Завдання: Під керівництвом викладача навчитись вирішувати задачі на полігібридне схрещування. Підготувати відповіді на контрольні запитання.

Питання для теоретичної підготовки: 1. Третій закон Менделя, його схема. 2. В якому випадку застосовують полігібридне схрещування? Наведіть схему. 3. Як визначають дані для аналізу генотипів та фенотипів при полігібридному схрещуванні? 4.Яке розщеплення за фенотипом має місце в F₂ при тригібридному схрещуванні? 5.Яке розщеплення за генотипом має місце в F₂ при тригібридному схрещуванні? 6.Яке розщеплення за генотипом і фенотипом має місце при аналізуючому тригібридному схрещуванні?

Лабораторна робота № 4

Взаємодія алельних генів. Розв'язування задач

Мета: навчитись вирішувати задачі на взаємодію алельних генів.

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

Об’єкт дослідження: алельні гени.

Хід роботи: Розглянути методичні матеріали з теми. Встановити особливості вирішення задач на взаємодію алельних генів та правила позначення у схематичному зображенні.

Теоретичне обґрунтування. Під час успадкування окремих алельних генів має місце як повне, так і не повне домінування, а також наддомінування та кодомінування. При повному домінуванні перший генопродукт білок-фермент одного алельного гена нейтралізує дію білка-фермента другого алельного гена, тому одна з альтернативних ознак проявляється у фенотипі F₁, а інша ніби зникає (не проявляється). При цьому у F₁ при схрещуванні гомозиготних домінантних і рецесивних батьків всі потомки будуть одноманітні, тобто матимуть домінантну ознаку. При схрещуванні нащадків першого покоління між собою у F₂ йде розщеплення за фенотипом 3 : 1 і за генотипом 1 : 2 : 1. Задачі на повне домінування наведені в попередніх заняттях.

Але в природі зустрічаються випадки, коли дві альтернативні ознаки успадковуються наполовину кожна. Наприклад, при схрещуванні чорних і білих курей породи леггорн потомки першого покоління рябі, всі гетерозиготні. При схрещуванні F₁ між собою в F₂ буде розщеплення за фенотипом і за генотипом у співвідношенні 1:2:1. Це і є неповне домінування.

У деяких випадках перевага (домінування) однієї ознаки над іншою залежить від того, хто має ці ознаки – самець чи самка. Такий тип взаємодії алельних генів називається домінуванням, що залежить від статі. Наприклад, барани у більшості випадків рогаті, а самки комолі. Якщо схрещувати гомозиготну комолу вівцю з гомозиготним рогатим бараном, то в F₁ всі баранчики рогаті (домінантна ознака у самців), а ярочки комолі (у самок комолість домінує над рогатістю). За генотипом усі гетерозиготні.

У другому поколінні у межах кожної статі розщеплення відбувається у співвідношенні 3 : 1, тобто комолих ярочок буде ¾ і рогатих ¼, рогатих баранчиків ¾, а комолих ¼ .

Існують випадки, коли кожний алельний ген у гетерозиготних особин виявляє свою дію повною мірою незалежно один від одного. Такий тип взаємодії називається кодомінуванням і спостерігається при успадкуванні груп крові у людини. Наприклад, жінка з ІІ групою крові (АА), чоловік з ІІІ групою крові (ВВ). Все потомство матиме ІV групу крові (АВ).

Іноді відбувається підсилення домінантного гена рецесивним. Такий тип взаємодії генів називається наддомінуванням або облігатною гетерозиготністю. Вважають, що наддомінування є основою гетерозису або гібридної сили. Гетерозис – явище підвищеної життєздатності і продуктивності гібридів (особливо F₁) порівняно з вихідними батьківськими формами.

Виділяють ще одне явище взаємодії алельних генів – їх множинну дію, тобто коли одна і та ж сама пара алельних генів впливає на прояви кількох ознак. Це явище називається плейотропією. Як приклад можна навести успадкування сірої масті у каракульських овець. При схрещуванні сірих (гетерозигот) овець між собою 25% ягнят сірої масті (гомозигот) гине до 2-місячного віку. Отже, ген (А) сірої масті в гомозиготному стані обумовлює сіру масть ягнят і одночасно володіє летальним ефектом. Щоб запобігти таким втратам необхідно схрещувати сірих овець з чорними і ні в якому разі сірих з сірими. За таким самим принципом успадковується платинове і чорно-буре забарвлення хутра у лисиць. Платинове забарвлення проявляється у гетерозигот, а чорне буде у гомозигот рецесивних. Сірі гомозиготи гинуть ще в ембріональному періоді.

Існують також гени, що перебувають у 3, 4, 5 і більше алель них станах. Такі алелі утворюють серію множинних алелів. Множинні алелі існують у популяції в необ меженій кількості, але кожна особина несе тільки два алелі, а гамети – один алель. Виникають множинні алелі в результаті багаторазових мутацій одного локусу хромосоми в різних особин популяції. Чим більше алелів у популяції, тим більше їх комбінацій в особин. Наприклад, колір шерсті у морських свинок визначається п’ятьма алелями одного гена, які в різних поєднаннях дають одинадцять варіантів кольору. У серії множинних алелів одні алелі домінантні, інші – рецесивні.

Множинні алелі утворюють послідовні ряди домінування і позначаються однією літерою з різними індексами: А > а₁ > а₂ > а... Ген А домінує над геном а₁, а₂, а ген а₁ – над генами а₂, - над геном а. Кожний алель домінантний до алеля, розташованого від нього справа, і є рецесивним до алеля, розташованого від нього зліва.