Решение задач по генетике на полигенное наследование признаков
Примеры кумулятивной полимерии
Задача 738.
У пшеницы окраска плода (зерновки) определяется двумя парами аллельных генов, наследуемых по типу полимерии. При этом, чем больше доминантных аллелей в генотипе, тем интенсивнее окраска зерновок. Растение с четырьма доминантными аллелями имеет темно-красную окраску зерновок, с тремя доминантными аллелями - красную, с двумя доминантными аллелями - светло-красную, с одним доминантным аллелем - розову, а наличие только рецессивных аллелей дает белую окраску. Селекционер скрестил дигомозиготные по доминантным признакам растения с дигомозиготными по рецессивным признакам растения. При скрещивании дигетерозиготного потомства между собой было получено расщепление по фенотипу 1:4:6:4:1. Определите генотипы, фенотипы возможного потомства в двух скрещиваниях. Какова вероятность проявления во втором скрещивыании потомства с розовой окраской плода? Укажите генотипы потомства с розовой окраской.
Решение:
А1А1А2А2 - темно-красная окраска зерновки;
А1А1А2а2 или А1а1А2А2 - красная окраска зерновки;
А1а1А2а2, А1А1а2а2, а1а1А2А2 - светло-красная окраска зерновки;
А1а1а2а2 или а1а1А2а2 - розовая окраска зерновки;
а1а1а2а2 - белая окраска зерновки.
Схема скрещивания (1)
Р: А1А1А2А2 х а1а1а2а2
Г: А1А2 а1а2
F1: А1а1А2а2 - 100%.
Фенотип:
А1а1А2а2 - светло-красная окраска зерновки - 100%.
Наблюдается единообразие поколения F1.
Схема скрещивания (2)
Р: А1а1А2а2 х А1а1А2а2
Г: А1А2, А1а2 А1А2, А1а2
а1А2, а1а2 а1А2, а1а2
F2:
А1А1А2А2 - 6,25%; А1А1А2а2 - 12,5%; А1а1А2А2 - 12,5%;
А1а1А2а2 - 25%; А1А1а2а2 - 6,25%; А1а1а2а2 - 12,5%;
а1а1А2А2 - 6,25%; а1а1А2а2 - 12,5%; а1а1а2а2 - 6,25%.
Наблюдается 9 типов генотипа.
Расщепление по генотипу - 1 : 2 : 2 : 4 : 1 : 2 : 1 : 2 : 1.
Фенотип:
А1А1А2А2 - темно-красная окраска зерновки - 6,25%;
А1А1А2а2 - красная окраска зерновки - 12,5%;
А1а1А2А2 - красная окраска зерновки - 12,5%;
А1а1А2а2 - светло-красная окраска зерновки - 25%;
А1А1а2а2 - светло-красная окраска зерновки - 6,25%;
А1а1а2а2 - розовая окраска зерновки - 12,5%;
а1а1А2А2 - светло-красная окраска зерновки - 6,25%;
а1а1А2а2 - розовая окраска зерновки - 12,5%;
а1а1а2а2 - белая окраска зерновки - 6,25%.
Наблюдаемый фенотип:
темно-красная окраска зерновки - 6,25%;
красная окраска зерновки - 25%;
светло-красная окраска зерновки - 37,5%;
розовая окраска зерновки - 25%;
белая окраска зерновки - 6,25%.
Наблюдается 5 типов фенотипа. Расщепление по фенотипу - 6,25%:25%:37,5%:25%:6,25% = 1:4:6:4:1.
Ответ: вероятность проявления во втором скрещивыании потомства с розовой окраской зерновки составляет 25%; генотипы потомства с розовой окраской - А1а1а2а2 и а1а1А2а2.
Задача 739.
В природных популяциях рыбки молли имеют однотипную серую окраску и лишены черных пятен. Аквариумные рыбки имеют черный рисунок, который определяется генами N и М с аддитивным действием. Увеличение числа этих генов усиливает черную пигментацию, которая обязана большему количеству свободных аминокислот в тканях. Скрещивали дигетерозиготных самок и самцов NnMm между собой. Родилось 176 потомков.
1 Сколько гибридных потомков будут иметь 3 – 4 аддитивных доминантных гена (дать в %) и наиболее темную пигментацию?
2 Сколько гибридных потомков будут иметь два аддитивных гена и менее темную окраску?
3 Сколько потомков от данного скрещивания будут иметь в генотипе один аддитивный ген (%)?
4 Сколько потомков от данного скрещивания не будут иметь черной пигментации (%)?
5 Потомки каких генотипов имеют наибольшее количество свободных аминокислот в тканях?
Решение:
N и M - выработка черного пигмента;
n и m - отсутствие выработки пигмента.
Схема скрещивания
Р: NnMm х NnMm
Г: NM; Nm NM; Nm
nM; nm nM; nm
F2:
1 - NNMM - 6,25%; 2 - NNMm - 12,5%;
2 - NnMM - 12,5%; 4 - NnMm - 25%; 2 - Nnmm - 12,5%;
1 - NNmm - 6,25%; 2 - nnMm - 12,5%; 1 - nnMM - 6,25%;
1 - nnmm - 6,25%.
Наблюдается 9 типов генотипа.
Расщепление по генотипу - 1:2:2:4:2:1:2:1:1.
Фнотип:
NNMM - интенсивная тёмная пигментация - 6,25%;
NNMm - интенсивная тёмная пигментация - 12,5%;
NnMM - интенсивная тёмная пигментация - 12,5%;
NnMm - менее интенсивная тёмная пигментация - 25%;
Nnmm - слабая темная пигментация - 12,5%;
NNmm - менее интенсивная тёмная пигментация - 6,25%;
nnMm - слабая темная пигментация - 12,5%;
nnMM - менее интенсивная тёмная пигментация - 6,25%;
nnmm - не имеют черной пигментации - 6,25%.
Наблюдаемый фенотип:
интенсивная тёмная пигментация - 31,25%;
менее интенсивная тёмная пигментация - 37,5%;
слабая темная пигментация - 25%;
не имеют черной пигментации - 6,25%.
Наблюдается 4 типов фенотипа.
Расщепление по фенотипу - 31,25% : 37,75% : 25% : 6,25% = 5:6:4:1.
Ответ:
1) 55 (176 . 0,3125 = 55) гибридных потомков будут иметь 3 – 4 аддитивных доминантных гена и наиболее темную пигментацию;
2) 66(176 . 0,375 = 66) гибридных потомков будут иметь два аддитивных гена и менее темную окраску;
3) 44 (176 . 0,25 = 44) потомков от данного скрещивания будут иметь в генотипе один аддитивный ген;
4) 11 (176 . 0,0625 = 11) потомков от данного скрещивания не будут иметь черной пигментации;
5) Потомки с генотипом NNMM имеют наибольшее количество свободных аминокислот в тканях.
Задача 740.
В браке тёмного мулата и белой женщины появился сын со светлой кожей. Укажите генотип родителей и все варианты потомства. Какова вероятность появления такого ребёнка?
Решение:
Цвет кожи человека определяется несколькими генами (не менее четырех), ответственными за выработку пигмента меланина. (Кумулятивная, накопительная, суммирующая, адитивная полимерия1). Для удобства мы будем 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:
А1А1А2А2 - черная кожа;
А1А1А2а2 - темная кожа;
А1а1А2а2 - смуглая кожа (мулат);
А1а1а2а2 - светлая кожа;
а1а1а2а2 - белая кожа.
Возможные генотипы по цвету кожи:
А1А1А2А2 - дигомозигота - негр;
а1а1а2а2 - дигомозигота - белый человек;
А1А1А2а2, А1а1А2А2 - темный мулат;
A1A1а2а2, А1а1А2а2, a1a1А2А2 - средний мулат (мулат);
a1a1А2а2, A1a1а2а2 - светлый мулат.
Так как в браке тёмного мулата и белой женщины появился сын со светлой кожей, то генотип темного мулата -
- А1А1А2а2 или А1а1А2А2, белой женщины - а1а1а2а2. Генотип сына со светлой кожей -
-A1a1а2а2 или a1a1А2а2.
Проверим нашу гипотезу, составив схемы скрещивания (А1А1А2а2 х а1а1а2а2) и
(А1а1А2А2 х а1а1а2а2).
Схема скрещивания (1)
Р: А1А1А2а2 х а1а1а2а2
Г: А1А2, А1а2 а1а2
F1: А1а1А2а2 - 50%; А1а1а2а2 - 50%.
Наблюдается 2 типа генотипа. Расщепление по генотипу - 1 : 1.
Фенотип:
А1а1А2а2 - смуглая кожа (мулат) - 50%;
А1а1а2а2 - светлая кожа (светлый мулат) - 50%.
Наблюдается 2 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 1 : 1.
Схема скрещивания (2)
Р: А1а1А2А2 х а1а1а2а2
Г: А1А2, а1А2 а1а2
F1: А1а1А2а2 - 50%; а1а1А2а2 - 50%.
Наблюдается 2 типа генотипа. Расщепление по генотипу - 1 : 1.
Фенотип:
А1а1А2а2 - смуглая кожа (мулат) - 50%;
а1а1А2а2 - светлая кожа (светлый мулат) - 50%.
Наблюдается 2 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 1 : 1.
Выводы:
1) генотип отца-тёмного мулата - А1А1А2а2 или А1а1А2А2;
2) генотип белой матери - а1а1а2а2;
3) генотип детей со смуглой кожей - А1а1А2а2;
4) генотип детей со светлой кожей - А1а1а2а2 или а1а1А2а2;
5) в этом браке вероятность появления ребёнка со светлой кожей - 50%.
Примеры некумулятивной полимерии у золотых рыбок
Задача 741.
У карпа оранжевая окраска контролируется двумя рецессивными аллелями генов b1 и b2. Обычная окраска появляется, когда в генотипе присутствует хотя бы один доминантный аллель гена В1 или гена В2. Было проведено скрещивание самки карпа с обычной окраской, гетерозиготной по обоим генам, с оранжевым самцом. Составьте схему скрещивания. Определите генотипы и фенотипы мальков, если в результате такого скрещивания в потомстве Fа получено 480 шт. мальков. Ответьте на вопросы.
1. Сколько типов гамет продуцирует материнская форма?
2. Сколько типов гамет продуцирует самец?
3. Сколько среди потомков Fа обычных карпов?
4. Сколько среди потомков Fа оранжевых карпов?
Решение:
В1 и В2 - аллели генов обычной окраски (темно-серая);
b1 и b2 - аллели генов оранжевой окраски;
b1b1b2b2 - оранжевая окраска карпа.
Самка карпа с обычной обычной окраской, гетерозиготной по обоим генам, имеет генотип: B1b1B2b2, а генотип оранжевого самца - b1b1b2b2.
Схема скрещивания
Р: B1b1B2b2 х b1b1b2b2
Г: B1B2, B1b2, b1b2
b1B2, b1b2
Fа: B1b1B2b2 - 25%; B1b1b2b2 - 25%;
b1b1B2b2 - 25%; b1b1b2b2 - 25%.
Наблюдается 4 типа генотипа.
Расщепление по генотипу - 25% : 25% : 25% : 25% = 1 : 1 : 1 : 1.
Фенотип:
B1b1B2b2 - обычная окраска - 25%;
B1b1b2b2 - обычная окраска - 25%;
b1b1B2b2 - обычная окраска - 25%;
b1b1b2b2 - оранжевая окраска - 25%.
Наблюдаемый фенотип:
обычная окраска - 75%;
золотая окраска - 25%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу - 75% : 25% = 3 : 1.
1) материнская форма продуцирует 4 типа гамет (B1B2, B1b2, b1B2 и b1b2);
2) самец продуцирует 1 тип гамет (b1b2);
3) среди потомков Fа обычных карпов 360 шт. (480 . 0,75 = 360);
4) среди потомков Fа оранжевых карпов 120 шт. (480 . 0,25 = 120).
Задача 742.
При скрещивании золотой рыбки (генотип А1А1А2А2) с черными (а1а1а2а2) все потомство F1 золотое. Во втором поколении наблюдалось расщепление в соотношении 44 золотых и 3 черных. Составить схемы скрещиваний и определить тип наследования окраски у золотых рыбок.
Решение:
Определим расщепление фенотипов во втором поколении:
золотые рыбки : черные рыбки = 44 : 3 = 14,6 : 1 ≈ 15 : 1.
У золотых рыбок любой из доминантных генов А1 и А2 обеспечивают золотую окраску тела, рецессивные гены а1 и а2 определяют черную окраску тела, т.е. это можно считать примером некумулятивной полимерии.
А1 – золотая окраска тела;
а1 – черная окраска тела;
А2 – золотая окраска тела;
а2 – черная окраска тела.
Схема скрещивания
Р: А1А1А2А2 х а1а1а2а2
Г: А1А2 а1а2
F1: А1а1А2а2 - 100%.
Наблюдается единообразие первого поколения.
Схема скрещивания
Р: А1а1А2а2 х А1а1А2а2
Г: А1А2, А1а2, А1А2, А1а2,
а1А2, а1а2 а1А2, а1а2
F2:
A1A1A2A2 - 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 - золотая рыбка - 6,25%;
A1A1A2a2 - золотая рыбка - 12,5%;
A1a1A2А2 - золотая рыбка - 12,5%;
A1a1A2а2 - золотая рыбка - 25%;
A1a1a2a2 - золотая рыбка - 12,5%;
a1a1A2a2 - золотая рыбка - 12,5%;
A1A1a2a2 - золотая рыбка - 6,25%;
a1a1A2A2 - золотая рыбка - 6,25%;
a1a1a2a2 - чёрная рыбка - 6,25%.
Наблюдаемый фенотип:
золотая рыбка - 93,75%;
чёрная рыбка - 6,25%.
наблюдается 2 типа фенотипа.
Расщепление по фенотипу - 93,75% : 6,25% = 15 : 1.
Выводы:
1) гены А1 и А2, определяющие золотую окрасу тела у золотых рыбок наследуются некумулятивной полимерии, если каждый доминантный ген в отдельности оказывает такое же действие на развитие признака, как и сумма всех доминантных полимерных генов, содержащихся в генотипе;
2) в случае некумулятивной полимерии когда за наследование признака отвечают два гена расщепление в F2 будет соответственно 15 : 1.
Задача 743.
Золотая рыбка является домашней разновидностью серебристого карася. У личинок черный пигмент развивается нормально. В возрасте 2 – 3 месяцев происходит депигментация и мальки приобретают золотистую окраску. Процесс депигментации контролируется двумя доминантными неаллельными генами, локализованными в разных аутосомах – D1 и D2. Рецессивные гены d1 и d2 определяют черную окраску, их называют «черными маврами». Наличие в генотипе рыбок любого из генов D определяет золотую окраску. При скрещивании золотой рыбки (D1D1D2D2) с «черным мавром»
(d1d1d2d2) все потомство золотое. При скрещивании F1 между собой в F2 вывелось 240 золотых и 15 пигментированных рыбок.
1. Сколько типов гамет дают гибриды F1?
2. Сколько разных генотипов могло быть в F2?
3. Сколько разных фенотипов могло быть в F2?
4. Сколько в F2 могло быть гомозиготных генотипов по двум рецессивным генам?
5. Сколько в F2 было рыбок с золотой окраской, имеющих доминантные гены в гомозиготном состоянии?
Решение:
D1 – золотая окраска тела (ген депигментации);
d1 – черная окраска тела;
D2 – золотая окраска тела (ген депигментации);
d2 – черная окраска тела.
Схема скрещивания
Р: D1D1D2D2 х d1d1d2d2
Г: D1D2 d1d2
F1: D1d1D2d2 - 100%.
Наблюдается единообразие первого поколения.
Схема скрещивания
Р: D1d1D2d2 х D1d1D2d2
Г: D1D2, D1d2, D1D2, D1d2,
d1D2, d1d2 d1D2, d1d2
F2:
1 - D1D1D2D2 - 6,25%; 2- D1D1D2d2 - 12,5%;
2 - D1d1D2D2 - 12,5%; 4 - D1d1D2d2 - 25%;
2 - D1d1d2d2 - 12,5%; 2 - d1d1D2d2 - 12,5%;
1 - D1D1d2d2 - 6,25%; 1 - d1d1D2D2 - 6,25%;
1 - d1d1d2d2 - 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:
D1D1D2D2 - золотая рыбка - 6,25%;
D1D1D2d2 - золотая рыбка - 12,5%;
D1d1D2D2 - золотая рыбка - 12,5%;
D1d1D2d2 - золотая рыбка - 25%;
D1d1d2d2 - золотая рыбка - 12,5%;
d1d1D2d2 - золотая рыбка - 12,5%;
D1D1d2d2 - золотая рыбка - 6,25%;
d1d1D2D2 - золотая рыбка - 6,25%;
d1d1d2d2 - чёрная рыбка - 6,25%.
Наблюдаемый фенотип:
золотая рыбка - 93,75%;
чёрная рыбка - 6,25%.
Наблюдается 2 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 93,75% : 6,25% = 15 : 1.
У золотых рыбок расщепление по окраске соответствует отношению 15 : 1, а в возвратном скрещивании — отношению 3 : 1.
Ответ:
1) гибриды F1 с генотипом D1d1D2d2 дают 4 тима гамет (D1D2, D1d2, d1D2, d1d2);
2. в F2 наблюдается 9 разных типов генотипа;
3. в F2;
4. Сколько в F2 могло быть гомозиготных генотипов по двум рецессивным генам?
5. Сколько в F2 было рыбок с золотой окраской, имеющих доминантные гены в гомозиготном состоянии.
Комментарии:
1Полимерией называют такой тип взаимодействия генов, при котором на один признак действует несколько пар неаллельных генов. При кумулятивной (накопительной) полимерии степень выраженности признака определяется количеством генов. Чем больше доминантных аллелей генов, тем сильнее выражен тот или иной признак. При некумулятивной полимерии признак проявляется при наличии хотя бы одного из доминантных аллелей полимерных генов. Количество доминантных аллелей не влияет на степень выраженности признака.
