Решение задач по теме «Анализирующее скрещивание»

Анализирующее скрещивание – метод установления генотипа. Анализирующее скрещивание подразумевает скрещивание гибридной особи с особью-анализатором. В качестве анализатора выбирается гомозиготная особь, у которой рецессивный признак нашёл отражение в фенотипе. Анализирующее скрещивание широко используется в селекции и генетике для определения генотипа и еще для того, чтобы на основании расщепления по фенотипическим признакам судить о расщеплении по генотипу. Это даст возможность выяснить генотип и соотношение гомозиготных и гетерозиготных гамет анализируемого объекта.

Объяснить учащимся принцип, лежащий в основе анализирующего скрещивания, лучше на примере.

Предположим, что исследуются две особи с генотипами АА и Аа, при этом фенотип их абсолютно одинаковый

О генотипе организма, проявляющего рецессивный признак, можно судить по его фенотипу. Ведь если этот организм был бы гетерозиготным, то у него проявился бы доминантный признак. Следовательно, если проявляется рецессивный признак, то организм обязательно должен быть гомозиготным по рецессивному гену.

На схеме видно, что у гороха красная окраска цветков доминирует над белой (гены А и а). Если у цветка красная окраска, то естественно, что хотя бы один из аллелей гена, должен быть доминантным - Аа. Но красный цветок может иметь генотип и АА. В данном случае по фенотипу невозможно сказать, каков его генотип. Чтобы определить генотип и проводится анализирующее скрещивание.

Анализирующее скрещивание заключается в том, что особь, генотип которой не ясен, но должен быть выяснен, скрещивается с особью, гомозиготной по рецессивному признаку, после чего анализируются гибриды первого поколения. Запишем схема анализирующего скрещивания.

Как видно из схемы, при анализирующем скрещивании в потомстве гомозиготной доминантной особи нет расщепления, гетерозиготная особь дает расщепление 1 : 1.

Вывод: Если исследуемая доминантная особь будет гомозиготна, потомство от такого скрещивания будет единообразным и расщепления не произойдёт: все потомки будут нести доминантный признак. Если же исследуемая особь гетерозиготна, то в потомстве произойдёт расщепление в отношении 1:1 (т.е. 50% особей будут иметь доминантный и 50% рецессивный фенотип). Таким образом, для определения генотипа организма проводят скрещивание анализирующее.

Знание законов Менделя позволяет решать ряд практических вопросов, которые в первую очередь относится к анализирующему скрещиванию.

Предлагаем алгоритм решения задач по теме «Анализирующее скрещивание».

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

Разберем это скрещивание на примере плодовой мушки дрозофилы.

Задача 1.

У плодовой мушки дрозофилы длинные крылья (А) доминируют над зачаточными крыльями (a). Особь с длинными крыльями может иметь генотип как AA, то есть быть гомозиготой по доминантному гену, так и Aa, то есть быть гетерозиготной. Для того чтобы установить ее генотип, следует произвести скрещивание с гомозиготной особью по рецессивному гену.

Рассмотрим два варианта, которые возможны при анализирующем типе скрещивания. Составим схему скрещивания при учете того, что особь с длинными крыльями будет гомозиготной по доминантному гену (АА). Таким образом получается что обе родительские формы — гомозиготны (АА и аа)

P:♀АА x ♂аа

G:Аа

F1 : Аа

Все потомки буду иметь длинные крылья, так как признак длинных крыльев доминантен.

Рассмотрим второй вариант:

P: ♀ Аа x ♂ аа

G: А и аа

F1: Аа или аа

В итоге мы получаем в первом поколении расщепление 1:1. Таким образом, если организм с доминантным фенотипом является гомозиготным, то при анализирующем скрещивании в поколении F1 не будет расщепления. Если же организм с доминантным фенотипом будет гетерозиготным, в таком случае мы будем наблюдать расщепление 1:1 по генотипу и фенотипу.

Задача 2.

Красный цвет плодов земляники доминирует над признаком белого цвета у плодов земляники. У растений с красными плодами генотип неизвестен, т.к. он может быть АА или Аа. Проводим анализирующее скрещивание: скрещиваем растения с красными и белыми плодами (аа),в первом поколении получили 32 растения с красными плодами и 36 растений с белыми плодами. Произошло расщепление признаков.

Расщепление 1:1 свидетельствует о гетерозиготности растения. Значит, исследуемое растение с красными плодами было гетерозиготно и имело генотип Аа.

P: ♀Aa x ♂aa

G: Aа и a

F1: Aa или aa (в первом поколении появились растения с красными и белыми плодами в соотношении 1:1).

Задача 3.

Селекционер, у которого есть белая тыква желает узнать, действительно ли его тыква гомозиготна по окраске плодов. Что ему следует сделать, с учетом того что белая окраска плодов у тыквы доминирует над желтой.

Необходимо провести анализирующее скрещивание (растения с белыми плодами с растением с желтыми плодами). Если в результате скрещивания будут появляться растения только с белыми плодами — эта тыква гомозиготна. Если будет наблюдаться расщепление — мы имеем дело с гетерозиготным растением по данному признаку.

Задача 4.

У собаки короткая шерсть доминирует над длинной. Охотник купил собаку с короткой шерстью и хочет быть уверен, что собака не содержит генов длинной шерсти. Какого партнера необходимо подобрать для скрещивания и какой должен быть результат, если собака чистопородная?

Для этого необходимо скрестить собаку с гомозиготной особью по рецессивному признаку. Если расщепление не наблюдается — исходная особь гомозиготна. Если наблюдается расщепление — исходная особь была гетерозиготна.

Таким образом, анализирующее скрещивание — это скрещивание родителя с доминантным фенотипом с другим организмом, который является по данному признаку рецессивной гомозиготой, что позволяет установить генотип родителя с доминантным фенотипом. Если испытуемый организм гетерозиготен, то при анализирующем скрещивании в потомстве будет наблюдаться расщепление 1:1 как генотипу, так и по фенотипу. Если испытуемый организм гомозиготен, то в потомстве не будет наблюдаться расщепления.

Рассмотрим неполное доминирование, когда у гибридов первого поколения, имеющих генотип Aa, не воспроизводится полностью ни один из родительских признаков. При скрещивании растений Ночной красавицы с белыми цветками и красными цветками в первом поколении все растения имели розовые цветки. То есть наблюдалось промежуточное наследование. В таком случае анализирующее скрещивание применять не надо, поскольку гетерозиготы будут иметь промежуточный фенотип.

Список литературы:

Бакай А.В. Практикум по генетике. М.: «КолосС», 2010.
Герасимова Н.С. Задачи по генетики человека. Биология в школе, 2000.
Гуляев Г.В., Мальченко В.В. Словарь терминов по генетике, цитологии, селекции. М. 2003 год.
Жимулёв И.Ф. Курс лекций по общей и молекулярной генетике. М: 2003 год.
Кибернштерн Ф. Гены и генетика. Москва, “Параграф”, 1995год.
Копылова С.В.«Решение задач по генетике: Учебно-методическое пособие». Нижний Новгород. 2008.
Морозик М.С. Методика решения генетических задач. МГЭУ имени А.Д. Сахарова. 2002.
Тихомирова М.М. Генетический анализ: учебное пособие. – Л.: Издательство Ленинградского университета, 1990.
Шахович В.Н. «Биология: Учебное пособие» - Минск: Книжный дом, 2006.