Збірник задач "Збірник задач з генетики"

Про матеріал

Збірник задач стимулює зацікавлене ставлення до відповідного розділу біології, бажання систематично поповнювати знання сучасними досягненнями науки. Це вміння, безперечно, сприятиме розвиткові творчого мислення студентів - майбутніх лікарів, науковців, викладачів. Матиме і суто практичне значення при роботі в медико-генетичних кабінетах, під час генетичних консультацій.Призначений для студентів відділень «лікувальна справа», «сестринська справа».

Типові генетичні задачі включено до таких розділів: молекулярна генетика, моногібридне схрещування, дигібридне і полігібридне схрещування, успадкування груп крові і резус-фактора, успадкування ознак, зчеплених зі статтю, зчеплення генів і кросинговер, взаємодія неалельних генів, генетика популяцій, популяційна структура людства.

Успішне засвоєння студентами основних закономірностей генетики неможливе без вміння розв'язувати генетичні задачі, які сприяють поглибленню знань і дають певну можливість для їх самоконтролю. Розв'язування генетичних задач готує майбутнього спеціаліста до самостійної роботи в різних галузях біології, а також розвиває логіку мислення. Це важливіший, незамінний компонент загальної культури і формування цілісного світогляду. Роздуми по розв'язуванні генетичних задач тренують розум, розвивають кмітливість.

До кожного розділу відібрані типові задачі з повним їх розв'язком.

Перегляд файлу

ЧЕРНІВЕЦЬКИЙ МЕДИЧНИЙ КОЛЕДЖ

БУКОВИНСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО

МЕДИЧНОГО УН1ВЕРСИТЕТУ

ЗБІРНИК ЗАДАЧ З ГЕНЕТИКИ

Дисципліна «Біологія»

Спеціальність «лікувальна справа»

«сестринська справа»

Курс І (база 9 кл.)

Викладач Лиса Оксана Миколаївна

Чернівці

Збірник задач з розділу генетики: матеріали до практичних занять для студентів І курсу спеціальності «лікувальна справа», «сестринська справа» / Укл.:Лиса О.М. – Чернівці, 2018. – 68с.

Матеріали до практичних занять містять відібрані типові задачі з повним їх розв'язком з курсу «Біології». Тематика відповідає робочій програмі дисципліни, складеної відповідно до міністерської програми 2011 року.

Навчальний посібник розглянуто на засіданні предметної (циклової) комісії их дисциплін (Протокол № 4 від 07 листопада 2017 року)

Затверджено та рекомендовано до використання на засіданні методичної ради Чернівецького медичного коледжу (Протокол № 3 від 27 листопада 2017 року)

Укладач Лиса О.М. – Чернівці, 2018.

ПЕРЕДМОВА

Вміння розв’язувати генетичні ситуаційні задачі є показником глибоких знань основ класичної генетики, широкої обізнаності у досягненнях молекулярної, генетики розвитку, популяційної генетики.

Призначений для студентів відділень «лікувальна справа», «сестринська справа».

Успішне засвоєння студентами основних закономірностей генетики неможливе без вміння розв’язувати генетичні задачі, які сприяють поглибленню знань і дають певну можливість для їх самоконтролю. Розв’язування генетичних задач готує майбутнього спеціаліста до самостійної роботи в різних галузях біології, а також розвиває логіку мислення. Це важливіший, незамінний компонент загальної культури і формування цілісного світогляду. Роздуми по розв’язуванні генетичних задач тренують розум, розвивають кмітливість.

До кожного розділу відібрані типові задачі з повним їх розв'язком.

У процесі розв’язування будь-якої задачі виділяють певні етапи.

Аналіз задачі. Уважно прочитайте зміст задачі, осмисліть її та визначте:

до якого розділу чи темі належить задача,
знайдіть, що дано і що необхідно знайти.

Скорочений запис умови.

За допомогою умовних позначень коротко запищіть, що дано і що треба знайти (як на уроках хімії чи фізики).
Подумайте, які з постійних відомих вам величин ви можете використати при рішенні задачі, запишіть їх.

Оформлення запису задачі.

Місце, що залишилось після короткого запису умови задачі, умовно поділіть на дві частини. В лівій частині запишіть данні, які ви будете використовувати, справа – рішення. Дій у задачі може бути декілька. Записуйте їх так: 1) …; 2) ….

Розв’язування задачі.

Розв’язуйте задачу поетапно.
На кожному етапі стисло формулюйте запитання.
Ретельно перевіряйте результати розрахунків.
Перевірте, чи всю інформацію з умови задачі використано.
За необхідністю оберіть інший спосіб розв’язування.

Завершальний етап.

Перевірте правильність розв’язування в цілому, сформулюйте і запишіть остаточну відповідь.

Деякі правила, що полегшують роз’язання генетичних задач

Правило перше. Якщо після схрещування двох фенотипно однакових особин у їхніх нащадків спостерігається розщеплення ознак, то ці особини гетерозиготні.
Правило друге. Якщо внаслідок схрещування особин, що відрізняються фенотипно за однією парою ознак, з’являється потомство, у якого спостерігається розщеплення за тією ж парою ознак, то одна з батьківських особин була гетерозиготною, а друга – гомозиготною рецесивною.
Правило третє. Якщо внаслідок схрещування фенотипно однакових (за однією парою ознак) особин у першому поколінні гібридів відбувається розщеплення ознак на три фенотипні групи 1:2:1, то це свідчить про неповне домінування ознаки і про те, що батьківські особини є гетерозиготними.
Правило четверте. Якщо внаслідок схрещування двох фенотипно однакових особин в потомстві відбувається розщеплення ознак у співвідношенні 9:3:3:1, то вони були дигетерозиготними.
Правило п’яте. Якщо внаслідок схрещування двох фенотипно однакових особин у нащадків відбувається розщеплення ознак у співвідношеннях 9:3:4; 9:6:1; 9:7; 12:3:1; 13:3 або 15:1, то це свідчить про взаємодію генів, причому розщеплення у співвідношеннях 9:3:4; 9:6:1 та 9:7 є ознакою комплементарної взаємодії генів, а в співвідношеннях 12:3:1; 13:3 та 15:1 – їхньої епістатичної взаємодії.

Алгоритми розв’язування деяких задач

Визначте домінантну і рецесивну ознаки за умовою задачі чи малюнком (якщо він додається).
Введіть буквенні позначення домінантної і рецесивної ознак.
Запишіть генотипи особин з рецесивною ознакою або особин з відомим за умовою задачі генотипом та їхні гамети.
Запишіть передбачувані генотипи для особин, у яких гамети відомі, враховуючи при цьому таке:

а) Один з генів успадковується від особини з рецесивною ознакою;

б) рецесивна ознака виявляється у гомозиготної особини;

в) третя фенотипна група виявляється за неповного домінування генів.

5. Складіть схему схрещування. Запишіть генотипи гібридів та їхні гамети в решітку Пеннета.

6. Запишіть генотипи потомства в клітинках перетину.

7. Визначте співвідношення фенотипів у поколіннях.

Розділ 1

Моногібридне схрещування

Моногібридним схрещуванням називається схрещування організмів, які відрізняються один від одного за однією парою альтернативних ознак. Прикладом може служити жовте і зелене забарвлення у гороха, чорне і світле волосся у людей, нормальні і короткі крила у дрозофіли. За альтернативні ознаки відповідають алельні гени, які розташовані в однакових локусах гомологічних хромосом.

Закономірності моногібридного схрещування були встановлені Г.Менделем в 1865 році і сформульовані ним у вигляді правил або законів. Перший закон має назву одноманітності гібридів першого покоління. Гібриди отримують один алель від батька, а другий від матері. Ці алелі можуть бути однаковими і тоді організм називається гомозиготним, але можуть бути і різними, тоді гетерозиготним. Алельні гени прийнято позначати однаковими літерами латинського алфавіту (А,а). У гетерозиготних організмів гени взаємодіють один з одним. Ті ознаки, які проявляються у гібридних форм, вважаються домінантними і позначаються великими літерами (наприклад, А). Протилежна ознака називається рецесивною і позначається малою літерою (наприклад, а).

При схрещуванні гібридів першого покоління між собою відбувається розщеплення ознак в співвідношенні 3:1 за фенотипом (З частини домінантних і 1 частина рецесивних особин) і 1:2:1 за генотипом. Ця закономірність відома як другий чакон Менделя, який мас назву закону розщеплення.

В практиці відомі відхилення від закону розщеплення. Це зустрічається при проміжному успадкуванні, коли має місце неповне домінування і у гетерозиготи проявляється проміжна ознака. Так при схрещуванні рослин нічної красуні з червоними і білими квітками гібриди будуть мати рожеве забарвлення. При неповному домінуванні розщеплення за генотипом і фенотипом збігається і знаходиться в співвідношенні 1:2:1.

Відхилення від очікуваного розщеплення можливі при наявності в генотипі генів зі зниженою життєздатністю l, які викликають загибель особин. Ці гени називаються летальними (лат. letalis- смертельний). Якщо летальним є рецесивний ген, то розщеплення за фенотипом не спостерігається:

1АА:2Аа:1аа (гинуть).

Коли ж летальним є домінантний ген, то нежиттєздатними виявляються домінантні гомозиготи і тоді розщеплення за фенотипом буде в співвідношенні 2:1; 1АА(гинуть):2Аа:1аа.

До моногібридного належить і аналізуюче схрещування, яке проводиться з метою встановлення генотипу особини. Для цього особину, у якої генотип невідомий (АА, чи Aα), схрещують з рецесивною гомозиготою. Якщо особина, яка аналізується, гомозиготна, то все потомство буде однаковим згідно з першим законом Менделя. Якщо ж особина гетерозиготна, то у потомстві з'являються особини з домінантними і рецесивними ознаками в співвідношенні 1:1.

Загальні вимоги до розв’язку задач

Перш за все потрібно зробити короткий запис умови задачі, вияснивши все, що відомо.

1) Літерами латинського алфавіту позначають алельні гени, які відповідають за альтернативні ознаки;

2) невідомий генотип записують у вигляді феногипового радикалу (наприклад, A-B-);

3) для позначення батьків використовують літеру Р (лат. parentes-батьки);

4) жіночий генотип записусться на першому місці і має символ - ♀ (дзеркало Вснери), перед чоловічим генотипом ставиться знак ♂ (щит і меч Марса);

5) схрещування позначається знаком множення (х);

6) потомство, отримане від схрещування, об’єднується літерою F (лат.filli- діти) з цифровим індексом, що відповідає номеру покоління (F₁- діти, F₂-онуки і т.ін.);

7) підкреслюють умову, коротко записують те, що потрібно визначити;

8) кожний крок розв'язку пояснюють, нумерують дії;

9) в записі схеми схрещування притримуються встановленого порядку:

а) пишуть літеру Р, далі спочатку жіночий, після - чоловічий генотип;

б) у другому рядку записують гамети відповідно під жіночим і чоловічим генотипами і обводять їх (наприклад, A, a).

в) у третьому рядку після літери F записують генотипи гібридів через двокрапку.

Розв’яжемо для прикладу задачу на успадкування кольору очей.

Приклад 1. У людей карі очі домінують над блакитними. Гомозиготний кароокий чоловік одружився з блакитноокою жінкою. Який колір очей буде у їхніх дітей?

Дано: Розв'язок:

А -ген карих очей Р: ♀ аа х ♂АА

a-ген блакитних очей Гамети: а A

♀-aa F₁: Аа

♂-АА

F₁-?

Відповідь: Всі діти будуть кароокими.

Приклад 2. Гетерозиготний кароокий чоловік одружився з кароокою гетерозиготною жінкою. Чи можуть від цього шлюбу народитися блакитноокі діти?

Використаємо ті ж позначення, що в попередній задачі. Тоді схема схрещування матиме такий вигляд:

P: ♀ Aа x ♂Aа

Гамети Aa Aa

F₁: AA; Aа; Aа; aa

Відповідь: ймовірність народження блакитнооких дітей складає 25%

Розв'яжемо інший тип задачі, коли невідомі генотипи батьків:

Приклад 3. У пшениці ген карликовості домінує над геном нормального зросту. Які генотипи вихідних форм, якщо в потомстві одержали розщеплення за цією ознакою у відношенні 3:1?

Розв'язок:

Дано:

А-ген карликовості Р: ♀ А- х ♂ А-

а-ген нормального зросту Гамети: A - A -

F₁- 3А-: 1аа F₁: AA; Aа; Aа; aa

Генотипи батьків - ?

Потомство з генотипом аа може утворитися тільки при наявності рецесивного алеля у обох батьків. Отже, схема схрещування матиме такий вигляд:

Р : ♀ Aа х ♂ Aа

Гамети: А а А а

F₁: AA; Aа; Aа; аа

Відповідь: генотипи батьків – Aа.

Задачі для самостійного опрацювання

1. Скільки типів гамет утворюють: а) гомозиготна особина з домінантною ознакою; б) гетерозиготна особина з домінантною ознакою; в) особина з рецесивною ознакою?

2. Чоловіча особина має генотип Nn. а) які типи сперматозоонів утворюються у неї? б) яке співвідношення сперматозоонів різних типів? в) який біологічний процес лежить в основі цього співвідношення?

3. У людини далекозорість — домінантна ознака (А), нормальний зір - рецесивна ознака (а). Який генотип можуть мати: а) люди з нормальним зором; б) далекозорі люди?

4. У людини карі очі домінують над блакитними. а) скільки типів яйцеклітин, які відрізняються за даною парою генів, утворюються у гетерозиготної кароокої жінки? б) скільки типів сперматозоонів утворює блакитноокий чоловік?

5. Шість особин мають такі генотипи: А А, аа, Вв, СС, Dd, Ее. Які з них:

а) гомозиготи; б) гетерозиготи?

6. Випишіть типи гамет, які утворюються у таких особин: а) з генотипом АА; б) з генотипом Вb; в) з генотипом Сс.

7. У людини полідактилія домінує над п'ятипалістю. Скільки типів гамет утворюється: а) у гомозиготної шестипалої жінки; б) у шестипалого гетерозиготного чоловіка; в) у п'ятипалого чоловіка?

8. У людини одна з форм глухоти рецесивна по відношенню до нормального слуху. Який фенотип: а) гомозиготи за рецесивним геном; б) гетерозиготи;

в) гомозиготи за домінантним геном?

9. У томатів ген високого росту домінує над геном карликового росту. Яке потомство слід чекати в першому і другому поколіннях від схрещування високого та карликового сортів томатів?

10. Ген раннього дозрівання домінує над геном пізнього дозрівання. Якими будуть рослини, одержані в результаті запилення гомозиготного ранньостиглого ячменю пилком пізньостиглого?

11. При схрещуванні особини, гомозиготної за ознакою круглих насінин АА, з рослиною, гомозоготною за рецесивною ознакою зморшкуватих насінин аа, отримали гетерозиготу Аа. Які нащадки будуть при схрещуванні такої гетерозиготи з гомозиготою аа і гомозиготою АА? Яке з цих схрещувань має назву аналізуючого?

12. Ген неопушеності стебла рослини томатів домінує над геном опушеності. Які фенотипи батьківських форм, якщо в потомстві виявлено розщеплення за фенотипом 1:1. Які генотипи?

13. Ротики садові з широким листям при схрещуванні завжди дають потомство лише з широким листям, а рослини з вузьким листям - лише рослини з вузьким. Внаслідок схрещування широколистої та вузьколистої рослин з'являються рослини з листям проміжної ширини. Яке буде потомство від схрещування особин з листям проміжної ширини?

14. Альбінізм у мишей зумовлений рецесивним геном а, сірий колір мишей залежить від гена А. Гомозиготна сіра миша була схрещена і альбіносом. В першому гібридному поколінні всі миші були сірими, в другому поколінні було отримано всього 4 мишеня їй. Яка вірогідність того, що серед них буде хоча б один альбінос?

15. При схрещуванні між собою чорних мишей завжди дістають чорне потомство. При схрещуванні між собою жовтих мишей частина потомства виявляється чорною, частина - жовтою. Які ознака домінує?

16. При схрещуванні сорту томата, який має картоплеподібне листя, з сортом, у якого розсічене листя, одержують гібриди з проміжним типом листя. Яким буде потомство від обох зворотніх схрещувань?

17. Ірландські сеттери можуть бути сліпими внаслідок впливу рецесивного гена. Пара тварин з нормальним фенотипом мала 5 цуценят, двоє з яких були сліпими. Встановіть генотипи батьків, сліпих і нормальних цуценят.

18. У живий куточок принесли двох чорних морських свинок, вважаючи їх чистопородними. Проте в наступному поколінні серед їх потомства з'явилися коричневі. Встановіть генотипи цих свинок, якщо відомо, що чорне забарвлення домінує над коричневим.

19. Що ми отримаємо в F₁ і F₂ після схрещування гороху, гомозиготного за домінантною ознакою забарвлення квіток, з рослиною, гомозиготною за рецесивною ознакою відсутності забарвлення?

20. Стандартні норки мають коричневе хутро, а алеутські блакитно-сіре. Схрестили ці дві породи. Яке потомство очікується від схрещування гібридів з норками алеутсьхої породи, якщо коричневе забарвлення домінує?

21. У великої рогатої худоби чорне забарвлення домінує над рудим. Руда корова має від чорного бика руде телятко. Які генотипи цих трьох тварин?

22. На фермі є самки стандартних норок і самці платинових норок. Які будуть їх нащадки першого і другого поколінь за генотипом і фенотипом, якщо ген плагиновості рецесивний?

23. Взято 6 кроликів, яких схрестили з рецесиеюю гомозиготою чорного кольору - аа. В п'яти випадках всі нащадки були сірого кольору. В одному випадку серед 9 кролів було 5 сірих і 4 чорних. Напишіть генотипи батьків і нащадків.

24.У людини ген довгих вій домінує над геном коротких вій. У родині, де один з батьків має довгі вії, а другий - короткі, народилася дитина з короткими віями. Яка ймовірність народження другої дитини теж з короткими віями?

25. Вівці можуть мати сіру і чорну вовну. Ген сірої вовни домінує над геном чорної. На фермі схрещували сірих овець з чорними й отримали 28 сірих і 27 чорних ягнят. Встановити генотипи батьківських форм.

26. Схрещування самки і самця морської свинки з кудлатою шерстю дало 37 кудлатих i 11 гладкошерстих потомків. Скільки кудлатих потомків є гомозиготними за цією ознакою?

27. Ген комолості (безрогості) у великої рогатої худоби домінує над геном рога тості. Комола корова народила двох телят, перше з яких виявилося безрогим, а друге – рогатим. Визначте можливі генотипи батьків.

28. Унаслідок схрещування високорослого помідора з карликовим всі рослини F₁ мали високе стебло. Але в F₂ серед 35800 одержаних кущів 8950 були карликовими. Скільки гомозиготних рослин є серед гібридів F₂?

29. У кроликів нормальна довжина шерсті є домінантною ознакою, коротка – рецесивною. У кроликів з короткою шерстю народилося 7 кроленят, з яких 4 були короткошерстими і 3 зі звичайною довжиною шерсті. Визначте генотип і фенотип батька кроленят.

30. Ген ранньостиглості ячменю домінує над пізньостиглістю. Якими будуть рослини в (F₁), одержані в результаті запилення гомозиготної ранньостиглої рослини пилком пізньостиглої? Яким буде ячмінь у другому поколінні (F₂)? Які рослини можуть утворитися від схрещування однієї з пізньостиглих рослин другого покоління (F₂) з гібридом (F₁)?

31. Унаслідок схрещування нормальних мух між собою серед потомства ¼ особин виявилась зі зменшеними очима, їх схрестили з нормальними мухами і отримали 37 особин зі зменшеними очима і 39 – з нормальними. Визначте генотипи схрещуваних в обох дослідах мух і їх потомства.

32. Унаслідок схрещування томата, який має картоплеподібне листя, із сортом, що має розсічене листя, у F₁ утворюються гібридні рослини з проміжним типом листків. Яким буде потомство від схрещування гібридної рослини F₁ з рослиною, що має картоплеподібне листя? Яким буде потомство від схрещування гібрида F₁ з рослиною, що має розсічене листя? Яким буде потомство від схрещування гібрида F₁ з рослиною, що має проміжне листя? Обчисліть відсоток константних рослин у потомстві.

33.Ротики садові з широким листям, схрещуючись між собою, завжди дають рослини з широким листям, а рослини з вузьким листям – потомство лише з вузьким листям. Унаслідок схрещування широколистої рослини з вузьколистою виникає рослина з листям проміжної ширини. Яким буде потомство від схрещування двох рослин з листям проміжної ширини? Які рослини одержимо, якщо схрещувати вузьколисту рослину з рослиною, що має проміжне листя?

34. Кохинурових норок (світле забарвлення з чорним хрестом на спині) одержують унаслідок схрещування білих норок з темними. Схрещування між собою білих норок дає біле потомство, а схрещування між собою темних норок – темне. Яке потомство отримаємо, схрещуючи кохинурових норок між собою? Яке потомство отримаємо від схрещування кохинурових норок з білими?

35. У пшениці безостість колоса (Д) не повністю домінує над остистістю (д). Які рослини отримаємо у F₁ унаслідок схрещування гомозизготної безостої пшениці гомозиготною остистою пшеницею? Які рослини отримаємо внаслідок схрещування гетерозигот з F₁? Яких рослин отримаємо внаслідок схрещування гетерозиготної напівостистої пшениці з гомозиготною безостою? Які рослини отримаємо внаслідок схрещування гетерозиготної напівостистої пшениці з гомозиготною безостою?

36. У великої рогатої худоби породи шортгорн червона масть (Е) не повністю домінує над білою (е) і потомство виявляється чалим. Якої масті потомства слід чекати від схрещування білої корови із чалим бугаєм? Якої масті потомства слід чекати від схрещування чалої корови із червоним бугаєм? Якої масті потомства слід чекати від схрещування чалої корови із чалим бугаєм?

37. У результаті схрещування червоно квіткових і білоквіткових сортів нічної красуні всі рослини F₁ мали рожеві квітки. Після схрещування гібридів F₁ з білоквітковими рослинами одержали 52 рослини з рожевими квітками і 49 – з білими. Визначте генотипи й фенотипи всіх рослин.

38. Від схрещування чорного півня з білою куркою всі курчата у виводку виявились рябими. У другому поколінні отримали 24 строкатих, 12 чорних і 10 білих курчат. Яким буде потомство від схрещування: а) рябих курей із чорними півнями; б) рябих півнів з білими курми?

39. У череді великої рогатої худоби від схрещування сіро-блакитних шортгорнів між собою отримали 270 телят. З них 136 мали сіро-блакитну шерсть. Визначте генотипи й фенотипи решти телят, якщо відомо, сіро-блакитних тварин отримують від схрещування білих і чорних.

40. Ген а, що досить рідко трапляється детермінує в людини розвиток спадкової анофтальмії (відсутність очних яблук). Алельний ген А зумовлює нормальний розвиток очей. У гетерозигот очні яблука зменшені. Обоє батьків гетерозиготні за геном А. Визначте розщеплення у F₁ за генотипом і фенотипом.

41. Таласемія успадковується як неповністю домінантна аутостмна ознака. У гомозигот вона спричиняє смерть у 90-95% випадках, а в гетерозигот виявляється у відносно легкій субклінічній формі. Яка вірогідність народження здорової дитини в сім’ї, якщо обоє батьків хворіють на легку форму таласемії?

42. Родинна гіперхолестеринемія успадковується домінантно через аутосоми. У гетерозигот це захворювання виявляється високим вмістом холестерину в крові; у гомозигот розвиваються ксантоми (доброякісні пухлини) шкіри й сухожилків, атеросклероз. Визначте можливий ступінь розвитку гіперхолестерінемії в дітей, якщо обоє батьків мають лише високий вміст холестерину в крові.

43. У вівса імунність до іржі домінує над ураженістю цією хворобою. Якими мають бути гібриди F₁ від схрещування ураженого іржею вівса з гомозиготним імунним? Яким буде друге покоління? Які форми можуть виникати при схрещуванні гібридів F₁ з вихідними батьківськими рослинами?

44. У томатів шкірка плодів може бути гладкою або опушеною. При схрещуванні сортів з гладкими та опушеними плодами F₁ має гладкі плоди, в F₂ – 174 рослини з опушеними, 1520 з гладкими плодами. Як успадковується опушеність? Що буде в обох F_зв?

45. Ірландські сеттери можуть бути сліпими в результаті дії рецесивного гена bl. Нормальний алель цього гена можна позначити знаком +. Пара тварин з нормальним фенотипом мала потомство з 5 цуценят. Два з них були сліпими. Встановити генотипи батьків і генотипи цуценят. Одне нормальне цуценя з цього помету має бути проданим для подальшого розмноження. Яка ймовірність того, що він є гетерозиготним за геном сліпоти?

46. У томатів нормальний зріст рослини домінує над карликовим. Якими за зростом будуть рослини F₁ від схрещування гомозиготних високих рослин з карликовими? Що одержимо від схрещування гібридів F₁ між собою?

47. У собак жорстка шерсть домінантна, м’яка – рецесивна. Два жорсткошерстих батька мають жорсткошерстого цуценя. Як перевірити, чи має він в генотипі алель м’якошерстності?

48. При схрещуванні забарвлених (фіолетові сходи від присутності антоціану) рослин жита з незабарвленими рослинами (зелені сходи внаслідок відсутності антоціану) в F₂ було одержано 4584 забарвлених та 1501 зелених рослин. Як успадкується ознака? Який фенотип мають рослини F₁?

49. Примули з жовтими квітками утворюють лише жовтоквіткові рослини, з червоними – лише червоні. При схрещуванні цих ліній між собою всі рослини отримали з червоними квітками. Як успадковуються забарвлення квіток у примули? Які схрещування необхідно провести для перевірки цього припущення? Які результати слід очікувати?

50. При схрещуванні двох сортів томатів з жовтими та червоними плодами гібриди F₁ мали червоні плоди, а в другому поколінні - 58 червоних та 14 жовтих плодів. Як успадковується забарвлення плодів? Визначити генотипи вихідних сортів і гібридів F₁. Яке схрещування можна поставити для перевірки вашої гіпотези і який результат ви очікуєте одержати при цьому для 125 рослин?

51. В стаді чорно-пістрявої худоби новий бик. Від нього одержано 26 телят, з них 5 опинилися червоно-пістрявими. Тільки бичок в цьому винен, чи корови теж? Як це з’ясувати? Яка ймовірність того, що кожне з чорних телят, одержаних від нового бика, буде носієм небажаного гена червоного забарвлення?

52. При схрещуванні між собою рослин червоноплідної суниці вони завжди дають потомство з червоними плодами, а рослини білоплідної – з білими плодами. Від схрещування цих сортів отримують гібриди з рожевими ягодами. Яке потомство слід очікувати при схрещуванні між собою рослин суниці з рожевими ягодами, якщо припустити моногенний контроль цієї ознаки? Яке потомство одержимо у зворотніх схрещуваннях рожевоплідних рослин з вихідними батьківськими сортами?

53. У одного японського сорта бобів при самозапиленні рослини, яка виросла з світлої плямистої насинини, одержано ½ світлих плямистих і ¼ насінин без плям. Пояснити розщеплення. Яке потомство слід очікувати від схрещування рослин з темним плямистим насінням з рослиною, що має насіння без плям? Відповідь аргументувати.

54. У нічної красуні при схрещуванні двох рослин з рожевими квітками одержали потомство з червоними, рожевими та білими квітками. Ввести генетичні позначення та написати всі можливі для цього випадку генотипи.

55. Від схрещування рослин ротиків з червоними та білими квітками одержані гібриди з червоними квітками, а в F₂ відбулося розщеплення – 119 рослин мали червоні і 41 – білі квітки. Як успадковується забарвлення квіток у ротиків? Визначити генотипи вихідних форм. Що одержимо в результаті аналізуючого схрещування і яку форму ви будете використовувати в якості аналізатора? Які результати ви очікуєте одержувати в F_зв_.?

56. Дрозофіла дикої раси має добре розвинені крила, у особин з рецесивною мутацією Vestiqial крила нерозвинені. 1) Гетерозиготна муха з нормальними крилами схрещена з мухою Vestiqial. Яке потомство очікується в першому поколінні? 2) Дві гетерозиготних особини з нормальними крилами схрещені між собою. Яке кількісне співвідношення особин з нормальними та нерозвиненими крилами очікується в потомстві?

57. Серед великої кількості нормальних рослин кукурудзи було знайдено декілька карликових. Для з’ясування генетичної природи карликовості ці рослини схрестили з нормальними. В F₁ від цих схрещувань всі рослини опинилися нормальними, а в F₂ – 128 нормальних і 35 карликових. Як успадковується карликовість? Як визначити, які нормальні рослини з F₂ є гетерозиготними? Як пояснити появу карликових рослин серед нормальних вихідних рослин?

58. Стійкі до дії ДДТ самці тарганів схрещувались із самками, чутливими до даного інсектицида. В F₁ всі особини опинилися стійкими до ДДТ, а в F₂ відбулося розщеплення 5768 стійких і 1919 чутливих до ДДТ. При схрещуванні самок, чутливих до ДДТ, з гібридними самцями, вивелося 3583 стійких і 3615 чутливих тарганів. Яка з ознак домінує? Яка частина стійких особин з F₂ при схрещуванні між собою буде завжди вищепляти чутливих нащадків? Як вивести тарганів?

59. У курей нормальне оперіння домінує над шовковистим. Від двох нормальних за фенотипом гетерозигот отримано 98 курчат. Скільки серед них буде нормальних, а скільки шовковистих?

60. Комолість домінує у великої рогатої худоби над рогатістю. Комолий бик схрещений з двома коровами. Від схрещування з рогатою коровою одержано комолого теля і від схрещення з комолою коровою одержано рогате теля. Визначити ймовірні генотипи всіх батьків. Яке потомство слід очікувати далі від кожного з цих схрещувань?

61. В одному колгоспному стаді від схрещування чалих (сіро-блакитних) шортгорнів одержано 270 телят. З них 136 телят мали забарвлення батьків. Визначити генотипи і фенотипи решти потомства, якщо відомо, що чалі шортгорни народжуються при схрещуванні чорних і білих тварин.

62. Чоловік із полідактилією (шестипалість) жениться на нормальній п’ятипалій жінці. Вони мають п’ятеро дітей, і всі з полідактилією. Один з них жениться на нормальній жінці і вони мають вісім дітей. Скільки їхніх дітей будуть з полідактилією?

63. Ахондроплазія (спадкова карликовість) передається як домінантна аутосомна ознака. В сім’ї де обидва подружжя страждають ахондроплазією, народилась нормальна дитина. Яка ймовірність того, що наступна дитина буде теж нормальною?

64. Альбінізм (відсутність пигмента меланіна в шкірі, сітківці ока та волоссях) успадковується у людини як аутосомно-рецесивна ознака. В сім’ї де один з подружжя альбінос, а другий нормальний, народилися дизиготні близнюки, один з яких нормальний у відношенні аналізуємої хвороби, а інший – альбінос. Визначити ймовірність народження наступної дитини-альбіноса.

65. У людини домінантний ген А детермінує ахондроплазію-карликовість за рахунок різкого вкорочення скелету кінцівок. Його алель – рецесивний ген а – зумовлює нормальну будову скелета. Жінка, яка має нормальну будову скелета, вийшла заміж за чоловіка, гетерозиготного за ахондроплазією. Яка ймовірність того, що їх дитина буде страждати ахондроплазією?

Розділ 2

Дигібридне і полігібридне схрещування

Дигібридним називається схрещування організмів, які відрізняються за двома парами альтернативних ознак. Прикладом може бути схрещування двох сортів гороху, які відрізняються кольором і формою насіння (горох з жовтим гладеньким насінням і горох з зеленим зморшкуватим насінням). Якщо організми відрізняються декількома ознаками, тоді схрещування називається полігібридним.

При ди- і полігібридному схрещуванні неалельні гени, які відповідають за альтернативні ознаки, позначаються різними літерами. Наприклад, якщо жовтий колір насіння позначити літерою А, то зелений колір слід позначати через а. Неалельні їм гени, які відповідають за форму насіння, позначають літерою В (В - гладке, в - зморшкувате насіння). Генотип жовтого гладкого гороху буде ААВВ, а зеленого зморшкуватого - аавв. При утворені гамет в статеву клітину попадає половинний або гаплоїдний набір хромосом, тобто з кожної пари алельних генів в зрілу гамету попадає один. Гомозиготні особини дають один тип гамет, а у гетерозиготних особин кількість утворених гамет відповідає формулі 2n , де n - число альтернативних пар ознак. Наприклад, дигетерозигота дає 4 типи гамет (22=4), тригетерозигота - 8 типів гамет (23= 8) і т.д.

Кількість класів гібридних особин за фенотипом і генотипом та характер розщеплення в F₂ при різній кількості пар ознак і повному домінуванні

Схрещування	Кількість альтерна-тивних пар ознак	Кількість типів гамет	Кількість можливих комбінацій гамет в зиготі	Кількість класів розщеплення		Кількісне співвідношення класів за фенотипом
Схрещування	Кількість альтерна-тивних пар ознак	Кількість типів гамет	Кількість можливих комбінацій гамет в зиготі	за фенотипом	за генотипом	Кількісне співвідношення класів за фенотипом
моногібридне	1	2¹=2	4¹=4	2¹=2	3¹=3	3:1
дигібридне	2	2²=4	4²=16	2²=4	3²=9	9:3:3:1
тригібридне	3	2³=8	4³=64	2³=8	3³=27	27:9:9:9:3:3:3:1
тетрагібридне	4	2⁴=16	4⁴=256	2⁴=16	3⁴=81	(3:1)⁴
полігібридне	n	2ⁿ	4ⁿ	2ⁿ	3ⁿ	(3:1)ⁿ

Методика розв’язання задач

Для розв’язання генетичних задач з даної теми пропонуємо користуватися наступними правилами.

Правило 1.

Кількість типів гамет, що утворює гібридна особина, дорівнюватиме 2ⁿ, де n – ступінь гетерозиготності особин. Наприклад, для дигетерозиготи кількість типів гамет складатиме 2²=4, для три гетерозиготи 2³=8 і т.д.

Правило 2.

Розщеплення в F₂ за фенотипом (для фенотипів, які мають домінантні алелі у фенотиповому радикалі), дорівнюватиме 3ⁿ, де n – кількість домінантних алелів. Наприклад, для радикала А-bb коефіцієнт розщеплення дорівнюватиме 3¹=3, для А-В – відповідно 3²=9 і т.д. Фенотип, який у фенотиповому радикалі не має жодного домінантного алеля (наприклад, ааbb) зустрічається з частотою, яка дорівнює 1.

Правило 3.

Розщеплення в потомстві гібридів F₂ за генотипом визначають, користуючись правилом: в F₂ будь-яка гомозиготна форма має частоту зустрічальності, яка дорівнює одиниці. Гетерозигота має коефіцієнт, який дорівнює 2ⁿ, де n – ступінь гетерозиготності (кількість генів у гетерозиготному стані).

Користуючись цими правилами, можна легко визначити всі генотипи особин F₂ в досліді за дигібридного схрещування рослин гороху, проведеного Менделем:

Запишемо схему дигібридного схрещування для гороху, використовуючи символіку, яка пропонувалась в розділі "Моногібридне схрещування".

Р: ♀ ААВВ х ♂ аавв

Гамети: АВ ав

F₁: AаВв

Всі гібрили першого покоління будуть однакові за генотипом і фенотипом, що відповідає першому закону Менделя. Гібриди першого покоління утворюють чотири типи гамет. Щоб показати розщеплення в другому поколінні, користуються решіткою Пеннета. По вертикалі виписують жіночі, а по горизонталі - чоловічі гамети. На перетині вертикальних і горизонтальних ліній зписують утворенні і снотипи. Їх буде 16.

F₁. АаВв х АаВв

Гамети	АВ	Аb	аВ	аb
АВ	ААВВ	ААВb	АаВВ	АаВb
Аb	ААВb	AAbb	АаВb	Aabb
aВ	АаВВ	АаВb	aaВВ	aaВb
ab	АаВb	Aabb	aaВb	aabb

Розщеплення за фенотипом буде 9 : 3 : 3 : 1, із них 9 АВ-жовтих гладких, 3 А-вв - жовтих зморшкуватих, 3 ааВ- зелених гладких і 1 аавв - зелених зморшкуватих. Це розщеплення відповідає третьому закону Менделя, який називається законом незалежного комбінування батьківських ознак. Цей закон має місце лише за умови, що гени, які де термінують ознаки, знаходяться в різних парах хромосом. Вільне комбінування ознак проявляється наступним чином. В поколінні батьків комбінувались жовтий колір з гладкою формою і зелений колір зі зморшкуватою формою насіння. У гібридів F₂ виникають всі можливі комбінації ознак:

а) жовте зморшкувате;

б) жовте гладке;

в) зелене гладке;

г) зелене зморшкувате.

В основі цього явища лежить вільне комбінування генів при yтворенні гамет під час мейозу.

При полігібридному схрещуванні співвідношення різних фенотипів виражається формулою (3 : 1)ⁿ, де n - число пар.

Приклад 1. У дрозофіли відсутність очей успадковується як рецесивна ознака, а ген нормальних крил домінує над недорозвженними. Схрещують мухи, гетерозиготні за двома парами ознак. Визначити фенотипи їх потомства.

Дано: Розв'язок:

Е - ген наявності очей Р: ♀ EeVv х ♂ EeVv

е - ген відсутності очей Гамети: EV Ev EV Ev

V - ген нормаьних крил eV ev eV ev

v - ген недорозвинених крил F1: 9 E-V-; 3 E-vv;

Р: EeVv х EeVv 3 eeV-; 1 eevv.

F₁-?

Відповідь: 9/16 - мухи з очима і нормальними крилами; 3/16 - з очима і недорозвиненими крилами; 3/16 - безокі і мають нормальні крила і 1/16 - безокі і мають недорозвинені крила.

Розв'яжемо задачу, коли за генотипами потомства визначають генотипи батьків.

Приклад 2. При схрещуванні мухи з нормальними очима і крилами з безокою мухою, яка має нормальні крила, одержано слідуюче потомство: 3/8 з нормальними очима і крилами, 3/8 - безокі з нормальними крилами, 1/8 - з нормальними очима і недорозвиненими крилами і 1/8 - безокі з недорозвиненими крилами. Визначити генотип батьків.

Використаємо ті ж позначення генів, що в попередній задачі. Запишемо генотипи батьків, замінюючи невідомі гени рискою.

Розв'язок:

P: ♀ E-V- x ♂eeV-

Гамети E- V- e V-

F₁: 3/8 E-V; 3\8 eeV-; 1\8 E-VV; 1/8 eevv

Серед нащадків є безокі з недорозвиненими крилами, які могли утворитись в результаті злиття гамет ev і ev. Отже, у батьків мали бути такі гени. Перевіримо це припущення:

Р: ♀EeVv х ♂eeVv

Гамети: EV Ev eV ev

eV ev

F₁: EeVV; EeVv; EeVv; EeVV; eeVV; eeVv; eeVv; eevv.

Одержане потомство відповідає умові задачі, отже генотипи батьків ми визначили вірно.

Фенотиповий прояв ознаки може варіювати від ледь вираженого до чіткого прояву, але не виступає за межі норми реакції. Ступінь прояву ознаки залежить від експресивності гена. Існує ще поняття пенетрантність гена, тобто частота прояву ознаки. Вона виражається в процентах від загальної кількості особин, у яких в генотипі є цей ген. Наприклад, пенетрантність гена, що викликає природний вивих стегна, становить 20%. Це означає, що із 100% людей, які мають цей і ген, хвороба проявляється тільки у 20%.

Розв'яжемо задачу з врахуванням пенетрантності гена:

Приклад 3. Рецесивний ген d зумовлює схильність до діабету. У особин з генотипом dd захворювання зустрічається з частотою 20%. У карооких здорових батьків народилася блакитноока дитина з цукровим діабетом. Визначити ймовірність народження хворих дітей і які в них будуть очі.

Дано: Розв'язок:

А - ген кароокості P: ♀Aa Dd x ♂AаDd

а - ген блакитних очей Гамети: AD Ad AD Ad

D - ген несхильності до діабету aD ad aD ad

d - ген схильності до діабету F₁: 9A-D-; 3 A-dd;

P(d)-20% 3aaD-; l aadd.

P AaDd i AaDd

F₁- aadd

F₁-?

Серед дітей ймовірність народження хворих складає 4/16 (З частини будуть кароокі, а 1 частина - блакитноокі). З врахуванням пенетрантності ймовірність зменшується. Перетворимо 20% у десятковий дріб: 20/100 = 1/5. Далі, перемножимо одержану ймовірність на цей дріб і отримане число переведемо у проценти: 4/16 х 1/5 = 4/80 = 1/20 = 0,05 = 5%

Відповідь: з врахуванням пенетрантності гена ймовірність народження хворих дітей складає всього 5%.

Задачі для самостійного опрацювання

1. Гетерозигота AaBeCcDd схрещена з гомозиготним рецесивом. Визначити: а) число класів за генотипом серед нащадків; б) яка частина потомства має всі 4 домінантних гени; в) яка частина особин має всі 4 рецесивних гени?

2. У пшениці безостість і довге стебло - домінантні ознаки. Схрестили безосту довгостеблу пшеницю з остистою короткостеблою. Які рослини очікуються в обох зворотних схрещуваннях?

3. Один сорт гороху має червоні квітки і зморшкувате насіння, другий сорт - білі квітки і гладеньке насіння. Білі квітки і зморшкувате насіння - рецесивні ознаки. Який процент рослин з білими квітками і зморшкуватим насінням очікується у другому поколінні від схрещування цих сортів?

4. Рослину гороху з жовтим зморшкуватим насінням схрещено з рослиною, у якої зелене гладеньке насіння. В потомстві 1/4 рослин має жовте гладеньке насіння, 1/4 - жовте зморшкувате, 1/4 - зелене гладеньке та 1/4 - зелене зморшкувате. Визначте генотипи вихідних рослин.

5. Матова шкірка плодів томатів домінує над прозорою, червоне забарвлення плодів - над жовтим. Схрестили рослину томата з червоними плодами та матовою шкіркою з рослиною, яка має червоні плоди з прозорою шкіркою. В потомстві одержано 3/8 рослин з червоними плодами та матовою шкіркою, 3/8 рослин з червоними плодами та прозорою шкіркою, 1/8 рослин з жовтими плодами та матовою шкіркою і 1/8 - з жовтими плодами та прозорою шкіркою. Визначте генотипи батьківських форм.

6. Схрестили томати, які мають червоні кулясті плоди. В потомстві одержано 39 рослин з червоними кулястими, 14 – з червоними грущеподібними, 12- з жовтими кулястими і 4 – з жовтими грушеподібними. Як успадковується забарвлення і форма плодів?

7. Рослини гарбуза з білими дископодібними плодами схрестили. Одержали потомство, серед якого 21 рослина мала білі дископодібні, 6 - білі кулясті, 7 - жовті дископодібні, 2 - жовті кулясті плоди. Визначте генотипи батьківських рослин.

8. Червоне забарвлення плодів томатів домінує над жовтим, куляста форма - над грушоподібною. Рослина томата з червоним грушоподібними плодами схрещена з рослиною, яка має жовті кулясті плоди. У потомстві одержано 1/4 червоних кулястих, 1/4 червоних грушоподібних, 1/4 жовтих кулястих і 1/4 жовтих грушоподібних плодів. Визначте генотипи батьківських форм.

8. При схрещуванні гороху з домінантними ознаками (жовті і гладкі насінини) з горохом з двома рецесивними ознаками (зелені і зморшкуваті) в F₂ з'явилися чотири категорії нащадків: жовтих гладеньких 585, жовтих зморшкуватих 199, зелених гладеньких 195, зелених зморшкуватих 63. Визначте характер розщеплення і формулу, за якою воно відбувається. Скільки і які гамети утворювали особини F₁?

9. При схрещуванні гороху з домінантними ознаками (жовті і гладкі насінини) з горохом з двома рецесивними ознаками (зелені і зморшкуваті) в F₁ всі рослини були з жовтими і гладкими насінинами. У F₂ з'явилися чотири категорії нащадків: жовтих гладеньких 585, жовтих зморшкуватих 199, зелених гладеньких 195, зелених зморшкуватих 63. 81 рослину із F₂ схрестили із рецесивними гомозиготами. В якому співвідношенні серед 81 особини будуть представлені різні генотипи вихідних особин?

10. У нічної красуні червоне забарвлення квітів А часто домінує над білим забарвленням а, так що у гібридів квіти рожеві. Вузькі листки Н частково домінують над широкими листками h - у гібридів листки мають проміжну ширину. Рослини з червоними квітами і середніми листками схрещуються з рослинами з рожевими квітами і середніми листками. Яким буде фенотип і генотип потомства від цього схрещування?

11. Схрестили дві породи тутового шовкопряду, які різнилися слідуючими ознаками: одні дають однокольорових гусениць, що плетуть жовті кокони, а другі дають смугастих гусениць, що плетуть білі кокони. Гібриди першого покоління були смугасті і плели жовті кокони. У другому поколінні отримали розщеплення: 6385 смугастих, що плетуть жовті кокони, 2147 смугастих, що плетуть білі кокони, 2099 однокольорових, що плетуть жовті кокони і 691 - однокольорових, що плетуть білі Кокони. Які генотипи батьків і гібридів першого і другого поколінь?

12. При схрещуванні між собою мух дрозофіл з сірим тілом і нормальними крилами було отримано потомство: 451 муха з сірим тілом і нормальними крилами, 142 - з сірим тілом і закрученими крилами, 147- з чорним тілом і нормальними крилами і 47 - з чорним тілом і закрученими крилами. Скільки гібридів (в %) за фенотипом і генотипом схожі на батьків?

13. З якою за фенотипом і генотипом самкою необхідно схрестити сірого безвухого кріля, щоб встановити його генотип, якщо сірий колір шерсті домінує над білим, а ген безвухості є рецесивним?

14. Морська свинка з короткою чорною шерстю схрещена з білою довгошерстною твариною. Із 76 потомків 37 мають довгу чорну шерсть і 39 білу довгу шерсть. Визначте генотипи батьків.

15. У кролика звичайна шерсть домінує над подовженою - ангорською, стоячі вуха - над клаповухістю. При схрещуванні кролика із звичайною шерстю і стоячими вухами з ангорським клаповухим у потомстві одержано 25% кроликів із звичайною шерстю і стоячими вухами, 25% - із звичайною шерстю клаповухих, 25% - з ангорською шерстю і стоячими вузами і 25% - з ангорською шерстю і повислими вухами. Визначте генотипи батьківських форм.

16. У гороху жовте забарвлення насіння домінує над зеленим, червоний колір віночка квітки над білим. Дигетерозиготну poслину з жовтим насінням і червоними квітками схрестили з рослиною, у якої зелене насіння і білі квітки. Визначити генотип і фенотип гібридів першого покоління.

17. У курей ноги, вкриті пір'ям - домінантна ознака, неоперені - рецесивна; трояндоподібний гребінь домінує над простим, а біле оперення - над кольоровим. Білі курки з пір'ям на ногах і простими гребенями схрещені зі строкатими півнями, що мають неоперені ноги та трояндоподібні гребені. Визначити, скільки серед 300 курчат буде білих з простим гребенем і опереними ногами.

18. Чорна масть у корів домінує над рудою, а білолобість - над суцільним забарвленням голови. Протягом кількох років схрещували рудих білолобих корів з чорним бугаєм, у якого голова повністю забарвлена. Отримано: 160 чорних білолобих, 154 чорних з повністю забарвленою головою, 158 рудих білолобих телят. Визначити (теоретично) кількість рудих телят з повністю забарвленою головою.

19. Автосомний домінантний ген у гомозиготному стані спричиняє значну деформацію кінцівок, але у гетерозигот зумовлює лише укорочення пальців (брахідактилію). Визначте можливі фенотипи дітей у сім'ї, якщо один з батьків здоровий, а у другого брахідактилія.

20. Які ознаки матимуть гібридні томати, одержані внаслідок запилення рослин із червоними матовими плодами, пилком жовтоплідних томатів із прозорою шкірочкою? Яке потомство отримаємо внаслідок схрещування таких гібридів? Червоний колір і матова шкірочка плодів – домінантні ознаки, а жовтий колір і прозора шкірочка плодів – рецесивні.

21. У кролика звичайна шерсть домінує над подовженою ангорською, стоячі вуха – над капловухістю. Схрестивши кролика зі звичайною шерстю і стоячими вухами та ангорського капловухого, у потомстві одержали 25% - кроликів зі звичайною шерстю і стоячими вухами, 25% - кроликів зі звичайною шерстю, але капловухих, 25% - ангорських зі стоячими вухами і 25% - ангорських капловухих. Які генотипи батьків і гібридів?

22. У дурману пурпурне забарвлення квіток (Р) домінує над білим (р), а колючі насінні коробочки (S) - над гладенькими (s). Пурпурноквіткова рослина з гладенькими коробочками схрещена з білоквітковою, що має колючі коробочки. У результаті отримали 320 пурпурноквіткових рослин з колючими коробочками і 312 пурпурноквіткових з гладенькими коробочками. Якими будуть фенотипи й генотипи гібридів, отриманих від схрещування цих двох типів F₁ між собою.

23. Нехай дрібні плоди – домінантна ознака, великі плоди – рецесивна. Короткий вегетаційний період – домінантна ознака, тривалий – рецесивна. Схрещують рослину з коротким вегетаційним періодом і дрібними плодами з рослиною, що має тривалий вегетаційний період і великі плоди. У F₁ успадковується проміжний вегетаційний період і проміжний розмір плодів. Які гібридні константні рослини можна одержати у F₂?

24. У гороху гладенька форма насіння домінує над зморшкуватою, а високорослість – над низькорослістю. Обидві ознаки успадковуються незалежно. Схрестили дві гомозиготні рослини: високу високу зі зморшкуватим насінням і низькорослу – з гладеньким. Надалі гібриди розмножувалися самозапиленням. У F₂ одержали 1760 рослин. Визначте серед них ймовірну кількість високих рослин із гладеньким насінням?

25. Чорна масть домінує над сірою, а білолобість – над суцільним забарвленням голови. Протягом кількох років схрещували сірих білобоких корів із чорним чорноголовим бугаєм. Одержали: чорних білолобих телят – 160, чорних чорноголових – 154, сірих білолобих – 158. Визначте ймовірну кількість сірих сіроголових телят.

26. В овець сіре забарвлення вовни домінує над чорним, а довговухість неповністю домінує над безвухістю. Від схрещування сірих коротковухих овець отримали 112 ягнят, серед яких було 7 чорних безвухих. Скільки отримали сірих коротковухих ягнят?

27. У горошку запашного високе стебло (Т) домінує над карликовістю рослин (t); зелене забарвлення горошин (G) – над жовтим (g), а гладенька їх поверхня (R) – над зморшкуватою (r). Які фенотипи матимуть гібриди від схрещування гомозиготного карликового горошку , що має зелене зморшкувате насіння з гомозиготним високим горошком, що має жовте гладеньке насіння?

28. У курей ноги, вкриті пір’ям – домінантна ознака; неоперені – рецесивна; трояндо подібний гребінь домінує над простим; а біле оперення – над кольоровим. Біла курка з пір’ям на ногах і простим гребенем схрещена зі строкатим півнем, що має неоперені ноги та трояндо подібний гребінь. Визначте фенотипи курчат, якщо курка й півень – гетерозиготні.

29. Кароокий, темноволосий резус-позитивний чоловік одружився з кароокою, темноволосою резус-негативною жінкою. Визначте ймовірність народження блакитноокої світловолосої резус-негативної дитини, якщо обоє батьків гетерозиготні за домінантними ознаками.

30. Пігментний ретиніт (прогресуюче звуження поля зору і посилення нічної сліпоти) може успадковуватися трьома шляхами: як аутосомна домінантна ознака, як аутосомна рецесивна ознака і як рецесивна ознака, зчеплена з Х-хромосомою. Визначте вірогідність народження дітей, хворих на ретиніт, у сім’ї, де мати гетерозиготна за всіма трьома парами генів, а батько здоровий за всіма трьома ознаками.

31. За схрещування двох форм ротиків – з білими та червоними квітками – все потомство має рожеві квітки. Схрещування рослин з червоними квітками й нормальним віночком та рослин з рожевими квітками й радіальним віночком дає лише рослини з нормальним віночком, але половина з них рожеві, половина червоні. Рослини з рожевими квітками і нормальним віночком самозапилюються. Яку частину потомства складатимуть форми з рожевими квітками й нормальним віночком, а яку – білі з радіальним віночком?

32. У морських свинок кудлата шерсть і чорне забарвлення – домінантні ознаки, гладка шерсть і біле забарвлення – рецесивні. За схрещування кудлатої чорної свинки з гладкошерстною чорною отримано 28 гладкошерстних чорних, 30 кудлатих чорних, 9 гладкошерстних білих, 11 кудлатих білих. Визначити генотипи батьків.

33. У кроля білий колір шерсті є рецесивним по відношенню до сірого, а хвиляста шерсть домінує над гладкою. Сірий хвилястий кроль схрещується з сірою гладкою самкою. В потомстві одержані білі хвилясті кролі. Як провести схрещування далі, щоб одержати побільше білих хвилястих кролів? Як перевірити чистоту лінії білих хвилястих кролів першого покоління?

34. При схрещуванні рослин пшениці, які мають щільний остистий колос, з рослиною, що має рихлий безостий колос, в F₁ всі рослини мають безосте колосся середньої щільності. В F₂ одержали безостих з щільним колосом – 58, безостих з колосом середньої щільності – 125, безостих з рихлим колосом – 18, остистих з колосом середньої щільності – 40, остистих з щільним колосом – 18, остистих з рихлим колосом – 21. Як успадковуються ознаки, що вивчаються? Які генотипи батьківських рослин?

35. Посіяна жовта зморшкувата горошина невідомого походження. Яке може бути за формою та забарвленням насіння на рослині, що виросла з цієї горошини? з зеленої зморшкуватої?

36. Від схрещування двох сортів полуниці, один з яких має вуса і червоні плоди, а у другого ягоди білі і вуса відсутні, рослини мають вуса рожеві плоди. Чи можна вивести сорт з рожевими ягодами і безвусий?

37. У томатів червоне забарвлення плоду визначається домінантним геном R, жовте – r, нормальний зріст рослини – D, карликовий – d. Є сорти жовтоплідний нормальний і червоноплідний карликовий.

1) Як з цим вихідним матеріалом більш доцільно одержати гомозиготні форми: червоноплідну нормальну і жовтоплідну карликову? Яку одержати легше?

2) Яке потомство слід очікувати від схрещування гетерозиготних томатів з червоними плодами нормального зросту з рослинами, гомозиготними за обома рецесивними ознаками?

38. У гороха жовтий колір насіння А домінує над зеленим а, гладка поверхня насіння В – над зморшкуватою b.

а) гомозиготний жовтий гладкий горох схрещували з зеленим зморшкуватим. Визначити фенотип і генотип потомства в першому і другому поколіннях.

б) дигетерозиготних горох з жовтими гладкими насінинами схрещений з зеленим гетерозиготним зморшкуватим. Яке розщеплення за фенотипом і генотипом очікується в потомстві?

в) гетерозиготний зморшкуватий жовтий горох схрещений з зеленим гетерозиготним за гладкою формою насіння. Визначити розщеплення за фенотипом і генотипом в першому поколінні.

39. Рослина флокса з білими (W) воронкоподібними (s) квітками схрещена з рослиною, яке має кремові (w) плоскі (S) квітки. З 76 потомків 37 мають квітки білі плоскі і 39 кремові плоскі. Визначити генотипи вихідних рослин.

40. У запашного горошку високий зріст (Т) домінує над карликовим (t), зелене забарвлення бобів (G) - над жовтим (g), а кругла форма насіння (R) – над зморшкуватою (r). Дати аргументовану відповідь на питання:

а) яке буде потомство наступних схрещувань (наведені генотипи батьків):

TTGgRr x ttGgrr ttggRr x TtGgrr

TTGGRr x TtGgRr TtGgrr x ttGgRr

б) яким буде фенотип гібридів F₁ від схрещування гомозиготного карликового запашного горошка з зеленими зморшкуватими насінинами з гомозиготним високим жовтозерним круглонасінним горошком? Які гамети будуть утворюватись у гібрида F₁? Яке буде розщеплення в F₂ та обох F_b?

41. При схрещуванні гороха, який має жовті і гладкі насінини, з такою самою рослиною одержано потомство в співвідношенні: жовтих гладких – 3, жовтих зморшкуватих – 1. Ці жовті зморшкуваті рослини знову схрещувалися з жовтими гладкими. В їх потомстві відбулося розщеплення на жовті гладкі і жовті зморшкуваті у відношенні 1:1. Одержані після другого схрещування жовті зморшкуваті рослини знову схрещувалися з жовтими гладкими . це потомство дало розщеплення на 3 жовтих гладких, 3 жовтих зморшкуватих, 1 зелений гладкий, 1 зелений зморшкуватий. Визначити генотипи батьків і потомства за всіма трьома схрещуваннями.

42. При запиленні квіток зеленого гладкого гороха пилком жовтого зморшкуватого в потомстві одержані жовті гладкі, жовті зморшкуваті, зелені гладкі, зелені зморшкуваті плоди в рівних кількостях. Визначити генотипи батьків.

43. У вівса нормальний зріст домінує над гігантизмом, а рання стиглість – над пізньостиглістю. Ознаки успадковуються незалежно. Схрещуються ранньостигла рослина з нормальним ростом з пізньостиглою гігантом. Вихідні рослини гомозиготні. В якому поколінні і з якою ймовірністю з’являться гомозиготні ранньостиглі гіганти?

44. У морської свинки кудлата шерсть визначається геном R, гладка – r, коротка – L, довга - l, чорне забарвлення шерсті – B, біле - b. Яке буде F₁ і F₂ при схрещуванні свинок, які розрізняються за алелями всіх трьох генів? Що одержимо при схрещуванні гібрида F₁ з гладко- та довгошерстною білою свинкою?

45. Якими ознаками будуть володіти гібридні томати, одержані в результаті запилення червоноплідних рослин нормального зросту пилком жовто плідних карликових, якщо відомо, що червоний колір плодів – домінантна ознака, карликовість – рецесивна, всі вихідні рослини гомозиготні і гени обох ознак знаходяться в різних хромосомах. Який результат буде при подальшому схрещуванні гібридів?

46. У собак чорне забарвлення шерсті домінує над коричневим, а пегость рецесивна по відношенню до суцільного забарвлення. Який колір шерсті слід очікувати у цуценят, що народилися від коричневого батька і чорно-пегої матері? Чи з’являться коричнево-пегі цуценята у чорних батьків? Вказати всі можливі сполучення гомо- і гетерозигот у батьківських особин.

47. Курка і півень чорні чубаті. Від них одержано 13 курчат: 7 чорних чубатих, 3 бурих чубатих, 2 чорних без чуба, 1 бурий без чуба. Визначити генотипи півня і курки.

48. Гомозиготну рослину з пурпуровими квітками і коротким стеблом схрестили з гомозиготною рослиною з червоними квітками і довгим стеблом. Гібриди F₁ мали пурпурові квітки і коротке стебло. При аналізуючому схрещуванні F₁ з подвійною гомозиготою за рецесивними генами були одержані наступні нащадки: 52 – з пурпуровими квітками і коротким стеблом; 47 – з пурпуровими квітками і довгим стеблом; 49 – з червоним квітками і коротким стеблом; 45 – з червоними квітками і довгим стеблом. Дати пояснення результатам.

49. У флоксів біле забарвлення квіток визначається геном W, кремове – w, плоский вінчик – S, воронкоподібний – s. Рослину з білими воронкоподібними квітками схрещено з рослиною, яка мала кремові плоскі квітки. В потомстві 1/4 рослин має квітки білі плоскі, 1/4 – білі воронкоподібні, 1/4 – кремові плоскі і 1/4 – кремові воронкоподібні. Визначити генотипи вихідних рослин.

50. Від схрещування гладкошестного кота сірого забарвлення з чорною пухнастою кішкою народилося 5 кошенят, всі сірі гладкошерстні. Які гамети будуть утворюватись у кошенят F₁ у випадку гомозиготності обох батьків? Які фенотипи і в якому співвідношенні найбільш ймовірно очікувати в F₂, якщо схрестили особин F₁ родин з одним? Яке розщеплення можна одержати, якщо схрестити сина з матір’ю?

51. У мишей ген чорного забарвлення домінує над алелем коричневого кольору, ген довгих вух – над алелем коротких вух, ген жорсткої шерсті над алелем м’якої шерсті. Чорна довговуха миша з жорсткою шерстю схрещена з коричневою коротковухою м’якошерстною особиною. Визначити фенотип і генотип потомства першого і другого поколінь.

52. Полідактилія, короткозорість і карий колір очей успадковуються як домінантні ознаки. Гени, що визначають ці ознаки, містяться в різних парах хромосом. Яка ймовірність народження кароокої дитини без аномалій, якщо обоє батьків гетерозиготні за всіма трьома генами?

53. У пекарських дріжджів є ауксотрофні форми, нездатні синтезувати аденін або лізін. За схрещування двох таких форм диплоїдний гібрид буває прототрофом, тобто він здатний синтезувати обидві необхідні сполуки. Опишіть результати тетрадного аналіза такого гібрида.

54. Дві клітини евглени зливаються в одну диплоїдну спору. Одна клітина має очко-стигму і жовтий хроматофор, друга не має стигми, але хроматофор у неї зелений. Яке потомство і в якому співвідношенні слід очікувати при проростанні цієї спори? Зверніть увагу, що евглени гаплоідні.

55. Короткозорий (домінантна ознака) лівша (рецесивна ознака) вступає в шлюб з жінкою, нормальною за обома ознаками. Відомо, що у обох подружжя були брати і сестри, які хворіли на фенілкетонурію, але самі подружжя нормальні у відношенні цієї аномалії. В їхній сім’ї перша дитина була нормальна щодо всіх трьох ознак, друга була короткозорою лівшею, а третя опинилася хворою на фенілкетонурію. Визначити генотипи всіх трьох дітей.

56. У людини карі очі домінують над блакитними, а здатність краще володіти правою рукою домінує над ліворукістю, причому гени обох ознак знаходяться в різних парах хромосом. Кароокий чоловік – лівша жениться на блакитноокій жінці, яка краще володіє правою рукою, ніж лівою. У них народилась блакитноока дитина лівша. Визначити генотипи матері, батька і дитини.

57. У людини глухонімота успадковується як аутосомна рецесивна ознака, а подагра – як домінантна. Обидва гени знаходяться в різних парах хромосом. Визначити ймовірність народження глухонімої дитини із схильністю до подагри у глухонімої матері, яка страждала подагрою, і чоловіка з нормальним слухом і мовою, хворого на подагру.

58. Схрещуються особини AaBbCcEe та AaBbCCEe. Яку частину потомства складуть особини генотипу AabbCCee, aabbccee, AaBBCcEE?

59. У людини лисість домінує над відсутністю лисини (у чоловіків) і рецесивна у жінок. Кароокий лисий чоловік, батько якого не мав лисини і був блакитнооким, оженився на блакитноокій жінці, батько і всі брати якої були лисі. Визначити найбільш ймовірний фенотип дітей від цього шлюбу.

60. У людини синдактилія (зрощення пальців) та глаукома (порушення відтоку внутріочної рідини, що призводить до втрати зору), визначається аутосомними домінантними генами, локалізованими в різних парах хромосом. Жінка , яка страждала глаукомою, вийшла заміж за чоловіка з синдактилією. Матір жінки, як і більшість її родичів, страждала глаукомою, а батько був здоровим щодо цього захворювання. У матері чоловіка була синдактилія, а всі родичі по лінії батька не мали цієї аномалії. Визначити ймовірність народження дитини з двома захворюваннями і дитини з одним з цих спадкових порушень.

61. У фігурних гарбузів ген W зумовлює біле забарвлення плодів, його рецесивний алель – жовте, ген D – дископодібну форму плода, а d – кулеподібну. Які гамети утворюються рослинами гарбуза з приведеними нижче генотипами і якими будуть форма і забарвлення плодів в потомстві від кожного із схрещувань:

WWdd x WwDD WwDd x wwdd

WwDd x WwDd WwDD x wwdd

WwDd x Wwdd

62. Гомозиготна дрозофіла чорного кольору із загнутими крилами і без щетинок схрещена з дрозофілою дикої лінії (сірого кольору з нормальними крилами і щетинками). Визначити, які будуть гібридні особини і яке потомство буде одержано в результаті схрещувань між собою цих гібридів? Відомо, що рецесивні гени чорного забарвлення, загнутих крил і відсутності щетинок знаходяться в різних парах хромосом (мутації black,bert, spineless). Скласти схему аналізуючого схрещування.

63. У кур біле оперіння (І) домінує над забарвленим (і), опереність гомілки (F) – над голоногістю (f), горіхоподібний гребінь (R) – над листоподібним (r) Схрещена гомозиготна біла з опереними ногами і горіхоподібними гребенем курка з забарвленим голоногим з листоподібним гребінцем півнем. Яка частина білих оперених з горіхоподібним гребінцем нащадків F₂ від цього схрещування не дасть розщеплення при схрещуванні із забарвленими голоногими з простим гребінцем птахами?

64. У плодів кавуна кірка може бути зелена або смугаста, форма плода – довга або кругла. Гомозиготна рослина з довгими зеленими плодами схрещена з гомозиготною рослиною, яка має круглі смугасті плоди. В F₁ плоди круглі зелені. Яке буде потомство при схрещуванні сортів з круглими зеленими та довгими зеленими плодами?

65. У дрозофіли відсутність очей (eyeless) успадковується як рецесивна ознака, а нормальна будова крил домінує над зачатковими (vestigial). Муха без очей з нормальними крилами, гетерозиготна за геном зачаткових крил, схрещена з мухою, гетерозиготною за геном eyeless, яка має нормальні очі і зачаткові крила. Визначити генотип і фенотип потомства.

Розділ 3

Успадкування груп крові і резус-фактора. Кодомінування.

В генетиці відоме явище множинного алелізму, коли в одному локусі розміщений не один алель, а декілька. Вони утворюються внаслідок багаторазових мутацій локуса. Так, у кролів за забарвлення шерсті відповідають не тільки домінантний і рецесивний гени, а й серія проміжних алелей, які є рецесивними при наявності домінантного гена і домінантними по відношенню до рецесивного алеля: А > ach > ah > а.

За геном забарвлення очей у дрозофіли виявлено серію алелів, яка складається із 12 генів. Різні структурні стани одного і того ж локуса хромосоми можуть контролювати таке забарвлення очей: біле, слонової кості, пурпурове, слабозабарвлене, темно-жовте, абрикосове, медове, вишневе, коралове, еозинове, кроваве, червоне.

За принципом множинного алелізму у людини успадковуються групи крові за системою АВО. Антигенний склад крові визначається трьома алелями гена І: I^А, І^В, І⁰. Деякі автори алель І⁰ позначають через і, тоді генотип першої групи записується як іі. Комбінації цих алелів визначають чотири групи крові, які мають слідуючу характеристику:

Група крові	Генотип	Антигени еритроцитів	Антитіла плазми крові
І(0)	і⁰і⁰	-,-	α,β
ІІ (А)	І^АІ^А, І^Аі⁰	А,-	- β
ІІІ (В)	І^ВІ^В, І^Ві⁰	-,в	а -
IV (АВ)	І^АІ^В	А,В	-,-

Приклад розв'язування задачі на успадкування груп крові в сім'ї.

Приклад 1. У матері ІV група крові, а у батька - II. Які групи крові можуть бути у їхніх дітей?

Дано: Розв'язок:

♀ I^А І^В І випадок:

♂І^АІ^А або І^А і⁰ Р: ♀І^АІ^В х ♂І^А I^А

F₁ - ? Гамети: І^АІ^В І^А

F₁: I^AІ^А; І^АІ^В

II випадок:

Р: ♀І^АІ^В x ♂I^A і⁰

Гамети: І^АІ^В І^А і⁰

F₁: I^AI^A; I^AІ^B; I^A і⁰; I^B і⁰.

Відповідь: Діти можуть мати II, III і IV групи крові.

У 1927 році в крові була відкрита система MN, за якою групи крові визначаються двома алелями L^M і L^N, які взаємодіють між собою за принципом комплементарності. Існують люди з генотипом L^ML^M (вони мають фактор М), з генотипом L^NL^N (фактор N) і L^ML^N (у фенотипі є обидва фактори М і N). При переливанні крові ця система не враховується, так як в плазмі немає антитіл до відповідних інтигенів. У популяціях європейців генотипи MM зустрічаються приблизно з частотою 36%, NN - 16%, MN - 48%.

Оскільки перша група крові не має антигенів, то люди з такою кров'ю є універсальними донорами, а люди з четвертою групою універсальними реципієнтами:

І(0)

А(ІІ) В(ІІІ)

ІV(АВ)

В клінічній практиці рекомендують переливати тільки одногрупну кров.

У 1940 році в крові був відкритий ще один білковий фактор, який подібний до антигена мавп виду макака-резус. Люди, які мають цей антиген, вважаються резус-позитивними, а ті, які його не мають - резус-негативні. Серед європейців цей фактор мають приблизно 85% людей. При переливанні крові резус-фактор враховується, так як на нього в плазмі крові виробляються антитіла. Вважається, що резус-антиген контролюється домінантним геном.

Приклад розв'язування задачі на успадкування резусфактора в крові.

Приклад 1. Резус-негативний чоловік з І групою крові одружився з резус-позитивною жінкою з IV групою крові. Яку кров будуть мати діти?

Резус-позитивний фактор позначимо через Rh, а резус-негативний - через rh. У розв'язку запишемо схему схрещування:

Р: ♀I^AІ^BRhRh x ♂ і⁰ і⁰rhrh

Гамети: І^АRh; І^B і⁰Rhrh

F₁. I^A і⁰Rhrh; І^В і⁰Rhrh

Відповідь: у дітей буде резус-позитивна кров II або III групи.

Задачі для самостійного опрацювання

1. Визначте всі можливі групи крові у дітей, якщо батьків І(0) та II (А) групи крові.

2. У пологовому будинку переплутали двох хлопчиків. У одного з них II група крові, а у другого III. Чи можливо шляхом дослідження груп крові встановити, хто чий син, якщо батьки одного з них мають І і IV групи крові, а батьки другого І і II групи?

3. У суді слухається справа про стягнення аліментів. У матері І (0) група крові, у дитини - II (А). Чи може бути батьком дитини чоловік з III (В) групою крові? Яка група крові можлива у батька?

4. Чоловік, батьки якого мали І та IV групи крові, одружився і жінкою з ІІІ групою крові. Від цього шлюбу народилося троє дітей: з І, II, IV групами крові. Яка група крові у батька дітей та чи можливе народження в цій сім'ї дитини з III групою крові?

5. У дитини II група крові, у чоловіка - І, у підозрілого в батьківстві - IV. Чи можливо встановити справжнє батьківство? Чи допоможе той факт, що у матері І група крові?

6. Матері II група крові, у дитини III. Група крові батька невідома. Чию кров (батька чи мадері) можна переливати дитині? Чи можна переливати кров батька, не визначивши у нього групу крові?

7. Дитина має IV групу крові. На неї претендують дві пари батьків. Групи крові у перших - II і III, а у другої пари - IV і І. Визначити батьків дитини.

8. В одного з батьків II група крові, у другого - III. Які генотипи цих батьків, якщо у них народилося шестеро дітей з такими групами крові: а) в усіх IV група; б) у трьох – IV, у трьох - III; в) у трьох - IV, у трьох - II; г) двое з ІV, двоє з III та двоє з І групою крові.

9. При якому гено- та фенотипі батьків діти не можуть успадкувати групу крові батька і матері?

10. У подружжя при визначенні Rh-фактора було встановлено, що він позитивний, але в них народився хлопчик з негативним Rh-фактором. Як успадковується резус-фактор?

11. Батько дитини гомозиготний резус-позитивний, мати - резус-негативна. Якими можуть бути генотип і фенотип дитини?

12. Резус-позитивна жінка з кров'ю II групи, батько якої мав резус-негативну кров І групи, одружилася з резус-негативним чоловіком з І групою крові. Яка ймовірність того, що дитина успадкує обидві ознаки батька?

13. Чоловік з резус-негативною кров'ю IV групи одружився з жінкою з резус-позитивною кров'ю III групи. У батька жінки була резус-негативна кров І групи. У них народилося 2 дітей: резус-негативна дитина з III групою крові і резус-позитивна з І групою крові. Одне з дітей позашлюбне. За якою ознакою можна виключити батьківство?

14. У резус-позитивних (домінантна ознака) батьків з II групою крові народилася резус-негативна дитина з І группою крові. Визначте генотипи батьків і можливі генотипи інших дітей.

16. Чию кров успадкував син, якщо відомо, що мати резус-негативна з І(О) групою крові, а батько - резус-позитивний з ІІІ(В) групою крові і за двома ознаками гомозиготний?

17. У дітей II і IV групи крові, обоє резус-негативні. Які генотипи крові можливі у батьків?

18. Відомо, що мати резус-негативної дівчинки з III группою крові була резус-позитивною з І групою. У двох синів кров II групи резус-негативна. Який гено- та фенотип батька за І рупою крові та Rh-фактором?

19. У батька IV група крові, у матері - І. Батьки резус- позитивні (гетерозиготні). Чи можуть діти успадкувати групу крові одного з батьків? Вкажіть можливі генотипи всіх згаданих осіб.

20. У матері II група крові, у батька III їхня перша дитина має І групу крові. Яка ймовірність народження другої дитини з І групою крові?

21. У пологовому будинку переплутали двох хлопчиків – Ігоря і Сашка. Батьки одного з них мають І та ІІ групу крові, батьки іншого – ІІ і ІV. У Ігоря – І група крові, у Сашка – ІІ. Визначте, хто чий син.

22. Гомозиготна мати має групу крові А (II), гомозиготний батько – В (III). Які групи крові можуть мати їхні діти?

23. У пологовому будинку переплутали хлопчиків. Батьки першої сім’ї мають О (І) і А (ІІ) групи крові, а батьки другої - А (ІІ) і АВ (ІV) групи крові. Визначте, хто чий син.

24. Гетерозиготна жінка, яка має II групу крові, одружилася з гетерозиготним чоловіком, який має III групу крові. Визначте можливі групи крові й генотипи їхніх дітей.

25. У карооких батьків двоє блакитнооких дітей мають I і IV групи крові, а двоє карооких – ІІ і ІІІ. Карий колір очей домінує над блакитним і визначається аутосомним геном. Яка ймовірність народження в цій сім’ї блакитноокої дитини з I групою крові.

26. Перед судово-медичним експертом поставлене завдання вияснити, рідний чи прийомний син в сім’ї подружжя. Дослідження крові всіх трьох членів сім’ї показало наступні результати: у жінки резус-позитивна кров групи ІІ, у її чоловіка – резус-негативна І групи, у дитини резус-позитивна кров І групи. Яке заключення повинен дати експерт і на чому воно базується?

27. У людини карі очі домінують над блакитними, а здатність краще володіти правою рукою – над лівою. Чи може народитися лівша з карими очима і ІІ-ою групою крові у кароокої правши з ІІ групою крові, яка вийшла заміж за правшу з карими очима і гомозиготним за ІІІ-ю групою крові? Відповідь пояснити.

28. В пологовому будинку переплутали двох дівчинок. Батьки однієї з них мають А та О групи крові, батьки іншої – А та АВ, дівчинки мають А та О групи крові. Визначити, хто чия дочка і генотипи батьків і дітей.

29. У підозрюваного в батьківстві – ІV група. Чи можна встановити справжнє батьківство? Чи допоможе в цьому той факт, що у матері І група крові, і якщо так, то яким чином?

30. У матері ІІ група крові, у дитини – ІІІ, група крові батька невідома. Чию кров (батька чи матері) можна перелити дитині? Чи можна перелити кров батька, не визнаючи її групу?

31. Дитина має групу крові АВ, на неї претендують дві пари батьків. Група крові батька в одній з них А, матері – В, в другій у матері – АВ, у батька – О. Претензія якої пари батьків виключається?

32. Кров більшості людей містить антиген Rh, який успадковується як домінантна ознака (резус-позитивні люди). Які групи крові можуть з’явитися у дітей, що народилися від шлюбу двох резус-негативних батьків? У випадку, якщо один з батьків резус-негативний, а інший – резус-позитивний? Від шлюбу двох резус-позитивних батьків?

33. Резус-фактор – це особливий білок, який міститься в крові. Якщо він є, таких осіб називають резус-позитивними, якщо нема – резус-негативними. У випадку, коли плід резус-позитивний, а мати резус-негативна, виникає резус-конфлікт, який здебільшого не проявляється за першої вагітності, а тільки за наступних. Резус-негативна жінка виходить заміж за гетерозиготного резус-позитивного чоловіка. Визначити ймовірність резус-конфлікту між організмами матері та плоду при другій вагітності.

34. Чоловік II групи крові, мати якого мала І групу крові, одружився з жінкою IV групи крові. Визначте можливі групи крові їхніх дітей.

35. Від шлюбу жінки з резус-негативною кров'ю II групи і чоловіка з резус-позитивною кров'ю III групи народилася дитина з резус-негативною кров'ю І групи. Встановити генотипи батьків.

36. Батьки мають ІІ та ІІІ грипи крові. У них народилася дитина з І групою крові і хвора на серпоподібноклітинну анемію (успадкування аутосомне з неповним домінуванням, не зчеплене з групами крові). Визначити ймовірність народження хворих дітей з IV групою крові.

Розділ 4

Успадкування ознак, зчеплених зі статтю

Уміння розв'язувати відповідні задачі вимагає усвідомлення деяких специфічних моментів, а саме:

1) Ознаки організму, що кодуються генами, локалізованими в негомологічних ділянках статевих хромосом, називають зчепленими зі статтю. Тому розрізняють Х-зчеплене та Y-зчеплене успадкування (рецесивні і домінантні варіанти).

2) 3а умови, коли в каріотипі особини дві X хромосоми, вона має назву гомогаметної, бо утворює один тип гамет (всі з X хромосомою). Якщо в каріотипі статеві хромосоми XY, особина має назву гетерогаметної, бо утворює два типи гамет - з X хромосомою та Y хромосомою (з рівною імовірністю).

У людини, у мушки дрозофіли жіноча стать, з генотипом XX, є гомогаметною, чоловіча, з генотипом XY -гетерогаметною. У птахів, метеликів, плазунів, навпаки, гомогаметною є чоловіча стать, гетерогаметною - жіноча (тому Х-хромосому позначають літерою Z, Y-хромосому - літерою W).

3) У людини та інших організмів з сингамним типом визначення статі (стать визначається в момент злиття гамет) ознака статі підкоряється закономірностям аналізуючого схрещування:

Р: XX х XY

Гамети: Х Х Y

F₁: XX : XY

1 : 1 (50% самців і 50% самок).

4) Ознаку, зчеплену зі статтю, позначають літерою латинського алфавіту разом з відповідною статевою хромосомою, наприклад, X^а (X^А) a6oY^b (Y^B).

Жіноча стать може бути за такою ознакою або гомозиготною (Х^аХ^а, Х^АХ^А), або гетерозиготною (Х^АХ^а). Чоловіча стать може бути лише гемізиготною, оскільки в її генотипі з пари алелів присутній завжди якийсь один, домінантний чи рецесивний (X^AY чи X^аY), і тому відповідний алель обов'язково виявиться в фенотипі.

5) Ознаки, зчеплені з X хромосомою, успадковуються за принципом "навхрестя": синами - від матері, дочками - від батька, оскільки X хромосому батько передає лише дочкам. Ознаки, зчеплені з Y хромосомою, зустрічаються виключно в осіб чоловічої статі, оскільки Y хромосому від батька успадковують тільки вони. Такі ознаки називають голандричними. У людини за цим типом успадковуються деякі відхилення від норми - оволосіння вушних раковин, шкірні перетинки між пальцями, утворення рогової луски на шкірі (іхтіоз).

Приклад. У людини відсутність потових залоз кодується рецесивним геном, локалізованим в Х-хромосомі. Здоровий юнак одружився з гетерозиготною жінкою. Чи можливий вияв вказаної ознаки в потомстві від цього шлюбу?

Дано: Розв'язок:

X^а - відсутність потових залоз, Записуємо схему

X^а - норма, схрещування батьків:

Р: Х^АХ^а, Р: Х^АХ^а х Х^А Y

X^AY Гамети: Х^А Х^а Х^А Y

F₁-? F1: X^AX^A; Х^АХ^а; X^AY; Х^аY.

Як свідчить результат розщеплення в потомстві, всі діти жіночої статі будуть здорові (матимуть потові залози), хоча половина (ймовірність 50%) з них може бути носіями рецесивного алеля, що небезпечно для їх майбутніх дітей. Половина дітей чоловічої статі (ймовірність 50%) буде мати фенотиповий вияв рецесивної ознаки, оскільки мати з рівною імовірністю продукує гамети як з рецесивним, так і з домінантним алелем.

Відповідь: вияв вказаної рецесивної ознаки відсутності потових залоз можливий в потомстві від шлюбу здорового батька і гетерозиготної матері. Ймовірність вияву - в 50% синів.

6) Пам'ятаємо, що у випадках зчепленого зі статтю успадкування доцільно аналізувати окремо потомство чоловічої і жіночої статі.

Задачі для самостійного опрацювання

1. Червоний колір очей дрозофіли залежить від домінантного гена, що міститься в Х-хромосомі. Від схрещування червонооких самців і самок у потомстві отримали 78 червонооких самок та 80 червонооких і білооких самців. Визначте генотипи батьків і потомства.

2. Наречена налякана звісткою про те, що рідна сестра її майбутнього чоловіка народила хлопчика-гемофіліка (гемофілія успадковується як рецесивна ознака через X-хромосому). Наскільки реальною є загроза народження в її шлюбі такої самої дитини? Відповідь поясніть.

3. Рецесивний ген (s) визначає вкорочене тіло (short). Якими мають бути генотипи батьків, щоб у потомстві половина особин жіночої статі мала вкорочене тіло?

4. Особлива форма рахіту виникає при нестачі фосфору в крові. Ця хвороба не піддається лікуванню вітаміном D і зумовлена домінантним геном, локалізованим у Х-хромосомі. У сім'ї, де батько і мати хворі на цю форму рахіту, народилася здорова дитина. Визначити стать здорової дитини та ймовірність народження наступної дитини теж здоровою.

5. Рецесивний ген (w) білоокості (мутація white) міститься в X-хромосомі. Червоноокі дрозофіли з нормальними крилами, гетерозиготні за цією ознакою, схрещені з білоокими гемізиготами, що мали недорозвинені крила (аутосомна мутація vestigial). Який процент білооких самок слід очікувати в потомстві? Які крила матимуть ці самки?

6. У дрозофіли рецесивний ген кодує жовте забарвлення тіла (yellow). Його домінантний алель кодує сірий колір тіла. Яке схрещування потрібно провести, щоб встановити, в якій хромосомі (аутосомі чи статевій) міститься ген забарвлення тіла?

7. Рубиновоока самка дрозофіли схрещувалася із самцем дикого типу, який мав червоні очі. В потомстві одержано самок дикого типу, а самці рубіновоокі. При схрещуванні самок дикого типу з рубиновооким самцем одержано потомство тільки дикого типу. Визначити домінантна чи рецесивна рубиновоокість; зчеплена вона із статтю або аутосомна.

8. У подружжя, що нормально володіє правою рукою, а у батька і матері жінки відсутні потові залози (рецесивна, зчеплена з Х-хромосомою ознака), народилася дитина - лівша. Наскільки ймовірна в неї відсутність потових залоз?

9. Домінантний ген сірого забарвлення пір’я у курей плімутрок (Р) локалізований в Z-хромосомі, його рецесивний алель детермінує чорне забарвлення. Яке схрещування потрібно здійснити, щоб за забарвленням потомства визначити його стать?

10. Відсутність потових залоз успадковується як рецесивна ознака, зчеплена зі статтю. У шлюбі здорових батьків народився хлопчик з вказаною аномалією. а) 3 якою статевою хромосомою зчеплена ця ознака? б) Які генотипи хлопчика та його батьків?

11. Жінка страждає на відсутність потових залоз. Від кого вона успадкувала цю ознаку, якщо в дідуся за материнською лінією була ця аномалія? З якою імовірністю в неї може народитися дитина без цієї аномалії і якою буде її стать, якщо жінка одружиться з чоловіком без вказаних аномалій?

12. У людини анірідія (вид сліпоти) залежить від домінантного аутосомного гена, а оптична атрофія (інший вид сліпоти) – від рецесивного зчепленого із статтю гена, локалізованого в Х-хромосомі. Чоловік з оптичною атрофією жениться на жінці з анірідією. Визначити можливий фенотип потомства. Чи може народитися дитина (син або дочка) з обома видами сліпоти і в якому випадку?

13. Чоловік і жінка - короткопалі (домінантна аутосомна ознака) гетерозиготи. Бабуся жінки за батьківською лінією не мала потових залоз (рецесивна, зчеплена з Х-хромосомою ознака).

Яка ймовірність народження в цій сім’ї дитини з обома аномаліями?

14. Існує специфічна форма рахіту, що не піддається лікуванню вітаміном D і зустрічається в Північній Кароліні. Відомо, що в родоводі 11 дочок від уражених хворобою батьків і здорових матерів також хворіли, а десятеро синів були здорові. Як успадковується ця ознака? Напишіть генотипи батьків і дітей.

15. У шлюбі жінки з нормальним кольоровим зором (домінантна ознака, зчеплена з Х-хромосомою) і чоловіка-дальтоніка народився хлопчик-дальтонік, Чи можна припустити, що він успадкував цю ознаку від батька? Чи може з'явитися така сама дитина в сім'ї його тітки з боку батька?

16. У сім'ї двох дальтоніків (рецесивна, зчеплена з X-хромосомрю ознака) народилася дитина з І групою крові за системою АВО. Батько жінки мав II групу і був за нею гомозиготним; батько чоловіка успадкував від своїх батьків III групу крові. а) Які генотипи всіх вказаних осіб? б) 3 якою ймовірністю в цій сім'ї може народитися дитина з нормальним кольоровим зором і IV групою крові?

17. В Х-хромосомі дрозофіли локалізований рецесивний ген letal-50, який викликає загибель потомства ще до вилуплення з яйця. а) Яке співвідношення самців і самок слід очікувати в потомстві від гетерозиготної самки? б) В експерименті від гетерозиготної самки отримано 87 потомків. Скільки серед них самців і самок? в) Чому в потомстві гетерозиготної самки завжди більша кількість самок, ніж самців?

18 . Чи виправданою є схвильованість чоловіка з приводу народження у рідної сестри його жінки хлопчика з X-зчепленою рецесивною формою діабету, адже він думає про здоров'я своїх майбутніх дітей? Відповідь поясніть, використовуючи запис схем схрещування.

19. У сім'ї, де батько і мати не мають дальтонізму (рецесивна, зчеплена з Х-хромосомою ознака), є син з цією аномалією і дочка з нормальним кольоровим зором. У сина дві дочки з нормальним кольоровим зором, у його сестри - четверо синів, двоє з них - дальтоніки. Які генотипи всіх вказаних осіб?

20. У хлопчика великі зуби, що виступають наперед, як і в його матері (аутосомна ознака), і знижена зсідаюча здатність крові (гемофілія). Який його генотип і з якими генотипами і фенотипами народжуватимуться діти в цій сім'ї, де дідусь за материнською лінією був гемофіліком і мав звичайну форму і положення зубів, а батько хлопчика здоровий і має нормальні зуби? Яким геном (домінантним чи рецесивним) кодується наведена аутосомна ознака?

21. У дрозофіли рецесивний ген кодує жовте забарвлення тіла (yellow). Його домінантний алель кодує сірий колір тіла. Яке схрещування потрібно провести, щоб встановити, в якій хромосомі (аутосомі чи статевій) міститься ген забарвлення тіла?

22. У деяких випадках частина Х-хромосоми виявляється генетично інертною, а У-хромосома несе ті або інші алелі. У людини і в У-хромосомі може знаходитися ген, що визначає розвиток перетинок між другим і третім пальцями ніг. Необхідно визначити, якими будуть діти й онуки чоловіка, що має перетинки між пальцями.

23. У людини дальтонізм (порушення кольорового зору) кодується рецесивним геном, локалізованим у Х-хромосомі. Чоловік з нормальним кольоровим зором одружився з гетерозиготною за цією ознакою жінкою, яка ймовірність народження в цій сім і дітей дальтоніків?

24. Селекціонери в деяких випадках можуть визначити стать курчат, які незабаром вилупилися. За якими генотипами батьківських форм це можливо зробити, якщо відомо, що гени золотистого (коричневого) і сріблястого (білого) оперіння розміщені в Z-хромосомі і ген золотистого оперіння рецесивний по відношенню до сріблястого?

25. Гіпоплазія емалі (тонка зерниста емаль, зуби світло-бурого кольору) успадковується як зчеплена з Х-хромосомою домінантна ознака. В сім’ї, де обидва батьки страждали відміченою аномалією, народився син з нормальними зубами. Визначити ймовірність того, що наступна їх дитина буде теж з нормальними зубами.

26. В сім’ї, де жінка має першу групу крові, а чоловік – четверту, народився син дальтонік з третьою групою крові. Обидва батьки розрізняють кольори нормально. Визначити ймовірність народження в цій сім’ї здорового сина й можливі його групи крові.

27. Ангідрозна ектодермальна дисплазія (відсутність потовиділення, порушення терморегуляції) передається у людей як рецесивна, зчеплена з Х-хромосомою ознака. Юнак, який не страждає цим недоліком, жениться на дівчинці, батько якої позбавлений потових залоз, а мати та її предки здорові. Визначити ймовірність того, що діти від цього шлюбу будуть страждати відсутністю потових залоз.

28. Ген “шерстистого” волосся у людини домінантний і розміщений в одній з аутосом. Чоловік із звичайним волоссям, який не страждає дальтонізмом, вступає в шлюб з жінкою, яка теж не страждає дальтонізмом. У них народжується син – дальтоник з “шерстистим” волоссям. Визначити генотипи всіх індивідуумів.

29. У дрозофіли рецесивний ген lethal – 50, локалізований в Х-хромосомі, має летальну дію (викликає загибель особини до вилуплення з яйця). Від самки, гетерозиготної за геном L, одержано 60 нащадків. Встановити співвідношення самок і самців у потомстві.

30. У чоловіків аутосомний ген лисості S виступає як домінантний, а у жінок він рецесивний. Жінка, яка має лисого брата, виходить заміж за лисого чоловіка. Батько жінки теж був лисим. У них народився нормальний син і дуже рано облисіла дочка Таня. Таня виросла і вийшла заміж за нормального чоловіка. Яка ймовірність того, що у них народиться лисий син, дочка? Визначити генотипи всіх осіб.

31. Відомо, що розрізаність края крила у дрозофіли визначається рецесивним геном cut. Є самки і самці дикої лінії з нормальними крилами і мухи з ознакою cut. Як треба провести схрещування, щоб визначити, в якій хромосомі (статевій чи аутосомі), локалізований цей ген?

Розділ 5

Зчеплення генів. Кроссинговер.

Для розуміння зчепленого успадкування і уміння розв'язувати задачі на кросинговер слід засвоїти таку інформацію:

1) Згідно з хромосомною теорією спадковості, гении локалізовані лінійно (по довжині хромосоми) і утворюють групи зчеплення, кількість яких відповідає кількості пар хромосом у каріотипі.

2) 3 метою полегшення розв'язку задач використовують особливий запис генотипу. Наприклад, генотип дигетерозиготи АаВb можна записати як АВ або Ab .

ab aB

Дві паралельні лінії символізують гомологічні хромосоми, а комбінації генів над і під ними - групи зчеплення, успадковані від матері (верхня) і від батька (та, що знизу). Гамети з вихідними групами зчеплення називають некросоверними, а з новими комбінаціями генів - кросоверними. У запису гамет також використовують символічні хромосрми. Наприклад, в особини з генотипом AB і ab можуть утворитися як лише некросоверні гамети AB i ab (за умови повного зчеплення), так ще й кросоверні гамети Ab i aB (за умови неповного зчеплення).

3) У випадку зчеплення ознак з Х-хромосомою використовують такі варіанти запису генотипів: для жіночої статі (якщо, наприклад, вона гетерозиготна) – Х^ВХ^b.

Генотип чоловічої особини можна записати Х^BY або Х^bY

4) Кросинговер (перехрест хромосом) - обмін ділянками гомологічних хромосом - відбувається у профазі першого поділу мейозу. Його частота пропорційна відстані між генами в групі зчеплення: чим вона більша, тим вища ймовірність перехресту і розвитку кросоверних гамет, і навпаки. Тому некросоверних гамет завжди більша кількість, ніж кросоверних.

5) Особини, що розвиваються з кросоверних (рекомбінантних) гамет, називають кросоверами (рекомбінантами). Вони виникають з такою самою ймовірністю, як і кросоверні гамети. І навпаки особини, що розвиваються з некросоверних гамет, називають некросоверами (нерекомбінантами).

6) Процент кросинговеру є мірою відстані між генами. Для визначення цієї відстані використовують виключно аналізуюче схрещування (з рецесивною гомозиготою). При цьому процент рекомбінантів дорівнює як частоті кросоверних гамет, так і відстані між відповідними генами. Припустимо, що від аналізуючого схрещування дигетерозиготи AB одержано 10% кросоверів. ab

Записуємо схему схрещування:

Р: ♀AB х ♂ab

аb аb

Гамети некросоверні: AB ab ab

Гамети кросоверні: Аb аВ

AB ab Ab aB

F1: аb ab аb ab

Некросовери (нерекомбінанти) Kросовери (рекомбінанти)

Всього 100% -10%= 90%, по 45% кожного типу Всього 10%, по 5% кожного типу.

10% кросоверів означають, що дигетерозигота утворила 10% кросоверних гамет і що відстань між генами А і В (також а і b, А і b, а і В) становить 10% (або 10 морганід, адже за одиницю відстані між генами в хромосомі прийнята 1 морганіда, яка дорівнює 1% кросинговера).

Для розрахунку відносної відстані між генами користуються формулою:

а + с

Х = --------------- x 100%, де

X - процент кросоверів від аналізуючого схрещування;

(а + с) - кількість кросоверів;

n - загальна кількість потомства.

7) Для складання генетичної карти хромосоми (схеми розташування генів, на якій вказані відстані між ними) досліджують успадкування не менш ніж трьох генів однієї групи зчеплення.

Припустимо, що гени ABC розташовані в тій самій хромосомі. За допомогою аналізуючого схрещування встановлено, що відстань між генами А і В складає 20 морганід, між А і С - 16 морганід, між В і С - 4 морганіди. Це означає, що гени розташовані в послідовності АСВ; схема генної карти така:

16 4

А…………..С…...В

8) Якщо в генотипі особини фігурують гени з різними, завданими в умові задачі відстанями, то спочатку використовують решітку Пеннета для встановлення ймовірних комбінацій генів в гаметах окремої особини. Лише після цього встановлюють можливі фенотипові класи потомства від схрещування.

Приклад: Припустимо, що між генами А і В відстань 10 морганід, а між генами С і D - 4 морганіди, при цьому А і В розташовані в одній парі хромосом, а С і D - в іншій. Самка з генотипом AB CD схрещується з рецесивним самцем, генотип якого ab cd

ab cd аb cd

Визначити, з якою ймовірністю народжуватиметься потомство з фенотипом Abcd (або з генотипом Aаbbccdd)

Короткий запис умови: Розв'язок:

♀AB CD ♂ab cd Записуємо схему схрещування:

Р: аb сd; аb сd Р: ♀AB CD х ♂ab cd

S (А-В) =10 морганід ab сd ab cd

(або %)

S (C-D) = 4 морганіди

(або %) Визначимо можливі гамети самки, їх ймовірність. Для спрощення

Ймовірність потомства з розрахунків переводимо проценти відстані в долі одиниці:

фенотипом ABcd ? 10% = 0,1; 4%=0,04.

Таким чином, самка може продукувати 16 типів гамет. У тетрагомозиготного самця можливий один тип гамет аb cd з ймовірністю 1,0 (100%). Визначаємо ймовірність потомства з комбінацією A-bbccdd, яка можлива лише при заплідненні яйцеклітини з комбінацією генів Ab cd, що розвивається з імовірністю 0,024. Генотип зиготи Ab cd, його ймовірність складає 0,024 х 1,0 х 100% = 2,4%. ав cd

Відповідь: Ймовірність народження потомства з фенотипом Abed складає 2,4%.

9) Слід пам'ятати, що у самця дрозофіли, самки шовковичного шовкопряду кросинговер не спостерігається.

Задачі для самостійного опрацювання

1. Від аналізуючого схрещування дигетерозиготи АаВb отримано чотири типи потомків: 916 - АВ; 96 - Аb; 92 - аВ; 896 -ab.

а) Які саме гени зчеплені в дигетерозиготи?

б) Запишіть схему вказаного схрещування,

в) Визначте відстань між генами А і В.

2. Гени А, С, D локалізовані в тій самій хромосомі в такому ж порядку. Процент перехресту між В і С - 6, між С і D - 18. Визначте відстань між генами В і D.

3. Гени А і b та а і В зчеплені в парі гомологічних хромосом. Відстань між генами А і b становить 12 морганід.

а) Запишіть відповідний генотип дигетерозиготи.

б) Які типи гамет і в якому процентному відношенні утворює дигетерозигота?

4. Дигетерозиготна особина АаВЬ, в якої зчеплені між собою обидва домінантні і обидва рецесивні гени, утворює два типии некросоверних гамет, кожен з частотою 41%. Визначте відстань між генами А і b. Яка відстань між генами А і В?

5. Дигетерозиготу АаВb схрещено з дигомозиготою aabb, в результаті виявилося чотири типи нащадків у такому співвідношенні: АВ - 25%, Аb - 25%, аВ - 25% і ab - 25%. Чи може це бути зчепленим успадкуванням? Поясніть відповідь.

6. Диплоїдна клітина хламідомонади виникла від злиття гамет з комбінаціями генів АВ та ab. Припустимо, що серед гамет, які виникли в результаті мейозу, виявилася така кількість клітин різного типу: АВ - 238, ab - 242, Аb- 44, аВ - 56.

а) Напишіть генотип хламідомонади.

б) Чому дорівнює частота рекомбінантів за генами А і В?

7. Схрестили рослину китайської примули з короткою маточкою і кремовим забарвленням квіток з рослинами, що мали довгу маточку і червоний колір квіток. Гібриди F₁ що мали коротку маточку і кремові квітки, схрестили з рослинами, в яких була довга маточка і червоні квітки. Результати цього схрещування такі: 1701 - з короткою маточкою та кремовими квітками, 202 - з короткою маточкою та червоними квітками, 242 - з довгою маточкою і кремовими квітками, 1598 - з довгою маточкою та червоними квітками.

а) Як успадковуються вказані ознаки?

б) Запишіть генотипи вихідних рослин і гібридних особин.

8. У помідорів довге стебло домінує над карликовим, куляста форма плодів - над грушоподібною. Схрестили гомозиготну рослину з довгим стеблом і кулястими плодами з гомозиготною карликовою рослинокі з грушоподібними плодами. У F₂ отримали таке розщеплення: 1442 - довгих з кулястими плодами, 363 - довгих з грушоподібними плодами, 355 - карликових з кулястими плодами, 1430 - карликових з грушоподібними плодами.

а) Напишіть генотипи вихідних рослин.

б) Запишіть схему аналізуючого схрещування.

в) Встановіть відстань між генами, що кодують вказані ознаки.

9. Гібриди F₁ від схрещування помідорів з довгим стеблом і гладеньким епідермісом з карликовими рослинами, в яких шераховатий епідерміс, виявилися з довгим стеблом і гладеньким епідермісом.

а) Якими генами кодуються ці ознаки?

б) Яке розщеплення має відбутися в F₂, якщо гени, що кодують вказані ознаки, локалізовані в одній і тій самій хромосомі на відстані 3,6%?

10. Схрещено рослини кукурудзи з забарвленим гладеньким насінням і безбарвним шераховатим насінням. У F₁ все насіння було забарвлене гладеньке. Від аналізуючого схрещування цих гібридів отримали насіння чотирьох типів: 3142- забарвлених гладеньких, 128 - забарвлених шераховатих, 132 - безбарвних гладеньких, 3148 - безбарвних шераховатих. а) Як успадковуються вказані ознаки?

б) Напишіть генотипи вихідних форм.

в) Запишіть схему аналізуючого схрещування гібридів F₁.

г) Вкажіть частоти кросоверних і некросоверних гамет у гібридів F₁.

11. У кукурудзи борошнистість ендосперму домінує над восковидністю, фіолетове забарвлення проростків – над зеленим. Гени, що контролюють ці ознаки, локалізовані в 9 хромосомі, відстань між ними 12% кросинговеру. Який генотип і фенотип буде у рослин F₁ від схрещування гомозиготних рослин з борошнистим ендоспермом і зеленим забарвленням проростків з рослиною, що має восковидний ендосперм і фіолетові проростки? Яке розщеплення очікуватиметься у F₂ від цього схрещування?

12. У кукурудзи забарвленість насіння домінує над безбарвністю, гладенький ендосперм - над шераховатим. Схрещено рослини з забарвленим гладеньким насінням з рослинами, які мали безбарвне шераховате насіння. В F₁ все насіння було забарвлене гладеньке. Від аналізуючого схрещування F₁ отримали насіння чотирьох типів: 4125 - забарвлене гладеньке, 150 - забарвлене шераховате, 153 - безбарвне гладеньке, 4128 - безбарвне шераховате. а) Поясніть одержані результати. б) Визначте генотипи вихідних форм.

в) Визначте відстань між генами, що детермінують забарвлення і форму насіння.

г) Яке розщеплення можна очікувати від схрещування F₁ між собою?

13. У помідорів довге стебло домінує над вкороченим, гладенький епідерміс - над шераховатим. Від схрещування двох рослин, одержали розщеплення: 212 - довгих гладеньких, 10 - довгих шераховатих, 8 - вкорочених гладеньких, 209 - вкорочених шераховатих. а) Поясніть розщеплення.

б) Визначте генотипи і фенотипи вихідних форм.

в) Яка відстнь між генами, що детермінують вказані ознаки?

14. У людини рецесивні гени, що обумовлюють схильність до діабету та гіпертонії локалізовані в одній з автосом на відстані 10 морганід. Визначити ймовірність народження дочки, схильної тільки до гіпертонії в сім'ї, де один з подружжя гетерозиготний за обома ознаками, до того ж обидві аномалії він успадкував від матері. Другий - хворий на гіпертонію, діабету не має і серед родичів ніхто не хворіє на цю хворобу.

15. У дрозофіли гени А і В локалізовані в двох різних парах аутосом, а М і N – в тій самій аутосомі. Написати генотипи особин, гетерозиготних за генами А і В, М і N. Скільки і які типи гамет утворюють такі особини ?

16. У дрозоіфли рецесивний ген білоокості (w) знаходиться в Х-хромосомі в локусі 1,5, а домінантний ген зміненої форми черевця А (Abnormal) в тій самій хромосомі в локусі 4,5. Визначити типи і кількість гамет, що утворюються у мух наступних генотипів:

самка Х^WAХ^wa; самець білоокий з нормальним черевцем Х^WaУ.

Розділ 6

Взаємодія неалельних генів

Для розв'язання відповідних задач слід зрозуміти і засвоїти, що фенотиповий вияв ознак є результатом активності великої кількості генів. Розрізняють три рівні взаємодії генів:

1. у молекулі ДНК;

2. між іРНК і поліпептидною молекулою (під час трансляції);

3. між білками-ферментами одного метаболічного циклу.

Якщо ознака зумовлена дією двох чи трьох пар алелів, то їх поведінка підпорядковується схемі дигібридного чи тригібридного схрещування. (Пам'ятаємо, що алель - це стан локуса хромосоми: домінантний чи рецесивний).

Основними формами взаємодії неалельних генів є комплементарність, епістаз і полімерія.

Слід враховувати, що взаємодія генів призводить до відхилення від менделівських числових відношень при розщепленні.

1) Комплементарність (або комплементарна дія).

Комплементарними називають взаємодоповнюючі гени. Звичайно комплементарні гени розрізнено своєї дії не виявляють, але при наявності в генотипі обох домінантних алелів з'являється нова ознака. При схрещуванні дигетерозигот спостерігається розщеплення за фенотипом у співвідношенні 9:7.

Приклад. У запашного горошку колір віночка квітки зумовлений наявністю двох домінантних генів (А і В), при відсутності будь-якого з них - квітки білі. При схрещуванні рослин з генотипами AAbb і ааВВ, які мають білі віночки, всі рослини р; мають червоні віночки. Проаналізувати результати розщеплення в F₂.

Зробимо короткий запис умови.

Дано:

(А+b) - білий колір квітки

(а+В) - білий колір квітки

(А+В) - червоний колір квітки

(а+b) - білий колір квітки

Р: AAbb х ааВВ

F₁: А-В- (всі червоні)

F₂ - ?

Розв'язок:

Записуємо схему схрещування вихідних форм:

Р: ♀AAbb х ♂ааВВ

Гамети: Ab aB

F₁: AaBb

Потомство одноманітне, всі дигібриди мають червоні квітки. Записуємо схему схрещування цих дигетерозигот між собою:

Р: ♀AaBb x ♂AaBb

За допомогою решітки Пеннета прийдемо до висновку, що у F₂ спостерігатиметься розщеплення за формулою 9 : 7.

Відповідь: у F₂ відбувається таке розщеплення:

9А-В-(червоні) : 3А-bb (білі) : 3ааВ- (білі) : 1aabb (білі), тобто 9 : 7.

На молекулярно-генетичному рівні це пояснюється тим, що один домінантний алель забезпечує біосинтез безкольорового субстрату, а другий - біосинтез ферменту, який каталізує реакцію перетворення субстрату на пігмент.

Але відомі випадки, коли або один, або обидва комплементарні гени проявляються самостійно. У таких випадках характер розщеплення за фенотипом в F₂ іншій - у відношенні 9:3:3:1 або 9:3:4.

Приклад. У мишей сірий колір тіла зумовлений двома домінантними алелями, з яких алель А необхідний для утворення пігменту, тому рецесивні гомозиготи (аа) не мають пігменту (альбіноси). Домінантний алель В зумовлює нерівномірний розподіл пігменту по всьому волоссі і рецесивні гомозиготи (bb) у присутності алеля А мають чорний колір. Домінантний алель В кодує відкладання пігменту зонами, біля верхівки і основи волосини і його носії у присутності гена А мають сірий колір. При схрещуванні дигетерозигот АаВb спостерігається таке розщеплення:

9 А-В- (сірі) : 3 A-bb (чорні) : 3 ааВ- (білі) : 1 aabb (білі), тобто 9:3:4.

При інших варіантах комплементарної дії генів у F₂ можливе також розщеплення за формулами 9:6:1 (коли особина з чотирма рецесивними алелями має інший фенотиповий вияв, порівняно з особинами, що мають домінантні алелі однієї або двох пар; обидва домінантних алелі мають самостійний вияв, при цьому фенотипи схожі між собою), 9:3:3:1 (якщо домінантні алелі однієї пари детермінують один вияв ознаки, домінантні алелі другої пари -іншій вияв, поєднання домінантних алелів обох пар - третій вияв, поєднання лише рецесивних алелів обох пар-четвертий).

2) Епістаз.

Епістазом називають взаємодію генів, протилежну комплементарній, і розуміють пригнічення неалельним геном (епістатичним) дії іншого гена (гіпостатичного). Розрізняють епістаз домінантний і рецесивний. При домінантному епістазі "пригнічувачем" (супресором) є домінантний аллель епістатичного гена (А > В), при рецесивному епістазі ефектом пригнічування володіє рецесивний алель епістатичного гена (а > В). Розщеплення у випадках схрещування дигібридів при домінантному епістазі відбувається за формулами 13:3 або 12 : 3 : 1, при рецесивному - 9:3:4.

На молекулярно-генетичному рівні епістаз пояснюється тим, що фермент, детермінований геном-супресором, є інгібітором і повністю блокус дію ферменту, який контролюється гіпостатичним геном.

Приклад. Біле пір'я курей детермінується (визначається) двома парами незчеплених алелів. В одній парі домінантний алель визначає забарвлення пір'я, рецесивний - біле. У другій парі домінантний алель пригнічує забарвлення, рецесивний - не пригнічує.

Від схрещування білих птахів одержали потомство з 1568 курчат. Серед них 294 було забарвлених, решта - білі. Визначити генотипи батьків і забарвлених особин.

Зробимо короткий запис умови.

Дано:

С - забарвлення пір'я

с - білий колір

І - пригнічувач (супресор)

і - не пригнічує забарвлення

F₁ -1568 курчат, 294 - забарвлених

Р: ♀ білі х ♂ білі

Р - ?

F₁(забарвлених) - ?

Розв'язок:

Визначаємо кількість білих курчат: 1568 - 294 = 1274.

За умовою задачі, від схрещування білих птахів одержали 1274 білих та 294 забарвлених, що відповідає розщепленню 13 : 3. (Припустимо, що схрещуються дигібриди і визначимо величину однієї можливої комбінації гамет в розщепленні - 1568:16=98, а далі визначаємо можливе співвідношення фенотипів в потомстві - 1274:98=13; 294:98=3, тобто формула, розщеплення 13:3). Воно можливе у випадку домінантного епістазу. Звідси випливає, що генотипи батьків - СсIі. Використовуючи решітку Пеннета, визначаємо генотипи забарвлених курчат:

♂ ♀	СІ	Сі	СІ	сі
СІ	ССІІ	ССІі	CcII	СсIі
Сі	ССІі	ССіі	СсIі	Ссіі
СІ	CcII	СсIі	ссII	ccІi
Сі	СсIі	Ссіі	Ccii	ссii

Співвідношення відповідає умові задачі -13 білих : 3 забарвлених.

Відповідь. Генотипи батьків - СсIі; генотипи забарвлених курчат - 1 частина ССіі та 2 частини Ссіі.

3) Полімерія.

Полімерією називають явище взаємодії неалельних генів, які зумовлюють розвиток однієї і тієї самої ознаки. Такі гени називають полімерними або множинними, а відповідні ознаки - полігенними (вони можуть бути як кількісними, так і якісними).

Полімерні гени прийнято позначати однаковою літерою латинського алфавіту з цифровим індексом, наприклад домінантні А₁ А₁А₃ і т.ін. і рецесивні а₁ а₁ а₃ і т.ін. Відповідно позначають генотипи, наприклад: А₁ А₁ а₂ а₂ а₃ а₃ або А₁а₁А₂ а₂ А₃а₃ і т.ін.

Полімерія буває кумулятивна і некумулятивна.

Важливою особливістю комулятивної полімерії є сумація дії (доз) неалельних генів на розвиток кількісних ознак.

Серед полігенних ознак тварин і рослин є цінні для господарства: інтенсивність росту, скоростиглість, несучість, молочність, цукристість, вміст вітамінів тощо. Серед полігенних ознак людини є багато морфологічних, фізіологічних, патологічних: зріст (залежить як мінімум від десяти пар генів), пігментація шкіри (визначається п'ятьма-шістьма генами), маса тіла, величина артеріального тиску, тривалість життя, основний обмін, ступінь стійкості до інфекційних захворювань.

Формула розщеплення при схрещуванні, наприклад, дигібридів -15:1.

Приклад. Встановлено (Нільсон-Еле, 1908 p.), що забарвлення насіння пшениці залежить від двох полімерних генів (А₁ та А₂). Від схрещування домінантних дигомозигот з рецесивними все потомство F₁ дає забарвлене насіння, хоча воно помітно світліше, ніж батьківські екземпляри, які мають червоне насіння.

Визначити імовірність появи рослин з незабарвленим (білим) насінням.

Записуємо коротку умову задачі.

Дано:

А₁, А₂ - кодують забарвлення

а₁, а₂ - не кодують забарвлення

Р: А₁ А₁А₂А₂ х а₁ а₁ а₂а₂

F₁ - з забарвленим насінням

F₂ - з незабарвленим насінням

(%)-?

Розв'язок:

Записуємо схему схрещування батьківських особин:

Р: ♀А₁ А₁А₂А₂ х ♂а₁ а₁ а₂а₂

Гамети: А₁ А₂ х а₁а₂

Все потомство - дигетерозиготи, з забарвленим насінням (помітно світлішим, ніж у батьківських особин з генотипом А₁ А₁А₂А₂).

Записуємо схему схрещування рослин F1 між собою:

Р: ♀ А₁а₁А₂а₂х ♂А₁а₁А₂а₂

Використовуючи решітку Пеннета, визначимо імовірність появи рослин з незабарвленим насінням: F₂

♂ ♀	А₁А₂	А₁а₂	а₁А₂	а₁ а₂
А₁ А₂	А₁А₁А₂А₂	А₁А₁А₂а₂	А₁а₁А₂А₂	А₁а₁А₂а₂
А₁ а₂	А₁А₁А₂а₂	А₁А₁а₂а₂	А₁а₁А₂а₂	А₁а₁а₂а₂
а₁ А₂	А₁а₁А₂А₂	А₁а₁А₂а₂	а₁а₁А₂А₂	а₁а₁А₂А₂
а₁ а₂	А₁а₁А₂а₂	А₁а₁а₂а₂	а₁а₁А₂а₂	а₁а₁а₂а₂

Серед 16 комбінацій потомства - 1 частина рослин з незабарвленим насінням, тобто 1/16, що становить 6,25% (співвідношення - 15 частин з забарвленим насінням : 1 частина з білим).

Відповідь. Імовірність появи рослин з незабарвленим насінням - 6,25%.

В разі некумулятивної полімерії ступінь прояву ознаки (експресивність) не змінюється в залежності від кількості домінантних генів (просто певна ознака або проявляється, або ні).

Задачі для самостійного опрацювання

1. Припустимо, деякий домінантний ген А детермінує сіре забарвлення особин, домінантний ген В - жовте забарвлення. При схрещуванні сірих і жовтих особин між собою все потомство виявилося брунатним. Яким буде розщеплення в F₂ від схрещування гібридів F₁ якщо комбінація генів а і b забезпечує біле забарвлення?

2. Все потомство від схрещування двох різних сортів білоквіткового запашного горошку виявилося червоноквітковим. Яким буде потомство від схрещування гібридів F₁ з рослинами вихідних сортів?

3. Схрестили між собою сірих мишей. У потомстві виявилося 109 сірих, 71 чорних і 7 білих мишенят.

а) Визначте генотипи батьків і форму взаємодії генів.

б) Яке потомство можна одержати від схрещування вихідної форми сірих мишей з білими?

4. Рецесивний ген (с) зумовлює альбінізм, а його домінантний алель (С) - пігментацію шерсті мишей. Алелі (А) і (а) зумовлюють розподіл пігменту вздовж волосини: а - рівномірний (тоді пігментація однорідна чорна), А - нерівномірний (кожна чорна волосина має недалеко від кінчика кільце жовтого пігменту, утворюється сіре забарвлення шерсті).

а) Якими будуть фенотипи потомства від схрещування мишей з генотипами СсАа і ССаа; ССаа і ссАА; СсАа і ссаа?

б) Визначте генотипи батьків, якщо при схрещуванні між собою сірих мишей в F₁ відбулося таке розщеплення: 86 сірих, 29 чорних та 38 білих нащадків. Якій формулі відповідає це розщеплення?

5. Для курей характерні чотири форми гребеня, що залежить від взаємодії двох пар генів. Ген Р детермінує горохоподібний, ген R - трояндоподібний гребені. У присутності обох домінантних генів утворюється горіхоподібний гребінь. Сукупність лише рецесивних алелів цих генів забезпечує розвиток простого листоподібного гребеня.

а) Яка ймовірність розвитку горохоподібного гребеня у потомства від схрещування між собою птахів з горіхоподібним і листоподібним гребенями?

б) Яка ймовірність розвитку у потомства горіхоподібного гребеня при схрещуванні між собою птахів з горіхоподібним гребенем, якщо вони дигетерозиготні?

в) Яке потомство можна отримати, якщо схрещувати між собою птахів з трояндоподібним гребенем?

6. Забарвлення пір'я у деяких порід курей забезпечується домінантними алелями двох пар генів, якщо вони обидва присутні в генотипі особини. Окремо вони, а також рецесивні алелі цих генів обумовлюють білий колір пір'я. Визначте генотипи батьків, якщо в потомстві від їх схрещування одержали 72 білих та 24 забарвлених курчат.

7. У собак породи кокер-спаніель ген А детермінує руду масть, ген В - брунатну, сумісна дія цих незчеплених генів А і В - чорну, а їх рецесивних алелів (а і b) - світло-жовту. При схрещуванні рудих гетерозиготних самок з брунатними гетерозиготними самцями одержано 40 цуценят. Скільки серед них світло-жовтих?

8. Дикий тип дрозофіл має темно-червоні очі. Схрестили між собою дві різні лінії з яскраво-червоними очима і одержали потомство з темно-червоними очима. У поколінні F₂ відбулося розщеплення: 135 мух з темно-червоними і 105 - з яскраво-червоними очима.

а) Визначте генотипи батьків і гібридів першого і другого поколінь.

б) Якій формулі відповідає розщеплення, що відбулося в F₂?

9. Існує декілька форм глаукоми дорослих, що визначаються незчепленйми генами. Одна з форм детермінується домінантним аутосомним геном, друга – рецесивним аутосомним геном іншої пари.

а) Визначте можливі генотипи хворих батьків, якщо п'ятеро їх дітей успадкували глаукому, а п'ятеро інших не мали аномалії зору.

б) Які були ймовірні генотипи батьків, якщо серед їх п'ятьох дітей четверо не мали вказаної аномалії зору?

10. Нормальний слух людини забезпечується сумісною дією двох домінантних незчеплених між собою генів D і Е, з яких D - визначає розвиток завитки, Е - слухового нерва. Рецесивні алелі цих генів d і e визначають одну з форм спадкової глухоти.

а) Які діти можуть народитися в сім'ї дигетерозиготних батьків з нормальним слухом?

б) Які діти можуть народитися в сім'ї, де один з батьків глухий внаслідок аномалії завитки, другий - внаслідок аномалії слухового нерва (обоє гетерозиготні)?

в) У подружжя восьмеро дітей, серед яких двоє глухі внаслідок аномалії завитки, двоє - внаслідок аномалії слухового нерва, двоє мають нормальний слух, двоє - глухі внаслідок обох аномалій. Які генотипи батьків і дітей?

11. Біла і червона пігментація насіння пшениці залежить від трьох пар полімерних генів. Рослина з генотипом а₁а₁а₂а₂а₃а₃ має біле насіння. Наявність домінантних генів зумовлює червоне забарвлення, інтенсивність якого пропорційна кількості цих алелів. Схрестили між собою рослини з червоним і білим насінням і у F₂ отримали потомство у співвідношенні: 63 частини з червоним насінням і 1 частину - з білим. Які генотипи вихідних і гібридних (F₁) форм?

12. Пігментація шкіри у людини визначається п'ятьма-шістьма парами полімерних генів. Для представників негроїдної раси характерною є наявність у генотипі лише домінантних алелів, європеоїдної раси - лише рецесивних. Мулати мають проміжну пігментацію і відповідні комбінації домінантних і рецесивних алелів.

а) Напишіть генотипи представників негроїдної та європеоїдної рас.

б) Визначте ймовірність народження дитини з чорною шкірою від шлюбу тригетерозиготних мулатів.

в) Яка ймовірність народження дитини з чорною шкірою, якщо мати - дигетерозиготна мулатка, батько тетрагетерозиготний мулат?

г) 3 якою ймовірністю слід очікувати народження дитини з чорною шкірою в сім'ї дигетерозиготної жінки-мулатки і тригетерозиготного за генами пігментації чоловіка?

д) Жінка європеоїдної раси взяла шлюб з мулатом. Чи може народитися в їх сім'ї дитина-негр? Поясніть відповідь.

13. Для зручності припустимо, що різниця в кольорі шкіри людини залежить від двох пар полімерних генів. їх різні комбінації зумовлюють відповідне забарвлення: А₁А₁А₂А₂ - чорна шкіра, а₁а₁а₂а₂ - біла шкіра, будь-які три домінантні алелі забезпечують темне забарвлення, будь-які два - смугляве, один - світле.

а) Яка ймовірність народження світлої дитини у шлюбі смуглявої жінки і білого чоловіка?

б) Визначте генотип матері, якщо вона смуглява, чоловік - білий, а серед двох дітей одне - смугляве і одне - біле.

в) Визначте генотипи батьків декількох сімей, якщо жінки світлі, їх чоловіки смугляві, а серед великої кількості потомків відбулоя таке розщеплення: 1/8 - темних, 3/8 - смуглявих, 3/8 - світлих, 1/8 - білих дітей.

г) Яка ймовірність народження темної дитини від шлюбу білого чоловіка і чорної жінки?

14. В основі виникнення гастриту є полігенне успадкування. Припустимо, розвиток хвороби контролюється двома парами полімерних генів.

а) Яка ймовірність народження дитини без схильності до розвитку гастриту, якщо мати хвора і при цьому дигетерозиготна, а батько гетерозиготний за однією парою генів?

б) Обоє батьків страждають гастритом. Ймовірність народження в них дитини без спадкової схильності до розвитку гастриту становить 6,25%. Визначте генотипи батьків.

15. Зріст людини є полігенною ознакою і кодується кількома парами полімерних генів, припустимо трьома, і при цьому знехтуємо факторами середовища. Припустимо, що в деякій популяції найвищий зріст людини 180 см, при цьому вона є домінантною дигомозиготою, найнижчий - 150 см і в генотипі - усі рецесивні алелі.

а) Визначте зріст гетерозиготної, дигетерозиготної, тригетерозиготної людини.

б) Обоє подружжя мають середній зріст. Яка ймовірність народження в їх сім'ї низькорослої дитини? Який буде її зріст?

в) В сім'ї четверо дітей, зріст яких 155 см, причому їх мати низькоросла, має зріст 150 см. Визначте генотип батька та його зріст.

г) Від шлюбу низькорослої жінки з чоловіком середнього зросту народилося четверо дітей, зріст яких 150, 155, 160 та 165 см. Визначте генотип.їх батька та його зріст.

17. Припустимо, що ріст рослини залежить від чотирьох пар полімерних генів і що кожен з домінантних генів у генотипі рослини зумовлює збільшення висоти на 1 см. Рослина з усіма рецесивними генами в генотипі має висоту 10 см. Схрестили між собою тетрагетерозиготні рослини. Визначте висоту вихідних форм, а також найвищих і найнижчих нащадків.

18. Після схрещуваня зелених папужок отримали 56 зелених, 19 синіх, 18 жовтих і 6 білих папужок. У папужок-нерозлучни-ків домінантний ген А обумовлює синій колір пір'я, а домінантний ген В - жовтий. Ці гени локалізовані в різних парах автосом. Наявність двох домінантних генів обумовлює зелений колір, а рецесивні алелі обох генів - білий. Визначити генотипи батьків і потомства.

19. У кролів в одній з хромосом є локус С, представлений серією множинних алелей, які визначаються забарвленням шерсті. Ці алелі розміщуються в певному порядку домінантності: С (агуті) > С^ch (шиншила) > С^h (гімалайський) > С (альбінос). Різним фенотипам відповідають наступні генотипи: СС, Сс^сh, Cc^h, Cc – дикий тип, с^chc – шиншилове забарвлення, с^chc^ch, с^chc^h – світло-сіре забарвлення, с^hc^h, с^hc – гімалайське забарвлення, сс – альбінос. Самка дикого типа схрещена з самцем гімалайського забарвлення. В потомстві спостерігалося розщеплення: 41 дикого типа, 19 гімалайських та 21 альбінос. Вказати ймовірні генотипи обох батьківських форм і нащадків. Яким буде потомство від схрещування шиншили і альбіноса; особин дикого типу і альбіноса? Скільки може бути різних генотипів за участю цих алелів?

20. У кішок є серія множинних алелів за геном С, який визначає колір шерсті: С – дикий тип, С^S– сіамськи кішки (кремові з чорними вухами і чорними лапками), с – білі кішки з червоними очами (альбіноси). Кожний з алелів повно домінує над наступним (С > C^S >c). Від схрещування сірої кішки з сіамським котом народилося два кошеня: сіамський та альбінос. Які ще фенотипи могли б вищепитися в цьому схрещуванні? Яке розщеплення слід очікувати в потомстві від схрещування даного сіамського кота з білою червоноокою кішкою?

21. Сімейна гіперхолестеринемія успадковується як аутосомно-домінантна ознака. У гетерозигот це захворювання виражено у високому вмісті холестерина в крові. У гомозигот, крім того, розвиваються ксантоми (доброякісна пухлина) шкіри та сухожиль, атеросклероз. Визначити можливий ступінь розвитку гіперхолестеринемії у дітей в сім’ї, де обидва батьки мають лише високий вміст холестерину в крові. Визначити ймовірність народження дітей з аномалією та ступінь її розвитку в сім’ї, де один з батьків, крім високого вмісту холестерина в крові має розвинені ксантоми і атеросклероз, а інший нормальний у відношенні ознаки, що аналізується.

22. При схрещуванні двох білоквіткових форм запашного горошку потомство опинилося пурпурним, а в F₂ відбулося розщеплення у відношенні: 9 пурпурних : 7 білоквіткових форм. Визначити фенотипи потомства F₂.

23. Бетсон і Пеннет знайшли утворення нових ознак при аналізі форми гребня у курей. Автори схрещували півня з трояндоподібним гребенем з куркою, яка має горіхоподібний гребінь. В F₁ всі курки мали нову форму гребня – горохоподібну, а в F₂, одержаному від схрещування півнів і курей з горіхоподібними гребінцями, відбулося розщеплення.

Визначити розщеплення в F₂ за фенотипом у курей.

24. При схрещуванні чорної крольчихи з білим кролем всі кроленята першого покоління опинилися чорними. При зворотньому схрещуванні гібридів першого покоління з білим батьком одержано 18 білих і 7 чорних тварин. Як успадковується даний тип забарвлення шерсті у кролів?

Розділ 7

Генетика популяцій

Термін "популяція" вперше запропонував датський вчений Йогансен. Існують різні тлумачення поняття "популяція".

Найчастіше зустрічається визначення, що популяція - це сукупність особин одного виду, які тривалий час (декілька поколінь) населяють певний ареал, вільно схрещуються між собою, дають плодовите потомство і в певній мірі, відмежовані від сусідніх популяцій.

Кожна популяція має екологічну характеристику, це величина ареалу, чисельність особин, віковий і статевий склад. Крім того, популяція характеризується певною сукупністю генотипів (генофонд). Генетичний поліморфізм популяції забезпечується "вільним схрещуванням, міграцією особин та мутаціями. В популяції знаходяться як гомозиготні (за домінантною або рецесивною ознакою), так і гетерозиготні особини. Характерно, що в кожному наступному поколінні кількість рецесивних гомозигот не зменшується. Пояснення цього явища математично обгрунтували Дж. Харді і В. Вайнберг в 1908 році. Вони довели, що в ідеальній популяції співвідношення генотипів АА, Аа і аа залишається постійним. Ідеальною популяцією прийнято вважати безкінечно велику популяцію, яка характеризується вільним схрещуванням, відсутністю мутацій за даним геном, відсутністю міграцій із популяції в популяцію, відсутністю добору (за даним геном).

Виведемо цей математичний вираз на прикладі популяції, в якій кількість домінантних і рецесивних алелей однакова і складає по 0,5. Позначимо частоту зустріваності домінантного алеля через р, а рецесивного - через q.

Підставимо частоти алелей у решітку Пеннета: F₁

♂

♀

0,5 p (A) 0,5 q (a)

0,5 p (A)

0,5 q (a)

0,25 p (AA) 0,25pq (Aa)

0,25pq (Aa) 0,25 q (aa)

Запишемо загальний результат:

1. 0,25 p (AA) + 0,5 pq (Aa) + 0,25 q (aa)

Спростивши цей вираз отримаємо формулу:

2. р² + 2pq + q² , яка нагадує формулу бінома Ньютона (р + q)² = 1. Звідси, сума алелей р + q = 1. Отже, знаючи частоту одного алеля в популяції, можемо визначити частоту другого алеля за формулами:

3. р = 1 - q;

4. q = l - p.

Далі, знаючи величини домінантних і рецесивних алелей, можемо розрахувати співвідношення особин в популяції, підставивши значення в формулу 2 і прийнявши загальну кількість особин за 1 або за 100%.

Таким чином, за формулою Харді-Вайнберга можна визначити насиченість популяції тим чи іншим геном і розрахувати генетичну структуру популяції (АА, Аа і аа).

Приклад 1.

В популяції диких кролів, яка нараховує 4900 особин зустрічається 49 білих кролів. Розрахувати концентрацію алеля А (сіре забарвлення) і алеля а (біле забарвлення) і кількість гетерозигот в популяції.

Розв'язок: Позначимо концентрацію гена А через р, а гена а через q.

Спочатку розрахуємо частоту алеля a:

49 1

q = ----- = ----- = 0.1

4900 100

Підставивши значення q в формулу 3, визначимо величину р:

p= l – q = 1 - 0,1 = 0,9

Маючи величини р і q, розрахуємо частоту гетерозигот в популяції:

2 pq = 2 х 0,9 х 0,1 = 0,18 = 18%.

Якщо популяція нараховує 4900 особин, то кількість гетерозигот буде:

4900 - 100%

2pq - 18%

2 pq (Aa) = 4900 х 18 = 882 особини.

100

Відповідь: концентрація в популяції алеля а складає 10%, алеля А- 90%, кількість гетерозигот - 882 особини.

Розв'яжемо ще одну задачу, коли відома концентрація домінантного алеля.

Приклад 2.

Коротконогість у курей успадковується як аутосомно-домінантна ознака і зустрічається з частотою 0,7. Визначити число гетерозиготних курчат в штучній популяції, яка складається із 3000 особин.

Пропонуємо скорочений запис розв'язку:

Дано:

р (А) - 0,7 Визначимо частоту рецесивного алеля:

n (кур)-3000 q= 1 - р= 1 - 0,7 = 0,3

Розрахуємо частоту гетерозиготних особин:

2pq(Aa) - ? 2 pq = 2 х 0,7 х 0,3 = 0,48

Відносно до даної популяції, це складає: 0,48 х 3000 = 1 440 курей.

Відповідь; В популяції із 3000 курчат гетерозиготними є 440 коротконогих особин.

Задачі для самостійного опрацювання

1. В панміктичній популяції великої рогатої худоби було знайдено 245 комолих тварин і 24 рогатих. Комолість у великої рогатої худоби - домінантна ознака (А), рогатість - рецесивна (а). Визначте частоту алелей А і а і генотипів АА, Аа і аа в даній популяції.

2. У великої рогатої худоби породи шортгорн генотип RR має червону масть, Rr - чалу, а гг - білу. В цій породі було зареєстровано 4169 червоних тварин, 3 780 чалих і 756 білих. Визначте частоти алелей R і г, відобразивши їх в %.

3. Альбінізм у жита успадковується як аутосомно-рецесивна ознака. На обстеженій ділянці серед 84 000 рослин виявлено 210 рослин-альбіносів. Визначте генетичну структуру популяції жита.

4. Вибірка з рослин лютика складається з 50 гетерозигот - Аа. Ген А обумовлює строкатість листя, а ген а – рівномірність забарвлення. Визначте частоти домінантних і рецесивних алелей в цій штучній популяції.

5. У штучній популяції дрозофіл чорноокі особини складають 20%. Визначте число коричневооких мух, якщо коричневе забарвлення очей детермінується рецесивним алелем.

6. У штучній популяції дрозофіл коричневоокі особини складають 80% (коричневі очі - рецесивна ознака). Визначте генетичну структуру популяції мух.

7. В одного із сортів жита альбіноси зустрічаються з частотою 0,0036. Визначте концентрацію домінантних і рецесивних алелей і генетичну структуру популяції.

8. Синдром Сьогрена-Ларсена успадковується за аутосомно-рецесивним типом. У північній Швеції частота хворих становить 8,3 : 100 000. За якою формулою можна визначити частоту гетерозигот в північній Швеції?

9. В популяції каракульських овець за геном безвухості зареєстровано таке співвідношення особин: 729 АА: 111 Аа : 4 аа. Чи відповідає це співвідношення закону Харді-Вайнберга?

10. Чи відповідає формулі Харді-Вайнберга таке співвідношення гомо- і гетерозигот в популяції: 239 АА : 79 Аа : 6 аа?

11. У популяції, що підпорядковується закону Харді-Вайнберга, частота алелів А та а відповідно дорівнює 0,3 та 0,7. Визначте % гомозигот за цими генами. Чи змінюється він після однієї генерації, протягом якої гібриди схрещувалися лише з гібридами?

12. В популяції собак міста було знайдено 245 тварин коротконогих і 24 з нормальними ногами (коротконогість - домінантна ознака). Визначте частоти домінантного і рецесивного алеля і співвідношення генотипів в популяції.

13. Альбінізм загальний успадковується як аутосомна рецесивна ознака. Хвороба зустрічається з частотою 1 : 20 000. Визначте частоту гетерозигот в популяції.

14. Зустрічаємість людей з аутосомно-рецесивною ознакою рівна 0,25. Яка частота гомозиготних носіїв домінантного алеля.

15. Аналіз популяції показав, що зустрічаємість людей, які несуть аутосомно-рецесивну ознаку, рівна 0,04. Яка частота гетерозигот в цій популяції?

16. Група крові системі MN (M, N, MN) залежить від кодомінантних генів C^M і C^N. Частота гена C^Mу білого населення США – 54%, у індіанців – 78%, у ескімосів Гренландії – 91%, а у австралійських аборигенів – 18%. а) Визначте частоту груп кровіM, N, MN в цих популяціях. б) В якій із популяцій найвища ймовірність шлюбу між гетерозиготами?

18. В південноамериканських джунглях живе популяція аборигенів чисельністю 127 чоловік (включаючи дітей). Частота групи крові М тут складає 64 %. Чи можна вираховувати частоти груп крові N і MN в цій популяції за законом Харді-Вайнберга?

19. Хворі на фенілкетонурію діти народжуються з частотою 1 на 10 тисяч новонароджених. Визначте: а) процент носіїв гена фенілкетонурії; б) ймовірність вступу до шлюбу носіїв гена фенілкетонурії; в) ймовірність народження хворої дитини у носіїв гена фенілкетонурії.

20. До лікаря-генетика звернулись наречені з питанням: ”Як розрізнятимуть кольори їх майбутні діти”? Наречений і наречена розрізняють кольори нормально але батько нареченого і батько нареченої – дальтоніки. а) За яким типом успадковується дальтонізм? б) Напишіть генотипи нареченої і нареченого. в) Напишіть гентичну формулу шлюбу і ймовірні генотипи і фенотипи дітей у цьому шлюбі.

21. Аніридія успадковується за аутосомно-домінантним типом і зустрічається з частотою

1:10 000. Які генотипи мають хворі люди і яку частку популяції вони складають?

Розділ 8

Популяційна структура людства

Із популяцій складаються не тільки види тварин і рослин, але й вид Homo sapiens. М.П.Бочков пише: "В генетиці людини популяцією можна вважати групу людей, проживаючих на одній території вільно вступаючих в шлюб". Перешкоди для шлюбу можуть бути географічні, соціальні, релігійні та інші. Популяції людей поділяються на деми та ізоляти. Деми нараховують від 1500 до 4000 чоловік і характеризуються високою частотою родинних шлюбів (80 - 90%). Ізоляти нараховують не більше 1500 чоловік і родинні шлюби тут ще частіші (більше 90%). Основну масу людства можна розділити на великі популяції, які мають певні характеристики. Так, демографічною характеристикою кожної з людських популяцій є чисельність населення, величина території, густина проживання, віковий склад, співвідношення за статтю, тощо. Популяції людей мають свою генетичну характеристику або генофонд, який являє собою сукупність всіх генотипів окремих особин. Генофонд популяцій постійно змінюється за рахунок мутаційного процесу, міграцій населення, дрейфу генів і таке інше. Але завдяки дії стабілізуючої форми природного добору підтримується певна рівновага в генофонді, тобто спостерігається тенденція до відносного збереження співвідношення частоти домінантних і рецесивних алелей із покоління в покоління, що відповідає закону Харді-Вайнберга. Це використовується в медико-генетичній практиці для розрахунку насиченості популяції тим чи іншим алелем, особливо коли цей ген є патологічним. За законом Харді-Вайнберга можна визначити число гетерозиготних носіїв певного рецесивного апеля, і взагалі, розрахувати співвідношення генотипів в любій популяції. Цей метод дістав назву популяційно-статистичного і широко використовується в роботі медико-генетичних консультацій.

Приклад 1. Нехай, в місті Р, при обстежені виявлено 84% людей з резус-позитивним фактором (аутосомно-домінантна ознака) і 16% з резус-негативною кров'ю. Маючи ці дані, ми зможемо визначити концентрацію домінантного і рецесивного алелів і частоту гетерозигот в популяції. Частоту домінантного гена позначимо через р, а рецесивного - через q. За умовою q² = 16%, отже q = 0,16 = 0,4. Маючи q, розрахуємо р: р = 1 - q = 1- 0,4 = 0,6. Після цього можемо визначити частоту гетерозиготних особин:

2 pq = 2 х 0,4 х 0,6 = 0,48. Отже, із 84% особин, які мають резус-позитивну кров, гетерозиготи складають 48%.

Приклад 2. Короткопалість успадковується як аутосомно-домінантна ознака, яка зустрічається у людей з частотою 1 : 10000. Визначити число гетерозиготних носіїв цього гена в популяції, яка складається із 1000000 жителів.

Дано: Розв'язок:

р²+ 2pq = 1:10000 Визначимо частоту рецесивних гомозигот:

n = 1000000 q² = - (р² + 2pq) = 1 - 1/1000= 0,9999.

2 pq - 1? Звідси, q = 0,9999 = 0,9999

Тоді р = 1 - 0,9999 = 0,0001

Тепер визначимо частоту гетерозигот:

2 pq = 2 х 0,9999 х 0,00001 = 0,0002.

Відповідь: В популяції із 1000000 жителів кількість гетерозигот становитиме 200 чоловік (1 000 000 х 0,0002).

Задачі для самостійного опрацювання

1. В популяції міста К. кароокі індивіди складають 64%, блакитноокі 36%. Відомо, що карі очі (А) домінують над блакитними (а). Виходячи з припущення, що популяція людей міста К. є ідеальною, визначте генотипову структуру популяції.

2. На одному острові з населенням 25000 чоловік зареєстровано 2 випадки хворих алкаптонурією (алкаптонурія - аутосомно-рецесивна ознака (спадкове порушення обміну тирозину). Визначте кількість гетерозигот в популяції острова.

3. Одна з форм фруктозурії (незасвоєння фруктози та підвищений вміст її в сечі) успадковується як аутосомно- рецесивна ознака і зустрічається з частотою 0,000007. Визначити частоту гетерозигот в популяції.

4. Фенілкетонурія (незасвоєння амінокислоти фенілаланіну) успадковується як аутосомно-рецесивна ознака і зустрічається з частотою 1:14 000. Визначте генетичну структуру популяції.

5. В Японії кількість людей з резус-негативною кров'ю складає 1% (резус-фактор успадковується як аутосомно-домінантна ознака). Визначте частоти домінантного і рецесивного алелів і кількість гетерозигот серед японців з резус-позитивною кров'ю.

6. В Європі частота резус-негативних людей складає 14%, а в Японії всього 1%. Визначте, де буде більше гетерозиготних носіїв - серед європейців, чи серед японців?

7. В популяції дункерів (секта в Пенсільванії) концентрація в крові алеля М дорівнює 0,55. Визначте частоту алеля N і процентне співвідношення генотипів MM : MN і NN.

8. М'язева дистрофія відноситься до хвороб з аутосомно-домінантним типом успадкування і зустрічається з частотою 1 : 28000. Визначте частоту гетерозигот в популяції.

9. Множинний поліпоз товстої кишки успадковується як аутосомно-домінантна ознака і зустрічається в популяції людей з частотою 1 : 30000. Визначте генетичну структуру міста з населенням 600000 за даним геном.

10. Мікроцефалія (недорозвиненість півкуль переднього мозку) успадковується як аутосомно-рецесивна хвороба. В місті К. з населенням 500000 чоловік зареєстровано 25 випадків народження таких дітей. Визначте число гетерозигот в цьому місті.

11. У популяції італійського населення одного з американських міст у період між 1928 та 1942 роками народилось близько 26 000 дітей, з яких 11 були гомозиготними за рецесивним геном t, що спричиняє таласемію Кулі (гемолітичну анемію). а) Визначте частоту алелей Т і t. б)Визначте генетичну структуру популяції (частоту генотипів ТТ, tt та tt).

12. У популяції Аляски спадкова метгемоглобінемія трапляється з частотою 0,09%. Це рецесивна форма захворювання. Визначте частоту алелей А та а у цій популяції та частоту гетерозиготних носіїв гена метгемоглобінемії.

13. Глухонімота пов'язана з вродженою глухотою, яка заважає нормальному засвоєнню мови. Успадкування аутосомно-рецесивне. Середня частота захворювання для Європейських країн складає приблизно 2 : 10000. Визначте ймовірну кількість гетерозигот в популяції, яка нараховує 8000000 жителів.

14. Подагра зустрічається приблизно у 2% людей і успадковується як аутосомно-домінантна ознака. Скільки серед хворих є гетерозигот?

15. В одній панміктичній популяції частота алеля q складає 0,3, а в іншій - 0,8. В якій популяції більше гетерозигот?

16. Одна з форм фруктозонурії (послаблене засвоєння фруктози і збільшений зміст її у сечі) проявляється субклінично. Дефекти обміну знижуються при виключенні фруктози з їжи. Захворювання успадковуються аутосомно-рецесивно і зустрічається з частотою 7/1000000. Визначте ймовірність гетерозигот у популяції.

17. Алькаптонурія характеризується забарвленням хрящових тканин і швидким потемнінням підлуженої сечі. У старості при цій аномалії розвивається артрит. Успадковується як аутосомна рецесивна ознака. Захворювання зустрічається з частотою 1:100000. Розрахувати ймовірність гетерозигот у популяції.

18. Альбінізм у жита успадковується як аутосомна рецесивна ознака. При обстеженні ділянки серед 84000 рослин виявлено 210 альбіносів. Визначте частоту гена альбінізму у жита.

19. В популяції, яка розмножується шляхом вільного схрещування, існує така частота генотипів: 0,4 АА; 0,4 Аа; 0,2 аа. Визначте частоти генотипів АА, Аа і аа в першому поколінні у даній популяції.

20. Розрахувати частоту (р) домінантного алеля і частоту (q) рецесивного алеля в наступних популяціях: 1) 180 особин ММ і 20 особин mm; 2) 60 особин NN і 40 особин nn.

21. Виборка рослин складається з 128 гетерозигот Кk. Визначте частоту (р) К і частоту (q) k у долях одиниці і у відсотках загальної чисельності алелів (К+к).

22. Глухонімота, що пов’язана з уродженою глухотою, перешкоджує нормальному засвоєнню мови. Успадкування аутосомно-рецесивне. Середня частота захворювання коливається в різних країнах. Для європейських країн вона дорівнює приблизно 2:10000. Визначте ймовірну чисельність гетерозиготних за глухонімотою людей у районі, який включає 8000000 чоловік населення.

23. У районі з населенням в 500000 людей зареєстровано 4 хворих алькаптонурією (успадкування аутосомно-рецесивне). Визначте кількість гетерозигот за аналізуємою ознакою у даній популяції.

24. Подагра зустрічається у 2% людей і обумовлена аутосомним домінантним геном. У жінок ген подагри не проявляється, у чоловіків його пенетрантність (ступінь фенотипового проявлення) дорівнює 20%. Визначте генетичну структуру популяції за аналізуємою ознакою, виходячи з цих даних.

25. При обстеженні населення південної Польщі виявлено особин з групою крові ММ-11163, МN-15267, NN-5134. Визначте частоту генотипів M і N серед населення південної Польщі.

26. Анірідія успадковується як домінантна аутосомна ознака і зустрічається з частотою 1:10000. Визначте генетичну структуру популяції.

27. В одному місті з стабільним складом населення протягом 5 років серед 25000 новонароджених зареєстровано 2 хворих фенілкетонурією, яка успадковується за аутосомно-рецесивним типом. Визначте кількість гетерозигот за фенілкетонурією серед населення даного міста.

28. Визначте частоту аутосомного домінантного гена S (поява у кішок білих плям на тілі, білого трикутника на шиї і білих кінчиків лап), якщо з 420 кішок, які зустрічалися на вулицях і дворах, 350 мали білий “воротничок”.

Розділ 9

Аналіз родоводів

Основним методом вивчення характеру успадкування ознак є гібридологічний аналіз. Але в генетиці людини його не можна використовувати, оскільки проведення схрещувань для вивчення успадкування ознак для людини є неможливе. Тому в антропогенетиці застосовують специфічний метод-аналіз родоводів, або генеалогічний метод. Для складання родоводу використовуються спеціальні символи (мал.1).

	чоловік
	жінка
	стать не вияснена
	власник ознаки, що вивчається
	дизиготні (різнояйцеві) близнюки
	монозиготні (однояйцеві) близнюки
	шлюб чоловіка з двома жінками
	гетерозиготний носій рецесивного гена, що вивчається
	шлюб
	родинний шлюб
	батьки,
	діти і порядок їх народження
	інтерсекс
	дитина з вадами розвитку.

Мал. 1. Символи, які найчастіше використовуються при складанні родоводів людини

Персона, з якої починають складання родоводів, називається пробандом. Якщо родовід складається таким чином, що від пробанда спускаються до потомства, то його називають генеалогічним древом (генеалогія); якщо від пробанда простежують успадкування до батьків та інших більш віддалених предків, такий родовід називається таблицею предків. Генеалогії більш зручні для генетичного аналізу, тому що в цьому випадку все потомство походить від однієї подружньої пари. При аналізі родоводів можна визначити, чи успадковується певна ознака, і якщо успадковується, то як – за домінантним чи рецесивним типом. Для визначення кількісних співвідношень при розщепленні аналізують декілька подібних родоводів. Дуже часто в якості ознаки, що вивчається, у людини фігурує те чи інше захворювання. В усіх випадках захворювання спостерігається в кожному поколінні; кожний хворий має хоча б одного батька з тією ж самою ознакою. Це риси успадкування домінантних ознак.

На мал. 2 зображені родоводи, домінантними аномаліями в кожній з яких пробанд – носій певної аномалії.

На малюнку 3 зображені родоводи, для яких характерний інший тип успадкування. Ознаки, які аналізуються, в деяких поколіннях не зустрічаються, хоч в попередніх вони були. Відбувається немов би “перестрибування” ознаки через покоління. Діти, які мають ознаку, що аналізується, можуть з’явитися у батьків, які такої ознаки не мали. Це характерні риси успадкування рецесивних ознак.

Мал. 3.Приклад родоводів людини з рецесивними ознаками

Поява одного або двох здорових дітей в сім’ї ще не виключає можливості появи хворої, якщо батьки гетерозиготні. Це змушує одночасно аналізувати декілька родоводів з тією ж самою ознакою.

Для аналіза кількісних закономірностей підсумовують декілька генеалогій, а матеріал обробляють статистично. Для людини, на відміну від рослин і тварин, походження яких відомо, труднощі складаються в доказі генотипової однорідності батьків – родоначальників генеалогій. На малюнку 4 зображені 2 генеалогії.

Мал. 4. Родоводи людини, на яких можна провести кількісний аналіз розщеплення

При розгляданні їх помітно, що в потомстві хворих батьків майже завжди з’являються хворі діти, причому у кожного хворого хоча б один з батьків обов’язково хворий. Отже, хвороба, що аналізується, успадковується як домінантна ознака. Для аналіза кількісних співвідношень при розщепленні необхідно підсумовувати нащадків в шлюбах хворого та здорового батьків. В генеалогіях на малюнку 4 таких шлюбів 11. Але в двох родоначальних шлюбах походження хворих невідомо, були чи ні їх батьки хворими або здоровими; тому для вирівнювання матеріалу їх з аналіза виключають.

В дев’яти шлюбах, де точно відомо, що хворий батько походить від шлюба хворого і здорового (тобто гетерозиготний), налічується 16 хворих та 16 здорових дітей. Це співвідношення точно співпадає з відношенням 1 : 1, тобто відповідає співвідношенню при схрещуванні Аа х аа.

Вивчення успадкування рецесивних ознак більш важке, оскільки в цьому випадку можливе “перестрибування” ознаки через покоління, тобто складається враження раптової появи ознаки. Зручні для цієї мети генеалогії з родинними шлюбами. Ймовірність того, що родичі мають в гетерозиготному стані однакові гени, значно більша, ніж у неродичів. Отже, ймовірність появи рецесивних гомозигот в родинних шлюбах також збільшується.

На малюнку 5 показана генеалогія, в якій є декілька родинних шлюбів, і в деяких з них з’являються діти з рецесивною ознакою, яка дуже рідко зустрічається – міоклонічною епілепсією.

Мал. 5. Родовід сім’ї з рецесивною аномалією (міоклонічна епілепсія)

Приклади розв’язування задач

Задача 1. В наступних сімейних родоводах людини (мал. 6) вказано успадкування тієї ж самої ознаки: здатність визначати смак фенілтіосечовини (ФТС). Цю ознаку легко визначити у кожної людини: одні скажуть, що ФТС гірка, інші – без смаку. Визначити, як успадковується ця ознака за кожним окремим родоводом, а потім перевірити за всіма п’ятьма родоводами. Після цього вказати генотипи всіх персон.

Мал. 6. Родоводи людини з урахуванням ознаки: здатність
визначити смак фенілтіосечовини (до задач 1-3)

Розв’язання.

Аналізуючи родоводи, розмірковуємо таким чином. Ознака, яка досліджується, не може бути домінантною, тому що вона з’являється у дітей батьків, які цю ознаку не мали. Ознака не зчеплена із статтю, оскільки вона спостерігається у особин обох статей. Отже, ген, що контролює здатність розрізняти смак фенілтіосечовини, є рецесивним аутосомним.

Тепер аналізуємо кількісні закономірності розщеплення за подібними родоводами. Спочатку підсумовуємо кількість нащадків з ознакою та без неї у перших двох родоводах, де один з батьків розрізняє смак ФТС, а інший – ні. Внаслідок нечисельності цих родин можна говорити лише про приблизне співвідношення при розщепленні за цією ознакою. Воно дорівнює 6 : 4 або ≈ 1 : 1. Отже генотипи персон в двох перших родоводах, де один з батьків є власником досліджуваної ознаки, є: Р:аа х Аа. В двох наступних родоводах батьки не розрізняли смак ФТС, а в їх потомстві з’явилися діти з альтернативною ознакою. Кількість нащадків, які не розрізняли смак ФТС, дорівнює 8, а осіб, які цей смак розрізняли – 4, що приблизно дорівнюватиме співвідношенню 3:1. Таким чином, батьки були гетерозиготними за цією ознакою Аа х Аа. В останньому родоводі і батьки, і діти розрізняли смак ФТС, тобто вони були рецесивними гомозиготними за цією ознакою: аахаа.

Задача 2. Якщо жінка №9 вийде заміж за чоловіка №18, то які діти у них будуть? (Див. Задачу 1 та малюнок 6.).

Розв’язання.

Жінка не відчуватиме смак ФТС і є гетерозиготною за данною ознакою (Аа). Чоловік може бути гомо- і гетерозиготним за цією ознакою (АА або Аа). При шлюбі цих людей у випадку гомозиготності чоловіка всі діти не будуть відчувати смак ФТС і Аа х АА; F₁: Аа х АА. У випадку гетерозиготності чоловіка ¾ потомства цієї подружньої пари не будуть відчувати смак ФТС, а ¼ - буде; Аа х Аа; F₁ : 1АА : 2Аа : 1 аа. Отже 3:1

Задача 3. Якщо чоловік №12 жениться на жінці №25, які у них можуть бути діти? (див. Задачу №1 та мал.6).

Розв’язання.

Оскільки здатність визначити смак ФТС – аутосомна рецесивна ознака, то в шлюбі цих людей всі діти також будуть мати цю ознаку: Р : аа х аа; F₁ : аа.

Задача 4. На малюнку 7 представлений родовід однієї родини. Чорний колір символів означає володіння деякою ознакою, яка зустрічається досить рідко. Відомо також, що всі особи, з якими вступили у шлюб представники цієї сім’ї (за виключенням їх родоначальників), самі походили з родин, де ця ознака ніколи не виявлялася. Аналізуючи родовід, визначте характер уцспадкування цієї ознаки (домінантний, рецесивний, зчеплений або незчеплений із статтю і т.д.). вказати генотипи всіх осіб, помічених номерами (коли для цього не вистачить даних, назвіть можливі генотипи і висловіть міркування щодо їх порівняльної ймовірності).

Мал. 7. Родовід людини, з ознакою, що рідко зустрічається

Розв’язання.

Дана ознака не може бути домінантною, інакше вона не з’являлася б у дітей, коли її не було б у батьків. На зчеплення цієї ознаки із статтю вказують наступні факти:

1) Вона виявляється переважно в чоловіків (виключення складають лише жінки 19 та 21, про яких мова йтиме нижче);

2) Вона передається тільки через жінок (від будь-якого нащадка з цією ознакою завжди є прямий шлях через жінок до предка з цією ж ознакою або до вихідної пари).

Припускаємо, що досліджувана ознака успадковується аналогічно дальтонізму, причому родоначальниця сім’ї 1 – гетерозиготний носій відповідного гена. Таке припущення підтверджується тим, що близькородинний шлюб між двоюрідними сібсами (сестрою та братом) 15 та 16 призвів до народження дівчинок 19 і 21 з данною ознакою (очевидно, їх матір 15 була гетерозиготним носієм). Після таких суджень легко можна визначити генотипи вказаних осіб: Р : Х^АХ^а х Х^АУ; №3 – Х^АУ; № 4,6 – Х^аУ; №5 - Х^АХ^а і т.д.

Задача 5. В сім’ї (мал.8) ознака руде волосся успадковується як рецесивна. Яке буде потомство, якщо наступні кузени одружаться: 1 х 5; 2 х 8; 6 х 9; 3 х 11; 1 х 12?

Мал. 8. Родовід сім’ї з урахуванням ознаки рудого забарвлення волосся

Розв’язання.

1) Р : аа х АА → F₁ : Аа – всі з темним волоссям;

2) Р : Аа х АА → F₁ : Аа : АА – всі з темним волоссям;

3) Р : АА х Аа → F₁: АА : Аа – всі з темним волоссям;

4) Р : Аа х Аа → F₁: 1АА :2Аа :1аа – ¾ з темним, ¼ потомство з рудим волоссям;

5) Р : аа х Аа → F₁: 1Аа : 1аа – ½ осіб з темним, ½ - з рудим волоссям.

Задача 6. Розглянути родовід (мал.9) однієї родини, в якій вказаний хід успадкування ліворукості: темні кружальця і квадрати – жінки і чоловіки з цією ознакою, світлі – символізують відсутність цієї ознаки. Визначити, домінантний чи рецесивний ген, що визначає цю ознаку; генотипи людей вказаного родоводу.

Мал. 9. Родовід людини з успадкуванням ліворукості

Розв’язання.

Рецесивність ліворукості помітна на основі того, що від шлюбу осіб (18 і 19), вільних від цієї ознаки, народилася дитина з даною ознакою. Відсутність ліворукості в чисельному потомстві від шлюба правші 9 та лівші 10 свідчить про гомозиготність правші (інакше було б розщеплення). В потомстві левші 1 і правші 2 приблизно половина ліворуких, отже, правша гетерозиготний. Теж саме можна сказати і про правшу 6. Таким чином, встановлюються наступні генотипи членів родини: 1, 4, 6, 7, 10, 12, 15, 17, 28 (всі лівші) – аа, 9 (правша) – АА, всі інші – гетерозиготні (Аа), за виключенням, можливо, одного або кількох праворуких від шлюбу 18 х 19, які можуть мати генотип АА або Аа. Для уточнення цих генотипів треба знати їх нащадків.

Задачі для самостійного розв’язання

1. В наступному сімейному родоводі (мал. 10) зустрічається ознака сива прядка волосся, яка успадковується, як домінантна. Визначте, які нащадки будуть від шлюбу кузенів: 1х5; 2х6; 3х7.

Мал. 10. Родовід сім’ї з урахуванням ознаки
сива прядка волосся (до задачі 1)

2. В родоводі на малюнку 11 власників деякої ознаки символізують темні кружальця і квадрати у жінок та чоловіків. Визначити, домінантний або рецесивний ген цієї ознаки. Що можна сказати про генотипи окремих представників даної родини?

Мал. 11. (до задачі 2)

3. Виясніть за родоводом (мал. 12) характер успадкування (домінантність або рецесивність) ознаки, власники якої відмічені чорним кольором. Вкажіть, де це можливо, генотипи окремих представників.

Мал. 12. (до задачі 3)

4. На малюнку 13 представлений родовід. Темним кольором відмічені особи, які страждають певною спадковою аномалією. Що можна сказати про домінантність або рецесивність гена, який цю ознаку викликає, а також про генотипи окремих представників даної родини?

Мал. 13. (до задачі 4)

5. На основі родоводу (мал. 14) встановіть характер успадкування (рецесивність або домінантність) ознаки, власники якої помічені чорним кольором. Світлі кружальця і квадрати відповідають представникам родини без цієї ознаки. Визначити за можливістю генотипи усіх, хто включений в даний родовід.

Мал. 14. (до задачі 5)

6. В родоводі зі специфічного формою рахіту (мал. 15) вказати можливі генотипи хворих і здорових осіб.

Мал. 15. Родовід зі специфічною формою рахіту

7. На малюнку 16 приведений родовід сім’ї, члени якої страждають захворюванням, зчепленим із статтю. Порівняти його з родолводом на малюнку 15, вказати риси подібності і різниці. Встановити, яким геном, рецесивним чи домінантним, обумовлене захворювання.

Мал. 16. (до задачі 7)

8. Провести аналіз і визначити характер успадкування ознаки за родоводами, представленими на малюнку 17-19

Мал.17.

Ознака –

брахідактілія

Мал.18.

Ознака –

глухонімота

Мал.19.

Аномалія, зчеплена з

Х-хромосомою

9. На малюнку 20 приведена частина родоводу королеви Вікторії, серед нащадків якої більшість страждають гемофілією.

Мал. 20. Частина родоводу англійської королеви Вікторії

Вказати кондукторів гемофілії для кожного покоління.

10. Пробанд страждає нічною сліпотою. Його два брати також хворі. По лінії батька пробанда осіб, що страждають нічною сліпотою, не було. Матір пробанда хвора. Дві сестри і два брати матері пробанда здорові. Вони мають лише здорових дітей. По материнській лінії далі відомо: бабуся хвора, діти здорові, сестра бабусі хвора, а брат здоровий; прадід (батько бабусі) страждає нічною сліпотою, сестра і брат прадіда були хворими; прапрадід хворий, його брат, що має хвору дочку і двох хворих синів, також хворий. Жінка пробанда, її батьки й родичі здорові. Визначити ймовірність народження хворих дітей в сім’ї пробанда.

11. Пробанд має білий локон у волоссях над лобом. Брат пробанда без локона. По лінії батька пробанда аномалії не відмічені. Матір пробанда з білим локоном. Вона має трьох сестер. Дві сестри з локоном, одна без локона. У однієї з тіток пробанда з боку матері син з локоном і дочка без локона, у іншої – син і дочка з локоном та дочка без локона. Третя тітка пробанда з боку матері без локона має двох синів і одну дочку без локона. Дід пробанда по лінії матері і двоє його братів мали білі локони, а ще двоє без локонів. Прадід і прапрадід також мали білий локон над лобом. Визначити ймовірність народження дітей з білим локоном над лобом у випадку, якщо пробанд вступить у шлюб зі своєю двоюрідною сестрою, яка має цей локон.

12. Молоді нормально володіють правою рукою. В сім’ї жінки було ще дві сестри, які нормально володіють правою рукою, і три брати – левші. Матір жінки – правша, батько – лівша. У батька є сестра і брат левші та сестра і два брати правші. Дід по лінії батька правша, бабуся – лівша. У матері жінки є два брати і сестра – всі правші. Матір чоловіка – правша, батько – лівша. Баби і діди з боку матері і батька чоловіка нормально володіли правою рукою. Визначити ймовірність народження в цій сім’ї дітей, що володіють лівою рукою.

13. Пробанд – здорова жінка. Її сестра також здорова, а два брати страждають дальтонізмом. Матір і батько пробанда – здорові. Чотирі сестри матері пробанда здорові, чоловіки їх також здорові. Про двоюрідних сибсів з боку матері пробанда відомо: в одній сім’ї один хворий брат, дві сестри і брат здорові; в двох інших сім’ях по одному хворому брату і по одній хворій сестрі; в четвертій сім’ї – одна здорова сестра. Бабуся пробанда з боку матері здорова, дід страждав дальтонізмом. З боку батька пробанда хворих дальтонізмом не відмічено. Визначити ймовірність народження у пробанда хворих дальтонізмом дітей за умови, якщо вона вийде заміж за здорового чоловіка.

14. Пробанд страждає легкою формою серпоподібноклітинної анемії. Його дружина здорова. Вона має дочку також з легкою формою анемії. Матір і батько пробанда страждали цією ж формою серпоподібноклітинної анемії, інші сібси матері та її батько здорові. У жінки пробанда є сестра, хвора на легку форму анемії, друга сестра померла від анемії. Матір і батько жінки пробанда страждали анемією, крім того відомо, що в батька було два брати і сестра з легкою формою анемії і що в сім’ї сестри батька двоє дітей померли від серпоподібноклітинної анемії. Визначити ймовірність народження дітей з тяжкою формою анемії в сім’ї дочки пробанда, якщо вона вийде заміж за такого ж чоловіка, як її батько.

15. Пробанд має нормальні за забарвленням зуби. У його сестри зуби коричневі. У матері пробанда зуби коричневі, а у батька нормальне забарвлення. Сім сестер матері пробанда з коричневими зубами; а чотири брати – з нормальними. Одна тітка пробанда по лінії матері, яка мала коричневі зуби, вийшла заміж за чоловіка з нормальними зубами. У них троє дітей: дочка і син з коричневими зубами і дочка з нормальними. Два дядьки пробанда по лінії матері одружені з жінками без аномалії в забарвленні зубів. У одного з них два сини і дочка, у іншого – дві дочки і син. Всі вони з нормальними зубами. Коричневі зуби мав дід пробанда по лінії матері, а бабуся по лінії матері мала нормальні зуби. Два брати діда по лінії матері з нормальним забарвленням зубів. Прабабка (матір діда по лінії по лінії матері) і прапрабабка (матір цієї прабабки) мали коричневі зуби, а їхні чоловіки були з нормальним забарвленням зубів. Визначити, які діти можуть бути у пробанда, якщо він вступить у шлюб з жінкою, гетерозиготною за цією ознакою.

16. Пробанд – нормальна жінка – має п’ять сестер, дві з яких є однояйцевими близнюками, дві – двояйцеві близнюки. Всі сестри мають шість пальців на руці. Матір пробанда нормальна, батько – шестипалий, з боку матері всі предки нормальні. У батька два брати і чотири сестри – всі нормальні п’ятипалі. Бабуся по лінії батька – шестипала. У неї було дві шестипалі сестри і одна п’ятипала. Дід по лінії батька і всі його родичі нормально п’ятипалі. Визначити ймовірність народження в сім’ї пробанда шестипалих дітей за умови, якщо вона вийде заміж за нормального чоловіка.

17. Пробанд хворий на вроджену катаракту. Він одружений із здоровою жінкою, має хвору дочку і здорового сина. Батько пробанда хворий на катаракту, а матір здорова. Матір пробанда має здорову сестру і здорових батьків. Дід по лінії батька хворий, а бабуся здорова. Пробанд має по лінії батька здорових рідних тітку і дядька. Дядько одружений на здоровій жінці. Їх три сини (двоюрідні брати пробанда по лінії батька) здорові. Яка ймовірність появи в сім’ї дочки пробанда хворих синів, якщо вона вийде заміж за гетерозиготного за катарактою цього типу чоловіка?

18. Пробанд здоровий. Батько пробанда хворий на бульозний епідермоліз. Матір та її родичі здорові. Дві сестри пробанда здорові, один брат хворий. Три дядька з боку батька та їхні діти здорові; а три дядьки та одна тітка – хворі. У одного хворого дядька від першого шлюбу є хворий син і здорова дочка, а від другого шлюбу хворі дочка й син. У іншого хворого дядька є дві здорові дочки і хворий син. У третього хворого дядьки – два хворих сини і дві хворих дочки. Бабуся по батьку хвора, а дід здоровий, здорові були три сестри та два брати бабусі. Визначити ймовірність народження хворих дітей в сім’ї пробанда за умови, що він одружиться із здоровою жінкою.

19. Пробанд страждає дефектом нігтів і колінної чашечки, а його брат нормальний. Цей синдром був у батька пробанда, а матір була здорова. Дідусь пробанда по лінії батька з синдромом, а бабуся здорова. Батько пробанда має трьох братів і чотирьох сестер, з них два брати і дві сестри з синдромом дефекта нігтів і колінної чашечки. Хворий дядько по лінії батька одружений на здоровій жінці і має двох дочок і сина. Всі вони здорові. Визначити ймовірність народження дітей із захворюванням в родині пробанда, якщо його дружина не буде страждати зазначеними дефектами.

Характер успадкування деяких ознак у людини

Домінант

Рецесив

ЛЮДИНА

Волосся, шкіра, нігті, зуби

Темне волосся

Неруде волосся

Кучеряве волосся

Дуже волосате тіло

Раннє облисіння (домінує у чоловіків)

Біле пасмо волосся

Плямистість (на шкірі і волоссі білі плями)

Нормальна пігментація шкіри, волосся і очей

Чорна шкіра (2 пари генів, домінування неповне)

Іхтіоз (луската шкіра)

Бульозний епідермоліз (чутливість до незначних саден)

Відсутність емалі на зубах

Нормальна шкіра

Очі

Карі

Світло-карі або зелені

Наявність епікантуса

Вроджена катаракта

Короткозорість

Далекозорість

Астигматизм

Глаукома

Аніридія (відсутність райдужної оболонки)

Вроджене зміщення кришталика

Нормальне око

Риси обличчя

Обличчя кругле

Вільні вушні мочки

Товсті губи

Здатність скручувати язик трубочкою

Великі очі

Довгі вії

Широкі ніздрі

Високе і вузьке перенісся

Римський ніс

Наявність ластовиння

Скелет і м'язи

Низький зріст (зумовлений багатьма генами)

Ахондроплазія (карликовість)

Ателіоз (карликовість)

Полідактилія (більше п'яти пальців на руках або ногах)

Світле волосся

Руде волосся

Пряме волосся

Слабковолосате тіло

Нормальний термін облисіння

Здноколірне волосся

Відсутність плямистості

Альбінізм

Біла шкіра

Нормальна шкіра

Нормальний стан

Нормальні зуби

Відсутність потових залоз

Голубі або сірі

Відсутність епікантуса

Нормальний стан

Нормальний зір

Нормальний стан

Нормальне око

Атрофія зорового нерва (ознака, зчеплена зі статтю)

Мікрофтальм

Видовжене

Прирослі вушні мочки

Тонкі губи

Нездатність скручувати язик трубочкою

Маленькі очі

Короткі вії

Вузькі ніздрі

Вузьке і широке перенісся

Прямий ніс

Відсутність ластовиння

Високий зріст

Нормальний стан

Синдактилія (зрощення 2 або більшої кількості пальців)

Брахідактилія (короткопалість)Хрящові екзостози (розростання кісток)

Прогресивна м'язова атрофія

Системи кровообігу і дихання

Спадкова трофедема (хвороба Мілроя)

Групи крові А, В і АВ

Гіпертонія

Нормальний стан крові

Видільна система

Багатокамерні нирки

Ендокринна система

Нормальний стан

Органи травлення

Розширення товстої кишки (хвороба Гіршпрунга)

Нервова система

Здатність відчувати смак фенілтіокарбаміду

Нормальний слух

Нормальний стан

Хорея Гентінгтона

Нормальний стан

Мігрень (головні болі)

Нормальний стан

Дрижачий параліч

Злоякісні пухлини

Нормальний стан

Хвороба Реклінгаузена (нейрофіброматоз)

Нормальний стан

Нормальна кількість пальців

Нормальні пальці

Нормальні пальці Нормальний стан

Нормальний стан

Група крові О

Нормальний тиск

Гемофілія (ознака, зчеплена зі статтю)

Серпоподібно-клітинна анемія

Нормальні нирки

Цукровий діабет

Нормальний стан

Нездатність відчувати смак фенілтіокарбаміду

Вроджена глухота

Спинномозкова атаксія

Нормальний стан

Амавротична ідіотія

Нормальний стан

Фенілкетонурія

Нормальний стан

Пігментна ксеродерма

Нормальний стан

Іліома сітківки

ЗМІСТ

Передмова………………..…………………..…………………..……………3

Розділ 1 Моногібридне схрещування………………..………………………5

Розділ 2 Дигібридне і полігібридне схрещування………………………….14

Розділ 3 Успадкування груп крові і резус-фактора. ………………………26

Розділ 4 Успадкування ознак, зчеплених зі статтю.. ………………………31

Розділ 5 Зчеплення генів. Кроссинговер…………...……………………….,36

Розділ 6 Взаємодія неалельних генів……………….………………………. 41

Розділ 7 Генетика популяцій………………………..………………………. 46

Розділ 8 Популяційна структура людства………….………………………. 49

Розділ 9 Аналіз родоводів………………………..………………………..… 56

Додаток Характер успадкування деяких ознак у людини………………..…66

Середня оцінка розробки

Структурованість

5.0

Оригінальність викладу

5.0

Відповідність темі

5.0

Загальна:

5.0

Всього відгуків: 2

Оцінки та відгуки

Потапова Галина Іванівна 19.01.2023 в 23:54

Дякую!

Загальна:

5.0

Структурованість

5.0

Оригінальність викладу

5.0

Відповідність темі

5.0
Тимофієв Артем Валерійович 17.11.2021 в 17:28

Загальна:

5.0

Структурованість

5.0

Оригінальність викладу

5.0

Відповідність темі

5.0

docx

Завантажити

Зберегти на потім

Додав(-ла)

Лиса Оксана Миколаївна

Пов’язані теми

Біологія, 11 клас, Матеріали до уроків

Додано

31 жовтня 2018

Переглядів

66180

Оцінка розробки

5.0 (2 відгука)

​Збірник задач "​Збірник задач з генетики"

Методика розв’язання задач

Правило 1.

Правило 2.

Правило 3.

Приклади розв’язування задач

Задачі для самостійного розв’язання

Характер успадкування деяких ознак у людини

Волосся, шкіра, нігті, зуби

Очі

Риси обличчя

Додаток Характер успадкування деяких ознак у людини………………..…66

Збірник задач "Збірник задач з генетики"