Інструкційна картка до проведення лабораторних робіт з дисципліни «Генетика людини»

Лабораторна робота 1

Закономірності успадкування якісних ознак при моногібридному схрещуванні. Типи домінування.

Мета заняття: Вивчити основні закономірності успадкування якісних ознак при статевому розмноженні при моногібридному схрещуванні. Навчитись розв’язувати задачі з аналізуючим та реципрокним схрещуваннями. Вивчення характеру розподілу ознак при різних типах домінування та моноалельного успадкування.

Матеріал і обладнання: підручники, посібники, дидактичний матеріал, таблиці.

Методичні вказівки:

Теоретичне обґрунтування. При статевому розмноженні нова особина розвивається із зиготи, яка утворюється внаслідок злиття жіночої (яйцеклітини) і чоловічої (сперматозоїда) статевих клітин (гамет). Статеве розмноження властиве представникам усіх видів тварин, рослин і бактеріям.

У генетичному відношенні потомок, що утворюється із зиготи в ядрах клітин свого організму має по одній хромосомі з кожної пари від матері і від батька. Тому у потомків проявляються ознаки обох батьків, або проміжні між батьківськими і материнськими, і навіть нові ознаки, які виникли внаслідок взаємодії генів.

Вивчення закономірностей успадкування ознак при статевому розмноженні має важливе теоретичне і практичне значення. Основні закономірності і закони успадкування протилежних ознак вперше встановив Г. Мендель (1865 р.), який розробив і застосував гібридологічний метод для вивчення закономірностей успадкування протилежних (альтернативних) ознак. Він же вперше використав математику в біологічних дослідженнях та застосував буквову символіку для позначення спадкових задатків (генів).

Застосувавши метод гібридологічного аналізу Г. Мендель встановив такі закономірності успадкування ознак, як: явище домінування або одноманітності першого покоління, розщеплення за фенотипом в другому поколінні моногібридного схрещування при схрещуванні гетерозиготних нащадків першого покоління між собою і явище незалежного комбінування ознак, поклавши в основу цих явищ гіпотезу чистоти гамет (це, відповідно, перший, другий і третій закони Г. Менделя).

Для розуміння гібридологічного методу аналізу закономірностей успадкування ознак при статевому способі розмноження та з’ясування особливостей успадкування ознак при взаємодії генів, зчепленому успадкуванні, успадкуванні ознак зчеплених зі статтю необхідно глибоко вивчити окремі розділи рекомендованої літератури, засвоїти такі питання як фенотип та генотип, алельність генів, знати тип домінування і взаємодії генів, оволодіти методами визначення частот генів в окремих популяціях.

При розв’язанні генетичних задач складають схеми схрещування у відповідності з існуючою в генетиці методикою.

Схрещування – це спаровування двох вихідних батьківських особин, при якому відбувається злиття двох спадково різних статевих клітин або процес запліднення. Потомків, що виникають від схрещування двох генетично різних особин, називають гібридами і позначають буквою F з цифровим індексом, який відповідає порядковому номеру гібридного покоління F₁, F₂. Схрещування буває моно-, ди- або полігібридним, залежно від кількості пар альтернативних спадкових ознак, за якими відрізняються батьківські особини.

Розрізняють такі типи схрещувань: моногібридне, аналізуюче, зворотне (беккрос), кріс-крос, реципрокне тощо. При складанні схеми схрещування батьківські особини позначають латинською літерою P (Parenta - батьки), потім на першому місці записують особину жіночої статі і позначають її знаком ♀ (дзеркало Венери), а чоловічу стать – знаком ♂ (щит і спис Марса). Між ними ставлять знак множення (♀ ♂). Ознаки позначають літерами алфавіту: домінантну ознаку (ген) записують завжди за головгою літерою, а рецисивну (ген) – прописною. Далі на схемі виписують, які можуть утворитись у кожного з батьків гамети виходячи з суті мейозу і позначають стрілками можливі варіанти їх злиття. Потім ставлять літеру F₁ (від лат. fillii - діти) і записують генотипи потомків, засвоївши чітко такі поняття як домінування, рецесивність, алельність, генотип, фенотип.

Складання схем схрещування можна показати на прикладі успадкування чорної та червоної масті у великої рогатої худоби.

Відомо, що у великої рогатої худоби чорна масть є домінуючою ознакою, а червона – рецесивною. Позначимо ген, який детермінує чорну масть, буквою “А”, а ген, який детермінує червону масть - “а”. Припустимо, що бугай гомозиготний чорної масті схрещується з коровами червоної масті. Схема схрещування складається таким чином:

червона масть чорна масть

P ♀ ♂

гамети

F₁

За фенотипом гібриди першого покоління будуть чорної масті, а за генотипом вони будуть гетерозиготними. Отже, в гібридів першого покоління проявилась одна з пари протилежних (альтернативних) ознак – домінантна. Це явище називають домінуванням, або законом одноманітності гібридів першого покоління (перший закон Г. Менделя). Чорна масть, яка проявилась в гібридів першого покоління називається домінуючою ознакою, а червона, яка не проявилась у гібридів першого покоління (F₁) – рецесивною ознакою. Це явище універсальне для тварин, рослин і його називають біологічним законом.

При схрещуванні гібридів першого покоління між собою одержимо наступне:

чорна масть чорна масть

P ♀ х ♂

F₂ ; ; ;

чорна чорна чорна червона

масть масть масть масть

Зі схеми видно, що має місце розщеплення за фенотипом 3 : 1 (¾ з чорною мастю, ¼ з червоною) і за генотипом – 1 : 2 : 1 ( 1АА : 2Аа : 1аа). Це явище називається розщепленням або другим законом Г. Менделя.

Методичні вказівки:

Схема менделівського аналізу успадкування ознак

Символіка		Малюнок
Фенотип РР Генотип РР Гамети Р Генотип F1 Фенотип F1 Генотип PPF1 Гамети Р Генотип F2 Фенотип F2

Завдання 1. Записати схеми аналізуючого, реципрокних та зворотного схрещувань. Надати їм характеристику.

Схема аналізуючого схрещування:

РР РР

Г Г

F_a F_a

Схема реципрокних схрещуваннь:

А. Пряме Б. Зворотне

РР РР

Г Г

F_l F_r

Схема зворотного схрещування:

РР РР

Г Г

F₁ F_b

Завдання 2. Навести зразки основних типів домінування. Оформити схеми схрещувань.

А. Повне домінування.

Схема		Характеристика
Фенотип РР Генотип РР Гамети Р Генотип F1 Фенотип F1 Генотип РРF1 Гамети Р Генотип F2 Фенотип F2

Б. Неповне домінування.

Схема		Характеристика
Фенотип РР Генотип РР Гамети Р Генотип F1 Фенотип F1 Генотип РРF1 Гамети Р Генотип F2 Фенотип F2

В. Кодомінування.

Схема		Характеристика
Фенотип РР Генотип РР Гамети Р Генотип F1 Фенотип F1 Генотип РРF1 Гамети Р Генотип F2 Фенотип F2

Завдання 3. Надати характеристику наддомінуванню.

Завдання 4. Описати явище моноалельного успадкування. Зазначити в яких випадках воно спостерігається.

Завдання 5. Вирішення задач:

1. У великої рогатої худоби чорна масть домінує над білою. Гомозиготний чорної масті бугай (абердино-ангуської породи) схрещувався з коровами білої масті. Яких нащадків буде одержано в F₁ і F₂ при схрещуванні гібридів першого покоління між собою?

2. Чоловік і жінка з карими очима. Чи є вірогідність появи в них дітей з голубими очима? Рідний брат чоловіка кароокий, одружений з жінкою з голубими очима. В них народилася дитина з голубими очима. Рідний брат жінки кароокий, одружений з кароокою жінкою. В них народилася дитина з голубими очима.

3. У людини вміння володіти краще правою рукою домінує над ліворукістю. Мужчина правша, мати якого була лівшею, одружується з жінкою, яка володіє правою рукою. В цієї жінки один брат і дві сестри були лівші. Визначіть генотип жінки, а також чи є вірогідність, що діти, які народяться в цій сім’ї, будуть лівшами?

4. У курей трояндоподібна форма гребня домінує над листовидною формою. При схрещуванні півня з трояндоподібною формою гребня з курками, які мали листовидну форму гребня одержано курок з трояндоподібною формою гребня. Яка форма гребня буде появлятися у курей, одержаних від спаровування курок F₁ з півнями з трояндоподібною і листовидною формами гребня, а також при схрещуванні F₁ між собою?

5. У лабораторних мишей домінантний ген жовтого забарвлення “У” в гомозиготному стані володіє летальною дією. Його рецесивна алель “у” викликає в гомозиготному стані чорне забарвлення. Який генотип дорослих жовтих мишей? Яку кількість жовтих мишенят буде отримано при спаровуванні жовтих мишенят між собою? Яких нащадків можна чекати при спаровуванні жовтих мишей з чорними?

ВИСНОВКИ