При скрещивании между собой земляники. Определить генотипы и фенотипы потомства при скрещивании между собой организмов по признакам с неполным доминированием. Решение типовых задач с использованием законов Г.Менделя

Задача 100.
Растения красноплодной земляники при скрещивании между собой всегда дают потомство с красными ягодами, а растения белоплодной земляники – с белыми ягодами. В результате скрещивания обоих сортов друг с другом получаются розовые ягоды. Какое потомство возникает при скрещивании между собой гибридных растений земляники с розовыми ягодами? Какое потомство получится, если опылить белоплодную землянику пыльцой гибридной земляники с розовыми ягодами?
Решение:
А - ген красной окраски ягод;
а - ген белой окраски ягод;
АА - гомозигота с фенотипом - красная окраска ягод;
аа - гомозигота с фенотипом - белая окраска ягод;
Аа - гетерозигота с фенотипом - розовая окраска ягод.

1. Определим потомство, которое возникает при скрещивании между собой гибридных растений земляники с розовыми ягодами

Схема скрещивания

Р: Аа х Аа
Г: А, а А, а


Фенотипы:
25%(АА) - красная окраска ягод;

25%(аа) - белая окраска ягод.

При неполном доминировании при скрещивании доминантной и чистой линнии гомозигот друг с другом наблюдается появление потомства с промежуточной формой признака, в данном случае все потомство имело розовую окраску ягод. При этом наблюдается единообразие в F 1 поколени.
Таким образом, при неполном доминировании признака расщепление по фенотипу и по генотипу совпадают и составляет - 1:2:1.

2. Определим потомство, если опылить белоплодную землянику пыльцой гибридной земляники с розовыми ягодами

Схема скрещивания

Р: Аа х аа
Г: А, а а


Фенотипы:
50%(Аа) - розовая окраска ягод;
50%(аа) - белая окраска ягод.

Так как при скрещивании известной рецессивной гомозиготной белоплодной земляники с земляникой с розовыми ягодами в потомстве F 1 прооизошло расщепление в отношении 1:1 (т.е. 50% особей будут иметь доминантный и 50% рецессивный фенотип). Таким образом, при проведенном анализирующем скрещивании1 земляника с розовыми ягодами является гетерозиготной по доминантному и рецессивному признакам.

Неполное доминирование по признаку окраски пера у кур

Задача 101.
Скрестили пестрых петуха и курицу. В результате получили 26 голубых, 52 пестрых и 25 белых цыплят. Какой признак доминирует? Как наследуется окраска оперения у этой породы кур?
Решение:
Соотношение фенотипов по признаку оперения характеризуется следующим соотношением: голубые: пестрые: белые = 1:2:1 [(26/25):(54/25):(25/25) = 1,04:2,16:1], что и соответствует классическому расщеплению по фенотипу при скрещивании двух гетерозигот (согласно II закону Г.Менделя в условиях неполного доминирования).
А - ген черная окраски;
а - ген белой окраски;
АА - гомозигота - черное оперение;
аа - гомозигота - белое оперениие;
Аа - гетерозигота - пестрая окраска оперения.

Схема скрещивания

Р: Аа х Аа
Г: А, а А, а
F 1: 1АА:2Аа:1аа; 25%(АА):50%(Аа):25%(аа)
Наблюдается три типа генотипа. Расщепление по генотипу - 1:2:1.
Фенотипы:
25%(АА) - черная окраска оперения;
50%(Аа) - пестрая окраска оперения;
25%(аа) - белая окраска оперения.
Наблюдается три типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 1:2:1.

Так как расщепление по генотипу и фенотипу одинаково и характеризуется соотношением: 1:2:1, окраска оперения у этой породы кур по типу неполного доминирования.

Неполное доминирование по признаку масти у лошадей

Задача 102
В одном небольшом фермерском хозяйтве от двух кобылиц гнедой масти в течение десяти лет было получено 8 жеребят. Все жеребята имели золотисто-желтую окраску. Обе кобылицы искусственно осеменялись спермой белого породистого жеребца. При скрещивании золотисто-желтых молодых кобылиц с гнедым жеребцом в их потомстве никогда не появлялись белые жеребята. Какой признак доминирует? Как наследуется масть у лошадей? Какова вероятность появления жеребят с белой мастью от золотисто-желтой кобылицы и гнедого жеребца? Каковы возможные генотипы при скрещивании между собой золотисто-желтых лошадей?
Решение:

1. Определение типа наследования признака, для этого рассмотрим схему скрещивания гедой кобылицы с белым жеребцом

Р: АА х аа
Г: А а
F 1: 1Аа:1аа;
Наблюдается 1 тип генотипа.
Фенотипы:
100%(Аа) - золотисто-желтая масть;
Наблюдается 1 тип фенотипа. Все потомство имеет золотисто-желтую масть

Так как все жеребята имеют отличный от родителей фенотип - золотисто-желтую масть, имеющую промежуточное значение окраски, то можно предположить, что признак проявляется в условиях неполного доминирования.

2. Определим вероятность появления жеребят с гнедой мастью от золотисто-желтой кобылицы и гнедого жеребца

Схема скрещивания

Р: Аа х аа
Г: А, а а
F 1: 1Аа:1аа; 50%(Аа):50%(аа)
Наблюдается 2 типа генотипа. Расщепление по генотипу - 1:1.
Фенотипы:

0% - белая масть;
50%(аа) - гнедая масть.
Наблюдается два типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 1:1.

Скрещивание показывает, что вероятность появления белых жеребят от золотисто-желтой кобылицы и гнедого жеребца равна нулю (0%). Так как в потомстве от золотисто-желтой кобылицы и гнедого жеребца рождаются только гнедые и золотисто-желтые жеребята, то ген белой масти у лошадей неполно доминирует над геном гнедой масти.

3. Определение возможных генотипов потомства при скрещивании между собой золотисто-желтых лошадей

Схема скрещивания

Р: Аа х Аа
Г: А, а А, а
F 1: 1АА:2Аа:1аа; 25%(АА):50%(Аа):25%(аа)
Наблюдается три типа генотипа. Расщепление по генотипу - 1:2:1.
Фенотипы:
25%(АА) - белая масть;
50%(Аа) - золотисто-желтая масть;
25%(аа) - гнедая масть.
Наблюдается три типа фенотипа. Расщепление по фенотипу - 1:2:1.

Так как расщепление по генотипу и фенотипу одинаково и характеризуется соотношением: 1:2:1, то масть у этой породы лошадей наследуется по типу неполного доминирования.

Выводы:
1) При скрещивании между собой лошадей с гнедой и белой мастью все потомство имеет золотисто-желтую масть, что указывает на наследовыание признака с неполным доминированием.
2) Вероятность появления жеребят с белойй мастью от гнедой кобылицы и золотисто-желтого жеребца составляет 0%, что указывает на доминантность признака белой масти над гнедой.
3) При скрещивании золотисто-желтых лошадей между собой в потомстве наблюдается три типа фенотипа в соотношении:
белая масть: золотисто-желтая масть: гнедая масть = 1:2:1.
4) Признак белаой масти лошадей неполно доминирует по отношению к признаку гнедой масти.

Продолжение. Начало см. №4/2004

Решение задач по генетике с использованием законов Г.Менделя

IV. И еще одно умение, без которого невозможно решить задачу, – определять, к какому разделу она относится : моно-, ди- или полигибридное скрещивание; наследование, сцепленное с полом, или наследование признаков при взаимодействии генов... Это позволяет учащимся выбрать необходимые для решения задачи законы, закономерности, правила, соотношения. С этой целью можно дать текст какой-либо задачи и предложить определить, к какому разделу она относится. Учащиеся должны помнить, что наследуются гены, а не признаки.

Упражнение 6. Одна из пород кур отличается укороченными ногами (такие куры не разрывают огородов). Этот признак – доминирующий. Управляющий им ген вызывает одновременно и укорочение клюва. При этом у гомозиготных цыплят клюв так мал, что они не в состоянии пробить яичную скорлупу и гибнут, не вылупившись из яйца. В инкубаторе хозяйства, разводящего только коротконогих кур, получено 3000 цыплят. Сколько среди них коротконогих?

Упражнение 7. В медицине имеет большое значение различие между четырьмя группами человеческой крови. Группа крови является наследственным признаком, зависящим от одного гена . Ген этот имеет не две, а три аллели, обозначаемые символами А , В , 0 . Лица с генотипом 00 имеют первую группу крови, с генотипами АА или А0 – вторую, BB или В0 – третью, АВ – четвертую (мы можем сказать, что аллели А и В доминируют над аллелью 0 , тогда как друг друга они не подавляют). Какие группы крови возможны у детей, если у их матери – вторая группа крови, а у отца – первая?

Ответ: обе задачи на моногибридное скрещивание, так как речь идет об одном гене. (Ключевые слова выделены в тексте задач .)

Типы задач

Все генетические задачи, какой бы темы они ни касались (моно- или полигибридное скрещивание, аутосомное или сцепленное с полом наследование, наследование моно- или полигенных признаков), сводятся к трем типам: 1) расчетные; 2) на определение генотипа; 3) на определение характера наследования признака.

В условии расчетной задачи должны содержаться сведения:
– о характере наследования признака (доминантный или рецессивный, аутосомный или сцепленный с полом и др.);
– прямо или косвенно (через фенотип) должны быть указаны генотипы родительского поколения.
Вопрос расчетной задачи касается прогноза генетической и фенотипической характеристик потомства. Приведем пример задачи расчетного типа.

Задача 2. У человека ген полидактилии (многопалости) доминирует над нормальным строением кисти. У жены кисть нормальная, муж гетерозиготен по гену полидактилии. Определите вероятность рождения в этой семье многопалого ребенка.

Решение этой задачи начинается с записи ее условия и обозначения генов. Затем определяются (предположительно) генотипы родителей. Генотип мужа известен, генотип жены легко установить по фенотипу – она носительница рецессивного признака, значит, гомозиготна по соответствующему гену. Следующий этап – написание значений гамет. Следует обратить внимание на то, что гомозиготный организм образует один тип гамет, поэтому нередко встречающееся написание в этом случае двух одинаковых гамет не имеет смысла. Гетерозиготный организм формирует два типа гамет. Соединение гамет случайно, поэтому появление двух типов зигот равновероятно: 1:1.

Решение.

Р : аа х Аа
гаметы: (а ) (А ) (а )
F 1 : Аа , аа,
где: А – ген полидактилии, а – нормальный ген.

Ответ: вероятность рождения многопалого ребенка составляет примерно 50%.

Обратите ваше внимание на недопустимость давать ответ в такой форме: «Один ребенок в семье родится нормальным и один многопалым» или еще хуже: «Первый ребенок будет многопалым, а второй нормальным». Сколько и каких детей будет у супругов, точно сказать нельзя, поэтому необходимо оперировать понятием вероятности.
В условии задачи на определение генотипа должна содержаться информация:
– о характере наследования признака;
– о фенотипах родителей;
– о генотипах потомства (прямо или косвенно).
Вопрос такой задачи требует характеристики генотипа одного или обоих родителей.

Задача 3. У норок коричневая окраска меха доминирует над голубой. Скрестили коричневую самку с самцом голубой окраски. Среди потомства два щенка коричневых и один голубой. Чистопородна ли самка?

Записываем условие задачи, вводя обозначения генов. Решение начинаем с составления схемы скрещивания. Самка обладает доминантным признаком. Она может быть как гомо- (АА ), так и гетерозиготной (Аа ). Неопределенность генотипа обозначаем А_ . Самец с рецессивным признаком гомозиготен по соответствующему гену – аа . Потомки с коричневой окраской меха наследовали этот ген от матери, а от отца – ген голубой окраски, следовательно, их генотипы гетерозиготны. По генотипу коричневых щенков установить генотип матери невозможно. Голубой щенок от каждого из родителей получил ген голубой окраски. Следовательно, мать гетерозиготна (нечистопородна).

Решение.

Р : Aa х aa
гаметы: (А ) (а ) (а )
F 1 : 1 Aa : 1 aa ,
Где: А – ген коричневой окраски меха, а – ген голубой окраски меха.

Ответ: генотип самки – Аа , то есть она нечистопородна.

В условиях задач на установление характера наследования признака:
– предлагаются только фенотипы следующих друг за другом поколений (то есть фенотипы родителей и фенотипы потомства);
– содержится количественная характеристика потомства.
В вопросе такой задачи требуется установить характер наследования признака.

Задача 4. Скрестили пестрых петуха и курицу. Получили 26 пестрых, 12 черных и 13 белых цыплят. Как наследуется окраска оперения у кур?

При решении этой задачи логика рассуждения может быть следующей. Расщепление в потомстве свидетельствует о гетерозиготности родителей. Соотношение близкое к 1: 2: 1 говорит о гетерозиготности по одной паре генов. Согласно полученным долям (1/4 белые, 1/2 пестрые, 1/4 черные), черные и белые цыплята гомозиготны, а пестрые гетерозиготны.
Обозначение генов и генотипов с последующим составлением схемы скрещивания показывает, что сделанный вывод соответствует результату скрещивания.

Решение.

Р : A + A х A + A
пестрые пестрые
гаметы: (А + ) (А ) (А + ) (А )
F 1 : 1А + А + : 2 А + A : 1AA
черные пестрые белые

Ответ: окраска оперения у кур определяется парой полудоминантных генов, каждый из которых обуславливает белый или черный цвет, а вместе они контролируют развитие пестрого оперения.

Использование на уроках иллюстрированных задач

Задачи по генетике можно подразделить на текстовые и иллюстрированные. Преимущество иллюстрированных задач перед текстовыми очевидно. Оно основано на том, что зрительное восприятие изображений активизирует внимание и интерес учащихся, способствует лучшему осмыслению условия задачи и изучаемых закономерностей.

Задача 5.

1. Какая окраска шерсти у кроликов доминирует?
2. Каковы генотипы родителей и гибридов первого поколения по признаку окраски шерсти?
3. Какие генетические закономерности проявляются при такой гибридизации?

Ответы.

1. Доминирует темная окраска шерсти.
2. Р : АА х аа ; F 1 : Aa .
3. Мы наблюдаем проявления правил доминирования признаков и единообразия первого поколения.

Рисунки могут быть схематичными.

Задача 6.

1. Какая форма плода томата (шаровидная или грушевидная) доминирует?
2. Каковы генотипы родителей и гибридов 1 и 2 поколения?
3. Какие генетические закономерности, открытые Менделем, проявляются при такой гибридизации?

Ответы.

1. Доминирует шаровидная форма плода.
2. Р : аа х АА ; F 1 : Аа ; F 2 : 25% АА , 50% Аа , 25% аа .
3. Законы единообразия гибридов первого поколения (I закон Менделя) и закон расщепления (II закон Менделя).

Задача 7.

1. Каковы генотипы родителей и гибридов F 1 , если красная окраска и круглая форма плодов томата – доминантные признаки, а желтая окраска и грушевидная форма – рецессивные признаки?
2. Докажите, что при таком скрещивании проявляется закон независимого распределения генов.

Ответы .

1. Р : АаВb х ааВb ; F 1 : АаBB , 2AaBb , Aabb , aaBB , 2aaBb , aabb .
2. Наследование признака окраски плодов томата идет независимо от их формы, а именно отношение числа красных плодов к желтым равняется:
(37% + 14%) : (37% + 12%) = 1: 1,
а круглой формы к грушевидным:
(37% + 37%) : (14% + 12%) = 3: 1.

Решение типовых задач с использованием законов Г.Менделя

Решение задач на моногибридное скрещивание при полном доминировании обычно трудностей не вызывает.
Поэтому остановимся лишь на примере решения задач на наследование отдельного признака при неполном доминировании.

Задача 8. Растения красноплодной земляники при скрещивании между собой всегда дают потомство с красными ягодами, а растения белоплодной земляники – с белыми ягодами. В результате скрещивания обоих сортов друг с другом получаются розовые ягоды. Какое потомство возникает при скрещивании между собой гибридных растений земляники с розовыми ягодами? Какое потомство получится, если опылить красноплодную землянику пыльцой гибридной земляники с розовыми ягодами?

Решение.

При скрещивании между собой растений с розовыми ягодами получается 25% красноплодных, 50% с розовыми ягодами и 25% белоплодных.
Растения с розовыми ягодами (КБ ) – гибриды F 1 . При скрещивании КБ х КБ образуются гаметы двух сортов: К несут признак красноплодности и Б признак белоплодности. Пользуясь решеткой Пеннета, внося обозначения гамет, определяем генотип и фенотип получившихся растений.

Скрещивание КК х КБ дает расщепление: 50% КК (красноплодных) и 50% КБ (с розовыми ягодами).
Вышеизложенное решение (см. учебное пособие «Биология для поступающих в вуз. Способы решения задач по генетике». Составитель Галушкова Н.И. – Волгоград. : Изд. Братья Гринины, 1999, с. 7) на мой взгляд, создает определенные трудности для учащихся, т.к. для обозначения одного признака используются два буквенных символа, что характерно для решения задач на дигибридное скрещивание.
При решении данной задачи можно использовать и другие варианты буквенной символики. Например:

А – ген...
а – ген...

Но в условии задачи не сказано, какой признак доминирующий, и учащиеся испытывают определенные трудности при записи условия задачи.
В своей практике при решении задач на наследование отдельного признака при неполном доминировании я использую символы:

А + – ген...
А – ген...
(См. упражнение 2 в № 4/2004 и задачу 4.)

Продолжение следует

При неполном доминировании у гетерозигот не проявляется ни один признак из имеющихся у родителей. При промежуточном наследовании гибриды несут среднее выражение признаков.

При кодоминировании у гетерозигот проявляются оба родительских признака. Примером промежуточного наследования может служить наследование окраски плодов земляники или цветков ночной красавицы, кодоминирования - наследование чалой масти у крупного рогатого скота.

Задача 3-1

При скрещивании между собой растений красноплодной земляники всегда получаются растения с красными ягодами, а белоплодной - с белыми. В результате скрещивания обоих сортов получаются розовые ягоды. Какое потомство получится при опылении красноплодной земляники пыльцой растения с розовыми ягодами?

1. Растения с красными и белыми плодами при скрещивании между собой не давали в потомстве расщепления. Это указывает на то, что они являются гомозиготными.
2. Скрещивание гомозиготных особей, отличающихся по фенотипу, приводит к образованию у гетерозигот нового фенотипа (розовая окраска плодов). Это свидетельствует о том, что в данном случае наблюдается явление промежуточного наследования.
3. Таким образом, растения с розовыми плодами являются гетерозиготными, а с белыми и красными - гомозиготными.

Схема скрещивания

AА - красные плоды, аа - белые плоды, Aа - розовые плоды.

50% растений будут иметь красные и 50% - розовые плоды.

Задача 3-2

У растения «ночная красавица» наследование окраски цветов осуществляется по промежуточному типу. Гомозиготные организмы имеют красные или белые цветы, а у гетерозигот они розовые. При скрещивании двух растений половина гибридов имела розовые, а половина - белые цветки. Определить генотипы и фенотипы родителей.

Задача 3-3

Форма чашечки у земляники может быть нормальная и листовидная. У гетерозигот чашечки имеют промежуточную форму между нормальной и листовидной. Определить возможные генотипы и фенотипы потомства от скрещивания двух растений, имеющих промежуточную форму чашечки.

Задача 3-4

Кохинуровые норки (светлые, с черным крестом на спине) получаются в результате скрещивания белых норок с темными. Скрещивание между собой белых норок всегда дает белое потомство, а скрещивание темных - темное. Какое потомство получится от скрещивания между собой кохинуровых норок? Какое потомство получится от скрещивания кохинуровых норок с белыми?

Задача 3-5

Скрестили пестрых петуха и курицу. В результате получили 26 пестрых, 12 черных и 13 белых цыплят. Какой признак доминирует? Как наследуется окраска оперения у этой породы кур?

Задача 3-6

У одного японского сорта бобов при самоопылении растения, выращенного из светлого пятнистого семени, получено: 1/4 - темных пятнистых семян, 1/2 - светлых пятнистых и 1/4 - семян без пятен. Какое потомство получится от скрещивания растения с темными пятнистыми семенами с растением, имеющим семена без пятен?

1. Наличие расщепления в потомстве указывает на то, что исходное растение было гетерозиготно.
2. Присутствие у потомков трех классов фенотипов позволяет предположить, что в данном случае имеет место кодоминирование. Расщепление по фенотипу в соотношении 1:2:1 подтверждает это предположение.

При скрещивании растения с темными пятнистыми семенами с растением без пятен (обе формы гомозиготны) все потомство будет единообразным и будет иметь светлые пятнистые семена.

Задача 3-7

У коров гены красной (R ) и белой (r ) окраски кодоминантны друг другу. Гетерозиготные особи (Rr ) - чалые. Фермер купил стадо чалых коров и решил оставлять себе только их, а красных и белых продавать. Быка какой масти он должен купить, чтобы продать возможно больше телят?

Задача 3-8

От скрещивания между собой растений редиса с овальными корнеплодами получено 68 растений с круглыми, 138 - с овальными и 71 - с длинными корнеплодами. Как осуществляется наследование формы корнеплода у редиса? Какое потомство получится от скрещивания растений с овальными и круглыми корнеплодами?

Задача 3-9

При скрещивании между собой земляники с розовыми плодами в потомстве оказалось 25% особей, дающих белые плоды, и 25% растений с красными плодами. Остальные растения имели розовые плоды. Объясните полученные результаты. Каков генотип рассмотренных особей?