III.10 Задачи на сцепление генов

1. У кукурузы гены окрашенного семени и гладкого эндосперма домини­руют над генами неокрашенного семени и сморщенного эндосперма. Линию, гомозиготную по обоим доминантным признакам, скрещивали с линией, гомо­зиготной по рецессивным признакам; при анализирующем скрещивании потом­ства F₁ с двойными гомозиготами по рецессивным аллелям были получены следующие результаты F₂:

• окрашенные семена, гладкий эндосперм - 380,

• неокрашенные семена, сморщенный эндосперм - 396,

• окрашенные семена, сморщенный эндосперм - 14,

• неокрашенные семена, гладкий эндосперм - 10.

Вычислите расстояние в морганидах между генами, определяющими окраску семян и характер эндосперма?

2. Гомозиготное растение с пурпурными цветками и коротким стеблем скрестили с гомозиготным растением с красными цветками и длинным стеблем; у гибридов F₁ были пурпурные цветки и короткий стебель. При анализирую­щем скрещивании растения F1 с двойной гомозиготой по рецессивным генам были получены следующие потомки:

• 156 с пурпурными цветками и коротким стеблем,

• 141 с пурпурными цветками и длинным стеблем,

• 147 с красными цветками и коротким стеблем,

• 135 с красными цветками и длинным стеблем.

Объясните эти результаты.

3. У крыс темная окраска шерсти доминирует над светлой, розовый цвет глаз - над красным. Оба признака сцеплены. В лаборатории от скрещивания розовоглазых темношерстных крыс с красноглазыми светлошерстными получено потомство:

• светлых красноглазых - 24,

• темных розовоглазых - 26,

• светлых розовоглазых - 24,

• темных красноглазых - 25. Определите расстояние между генами.

4. У человека локус резус-фактора сцеплен с локусом, определяющим форму эритроцитов, и находится от него на расстоянии 3 морганид (К. Штерн, 1965). Резус-положительность и эллиптоцитоз определяется доминантными аутосомными генами. Один из супругов гетерозиготен по обоим признакам. При этом резус-положительность он унаследовал от одного родителя, эллиптоцитоз от - другого. Второй супруг резус-отрицателен и имеет нормальные эритроци­ты. Определите процентное соотношение вероятных генотипов и фенотипов детей в этой семье.

5. Синдром дефекта ногтей и коленной чашечки определяется полностью доминантным аутосомным геном. На расстоянии 10 морганид от него (К. Штерн) находится локус группы крови по системе АВО. Один из суп­ругов имеет II группу крови, страдает дефектом ногтей и коленной чашечки, другой III. Известно, что у супруга со II группой крови его отец был с I группой крови и не имел этих аномалий, а мать - с IV группой крови имела оба дефекта. Супруг, имеющий III группу крови, нормален в отношении гена дефекта ногтей и коленной чашечки и гомозиготен по обеим парам анализируемых генов. Оп­ределите вероятность рождения (в процентах) в этой семье детей, страдающих дефектом ногтей и коленной чашечки, и возможные группы их крови?

6. У томатов высокий рост стебля доминирует над карликовым, а шаро­видная форма плода над грушевидной, гены высоты стебля и формы плода сце­плены и находятся друг от друга на расстоянии 20 морганид. Скрещено гетеро­зиготное по обоим признакам растение (доминантные гены получены от разных родителей) с карликовым, имеющим грушевидные плоды. Какое потомство можно ожидать от этого скрещивания?

7. У мушки дрозофилы гены, определяющие серую окраску тела и нор­мальные крылья, наследуются аутосомно-доминантно и сцеплены в одной хро­мосоме, расстояние между генами определено в 17 морганид. Черные самки с зачаточными крыльями скрещены с серыми самцами, имеющими нормальные крылья, в потомстве получено 111 мушек дрозофил серых с зачаточными крыльями и 113 черных с нормальными крыльями. Объясните характер расще­пления, определите генотипы родителей и потомства?

8. У кукурузы гены, определяющие форму и окраску семян, наследуется сцепленно, относительное расстояние между генами в хромосоме 3 морганиды. Гены окрашенного семени и гладкой формы доминируют над генами неокра­шенного семени и морщинистой формы семян. Скрестили растения кукурузы, имеющие неокрашенные семена с гладкой формой, с растениями, имеющими окрашенные семена с морщинистой формой. Все растения в первом поколении F₁ имели гладкие и окрашенные семена. Растения из F1 скрестили с кукурузой, имеющей неокрашенные семена с морщинистой формой. Определите вероят­ность появления растений с гладкими окрашенными семенами и с неокрашен­ными семенами и гладкой формой?

9. Катаракта и полидактилия у человека обусловлены доминантными аутосомными тесно сцепленными (т.е. не обнаруживающими кроссинговера) гена­ми. Однако сцепленными могут быть необязательно гены указанных аномалий, но и ген катаракты с геном нормального строения кисти и наоборот. Женщина унаследовала катаракту от своей матери, а полидактилию от отца. Ее муж нор­мален в отношении обоих признаков. Чего скорее можно ожидать у их детей: одновременного появления катаракты и полидактилии, отсутствия обоих этих признаков или наличия только одной аномалии катаракты или полидактилии?

10. У человека катаракта (болезнь глаз) и полидактилия (многопалость) определяются аутосомно-доминантными аллелями двух генов, располагающих­ся в одной и той же хромосоме. Одна молодая женщина унаследовала катаракту и многопалость - от матери. Ее муж нормален по этим признакам. Сравните (качественно) вероятность того, что их ребенок:

а) будет страдать одновременно обеими аномалиями,

б) будет страдать только какой-нибудь одной из них,

в) будет вполне здоровым?

Как изменится ответ, если принять во внимание явление перекреста?

11. У мушки дрозофилы гены, определяющие серую окраску тела и нор­мальные крылья доминируют над генами, обусловливающими черный цвет тела и зачаточные крылья. Скрещивались между собой особи, имеющие серый цвет тела и нормальные крылья, в потомстве получено соотношение мушек серых с нормальными крыльями 4 части, серых с зачаточными крыльями - 2 части, черных с нормальными крыльями - 2 части, соотношение 4: 2: 2. Объясните ме­ханизм расщепления, определите генотипы родителей и потомства?

III.11 Генетика пола. Сцепленное с полом наследование с примерами

Решения задач

Хромосомная теория наследственности объяснила загадку рождения орга­низмов разного пола. Она установила, что пол наследуется, как менделирующий признак, сочетание половых хромосом в зиготе определяет пол будущего организма. У всех млекопитающих (в том числе и у человека), у дрозофилы и многих других животных женские особи в соматических клетках имеют две X-половые хромосомы, а мужские Х- и У- хромосомы. Женский пол является гомогаметным и образует яйцеклетки одного типа с Х- половой хромосомой. Мужской пол является гетерогаметным и образует в равном количестве спер­матозоиды двух типов: одни содержат Х-половую хромосому, другие - Y-половую хромосому. При оплодотворении возможны две комбинации. Ниже приводится схема наследования пола у человека. А - гаплоидный набор аутосом, 2А - диплоидный набор аутосом, X и Y - половые хромосомы.

Если в зиготе встречаются две Х-половые хромосомы, то развивается жен­ская особь; если в зиготе сочетаются Х- и Y-хромосомы, то из такой зиготы развивается мужская особь. Число особей женского пола (2А + XX) относится к числу особей мужского пола (2А + ХУ) как 1: 1. Фактически же на 100 девочек в России рождается 102-103 мальчика, в США - 106, Греции - 113. Это сингамное определение пола, при котором пол будущей особи детерминируется в мо­мент слияния гамет. Известны еще два способа определения пола: эпигамный (червь бонеллия) и прогамный. При прогамном определении пола - пол буду­щего организма определяется еще во время формирования женских гамет. Из крупных яйцеклеток после оплодотворения развиваются самки, из мелких - самцы (тли, некоторые кольчатые черви).

При эпигамном (эпи - после) определении пола, его реализация зависит от гормонов, выделяемых самкой. Так у морского кольчатого червя бонеллия, самка имеет размеры более 10-15 см, самец же маленький 1-3 мм и паразитиру­ет в теле самки. Если личинка сядет на хоботок самке, то под воздействием гормонов, она превращается в самца, но если личинка не встречается со взрос­лой самкой, она сама превратится в самку.

В противоположность млекопитающим, у птиц и некоторых видов бабочек женский пол является гетерогаметным, а мужской - гомогаметным. Спермато­зоиды петуха все одинаковые и содержат Х-половую хромосому, яйцеклетки бывают двух типов: одни содержат Х-половую хромосому, другие - Y-половую хромосому. У некоторых насекомых (прямокрылые, ручейники) Y-половая хромосома отсутствует, в таком случае кариотип самцов 2А + ХО, самок 2А +

XX. Таким образом, в природе встречаются следующие типы половых хромо­сом:

1. ♀ XX, ♂ XY класс млекопитающих, класс насекомых - мушка дрозофи­ла и др.

2 ♀ XY, ♂ XX (♀ ZW, ♂ ZZ) класс насекомых, (бабочки), класс птицы, класс пресмыкающиеся, класс двудольных растений, семейство розо­цветных, некоторые сорта земляники

3. ♀ XX, ♂ ХО класс насекомых, отряды прямокрылых, ручейников.

Таким образом, у всех организмов пол определяется наследственными факторами и только в некоторых случаях на процесс формирования мужских или женских особей решающее влияние оказывают факторы внешней среды. Наследование признаков, сцепленных с полом.

Признаки, наследуемые через половые хромосомы, получили название сцепленных с полом. У человека сцепленно с Х-половой хромосомой по рецес­сивному типу наследуются гемофилия (наследственное заболевание, характе­ризующееся повышенной кровоточивостью вследствие недостатка факторов свертываемости крови), дальтонизм, мышечная дистрофия Дюшена и другие; по доминантному типу - темная эмаль зубов, витаминоустойчивый рахит и другие (267 генов локализовано в Х-хромосоме, данные на 1985 г., Мак-Кьюсик). Признаки, наследуемые через Х-хромосому, встречаются как у лиц мужского, так и женского пола. Женщина может быть как гомо-, так и гетеро­зиготна по генам, локализованным в Х-хромосоме. Рецессивные же аллели гена в Х-половой хромосоме у женщины проявляются только в гомозиготном со­стоянии. Поскольку у лиц мужского пола только одна Х-хромосома, все лока­лизованные в ней гены, даже рецессивные, сразу же проявляются в фенотипе. Такой организм называется гемизиготным, так как в Y-половой хромосоме не имеется гомологичных локусов Х-половой хромосоме. За редким исключением аллелей генов общей цветовой слепоты, пигментного ретинита и других. Особенности наследования с Х-половой хромосомой

Если признак рецессивен, то мужчины его наследуют чаще, чем женщины. Обычно женщина бывает проводником (кондуктором) данного признака, де­вочки наследуют такой признак только от отца. Если в браке оба родителя фенотипически здоровы, но женщина - носительница рецессивного признака, этот признак наследуется у 50% сыновей, и половина дочерей являются носителями рецессивного признака.

Признаки, которые наследуются через Y-половую хромосому (гипертрихоз - волосатость мочки уха и ушной раковины, сращение кожных покровов I и III пальцев стопы и другие) получили название голандрических, они могут быть только у лиц мужского пола и передаются от отца к сыну, от сына к внуку, правнуку и так далее.

Примеры обозначения:

X - нормальная свертываемость крови,

X^h - гемофилия,

У¹ -гипертрихоз,

X^D - нормальное цветовое зрение,

X^d - дальтонизм,

Частично сцепленное с полом наследование:

Х^А - нормальное цветовое зрение,

У^А - нормальное цветовое зрение,

Х^а - общая цветовая слепота,

У^а - общая цветовая слепота,

X^HX^h - генотип женщины-носительницы гемофилии,

X^hY - генотип мужчины - гемофилика,

XY^r - генотип мужчины, имеющего гипертрихоз,

X^dX^d — генотип женщины - дальтоника,

X^dY - генотип мужчины - дальтоника,

X^AY^a; X^aY^a; X^aY^A - генотипы с общей цветовой слепотой.

Задача 1.

На определение генотипа и фенотипа потомства при сцепленном с по­лом наследовании.

Девушка, имеющая нормальное зрение, отец которой страдал цветовой слепотой (дальтонизм), выходит замуж за здорового мужчину, отец которого также был дальтоником. Дальтонизм наследуется рецессивно сцепленно с X половой хромосомой. Какое зрение можно ожидать у детей в данном браке?

Решение

X^D- нормальное цветовое зрение

X^d - дальтонизм

Определите F по зрению?

Женщина в браке, имела отца-дальтоника, следовательно по генотипу она гетерозиготна X^DX^d и носительница аномального гена дальтонизма, так, как одну Х- половую хромосому в зиготе дочь получает от отца, а другую Х- половую хромосому - от матери. Поскольку девушка по условию задачи имела нор­мальное зрение, следовательно от матери она унаследовала нормальный ген. Мужчина в браке имеет также нормальное зрение, отец которого страдал даль­тонизмом. Сын от отца унаследовал У- половую хромосому, в которой нет локуса на ген дальтонизма, мать жениха была здоровой, генотип мужчины в браке Х^DУ,

Записываем схему брака:

Здоровых - 75%, 25% - страдают дальтонизмом. Исследуя потомство, ус­танавливаем 75% детей будут здоровыми, все дочери по фенотипу имеют нор­мальное зрение, так как у отца нет аномального гена, но половина дочерей - но­сительницы дальтонизма, так как аномальный ген они унаследуют от матери; 25% сыновей всего потомства, или 50% от мужского пола с нормальным цвето­вым зрением; 25% сыновей от всего потомства и 50% от лиц мужского пола страдают дальтонизмом. По полу дальтониками могут быть только мужчины, так как они гемизиготны по генотипу, получая аномальный рецессивный ген от матери, который несомненно у них проявится в фенотипе. По условию задачи мать фенотипически здорова, но носительница, поэтому вероятность мужчин-дальтоников составляет 50% от лиц мужского пола.

Ответ: _в данном браке вероятность рождения здоровых детей 75%, среди них все девочки, фенотипически здоровые (50%), но половина из них - носительниц гена дальтонизма, здоровых мальчиков 25% и 25% мальчиков от всего потом­ства и 50% от лиц мужского пола будут дальтониками.

Задача 2

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ
2. I.6. Педагогика как учебный предмет и задачи профессионального
3. III 7 Взаимодействие аллельных и неаллельных генов с решением
4. III.2 Задачи на моногибридное скрещивание
5. III.8 Задачи на взаимодействие неаллельных генов
6. Q Задача об аренде оборудования: постановка задачи и методы решения
7. Административно-процессуальное право: предмет, метод и задачи. Источники административно-процессуального права. Система а-п права. Административно-процессуальные нормы в системе норм права.
8. Административное расследование: задачи, место и сроки проведения.
9. Асинхронные задачи интерфейса с устройствами ввода/вывода.
10. Билет № 28. Комбинаторные задачи. Виды и формулы для подсчёта числа возможных комбинаций.
11. В инициативной активности при постановке изобразительной задачи