Решение задач по теме «Закономерности наследования при дигибридном  скрещивании»

Дигибридное скрещивание – это процесс, при котором происходит скрещивание организмов, имеющих различия по альтернативным признакам в двух парах, например, форма цветка и его окрас. По третьему закону Грегора Менделя при скрещивании такого типа различные гены аллельных пар, находящиеся в разных гомологичных хромосомах, наследуют свои признаки в независимом порядке один от другого.

Дигибридное скрещивание, зависит от расположения гена, а именно важно положение информации в одной или разных хромосомах. Прекрасно иллюстрирует процесс дигибридного скрещивания эксперимент Г. Менделя, в котором он использовал гомозиготные гороховые растения, носящие отличие между собой одновременно в двух признаках. Первое различие заключалось в желтом и зеленом цвете плодов, а второе - в их поверхностной характеристике: желтый горох был гладкий, а зеленый – морщинистый.

Для дигибридного скрещивания Мендель использовал гомозиготные растения гороха, различающиеся одновременно по двум парам признаков. Одно из скрещиваемых растений имело желтые гладкие семена, другое — зеленые морщинистые

Гибриды всего первого поколения получились желтыми и гладкими, а это указывало на доминирующую способность данного признака.

Из сказанного выше можно сделать вывод, что родительские организмы носили генотип AABB (доминантный) и aabb (рецессивный), а первое гибридное поколение стало гетерозиготным: AaBb.

Второе поколение гибридов получало всевозможные вариации наследования признаков с расщеплением 9:3:3:1. Больше всего было гладких и желтых, а меньше всего - морщинистых и зеленых гороховых семян.

Проведенные наблюдения свидетельствуют о том, что отдельные пары признаков ведут себя в наследовании независимо. В этом сущность третьего закона Менделя — закона независимого наследования признаков, или независимого комбинирования генов.

Закон формулируется так:каждая пара аллельных генов (и альтернативных признаков, контролируемых ими) наследуется независимо друг от друга.

Это показано на схеме (решетка Пеннета):

При дигибридном скрещивании образуются 4 вида гамет: AB, Ab, aB и ab, то количество видов зигот, которые могут возникнуть при случайном слиянии этих гамет, равно 4 · 4, т.е. 16.

Именно столько клеток в решетке Пеннета. На схеме видно, что при этом скрещивании возникают следующие 9 видов генотипов: AABB, AABb, AaBB, AaBb, AAbb, Aabb, aaBB, aaBb и aabb, так как в 16 сочетаниях есть повторения. Эти 9 генотипов проявляются в виде 4 фенотипов: желтые — гладкие, желтые — морщинистые, зеленые — гладкие и зеленые — морщинистые.

Численное соотношение этих фенотипических вариантов таково: 9жг : 3жм : 3зг : 1 зм.

Приведем алгоритм решения задач Алгоритм решения задач по теме: «Дигибридное скрещивание».

1. Определить доминантный и рецессивный признак по результатам скрещивания первого поколения (F1) и второго (F2) (по условию задачи). Ввести буквенные обозначения: А - доминантный, а - рецессивный.
2. Записать генотип особи с рецессивным признаком или особи с известным по условию задачи генотипом и гаметы.
3. Записать генотип гибридов F1.
4. Составить схему второго скрещивания. Записать гаметы гибридов F1 в решетку Пеннета по горизонтали и по вертикали.
5. Записать генотипы потомства в клетках пересечения гамет. Определить соотношения фенотипов в F1.

Рассмотрим решение задач.

Задача 1.

При скрещивании двух сортов томата с красными шаровидными и желтыми грушевидными плодами в первом поколении все плоды шаровидные, красные. Определите генотипы родителей, гибридов первого поколения, соотношение фенотипов второго поколения.

Решение:

Так как при скрещивании гороха все особи потомства имеют признак одного из родителей, значит, гены красного цвета (А) и гены шаровидной формы плодов (В) являются доминантными по отношению к генам жёлтой окраски (а) и грушевидной формы плодов (b).

Генотипы родителей: красные шаровидные плоды – ААВВ, желтые грушевидные плоды – ааbb.

Для определения генотипов первого поколения, соотношение фенотипов второго поколения необходимо составить схемы скрещивания.

Схема первого скрещивания.

Наблюдается единообразие первого поколения, генотипы особей AaBb (1-й закон Менделя).

Схема второго скрещивания:

F2 :

Соотношение фенотипов второго поколения:

9 – красные шаровидные;

3 – красные грушевидные;

3 - желтые шаровидные;

1 – желтые грушевидные.

Ответ:

1. генотипы родителей: красные шаровидные плоды – ААВВ, желтые грушевидные плоды – ааbb.
2. генотипы F1: красные шаровидные АаВb.
3. соотношение фенотипов F2:
   9 – красные шаровидные;
   3 – красные грушевидные;
   3 - желтые шаровидные;
   1 – желтые грушевидные.

Задача 2.

У человека рыжий цвет волос доминирует над русым, а веснушки – над их отсутствием. Гетерозиготный рыжеволосый без веснушек мужчина женился на русоволосой женщине с веснушками. Определить % вероятность рождения ребенка рыжеволосого с веснушками.

Дано:

А -рыжие волосы

а -русые волосы

В -наличие веснушек

b - отсутствие веснушек

Решение:

Р:♀Aabb×♂aaBB

G:Ab ab aB

F1:AaBb aaBb

Определяем F1 фенотип:

генотип AaBb - рыжеволосый ребенок с веснушками;

генотип ааBb- русоволосый ребенок с веснушками.

Ответ: вероятность рождения рыжеволосого с веснушками ребенка составляет 50 %.

Задача 3.

Нормальный рост у овса доминирует над гигантизмом, раннеспелость над позднеспелостью. Какой процент позднеспелых растений нормального роста можно ожидать от скрещивания гетерозиготных по обоим признакам растений?

Решение

А -нормальный рост

а - гигантизм

В - раннеспелость

b - позднеспелость

Решение:

Р:♀ AaBb ×♂ AaBb

G: AB, Ab, AB , Ab aB , ab aB , ab

Строим решетку Пеннета

Анализируем решетку Пеннета: позднеспелые растения нормального роста имеют генотипы AAbb, Aabb, Aabb (выделены в решетке Пеннета) и составляют 3 части от 16 (18,7 %).

Ответ:18,7 % позднеспелых растений нормального роста можно ожидать от скрещивания гетерозиготных по обоим признакам растений.

Список литературы:

1. Адельшина, Г. А. Генетика в задачах. Учебное пособие. М.: Планета, 2015.
2. Барабанщиков Б.И., Сапаев Е.А Сборник задач по генетике. Казань: Изд-во КГУ, 1988.
3. Данилкив Я.Н., Овсеенко Н.В.Наследование признаков и качеств живых организмов (Сборник задач по генетике). Брянск: БГСХА. 1999.
4. Иванов В.И. Генетика.М.: Академкнига, 2006.
5. Лобашев М.Е., Генетика. Ленинград, Издательство Ленинградского университета, 1999г.
6. Пеков А.П. Биология и общая генетика, Москва, Издательство Российского университета дружбы народов, 1994,.
7. Соколовская Б.Х. 120 задач по генетике (с решениями): Для школьников, лицеистов и гимназистов. М.:Мир. 1992.