Решение типовых задач Полное доминирование

Задача 1. Если в клетках семени гороха есть крахмал, то при подсыхании семя сохраняет круглую форму, при отсутствии крахмала оно становится морщинистым. Доминантный аллель контролирует синтез активного фермента, способствующего превращению сахара в крахмал. Рецессивный аллель детерминирует синтез дефектного фермента или фермент не синтезируется вообще. У гетерозиготного растения синтезируемого количества крахмала достаточно для сохранения круглой формы семян при подсыхании. Определите тип взаимодействия аллелей, расщепление по фенотипу во втором поколении от скрещивания гомозиготных форм с круглыми и морщинистыми семенами и бэккроссах от этого скрещивания.

Решение.

1. Фенотипы доминантной гомозиготы и гетерозиготы совпадают, следовательно, тип взаимодействия аллелей  полное доминирование.

2. Обозначим аллели: пусть А контролирует синтез активного фермента и, соответственно, круглую форму семян, а  отсутствие синтеза фермента (или его неактивную форму) и морщинистую форму семян.

3. Определим генотипы родителей: исходное растение с круглыми семенами будет иметь генотип АА, с морщинистыми  аа.

Составим схему скрещивания:

Р: АА  аа

круглые морщинистые

G_p: A a

F₁: Аа

круглые

G_F1: 1/2 А, 1/2 а 1/2 А, 1/2а

	1/2 А	1/2 а
1/2 А	1/4 АА	1/4 Аа
1/2 а	1/4 Аа	1/4 аа

F'₂: расщепление по генотипу: 1/4 АА : 1/2 Аа : 1/4 аа;

по фенотипу: 3/4 А : 1/4 аа

круглые морщинистые

Найдем расщепление в бэккроссах.

Схема скрещивания:

Р₁: Аa  AA Р₂: Аa  аа

круглые круглые круглые морщинистые

G_p: 1/2 A : 1/2 a А G_p: 1/2 A : 1/2 a а

F_В: 1/2 АА : 1/2 Аa F_а: 1/2 Аа : 1/2 аа

круглые круглые круглые морщинистые

Ответ. Тип взаимодействия аллелей  полное доминирование, во втором поколении на три части (75 %) растений с круглыми семенами (А) приходится одна часть (25 %) с морщинистыми (аа). Расщепление по фенотипу в первом возвратном скрещивании отсутствует: все растения будут иметь круглые семена. Расщепление во втором возвратном скрещивании (анализирующем скрещивании гетерозиготы)  1 : 1, т. е. 50 % растений будут давать круглые и 50 %  морщинистые семена.

Задача 2. У томатов кожица плодов может быть гладкой или опушенной. При скрещивании сортов томатов с гладкими и опушенными плодами в F₁ все растения имели гладкие плоды, а в F₂ 1/4 растений были с опушенными и 3/4 с гладкими плодами. Как наследуется опушенность? Определите генотипы родителей и F₁.

Решение.

1. Определим число генов, контролирующих признак и тип взаимодействия их аллелей: поскольку фенотип F₁ совпадает с фенотипом одного из родителей, а соотношение фенотипов в F₂ 3 : 1, можно предположить, что признак контролируется одним геном, тип взаимодействия аллелей которого  полное доминирование. Доминируют гладкие плоды, опушенность  признак рецессивный.

2. Обозначим аллели: А  гладкие, а – опушенные.

3. Определим генотипы P и F₁: растения с гладкими плодами могут иметь генотип АА или Аа, растения с опушенными плодами  аа. В первом поколении все особи единообразны, значит, исходные растения были гомозиготами, доминантной  АА и рецессивной  аа.

Запишем схему скрещивания:

Р: АА  аа

гладкие опушенные

G_Р: А а

F₁: Аа

гладкие

G_F1: 1/2 А, 1/2 а

	1/2 А	1/2 а
1/2 А	1/4 АА	1/4 Аа
1/2 а	1/4 Аа	1/4 аа

F₂: расщепление по генотипу: 1/4 АА : 1/2 Аа : 1/4 аа;

по фенотипу: 3/4 А: 1/4 аа

гладкие опушенные

Ответ. Наличие или отсутствие опушения контролируется разными аллелями одного гена, гладкие плоды доминируют над опушенными, исходное растение с гладкими плодами имеет генотип АА, с опушенными  аа.

Задача 3. При самоопылении зеленого растения гороха получили 38 зеленых и 11 белых (бесхлорофилльных) проростков. Каков вероятный механизм наследования альбинизма у гороха? Определите генотипы родителей и F₁. Для проверки гипотезы используйте метод «хи-квадрат».

Решение.

1. Определим число генов и тип взаимодействия их аллелей. Для сравнения реально полученного в F₂ расщепления со стандартным и выдвижения гипотезы найдем соотношение фенотипов в F₂. Для этого сумму всех особей F₁ (49) разделим на число возможных комбинаций гамет в моногибридном скрещивании (4) и получим ожидаемое число особей в одной комбинации (12,25). Затем разделим число особей в каждом фенотипическом классе на эту величину (38/12,25 = 3,1; 11/12,25 = 0,9). Мы получили соотношение, близкое к стандартному 3 : 1, характерному для полного доминирования. Сформулируем нулевую гипотезу (Н₀): признак контролируется одним геном, тип взаимодействия аллелей которого  полное доминирование, поэтому реальное расщепление в F₁ должно статистически соответствовать соотношению 3 : 1. На основании данной гипотезы рассчитаем теоретически ожидаемые значения численности потомков в каждом классе. Зеленых должно быть 49  3/4 = = 36,75 шт., белых  49  1/4 = 12,25 шт. Проверим гипотезу с помощью метода «хи-квадрат»:

²_факт= (3836,75)²/36,75 + (1112,25)²/12,25=0,17

df = k1=1, ²_0,05 = 3,84

²_факт<<²_теор => Н₀ не отвергается.

2. Определим генотипы P: поскольку при самоопылении зеленых растений в потомстве появляются альбиносы, ген альбинизма (а) рецессивен по отношению к гену зеленой окраски (А), а исходные зеленые растения гетерозиготны.

3. Запишем схему скрещивания:

Р: Аа  Аа

зеленый зеленый

G: 1/2 А : 1/2 а 1/2 А 1/2 а

	1/2 А	1/2 а
1/2 А	1/4 АА	1/4 Аа
1/2 а	1/4 Аа	1/4 аа

F₁: 1/4 АА : 1/2 Аа : 1/4 аа

3/4 А: 1/4 аа

зеленые альбиносы

Ответ. Зеленая и белая окраска растений гороха контролируется разными аллелями одного гена, доминирует зеленая окраска. Исходные растения гетерозиготны (Аа), зеленые растения из первого поколения имеют генотипы АА и Аа, альбиносы  аа.