Генотипы и фенотипы при кроссиинговере
Примеры сцепления генов у дрозофил
Задача 497.
У дрозофил жёлтая окраска тела и рубиновые глаза являются рецессивными признаками, сцепленные с Х-хромосомой. Между генами окраски тела и цвета глаз может происходить кроссинговер. Две самки с серым телом и красными глазами подвергались анализирующему скрещиванию, и были получены разные результаты. В первом скрещивании в потомстве преобладали особи похожие на родителей. Во втором скрещивании в потомстве преобладали самцы и самки с серым телом, рубиновыми глазами и с жёлтым телом красными глазами. Определите генотипы родителей, генотипы и фенотипы, пол потомства. Объясните, почему в двух скрещиваниях получены разные результаты.
Решение:
ХА - ген серого тела;
Ха - ген жёлтого тела;
ХВ - ген красных глаз;
Хb - ген рубиновых глаз.
Для анализирующего скрещивания обычно берутся особи с рецессивными признаками, в нашем случае самцы с желтым телом и рубиновыми глазами, и их генотип будет иметь вид - aXb||Y. Значит, у самцов, как у гемизигот по половым хромосомам, образуется два типа гамет: аХb| и Y|.
а) Так как в первом скрещивании в потомстве преобладали особи похожие на родителей (особи полученные при оплодотворении некроссоверных гамет), то, значит по генотипу первая самка является цис-дигетерозиготой - АХВ||аХb. Между генами окраски тела и цвета глаз происходит кроссинговер, значит кроме некроссоверных гамет есть кроссоверные гаметы, причем последних будет меньше. Гаметы некроссоверные: АХB| и аXb|, а кроссоверные гаметы - *аХB| и *АXb|.
Схема скрещивания
Р: АХВ||аХb х aXb||Y
Г: АХB|; аXb| аХb|; Y|
некроссоверные гаметы
*аХB|; *АXb|
кроссоверные гаметы
F1: АХВ||аХb; aХb||аХb; *aХB||аХb; *AХb||аХb;
AXB||Y; aXb||Y; *aXB||Y; *AXb||Y.
Наблюдается 8 типов генотипа.
Фенотип:
АХВ||аХb - самка с серым телом и красными глазами;
aХb||аХb - самка с жёлтым телом и рубиновыми глазами;
*aХB||аХb - самка с жёлтым телом и красными глазами;
*AХb||аХb - самка с серым телом и рубиновыми глазами;
AXB||Y - самец с серым телом и красными глазами;
aXb||Y - самец с жёлтым телом и рубиновыми глазами;
*aXB||Y - самец с жёлтым телом и красными глазами;
*AXb||Y - самец с серым телом и рубиновыми глазами.
Выводы:
1) при этом скрещивании в потомстве особи, похожие на родителей будут преобладать, а осби с перекрестными признаками будут в меньшинстве.
б) Так как во втором скрещивании в потомстве преобладали самцы и самки с серым телом, рубиновыми глазами и с жёлтым телом красными глазами (особи с перекрестными признаками), то, значит по генотипу вторая самка является транс-дигетерозиготой - аХВ||АХb.
Между генами окраски тела и цвета глаз происходит кроссинговер, значит у самки с генотипом аХВ||АХb кроме некроссоверных гамет есть кроссоверные гаметы, причем последних будет меньше. Гаметы некроссоверные: аХB| и АXb|, а кроссоверные гаметы - *АХB| и *аXb|.
Схема скрещивания
Р: аХВ||АХb х aXb||Y
Г: аХB|; АXb| аХb|; Y|
некроссоверные
гаметы
*АХB| и *аXb|
кроссоверные гаметы
F1: аХВ||аХb; AХb||аХb; *AХB||аХb; *aХb||аХb;
aXB||Y; AXb||Y; *AXB||Y; *aXb||Y.
Наблюдается 8 типов генотипа.
Фенотип:
аХВ||аХb - самка с жёлтым телом и красными глазами;
AХb||аХb - самка с серым телом и рубиновыми глазами;
*AХB||аХb - самка с серым телом и красными глазами;
*aХb||аХb - самка с жёлтым телом и рубиновыми глазами;
aXB||Y - самец с жёлтым телом и красными глазами;
AXb||Y - самец с серым телом и рубиновыми глазами;
*AXB||Y - самец с серым телом и красными глазами;
*aXb||Y - самец с жёлтым телом и рубиновыми глазами.
Выводы:
1) при этом скрещивании в потомстве особей с перекрестными признаками будет больше, похожих на родителей - в меньшинстве.
Задача 498.
У дрозофил серое тело и нормальные крылья наследуются как доминантные аутосомные гены, а черное тело и загнутые вниз крылья как рецессивные их аллели. Гены окраски тела и формы крыльев сцеплены. Кроссинговер между генами происходит с частотой 12%. Определите вероятность различных генотипов и фенотипов у потомков F2 при скрещивании гомозиготной самки с нормальными крыльями и серым телом с самцом, имеющим загнутые крылья и черное тело.
Решение:
А - ген нормальных крыльев;
а - ген загнутых вниз крыльев
B - ген серого тела:
b - ген черного тела.
Схема скрещивания
Р: AB||AB х ab||ab
Г: AB| ab|
F1: AB||ab - 100%.
Фенотип:
AB||ab - нормальные крылья и серое тело - 100%.
Единообразие первого поколения.
Расстояние между генами 12 м показывает, что кроме некроссоверных гамет есть кроссоверные гаметы, причем последних будет 12%. Гаметы некроссоверные: АВ| и aв|; их соотношение [(100% - 12%) : 2 = 44%] по 44%. Кроссоверные гаметы: *Aв| и *aB|, их соотношение [12 : 2 = 6%] по 6%.
Схема скрещивания
Р: AB||ab х AB||ab
Г: AB|; ab| AB|; ab|
некроссоверные гаметы
*Aв|; *aB| *Aв|; *aB|
кроссоверные гаметы
F2: 1АВ||АВ - 22%; 2АВ||ab - 44%; 1ab||ab - 22%;
2*АВ||Ab - 2%; 2*АВ||aB - 2%; 2*Аb||аb - 2%;
1*Аb||Аb - 1; 2*Аb||*аВ - 2%; 2*аВ||*ab - 2%;
1*аВ||*aВ - 1%.
Наблюдается 10 типов генотипа. Расщепление по генотипу - 1:2:1:2:2:2:1:2:2:1.
Фенотип:
АВ||АВ - серое тело, нормальные крылья - 22%;
АВ||ab - серое тело, нормальные крылья - 44%;
ab||ab - черное тело, загнутые вниз крылья - 22%;
*АВ||Ab - серое тело, нормальные крылья - 2%;
*АВ||aB - серое тело, нормальные крылья - 2%;
*Аb||аb - черное тело, нормальные крылья - 2%;
*Аb||Аb - черное тело, нормальные крылья - 1%;
*Аb||*аВ - серое тело, нормальные крылья - 2%;
*аВ||*ab - серое тело, загнутые вниз крылья - 2%;
*аВ||*aВ - серое тело, загнутые вниз крылья - 1%.
Наблюдаемый фенотип:
серое тело, нормальные крылья - 72%;
серое тело, загнутые вниз крылья - 3%;
черное тело, нормальные крылья - 3%;
черное тело, загнутые вниз крылья - 22%.
Наблюдается 4 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 72% : 3% : 3% : 22%.
Задача 499.
Скрещены две пары дрозофил. В обоих парах самки были гетерозиготными по генам А и В, а самцы рецессивны по этим генам. В поколении получили такие фенотипические соотношения классов. Первое скрещивание - 41,5% AaBb : 8,5% Aabb : 8,5% aaBb : 41,5% aabb. Второе скрещивание - 41,5% Aabb : 8,5% AaBb : 8,5% aabb : 41,5% aaBb. Определите, как комбинируются в парных хромосомах гены A, а, В, b у самок в первом и втором скрещиваниях
Решение:
Так как в обеих парах при скрещиваниии гетерозиготных самок с гомозиготными самцами получено одинаковое расщепление по генотипу -
41,5% AaBb : 8,5% Aabb: 8,5% aaBb: 41,5% aabb, то такое расщепление возможно при сцеплении генов А и В, расположенными в одной аутосоме. Так как общее число генотипов с перекрестом составляет 17% (8,5% + 8,5% = 17%), то расстояние между генами А и В составляет 17% или 17 морганид (SAB = 17%).
Расстояние между генами 17 м показывает, что кроме некроссоверных гамет есть кроссоверные, причем последних будет 17%. Тогда у гетерозиготного организма (AB||ab) будут образовываться гаметы некроссоверные: АВ|, аb|; их соотношение [(100% - 17%) : 2 = 41,5%] по 41,5%, а кроссоверные гаметы: *Аb|, *aB|; их соотношение [17% : 2 = 8,5%] по 8,5%, а в организме самцов с генотипом ab||ab, образовываться только гаметы:ab|.
Проверим наши предположения, составив схему скрещивания, получим:
Р: AB||ab х ab||ab
Г: AB|; ab| ab|
некроссоверные гаметы
*Ab|; *aB|
кроссоверные гаметы
F1: AB||ab - 41,5%; ab||ab - 41,5%;
*Ab||ab - 8,5%; *aB||ab - 8,5%.
Ответ: SAB = 17%.
Образование гамет при кроссинговере
Задача 500.
У мухи дрозофилы ген В определяет серый цвет тела, а его аллель b черный. Ген V детерминирует развитие длинных крыльев, а его аллель v коротких крыльев. Эти гены расположены в одной паре аутосом на расстоянии 17 морганид. Сколько и какие типы гамет образуется у самца BV||bv и у самки Bv||bV.
Решение:
Расстояние между генами 17 показывает, что кроме некроссоверных гамет есть кроссоверные гаметы, причем последних будет 17%. Тогда у самца с генотипом BV||bv, будут образовываться гаметы некроссоверные: ВV|, bv|; их соотношение [(100% - 17%) : 2 = 41,5%] по 41,5%, а кроссоверные гаметы: *Вv|, *bV|; их соотношение [17% : 2 = 8,5%] по 8,5%. В организме самки с генотипом Bv||bV, образовываться гаметы некроссоверные: Вv|, bV|; их соотношение [(100% - 17%) : 2 = 41,5%] по 41,5%, а кроссоверные гаметы: *ВV|, *bv|; их соотношение [17% : 2 = 8,5%] по 8,5%.
Примеры сцепления генов у растений
Задача 501.
У яблони высокий рост стебля доминирует над карликовым, а шаровидная форма плода над грушевидной, гены высоты стебля и формы плода сцеплены и находятся друг от друга на расстоянии 30 морганид. Скрещено гетерозиготное по обоим признакам растение с карликовым, имеющим грушевидные плоды. Какое потомство и в каком соотношении следует ожидать от этого скрещивания?
Решение:
А - высокий рост стебля;
а - карликовость (карликовое растение);
В - шаровидная форма плода;
b - грушевидная форма плода;
AB||ab - дигетерозигота;
ab||ab - рецессивная дигомозигота;
SAB = 30 морганид.
Расстояние между генами 30 м показывает, что кроме некроссоверных гамет есть кроссоверные, причем последних будет 30%. Тогда у гетерозиготного организма (AB||ab) будут образовываться гаметы некроссоверные: АВ|, аb|; их соотношение [(100% - 30%) : 2 = 35%] по 35%, а кроссоверные гаметы: *Аb|, aB|*; их соотношение [30% : 2 = 15%] по 15%.
Схема скрещивания
Р: AB||ab x ab||ab
Г: AB|; ab| ab|
некроссоверные гаметы
*Ab|; *aB|
кроссоверные гаметы
F1: АВ||ab - 35%; ab||ab - 35%;
*Аb||ab - 15%; *aB||ab - 15%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу -
- 35% : 15% : 15% : 35%.
Фенотип:
АВ||ab - высокое растение с шаровидными плодами - 35%;
ab||ab - карликовое растение с грушевидными плодами - 35%;
*Аb||ab - высокое растение с грушевидными плодами - 15%;
*aB||ab - карликовое растение с шаровидными плодами - 15%.
Наблюдается 4 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу -
- 35% : 15% : 15% : 35%.
Ответ: от этого скрещивания ожидается потомство -
высокое растение с шаровидными плодами : карликовое растение с грушевидными плодами : высокое растение с грушевидными плодами : карликовое растение с шаровидными плодами = 35% : 35% : 15% : 15%.
Задача 502.
Гладкая форма семян кукурузы и наличие пигмента в семенах – доминантные признаки. Морщинистые семена и отсутствие пигмента в них – рецессивные признаки. Форма и цвет семян наследуются сцеплено. После скрещивания двух растений, дигетерозиготного и гомозиготного по рецессивным аллелям, получены потомки с разными семенами: 4152 с окрашенными гладкими, 149 с окрашенными морщинистыми, 152 с неокрашенными гладкими, 4163 с неокрашенными морщинистыми. Определить расстояние между генами, детерминирующими эти признаки.
Решение:
А - гладкая форма семян;
а - морщинистая форма семян;
В - наличие пигмента;
b - отсутствие пигмента.
Определим общее число фенотипов, получим:
Nобщ. = 4152 + 149 + 152 + 4163 = 8616.
Определим соотношение фенотипов в данном скрещивании, получим:
окрашенные гладкие семена : окрашенные морщинистые семена : неокрашенное гладкое семена : неокрашенное морщинистое семена =
= 4152/8616 : 149/8616 : 152/8616 : 4163/8616 =
= 0,4819 : 0,0173 : 0,0176 : 0,4832 =
= 48,19% : 1,73% : 3,76% : 48,32%.
Такое расщепление по фенотипу возможно при скрещивании дигетерозиготы и дигомозиготы по обоим рецессивным генам со сцепленными генами, расположенными в одной аутосоме. Так как общее число фенотипов с перекрестом составляет 6% (1,73% + 1,76% = 3,49 ≈ 3,5% ), то расстояние между генами А и В составляет 3,5% или 3,5 морганид.
Расстояние между генами 3,5 м показывает, что кроме некроссоверных гамет есть кроссоверные, причем последних будет 3,5%. Тогда у гетерозиготного организма будут образовываться гаметы некроссоверные: АВ|, аb|; их соотношение [(100% - 3,5%) : 2 = 48,25%] по 48,25%, а кроссоверные гаметы: *Аb|, aB|*; их соотношение [3,5% : 2 = 1,75%] по 1,75%.
Ответ: 3,5 морганид.
