Задачи для самостоятельного решения. 1. Сорт перца, имеющий желтую окраску плодов скрещен с сортом, имеющим красно-коричневые плоды

1. Сорт перца, имеющий желтую окраску плодов скрещен с сортом, имеющим красно-коричневые плоды. В первом поколении все растения имели красные плоды, а во втором поколении получено 99 красноплодных, 34 желтоплодных, 32 растения с красно-коричневыми плодами и 11 зеленоплодных растений. Определите тип наследования окраски плодов у перца, напишите схему обоих скрещиваний.

2. При скрещивании сортов тыквы со сферической формой плодов в F₁ все 180 растений имели дисковидные плоды, а скрещивание гибридов F₁между собой 117 растений второго поколения имели дисковидные плоды, 78 растений –сферические и 13 – удлиненные. Определите тип наследования формы плода, напишите схему обоих скрещиваний.

3. Скрещены два сорта томатов, один из которых имел желтые плоды, а другой – оранжевые. В первом поколении все растения имеют красные плоды, а во втором поколении 81 растение имело красные плоды, 28 – желтые, 27 – оранжевые и 10 – желто-оранжевые плоды. Определите тип наследования окраски плодов у томата, напишите схему обоих скрещиваний.

4. Скрещены две породы кроликов с черной и белой шерстью. В первом поколении все гибриды черные, во втором 17 кроликов имели черную, а 15 – белую шерсть. Определите тип наследования окраски шерсти кроликов, напишите схему обоих скрещиваний.

5. При скрещивании серых морских свинок с белыми все потомки серые, а во втором поколении получено 37 серых, 26 черных и 35 белых. Определите тип наследования окраски шерсти у морской свинки, напишите схему обоих скрещиваний.

6. Скрещены два растения левкоя, имеющих простые цветки. В первом поколении 9 растений имели простые цветки и 7 растений - махровые. Определите тип наследования формы цветка у левкоя, напишите схему обоих скрещиваний.

7. Сорт ячменя с темно-пурпурными семенами скрещен с сортом, имеющим белые семена. Все гибриды F₁ имели темно-пурпурное семя, а в F₂ получено: 840 темно-пурпурных семян, 215 светло-пурпурных и 72 белых. Сколько растений F₂ были гетерозиготами по обоим парам генов?

8. Скрещены две породы норок с коричневой и кремовой шерстью. Гибриды имели коричневую окраску, а во втором поколении получены 25 животных с коричневой шерстью, 8 серых, 3 кремовых и 9 бежевых. Сколько животных F₂ гомозиготны по обоим парам генов?

9. Сорта тыквы с белыми и зелеными плодами скрещены между собой. Гибриды первого поколения имели белые плоды, А во втором поколении получено 36 белоплодных растений, 10 желтоплодных и 3 зеленоплодных. Сколько растений F₂гетерозиготны только по одной паре генов?

10. При скрещивании двух растений пастушьей сумки с треугольными и овальными стручочками в первом поколении все потомки имеют треугольные стручочки, а в F₂ 145 растений – с треугольными и 14 с овальными. Определите тип наследования формы плодов у пастушьей сумки, напишите схему обоих скрещиваний.

11. При скрещивании двух пород кур с белым и пестрым оперением в первом поколении все птицы белые, а во втором поколении – 169 белых и 14 пестрых. Сколько птиц второго поколения полностью гомозиготны?

12. Скрещены две породы собак с белой и коричневой шерстью. В F₁ все собачки белые, а в F₂ получено 144 белых, 38 черных и 11 коричневых щенков. Определите тип наследования окраски шерсти у собак, напишите схему обоих скрещиваний.

13. Скрещены два сорта белосемянной ржи, в результате чего в первом поколении все растения белосемянные, а во втором – 2600 белосемянных и 613 окрашенных. Определите тип наследования окраски семян у ржи, напишите схему обоих скрещиваний. Сколько растений F₂ могут дать 2 сорта гамет?

14. Скрещиваются две породы кур с оперенными и голыми ногами. В первом поколении все цыплята имеют оперенные ноги, а в F₂ 225 потомков с оперенными и 14 с голыми. Определите тип наследования оперения у кур, напишите схему обоих скрещиваний.

15. При самоопылении овса, имеющего серую окраску, получено: 15 черных, 62 темно-серых, 91 серых, 60 светло-серых и 13 белых семян. Определите тип наследования окраски семян у овса, напишите схему обоих скрещиваний.

16. Скрещены две породы лошадей, имеющих гнедую и серую окраску. В первом поколении все потомки серые, а в F₂ получено: 59 черных, 13 серых и 4 гнедых особи. Определить тип наследования окраски шерсти у лошадей и генотипы родительских форм. Сколько жеребят второго поколения являются гетерозиготными по обоим парам генов?

17. При скрещивании гибридных кур, имеющих белое оперение, получено: 169 белых цыплят и 40 пестрых. Определить тип наследования окраски оперения у кур и генотипы родительских форм. Сколько цыплят являются гомозиготами по обоим парам генов?

18. При самоопылении растений овса получено 11 растений, имеющих высоту 40 см, 41 растение высотой 45 см, 59 потомков высотой 50 см, 38 растений высотой 55 см и 9 растений высотой 60 см. Объясните полученные результаты, приведите схему скрещивания.

19. Белое оперение кур определяется двумя парами неаллельных генов. Доминантный ген одной пары определяет наличие пигмента, а его рецессивный аллель – его отсутствие. Доминантный ген второй пары является ингибитором гена окраски, рецессивный аллель которого не подавляет окраску. Скрещивались белые куры с пестрыми. В потомстве 75 цыплят оказались белыми, а 45 – окрашенными. Напишите схему описанного скрещивания.

20. Цвет зерен овса определяется двумя парами неаллельных несцепленных генов. Доминантный ген одной пары определяет черную окраску, а его рецессивный аллель – белую. Доминантный ген второй пары определяет серую окраску, рецессивный аллель - также белую, причем ген черной окраски подавляет ген серой. Скрещивались растения, имеющие белую и черную окраску зерна. В потомстве соотношение черных и серых зерен составило 1:1. Определить генотипы родительских особей.

21. Окраска шерсти грызунов определяется двумя парами неаллельных несцепленных генов. Доминантный ген одной пары определяет серую окраску, а его рецессивный аллель – черную. Доминантный ген второй пары определяет проявление окраски, рецессивный аллель подавляет цветность и животные становятся белыми. Скрещивались серые мыши между собой. Получено потомство, состоящее из 27 серых и 8 черных мышат. Определить генотипы родителей и потомства.

22. У человека обнаружены две формы близорукости – умеренная и высокая, каждая из которых определяется доминантными неаллельными несцепленными генами. В случае наличия в генотипе обоих генов проявляется высокая форма. В семье мать была близорукой, а отец имел нормальное зрение. Родились две дочери, одна из которых имела умеренную форму близорукости, а другая – высокую. Известно также, что у женщины страдал близорукостью только отец, а мать имела нормальное зрение. Какова вероятность того, что следующий ребенок в этой семье родится здоровым?

23. Форма плода у тыквы определяется двумя парами неаллельных несцепленных генов. Доминантный ген одной пары, также как и доминантный ген другой пары, определяет округлую форму, рецессивные аллели обеих пар – овальную. Наличие обоих доминантных аллелей в генотипе обусловливает дисковидный плод. Скрещивание растений с дисковидными плодами с растениями, имеющими овальные плоды, получено 2 дисковидных, 4 округлых и 2 овальных. Приведите схему скрещивания.

24. Рост человека определяется несколькими парами неаллельных несцепленных полимерных генов. В популяции самые высокие люди имеют рост 180 см, а самые

низкие – 150 см. Низкорослая женщина вышла замуж за мужчину ростом 165 см. У них было 4 ребенка, рост которых составлял 150 см, 155 см, 160 см, 165 см. Определить генотипы родителей.

ГЕНЕТИКА ПОЛА

Пол – это совокупность морфологических, физиологичесикх, биохимических, поведенческих и др. признаков, определяющих участие особи в половом размножении.

Первичные половые признаки – совокупность морфологических, физиологических, биохимических признаков, непосредственно обеспечивающих гаметогенез, оплодотворени, развитие и появление на свет потомка.

Вторичные половые признаки – совокупность признаков, непосредственно не обеспечивающих гаметогенез, оплодотворени, развитие и появление на свет потомка, необходимых для привлечения партнера по размножению.

Пол организма определяется на нескольких уровнях.

1. Генетический пол. Он определяется в момент оплодотворения и зависит от сочетания половых хромосом. У разных организмов можно описпть разные типы определeния пола (табл. 1).

Таблица 1. Типы Хромосомного определения пола.

Вид	Генотип женского пола	Генотип мужского пола
Млекопитающие, человек, клоп Ligeus	XX	XY
Птицы, бабочки, рептилии	XY	XX
Клоп Protenor	XX	XO
Кузнечик, саранча	XY	XX
Пчела	2n	1n

Пол, имеющий сочетание одинаковых половых хромосом, дающий один сорт гамет, называется гомогаметным. Пол, несущий разные половые хромосомы, дающий два сорта гамет, называется гетерогаметным. Таким образом, у человека гомогаметным полом является женский, так как в клетках женского организма две половые хромосомы одинаковы (ХХ) и образуется один сорт гамет: Х. У мужского организма половые хромосомы разные(генотип XY), он дает два сорта гамет: X и Y.

Следовательно, мужской пол у человека является гетерогаметным. У птиц и бабочек наблюдается обратная ситуация: гетерогаметным является женский пол, а гомогаметным – мужской.

2. Определение пола на уровне гонад. Наличие Y – хромосомы в генотипе определяет синтез специфичных для мужского организма гормонов. Они направляют развитие половых желез по мужскому типу. Отсутствие же мужских гормонов приводит к тому, что половые железы и их протоки развиваются по женскому типу.

3 .Соматический пол (“сома” – тело) - строение наружных и внутренних половых органов, проявление вторичных половых признаков.

4. Психологический пол – различия психологических особенностей мужчин и женщин. В частности, обнаружено, что межполушарные взаимодействия головного мозга мужчин и женщин проявляются по – разному, что ведет к психологическим различиям. Так у мужчин доминирует левое полушарие мозга, отвечающее за абстрактно – логические виды деятельности. У женщин мозг более симметричен с преобладанием правого полушария, отвечающего за образные и творческие виды деятельности.

5. Социальный пол – различия мужчин и женщин в выполняемых ими социальных ролях, в профессиях. Например, среди учителей преобладают женщины, среди военных – мужчины.

Последние два уровня определения пола не относятся к сфере исследований биологии.

Опыты Моргана по сцепленному с полом наследованию

Объектом исследования Моргана стала плодовая муха дрозофила. Изучался признак окраски глаз

А – ген, определяющий красную окраску глаз, а – ген, определяющий белую окраску глаз.

В первом опыте доминантный признак несла самка.

P: ♀X^AX^A x ♂X^aY

Красные глаза Белые глаза

G: (X^A)(X^a)(Y)

F₁: X^A X^a; X^AY

Красные глаза Красные глаза

Все самки и самцы – с красными глазами.

Р_F₁: ♀X^AХ^а x ♂X^АY

Красные глаза Красные глаза

G: (X^A)^,(X^а) (X^А), (Y)

F₂ X^АX^А, X^АY, X^AX^а, X^aY

Красные глаза Красные глаза Красные глаза Белые глаза

Таким образом, все самки второго поколения – с красными глазами; среди самцов половина несла красные глаза, а половина – белые.

Во втором эксперименте доминантный признак нес самец.

P: ♀X^aX^a x ♂X^AY

Белые глаза Красные глаза

G: (X^a)(X^A)^,(Y)

F₂: X^A X^a; X^aY

Красные глаза Белые глаза

Расщепление 1:1, соответствующее расщеплению по полу. Как показывает схема, все самцы передали признак дочерям, а матери – сыновьям. Такое наследование получило название крисс – кросс наследования.

Р_F₁: ♀X^AХ^а x ♂X^аY

Красные глаза Белые глаза

G: (X^A)^,(X^а) (X^а), (Y)

F₂: X^АX^а, X^АY, Х^аХ^а, X^aY

Красные глаза Красные глаза Белые глаза Белые глаза

Таким образом, во втором поколении половина самок – красноглазые, половина – белоглазые. Среди самцов также половина имеет карсные, а половина – белые глаза.

Вывод: результаты скрешивания отличаются в зависимости от того, особь какого пола несет доминантный признак. Из этого следовало, что ген, определяющий окраску глаз, расположен у дрозофилы в половой хромосоме, то есть сцеплен с полом.

Многие наследственные болезни человека наследуются как сцепленные с полом признаки. В связи с этим, сцепленные с полом наследственные заболевания могут быть разделены на три группы.

1. Х – сцепленные доминантные. К ним относятся фосфат – диабет или рахит, не поддающийся лечению витамином D, синдром Альпорте (нефрит, кровь и гной в моче, глухота, каткракта, выработка антител против собственной щитовидной железы), коричневая эмаль зубов.

2 .Х – сцепленные рецессивные. Примером таких заболеваний могут быть дальтонизм (неразличение красного и зеленого цветов), гемофилия (отсутствие в плазме крови какого – либо из факторов свертывания крови, сопровождающееся повышенной кровоточивостью, неспособностью крови к свертыванию; любая незначительная рана может стать фатальной для пациента – гемофилика), миопатия Дюшенна (развивающаяся с 12 – 13 лет мышечная слабость).

3. Y – сцепленные. Эти заболевания характерны лишь для лиц мужского пола, так как именно они являются носителями Y – хромосомы. Примерами могут служить синдактилия (наличие перепонки между 2 и 3 пальцами на ноге), гипертрихоз (рост длинных, жестких волос по краю ушной раковины).

Признаки, ограниченные полом

Гены, ответственные за их формирование, локализованы в аутосомах, однако степень реализации признака зависит от сочетания половых хромосом. Например, развитие молочных желез происходит только у женского пола, у мужчин их развитие затормаживается. Ген облысения является доминантным у мужчин и рецессивным у женщин. Ген комолости доминантен у самок крупного гогатого скота и рецессивен у самцов.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

1.Дальтонизм – Х – сцепленный рецессивный признак. Какое потомство можно ожидать от брака здоровой женщины, отец которой страдал выше указанным заболеванием, с мужчиной – дальтоником?

Решение

Ген	Признак
Х^В	Нормальное зрение
Х^b	Дальтонизм

Ввиду того, что отец женщины был болен, она является гетерозиготной по анализируемой паре генов.

P X^BX^bx X^bY

G (X^B) (X^b) (X^b) (Y)

F₁X^BX^bX^bX^b X^BY X^bY

Норма дальт. Норма дальт.

2.Гипертрихоз – признак, сцепленный с Y - хромосомой. Дальтонизм определяется рецессивным Х – сцепленным геном. Какое потомство можно ожидать в семье, где мать больна дальтонизмом, а отец – гипертрихозом?

Ген Признак

Х^а Дальтонизм

Х^А Нормальное зрение

Y^В Гипертрихоз

P X^aX^ax X^AY^B

G (X^a) (X^A) (Y^B⁾

F₁: Х^АХ^а; Х^аY^В

Норма гипертрихоз, дальтонизм

Ответ: все дочери будут здоровы, все сыновья – носители обоих заболеваний.

3.У человека альбинизм – аутосомный рецессивный признак, гемофилия определяется рецессивным геном, сцепленным с Х – хромосомой. В семье здоровых по обоим признакам родителей родился сын, страдающий обоими заболеваниями. Определите вероятность того, что следующий их сын такжк будет иметь обе аномалии.

Решение.

Ген А Нормальная пигментация

Ген а Альбинизм

Ген Х^H Нормальная свертываемость крови

Ген Х^h Гемофилия

По условиям задачи оба родителя нормальны, следовательно, у них обязательно есть по доминантному гену из каждой пары: Х_H и А. Сын имеет обе аномалии, его генотип X_hYaa. X -хромосому с геном гемофилии он мог унаследовать только от матери. Один из генов альбинизма сын получил от матери, другой - от отца. Таким образом, генотип матери X_HX_hAa, генотип отца X_HYAa. При таком браке вероятны генотипы детей:

♀ ♂ ♂♀ ♂ X _HA Хна YA Ya

X _HA. X_HA Х„А X_HX_HAA ХнХнАа X_HYAA X_HYAa

Хна X_HX_hAa Х_hХ_hаа X_HYAa X_HYaa

X_hA Х_hХ_HАА X_HX_hAa X_hYAA X_hYAa

X_ha X_HX_hAa Х_нХ_hаа X_hYAa X_hYaa

Можно решить иначе. Вероятность того, что следующий ребенок будет сыном, равна 1/2. Вероятность того, что сын унаследует гемофилию, тоже равна 1/2. Вероятность рождения детей с альбинизмом у гетерозиготных родителей равна 1/4. Для вычисления окончательного результата все вероятности перемножаются: 1/2 х 1/2 х 1/4 = 1/16.

4.У человека гипертрихоз определяется геном, сцепленным с Y – хромосомой, шестипалость – аутосомный доминантный признак. В семье, где отец имел гипертрихоз и был пятипалям, а мать – шестипалой, родилась нормальная дочь. Какова вероятность рождения в этой семье нормальный детей?

Решение

Ген А Шестипалость

Ген а Пятипалость

Y_Z Гипертрихоз

Так как отец имел гипертрихоз и был пятипалым, его генотип XY_zaa. У матери не было гипертрихоза (и не могло быть - нет У-хромосомы), но она была шестипалой. Следовательно, у нее должен быть хотя бы один ген шестипалости — А. В этой семье родилась нормальная девочка. Ее генотип ХХаа. Один ген пятипал ости она получила от отца, а второй ген пятипалости могла получить только от матери. На основе этого решаем, что мать была гетерозиготна по гену шестипалости. Ее генотип ХХАа, Вероятные генотипы детей:

P: ♀ AaXX x ♂aaXY_Z

G: (AX), (aX) (aX), (aY_z)

F_1: AaXX, AaXY_z aaXX aaXY_z

шестипалость шестипалость Норма гипертрихоз

гипертрихоз