Правила, необходимые для решения задач по генетике

1. Каждая гамета получает полный гаплоидный  набор  хромосом (генов).  

2. В каждую гамету попадает только одна гомологичная хромосома из каждой пары (только один ген из каждой аллели).

3. Число возможных вариантов гамет равно 2n, где n - число хромосом, содержащих гены в гетерозиготном состоянии.

4. Одну гомологичную хромосому (один аллельный ген) из каждой пары потомок получает от отца, а другую (другой аллельный ген) - от матери.

5. Гетерозиготные организмы при полном доминировании всегда проявляют доминантный признак. Организмы с рецессивным признаком всегда гомозиготны.

6. Решение задачи на дигибридное скрещивание при независимом наследовании обычно сводится к последовательному решению двух задач на моногибридное (это следует из закона независимого наследования).

Пример записи скрещивания (брака)

ПРИМЕР ЗАПИСИ СКРЕЩИВАНИЯ (БРАКА) 

 

Запись скрещивания (у животных и растений) или брака (у людей) может осуществляться в хромосомной или буквенной форме, например.

Запись в буквенной форме

 

   ЗАПИСЬ СКРЕЩИВАНИЯ

 

Р            Аа         х        аа

                                         желтая            зеленая

                                 G        А         а                 а

 

F1             Аа                       аа

                                         желтая               зеленая

                                            50%                     50%

 

 

 

Запись в хромосомной форме:

 

   ЗАПИСЬ СКРЕЩИВАНИЯ

                                                     A             a

                                   Р            =     х   =

                                                     a              a

                                              желтая       зеленая

                                

                                   G        А         а       а

                                

                                                    A             a

                                   F1       ♀   =     х ♂  =

                                                     a             a

 

                                             желтая    зеленая

                                                  50%          50%

 

Запись в хромосомной форме, как отмечено выше, является более предпочтительной. При написании схемы скрещивания (брака) обязательно следует указывать фенотипы всех рас­сматриваемых особей, поколение, к которому они принадле­жат (Fl, F2 и т.д.), а также пол родителей и потомства. Гаметы следует обвести кружком (при невыполнении этого можно спутать гаметы с генами генотипа).

Алгоритм решения задач по генетике

1 ЭТАП

Необходимо внимательно изучить условие задачи.

 

2 ЭТАП

Выясненить тип задачи. Для выяснения типа задачи

1) следует обратить внимание на количество пар признаков которые в ней рассматриваются. (моногибридное или ди- и полигибридное скрещивание) и начисло пар генов, которые кодируют проявление одной пары признаков (моногенное менделевское наследование или взаимодействие генов).

2) Следует учитывать то, как наследуются признаки у особей разного пола. Различия указывают на возможное наследование, сцепленное с полом, или наследование, зависимое от пола.

3) Особое внимание следует обратить на количественные соотношения фенотипов в потомстве при скрещивании гетерозигот или при анализирующем скрещивании.

- При скрещивании дигетерозигот доли фенотипов каждого класса  получаются исходя из соотношения генотипов 9А*B* : 3A*bb : 3aaB* : 1 aabb (* в данном случае обозначает не неизвестные гены, а то, что они могут находиться как в доминантном, так и в рецессивном состоянии). Различные сочетания классов фенотипов при взаимодействии генов (9 : 7, 13 : 3, 12 : 3 : 1 и т. д.) получаются путем суммирования элементов этой пропорции (например,  9 : 7 = 9  : (3 + 3 + 1 ).

- Для определения численных соотношений фенотипов при скрещивании дигетерозигот следует учитывать, что общее число возможных сочетаний генов равно 16 (Решетка Пеннета 4х4). Для получения общего знаменателя  сумму всех потомков, образующихся при скрещивании дигетерозигот, делят на 16. Затем количество особей каждого класса делят на полученный общий знаменатель. Следует помнить, что генетические закономерности имеют статистический характер и поэтому цифры являются приблизительными и соответствуют истине только при достаточно большой выборке.  

- Анализирующее скрещивание позволяет определить сцеплено или независимо наследуются признаки. При независимом наследовании двух признаков образуется четыре класса фенотипов в равных пропорциях (1 : 1 : 1 : 1), а при сцепленном – два класса (полное сцепление) или четыре класса (неполное сцепление), но два класса преобладают (соотношение примерно 1 : 1), а два  (рекомбинанты) или отсутствуют или присутствуют в небольших количествах.

- Соотношение в потомстве помогает определить и генотипы особей участвовавших в скрещивании. Например, при дигибридном скрещивании гороха было получено следующее расщепление фенотипов: 3/8 желтых гладких, 3/8 – зеленых гладких, 1/8 желтых морщинистых и 1/ 8 желтых морщинистых. Поскольку цифры кратны 8, то можно сделать вывод, что скрещивались дигетерозигота и моногетерозигота (решетка Пеннета 4 х 2). Проводя дальнейший анализ можно сделать вывод, что скрещивались организмы с генотипами AaBb иaaBb или AaBb и Aa bb.

 

Для облегчения решения можно записать схему брака (скрещивания) на черновике, отмечая фенотипы и генотипы особей, известных по условию задачи, а затем начать выполнение операций по выяснению неизвестных генотипов. Для удобства неизвестные гены на черновике можно обозначать значками * , - или ?.

 

3 ЭТАП

Выяснение генотипов особей, по фенотипам их родителей и потомков, является основной методической операцией необходимой для решения генетических задач. При этом решение всегда надо начинать с особей, несущих рецессивный признак, поскольку они гомозиготны и их генотип по этому признаку однозначен - аа.

Выяснение генотипа организма, несущего доминантный признак, является более сложной проблемой, потому что он может быть гомозиготным (АА) или гетерозиготным (Аа).

Организм гомозиготен(АА)

1. Если все его предки на протяжении многих поколений несли тот же признак, что и у него («чистая линия»).

2. Если в его потомстве (F1) никогда не наблюдается расщепление.

Организм гетерозиготен(Аа)

1. Если в его потомстве наблюдается расщепление, (потомство отличается друг от друга по анализируемому признаку).

2. Если один из его родителей или потомков отличается от него по фенотипу.

3. Если он получен от родителей отличавшихся друг от друга по фенотипу.

4. Если хотя бы один из родителей отличался от него.

 

4 ЭТАП

В некоторых задачах предлагается выяснить, доминантным или рецессивным является рассматриваемый признак. Следует учитывать, что доминантный признак при полном доминировании проявляется у гетерозиготных особей. Его несут также фенотипически одинаковые родители, в потомстве которых встречаются особи, отличные от них по фенотипу. При моногенном наследовании доминантный признак всегда проявляется у потомства F1 при скрещивании гомозиготных родителей (чистых линий) с разным фенотипом (исключение - неполное доминирование).

 

5 ЭТАП

При определении возможных вариантов распределения генов в гаметах следует помнить, что каждая гамета содержит полный гаплоидный набор генов и что в нее попадает только один ген из каждой пары, определяющей развитие признака. Число возможных вариантов гамет равно 2n, где n - число рассматриваемых пар хромосом, содержащих гены в гетерозиготном состоянии.

 

6 ЭТАП

Сочетания гамет, а также соответствующие им фенотипы потомства при дигибридном или полигибридном скрещивании равновероятны, и поэтому их удобно определять с помощью решетки Пеннета. По вертикали откладываются типы гамет, продуцируемых матерью, а по горизонтали - отцом. В точках пересечения вертикальных и горизонтальных линий записываются соответствующие сочетания генов.

 

Решётка Пеннета

 

 

AB

Ab

aB

ab

AB

AABB

фенотип

AABb

фенотип

AaBB

фенотип

AaBb

фенотип

Ab

AABb

фенотип

Aаbb

фенотип

AaBb

фенотип

Aabb

фенотип

aB

AaBB

фенотип

AaBb

фенотип

aaBB

фенотип

aaBb

фенотип

ab

AaBb

фенотип

Aabb

фенотип

aaBb

фенотип

аabb

фенотип

 

7 ЭТАП

В некоторых задачах следует определить вероятность рождения потомства с определенными признаками. Ее можно определить по формуле:

 

        n

P = ­­

        N

 

Где Р - вероятность  ожидаемого события, n  - число ожидаемых событий, N - число всех возможных событий. Вероятность осуществления взаимосвязанных событий равна произведению вероятностей каждого события. Вероятность может быть выражена дробью или в процентах.

 

8 ЭТАП

Конечным этапом решения является запись схемы скрещивания (брака) в соответствии с требованиями по оформлению, описанными ниже, а также максимально подробное изложение всего хода рассуждений по решению задачи, с обязательным логическим обоснованием каждого вывода.

Отсутствие объяснения даже очевидных, на первый взгляд, моментов может быть основанием для снижения оценки на экзамене.

 

9 ЭТАП

После решения задачи следует написать ответ. Ответ должен быть дан на тот вопрос, который задан в условии задачи.