Расщепление фенотипов при полигенном (полимерном) наследовании роста и цвета кожи у человека
Множественное взаимодействие генов
Задача 450.
Экзотический зверь виолет может иметь различную окраску. Она определяется серией множественных аллелей: V> v1 > v. При этом наблюдается неполное доминирование: VV- черные, Vv1 – фиолетовые, Vv – лиловые, v1v1 – сиреневые, v1v – светло-голубые, vv – белые. У селекционера есть пара виолетов – фиолетовый и лиловый.
Селекционер решил вывести сиреневых виолетов. Какие скрещивания он должен провести для этого, если на ферме присутствуют только фиолетовые и лиловые виолеты?
Решение:
Из условий задачи вытекает следующее:
V - чёрная окраска виолета;
v - белая окраска виолета;
v1 - сиреневая окраска виолета;
Vv1 – фиолетовые виолеты;
Vv – лиловые виолеты;
v1v1 – сиреневые виолеты - ?Для выведения сиреневых виолетов селекционер, имея в своём распоряжения фиолетового и лилового виолетов, должен провести как минимум два скрещивания: 1) скрещивание этих виолетов друг с другом; 2) скрещивание между собой из F1 фиолетового и светло-голубого виолетов. В результате второго скоещивания селекционер получит потомство, в котором будет примерно 25% сиреневых виолетов. Затем, при скрещивании между собой светло-голубых виолетов, в дальнейшем можно всегда получать потомство чистых линий светло-голубых виолетов.
1. Селекционер должен скрестить фиолетовых виолетов с лиловыми.
Схема скрещивания (1)
P: Vv1 x Vv
Г: V; v1 V; v
F1: VV - 25%; Vv - 25%;
Vv1 - 25%; v1v - 25%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу - 1:1:1:1.
Фенотип:
VV - чёрные виолеты - 25%;
Vv - лиловые виолеты - 25%;
Vv1 - фиолетовые виолеты - 25%;
v1v - светло-голубые виолеты - 25%.
Наблюдается 4 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 1:1:1:1.
2. Затем, селекционер скрестил между собой фиолетовых и светло-голубых виолетов из потомства F1
Схема скрещивания (2)
Р: Vv1 х v1v
Г: V; v1 v1; v
F2: Vv1 - 25%; Vv – 25%; v1v1 - 25%; v1v - 25%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу - 1:1:1:1.
Фенотип:
Vv1 - фиолетовые виолеты - 25%;
Vv - лиловые виолеты – 25%;
v1v1 - сиреневые виолеты - 25%;
v1v - светло-голубые виолеты - 25%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу - 1:1:1:1.
3. Теперь, селекционер должен отобрать для скрещивания из потомства F2 сиреневых виолетов и скрестить их друг с другом
Схема скрещивания (3)
Р: v1v1 х v1v1
Г: v1 v1
F3: v1v1 - 100%.
Фенотип:
v1v1 - сиреневые виолеты - 100%.
Наблюдается единообразие потомства.
Таким образом, селекционеру для выведения сиреневых виолетов необходимо провести три скрещивания.
Как наследуется рост у человека
Задача 451.
Рост супругов: 165 см и 180 см.
Определите вероятность в (%) рождения детей с ростом 180 см в данной семье.
Решение:
Рост человека определяется взаимодействием нескольких пар генов: А1 и а1, А2 и а2, А3 и а3. Люди с генотипом а1а1а2a2a3a3 имеют рост 150 см., с генотипом А1А1A2A2A3A3 — 180 см. (каждый доминантный ген прибавляет к росту 5 см.).
Тогда можно записать:
А1А1A2A2A3A3 - 180 см;
а1а1а2a2a3a3 - 150 см;
А1а1A2а2A3а3 - 165 см.
Схема скрещивания
Р: А1а1A2а2A3а3 х А1А1A2A2A3A3
Г: А1А2А3; А1А2а3; А1А2А3
А1а2а3; а1а2а3;
а1а2А3; а1А2А3;
а1А2а3; А1а2А3
F1: А1А1A2A2A3A3 - 12,5%; А1А1A2A2A3а3 - 12,5%;
А1А1A2а2A3а3 - 12,5%; А1а1A2а2A3а3 - 12,5%;
А1а1A2а2A3А3 - 12,5%; А1а1A2A2A3A3 - 12,5%;
А1а1A2A2A3а3 - 12,5%; А1А1A2а2A3A3 - 12,5%.
Наблюдается 8 типов генотипа. Расщепление по генотипу - 1:1:1:1:1:1:1:1.
Фенотип:
А1А1A2A2A3A3 - 180 см - 12,5%;
А1А1A2A2A3а3 - 175 см - 12,5%;
А1А1A2а2A3а3 - 170 см - 12,5%;
А1а1A2а2A3а3 - 165 см - 12,5%;
А1а1A2а2A3А3 - 170 см - 12,5%;
А1а1A2A2A3A3 - 175 см - 12,5%;
А1а1A2A2A3а3 - 170 см - 12,5%;
А1А1A2а2A3A3 - 175 см - 12,5%.
Наблюдаемый фенотип:
рост 180 см - 12,5%;
рост 175 см - 37,5%;
рост 170 см - 37,5%;
рост 165 см - 12,5%.
Наблюдается 4 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 12,5% : 37,5% : 37,5% : 12,5% = 1 : 3 : 3 : 1.
Ответ: вероятность рождения в данной семье детей с наследованием роста 180 см составляет 12,5%.
Полигенное наследование цвета кожи у человека
Задача 452.
Пигмент меланин отвечает за темное окрашивание кожи, и существует по крайней мере три гена, которые контролируют цвет кожи человека. Какой цвет кожи будет у детей, если отец белый, а у матери кожа смуглая?
Решение:
Цвет кожи человека определяется четырьмя (или, по другим данным, пятью) генами, ответственными за выработку пигмента меланина. (Кумулятивная полимерия1). Так "А1А1А2А2А3А3А4А4" - генотип негра, "а1а1а2а2а3а3а4а4" - генотип белого человека. Но мы будем для удобства обозначать генотипы по цвету кожи дувя буквами: "А1А1А2А2" - негр и "а1а1а2а2" - белый человек. При различных сочетаниях этих двух пар аллелей, определяющих цвет кожи у человека, получаются следующие комбинации: проявления фенотипа по цвету кожи:
A1A1A2A2 - черная кожа;
A1A1A2a2 - темная кожа;
A1a1A2a2 - смуглая кожа (мулат);
A1a1a2а2 - светлая кожа;
a1a1a2a2 - белая кожа.
Возможные генотипы по цвету кожи:
А1А1А2А2 - дигомозигота - негр;
а1а1а2а2 - дигомозигота - белый человек;
A1A1А2а2, A1a1А2А2 - темный мулат;
A1A1а2а2, A1a1А2а2, a1a1А2А2 - средний мулат (мулат);
a1a1А2а2, A1a1а2а2 - светлый мулат.
Наследование цвета кожи у человека является примером кумулятивной (накопительной) полимерии. Полимерия — взаимодействие неаллельных множественных генов, однонаправленно влияющих на развитие одного и того же признака; степень проявления признака зависит от количества доминантных генов. Полимерные гены обозначаются одинаковыми буквами, а аллели одного локуса имеют одинаковый нижний индекс.
Полимерное взаимодействие неаллельных генов может быть кумулятивным и некумулятивным.
При кумулятивной (накопительной) полимерии степень проявления признака зависит от суммарного действия нескольких генов. Чем больше доминантных аллелей генов, тем интенсивнее проявляется доминантный признак (в нашем случае выработка пигмента меланинаа). Если отец белый, то его генотип - a1a1a2a2 (дигомозигота),а у матери кожа смуглая, значит у неё генотип - A1a1A2a2 (дигитерозигота).
Схема скрещивания
Р: a1a1a2a2 х A1a1А2a2
Г: а1а2 А1А2; А1а2;
а1А2; а1а2
F1: A1a1А2a2 - 25%; А1а1а2а2 - 25%;
а1а1А2а2 - 25%; a1a1a2a2 - 25%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщеплениие по геноттипу - 1:1:1:1.
Фенотип:
A1a1А2a2 - смуглая кожа (темный мулат) - 25%;
А1а1а2а2 - светлая кожа (средний мулат) - 25%;
а1а1А2а2 - светлая кожа (средний мулат) - 25%;
a1a1a2a2 - белая кожа (белый человек) - 25%.
Наблюдаемый фенотип:
смуглая кожа (темный мулат) - 25%;
светлая кожа (средний мулат) - 50%;
белая кожа (белый человек) - 25%.
Наблюдается 3 типа фенотипа. Расщеплениие по феноттипу - 1:2:1.
Выводы:
1) в данном браке вероятность рождения детей будет составлять: со смуглой кожей (тёмный мулат) составляет 25%; с светлой кожей (средний мулат) - 25%; с белой кожей (белый человек) - 25%.
Задача 453.
В брак вступили мулатка (её отец был негр) и тёмный мулат (А1А1А2а2). Какова вероятность рождения в данной семье детей - мулатов?
Решение:
А1А2 - выработка пигмента;
а1а2 - отсутствие выработки птгмента;
А1А1А2А2 - черная кожа ;
А1А1А2а2 - темная кожа;
A1a1А2а2 - смуглая кожа;
A1а1а2а2- светлая кожа;
а1а1а2а2 - белая кожа.
Возможные генотипы по цвету кожи:
А1А1А2А2 - дигомозигота - негр;
а1а1а2а2 - дигомозигота - белый человек;
A1A1А2а2, A1a1А2А2 - темный мулат;
A1A1а2а2, A1a1А2а2, a1a1А2А2 - средний мулат (мулат);
a1a1А2а2, A1a1а2а2 - светлый мулат.
Рассмотрим скрещивание дигетерозиготы (мулатка) с тёмным мулатом: AaBв и ААВв.
Схема скрещивания
Р: A1a1А2а2 х А1А1А2а2
Г: А1А2; А1а2 А1А2; А1а2
а1А2; а1а2
F1: AAВВ - 12,5%; ААВв - 25%; АаВВ - 12,5%;
АаВв - 25%; ААвв - 12,5%; Аавв - 12,5%.
Наблюдается 6 типов генотипа. Расщепление по генотипу -
- 12,5% : 25% : 12,5% : 25% : 12,5% : 12,5%.
Фенотип:
A1A1А2А2- негр - 12,5%;
А1А1А2а2 - тёмный мулат - 25%;
А1а1А2А2 - тёмный мулат - 12,5%;
А1а1А2а2 - средний мулат (мулат) - 25%;
А1А1а2а2 - средний мулат - 12,5%;
А1а1а2а2 - светлый мулат - 12,5%.
Наблюдаемый фенотип:
негр - 12,5%;
тёмный мулат - 37,5%;
средний мулат - 37,5%;
светлый мулат - 12,5%.
Наблюдается 3 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 12,5% : 37,5% : 37,5% : 12,5% = 1 : 3 : 3 : 1.
Ответ: вероятность рождения в данной семье детей - мулатов составляет 37,5%.
Задача 454.
Цвет кожи человека определяется несколькими парами неаллельных генов (по принципу полимерии). Определите вероятность рождения ребенка с белым цветом кожи в семье двух мулатов: А1а1А2а2 и А1а1А2а2.
Решение:
Наследование цвета кожи у человека является примером кумулятивной (накопительной) полимерии. При кумулятивной (накопительной) полимерии степень проявления признака зависит от суммарного действия нескольких генов. Чем больше доминантных аллелей генов, тем интенсивнее проявляется доминантный признак (в нашем случае выработка пигмента меланинаа).
При различных сочетаниях этих двух пар аллелей (А1А2 и а1а2), определяющих цвет кожи у человека, получаются следующие комбинации: проявления фенотипа по цвету кожи:
A1A1A2A2 - черная кожа;
A1A1A2a2 - темная кожа;
A1a1A2a2 - смуглая кожа (мулат);
A1a1a2а2, а1a1А2aа2 - светлая кожа;
a1a1a2a2 - белая кожа.
Возможные генотипы по цвету кожи:
А1А1А2А2 - дигомозигота - негр;
а1а1а2а2 - дигомозигота - белый человек;
А1А1А2а2, А1а1А2А2 - темный мулат;
А1А1а2а2, А1а1А2а2, а1а1А2А2 - мулат;
а1а1А2а2, А1а1а2а2 - светлый мулат.
Рассмотрим скрещивание дигетерозигот (средних мулатов) друг с другом: А1а1А2а2 и А1а1А2а2.
Схема скрещивания
Р: А1а1А2а2 х А1а1А2а2
Г: А1А2, А1а2, А1А2, А1а2,
а1А2, а1а2 а1А2, а1а2
F1: 1A1A1A2A2 - 6,25%; 2A1A1A2a2 - 12,5%;
2A1a1A2А2 - 12,5%; 4A1a1А2a2 - 25%;
2A1a1a2a2 - 12,5%; 2a1a1A2a2 - 12,5%;
1A1A1a2a2 - 6,25%; 1a1a1A2A2 - 6,25%;
1a1a1a2a2 - 6,25%.
Наблюдается 9 типов генотипа. Расщепление по генотипу -
- 6,25% : 12,5% : 12,5% : 25% : 12,5% : 12,5% : 6,25% : 6,25% : 6,25% = 1 : 2 : 2 : 4 : 2 : 2 : 1 :1 : 1.
Фенотип:
A1A1A2A2 - черная кожа - 6,25%;
A1A1A2a2 - темная кожа (темный мулат) - 12,5%;
A1a1A2А2 - темная кожа (темный мулат) - 12,5%;
A1a1A2а2 - смуглая кожа (мулат) - 25%;
A1a1a2a2 - светлый мулат - 12,5%;
a1a1A2a2 - светлый мулат - 12,5%;
A1A1a2a2 - смуглая кожа (мулат) - 6,25%;
a1a1A2A2 - смуглая кожа (мулат) - 6,25%;
a1a1a2a2 - белая кожа - 6,25%.
Наблюдаемый фенотип:
черная кожа - 6,25%;
темная кожа (темный мулат) - 25%;
смуглая кожа (мулат) - 37,5%;
светлый мулат - 25%;
белая кожа - 6,25%.
Наблюдается 5 типов фенотипа. Расщепление по фенотипу -
- 6,25% : 25% : 37,5% : 25% : 6,25% = 1 : 4 : 6 : 4 : 1.
Ответ: вероятность рождения ребенка с белым цветом кожи в семье двух мулатов
(А1а1А2а2 и А1а1А2а2) составляет 6,25% (1/16 часть).
Комментарии:
1При кумулятивной (накопительной) полимерии степень проявления признака зависит от суммарного действия нескольких генов.
