Лабораторна робота № 6

Тема: Розв’язування задач на моногібридне та аналізуюче схрещування.

Мета: навчитись вирішувати задачі на моногібридне та аналізуюче схрещування.

Матеріал та обладнання: методичні матеріали лекційного курсу з теми «Закони Менделя», приклади задач.

Теоретичний матеріал

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.