"Биология. Общие закономерности. 9 класс". С.Г. Мамонтова и др. (гдз)
Типы взаимодействия генов
Вопрос 1.
Доминантными признаками у гороха являются:
1) форма семян — гладкая;
2) окраска семян — желтая;
3) положение цветков — пазушные цветки;
4) окраска цветков — красная;
5) длина стебля — длинные стебли;
6) форма стручка — простые бобы;
7) окраска стручка — зеленая.
Вопрос 2.
Проявление качественных признаков определяется взаимодействием как аллельных, так и неаллельных генов. Нам известно явление доминирования, при котором один аллельный ген полностью подавляет проявление другого. Так, у гороха в гетерозиготном организме (Аа) проявляется желтый цвет семян. При скрещивании черной морской свинки (АА) с белым животным у всех их потомков — гетерозигот (Аа) проявится доминантный признак, отсутствующий у белого родителя.
Развитие признака, как правило, управляется несколькими генами, между которыми возникает определенное взаимодействие. Примером взаимодействия аллельных генов является неполное доминирование, при котором доминантный ген не полностью подавляет действие рецессивного гена; в результате развивается промежуточный признак. При неполном доминировании (вспомните растение ночную красавицу) организмы с генотипами АА имеют красную, Аа — розовую, а растения аа — белую окраску венчика цветка.
При кодоминировании проявляется действие обоих генов при одновременном,их присутствии. Каждый из аллельных генов кодирует определенный белок. У гетерозиготного организма синтезируются оба белка, и в результате проявляется новый признак. Например, группы крови у человека определяются множественными аллелями IA, IB, I0 — Гены IA и IB доминантны, а ген I0 — рецессивен. При взаимодействии генов IA и IB проявляется новый признак, обусловливающий появление IV группы крови IAIB у человека.
При сверхдоминировании у доминантного аллеля в гетерозиготном состоянии отмечается более сильное проявление признака, чем в гомозиготном. У мушки дрозофилы известна рецессивная летальная мутация. Гетерозиготные организмы обладают большей жизнеспособностью, чем доминантные гомозиготные мухи дикого типа.
Но взаимодействуют и неаллельные гены, в результате чего при скрещивании появляются новые признаки. Различают следующие основные виды взаимодействия генов: комплементарность, эпистаз, полимерию.
Вопрос 3.
В развитии количественных признаков играет роль полимерия — явление, при котором несколько пар неаллельных генов участвует в развитии одного признака.
При этом количественные признаки определяются неаллельными генами, действующими на один и тот же признак или свойство. Чем больше в генотипе доминантных генов, обусловливающих какой либо признак, тем ярче он выражается. Было доказано, что проявление таких признаков связано с взаимодействием многих доминантных генов, влияющих на один и тот же признак. Гены такого типа назвали полимерными.
Вопрос 4.
1. Комплементарностъ — явление взаимодополнения генов из разных аллельных пар. Комплементарные (то есть «дополнительные») гены при совместном действии обусловливают развитие нового признака, которого не было ни у одного из родителей. Так, например, при скрещивании двух растений душистого горошка с белыми цветами, имеющих генотипы ААbb и ааВВ, в F1 были получены растения с пурпурными цветками, генотип которых был АаВb. Появление нового признака у гибрида первого поколения объясняется тем, что в его генотипе имеются доминантные аллели обоих генов (А и В).
2. Эпистаз — явление, которое заключается в том, что один ген препятствует проявлению генов из другой аллельной пары. Ген, подавляющий действие другого, называют эпистатическим геном или супрессором. Подавляемый ген называют гипостатическим. Эпистаз бывает доминантным и рецессивным. Чаще всего при этом эпистатическим (подавляющим) действием обладает доминантный ген из другой аллельной пары.
Примером доминантного эпистаза служит формирование окраски у кур:
аллель А обусловливает формирование окраски, а аллель В подавляет формирование окраски.
aaBB, aaBb, aabb – белая окраска (в генотипе отсутствует аллель А),
AAbb, Aabb – окрашенное оперение (в генотипе присутствует аллель А и отсутствует аллель В),
AABB, AABb, AaBB, AaBb – белая окраска (в генотипе присутствует аллель В, который подавляет проявление аллеля А).
Эпистатическим действием рецессивного гена можно объяснить бомбейский феномен - необычное наследование антигенов системы групп крови АВО. Известны четыре группы крови.
В семье женщины с I группой крови (I0 и I0) от мужчины со II группой крови (IA и IA) родился ребенок с IV группой крови (IA и IB), что невозможно и требовало объяснений. При исследовании оказалось, что женщина унаследовала от матери ген IB, а от отца ген I0. Проявлял свое действие только ген I0, и поэтому считалось, что женщина имеет I группу крови. Ген IB был подавлен рецессивным геном х, находящимся в гомозиготном состоянии - хх.
Подавленный ген IB проявил свое действие, и ребенок имел IV группу крови (IA и IB).
3. Полимерия — явление, сущность которого заключается в том, что несколько пар неаллельных генов участвует в развитии одного признака. При накоплении доминантных полимерных генов их действие суммируется. Например, окраска зерен пшеницы может изменяться от бледно-красной до темно-красной, а может и отсутствовать (белые зерна). Генотип растений с неокрашенными зернами был a1а1а2а2а3а3; генотип растений с темно-красными зернами A1A1A2A2A3A3. Генотипы растений с промежуточными типами окраски занимали промежуточные положения (например, A1a1A2a2A3a3.
Изучение взаимодействия и множественного действия генов подтверждает тот факт, что генотип представляет собой целостную исторически сложившуюся систему взаимодействующих генов.
Вопрос 5.
Подобное взаимодействие неаллельных генов носит название комплементарности. Комплементарностъ — явление взаимодополнения генов из разных аллельных пар. Например, у кур гороховидная форма гребня определяется одним доминантным геном, розовидная - другим неаллельным ему, но тоже доминантным геном. Когда эти гены окажутся в одном генотипе, развивается ореховидная форма гребня. В случае, если организм оказывается гомозиготным по обоим рецессивным генам, развивается простой листовидный гребень. При скрещивании дигибридов (все с ореховидным гребнем) во втором поколении происходит расщепление фенотипов в отношении 9.3:3:1. Но здесь нельзя найти независимого расщепления каждого аллеля в отношении 3:1, так как во всех случаях совпадения в генотипе обоих доминантных генов их прямое действие не обнаруживается. В других случаях комплементарности возможно расщепление второго поколения в отношении 9:7 и 9:6:1.
Например, скрещивали два сорта душистого горошка с белыми цветами. Гибриды F1 полученные в результате скрещивания, имели красные цветы. Окраска цветов зависела от двух взаимодействующих генов.
Белки (ферменты), синтезируемые на основе генов А и В, катализировали биохимические реакции, которые привели к появлению нового признака.
Ген А обусловливал синтез бесцветного предшественника (пропигмента). Ген В определял синтез фермента, под действием которого из пропигмента образовывался пигмент, ответственный за окраску лепестков, а - аллель, не обеспечивающий синтез пропигмен¬та, b - аллель, не обеспечивающий синтез фермента. Лепестки душистого горошка с генотипами ааВВ, ааВв, Аавв, аавв имели белый цвет. Во всех остальных генотипах присутствовали оба доминантных неаллельных гена, что обусловливало образование пропигмента и фермента, участвовавшего в образовании красного пигмента.
Вопрос 6.
Эпистаз — подавление действия генов одного аллеля генами другого. Различают эпистаз доминантный и рецессивный. В первом случае геном-подавителем является доминантный ген, во втором — рецессивный. Анализ при эпистатическом взаимодействии генов ведется по схеме дигибридного скрещивания. Однако важно помнить, что сначала решается вопрос о доминировании аллеломорфных генов, а потом уже о взаимодействии неаллельных генов. В случае скрещивания дигибридов при доминантном эпистазе расщепление во втопом поколении оказывается 13:3 или 12 : 3 : 1 ,т. е. во всех случаях, где присутствует доминантный ген-подавитель, подавляемый ген не проявится. В случае скрещивания дигибридов при рецессивном эпистазе расщепление во втором поколении наблюдается в отношении 9:3:4. Эпистаз будет происходить лишь в тех четырех случаях из 16, где в генотипе совпадут два гена-подавителя.
Чаще всего при этом эпистатическим (подавляющим) действием обладает доминантный ген из другой аллельной пары. Например, у кур есть ген, доминантный аллель которого (С) определяет окрашенность пера, а рецессивный аллель (с) — отсутствие окраски. Другой ген в доминантном состоянии (J) подавляет действие гена С, а в рецессивным состоянии (j) не мешает проявлению действия гена С. Вследствие этого у кур с генотипом ССJJ окраска пера не проявляется, а с генотипами ССjj или Сcjj — проявляется.
