое.
Если при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в потомстве
происходит расщепление признаков в соотношении 9:3:3:1, то исходные особи были
дигетерозиготны.

  Правило пятое.
Если при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в потомстве
происходит расщепление признаков в соотношении 9:3:4  9:6:1 , 9:7 , 12:3:1, то
это свидетельствует о взаимодействии генов, а расщепление в отношениях 12:3:1,
13:3 и 15:1 – об эпистатическом взаимодействии генов.

1.6.         
Список доминантных и рецессивных признаков человека

в этом списке приведены основные признаки человека и их доминантность/рецессивность.

Доминантный	Рецессивный
Кожа
Нормальная пигментация кожи, глаз, волос	Альбинизм
Смуглая кожа	Светлая кожа
Нормальный цвет кожи	Пегая пятнистость (белопегость)
Пигментированное пятно в области крестца	Отсутствует
Кожа толстая	Кожа тонкая
Зрение
Близорукость	Нормальное зрение
Дальнозоркость	нормальное зрение
Нормальное зрение	Ночная слепота
Цветовое зрение	Дальтонизм
Отсутствие катаракты	Катаракта
Отсутствие косоглазия	Косоглазие
Рост
Низкий рост (ниже 165 см)	Нормальный рост
Руки
Нормальное число пальцев	Полидактилия (добавочные пальцы)
Нормальная длина пальцев	Брахидактилия (короткие пальцы)
Праворукость	Леворукость
Нормальное строение пальца	Большой палец руки толстый и короткий (расплющенный)
Ногти тонкие и плоские	Нормальные
Ногти очень твердые	Нормальные
Узоры на коже пальцев эллиптические	Узоры на коже пальцев циркулярные
Ноги
Норма	Предрасположенность к варикозному расширению вен
Второй палец ноги длиннее большого	Второй палец ноги короче
Повышенная подвижность большого пальца	Норма
Слух
Нормальный слух	Врожденная глухота
Процессы в организме
Нормальное усвоение глюкозы	Сахарный диабет
Нормальная свёртываемость крови	Гемофилия
Черты лица
Веснушки	Отсутствие веснушек
Круглая форма лица (R–)	Квадратная форма лица (rr)
Круглый подбородок (K–)	Квадратный подбородок (kk)
Ямочка на подбородке (А–)	Отсутствие ямочки (аа)
Ямочки на щеках (D–)	Отсутствие ямочек (dd)
Густые брови (B–)	Тонкие брови (bb)
Брови не соединяются (N–)	Брови соединяются (nn)
Длинные ресницы (L–)	Короткие ресницы (ll)
Волосы
Тёмные	Светлые
Не рыжие	Рыжие
Кучерявые	Волнистые
Волнистые (???)	Прямые
Облысение (у мужчин)	Норма
Норма	Облысение (у женщин)
Норма	Белая прядь
Преждевременное поседение	Норма
Обильная волосатость тела	Мало волос на теле
Норма	Широкие пушистые брови
Нос
Круглый нос (G–)	Заострённый нос (gg)
Круглые ноздри (Q–)	Узкие ноздри (qq)
Высокая и узкая переносица	Низкая и широкая переносица
Нос с горбинкой	Прямая или согнутая переносица
Кончик носа направлен прямо	Курносый нос
Рот
Способность загибать язык назад	Нет
Способность свертывать язык трубочкой	Нет
Отсутствие зубов при рождении	Зубы при рождении
Выступающие вперед зубы и челюсти	Зубы и челюсти не выступают
Щель между резцами	Отсутствует
Предрасположенность к кариесу зубов	Норма
Полные губы	Тонкие губы
Норма	Габсбургская губа
Уши
Острая верхушка уха (дарвиновский бугорок имеется)	Отсутствует
Свободная мочка уха (S–)	Сросшаяся мочка уха (ss)
Кровь
Группы крови А, В и O	Группа крови AB
Наличие резус-фактора (Rh+)	Отсутствие резус-фактора (Rh-)

Раздел  2. Алгоритм решения  задач.

2.1. Решение прямых задач

Под прямой задачей подразумевается такая,
в которой известны генотипы родителей, необходимо определить возможные генотипы
и фенотипы потомства в первом и втором поколениях.

Для решения задачи следует составить
схему, аналогичную той, что использовалась для записи результатов
моногибридного скрещивания.

Алгоритм действий	Пример решения задачи.
1. Чтение условия задачи.	1. Задача. При скрещивании двух сортов томатов с гладкой и опушенной кожицей в первом поколении все плоды оказались с гладкой кожицей. Определите генотипы исходных родительских форм и гибридов первого поколения. Какова вероятность получения в  потомстве плодов с гладкой кожицей? Плодов с опушенной кожицей?
2. Введение буквенного обозначения доминантного и рецессивного признаков.	2. Решение. Если в результате скрещивания все потомство имело гладкую кожицу, то этот признак  — доминантный (А), а опушенная кожица – рецессивный признак (а).
3. Составление схемы 1-го скрещивания, запись фенотипов, а затем генотипов родительских особей.	3. Так как скрещивались чистые линии томатов, родительские особи были гомозиготными. Р   фенотип        ♀ гладкая                х              ♂опушенная                                  кожица                                кожица Р    генотип             ♂  АА                  х             ♀ аа
4. Запись типов гамет, которые могут образовываться во время мейоза.	4.                                     ↓                                       ↓ G                                     А                                       а (Гомозиготные особи дают только один тип гамет.)
5. Определение генотипов и фенотипов потомков, образующихся в результате оплодотворения.	5. F1   генотип                                          Аа       фенотип                                 гладкая кожица
6. Составляем схему второго скрещивания.	6. Р  фенотип                ♀гладкая            х              ♂гладкая                                     кожица                              кожица     Р  генотип                      ♂Аа                х                ♀Аа
7. Определяем гаметы, которые дает каждая особь.	7.                                   ↓         ↓                             ↓         ↓ G                                   А         а                            А         а (Гетерозиготные особи дают два типа гамет).
8. Составляем решетку Пеннета и определяем генотипы и фенотипы потомков.	8.               F2                                            Генотип                             Аа      Аа      Аа       аа                         гл.       гл.      гл.      опуш.
9. Отвечаем на вопросы задачи полными предложениями, записывая все вычисления.	Вероятность появления в F2 плодов с гладкой кожицей: 4  —  100% 3  —   х                х = (3х100):4 =75% Вероятность появления в F2 плодов с опушенной кожицей: 100%-75% =25%.
10. Записываем ответ по образцу:	Ответ: АА, аа, Аа / 75%, 25%.

2.2.  Алгоритм решения обратных задач.

Под обратной задачей имеется в виду такая задача, в которой даны
результаты скрещивания, фенотипы родителей и полученного потомства; необходимо определить
генотипы родителей и потомства.

1. Читаем условие задачи.	1. Задача. При скрещивании двух дрозофил с нормальными крыльями у 32 потомков были укороченные крылья, а у 88 потомков – нормальные крылья. Определите доминантный и рецессивный признаки. Каковы генотипы родителей и потомства?
2. По результатам скрещивания F1 или F2 определяем доминантный и рецессивный признаки и вводим обозначение.	2. Решение. Скрещивались мухи с нормальными крыльями, а в потомстве оказались мухи с редуцированными крыльями. Следовательно, нормальные крылья – доминантный признак (А), а редуцированные крылья – рецессивный признак (а).
3. Составляем схему скрещивания и записываем генотип особи с рецессивными признаком или особи с известным по условию задачи генотипом.	3. Р   фенотип      ♀норм.                х                  ♂норм.                              крылья                                    крылья Р    генотип           ♂А_                х                 ♀ А_ F1   фенотип        88 норм. крылья           32 редуц. крылья       генотип                  А_                                       аа
4. Определяем типы гамет, которые может образовать каждая родительская особь.	4. Родительские особи обязательно образуют гаметы с доминантным геном. Так как в потомстве появляются особи с рецессивным признаком, значит у каждого из родителей есть один ген с рецессивным признаком. Отсюда: Р   фенотип           норм. крылья        х   норм. крылья Р   генотип                   Аа                   х              Аа                                  ↓           ↓                        ↓           ↓ G                              А          а                        А           а
5. Определяем генотип и фенотип потомства, полученного в результате оплодотворения, записываем схему.	5. F1  генотип               АА           Аа            Аа            аа            фенотип         88 (норм.       норм.       норм.       редуц.)
6.Записываем ответ задачи.	Ответ: доминантный признак – нормальные крылья/ Аа и Аа/ АА, 2Аа, аа.

2.3.
Алгоритм решения задач  «Моногибридное
скрещивание».

·       
Определите доминантный и рецессивный признак по результатам
скрещивания первого поколения (F1) и второго (F2) (по условию задачи). Введите
буквенные обозначения: А — доминантный а — рецессивный.

·       
Запишите генотип особи с рецессивным признаком или особи с
известным по условию задачи генотипом и гаметы.

·       
Запишите генотип гибридов F1.

·       
Составьте схему второго скрещивания. Запишите гаметы гибридов F1 в
решетку Пеннета по горизонтали и по вертикали.

·       
Запишите генотипы потомства в клетках пересечения гамет.
Определите соотношения фенотипов в F1

ТИП СКРЕЩИВАНИЯ	СХЕМА СКРЕЩИВАНИЯ	ЗАКОН. АВТОР
Моногибридное скрещивание по одной паре признаков. 1. При полном доминировании проявляется только доминантный признак. 2. При неполном доминировании признак имеет среднее (промежуточное) значение между доминантным и рецессивным	Скрещивание гибридов при полном доминировании.   при неполном доминировании.	I. Закон единообразия первого поколения.         (Г. Мендель). При скрещивании двух особей с противоположными признаками в первом поколении все гибриды одинаковы и похожи на одного из родителей. II. Закон расщепления. (Г.Мендель). При скрещивании гибридов I поколения во втором поколении наблюдается расщепление в соотношении 3:1 по фенотипу.

2.4.
Алгоритм решения задач  «Дигибридное
скрещивание».

·       
Определите доминантный и рецессивный признак по результатам
скрещивания первого поколения (F1) и второго (F2) (по условию задачи). Введите буквенные
обозначения: А — доминантный а — рецессивный.

·       
Запишите генотип особи с рецессивным признаком или особи с
известным по условию задачи генотипом и гаметы.

·       
Запишите генотип гибридов F1.

·       
Составьте схему второго скрещивания. Запишите гаметы гибридов F1 в
решетку Пеннета по горизонтали и по вертикали.

·       
Запишите генотипы потомства в клетках пересечения гамет.
Определите соотношения фенотипов в F1

Тип скрещивания	Схема скрещивания	Закон. автор
	Скрещивание гибридов	Закон единообразия I поколения соблюдается.
Дигибридное — это скрещивание по двум парам признаков		II. Закон независимого наследования признаков  (Г. Мендель). При скрещивании гибридов I поколения по двум парам признаков наследование по каждой паре признаков идет независимо друг от друга и образуются четыре фенотипические группы с новыми сочетаниями. Расщепление по фенотипу 9:3:3:1

2.5.
Алгоритм решения задач  «Анализирующее
скрещивание».

·       
Определите доминантный и рецессивный признак по результатам
скрещивания первого поколения (F1) и второго (F2) (по условию задачи). Введите
буквенные обозначения: А — доминантный а — рецессивный.

·       
Запишите генотип особи с рецессивным признаком или особи с
известным по условию задачи генотипом и гаметы.

·       
Запишите генотип гибридов F1.

·       
Составьте схему второго скрещивания. Запишите гаметы гибридов F1 в
решетку Пеннета по горизонтали и по вертикали.

·       
Запишите генотипы потомства в клетках пересечения гамет.
Определите соотношения фенотипов в F1.

Тип скрещивания	Схема скрещивания	Закон. автор
Анализирующее — это скрещивание особи с доминантным фенотипом с особью с рециссивными признаками (гомозиготой) для определения генотипа особи с доминантным признаком	I вариант	Если при скрещивании особи с доминантным признаком с рецессивной гомозиготной особью полученное потомство единообразно, то анализируемая особь с доминантным признаком гомозиготна (АА).
II вариант	Если при скрещивании особи с доминантным признаком с рецессивной гомозиготой полученное потомство дает расщепление 1 : 1 , то анализируемая особь с доминантным признаком гетерозиготна (Аа).

2.6. Алгоритм решения задач  «Сцепленное наследование».

·       
Определите доминантный и рецессивный признак по результатам
скрещивания первого поколения (F1) и второго (F2) (по условию задачи). Введите
буквенные обозначения: А — доминантный а — рецессивный.

·       
Запишите генотип особи с рецессивным признаком или особи с
известным по условию задачи генотипом и гаметы.

·       
Запишите генотип гибридов F1.

·       
Составьте схему второго скрещивания. Запишите гаметы гибридов F1 в
решетку Пеннета по горизонтали и по вертикали.

·       
Запишите генотипы потомства в клетках пересечения гамет.
Определите соотношения фенотипов в F1.

Тип скрещивания	Схема скрещивания	Закон. автор
Сцепленное наследование — это наследование признаков, расположенных в одной хромосоме	Без кроссинговера
При кроссинговере	Закон сцепленного наследования генов, находящихся в одной хромосоме (Т. Морган). Гены, находящиеся в одной хромосоме, наследуются совместно, сцеплено. Сцепление генов может нарушаться в результате кроссинговера. Количество кроссверных особей всегда значительно меньше, чем количество основных особей (Т. Морган).

1. Полное сцепление

Перед решением задач на сцепленное
наследование целесообразно сравнить результаты анализирующего
скрещивания при независимом и сцепленном
наследовании:

Независимое
наследование

А – желтая окраска, а – зеленая окраска,
В – гладкие семена, b – морщинистые семена.

 Сцепленное
наследование (кроссинговер отсутствует)

А – серое тело, а – черное тело,
В – нормальные крылья, b – короткие крылья.

2. Определение типов гамет

Количество
гамет равно 2ⁿ, где n – не число гетерозиготных пар генов, а
количество пар разнородных хромосом, содержащих гетерозиготные гены. Например,
тригетерозигота АаВbСс будет давать
8 типов гамет, если гены расположены в разных парах хромосом (n = 3) и только 2
типа, если гены находятся в одной паре (n = 1).

 3. Неполное сцепление

При неполном
сцеплении гомологичные хромосомы могут обмениваться аллельными генами. Причиной
этого является кроссинговер, который, в свою очередь, является результатом
того, что при мейозе гомологичные хромосомы конъюгируют и могут обмениваться
участками.

В результате этого
при скрещивании дигетерозигот с генотипом      
с гомозиготами по рецессиву, имеющими генотип  , в
потомстве, наряду с обычными, появляется некоторое количество особей,
образовавшихся в результате слияния кроссоверных гамет (рекомбинантов), имеющих
генотип      
или      .

4.Составление схем кроссинговера

При
составлении схем кроссинговера следует помнить, что основное количество гамет
будут составлять некроссоверные, а кроссоверные гаметы будут встречаться в
небольших количествах. Образование кроссоверных гамет можно легко определить,
воспользовавшись схемой:

 Напишите  возможные варианты
кроссинговера между генами в группе сцепления   .

 Решение

1) Одиночный кроссинговер между
генами А и В:

2) Одиночный кроссинговер между
генами В и С:

3) Двойной кроссинговер между генами А и С:

5.Определение типа наследования (сцепленное или независимое) и
расстояния между генами

Для
определения типа наследования необходимо выяснить
количество особей, получающихся при анализирующем скрещивании.

Соотношение
фенотипических классов в F₁, близкое к 1:1:1:1, позволяет с большой
вероятностью предположить наличие независимого наследования,
а присутствие в потомстве двух фенотипов в пропорции, близкой к 1:1, указывает
на сцепленное наследование. Наличие небольшого количества
рекомбинантов является результатом кроссинговера.

Количество таких организмов
пропорционально вероятности кроссинговера между сцепленными генами и,
следовательно, расстоянию между ними в хромосоме. Это расстояние измеряется
в морганидах (М) и может быть определено по формуле:

где x –расстояние
между генами (в морганидах),
а и с –количество кроссоверных особей,
n – общее число особей.

Таким образом,
одна морганида равна 1% кроссинговера.

Если
число кроссоверных особей дано в процентах, то расстояние между
генами равно сумме процентного состава.

Определение числа кроссоверных гамет или
полученного соотношения особей в потомстве в зависимости от расстояния между
генами в хромосомах

Число кроссоверных гамет определяется
по формуле (3), выведенной из формулы (2) для определения расстояния между
генами в хромосоме:

где а и с –
количество рекомбинантов каждого вида,
n – общее количество потомства,
x – расстояние между генами в морганидах.

Картирование хромосом

Для
составления карт хромосом рассчитывают
взаимное расстояние между отдельными парами генов и
затем определяют расположение этих генов относительно друг друга.

Так, например,
если три гена расположены в следующем порядке: А
В С, то расстояние между генами А и С (процент рекомбинаций) будет равно сумме
расстояний (процентов рекомбинаций) между парами генов АВ и ВС.

Если
гены расположены в порядке: А С В,
то расстояние между генами А и С будет равно разности расстояний между парами
генов АВ и СВ.

ABC – 47,5% abc – 47,5% Abc – 1,7% aBC – 1,7% ABc – 0,8% abC –          0,8%

Построить карту этого участка хромосомы.

 Решение

1.                
Расщепление при анализирующем скрещивании, близкое к 1:1,
указывает на то, что все три пары генов находятся в одной хромосоме.

2.                
Расстояние между генами А и В равно:
1,7 + 1,7 = 3,4 М.

3.                
Расстояние между генами В и С равно:
0,8 + 0,8 = 1,6 М.

Ген В находится между
генами А и С. Расстояние между генами А и С равно:
1,7 + 1,7 + 0,8 + 0,8 = 5,0 М.

Задача 1

Гены А, В и С находятся
в одной группе сцепления. Между генами А и В кроссинговер
происходит с частотой 7,4%, а между генами В и С –
с частотой 2,9%. Определить взаиморасположение генов А, В и С,
если расстояние между генами А и С равняется
10,3% единиц кроссинговера. Как изменится взаиморасположение этих генов, если
частота кроссинговера между генами А и С будет
составлять 4,5%?

 Решение

1.                
По условию задачи расстояние от гена А до
гена С (10,3 М) равно сумме расстояний между генами А и В (2,9
М) и генами В и С(7,4 М), следовательно, ген В располагается
между генами А и С и расположение генов
следующее: А В С.

2.                
Если бы расстояние от гена А до гена С равнялось
разности расстояний между парами генов АВ и ВС (4,5 = 7,4 – 2,9),
то гены располагались бы в следующей последовательности: А С В.
И в этом случае расстояние между крайними генами было бы равно сумме расстояний
между промежуточными: АВ = АС + СВ.

Задача 2

При анализирующем скрещивании
тригетерозиготы АаВbСс были получены организмы,
соответствующие следующим типам гамет:

ABC – 47,5% abc – 47,5% Abc – 1,7% aBC – 1,7% ABc – 0,8% abC –            0,8%

Построить карту этого участка хромосомы.

 Решение

1.                
Расщепление при анализирующем скрещивании, близкое к 1:1,
указывает на то, что все три пары генов находятся в одной хромосоме.

2.                
Расстояние между генами А и В равно:
1,7 + 1,7 = 3,4 М.

3.                
Расстояние между генами В и С равно:
0,8 + 0,8 = 1,6 М.

4.                
Ген В находится между генами А и С.
Расстояние между генами А и С равно:
1,7 + 1,7 + 0,8 + 0,8 = 5,0 М.

5.                
Карта участка хромосомы:

2.7.
Алгоритм решения задач  «Генетика пола».

·               
Определите доминантный и рецессивный признак по результатам
скрещивания первого поколения (F1) и второго (F2) (по условию задачи). Введите
буквенные обозначения: А — доминантный а — рецессивный.

·               
Запишите генотип особи с рецессивным признаком или особи с
известным по условию задачи генотипом и гаметы.

·               
Запишите генотип гибридов F1.

·               
Составьте схему второго скрещивания. Запишите гаметы гибридов F1 в
решетку Пеннета по горизонтали и по вертикали.

·               
Запишите генотипы потомства в клетках пересечения гамет.
Определите соотношения фенотипов в F1.

Тип скрещивания	Схема скрещивания	Закон. автор
Генетика пола Пол определяется наличием пары половых хромосом. Все остальные пары хромосом в кариотипе называются аутосомами.	I вариант Соотношение полов 1:1	Пол организма определяется сочетанием половых хромосом. Пол, содержащий одинаковые половые хромосомы (XX), называется гомогаметным, а различные половые хромосомы (XY) — гетерогаметным. Гетерогаметные особи образуют два типа гамет. У большинства организмов (млекопитающих, амфибий, рептилий, многих беспозвоночных) женский пол гомогаметный, а мужской — гетерогаметный (I вариант)
II вариантСоотношение полов 1:1	У птиц, некоторых рыб, бабочек гетерогаметны самки, а гомогаметны самцы (II вариант)
III вариант Соотношение полов 1:1	У прямокрылых, пауков, жуков самцы не имеют Y хромосому из пары. Тип ХО.

2.8. Алгоритм решения задач «Наследование
признаков, сцепленных с полом».

·               
Определите доминантный и рецессивный признак по результатам
скрещивания первого поколения (F1) и второго (F2) (по условию задачи). Введите
буквенные обозначения: А — доминантный а — рецессивный.

·               
Запишите генотип особи с рецессивным признаком или особи с
известным по условию задачи генотипом и гаметы.

·               
Запишите генотип гибридов F1.

·               
Составьте схему второго скрещивания. Запишите гаметы гибридов F1 в
решетку Пеннета по горизонтали и по вертикали.

·               
Запишите генотипы потомства в клетках пересечения гамет.
Определите соотношения фенотипов в F1.

Тип скрещивания	Схема скрещивания	Закон. автор
Наследование признаков, сцепленных с полом. Признаки, гены которых локализованы в половых хромосомах, называются сцепленными с полом		Если одна из X хромосом содержит рецессивный ген, определяющий проявления аномального признака, то носителем признака является женщина, а признак проявляется у мужчин. Рецессивный признак от матерей передается сыновьям и проявляется, а от отцов передается дочерям. Примером наследования признаков, сцепленных с полом у человека, является гемофилия и дальтонизм.

Раздел 3. Примеры решения задач по генетике

1.    
У дрозофилы доминантный ген
красной окраски глаз (W) и рецессивный ген белой окраски (w) находятся в Х –
хромосамах. Белоглазая самка скрещивалась с красноглазым самцом. Какой цвет
глаз будет у самцов и самок в первом и втором поколении?

 

Дано:
W – красный окрас глаз
w – белый окрас глаз
Х ^W Х ^W – самки красной
Х ^W Х ^w – самка крас.
Х ^w Х ^w – самки белые глаза

Ответ: Среди потомства F₁ 50% будет красноглазых самок и 50% белоглазых самцов. Во втором
поколении 25% — красноглазая самка, 25% — белоглазая самка, 25% — красноглазый
самец, 25% — белоглазый самец.

2.    
У домашних кур сцепленный с
Х-хромосомой ген d имеет летальное действие. Какая часть потомства погибнет,
если скрестить курицу с гетерозиготным петухом?

Дано: А    ген, сцепленный с Х-хромосомой d имимеет летальное действие          F1 гибель-?

Решение: 1) Р ♀ XAY  x  ♂ XAXa            G   XA Y        XA Xa          F1  XAXA  YXA   XAXa   YXa    XAXA — норм.петух    YXA  норм.курица    XAXa   норм. петух    YXa гибель

Ответ: 25% погибнет потомства

3.    
У человека рецессивный ген гемофилии (h) и рецессивный ген
дальтонизма (d) локализованы в X-хромосоме на расстоянии 9,8 морганид.
Известно, что женщина гетерозиготна по обоим признакам, аномальные гены
локализованы в разных X-хромосомах. Определите, какие дети у нее могут быть от
брака со здоровым мужчиной, и какова вероятность их рождения.

Дано: Xh – гемофилия XH – норма Xd – дальтонизм XD – норма L(hd) = 9,8 мн = 9,8% кроссинговера

Решение 1) Проанализировав условие задачи, определим генотипы родителей:  P:                          ♀                  ×            ♂ 2) В результате кроссинговера с общей вероятностью 9,8% у матери образуется два новых типа гамет – кроссоверные гаметы. Вероятность появления каждого из типов кроссоверных гамет –  = 4,9%. На долю некроссоверных гамет остается 100 – 9,8 = 90,2%, на каждый тип некроссоверных гамет по  = 45,1%. Вероятность проявления каждой из гамет отца – 50%. G: некроссоверные, вероятность – 90,2%  = 45,1%  = 50%  = 45,1% Y = 50% кроссоверные, вероятность – 9,8%  = 4,9%  = 4,9% 3) Определим вероятность появления детей с различными сочетаниями исследуемых признаков. Для этого по теореме умножения вероятностей вычислим произведение вероятностей материнской и отцовской гамет. F1:  =  = 22,55% – здоровая девочка        =  = 22,55%  – мальчик с гемофилией        =  = 22,55% – здоровая девочка        =  = 22,55% – мальчик-дальтоник       =  = 2,45% – здоровая девочка        = = 2,45%  – здоровый мальчик        =  = 2,45% – здоровая девочка        =  = 2,45% – мальчик-дальтоник с гемофилией

F1 – ?

Ответ:
вероятность рождения здоровой девочки в данном браке – 50%; вероятность
рождения здорового мальчика – 2,45%; вероятность рождения мальчика с гемофилией
– 22,55%; вероятность рождения мальчика-дальтоника – 22,55%; вероятность
рождения мальчика-дальтоника с гемофилией – 2,45%.

4.    
У коров гены A и B расположены в одной хромосоме на расстоянии 24
морганиды. Определите генотипические группы потомков и вероятности их появления
при скрещивании двух дигетерозигот с генотипом .

Дано: L(AB) = 24 мн = 24% кроссинговера

Решение 1) P:           ♀                         ×                  ♂ 2) В результате кроссинговера с общей вероятностью 24% у матери и отца образуется два новых типа гамет – кроссоверные гаметы. Вероятность появления каждого из типов кроссоверных гамет –  = 12%. На долю некроссоверных гамет остается 100 – 24 = 76%, на каждый тип некроссоверных гамет по  38%. G: некросс., 76%  = 38% некросс., 76%  = 38%  = 38%  = 38% кросс., 24%  = 12% кросс., 24%  = 12% ab = 12% ab = 12% 3) Определим вероятность появления детей с различными сочетаниями исследуемых признаков. Для этого по теореме умножения вероятностей вычислим произведение вероятностей материнской и отцовской гамет. F1:  =  = 14,44%  =  = 4,56%  =  = 14,44%  =  = 4,56%  =  = 4,56%  =  = 1,44%  =  = 4,56%  =  = 1,44%  =  = 14,44%  =  = 4,56%  =  = 14,44%  =  = 4,56%  =  = 4,56%  =  = 1,44%  =  = 4,56%  =  = 1,44%

F1 – ?

Ответ: в потомстве наблюдается 16 групп генотипов; вероятность проявления
генотипа  = 14,44%,  = 14,44%,  = 4,56%,  = 4,56%,  = 14,44%, = 4,44%,
 = 4,56%,  = 4,56%,  = 4,56%,  = 4,56%,  = 1,44%,  = 1,44%,
 = 4,56%,  = 4,56%,  = 1,44%,  = 1,44%.

Заключение.

Дорогие ребята!

 Это пособие
создавалось в первую очередь для вас.

 Практика показывает, что именно  умение решать задачи вызывает у
вас наибольшие затруднения.

Если вы хотите научиться решать задачи по 
генетике, следуйте  советам:

1.                
Каждая гамета получает гаплоидный набор хромосом (генов). Все
хромосомы (гены) имеются в гаметах.

2.                
В каждую гамету попадает только одна гомологичная хромосома из
каждой пары (только один ген из каждой аллели).

3.                
Число возможных вариантов гамет равно 2n,
где n – число хромосом, содержащих гены в гетерозиготном
состоянии.

4.                
Одну гомологичную хромосому (один аллельный ген) из каждой пары
ребенок получает от отца, а другую (другой аллельный ген) – от матери.

5.                
Гетерозиготные организмы при полном доминировании всегда проявляют
доминантный признак. Организмы с рецессивным признаком всегда гомозиготны.

6.                
Решение задачи на дигибридное скрещивание при независимом
наследовании обычно сводится к последовательному решению двух задач на
моногибридное (это следует из закона независимого наследования).

Кроме того, для успешного решения
задач по генетике следует уметь выполнять некоторые несложные операции
и использовать методические приемы, которые приводятся ниже.

Прежде всего необходимо внимательно
изучить условие задачи. Даже те учащиеся, которые хорошо знают
закономерности наследования и успешно решают генетические задачи, часто
допускают грубые ошибки, причинами которых является невнимательное или
неправильное прочтение условия.

Следующим этапом является
определение типа задачи. Для этого необходимо выяснить, сколько пар
признаков рассматривается в задаче, сколько пар генов кодирует эти признаки, а
также число классов фенотипов, присутствующих в потомстве от скрещивания
гетерозигот или при анализирующем скрещивании, и количественное соотношение
этих классов. Кроме того, необходимо учитывать, связано ли наследование
признака с половыми хромосомами, а также сцепленно или независимо наследуется
пара признаков. Относительно последнего могут быть прямые указания в условии.
Также, свидетельством о сцепленном наследовании может являться соотношение
классов с разными фенотипами в потомстве.

Для облегчения решения можно
записать схему брака (скрещивания) на черновике, отмечая
фенотипы и генотипы особей, известных по условию задачи, а затем начать
выполнение операций по выяснению неизвестных генотипов. Для удобства
неизвестные гены на черновике можно обозначать значками *, _ или ?.

Выяснение генотипов особей,
неизвестных по условию, является основной методической операцией,
необходимой для решения генетических задач. При этом решение всегда надо
начинать с особей, несущих рецессивный признак, поскольку они гомозиготны и их
генотип по этому признаку однозначен – аа.

Выяснение генотипа организма, несущего
доминантный признак, является более сложной проблемой, потому что он может быть
гомозиготным (АА) или гетерозиготным (Аа).

Гомозиготными (АА) являются
представители «чистых линий», то есть такие организмы, все предки которых несли
тот же признак. Гомозиготными являются также особи, оба родителя которых были
гомозиготными по этому признаку, а также особи, в потомстве которых (F₁)
не наблюдается расщепление.

Организм гетерозиготен (Аа), если
один из его родителей или потомков несет рецессивный признак, или если в его
потомстве наблюдается расщепление.

В некоторых задачах предлагается
выяснить, доминантным или рецессивным является
рассматриваемый признак. Следует учитывать, что доминантный признак во всех
случаях, кроме неполного доминирования, проявляется у гетерозиготных особей.
Его несут также фенотипически одинаковые родители, в потомстве которых
встречаются особи, отличные от них по фенотипу. При моногенном наследовании
доминантный признак всегда проявляется у потомства F₁ при
скрещивании гомозиготных родителей (чистых линий) с разным фенотипом
(исключение – неполное доминирование).

При определении возможных вариантов
распределения генов в гаметах следует помнить, что каждая гамета содержит
гаплоидный набор генов и что в нее попадает только один ген из каждой пары,
определяющей развитие признака. Число возможных вариантов гамет равно 2n,
где n – число рассматриваемых пар хромосом, содержащих
гены в гетерозиготном состоянии.

Распространенной ошибкой при определении
вариантов гамет является написание одинаковых типов гамет, то есть содержащих
одни и те же сочетания генов. Для определения возможных типов гамет более
целесообразным представляется запись генотипов в хромосомной форме.
Это упрощает определение всех возможных вариантов сочетания генов в гаметах
(особенно при полигибридном скрещивании). Кроме того, некоторые задачи
невозможно решить без использования такой формы записи.

Сочетания гамет, а также соответствующие
этим сочетаниям фенотипы потомства при дигибридном или полигибридном
скрещивании равновероятны, и поэтому их удобно определять с помощью решетки
Пеннета. По вертикали откладываются типы гамет, продуцируемых матерью, а по
горизонтали – отцом. В точках пересечения вертикальных и горизонтальных линий
записываются соответствующие сочетания генов. Обычно выполнение операций,
связанных с использованием решетки Пеннета, не вызывает затруднений у учащихся.
Следует учитывать только то, что гены одной аллельной пары надо писать рядом
(например, ААВВ, а не АВАВ).

Конечным этапом решения является запись
схемы скрещивания (брака) в соответствии с требованиями по оформлению,
описанными ниже, а также максимально подробное изложение всего хода рассуждений
по решению задачи с обязательным логическим обоснованием каждого вывода.
Отсутствие объяснения даже очевидных, на первый взгляд, моментов может быть
основанием для снижения оценки на экзамене.

Список литературы

1.    
Биология. 11 класс: учеб. Для общеобразоват. организаций: базовый
уровень/ Д.К. Беляев, Г.М. Дымшиц, Л.Н. Кузнецова – М.: Просвещение, 2016. –
223с.

2.    
Капранова Г.В. Сборник задач по генетике. – Луганск: Янтарь, 2003.
– 68с.

3.    
Пепеляева О.А., Сунцова И.В. Поурочные разработки по общей
биологии: 11 класс.- М.: ВАКО, 2006. -464с.

Дополнительная литература

1.  
Анастасова Л.П. Самостоятельные работы учащихся по общей биологии:
Пособие для учителя. М.: Просвещение, 1989. — 175 с.

2.  
Борисова, Л.В. Тематическое и поурочное планирование по биологии:
11 кл.: к учебнику Мамонтова С.Г., Захарова В.Б, Сонина Н.И. «Биология. Общие
закономерности. 11 класс»: Методическое пособие/Борисова Л.В. – М.:
Издательство «Экзамен», 2006. – 159 с.

3.  
Донецкая Э.Г. Общая биология. Тетрадь с печатной основой для
учащихся 11кл. – Саратов, «Лицей», 1997.,80с.

4.  
Ловкова Т.А. Биология. Общие закономерности. 11 класс:
Методическое пособие к учебнику Мамонтова С.Г., Захарова В.Б, Сонина Н.И.
«Биология. Общие закономерности. 9 класс»/ Ловкова Т.А., Сонин Н.И. – М.;
Дрофа, 2003. – 128 с.

5.  
Сухова Т.С. Общая биология. 10-11 кл.: рабочая тетрадь к учебникам
«Общая биология. 10 класс» и «Общая биология. 11 класс»/Сухова Т.С, Козлова
Т.А, Сонин Н.И; под редакцией Захарова В.Б. – М.: Дрофа, 2006. -171 с.