Задачи по генетике на тему "Сцепленное наследование". Часть 1

Сегодня урок посвящен задачам на тему "Сцепленное аутосомное наследование аллелей в дигибридном скрещивании".
Аутосомное наследование - это тип наследования по аутосомам, то есть не половым хромосомам.

Задача №1:
При скрещивании мышей с извитой шерстью нормальной длины и мышей с прямой длинной шерстью все гибриды первого поколения имели прямую шерсть нормальной длины. В анализирующем скрещивании этих гибридов получено 4 фенотипические группы потомков: 27, 99, 98, 24. Составьте схемы скрещиваний. Определите генотипы родительских особей, генотипы и фенотипы потомства в каждой группе в двух скрещиваниях, численность каждой группы во втором скрещивании. Объясните формирование четырех фенотипических групп в анализирующем скрещивании.

Решение:
Нужно помнить о том, что любая задача по генетике – это математика.
Признаки, которые даются в условии – это визуальные объекты для понимания процесса.
В нашей задаче даны мыши, имеющие следующие признаки: длина шерсти и качество шерсти.
Значит, это два признака, то есть дигибридное скрещивание.
Теперь рассмотрим более подробно каждый альтернативный признак:
- извитая шерсть,
- прямая шерсть,
- шерсть нормальной длины,
- длинная шерсть.
Как понять, какие они – доминантные или рецессивные? Для этого необходимо посмотреть на потомство; в условии оно получилось единообразным – прямая шерсть нормальной длины.

Если учесть, что по первому закону Менделя проявляются только доминантные признаки в F₁, то можно сделать вывод о том, что наши особи были дигомозиготами по двум признакам(с доминантными и рецессивными аллелями).

Значит, признаки прямая шерсть(обозначим его A) и шерсть нормальной длины(B) – это доминантные признаки, а извитая шерсть(а) и длинная шерсть(b) – рецессивные.

Первая особь исходя из условия задачи имеет следующий генотип: aaBB, вторая особь – AAbb.
Каждая из них дает по одному сорту гамет – aB и Ab, которые при скрещивании образуют единообразное потомство – AaBb.

Мы расписали первое скрещивание, теперь – очередь за вторым.

В условии задачи сказано, что в анализирующем скрещивании полученных особей F₁ получилось 4 фенотипические группы особей.
Теперь вопрос – что такое анализирующее скрещивание? Это я уже объясняла на предыдущих занятиях по генетике, и напоминаю, что это скрещивание с рецессивной особью по всем признакам(рецессивной гомозиготой), генотип которой известен.
Женскую особь представим как AaBb, мужскую в виде aabb.
Распишем гаметы:
AaBb даст 4 сорта гамет – AB, Ab, aB, ab.
aabb даст 1 сорт гамет – ab.

При сопоставлении этих гамет должны получиться следующие особи: AaBb, Aabb, aaBb, aabb. Однако, как понять, какие и в каком количестве и как это расписать?

На помощь нам придет информация из закона Моргана о сцепленном наследовании генов, находящихся в одной хромосоме и образующих одну группу сцепления.
То есть, гены A и b, a и B наследуются вместе, а значит, образуют многочисленные фенотипические группы.

Что касается малочисленных групп – они имеют аллели A и B, a и b, между которыми произошел кроссинговер(процесс обмена участками гомологичных хромосом).

Распишем особей F₂:
AaBb – прямая шерсть, нормальная длина(эта малочисленная группа, кроссинговер между A и B), 24 или 27 особей;
Aabb – прямая длинная шерсть(это многочисленная группа, у особей присутствуют аллели Ab), 98 или 99;
aaBb – извитая шерсть, нормальная длина(эти особи также многочисленны, есть аллели aB), 98 или 99;
aabb – извитая длинная шерсть(малочисленная группа, кроссинговер между a и b), 24 или 27 особей.

Теперь остался только вывод:
В потомстве F₂ получились такие нестандартные многочисленные и малочисленные группы особей по причине сцепленного наследования аллелей Ab и aB. А между AB и ab произошел кроссинговер, отсюда и две малочисленные группы(aabb и AaBb).

Теперь для закрепления решим еще две аналогичные задачи из ЕГЭ по Биологии 2022 года.

Задача №2:
При скрещивании растения кукурузы с нормальными блестящими листьями и растения с надрезанными матовыми листьями все потомство получилось с нормальными матовыми листьями. В анализирующем скрещивании гибридного потомства получилось 4 разные фенотипические группы: 128, 131, 40, 38. Составьте схемы скрещиваний. Укажите генотипы, фенотипы родительских особей и генотипы, фенотипы потомства в каждой группе. Объясните формирование четырех фенотипических групп во втором скрещивании.

Решение:
Действуем по алгоритму предыдущей задачи – находим доминантные и рецессивные признаки по поколению F₁; по условию это нормальные листья и матовые листья.

Значит, родительские особи выглядят так – AАbb(нормальные блестящие листья), aaBB(надрезанные матовые листья).
При сопоставлении гамет в потомстве F₁ все поколение будет единообразным – с нормальными и матовыми листьями(AaBb).

Теперь расписываем второе скрещивание, анализирующее: одна особь с генотипом AaBb, другая – aabb. При их скрещивании образуется 4 фенотипические группы особей: две группы – некроссоверные, две другие – кроссоверные.

Распишем особей F₂:
AaBb – нормальные матовые листья(малочисленная группа, кроссинговер между A и B), 38 или 40 особей;
Aabb – нормальные блестящие листья(многочисленная группа, у особей присутствуют аллели Ab), 128 или 131;
aaBb – надрезанные матовые листья(особи многочисленны, есть аллели aB), 131 или 128;
aabb – надрезанные блестящие листья(малочисленная группа, кроссинговер между a и b), 40 или 38 особей.

Вывод: наличие двух больших фенотипических групп в потомстве F₂ является результатом сцепленного наследования аллелей A и b, а также a и B между собой.
Остальные малочисленные группы – результат кроссинговера между аллелями A и B, а также a и b.

Важно! Не забывай расписывать генотипы и фенотипы всех особей, участвующих в скрещивании.

Задача №3
При скрещивании растения кукурузы с нормальными листьями, карликовым ростом и растения со скрученными листьями и нормальным ростом все потомство получилось с нормальными листьями, нормальным ростом. В анализирующем скрещивании гибридного потомства получилось 4 разные фенотипические группы: 122, 116, 33, 31. Составьте схемы скрещиваний. Укажите генотипы, фенотипы родительских особей, генотипы фенотипы потомства каждой группы. Объясните формирование четырех фенотипических групп.

Решение:
В условии даны 4 фенотипические группы, сильно отличающиеся друг от друга по численности. Это значит, что две группы особей являются результатом сцепленного наследования, а две малочисленные – результат кроссинговера.

Нам даны растения кукурузы с двумя альтернативными признаками – структура листа и рост. Для скрещивания было взято два растения, отличающихся по двум парам признаков – с нормальными листьями и карликовым ростом, и со скрученными листьями и нормальным ростом. В итоге, потомство F₁ вышло с нормальными листьями и нормальным ростом. Значит, эти признаки являются доминантными, раз проявились в первом поколении.

Распишем это скрещивание по генотипу:
Особь 1 – AAbb, особь 2 – aaBB, потомство – AaBb.

При анализирующем скрещивании особи полученного потомства получили 4 фенотипические группы, как и в предыдущей задаче.
Поколение F₂:
AaBb – нормальные листья, нормальный рост(малочисленная группа, кроссинговер между A и B), 31 или 33 особей;
Aabb – нормальные листья, карликовый рост(многочисленная группа, у особей присутствуют аллели Ab), 116 или 122;
aaBb – скрученные листья, нормальный рост(особи многочисленны, есть аллели aB), 122 или 116;
aabb – скрученные листья, карликовый рост(малочисленная группа, кроссинговер между a и b), 33 или 31 особей.

Теперь осталось только расписать вывод:
1) присутствие в F₂ двух больших фенотипических групп численностью 116 и 122 примерно в равном соотношении является результатом сцепленного наследования аллелей A и b, a и B друг с другом.
2) Две малочисленные фенотипические группы, приблизительно в равных долях(31 и 33) – результат кроссинговера между аллелями A и B, а также a и b.

На сегодня все!