Загрузить PDF
Загрузить PDF
Решетка Пеннета является визуальным инструментом, который помогает генетикам определять возможные комбинации генов при оплодотворении. Решетка Пеннета представляет собой простую таблицу из 2×2 (или больше) ячеек. С помощью этой таблицы и знания генотипов обоих родителей ученые могут предсказать, какие комбинации генов возможны у потомков, и даже определить вероятность наследования тех или иных признаков.
Шаги
Основные сведения и определения
Чтобы пропустить данный раздел и перейти непосредственно к описанию решетки Пеннета, нажмите здесь.
-
1
Узнайте больше о понятии генов. Прежде чем приступить к освоению и использованию решетки Пеннета, следует ознакомиться с некоторыми основными принципами и понятиями. Первым таким принципом является то, что все живущие существа (от крохотных микробов до гигантских синих китов) обладают генами. Гены представляют собой невероятно сложные микроскопические наборы инструкций, которые встроены практически в каждую клетку живого организма. В сущности, в той или иной степени гены отвечают за каждый аспект жизни организма, в том числе за то, как он выглядит, каким образом ведет себя, и за многое, многое другое.
- При работе с решеткой Пеннета следует помнить также о том принципе, что живые организмы наследуют гены от своих родителей.[1]
Возможно, вы и раньше подсознательно понимали это. Подумайте сами: ведь не зря дети, как правило, похожи на своих родителей?
- При работе с решеткой Пеннета следует помнить также о том принципе, что живые организмы наследуют гены от своих родителей.[1]
-
2
Узнайте больше о понятии полового размножения. Большинство (но не все) известных вам живых организмов производят потомство посредством полового размножения. Это означает, что женская и мужская особь вносят свои гены, и их потомство наследует примерно по половине генов от каждого родителя. Решетка Пеннета служит для того, чтобы наглядно изобразить различные комбинации генов родителей.
- Половое размножение является не единственным способом воспроизведения живых организмов. Некоторые организмы (например, многие виды бактерий) воспроизводят себя посредством бесполого размножения, когда потомство создается одним родителем. При бесполом размножении все гены наследуются от одного родителя, и потомок является почти точной его копией.
-
3
Узнайте о понятии аллелей. Как отмечалось выше, гены живого организма представляют собой набор инструкций, которые указывают каждой клетке, что следует делать. Фактически, как и обычные инструкции, которые разделены на отдельные главы, пункты и подпункты, различные части генов указывают на то, как следует делать разные вещи. Если два организма обладают различными «подразделами», они будут по-разному выглядеть или вести себя — например, генетические различия могут привести к тому, что у одного человека будут темные, а у другого светлые волосы. Такие различные виды одного гена называются аллелями.
- Поскольку ребенок получает два набора генов — по одному от каждого родителя — у него будет две копии каждой аллели.
-
4
Узнайте о понятии доминантных и рецессивных аллелей. Аллели не всегда обладают одинаковой генетической «силой». Некоторые аллели, которые называют доминантными, обязательно проявятся во внешнем виде ребенка и его поведении. Другие, так называемые рецессивные аллели, проявляются лишь в том случае, если не стыкуются с доминантными аллелями, которые «подавляют» их. Решетка Пеннета часто используется для того, чтобы определить, с какой вероятностью ребенок получит доминантную или рецессивную аллель.
- Поскольку рецессивные аллели «подавляются» доминантными, они проявляются реже, и в этом случае ребенок обычно получает рецессивные аллели от обоих родителей. В качестве примера наследуемой особенности часто приводят серповидноклеточную анемию, однако при этом следует учесть, что рецессивные аллели далеко не всегда бывают «плохими».[2]
Реклама
- Поскольку рецессивные аллели «подавляются» доминантными, они проявляются реже, и в этом случае ребенок обычно получает рецессивные аллели от обоих родителей. В качестве примера наследуемой особенности часто приводят серповидноклеточную анемию, однако при этом следует учесть, что рецессивные аллели далеко не всегда бывают «плохими».[2]
-
1
Начертите квадратную сетку 2×2. Простейший вариант решетки Пеннета делается очень легко. Нарисуйте достаточно большой квадрат и разделите его на четыре равных квадрата. Таким образом у вас получится таблица из двух строк и двух столбцов.
-
2
В каждой строке и столбце отметьте буквами родительские аллели. В решетке Пеннета столбцы отведены для материнских аллелей, а строки — для отцовских, либо наоборот. В каждую строку и колонку запишите буквы, которые представляют аллели матери и отца. При этом используйте заглавные буквы для доминантных аллелей и строчные для рецессивных.
- Это легко понять из примера. Предположим, вы хотите определить вероятность того, что у данной пары родится ребенок, который сможет сворачивать язык трубочкой. Можно обозначить это свойство латинскими буквами R и r — прописная буква соответствует доминантной, а строчная рецессивной аллели. Если оба родителя гетерозиготны (имеют по одному экземпляру каждой аллели), то следует написать одну букву «R» и одну «r» над решеткой и одну «R» и одну «r» слева от решетки.
-
3
Напишите соответствующие буквы в каждой ячейке. Вы легко сможете заполнить решетку Пеннета после того, как поймете, какие аллели войдут от каждого родителя. Впишите в каждую ячейку комбинацию генов из двух букв, которые представляют собой аллели от матери и отца. Другими словами, возьмите буквы в соответствующей строке и столбце и впишите их в данную ячейку.
- В нашем примере следует заполнить ячейки следующим образом:
- Верхняя левая ячейка: RR
- Верхняя правая ячейка: Rr
- Нижняя левая ячейка: Rr
- Нижняя правая ячейка: rr
- Заметьте, что доминантные аллели (заглавные буквы) следует писать впереди.[3]
-
4
Определите возможные генотипы потомка. Каждая ячейка заполненной решетки Пеннета содержит набор генов, который возможен у ребенка данных родителей. Каждая ячейка (то есть каждый набор аллелей) обладает одинаковой вероятностью — другими словами, в решетке 2×2 каждый из четырех возможных вариантов имеет вероятность 1/4. Представленные в решетке Пеннета различные комбинации аллелей называются генотипами. Хотя генотипы представляют собой генетические различия, это не обязательно означает, что в каждом варианте получится разное потомство (смотрите ниже).
- В нашем примере решетки Пеннета у данной пары родителей могут возникнуть следующие генотипы:
- Две доминантные аллели (ячейка с двумя буквами R)
- Одна доминантная и одна рецессивная аллель (ячейка с одной буквой R и одной r)
- Одна доминантная и одна рецессивная аллель (ячейка с R и r) — заметьте, что данный генотип представлен двумя ячейками
- Две рецессивные аллели (ячейка с двумя буквами r)
-
5
Определите возможные фенотипы потомка. Фенотип организма представляет собой действительные физические черты, которые основаны на его генотипе. Примером фенотипа служат цвет глаз, цвет волос, наличие серповидноклеточной анемии и так далее — хотя все эти физические черты определяются генами, ни одна из них не задается своей особой комбинацией генов. Возможный фенотип потомка определяется характеристиками генов. Различные гены по-разному проявляют себя в фенотипе.
- Предположим в нашем примере, что ответственный за способность сворачивать язык ген является доминантным. Это означает, что сворачивать язык трубочкой смогут даже те потомки, в чей генотип входит лишь одна доминантная аллель. В этом случае получаются следующие возможные фенотипы:
- Верхняя левая ячейка: может сворачивать язык (две буквы R)
- Верхняя правая ячейка: может сворачивать язык (одна R)
- Нижняя левая ячейка: может сворачивать язык (одна R)
- Нижняя правая ячейка: не может сворачивать язык (нет заглавных R)
-
6
Определите вероятность различных фенотипов по числу ячеек. Одно из наиболее распространенных применений решетки Пеннета состоит в том, чтобы с ее помощью находить вероятность появления того или иного фенотипа в потомстве. Поскольку каждая ячейка соответствует определенному генотипу и вероятность появления каждого генотипа одинакова, для нахождения вероятности фенотипа достаточно поделить число ячеек с данным фенотипом на общее число ячеек.[4]
- В нашем примере решетка Пеннета говорит нам о том, что для данных родителей возможны четыре вида комбинации генов. Три из них соответствуют потомку, который способен сворачивать язык, и одна отвечает отсутствию такой способности. Таким образом, вероятности двух возможных фенотипов составляют:
- Потомок может сворачивать язык: 3/4 = 0,75 = 75%
- Потомок не может сворачивать язык: 1/4 = 0,25 = 25%
Реклама
-
1
Поделите каждую ячейку решетки 2×2 еще на четыре квадрата. Не все комбинации генов настолько просты, как описанное выше моногибридное (моногенное) скрещивание. Некоторые фенотипы определяются более чем одним геном. В таких случаях следует учесть все возможные комбинации, для чего потребуется большая таблица.
- Основное правило применения решетки Пеннета в том случае, когда генов больше, чем один, состоит в следующем: для каждого дополнительного гена следует удваивать число ячеек. Иными словами, для случая одного гена используется решетка 2×2, для двух генов подходит таблица 4×4, при рассмотрении трех генов следует начертить решетку 8×8, и так далее.
- Чтобы было легче понять данный принцип, рассмотрим пример для двух генов. Для этого нам придется начертить решетку 4×4. Изложенный в данном разделе метод подходит и для трех или большего количества генов — просто понадобится большая решетка и больше работы.
-
2
Определите гены со стороны родителей. Следующий шаг состоит в том, чтобы найти гены родителей, которые отвечают за интересующее вас свойство. Поскольку вы имеете дело с несколькими генами, к генотипу каждого родителя следует добавить еще одну букву — другими словами, необходимо использовать четыре буквы для двух генов, шесть букв для трех генов и так далее. В качестве напоминания полезно записать генотип матери над решеткой, а генотип отца — слева от нее (или наоборот).
- Для иллюстрации рассмотрим классический пример. Растение гороха может иметь гладкие или морщинистые зерна, и зерна могут быть желтого или зеленого цвета. Желтый цвет и гладкость горошин являются доминантными чертами.[5]
В этом случае гладкость горошин обозначим буквами S и s для доминантного и рецессивного гена соответственно, а для их желтизны используем буквы Y и y. Предположим, что женское растение имеет генотип SsYy, а мужское характеризуется генотипом SsYY.
- Для иллюстрации рассмотрим классический пример. Растение гороха может иметь гладкие или морщинистые зерна, и зерна могут быть желтого или зеленого цвета. Желтый цвет и гладкость горошин являются доминантными чертами.[5]
-
3
Запишите различные комбинации генов вдоль верхнего и левого краев решетки. Теперь мы можем записать над решеткой и слева от нее различные аллели, которые могут передаться потомкам от каждого из родителей. Как и в случае одного гена, каждая аллель может передаться с одинаковой вероятностью. Однако поскольку мы рассматриваем несколько генов, у каждой строки или столбца будет стоять несколько букв: две буквы в случае двух генов, три буквы для трех генов и так далее.
- В нашем случае следует выписать различные комбинации генов, которые каждый родитель способен передать из своего генотипа. Если сверху расположен генотип матери SsYy, а слева — генотип отца SsYY, то для каждого гена у нас получатся следующие аллели:
- Вдоль верхнего края: SY, Sy, sY, sy
- Вдоль левого края: SY, SY, sY, sY
-
4
Заполните ячейки соответствующими комбинациями аллелей. Впишите в каждую ячейку решетки буквы так же, как делали это для одного гена. Однако в данном случае для каждого добавочного гена в ячейках появится по две дополнительные буквы: итого, в каждой ячейке будет четыре буквы для двух генов, шесть букв для четырех генов и так далее. Согласно общему правилу, число букв в каждой ячейке соответствует числу букв в генотипе одного из родителей.
- В нашем примере ячейки заполнятся следующим образом:
- Верхний ряд: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
- Второй ряд: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
- Третий ряд: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
- Нижний ряд: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
-
5
Найдите фенотипы для каждого возможного варианта потомства. В случае нескольких генов каждая ячейка в решетке Пеннета также соответствует отдельному генотипу возможного потомства, просто этих генотипов больше, чем при одном гене. И в данном случае фенотипы для той или иной ячейки определяются тем, какие гены мы рассматриваем. Существует общее правило, согласно которому для проявления доминантных признаков достаточно наличия хотя бы одной доминантной аллели, в то время как для рецессивных признаков необходимо, чтобы все соответствующие аллели были рецессивными.[6]
- Поскольку для гороха доминантными являются гладкость и желтизна зерен, в нашем примере любая ячейка хотя бы с одной заглавной буквой S соответствует растению с гладкими горошинами, и любая ячейка хотя бы с одной заглавной буквой Y отвечает растению с желтым фенотипом зерен. Растения с морщинистыми горошинами будут представлены ячейками с двумя строчными аллелями s, а для того, чтобы зерна имели зеленый цвет, необходимо наличие лишь строчных букв y. Таким образом, получаем возможные варианты формы и цвета горошин:
- Верхний ряд: гладкие/желтые, гладкие/желтые, гладкие/желтые, гладкие/желтые
- Второй ряд: гладкие/желтые, гладкие/желтые, гладкие/желтые, гладкие/желтые
- Третий ряд: гладкие/желтые, гладкие/желтые, морщинистые/желтые, морщинистые/желтые
- Нижний ряд: гладкие/желтые, гладкие/желтые, морщинистые/желтые, морщинистые/желтые
-
6
Определите по ячейкам вероятность каждого фенотипа. Чтобы найти вероятность различных фенотипов в потомстве данных родителей, используйте тот же метод, что и в случае одного гена. Иными словами, вероятность того или иного фенотипа равна количеству соответствующих ему ячеек, поделенному на общее число ячеек.
- В нашем примере вероятность каждого фенотипа составляет:
- Потомок с гладкими и желтыми горошинами: 12/16 = 3/4 = 0,75 = 75%
- Потомок с морщинистыми и желтыми горошинами: 4/16 = 1/4 = 0,25 = 25%
- Потомок с гладкими и зелеными горошинами: 0/16 = 0%
- Потомок с морщинистыми и зелеными горошинами: 0/16 = 0%
- Заметьте, что невозможность унаследовать две рецессивные аллели y привела к тому, что среди возможного потомства нет растений с зелеными зернами.
Реклама
Советы
- Спешите? Попробуйте воспользоваться онлайн-калькулятором решетки Пеннета (например, этим), который заполняет ячейки решетки для заданных вами родительских генов.[7]
- Как правило, рецессивные признаки встречаются реже, чем доминантные. Однако существуют ситуации, в которых рецессивные признаки могут повысить приспособляемость организма, и такие особи становятся более распространенными в результате естественного отбора. Например, рецессивный признак, который вызывает такое заболевание крови, как серповидноклеточная анемия, повышает также сопротивляемость малярии, что оказывается полезным в тропическом климате.[8]
- Не все гены характеризуются лишь двумя фенотипами. Например, некоторые гены имеют отдельный фенотип для гетерозиготной (одна доминантная и одна рецессивная аллель) комбинации.
Реклама
Предупреждения
- Помните о том, что каждый новый родительский ген приводит к тому, что количество ячеек в решетке Пеннета увеличивается вдвое. К примеру, при одном гене от каждого родителя у вас получится решетка 2×2, для двух генов — 4×4, и так далее. В случае пяти генов размер таблицы будет 32×32!
Реклама
Об этой статье
Эту страницу просматривали 33 180 раз.
Была ли эта статья полезной?
Алгоритм
решения задач по генетике (задание 28)
1.
Внимательно читаем условие задачи (2
раза).
2.
Записываем его, выделяя доминантные и
рецессивные признаки и используем генетическую символику (фенотипы
записывать обязательно!). Вначале записываем, что дано (признаки
родительских форм), а затем то, что нужно найти (признаки потомков).
v Родительские
организмы обозначаем буквой Р, на
первом месте ставим женский пол — ♀, на втором – мужской ♂.
v Потомство
от скрещивания (гибриды) обозначаем буквой
F,
цифрой обозначаем порядок поколения, например F1,F2,
……
v Доминантный
признак обозначаем произвольно (если в условии
задачи не дается определенное обозначение признака) любой заглавной буквой
латинского алфавита, а рецессивный признак (аллельный) – той же
строчной буквой, например. А-а, B-b, C-c.
3.
Вносим в условие известные гены: если
проявляется доминантный признак – один ген (А_), а если рецессивный – оба (аа).
Выясняем, сколько пар генов кодируют перечисленные в задаче признаки, число
фенотипических классов в потомстве и их количественное соотношение. Кроме
этого, учитываем, связано ли наследование признака с половыми хромосомами,
сцепленное оно или независимое, а также какие гены взаимодействуют при
наследовании –аллельные или неаллельные.
4.
Уточняем генотипы родительских форм и
потомков и приступаем к решению задачи, соблюдая определенную
последовательность. Сначала составляем цитологическую схему скрещивания
родительских форм (обязательно указываем фенотипы!).
5.
Зная генотипы родителей, определяем, какие
гаметы они дают. При записи гамет нужно помнить, что
v каждая
гамета получает гаплоидный (одинарный) набор хромосом (генов);
v все
гены имеются в гаметах;
v в
каждую гамету попадает только одна гомологичная хромосома из каждой пары, то
есть только один ген из каждой аллели;
v потомок
получает только одну гомологичную хромосому (один аллельный ген) от отца, а
другой аллельный ген – от матери;
v гетерозиготные
организмы при полном доминировании всегда проявляют доминантный признак, а организмы
с рецессивным признаком всегда гомозиготны;
v буквенные
обозначения того или иного типа гамет записываем под обозначениями генотипов,
на основе которых они образуются.
6.
Заполняем решетку Пеннета, находим в ней
интересующие нас генотипы и фенотипы потомков и вычисляем вероятность их
проявления. В решетке Пеннета по горизонтали располагаем женские гаметы, а по
вертикали – мужские. В ячейках решетки вписываем образующиеся сочетания гамет –
зиготы. Затем записываем фенотипы потомства.
7.
Даем ответы на все вопросы задачи.
Основные правила, помогающие в решении
генетических задач
|
Правило |
Если …. |
То…. |
|
1 |
при |
эти |
|
2 |
при |
эти |
|
3 |
в |
одна |
|
4 |
при |
родительские |
|
5 |
в |
одна |
|
6 |
в |
одна |
|
7 |
в |
одна |
|
8 |
при |
это |
|
9 |
при |
это |
|
10 |
при |
это |
|
11 |
признаки |
гены, |
|
12 |
признак |
ген |
Задача
1. У человека ген длинных ресниц доминирует
над геном кротких, а широкие пушистые брови – над нормальными. Женщина с
длинными ресницами и широкими пушистыми бровями, у отца которой были короткие
ресницы и нормальные брови, вышла замуж за мужчину с доминантыми признаками,
гомозиготного по обеим аллелям. Составьте хему решения задачи. Определите
генотипы родителей, фенотипы и генотипы возможного потомтва. Объясните
полученные результаты.
1. Записываем
условие задачи
|
Признак, фенотип |
Ген, генотип |
|
Длинные Короткие Широкие Нормальные Р: F1 |
А а В b А_В_ ААВВ ? |
Т.к. в условии задачи не даны буквы для обозначения
генов, используем произвольное обозначение.
2. Составляем схему скрещивания. Обязательно
записываем фенотипы родителей, строго под ними генотипы, а затем гаметы.
|
Р: |
Х |
♂ |
|
АаВb |
ААВВ |
|
|
G: АВ, Аb, аВ, ab |
AB |
3.Заполняем
решетку Пеннета:
|
F1 ♂ |
АВ |
Аb |
аВ |
Ab |
|
АВ |
ААВВ длинные ресницы и широкие пушистые брови |
ААВb длинные ресницы и широкие пушистые брови |
AaBB длинные ресницы и широкие пушистые брови |
AaBb длинные ресницы и широкие пушистые брови |
4.Объяснеям
решение задачи: Скрещивание дигибридное (расматривается наследование двух
пар признаков – длина ресниц и форма бровей), гены расположены в разных
хромосомах (наследование признаков по законам Г.Менделя). По условию задачи
женщина, и мужчина имеют фенотипическое проявление доминантных признаков, но
отец женщины имел рецессивные признаки, поэтому генотипы родителей будут
следующими: у женщины (дигетерозиготная) – АаВb,
а у мужчины (дигомозиготный по условию задачи) – ААВВ. У женщины обраузется 4
типа гамет (АВ, Аb, аВ, ab),
у ее мужа – 1 тип (АВ). В этой семье могут родиться дети только с доминантыми
признаками, но с различными генотипами.
5.
Записываем ответ.
1) генотипы
родителей: ♀ (длинные ресницы и широкие пушистые брови) – АаВb
(гаметы АВ,Аb,аВ,ab),
♂ (длинные ресницы и широкие пушистые брови) – ААВВ (гаметы АВ);
2) фенотипы
потомков – 100 % длинными ресницами и широкими пушистыми бровями;
3) генотипы
потомков- ААВВ, АаВВ, ААВb, АаВb.
Задача
2. У человека ген курчавых волос (А) не
полностью доминирует над геном прямых волос, а оттопыренные уши (b)
являются рецессивным признаком. Обе пары генов находятся в разных хромосомах. В
семье, где родители имели нормальные уши и один – курчавые волос, а другой –
прямые, родился ребенок с оттопыренными ушами и волнистыми волосами. Их второй
ребенок имел нормальные уши. Составьте схему решения задачи. Определите
генотипы родителей, их родившихся детей и вероятность дальнейшего появления
детей с оттопыренными ушами и волнистыми волосами.
1. Записываем
условие задачи
|
Признак, фенотип |
Ген, генотип |
|
Курчавые Прямые Волнистые Нормальные Оттопыренные Р: F1:волнистые |
А а Аа B b ААВ_ ааВ_ ? ? |
При записи условия для обозначения генов
используем буквы, данные в условияи задачи.
2. Составляем
схему скрещивания. Обязательно записываем фенотипы
родителей, строго под ними генотипы, а затем гаметы.
|
Р: |
Х |
♂ |
|
ААВb |
aаВb |
|
|
G: АВ, Аb |
аB, аb |
3.Заполняем
решетку Пеннета:
|
F1 ♂ |
АВ |
Аb |
|
aB |
AaBB волнистые |
AaBb волнистые |
|
ab |
AaBb волнистые |
Aabb волнистые |
4.Объяснеям
решение задачи: Дигибридное скрещивание (расматривается наследование двух пар
признаков – структура волос и форма ушей), гены расположены в разных хромосомах,
доминирование признака структура волос неполная. Так как в семье появвился
ребенок с оттопыренными ушами, то родители по этой аллели гетерозиготные и их
генотипы: ♀ ААВb, ♂ ааВb.
Признак курчавые волосы доминирует не полностью, поэтому у всех детей в этой
семье могут быть только волнистые волосы. Вероятность появления в дальнейшем
детей с волнистыми волосами и оттопыренными ушами – 25% (1/4).
5.Записываем
ответ.
1)
генотипы родителей: ♀ (курчавые волосы,
нормальные уши) – ААВb (гаметы АВ,Аb),
♂ (прямые волосы, нормальные уши) – ааВb
(гаметы aВ,
ab);
2)
генотипы и фенотипы родившихся детей – 750
% (3/4)волнистын волосы, нормальные уши (АаВ_) 25% (1/4) волнистые волосы,
оттопыренные уши Ааbb;
3)
вероятность рождения детей с волнистыми волосами и
оттопыренными ушами – 25% (1/4).
Задача 3. У
кукурузы гены коричневой окраски (А)и гладкой формы (В)семян сцеплены друг с
другом и находятся в одной хромосоме, а рецессивные гены белой окраски и
морщинистой формы семян также сцеплены. При скрещивании двух растений с
коричневыми гладкими семенами и белыми морщинистыми семенами было получено 400
растений с коричневыми гладкими семенами и 398 растений с белыми морщинистыми
семенами. Составьте схему решения задачи. Определеите генотипы родительских
форм и потоства. Обоснуйте результаты скрещивания, укажите какой закон
наследственности действует в данном случае.
1.
Записываем условие задачи
|
Признак, фенотип |
Ген, генотип |
|
Коричневая Белая Гладкая Морщинистая Р: F1:коричневые |
А а В b А_В_ aаbb ? ? |
При записи условия для обозначения генов
используем буквы, данные в условияи задачи.
2.Составляем
схему скрещивания. Обязательно записываем фенотипы
родителей, строго под ними генотипы, а затем гаметы.
|
Р: |
Х |
♂ |
|
АаВb А В
a b |
ааbb a b
a |
|
|
G:
|
аb
|
В
данном случае решетка Пеннета не нужна.
3.Объясняем
решение задачи. Дигибридное скрещивание (рассматривается
наследовани двух пар признаков – окраска семян и их форма), гены сцеплены.
(находятся в одной хромосоме). Так как по условию задачи гены находятся в одной
хромосоме и сцеплены, а при скрещивании появилось потомство в соотношении:
(400:398) с признаками, характерными для родительских форм, то один из
родителей был дигетерозиготен, а другой- дигомозиготен по двум парам признаков.
Гены сцеплены, следовательно, между ними процесс кроссинговера не происходит
(поэтому у родительской формы с генотипом АаВb
образуется два типа гамет, а не четыре.
4.
Записываем ответ:
1) генотипы родителей: ♀(коричневые
гладкие семена) – АаВb (гаметы АВ, аb),
♂ (белые морщинистые семена) – ааbb
(гаметы ab);
2) фенотипы потомков – коричневые гладкие
семена (400 растений), белые морщинистые семена (398 растений); генотипы
потомков – АаВи (коричневые гладкие семена) : ааbb
(белые морщинистые семена);
3) проявляется действие закона сцепленного
наследования признаком (закон Т. Моргана)
Задача
4. У кошек и котов ген черной окраски шерсти
(А) и рыжей окраски (В) локализованы в Х-хромосоме и при сочетании дают
неполное доминирование – черепаховую окраску (АВ). От черной кошки родились
черепаховый и два черных котенка. Определите генотип кошки, фенотип и генотип
кота, а также пол черепахового и черных котят. Составьте схему решения задачи.
Обоснуйте результаты скрещивания.
1.Записываем
условие задачи
|
Признак, фенотип |
Ген, генотип |
|
Черная Рыжая Черепаховая Р: F1:черепаховый |
ХА ХВ ХАХВ Х?Х? Х?Y ? ? |
При записи условия для обозначения генов
используем буквы, данные в условияи задачи.
2.Составляем
схему скрещивания. Обязательно записываем фенотипы
родителей, строго под ними генотипы, а затем гаметы.
|
Р: |
Х |
♂ рыжий |
|
ХА ХА |
ХВY |
|
|
G: ХА |
ХВ,Y |
|
|
F1: 1 |
||
|
|
В
данном случае решетка Пеннета не нужна.
3.Объяснеям
решение задачи. Признаки наследуются сцеплено с
полом. У кошек пол определяется так же, как у человека, т.е. самка
гомогаметная, а самец –гетерогеметный. Генотип черной кошки – ХАХА.
среди котят один имеет черпаховую окраску, а это возможно только при сочетании
двух генов в генотипе: гена черной окраски (ХА) и гена рыжей окраски
(ХВ), следовательно, черепаховый котенок – кошечка с генотипом – ХАХВ.
Так как в потомстве появился котенок с черепаховой окраской, то кот имел рыжую
окраску, его генотип — ХВY.
Черные котята – это котики с генотипом ХАY.
4.Записываем
ответ.
1)
Генотип кошки: ♀ (черная) — ХА
ХА (гаметы ХА);
2)
Геноти и фенотип кота: ♂ (рыжий) — ХВY
(гаметы ХВ ,Y);
3)
Фенотипы, генотипы и пол котят: ♀ ХА
ХВ— черепахова кошка, ♂ ХВY—
черные коты.
Задача
5. Группа крови и резус –фактор –
аутосомные, несцепленныые признаки. Группа крови контролируется тремя аллелями
одного гена – I0,IA,IB.
Аллели IAи
IBдоминируют
надаллелем I0.
Первую группу (0) определяют рецессивные гены I0,
вторую группу (А) определяет доминантный аллель IA,
третью группу (В) – доминантный аллель IB,
а четвертую (АВ) – оба аллеля IAIB.
Положительный резус — фактор (R)
доминирует над отрицательным (r). Женщина со второй резус – положительной
кровью, имеющая сына с первой резус-отрицательной кровью, подала заявление в
суд на мужчину с третьей резус –положительной кровью для установления
отцовства. Составьте схему решения задачи. Определеите генотипы родителей и
ребенка. Может ли этот мужчина быть отцом ребенка? Объясните механизм
наследования признаков группы крови и резус фактор.
1.Записываем
условие задачи
|
Признак, фенотип |
Ген, генотип |
|
I II III IV Положительный Отрицательный Р: F1:I группа Установить |
I0 IA IB IAIB R r ? ? ? ? ? |
При записи условия для обозначения генов
используем буквы, данные в условияи задачи.
2.Составляем
схему скрещивания. Обязательно записываем фенотипы
родителей, строго под ними генотипы, а затем гаметы.
|
Р: |
Х |
|
|
IA |
IВI0Rr |
|
|
G: |
IВR, IВr,I0R,I0r |
3.Заполняем
решетку Пеннета:
|
F1 ♀ ♂ |
IAR |
IAr |
I0R |
I0r |
|
IВR |
IAIВRR IV (AB) полож (+) |
IAIВRr IV (AB) полож (+) |
IВI0RR III (B) полож (+) |
IВI0Rr III (B) полож (+) |
|
IВr |
IAIВRr IV (AB) полож (+) |
IAIВrr IV (AB) отр. (—) |
IВI0Rr III (B) полож (+) |
IBI0rr III (B) отр. (—) |
|
I0R |
IAI0RR II (A) полож (+) |
IAI0Rr II (A) полож (+) |
I0I0RR I (0) полож (+) |
I0I0Rr I (0) полож (+) |
|
I0r |
IAI0Rr II (A) полож (+) |
IAI0rr II (A) отр. (—) |
I0I0RR I (0) полож (+) |
I0I0rr I (0) отр. (—) |
4.Объясняем
решение задачи. Дигибридное скрещивание (рассматривается наследование двух
пар признаков – группа крови и резус-фактор), гены находятся в разных
хромосомах. Сын этой женщины имеет I
(0) группу кровт, отрицательный резус-фактор, его генотип I0I0rr.
Это возможно, если родители гетерозиготны по обеим парам признаков и имеют
следующие генотипы: ♀ IAI0Rr
(II
(А) полож. (+)), ♂ IВI0Rr
(III
(B)
полож.(+)). Мужчину могут признать отцом этого ребенка в том случае, если
женщина и мужчина гетерозиготрны по обеим парам признаков. Группа крови по
система АВ0 наследуется по принципу кодоминирования, а резус-фактор-полного
доминирования.
5.
Записываем ответ.
1) генотипы
родителей: ♀ II (А)
полож. (+)-IA
I0Rr (гаметы IAR, IAr,
I0R, I0r), ♂ III (B) полож. (+)-IВI0Rr (гаметы IВR, IВr,I0R,I0r).
2) генотип сына: ♂I0I0rr (I группа
крови, отрицательный резус-фактор); мужчину могут признать отцом этого ребенка
в том случае, если женщина и мужчина гетерозиготрны по обеим парам признаков.
3) группа крови по
система АВ0 наследуется по принципу кодоминирования, а резус-фактор-полного
доминирования.
Задача 6. На
основании родословной установите характер наследования признака (доминантый или
рецессивный, сцеплен или не сцеплен с полом), генотипы детей в первом и втором
поколении.
Составьте
схему решения задачи. Ответ поясните.
1.Записываем
условие задачи
|
Признак, фенотип |
Ген, генотип |
|
Норма Патология Р: F1: 2 ♀ F2. |
ХА Ха ХаХа ХаY ? ? |
Т.к. в условии
задачи не даны буквы для обозначения генов, используем произвольное
обозначение.
2.Составляем
схему скрещивания. Обязательно записываем фенотипы
родителей, строго под ними генотипы, а затем гаметы.
|
Р: |
Х |
|
|
ХаХа |
ХАY |
|
|
G: |
ХА,Y |
|
|
F1: ♀ ХАХа носители |
||
|
F2: ♀ ХаХа: больнаболенздоров |
3.Объясняем
решение задачи. Анализ родословной позволяет сделать следующий вывод:
признак рецессивный, сцеплен с полом, так как признак передается от матери
сыну, а дочери оказались здоровыми.Девочки (первое поколение) в этой семье
являются носителями гена исследуемого признака, мальчик болен. Во втором
поколении: двое детей (сын и дочь) больны, двое (сын и дочь) – здоровы, но
девочка является носителем гена исследуемого признака.
4.
Записываем ответ:
1) признак
рецессивный , сцеплен с полом;
2) генотипы детей
первого поколения: девочки –носители гена паталогии (генотип ХАХа),
мальчик болен (генотип — ХаY);
3) генотипы детей
второго поколения: девочки – ХАХа (здорова, носитель гена
паталогии), ХаХа (больна); мальчики — ХАY (здоров),
ХаY— болен.
Рассмотрим
примеры решения генетических задач, в которых организмы отличаются друг от
друга по двум признакам.
Задача
1. Дигетерозиготный горох с жёлтыми гладкими семенами скрещён с зелёным
морщинистым. Какое расщепление по фенотипу и генотипу ожидается в потомстве?
В
задаче указаны два признака, по которым отличаются растения гороха. Это окраска
семян и их форма. Значит, эта задача на дигибридное скрещивание.
Мы
знаем, что жёлтая окраска и гладкая форма семян – доминантные признаки,
а зелёная окраска и морщинистая форма – рецессивные.
Вводим буквенные обозначения. Пускай А – жёлтая окраска,
соответственно, а – зелёная. Обозначим буквой B
форму семян. B – гладкая, b – морщинистая.
Записываем
родительские формы. Из условия задачи нам известно, что одно растение
дигетерозиготное. Генотип второго неизвестен. Но указан его фенотип. По
которому однозначно определяем генотип второго растения – рецессивная
гетерозигота.
Материнское
дигетерозиготное растение даёт четыре типа гамет: АB,
Ab, aB,
ab. Гомозиготное мужское –
один тип гамет: ab.
Гетерозиготная особь даст расщепление в потомстве. А поскольку гамет четыре
типа, значит будет и четыре варианта соотношения генов у гибридных потомков, то
есть четыре генотипа с расщеплением 1:1:1:1. То же самое, скорее всего, будет и
с фенотипами. Давайте проверим эти утверждения.
Строим
решётку Пеннета и вписываем в неё генотипы потомков. Будьте внимательны при
этом. Любая ошибка приведёт к неверному решению всей задачи.
Итак,
одна
часть потомков будет иметь генотип AaBb
– они жёлтые гладкие по фенотипу и дигетерозиготы по генотипу. Вторая – Aabb
– жёлтые морщинистые, гетерозиготы по первому признаку и рецессивные гомозиготы
по второму. Третья – aaBb
– зелёные гладкие, рецессивные гомозиготы по первому признаку и гетерозиготы по
второму, а четвёртая – aabb
– зелёные морщинистые, рецессивные гомозиготы.
Записываем
ответ к задаче: в потомстве ожидается расщепление 1:1:1:1 по фенотипу и
генотипу.
Задача
2. Светловолосый кареглазый мужчина из семьи, все члены которой имели карие
глаза, женился на голубоглазой темноволосой женщине, мать которой была
светловолосой. Какой фенотип можно ожидать у детей?
Запомните
– правильная запись условия генетической задачи– залог успешного решения. Взяв
максимум из той информации, что нам дана, мы практически на 90% решаем
поставленную задачу.
Итак,
мы имеем дело с двумя признаками – цветом волос и цветом глаз. Вводим буквенные
обозначения генов. Пускай А – тёмные волосы, а – светлые. B
– карие глаза, а b – голубые.
Записываем
генотипы родителей. Будьте внимательны и не запутайтесь в признаках.
Мужчина светловолосый, поэтому у нас один вариант – рецессивная гомозигота по
данному признаку. Карие же глаза могут иметь как доминантные гомозиготы BB,
так и гетерозиготы – Bb. Но нам известно, что все члены семьи мужчины
имеют карие глаза, значит, скорее всего,
он будет доминантной гомозиготой.
Женщина – голубоглазая. Записываем рецессивную гомозиготу. И темноволосая. Но
так как её мать была светловолосой, значит от неё она получила ген а, а
от отца – ген А. Записываем
гетерозиготу по этому признаку.
Что получаем? Женщина – гетерозигота по первому признаку и рецессивная
гомозигота по второму. Мужчина – рецессивная гомозигота по первому признаку и
доминантная гомозигота по второму.
Можно сказать, задача решена. Дальше – дело техники и внимательности.
Женщина даёт два типа гамет. Мужчина – один.
Определяем возможные фенотипы их детей. Как вы поняли,
здесь
два варианта, потому что мы имеем
дело только с гетерозиготой по одному признаку.
Все
дети
этой пары будут кареглазыми, но одна часть из них темноволосые, а другая,
несколько
экзотическая, – светловолосые.
Ответ:
у детей данной супружеской пары можно ожидать два разных фенотипа: темноволосые
кареглазые и светловолосые кареглазые.
Задача
3. Плоды томатов бывают красные и жёлтые, гладкие и пушистые. Ген красного
цвета доминантный, ген пушистости рецессивный. Из собранного в крестьянском
хозяйстве урожая помидоров оказалось 36 тонн гладких красных и 12 тонн красных
пушистых. Сколько в собранном урожае будет жёлтых пушистых помидоров, если
исходный материал был гетерозиготным по обоим признакам?
Очень
лёгкая задача. Решить её можно, если аккуратно расписать и внимательно
сосчитать генотипы потомков, или сразу дать ответ, опираясь на знание второго закона
Менделя.
Будем двигаться по порядку.
Записываем
буквенные обозначения генов. Пускай А – красный цвет, а – жёлтый,
B
–
гладкие, b – пушистые.
Итак, генотипы родителей известны. Это дигетерозиготы.
Дигетерозиготы
дают по четыре типа гамет.
Составляем
решётку Пеннета.
Считаем.
Интересуют нас красные гладкие. Имеем девять частей. А по условию 36 тонн. Далее
подсчитываем количество красных пушистых. Их три части. По условию 12 тонн. Хотя
в задаче не спрашивается, но для полноты картины сосчитаем и жёлтые гладкие –
три части.
Сколько будет жёлтых пушистых? Одна. И вопрос в задаче – сколько же их будет
тонн.
Продолжаем упражняться в математике. 9 частей будет относиться к 36 так же, как
3 к 12. То есть на одну часть придётся четыре тонны. Поскольку у нас одна часть
жёлтых пушистых, значит крестьянское хозяйство получит их четыре тонны.
Те
из вас, кто хорошо усвоил законы Менделя, конечно же, решили эту задачу намного
раньше. Ведь известно, что при дигибридном скрещивании дигетерозигот получается
соотношение 9:3:3:1. Поэтому, подставив известные из условия числа, можно сразу
получить ответ: крестьянское хозяйство получило четыре тонны жёлтых
пушистых томатов. Главное – не ошибиться с доминантными и рецессивными генами.
Для
того, чтобы было проще решать практически
любую задачу по генетике, рекомендуется
строить так называемую решетку Пеннета,
получившую свое название от имени
английского генетика Р.Пеннета, впервые
ее предложившего.
Существует
два возможных типа построения решетки
Пеннета:
а)
вертикально-горизонтальная решетка
Пеннета
б)
наклонная решетка Пеннета
Представляется
целесообразным рекомендовать для
практического использования вертикально-
горизонтальную решетку Пеннета, т.к.
при этом не возникает проблем, по крайней
мере, чисто технического свойства: что
под каким углом вписывать в образовавшиеся
отсеки-ромбы.
Заполнение
левого верхнего прямоугольника решетки
Пеннета. Разделим его под углом в 45о
прямой линией, в результате чего получим
два одинаковых прямоугольных треугольника,
в каждый из которых заносится следующая
информация: ближе к основанию угла –
символ пола, чуть выше и левее – генотипы
каждой из скрещиваемых форм (в нашем
примере генотипы скрещиваемых форм
одинаковые: Аа). При этом непременно в
верхнем треугольнике должна содержатся
информация об особи женского пола, в
нижнем – сведения об особи мужского
пола.
|
Аа Аа |
1/2А |
1/2а |
|
1/2А |
||
|
1/2а |
На
верхней горизонтали выписываются типы
гамет женской особи; в нашем примере
(Аа) их два: А и а. Причем и те, и другие в
равных количествах, поэтому перед
буквами мы ставим коэффициенты: 1/2А и
1/2а. Аналогично оформляется левая
вертикаль решетки, где располагают типы
гамет особи мужского пола – с
соответствующими коэффициентами.
Еще
одно важное замечание: все записи в
ячейках по верхней горизонтали и левой
вертикали делаются по центру ячеек.
На
пересечениях горизонталей и вертикалей
образовались прямоугольники (в нашем
случае их четыре). Пронумеруем их
произвольно от № 1 до № 4. В каждый из
них будут записываться соответствующие
сочетания, или соответствующие комбинации,
генов.
|
Аа Аа |
1/2А |
1/2а |
|
1/2А |
№1 |
№2 |
|
1/2а |
№3 |
№4 |
При
этом ход рассуждений должен быть
следующим.
Если
женская половая клетка с геном А
достигается мужской половой клеткой,
также имеющей ген А, и оплодотворяется
ею (речь идет о «перекрестке» № 1), то
возникает зигота, генотип которой
гомодоминантен, т.е. АА. Так же можно
охарактеризовать и все остальные
«перекрестки»: № 2 (гетерозигота Аа), №
3 (гетерозигота Аа) и № 4 (гоморецессив
аа).
|
Аа Аа |
1/2А |
1/2а |
|
1/2А |
АА |
Аа |
|
1/2а |
Аа |
аа |
Таким
образом, можно сделать вывод: среди
потомков скрещиваемых форм (Аа х Аа)
могут быть обнаружены представители с
тремя разными вариантами генотипов, а
именно: АА, 2 Аа, аа.
Возможная
частота возникновения потомков с
каким-либо из рассматриваемых генотипов
высчитывается, по правилу вероятности,
следующим образом (на примере «перекрестка»
№ 1): если материнские гаметы с доминантным
геном А возникают с 50%-ной вероятностью,
равно, как и отцовские гаметы с доминантным
геном А (50%), то шанс возникновения зиготы
АА = 1/2А х 1/2А =1/4.
Продвигаясь
по «перекресткам» (№ 2, № 3, № 4), проставляем
вероятность возникновения потомков с
каждым из рассмотренных выше вариантов
генотипов (везде вписываем коэффициент
– 1/4, так как в нашем примере: Аа х Аа).
Несколько
странными на первый взгляд могут
показаться встречающиеся, хотя и крайне
редко, в некоторых работах такие названия
гетерозиготы, как «кондуктор» (от лат.
conductor – сопровождающий, проводник) или
«проводник». Но если вдуматься, это
выглядит странным только на первый
взгляд. В самом деле, особь, имеющая
гетерозиготный генотип, как бы «провозит»
(или «проводит») через поколение
рецессивный ген, не способный проявить
своего присутствия, будучи рядом с
доминантным. Но как только ему, этому
рецессивному гену, удается оказаться
в гомозиготном состоянии, он сразу же
вновь заявляет о своем присутствии в
генотипе, оказавшись способным проявить
себя в фенотипе особи.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #