Volkova EM Kaspirovich DA Genetika s osnovami biometrii EUMK

Генетика с основами биометрии

ХОД РАБОТЫ:

Задание 1. Болезнь наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Пробанд болен, и его родословная имеет следующий вид:

ЖенаÏолесÃÓпробанда здорова и не содержит в своем генотипе патологических аллелей. Чему равна вероятность рождения у пробанда здорового ребенка?

Задание 2. Определите тип наследования, генотип пробанда в следующих родословных.

A.

B.

C.

D.

Генетика с основами биометрии

Лабораторная работа № 6

ТЕМА: Дигибридное и тригибридное скрещивание (4 часа)

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучить закономерности наследования признаков при ди- и тригибридном скрещивании. Решение задач.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ:

При дигибридном скрещивании, т.е. скрещивании родительских особей,

отличающихся по двум парам признаков, во втором поколении увеличивается количества классов особей и изменяется характер расщепления. Это обусловлено наличием двух пар генов, локализованных в разных парах хромосом. Эти гены наследуются независимо друг от друга и распределяются в гаметах случайно. Отсюда у особи образуется четыре типа гамет с равной вероятностью.

поколенияÏолесÃÓ, вероятность появления потомков признаками родителей.

Задачи по дигибридному скрещиванию удобно решать с применением формулы расщепления по фенотипу во втором поколении дигибридного

скрещивания:

9А В : 3А bb : 3ааВ : 1ааbb,

полученной, с использовани м ф нотипиче кого радикала.

Так же, как и в случае дигибридного скрещивания, решение задач по

выяснению фенотипов и опр д нию в роятности рождения потомков с теми или иными признаками можно значит льно облегчить, если последовательно

полигибридн е скрещивание часто применяют математические методы анализа, например зак н с четания двух и более независимых явлений.

ХОД РАБОТЫ:

Задание 1. Решить задачи.

Задача 1. Скрестили гомозиготного петуха, имеющего гребень С, и голые

ноги d, с дигетерозиготной курицей с гребнем и оперѐнными ногами. Определите генотипы родителей, генотипы и фенотипы гибридов первого

Задача 2. У малины красные плоды и колючий стебель — это

доминантные признаки. А желтые плоды и гладкий стебель — рецессивные. В результате скрещивания гетерозиготных по обеим признакам растений с растениями, имеющими жѐлтые плоды и гладкий стебель получено 100 потомков. Сколько из них будет иметь жѐлтые плоды и колючий стебель?

Задача 3. При скрещивании растений львиного зева с красными пилорическими (правильными) цветками с растениями, имеющими жѐлтые

Генетика с основами биометрии

зигоморфные (неправильные) цветки, в F1 все растения имели розовые зигоморфные цветки. От скрещивания гибридов F1 с растениями, имевшими жѐлтые пилорические цветки, получили 39 растений с розовыми зигоморфными цветками, 44 с розовыми пилорическими, 42 с жѐлтыми зигоморфными и 40 с жѐлтыми пилорическими цветками. Почему среди потомков не появились растения с красными цветками? Какое скрещивание следует поставить, чтобы получить такие растения?

Задача 4. У нормальных родителей родился глухонемой ребѐнокальбинос. Определить генотипы родителей, если известно, что глухонемота и

геном рогатости, ген черной масти над геном красной масти. Скрестили гетерозиготного по обоим генам быка с такой же коровою. Какова вероятность рождения безрогих красных телят?

альбинизм являются рецессивными признаками. ЗадачаÏолесÃÓ5. У крупного рогатого скота ген безрогости доминирует над

Задача 6. У голубоглазого темноволосого отца и кареглазой светловолосой матери 4 детей. Каждый ребѐнок отличается от другого по одному из данных признаков. Назвать генотипы родителей и детей, учитывая,

что тѐмные волосы и тѐмные глаза являют я доминантными признаками.

Задача 7. У земляники красная окра ка ягод не полностью доминирует над белой, а нормальная чаш чканад ли товой.У дигетерозиготы ягоды розовые с промежуточной чаш чкой. Опр делите генотипы родителей и проанализируйте скрещивание, сли в F2 получено 9 фенотипических классов

в соотношении 4:2:2:2:2:1:1:1:1.

Задача 8. Организм им т г нотип АаВbССddEE. Написать типы гамет,

которые он бразует, учитывая то, что каждая пара генов расположена в разных парах г м гичных хромосом.

Задача 9. У с бак короткошерстность (L) доминирует над длинношерстн стью (l), черная окраска (В) – над коричневой (b), отвислое ухо

(Н) – над ст ячим (h). Определить, сколько гамет и каких типов образует:

1. короткошерстный черный кобель с отвислыми ушами,

гетерозиготный по цвету и длине шерсти и гомозиготный по висячести ушей;

2. гетерозиготная по всем признакам сука.

Задача 10. Короткопалость, близорукость и альбинизм кодируются

рецессивными генами, расположенными в разных хромосомах. Короткопалый,

близорукий мужчина нормальной пигментацией женился на здоровой

женщине-альбиноске. Их первый ребенок был короткопал, второй – близорук, третий – альбинос. Определить генотипы родителей и детей.

Задача 11. Карий цвет глаз, темные волосы и владение правой рукой – доминантные признаки, которые наследуются независимо. Отец – кареглазый темноволосый левша, мать – голубоглазая светловолосая правша. В семье имеются: сын – голубоглазый светловолосый левша, и дочь – кареглазая темноволосая правша. Определить генотипы всех членов семьи.

Генетика с основами биометрии

Лабораторная работа № 7

ТЕМА: Взаимодействие неаллельных генов (4 часа)

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучить типы неаллельного взаимодействия генов и научиться решать задачи, определять тип взаимодействия генов.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ:

Неаллельные гены – это гены, расположенные в различных участках

хромосом и кодирующие неодинаковые белки. Неаллельные гены также могут взаимодействовать между собой.

сферическуюÏолесÃÓф рму пл д в, в первом гибридном поколении F1 все плоды будут иметь дисковидную форму, а в поколении F2 произойдѐт расщепление

При этом либо один ген обусловливает развитие нескольких признаков, либо, наоборот, один признак проявляется под действием совокупности

нескольких генов.

Выделяют три формы и взаимодействия неаллельных генов:комплементарность;эпистаз;полимерия.

Комплементарное (дополнительное) дей твие генов – это вид

взаимодействия неаллельных г нов, доминантные аллели которых при совместном сочетании в г нотипе обу ловливают новое фенотипическое проявление признаков. При этом расщ пл ние гибридов F2 по фенотипу может происходить в соотнош ниях 9:6:1, 9:3:4, 9:7, иногда 9:3:3:1.

Примером комп ементарности явля тся наследование формы плода тыквы. Наличие в ген типе доминантных генов А или В обусловливает сферическую ф рму п д в, а рецессивных – удлинѐнную. При наличии в

по фенотипу: из каждых 16 растений 9 будут иметь дисковидные плоды, 6 – сферические и 1 – удлинѐнные.

Подавление (ингибирование) действия одной аллельной пары генов геном другой, не аллельной им пары, называется эпистазом. Различают доминантный и рецессивный эпистаз. Если обычное аллельное доминирование можно представить в виде формулы А>а, То явление эпистаза выразится формулой А>В (доминантный эпистаз) или А>В (рецессивный эпистаз), когда доминантный или рецессивный ген одной аллельной пары не допускает проявления генов другой аллельной пары.

Гены, подавляющие действие других, не аллельных им генов, называются

эпистатичными, а подавляемые – гипостатичными. Эпистатическое

Генетика с основами биометрии

комплементарному взаимодействию. При эпистазе фермент, образующийся под контролем одного гена, полностью подавляет или нейтрализует действие фермента, контролируемого другим геном.

Разберем эпистатическое действие генов на примере наследования окраски зерна у овса. У этой культуры были установлены доминантные гены, определяющие черную и серую окраску зерна. Обозначим один из них буквой А, А второй – В. При этом можно представить себе скрещивание, в котором родительские формы имели генотипы AAbb (черносемянный) и АаВВ (серосемянный). В генотипе растения первого поколения (АаВB) Содержатся

доминантные гены и черной окраски А, И серой окраски В. Так как ген А ЭпистатиченÏолесÃÓпо отношению к гену В, Он не дает ему проявиться, и все гибриды F1 Будут черносемянными. В F1 Произойдет расщепление в

отношении 12 черных : 3 серых: 1 белый. Такой результат расщепления легко понять, если представить себе отношение 12:3:1 как видоизменение типичного для дигибридных скрещиваний отношения 9:3:3:1.

В девяти сочетаниях присутствуют оба доминантных гена А и В, Но ген серой окраски В не может проявлять я, и они дают черносемянные растения. В трех сочетаниях (AAbbAabb, Aabb) ген черной окраски семян А также обусловит развитие черносемянных ра тений. Эта группа по фенотипу будет совершенно сходна с первой, и, л доват льно, из каждых 16 растений 12 будут черносемянными. В тр х соч таниях (ааВВ, ааВB, ааВB) доминантный ген В при отсутствии эпистатичного г на А может проявить доминантное действие по отношению к сво му р ц ссивному аллелю b, и разовьются растения серыми семенами. Один г нотип (Aabb) Представляет собой новую комбинацию, в к т р й пр явится бе ая окраска зерна, так как отсутствуют оба доминантных гена.

Полимерия – взаим действие неаллельных множественных генов, однонаправленно влияющих на развитие одного и того же признака; степень проявления признака зависит от количества генов. Полимерные гены обозначаются одинаковыми буквами, а аллели одного локуса имеют одинаковый нижний индекс.

Полимерное взаимодействие неаллельных генов может быть кумулятивным и некумулятивным. При кумулятивной (накопительной) полимерии степень проявления признака зависит от суммарного действия нескольких генов. Чем больше доминантных аллелей генов, тем сильнее выражен тот или иной признак. Расщепление в F2 по фенотипу при дигибридном скрещивании происходит в соотношении 1:4:6:4:1, а в целом соответствует третьей, пятой (при дигибридном скрещивании), седьмой (при тригибридном скрещивании) и т.п. строчкам в треугольнике Паскаля.

При некумулятивной полимерии признак проявляется при наличии хотя бы одного из доминантных аллелей полимерных генов. Количество доминантных аллелей не влияет на степень выраженности признака.

Генетика с основами биометрии

Расщепление в F2 по фенотипу при дигибридном скрещивании – 15:1.

Пример полимерии – наследование цвета кожи у людей, который зависит (в первом приближении) от четырѐх генов с кумулятивным эффектом.

ХОД РАБОТЫ:

Задание 1. Решить задачи на комплементарный тип взаимодействия неаллельных генов.

Задача 1. У душистого горошка окраска цветов проявляется только при наличии двух доминантных генов А и В. Если в генотипе имеется только один

доминантный ген, то окраска не развивается. Какое потомство F1 и

платиновыхÏолесÃÓн р к все их п т мство будет коричневым?

F2 получится от скрещивания растений с генотипами ААbb и ааВВ?

Задача 2. При скрещивании двух растений тыквы со сферической формой плодов получено потомство, имеющее только дисковидные плоды. При скрещивании этих гибридов между собой были получены растения с тремя

по каждому из которых, или по обоим одновременно, обуславливает платиновую окраску меха. Дикая коричн вая окраска получается при наличии

обоих доминантных а й Р и I. При каком типе скрещивания двух

Задача 4. При скрещивании двух карликовых растений кукурузы получено п т мство н рма ьной высоты. В F2 от скрещивания потомства первого п к ления было 452 растения нормальной высоты и 352 – карликовых. Предл жите гип тезу, объясняющую эти результаты.

Задача 5. Собаки породы кокер-спаниель при генотипе А*В* имеют черную масть, при генотипе А*bb – рыжую, при генотипе ааВ* – коричневую, а при генотипе ааbb – светло-желтую. При скрещивании черного кокерспаниеля со светло-желтым родился светло-желтый щенок. Какое соотношение по масти следует ожидать от спаривания того же черного спаниеля собакой одинакового с ним генотипа?

Задача 6. От скрещивания белых и серых мышей в потомстве F1 все особи были черными, а в F2 было 77 черных, 37 серых и 45 белых мышей. Как наследуется окраска у этих мышей? Определить генотипы родителей и потомков.

Задание 2. Решить задачи на тип взаимодействия неаллельных генов – эпистаз и полимерию.

Генетика с основами биометрии

Задача 1. При скрещивании растений одного из сортов тыквы с белыми и желтыми плодами все потомство F1 имело белые плоды. При скрещивании этого потомства между собой в их потомстве F2 было получено:

204 растения с белыми плодами,

53 растения с желтыми плодами,

17 растений с зелеными плодами.

Определить возможные генотипы родителей и потомства.

Задача 2. У кур породы леггорн окраска перьев обусловлена наличием доминантного гена С. Если он находится в рецессивном состоянии, то окраска не развивается. На действие этого гена оказывает влияние ген I, который в доминантномÏолесÃÓсостоянии подавляет развитие признака, контролируемого геном С. Определить вероятность рождения окрашенного цыпленка от скрещивания кур с генотипомССIi и ссIi.

Задача 3. У лошадей действие генов вороной (С) и рыжей масти (с) проявляется только в отсутствие доминантного гена D. Если он присутствует, то окраска белая. Какое потомство получится при скрещивании между собой белых лошадей с генотипом CcDd?

Задача 4. Свиньи бывают черной, белой и кра ной окраски. Белые свиньи несут минимум один доминантный ген I. Черные виньи имеют доминантный ген Е и гомозиготны по рец ссивной алл ли i. Кра ные поросята (eeii) лишены доминантного гена-подавит ля I и доминантного гена, определяющего черную окраску. Какое потомство можно ожидать от скрещивания черной гомозиготной свиньи и красного кабана?

Задача 5. Степень пигм нтации кожи определяется двумя парами (на самом деле – б льшим к ичеством) генов. В соответствии этим по данному признаку людей м жно ус вно разделить на 5 фенотипов: негры (ААВВ), темные мулаты (ААВb и и АаВВ), средние мулаты (АаВb, ааВВ или ААbb), светлые мулаты (Ааbb или ааВb) и белые (ааbb). Сын белой женщины и негра женится на бел й женщине. Может ли ребенок от этого брака быть темнее своего отца?

Какой фенотип потомства будет:

1. от брака негра и светлой мулатки;

2. от брака белого и темной мулатки?

Задача 6. От брака среднего мулата и светлой мулатки родилось много детей, среди которых оказалось по 3/8 средних и светлых мулатов и по 1/8 – темных мулатов и белых. Каковы возможные генотипы родителей?

Задача 7. Может ли у одной пары родителей родиться двое детейблизнецов, один из которых белый, а другой – негр?

Генетика с основами биометрии

Лабораторная работа № 8

ТЕМА: Наследование признаков, сцепленных с полом (4 часа)

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучить наследование признаков, сцепленных с полом, а также сцепленное с полом наследование при гетерогаметности мужского пола и гетерогаметности женского пола; научиться решать задачи.

осуществлять в процессе полового размножения комбинирование в потомках наследственных задатков родителей.

Начало изучению генотипического определения пола было положено открытием американскими цитологами у насекомых различия в форме, а иногда и в числе хромосом у особей разного пола и классическими опытами немецкого генетика Коррен а по крещиванию однодомного и двудомного видов брионии. Уил он обнаружил, что у клопа Lydaeus turucus самки имеют 7 пар хромосом, у амцов же 6 пар одинаковых с самкой хромосом, а в седьмой паре одна хромо ома такая же, как соответствующая хромосома самки, а другая маленькая.

Пара хромосом, которые у самца и самки разные, получила название идио, или гетерохромосомы, и и половые хромосомы. У самки две

Генетика с основами биометрии

У некоторых животных определение пола зависит от внешних условий, например у морского червя Bonellia или рыбы Labroides dimidiatus (губандоктор).

ХОД РАБОТЫ:

Задание 1. Решите следующие задачи:

Задача 1. У плодовой мухи дрозофилы желтый цвет тела обусловлен рецессивным геном, расположенным в Х-хромосоме. От скрещивания пары мух фенотипически дикого типа (серого цвета) в потомстве оказалось

несколько желтых самцов. Напишите схему скрещивания и объясните полученныеÏолесÃÓрезультаты.

Задача 2. От скрещивания двух зеленых канареек был получен птенец – коричневая самка. Известно, что коричневая окраска канареек зависит от рецессивного сцепленного с полом гена. Определите вероятность появления

коричневого самца от такого скрещивания.

Задача 3. У человека недостаток фосфора в крови, вызывающий специфическую форму рахита, зави ит от доминантного гена (А), сцепленного с полом, а близорукость — от доминантного ауто омного гена (В). Здоровая женщина, гетерозиготная по гену близоруко ти, в тупает в брак с мужчиной, который страдает рахитом, но им т нормальное зрение. Оцените вероятность

рождения ребенка без этих н достатков.

Задача 4. Серебристую курицу из породы виандот скрестили с золотистым (коричневым) п тухом породы леггорн. Определите численное соотношение расщеп ения гибридов по г нотипу и фенотипу (по полу и окраске птиц). Ген серебрист й окраски доминирует над геном золотистой окраски и нах дится в Х-хр м соме. Генетическая формула определения пола

у птиц иная, чем у м ек питающих: у курицы — ХУ, у петуха ХХ.

Задача 5. У кур гены, влияющие на окраску оперения, локализованы в Х- хромосоме. У дн й из п р д кур ген серебристого оперения (А) доминирует над геном золотистого оперения (а). С каким генотипом следует подбирать

кур и петухов, чтобы определять пол цыплят по оперению?

Задача 6. У кур встречается сцепленный полом летальный ген (Хa),

вызывающий гибель эмбрионов, гетерозиготы по этому гену жизнеспособны. При скрещивании гетерозиготного по этому признаку самца с самкой появилось потомство (у птиц гетерогаметный пол — женский). Составьте схему скрещивания и определите генотипы родителей, возможного потомства и соотношение по полу выживших цыплят.

Задача 7. При скрещивании белых кур с полосатыми петухами получили полосатых петушков и курочек. При скрещивании этого потомства между собой в F2 получено: 303 полосатых петушка и 306 полосатых и белых

курочек. Объясните результаты . Сколько белых курочек было в F2?

Задача 8. Составьте схему, иллюстрирующую текст, приведенный ниже,

Генетика с основами биометрии

показав генотипы и характер наследования дальтонизма.

Если женщина, страдающая цветовой слепотой, выходит замуж за мужчину с нормальным зрением, то у их детей наблюдается очень своеобразная картина перекрестного наследования: все дочери от такого брака получат признак отца, то есть они имеют нормальное зрение, а все сыновья, получая признак матери, страдают цветовой слепотой (d — дальтонизм, сцепленный с Х-хромосомой). В том же случае, когда наоборот, отец является дальтоником, а мать имеет нормальное зрение, все дети оказываются нормальными. В отдельных браках, где мать и отец обладают нормальным зрением половина сыновей может оказаться пораженными цветовой слепотой. В основномÏолесÃÓналичие цветовой слепоты чаще встречается у мужчин.