4.3.2. Задачи первого типа

Задача № 37. Какое потомство можно получить от скрещивания белогла­зой самки дрозофилы с красноглазым самцом?

Решение: Так как самка у дрозофилы несет две Х-хромосомы, то она содержит два гена белоглазости. Итак, генотип самки: ww (или w//w). Самец у дрозофилы имеет только одну Х-хромосому, следовательно, только один ген окраски. Он красноглазый, значит его генотип - w+/! или +/¬ .

Запишем скрещивание:

P: ♀ w//w  ♂ +/¬

белоглазая красноглазый

w + !

У самки образуется только один тип гамет, несущий Х-хромосо­мы:, а у самца - два, несущие либо Х, либо У-хромосомы, причем, оче­видно, с равной вероятностью, т.е. по 0,5: + и ¬. В результате их независимого комбинирования и слияния по­лучаем два типа зигот: с 2 Х-хромосомами - самки и с ХУ-хромосома­ми - самцы. Это потомки первого поколения. Итак, запишем:

P: ♀ w//w  ♂ w⁺/¬

белые глаза красные глаза

G: w w⁺ ¬

F₁: ♀ w⁺//w ♂ w/¬

красные глаза белые глаза

Таким образом, признак белых глаз передался от матери к “сы­новьям”, а красных глаз от отца к “дочерям”, т.е. признаки нас­ледуются крест-накрест.

Проанализируем их дальнейшую передачу при скрещивании самцов и самок F₁ между собой.

F₁: ♀ w⁺//w  ♂ w/¬

G: w⁺ w w ¬

0,5 0,5 0,5 0,5

Составляем решетку Пеннета и определяем типы потомков.

Типы гамет Типы гамет ♂ ♀	0,5 +	0,5 w
0,5 w	0.25 +//w ♀ красноглазые	0,25 w//w ♀ белоглазые
0,5 ¬	0,25 +/¬ ♂ красноглазые	0,25 w/¬ ♂ белоглазые

Ответ: В потомстве появляется ½ самцов и ½ самок, причем и у тех и у других половина с белыми глазами и половина с красны­ми, т.е. расщепление I : I : I : I, но если абстрагироваться от пола, то суммарное расщепление по окраске глаз - 1:1 (½ белоглазых и ½ красноглазых). Это совершенно другое расщепление, по сравнению с моногибридным расщеплением признаков, не сцепленных с полом, где оно, как известно, составляет 3:1.

Задача № 38. Какое потомство появится от скрещивания двух линий дрозофилы: красноглазых самок и белоглазых самцов?

Решение: Это скрещивание является обратным (реципрокным) по отношению к вышеописанному. Рассуждения аналогичные. Так как речь идет о линиях, то самки гомозиготны по доминантному приз­наку красных глаз.

P: ♀ w ⁺//w ⁺  ♂ w ⁺/¬

красные глаза белые глаза

G: w⁺ w ¬

F₁: ♀ w+//w ♂ w+/¬

красные глаза красные глаза

Так как у самок-матерей обе Х-хромосомы несут доминантные аллели, то красный цвет глаз проявляется у всех потомков: и самцов и самок.

Скрестим гибридных самок и самцов первого поколения и получим F_2,

P: ♀ w ⁺//w  ♂ w ⁺/¬

G: w ⁺ w w ⁺ ¬

F₂: ♀♀ w ⁺//w ⁺ w ⁺//w ♂♂ w ⁺/¬ w/¬

Цвет глаз: красные; красные; красные; белые

Ответ: Во втором поколении суммарное расщепление соответствует второму закону Менделя - 3:1. Таким образом, в случае признаков, сцепленных с полом, расщепление в реципрокных скрещиваниях отли­чается: в первом (прямом) - I : I, а во втором (обратном) - 3:1. В случае же анализа аутосомно наследуемых признаков результат не зависит от направления скрещивания и всегда соответствует законам Менделя - 3:1.

Задача № 39. Какого потомства можно ожидать в браке, где отец и мать имеют нормальное зрение, но мать гетерозиготна (носи­тель гена дальтонизма)?

Решение: Обозначим ген нормального зрения + (или D), ген даль­тонизма d . Мать гетерозигота +//d , т.к. является носительницей гена дальтонизма, хотя по фенотипу имеет нормальное зрение. Отец +/¬ . Записываем

P: ♀ +//d  ♂ +/¬

G: + d + ¬

F₁: ♀ +//+ ♀ +//d ♂ +/¬ ♂ d/¬

Норма; норма; норма; дальтоник

(носитель)

Ответ: При оплодотворении с равной вероятностью могут появиться девочки и мальчики. Девочки все с нормальным зрением (из них половина носительницы гена дальтонизма); среди мальчиков с рав­ной вероятностью могут быть с нормальным зрением и дальтоники. Если составить родословную, то она может выглядеть так:

Где  ♀ нормальное зрение, гомозигота;

 ♀ нормальное зрение носительница, т.е. гетерозигота;

 ♂ нормальное зрение, гемизигота;

■ ♂ дальтоник, гемизигота.

 

   ■

4.3.3. Задачи второго типа

Задача № 40. При скрещивании красноглазых самцов и самок дрозофилы получили: красноглазых 72 самки и З5 самцов, а белогла­зых 34 самца. Определить генотипы родителей и потомков (произвести запись скрещивания).

Решение: Последняя фраза в скобках записана только как напоминание. При решении задач всегда предполагается запись генотипов и скрещи­вание с использованием генетической символики, если иное не ого­ворено условием.

Поэтому запишем условие задачи с использованием генетической символики. Из условия ясно, что оба родителя имеют доминантные аллели, т.е.

P: ♀ w ⁺//-  ♂ w ⁺/¬

относительно потомков можно записать:

F₁: ♀ 72 w ⁺//- ; ♂ 35 w ⁺/¬ и 34 w/¬

Известно, что самцы получают свою единственную Х-хромосому от матери. С учетом того, что ½ самцов имеет красные глаза и ½ белые, можно сказать, что у матери одна Х-хромосома несет доминантный аллель, а вторая - рецессивный, т.е. самка гетерозиготна w ⁺//w. Проанализировав возможное потомство от скрещивания этой самки и самца, можно сказать, что ½ из 72 самок F1 являются гомозиготными w⁺ // w⁺ и ½ - гетерозиготными w⁺//w.

Ответ:

P: ♀ w⁺//w  ♂ w⁺ /¬

F₁: ♀ ½ w⁺//w⁺ ½ w⁺//w ; ♂ ½ w⁺ /¬ ½ w /¬

72 35 34

Задача № 41. Все потомство от скрещивания красноглазых самцов и са­мок погибло, кроме одного самца, глаза которого оказались белыми. Определить генотипы родителей и ожидаемого по­томства.

Решение: Самец свою единственную Х-хромосому получил от матери, следовательно, она была гетерозиготна. Записав ее генотип, можем получить ожидаемое F₁ (см. задачу № 1).

Ответ: P: ♀ w⁺//w  ♂ w⁺ /¬

F₁ (ожидаемое): ♀ ½ w⁺//w⁺; ½ w⁺//w; ♂ ½ w⁺ /¬ ½ w /¬

Задача № 42. У мужа и жены нормальное зрение, а сын - дальтоник. Каковы генотипы родителей?

Решение: Можем записать фенотипы родителей и сына:

P: D--  D! или D//-  D/¬

F₁: d! d/¬

Очевидно, что сын-дальтоник получил свою единственную Х-хромо­сому с рецессивным геном d от матери. Следовательно, мать является гетерозиготой по гену дальтонизма.

Ответ: Генотип матери Dd, а отца D! .

Задача № 43. Нормальная женщина имеет брата-дальтоника. Может ли у нее быть сын с цветной слепотой?

Решение: С учетом того, что ген дальтонизма рецессивен и лока­лизован в Х-хромосоме, можем записать генотип брата – d!. Свою единственную Х-хромосому с геном дальтонизма он получил от своей матери, которая, таким образом, является носительницей дальтонизма. Можем записать и фенотип этой нормальной женщины: D-. Вторая Х-хромосома может быть как с геном дальтонизма (вероятность ½), так и с геном нормального зрения (вероятность ½). Во втором случае все сыновья, естественно, будут нормаль­ными. В первом же случае - ½ сыновей, которые получат хромо­сому с геном D, будут иметь нормальное зрение, а ½ сыновей, получившие от матери Х-хромосому с рецессивным геном d, будут дальтониками.

Для корректности ответа можно определить вероятность появле­ния у этой женщины сына-дальтоника - это произведение вероят­ности получения гена d женщиной и вероятности по передаче, то есть ½ х ½=¼.

Ответ: С вероятностью ¼ можно ожидать появление сына-дальто­ника у нормальной женщины, имеющей брата-дальтоника.

Задача № 44. У здоровых родителей четверо детей. Один сын болен гемофилией и умирает в 14-летнем возрасте. Другой сын и две дочери здоровы. Какова вероятность заболевания у их детей (то есть у внуков анализируемых родителей)?

Решение: Эту задачу очень удобно решить графически по методу анализа родословных

 

   ■

Умерший сын ген гемофилии h получил от матери (от отца - У-хромосому), значит мать - гетерозигота Hh - носительница гена ге­мофилии и с вероятностью ½ передаст его своим детям. У доче­ри, получившей ген гемофилии, потомство может быть таким же, как у матери; а у дочери, не получившей этого гена, всё потомство будет здоровым. Второй сын здоров, значит, он не получил от ма­тери гена гемофилии и его дети этого гена не получат.

Ответ: Так как сын здоров, то все его дети также будут здоровы. Вероятность заболевания детей дочерей равна произведению ве­роятности получения гена гемофилии от матери и вероятности его передачи своим детям, то есть ½ х ½=¼.

Задача № 45. В семье где отец дальтоник и мать с нормальным зрением рождается мальчик дальтоник. Кто "виновен" в его бо­лезни? Отец или мать?

Решение: Аллель дальтонизма рецессивная и локализована в Х-хромосоме. Поэтому мальчик мог получить ее только с Х-хромосомой от матери, а от отца - У-хромосому.

Ответ: Болезнь унаследована от матери - её носительницы:

P: d⁺//d  d/¬

F₁: d/¬

4.4. ГЕТЕРОГАМЕТНОСТЬ САМКИ

4.4.1. Методические указания

В этом случае особи женского пола имеют половые хромосомы Х и У, а самцы - две Х-хромосомы. Очень часто, чтобы отличать этот случай от гетерогаметности мужского пола, половые хромосомы обозначают соответственно буквами Z и W .

Генетический анализ здесь проводится опять-таки по гетерогаметному полу, но на этот раз - это женский пол.

Обозначения: У кур В - аллель пестрого оперения; b - аллель темной равномерной окраски.

4.4.2. Задачи II типа

Задача № 46. Получить потомство от скрещивания пестрой курицы с темным петухом.

Решение: Самка имеет только одну X хромосому, значит, в ее генотипе присутствует лишь один ген окраски - В (♀ B/¬), а самец имеет две Х-хромосомы, два гена окраски, а так как он с рецес­сивным признаком, он гомозигота b//b .

Записываем:

P: ♀ B/¬  ♂ b//b

пёстрая тёмный

G: B ¬ b

0,5 0,5

F₁: ♀ b/¬ ; ♂ B//b

тёмная пёстрый

Ответ: При оплодотворении с равной вероятностью могут появиться тёмные самки b/¬ и пёстрые самцы B//b.

Задача № 47. Фактор k у кур является рецессивным и сцепленным с полом. Все зиготы, не имеющие нормального аллеля К, умирают до вылупления. Самец, гетерозиготный по этому фактору, скрещенный с нормальной курицей, дал 120 живых цыплят. Какая часть из них должна оказаться самцами, а какая самками?

Решение: У кур гетерогаметным полом является самка и она гемизигота, значит ♀K/¬, ♂ - гомогаметен, гетерозиготен K//k. Запишем:

P: ♀ K/¬  ♂ К//k

норма норма

G: K ¬ ; К k

0,5 0,5 0,5 0,5

F₁: K/¬ k/¬ K//K K//k

0,5 0,5 0,5 0,5

нормальные; гибнут до нормальные

вылупления

Ответ: Так как самки k/¬ погибают до вылупления, то из 120 живых цыплят 80 - самцы и 40- самки.

4.5. ГОЛАНДРИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ

4.5.1. Методические указания

Голандрические признаки - это признаки, гены которых локали­зованы в У-хромосоме. Хотя У-хромосома в большей мере генети­чески инертна, у разных видов и в У-хромосоме могут быть актив­ные участки, контролирующие определенные признаки. В этом слу­чае может быть два варианта.

1 вариант. В У-хромосоме есть гены, которых нет в Х-хромосоме. В этом случае признак передается только с У-хромосомой. Причем, если самцы гетерогаметны, то признак передается от самца только самцам, а если самки гетерогаметны, то от самки - только самкам. Например, у человека наличие плавательной перепонки между пальцами ниж­них конечностей передается только от отца сыновьям, так как ген этой аномалии локализован лишь в У-хромосоме.

2 вариант. В У-хромосоме присутствует ген, который аллелен гену, локализованному в Х-хромосоме. В таком случае самки и самцы не различаются по числу генов, контролирующих исследуемый признак, и здесь в значительной степени применим анализ, рассмотренный для аутосом. Однако имеются и отличия. Этот тип насле­дования называют частично сцепленным с полом.