2. Образование гамет при моногибридном скрещивании.

При созревании гамет (половых клеток), как известно, происходит особый вид клеточного деления - мейоз. Незрелые половые клетки (сперматогонии и овогонии) содержат диплоидный (двойной) набор хромосом и генов. Во время мейоза парные (гомологичные) хромосомы и находящиеся в них гены расходятся в различные клетки, так что в зрелом сперматозоиде и яйцеклетке находится гаплоидный (одиночный) набор хромосом и генов.

При решении задач на моногибридное скрещивание, мы следим за судьбой одной пары генов, например Аа. При генотипе Аа в каждой клетке тела, в том числе и в клетках, из которых развиваются гаметы (сперматогониях, сперматоцитах I, овогониях и овоцитах I), содержатся оба аллеля - как А, так и а. Но при созревании гамет они расходятся в две дочерние клетки, и в зрелой гамете находится только один из них, или А или а.

В задачах ставится вопрос, сколько типов гамет образуют организмы с определенным генотипом. Нетрудно видеть, что, например, мужской организм с генотипом Аа образует два типа гамет, а именно сперматозоиды с геном А и сперматозоиды с геном а.

Ответим на вопрос, сколько типов гамет образует организм АА. Студенты, начинающие изучение генетики, нередко говорят, что этот организм при мейозе дает две гаметы: с геном А и с геном А. Это неточный ответ. Каждый организм дает не две, а множество гамет, но у организма АА все гаметы одного типа - А. В задачах, рассматриваемых в следующих главах, точное определение числа типов гамет значительно облегчает проведение генетического анализа.

3. Определение фенотипа и генотипа детей по генотипу родителей при полном доминировании.

Установленные Менделем закономерности дают возможность предсказать генотипы и фенотипы потомства, если известны генотипы родителей.

Для наглядности рассмотрим способы их решения на примере задач 1 и 2.

Задача 1. Желтый цвет семян гороха доминирует над зеленым. Цветки гомозиготного желтого гороха опылены пыльцой зеленого гороха. Определить фенотип и генотип потомства, полученного от этого скрещивания.

Приступая к решению задачи, нужно, прежде всего, научиться кратко записывать её условия. Они включают: а) сведения о признаках и детерминирующих их аллельных генах; б) сведения о генотипе родителей.

Сведения о признаках и генах удобно записывать в виде таблицы, состоящей из двух строк и двух столбцов (схема 2). В первом столбце выписываем признаки (желтый и зеленый цвет горошин). В условиях задачи не сказано, какими буквами обозначают гены, детерминирующие эти признаки, но нам известно, что две вариации одного и того же признака (цвет горошин) определяются парой аллельных генов, которые нужно обозначить одной и той же буквой (доминирующий ген большой, а его рецессивный аллель - малой). Буквы можно выбирать произвольно, например, А и а.

Признак	Ген
Желтый цвет	А
Зеленый цвет	а

Р АA х аа

G А а

Аа

F1 Аа - гетерозигота

Фенотип – желтые

Схема 2. Запись условия задачи 1.

После этого можно приступить к записи второй группы условий. В задаче дано, что цветки гомозиготного желтого гороха опылены пыльцой зеленого гороха. Это условие, согласно принятому нами обозначению генов, мы должны записать следующим образом: буквой Р- обозначаются родители, формулой АА - генотип гомозиготного желтого гороха, а формулой аа - генотип зеленого гороха (рецессивный организм всегда гомозиготен, поэтому в условиях задачи это не оговаривается).

Записав условие задачи, приступаем к её решению - определению генотипа и фенотипа потомства. Исходя из генотипов родителей устанавливаем, сколько и какие типы гамет образует каждый из них.

Нетрудно видеть, что при мейозе первый из родителей (гомозиготный желтый горох), цветы которого мы опыляем, производит один тип яйцеклеток - с геном А, а второй родитель, от которого мы берем пыльцу, производит тоже один тип спермиев - с геном а. Типы гамет нужно выписать в отдельной строке, под строкой Р (родители). Ниже, в третьей строке, выписываем генотипы детей (F1), образующихся в результате слияния гамет родителей, отвечая тем самым на вопрос задачи о генотипе потомства.

Фенотип потомства записываем под его генотипом. Таким образом полная запись условий и решения задачи должна иметь следующий вид (схема 2).

Как показывает схема 2, все потомство, полученное от скрещивания гомозиготного желтого гороха с зеленым, генотипически единообразно (генотип Аа) и имеет желтую окраску семян.

Если при моногибридном скрещивании родители гетерозиготны, решение задачи несколько усложняется. Рассмотрим это на примере задачи 2.

Согласно условию, гетерозиготный желтый горох скрещивается с таким же по генотипу и фенотипу растением. Требуется определить генотип и фенотип потомства. Записав согласно условию задачи генотипы родителей, определим, сколько и какие типы гамет они образуют (схема 3). Так как каждый из родителей образует два типа гамет, то при оплодотворении возможны различные комбинации половых клеток, которые могут быть определены с помощью решетки Пеннета из 4-х клеток. Сверху, над столбцами, выписываем типы сперматозоидов, а слева, напротив строк, типы яйцеклеток. После этого в каждую клетку решетки, соответственно пересечениям строк и столбцов, вписываем гены гамет, получая генотипы потомков.

Р Аа Х Аа

G

F1 АА	Аа
Аа	аа

Схема 3. Анализ скрещивания двух гетерозигот.