Взаимодействие генов

Тип взаимодействия	Примеры	Расщепление по фенотипу
Полное доминирование
Неполное доминирование
Кодоминирование
Сверхдоминирование
Множественный аллелизм
Комплементарность
Эпистаз
Полимерия

III. Контрольно-обучающая карта:

1. Сколько наследственных факторов (аллельных генов) для каждого признака содержат гаметы?

1. 1;

2. 2;

3. 3;

4. 4.

2. Какой фенотип и генотип имеют гибриды первого поколения при дигибридном скрещивании?

1. одинаковые у всех;

2. не одинаковые;

3. расщепление по фенотипу 9:3:3:1.

3. В каком случае взаимодействия неаллельных генов расщепление по фенотипу у гибридов второго поколения будет в соотношении 12:3:1 или 13:3?

1. комплементарность;

2. эпистаз;

3. полимерия.

4. Четвертая группа крови по системе АВО наследуется по типу:

1. аутосомно-рецессивному;

2. аутосомно-доминантному;

3. промежуточного наследования;

4. кодоминирования.

Ответы:

1. а – правильный. При формировании гамет в каждую половую клетку попадает по одной гомологичной хромосоме из пары и, следовательно, лишь по одному гену из каждой пары генов; б, в, г – неправильные.

2. а – правильный. В потомстве F₁ при дигибридном скрещивании проявляется действие закона единообразия; б, в, г – неправильные.

3. б – правильный. Такое соотношение по фенотипу характерно при эпистазе, 13:3 - при наследовании окраски оперения у кур и 12:3:1 – при наследовании масти у лошадей; а, в – неправильные.

4. г – правильный. Классическим примером взаимодействия генов по принципу кодоминирования является именно наследование IV группы крови, когда информация реализуется одновременно с двух аллельных генов и в крови присутствуют как антиген А, так и антиген В; а, б, в - неправильные.

IV. Аудиторная работа

Ориентировочная основа действия (ООД).

Работа 1. Образование гамет при моногибридном скрещивании.

1. Сколько типов гамет образуют особи с генотипом АА…, Аа…,аа?

2. Сколько типов гамет образует гомозиготная особь по доминантному гену…, гомозиготная по рецессивному гену…, гетерозиготная особь?

Работа 2. Решение задач, моделирующих закономерности моно- и дигибридного скрещивания.

а) Определение генотипа и фенотипа потомков по генотипу родительских особей

Задачи:

1. У человека полидактилия (шестипалость) детерминирована доминантным геном. Гомозиготный шестипалый мужчина женился на пятипалой женщине. От этого брака родился один ребенок. Каков его генотип и фенотип?

Пример решения и правильной записи данной задачи:

Ген признак норма полидактилия

А полидактилия Р: ♀ аа . ♂ АА

а нормальное строение кисти

F - ? G: а А

полидактилия

F: Аа

Ответ: вероятность рождения в семье шестипалых детей равна 100%. Ребенок – гетерозигота по генотипу и шестипалый по фенотипу.

1. Миоплегия (периодически повторяющиеся параличи, связанные с потерей мышечными клетками калия. Заболевание проявляется в возрасте 20-40 лет) наследуется по аутосомно-доминантному типу. Определить вероятность рождения детей с аномалиями в семье, где отец гетерозиготен, а мать не страдает миоплегией.

2. Галактоземия – неспособность использовать из-за пониженной активности фермента галактоза-1-фосфатуридилтрансферазы галактозу – выражается комплексом признаков: желтуха, исхудание, цирроз печени, катаракта, слабоумие и т. д. Наследуется как аутосомно-рецессивный признак. Успехи современной медицины позволяют предупредить развитие болезни и последствия нарушения обмена веществ. Какова вероятность рождения больных детей в семье, где один из супругов гомозиготен по гену галактоземии, но развитие болезни у него предотвращается диетой, а второй гетерозиготен по галактоземии?

б) Определение генотипа родителей по фенотипу детей

Задачи:

1. Глухонемота наследуется по аутосомно-рецессивному типу. От брака глухонемой женщины с нормальным мужчиной родился глухонемой ребенок. Определить генотипы родителей.

Пример решения и правильной записи данной задачи:

Ген признак глухонемота норма

А нормальный слух Р: ♀аа . ♂А?

а глухонемота глухонемой

Р - ? F: аа

Из пары аллельных генов ребенок наследует один ген от матери, а другой ген – от отца

Р: ♀аа . ♂Аа

Ответ: женщина – гомозиготна по рецессивному гену, мужчина – гетерозиготен.

2. Альбинизм (заболевание, для которого характерно отсутствие в коже, волосах, роговице глаза пигмента меланина. Кожа и волосы светлые, глаза красновато-розовые, отмечается повышенная чувствительность к свету) наследуется как аутосомно-рецессивный признак. В семье, где один из супругов альбинос, а другой нормален, родились разнояйцовые близнецы, один из которых нормален в отношении анализируемого признака, а другой – альбинос. Какова вероятность рождения следующего ребенка альбиносом?

1. Ахондроплазия (непропорционально короткие конечности при нормально развитом туловище) передается как аутосомно-доминантный признак. В семье, где оба супруга страдают ахондроплазией, родился нормальный ребенок. Какова вероятность того, что следующий ребенок тоже будет нормальным?

в) Решение задач, моделирующих закономерности наследования двух менделирующих признаков человека

Задачи :

1. Фенилкетонурия и одна из редких форм агаммаглобулинемии швейцарского типа (обычно ведет к смерти до шестимесячного возраста) наследуются как аутосомно-рецессивные признаки. Успехи современной медицины позволяют избежать тяжелых последствий нарушения обмена фенилаланина.

   1. Какова вероятность рождения здоровых детей в семье, где оба родителя гетерозиготны по обеим парам патологических генов?

   2. Определить вероятность рождения больных фенилкетонурией и надежды на спасение новорожденных в семье, где оба родителя гетерозиготны по обеим парам признаков.

      2. В семье, где родители хорошо слышали и имели один гладкие волосы, а другой вьющиеся, родился глухой ребенок с гладкими волосами. Их второй ребенок хорошо слышал и имел вьющиеся волосы. Какова вероятность дальнейшего появления глухих детей с вьющимися волосами в семье, если известно, что ген вьющихся волос доминирует над геном гладких, глухота – признак рецессивный, и обе пары генов находятся в разных хромосомах.

Работа 3. Решение задач на взаимодействие аллельных и неалельных генов.

а) Взаимодействие аллельных генов. Неполное доминирование.

Задачи:

1. Одна из форм цистинурии (нарушение обмена одной из аминокислот) наследуется как аутосомный признак с неполным доминированием; у гетерозигот наблюдается лишь повышенное содержание цистина в моче, а у гомозигот происходит образование цистиновых камней в почках. Определите возможные формы появления цистинурии у детей в семье:

а) где один из супругов страдал почечно-каменной болезнью, а другой имел лишь повышенное содержание цистина в моче;

б) где один супруг страдал почечно-каменной болезнью, а другой был нормален в отношении анализируемого признака.

2. Талассемия наследуется как неполностью доминантный аутосомный признак. У гомозигот заболевание заканчивается смертельным исходом в 90-95% случаев, а у гетерозигот проходит в относительно легкой форме. Какова вероятность рождения здоровых детей в семье, где оба родителя страдают легкой формой талассемии?

б) Взаимодействие неаллельных генов, их влияние на реализацию признака в фенотипе.

Задачи:

1. У человека нормальный слух обусловлен двумя неаллельными доминантными генами "D" и "Е", которые взаимодействуют по принципу комплементарности. Доминантные дигомозиготы и дигетерозиготы имеют нормальный слух, наличие рецессивной гомозиготы по одному из этих генов приводит к глухоте.

а) Гетерозиготный мужчина женился на глухой женщине, глухота которой обусловлена наличием рецессивного гена "d", по второй паре генов она гетерозиготна. Какое потомство можно ожидать от этого брака?

б) Как пойдет расщепление по фенотипу в потомстве семьи, о которой известно следующее: глухота матери обусловлена наличием рецессивного гена "d", глухота отца – наличием рецессивного гена "е". По второй паре генов родители гетерозиготны.

2. Рост человека контролируется несколькими парами несцепленных генов, которые взаимодействуют по принципу полимерии. Если пренебречь факторами среды и условно ограничиться лишь тремя парами генов, то можно допустить, что в какой-то популяции самые низкорослые люди имеют все рецессивные гены и рост 150 см, а самые высокие – все доминантные гены и рост 180 см.

а) Определите 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, 150 см. Определите генотипы родителей и их рост.

Работа 4. Свойства генов. Плейотропия, летальные гены.

Задачи:

1. У каракульских овец доминантный аллель обладает плейотропным действием: вызывает серую окраску шерсти – ширази и в гомозиготном состоянии – летальную аномалию желудка (отсутствие рубца). Такие ягнята после отъема от матери, т.е. после перехода с молочного питания на грубый корм, погибают. Рецессивный аллель вызывает черную окраску шерсти и нормальное развитие желудка.

а) Скрещены две особи ширази между собой. Каково расщепление по фенотипу и генотипу? Какая часть ягнят погибнет после отъема от матери?

б) Скрещена серая особь с черной. Как пойдет расщепление по цвету шерсти и строению желудка? Будет ли происходить генетически обусловленная гибель ягнят?

2. У человека доминантная мутация брахидактилии проявляется в виде укорочения пальцев в гетерозиготном состоянии, а в гомозиготном она приводит к гибели на ранних стадиях развития эмбриона. Нормальная длина фаланг обусловлена рецессивным геном.

а) Какое потомство можно ожидать в семье, где мать имеет нормальное строение фаланг пальцев, а отец страдает брахидактилией?

б) Оба родителя страдают анализируемым заболеванием. Какое потомство можно ожидать от этого брака? Будет ли генетически обусловленная гибель?

Работа 5. Множественные аллели. Наследование групп крови у человека по системе АВО.

Задачи:

1. Родители имеют II и III группы крови. Какие группы крови можно ожидать у их детей?

2. Мать с группой крови II имеет ребенка с группой крови I. Установите возможные группы крови отца.

3. В родильном доме перепутали двух мальчиков. Родители одного из них имеют I и II группы крови, другого II и IV. Исследование показало, что дети имеют I и IV группы крови. Определите, кто чей сын.