Тема 3. Взаимодействие генов. Вопросы для подготовки:

1. Взаимодействие генов из одной аллельной пары (доминирование, неполное доминирование, кодоминирование, сверхдоминирование).

2. Комплементарное взаимодействие. Варианты комплементарного взаимодействия генов.

3. Эпистаз (доминантный и рециссивный).

4. Полимерия.

5. Плейотропное действие гена.

Работа 1 . Взаимодействие между генами

Из одной пары Из разных аллельных пар:

- неполное доминирование -комплементарное

- доминирование - эпистатическое

- сверхдоминирование - полимерное

- кодоминирование

Работа 2. Комплементарное взаимодействие.

Задача 1. У попугайчиков-неразлучников цвет перьев определяется двумя парами несцепленных неаллельных генов. Сочетание двух доминан­тных генов (хотя бы по одному из каждого аллеля АВ) определяет зеле­ный цвет, сочетание доминантного гена из одной пары и рецессивных генов из другой определяет желтый А-вв пли голубой ааВ- цвет, рецессивные особи по обеим парам аавв имеют белый цвет.

а) При скрещивании зеленых попугайчиков-неразлучников меж­ду собой получено потомство из 55 зеленых, 18 желтых, 17 голубых и 6 белых. Определите генотипы родителей и потомства.

Р

G

F1

Ответ:

б) Зоопарк прислал заказ на белых попугайчиков. Однако, скрещивание имеющихся на ферме зеленых и голубых особей не дава­ло белых попугайчиков. Определите генотипы имеющихся на ферме птиц.

Р

G

F1

Ответ:

Задача 2. Ген К детерминирует розовидный гребень, ген Р - горо­ховидный. При сочетании генов К и Р развивается ореховидный гре­бень. Птицы, рецессивные по обоим генам (ккрр), имеют простой (листовидный) гребень. Скрещены особи КкРр с ккрр. Установить расщепление в первом поколении.

P

G

F1

Ответ:

Работа 2. Эпистаз.

Задача 3. У овса цвет зерен определяется двумя парам несцепленных между собой генов. Один доминантный ген обусловливает черный цвет А, другой – серый В. Ген черного цвета подавляет ген серого цвета. Оба рецессивных аллеля обусловливают белую окраску аавв.

а) При скрещивании чернозерного овса в потомстве оказалось расщепление на 12 чернозерных, 3 серозерных и I с белыми зернами. Определите генотипы скрещиваемых особей и их потомство.

P

G

F1

Ответ:

б) При скрещивании белозерного овса с чернозерным получилось половина растений с черными зернами, половина - с серыми. Опреде­лите генотипы, скрещиваемых особей.

Р

G

F1

Ответ:

Задача 4. У человека имеется несколько форм наследственной близорукости. Умеренная форма (от –2,0 до –4,0) и высокая (выше –5,0) передаются как аутосомные доминантные несцепленные между собой признаки. В семье, где мать была близорукой, а отец имел нормальное зрение, родилось двое детей: дочь и сын. У дочери умеренная доминантные несцепленные между собой признаки. В семье где мать была близорукой, а отец, а у сына высокая форма близорукости.

Какова вероятность рождения следующего ребенка в семье без аномалий, если известно, что у матери близорукостью страдал только один из родителей? Следует иметь в виду, что у людей, имеющих гены обоих форм близорукости, проявляется только одна – высокая.

P

G

F1

Ответ:

Задача 5. При скрещивании желтоплодной тыквы с белой все потомство имело белые плоды. При скрещивании полученных особей между собой получилось: 204 растений с белыми плодами, 53 – с желтыми, 17 – зелеными. Определить генотипы родителей и потомков.

P

G

F1

Ответ:

Задача 6. Красная окраска луковицы лука определяется доминантным геном А ,желтая – его рецессивным а аллелем. Однако проявление гена окраски возможно лишь при наличии другого, несцепленного с ним доминантного гена, рецессивный аллель которого подавляет окраску, и луковицы оказываются белыми. Краснолуковичное растение было скрещено с желтолуковичным. В потомстве F1 оказались растения с красными, желтыми и белыми луковицами.

P

G

F1

Ответ:

Задача 7. Так называемый, бомбейский феномен состоит в том, что в семье, где отец имел 1-ю группу крови, а мать 3-ю, родилась девоч­ка с 1-й группой крови. От брака ее с мужчиной, имеющего 2-ю груп­пу крови, родились две девочки: одна с 4-й, а другая - с 1-й груп­пой крови. Появление в третьем поколении девочки с 4-й группой крови от матери с 1-й группой вызвало недоумение. Однако, в лите­ратуре было описано еще несколько подобных случаев. По сообщению В.Маккюсика (1967), некоторые генетики склонны объяснить это яв­ление редким рецессивным эпистатическим геном, способным подавлять действие генов, определяющих группу крови А и В.

Принимая эту гипотезу, определить:

а) вероятные генотипы всех трех поколений, описанных в бомбейском феномене;

P

G

F1

Ответ:

б) вероятность рождения детей с 1-й группой крови в семье первой дочери из третьего поколения, если она выйдет замуж за та­кого же по генотипу мужчину;

P

G

F1

Ответ:

в) вероятные группы крови у детей в семье второй дочери из третьего поколения, если она выйдет замуж за мужчину с 4-й группой крови, но гетерозиготного по редкому эпистатическому гену.

Р

G

F1

Ответ:

Работа 3. Полимерия.

Пример. Наследование цвета кожи исследовал на острове Ямайка Деверкорт. Он установил, что цвет кожи определяется двумя парами несцепленных неаллельных генов. Гены А₁ и A₂ обусловливают черный цвет, а₁ и a₂ - белый. При браке черного с белым - рождаются мулаты.

Р: А₁А₁A₂A₂ Х a₁a₁a₂a₂

Черный Белый

F₁: А₁a₁A₂a₂

Мулат

При браке мулатов возможны различные цветовые вариации ко­жи (черные, темные, мулаты, светлые, белые). Чем больше в генотипе доминантных генов, тем цвет кожи темнее.

Задача 8. Наследование цвета зерен у пшеницы связано с двумя пара­ми генов. Красная окраска зависит от доминантных генов A₁ и А₂, белая от рецессивных a₁ и а₂. Какую окраску зерен будут иметь по­томки F₁ и F₂ от скрещивания чистолинейных растений с красной и белой окраской зерен? Как называется такой тип наследования?

Р

G

F1

F2

Ответ:

Задача 9. Рост человека контролируется несколькими парами несцепленных генов, которые взаимодействуют по типу полимерии. Если пренебречь факторами среды и условно ограничиться лишь тремя парами генов (Ш.Ауэрбах, 1969), то можно допустить, что в какой-то попу­ляции самые низкорослые люди имеют все рецессивные гены и рост 150 см., самые высокие - все доминантные гены и рост 180 см.

а) Определить рост людей, гетерозиготных по всем трем па­рам генов роста.

б) Низкорослая женщина вышла замуж за мужчину среднего рос­та. У них было четверо детей, которые имели рост 165 см, 160 см, 155 см и 150 см. Определите генотипы родителей и их рост.

Р

G

F1

Ответ:

Работа 4. Плейотропное действие генов.

Пример. Примером плейотропного гена у человека служит му­тация серповидноклеточности а (ген рециссивный), А - норма. Ген, определяющий измененную химическую струк­туру гемоглобина, определяет изменение формы эритроцитов и повы­шает устойчивость организма против малярийного плазмодия в гетерозиготном состоянии. Какие дети могут родится от брака гетерозиготных родителей?

Р: Аа х Аа

G: А а А а

F1: АА, Аа, Аа, аа

Ответ: 25% детей с анемией, 50% с легкой формой анемии, устойчивые к малярии, 25% здоровы.

Задача 10. У мексиканского дога ген, вызывающий отсутствие шерсти, в гомозиготном состоянии ведет к гибели потомства. При скрещивании двух нормальных догов часть потомства погибла. При скрещивании того же самца со второй самкой гибели потомства не было. Однако, при скрещивании потомков от этих двух скрещиваний опять наблюда­лась гибель щенков.

Определите генотипы всех скрещиваемых особей.

P1 Р2

G G

F1 F1

Ответ:

Задача 11. Доминантный ген Д обуславливает у человека появление голубых склер. Голубые склеры сами по себе безвредный признак, но вместе с ним у человека развивается глухота и хрупкость костей. Мужчина с голубыми склерами женился на женщине с нормальными склерами. Какова вероятность рождения у них нормальных детей с указанными пороками.

P

G

F1

Ответ:

Задача 12. Желтый и серый цвет мышей определяется двумя аллельными аутосомными генами. При скрещивании желтых мышей между собой получено 2386 желтых и 1235 серых. В дальнейшем скрещивались желтые мыши с серыми. Определите соотношение цветовых окрасок в потомстве от второго скрещивания и дайте характеристику генам.

Р

G

F1

Ответ: