Закономерности при ди- и полигибридном скрещивании

Закономерности наследования при моногибридном скрещивании

Моногибридное скрещивание - скрещивание особей, анализируемых по одной паре альтернативных признаков.

I закон: Закон единообразия гибридов I поколения:

“При скрещивании гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков, все потомство в первом поколении единообразно: по генотипу все особи гетерозиготны, по фенотипу – с проявлением доминантного признака.” Мендель изучал наследование цвета семян гороха посевного (желтый цвет доминирует над зеленым).

A – желтый цвет

а – зеленый цвет

Р: ♀ АА ´ ♂ аа

G: А а

F₁: Аа

по генотипу - гетерозиготные

по фенотипу - желтые

II закон: Закон расщепления:

При скрещивании двух гетерозиготных особей, анализируемых по одной паре альтернативных признаков (т.е. гибридов), в потомстве наблюдается расщепление по генотипу 1: 2: 1 и по фенотипу 3:1.

Р: ♀ Аа ´ ♂ Аа

G: А а А а

F₂: АА 2Аа аа

Расщепление по генотипу 1: 2: 1

Расщепление по фенотипу- 3: 1

Среди 3/4 растений F₂ c доминантным признаком 2/4 (Аа) от общего числа потомков оказываются гибридными: при самоопылении они дают в F₃ расщепление: по генотипу 1:2:1, по фенотипу 3:1, и только 1/4 остается константной в последующих поколениях. Поэтому в F₂ половина растений являются гибридными, а половина - константно сохраняющими родительские признаки.

Признаки, наследование которых происходит согласно закономерностям, установленным Г.Менделем называют менделирующими. Они определяются одним геном - моногенно (от греч.monos - один), то есть когда проявление признака определяется взаимодействием аллельных генов, один из которых доминирует (подавляет) другой.

У человека известно более 583 признаков, которые наследуются по аутосомно-доминантному типу. Например, ахондроплазия, хорея Гентингтона, различные аномалии конечностей (брахидактилия, синдактилия, полидактилия, арахнодактилия), слияние нижних молочных резцов и др.

По аутосомно-рецессивному типу у человека наследуются 466 признаков. Например, альбинизм, алкаптонурия, амавротическая семейная идиотия, слепота, глухота и др.

Полигибридное скрещивание - скрещивание особей, анализируемых по двум и более парам альтернативных признаков. Дигибридное скрещивание - частный случай полигибридного скрещивания. Скрещивались растения гороха с желтыми гладкими семенами и растения с зелеными морщинистыми семенами.

А - желтый цвет В - гладкая форма

а - зеленый цвет b- морщинистая форма

P: ♀ AABB ´ ♂ aabb

G: AB ab

F₁: AaBb

по генотипу - дигетерозиготы

по фенотипу - желтые гладкие

Инбридинг F1: P: ♀ AaBb ´ ♂ AaBb

G: AB,Ab,aB,ab AB,Ab,aB,ab

F₂: по решётке Пеннета

♀ ♂	АВ	Ав	аВ	ав
АВ	ААВВ	ААВв	АаВВ	АаВв
Aв	ААВв	Аавв	АаВв	Аавв
АВ	АаВВ	АаВв	ааВВ	ааВв
Ав	АаВв	Аавв	ааВв	аавв

Расщепление по генотипу: 1: 2: 2: 1: 4: 1: 2: 2: 1

(1ААВВ: 2ААBb: 2АаВВ: 4АаВb:1ААbb: 2Ааbb:1ааВВ: 2ааВb:1ааbb)

Для характеристики фенотипа F₂ можно воспользоваться фенотипическим радикалом. Фенотипический радикал- это минимальная часть генотипа, определяющая фенотип. Знак «-» имеет смысловое значение, это место второго аллеля гена.

Фенотипический радикал: 9 - А-В-

3 - А-bb

3 - аа В-

1 - аа bb

Анализ характера наследования каждой пары показывает, что дигибридное скрещивание - это два независимо идущих моногибридных и может быть выражено как (3+1)². Общая формула расщепления при полигибридном скрещивании: (3+1)ⁿ,где «n» количество пар анализируемых признаков.

Таким образом, при ди- и полигибридном скрещивании имеет место III закон Менделя – закон независимого комбинирования признаков, который формулируется так: «при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся двумя и более парами альтернативных признаков, во II поколении (F₂) при инбридинге F₁ отмечается независимое комбинирование признаков, а наследование каждой пары признаков идет независимо от других.

Условия для выполнения законов Менделя:

1. Равновероятностный характер образования всех типов гамет на основе случайного расхождения хромосом в мейозе.

2. Равновероятностная выживаемость гамет всех типов.

3. Равновероятностный характер образования всех типов зигот

4. 100% выживаемость всех типов зигот.

5. Полное доминирование.

6. Отсутствие мутацый при онтогенезе родительских особей и всех потомков.

7. 100% пенетрантность и явная экспрессивность.

8. Стандартизация условий.

9. Достаточно большая выборка.

10. Отсутствие сцепления неаллельных генов.

11. Отсутствие взаимодействия между неаллельными генами.

4.5 Задачи по теме: «Закономерности наследования»

№ 1. В семье здоровых родителей родился ребенок с синдромом «гигантизм мозговой». Характеризуется акромегалией при рождении, ускоренным ростом костей черепа в постнатальный период. На фоне задержки моторных функций у мальчика рано появились зубы, отмечаются судороги и умственная отсталость. Тип наследования аутосомно-рецессивный. Дать прогноз в отношении следующих детей в этой семье.

№ 2. Детская форма амавротической семейной идиотии (Тей-Сакса) наследуется как аутосомный рецессивный признак и заканчивается обычно смертельным исходом к 4-5 годам. Первый ребенок умер в семье от анализируемой болезни в то время, когда должен родиться второй. Определите вероятность того, что второй ребенок будет также болен.

№ 3. Редкая аутосомно-рецессивная мутация (обычно встречается в изолятах) вызывает синдром Маринеску, характеризующегося задержкой психического и физического развития. У больных выявляется катаракта, карликовость, деформация позвоночника и другие костные аномалии. Дайте прогноз потомства, если родители здоровые и состоят в кровном родстве.

№ 4. Глазодвигательная апраксия (синдром Когана) характеризуется невозможностью синхронного движения глаз (при поровоте головы влево, глаза поворачиваются вправо и наоборот). Психическое развитие ребенка нормальное, но возникают трудности при обучении ребенка чтению. Заболевание детерминировано рецессивным, аутосомным геном с полной пенетрантностью. Дать прогноз потомства, если один из родителей здоров и гомозиготен, а другой здоров, но является носителем рецессивного гена.

№ 5. Нечувствительность к запахам (аносмия) детерминирована редким аутосомным доминантным геном. В семье, где один из супругов имеет аносмию, а другой чувствителен к запахам, родились разнозиготные близнецы. Определите возможные генотипы и фенотипы детей.

№ 6. У человека ген дальнозоркости доминирует над геном нормального зрения. В семье муж и жена страдают дальнозоркостью, однако матери обоих супругов имели нормальное зрение. 1. Сколько типов гамет образуется у жены? 2. Сколько разных генотипов могут иметь дети данной супружеской пары? 3. Сколько разных фенотипов может быть среди детей данной супружеской пары? 4. Какова вероятность рождения в этой семье ребёнка с нормальным зрением (в %)? 5. Какова вероятность рождения в данной семье ребёнка, страдающего дальнозоркостью (в %)?

№ 7. Синдром Робена (микрогнатия, расщелина мягкого и твердого неба) наследуется двумя путями – по аутосомно доминантному (А) и аутосомнорецессивному (b). Определить вероятность рождения больных детей если родители страдают разными формами заболевания, гомозиготные по генотипу.

№ 8. Мандибуло-фациальный дизостоз (синдром Франческетти) сопровождается грубыми нарушениями формирования черепа и недоразвитием верхней и нижней челюстей. Наследование данной патологии моногенное, детерминирует доминантный ген. Определить вероятность рождения здоровых детей если один из родителей гетерозиготен, а другой здоров.

№ 9. Голубоглазый мужчина, родители которого имели карие глаза, женился на кареглазой женщине, у отца которой глаза были голубые, а у матери – карие. Какое потомство можно ожидать от этого брака, если известно, что ген карих глаз доминирует над геном голубых?

№ 10. У человека умение владеть преимущественно правой рукой доминирует над умением владеть преимущественно левой рукой. Мужчина правша, мать которого была левшой, женился на женщине правше, имевшей трех братьев и сестер, двое из которых левши. Определите возможные генотипы женщины и вероятность того, что дети, родившиеся от этого брака, будут левшами.

№ 11. Фенилкетонурия наследуется как рецессивный признак. Какими могут быть дети в семье, где родители гетерозиготны по этому признаку?

№ 12. У человека ген полидактилии доминирует над нормальным строением кисти. В семье, где один из родителей имеет нормальное строение кисти, а второй – шестипалый, родился ребенок с нормальным строением кисти. Какова вероятность следующего ребенка тоже без аномалий?

№ 13. У человека ген, вызывающий одну из форм наследственной глухоты, рецессивен по отношению к гену нормального слуха. Какое потомство можно ожидать от брака гетерозиготных родителей?

№ 14. Первый ребенок в семье умер от семейной идиотии. Дать характеристику анализируемым генам и прогноз потомства в этой семье.

№ 15. Альбинизм наследуется у человека как аутосомный рецессивный признак. В семье, где один из супругов альбинос, а другой нормален, родились разнояйцевые близнецы, один из которых нормален, а другой альбинос. Какова вероятность рождения следующего ребенка альбиносом?

№ 16. Поздняя дегенерация роговицы (развивается после 50 лет) наследуется как доминантный аутосомный признак. Определите вероятность возникновения заболевания в семье, если известно, что бабушка и дедушка по линии матери и все их родственники, дожившие до 70 лет, страдали указанной аномалией, а по линии отца все предки были здоровы.

№ 17. Ахондроплазия передается как доминантный аутосомный признак. В семье, где оба супруга страдают ахондроплазией, родился нормальный ребенок. Какова вероятность того, что следующий ребенок родится нормальным?

№ 18. Отсутствие малых коренных зубов наследуется как доминантный аутосомный признак. Какова вероятность того, что в семье, где оба родителя гетерозиготны по анализируемому признаку, родятся дети с аномалией?

№ 19. Синдактилия наследуется как доминантный аутосомный признак. Какова вероятность рождения детей со сросшимися пальцами в семье, где один из родителей гетерозиготен по анализируемому признаку, а другой имеет нормальное строение пальцев?

№ 20. У человека ген карих глаз доминирует над геном голубых глаз, а умение владеть преимущественно правой рукой – над левой. Обе пары генов расположены в разных хромосомах. Дать прогноз потомтва, если оба родителя кареглазые правши, дигетерозиготные по генотипу.

№ 21. У человека имеется два вида слепоты и каждая определяется своим рецессивным аутосомным геном. Гены обоих признаков находятся в разных парах хромосом.

1. Какова вероятность того, что ребенок родится слепым, если отец и мать его страдают одним и тем же видом наследственной слепоты, а по другой паре генов слепоты нормальны?

2. Какова вероятность рождения ребенка слепым в семье в том случае, если отец и мать страдают разными видами наследственной слепоты, имея в виду, что по обеим парам генов они гомозиготны?

№ 22. У человека имеется две формы глухонемоты, которые определяются рецессивными аутосомными несцепленными гена­ми.

1.Какова вероятность рождения детей глухонемыми в се­мье, где мать и отец страдают одной и той же формой глухоне­моты, а по другой форме глухонемоты они гетерозиготны?

2. Какова вероятность рождения детей глухонемыми в се­мье, где оба родителя страдают разными формами глухонемо­ты, а по второй паре генов глухонемоты каждый из них гетерозиготен?

№ 23. Глаукома взрослых наследуется несколькими путя­ми. Одна форма определяется доминатным аутосомным геном, другая рецессивным тоже аутосомным несцепленным с преды­дущим геном.

1. Какова вероятность рождения ребенка с аномалией в слу­чае, если оба родителя гетерозиготны по обеим парам патологиче­ских генов?

2. Какова вероятность рождения детей с аномалией в се­мье, где один из родителей гетерозиготен по обеим парам пато­логических генов, а другой нормален в отношении зрения и гомозиготен по обеим парам генов?

№ 24. В семье, где родители хорошо слышали и имели один гладкие волосы, а другой вьющиеся, родился глухой ребе­нок с гладкими волосами. Их второй ребенок хорошо слышал и имел вьющиеся волосы. Какова вероятность дальнейшего появления глухих детей с вьющимися волосами в семье, если известно, что ген вьющихся волос доминирует над гладкими, глухота - признак рецессивный, и обе пары генов находятся в разных хромосомах?

№ 25. Седая прядь волос у человека – доминантный признак. Определить генотипы родителей и детей, если известно, что у матери есть седая прядь волос, у отца – нет, а из двух детей в семье один имеет седую прядь, а другой не имеет.

№ 26. У двух здоровых родителей родился ребенок альбинос. Второй ребенок был нормальным. Доминантный или рецессивный ген определяет альбинизм? Определить генотипы родителей и детей.

№ 27. Наследование резус-фактора осуществляется по обычному аутосомно-доминантному типу. Организм с резус-положительным фактором (rh+) несет доминантный ген R, а резус-отрицательный (rh-) – рецессивный ген r. Если муж и жена резус-положительны, то может ли их ребенок быть резус-отрицательным?

№ 28. У человека альбинизм и способность преимущественно владеть левой рукой – рецессивные признаки, наследующиеся независимо. Каковы генотипы родителей с нормальной пигментацией и владеющих правой рукой, если у них родился ребенок альбинос и левша?

№ 29. У голубоглазой близорукой женщины от брака с кареглазым мужчиной с нормальным зрением родилась кареглазая близорукая девочка и голубоглазый с нормальным зрением мальчик. Ген близорукости (В) доминантен по отношению к гену нормального зрения (и), а ген кареглазости (С) доминирует над геном голубоглазости (с). Какова вероятность рождения в этой семье кареглазого с нормальным зрением ребенка?

№ 30. Полидактилия (многопалость) и отсутствие малых коренных зубов передаются как доминантные аутосомные признаки. Гены этих признаков находятся в разных парах хромосом. Какова вероятность рождения детей без аномалий в семье, где оба родителя страдают обеими болезнями и гетерозиготны по этим парам генов?

№ 31. У человека брахидактилия (укорочение пальцев) – доминантный признак, а альбинизм – рецессивный. Какова вероятность рождения ребенка с двумя аномалиями у гетерозиготных по обоим признакам родителей?

№ 32. Темноволосый (доминантный признак), не имеющий веснушек мужчина женился на светловолосой женщине с веснушками (доминантный признак). У них родился светловолосый сын без веснушек. Определить вероятность рождения у них темноволосого ребенка с веснушками.

№ 33. Некоторые формы катаракты и глухонемоты наследуются независимо по аутосомно-рецессивному типу. Какова вероятность рождения ребенка с двумя аномалиями, если один родитель глухой, а другой болен катарактой?

№ 34. Гепатоцеребральная дистрофия (нарушение обмена меди) наследуется по аутосомно-рецессивному варианту. Какова вероятность рождения больных детей в семье, если один из супругов страдает данным заболеванием, а другой здоров и имеет здоровых родителей?

№ 35. Одним из наследственных заболеваний обмена веществ является фенилкетонурия, вызванная нарушениями превращения аминокислоты фенилаланина. В результате болезни у детей быстро развивается слабоумие. Мутантный ген рецессивен по отношению к нормальному гену. Определите вероятность рождения ребенка с фенилкетонурией: а) если оба родителя гетерозиготны по этому признаку; б) если один родитель болен, а другой имеет здоровую наследственность.

Дата добавления: 2015-04-24