генетика

Лабораторная работа № 1

ТЕМА: Моногибридное скрещивание

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучить закономерности наследования признаков при моногибридном скрещивании. Решение задач.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ:

Моногибридное скрещивание – это скрещивание особей, различающихся одной парой аллельных генов (А, а) или одной парой альтернативных признаков.

Аллельные гены – это различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках, или локусах, гомологичных хромосом. Аллели определяют варианты развития одного и того же признака. Распространенные в природе аллели, обуславливающие характерные для вида признаки, называются аллелями дикого типа, а происходящие от них аллели с измененной структурой гена – мутантными. В нормальной диплоидной клетке может присутствовать не более двух аллелей одного локуса одновременно. В одной гамете находится один аллель.

Гомозиготой называется о обь, у которой аллельные гены, определяющие данный признак, идентичны, например АА, аа. Гетерозиготой называется особь, в клетках которой находятся разные алл ли данного гена, например Аа.

Анализирующее скр щивание – это крещивание особи с неизвестным генотипом, у которой проявля тся доминантный фенотип по одному или более генам, с особью тестерной инии, которая н сет известные рецессивные аллел генов. Например, же тый горох мож т иметь генотип или АА, или Аа. Фенотипически, в с учае по ного доминирования, доминантная гомозиготная особь и гетер зиг та не раз ичаются. Для определения генотипа в этом случа е проводят скрещивание ана изируемой особи рецессивной гомозиготой, поскольку рецессивный ген п зволяет проявиться как доминантному гену, так и рецессивн му, если тестируемая особь гетерозиготна:

Расщепление по фенотипу 1:1 Расщепление по генотипу 1:1

2

При анализирующем скрещивании расщепление по фенотипу и генотипу совпадают, т.е. количество фенотипических классов соответствует количеству генотипических классов.

Доминантный признак не всегда полностью подавляет рецессивный, поэтому возможно появление промежуточных признаков у гибридов. Это явление получило название неполное доминирование. Во втором поколении расщепление по фенотипу и генотипу совпадает и равно 1:2:1.

Так, например, при скрещивании двух чистых линий ночной красавицы с красными и белыми цветками первое поколение гибридов оказывается розовым. Происходит неполное доминирование признака окраски, и красный цвет лишь частично подавляет белый.

Задание 1. Научиться решать задачи по наследованию признаков при полном доминировании.

ХОДÏолесÃÓРАБОТЫ:

Задача 1. У человека ген длинных ресниц доминирует над геном коротких

ресниц. Женщина с длинными ресницами, у отца которой ресницы были короткими, вышла замуж за мужчину с короткими ресницами. Выясните:

1) Сколько типов гамет образует я у женщины?

2) Сколько типов гамет образует я у мужчины?

3) Какова вероятность рожд ния в данной емье ребенка с длинными ресницами?

4) Сколько разных г нотипов мож т быть у детей в этой семье? 5) Сколько разных ф нотипов мож т быть у детей в этой семье?

Задача 2. Ген диаб та р ц ссив н по отношению к гену нормального состояния. У здоровых супругов родился ребенок, больной диабетом.

Определите:

1) Ск лько тип в гамет может образоваться у отца? 2) Ск лько тип в гамет может образоваться у матери?

3) Как ва вер ятн сть р ждения здорового ребенка в данной семье? 4) Ск лько разных ген типов может быть у детей в этой семье?

5) Какова вероятность того, что второй ребенок родится больным?

Задача 3. 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.

Задача 4. При скрещивании черной самки кролика белым самцом в

первом поколении получили потомство черного цвета. Составьте схему данного скрещивания и определите:

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?

3

Задача 5. Равномерная окраска арбузов наследуется как рецессивный признак. Какое потомство получится от скрещивания двух гетерозиготных растений с полосатыми плодами?

Задача 6. У человека ген, вызывающий одну из форм наследственной глухонемоты, рецессивен по отношению к гену нормального слуха. От брака глухонемой женщины с нормальным мужчиной родился глухонемой ребенок. Определить генотипы всех членов семьи.

Задача 7. У морских свинок ген мохнатой шерсти (R) доминирует над геном гладкой шерсти (r). Мохнатая свинка при скрещивании с гладкой дала 18 мохнатых и 20 гладких потомков. Каков генотип родителей и потомства? Могли бы у этих свинок родиться только гладкие особи?

Задание 2. Научиться решать задачи по наследованию признаков при неполном доминировании.

Задача 1. У человека проявляется заболевание – серповидно-клеточная анемия. Эта болезнь выражается в том, что эритроциты крови имеют не круглую форму, а серповидную, в результате чего транспортируется меньше кислорода. Серповидно-клеточная анемия наследуется как неполностью доминантный признак, причѐм гомозиготное состояние гена приводит к гибели организма в детском возрасте. В семье оба упруга имеют признаки анемии. Какова процентная вероятность рождения у них здорового ребѐнка?

Задача 2. Анофтальмия (от ут твие глазных яблок) – это наследственное заболевание, за развитие которого отв ча т реце ивный ген. Аллельный, не полностью доминантный г н обусловлива т нормальный размер глаз. У гетерозигот размер г азных яб ок н сколько уменьшен. Если женщина с уменьшенным размером г азных яб ок выйд т замуж за мужчину с нормальной величиной глаз, то как будут выг ядеть их дети?

Контрольные в пр сы:

Лабораторная работа № 2

4

ТЕМА: Анализ наследования признаков по родословным

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: научиться анализировать наследование признаков по родословным.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ:

Составление родословной начинается с пробанда – лица, обратившегося к врачу. Чаще всего пробандом является больной или носитель изучаемого признака. При составлении родословных используются специальные символы

(рис.1).

3) доминантное сцепленное с Х-хромосомой наследование;

4) рецессивное сцепленное с Х-хромосомой наследование;

5) сцепленное с Y-хромосомой, или голандрическое, наследование;

6) частично сцепленное с полом наследование: аллели изучаемого гена находятся в гомологичных друг другу участках Х-хромосомы и Y-хромосомы;

7) цитоплазматическое наследование: изучаемые гены находятся в ДНК митохондрий;

8) аутосомное наследование, зависимое от пола: аутосомные гены поразному проявляются в фенотипе у женщин и мужчин;

9) аутосомное наследование, ограниченное полом: изучаемый признак формируется только у особей одного пола.

Для успешного определения типа наследования в конкретной родословной, необходимо знать характерные особенности, которыми обладает родословная

5

каждого из основных типов наследования. Эти особенности обусловлены расположением генов в хромосомах и особенностями взаимодействия между их аллелями.

Существуют следующие критерии основных типов ядерного наследования.

А) Аутосомно-рецессивное наследование:

1)признак встречается относительно редко, не в каждом поколении; 2)если признак имеется у обоих родителей, то этот признак имеют все их дети;

3)признак встречается и у детей, родители которых не имеют изучаемого признака;

4)мужчины и женщины с изучаемым признаком встречаются с приблизительно одинаковой частотой.

Б) Аутосомно-доминантное наследование: 1)признакÏолесÃÓвстречается часто, в каждом поколении;

2)признак встречается у детей, у которых хотя бы один из родителей имеет

изучаемый признак;

3) мужчины и женщины с изучаемым признаком встречаются с

приблизительно одинаковой частотой.

В) Сцепленное с Y-хромосомой, или голандрическое, наследование:

1) признак встречается часто, в каждом поколении;

2) признак встречается только у мужчин; 3) признак передается по муж кой линии: от отца к сыну и т.д.

Г) Рецессивное сцепл нное с Х-хромо омой на ледование:

1) признак встречается относит льно р дко, не в каждом поколении; 2) признак встречается пр имущ ств нно у мужчин, причем у их отцов

признак обычно отсутству т, но им тся у дедов (прадедов) по материнской линии;

3) у женщин признак встречается только тогда, когда он имеется и у их отца.

Д) Доминантн сцеп енное с Х-хромосомой наследование: 1)признак встречается часто, в каждом поколении;

2)признак встречается у детей, у которых хотя бы один из родителей имеет изучаемый признак;

3)признак встречается и у мужчин, и у женщин, но женщин с таким признаком приблизительно в два раза больше, чем мужчин;

4) если изучаемый признак имеет мужчина, то все его дочери будут иметь этот признак, а у всех его сыновей этот признак будет отсутствовать.

ХОД РАБОТЫ:

Задание 1. Болезнь наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Пробанд болен, и его родословная имеет следующий вид:

6

Жена пробанда здорова и не содержит в своем генотипе патологических аллелей. Чему равна вероятность рождения у пробанда здорового ребенка?

Задание 2. Определите тип наследования, генотип пробанда в следующих

родословных.

ÏолесÃÓA.

B.

C.

D.

Контрольные вопросы:

1.Назовите основные типы наследования.

2.Дайте характеристику аутосомно-рецессивному типу наследования.

3.Охарактеризуйте аутосомно-доминантный тип наследования.

4.В чем суть сцепленного с Y-хромосомой, или голандрического, наследования?

5.В чем различия между рецессивным сцепленным с Х-хромосомой и доминантным сцепленным с Х-хромосомой наследованием?

7

Лабораторная работа № 3

ТЕМА: Дигибридное и тригибридное скрещивание

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучить закономерности наследования признаков при ди- и тригибридном скрещивании. Решение задач.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ:

При дигибридном скрещивании, т.е. скрещивании родительских особей, отличающихся по двум парам признаков, во втором поколении увеличивается количества классов особей и изменяется характер расщепления. Это обусловлено наличием двух пар генов, локализованных в разных парах хромосом. Эти гены наследуютсяÏолесÃÓнезависимо друг от друга и распределяются в гаметах случайно. Отсюда у особи образуется четыре типа гамет с равной вероятностью.

Задачи по дигибридному скрещиванию удобно решать с применением формулы расщепления по фенотипу во втором поколении дигибридного скрещивания:

9А В : 3А bb : 3ааВ : 1ааbb,

полученной, с использованием фенотипиче кого радикала.

Так же, как и в случае дигибридного крещивания, решение задач по выяснению фенотипов и опр д л нию в роятно ти рождения потомков с теми или иными признаками можно значит льно облегчить, если последовательно рассматривать нас едование каждого отд льного признака, абстрагировавшись от остальных. Кроме того, при р ш нии задач на полигибридное скрещивание часто применяют математические методы анализа, например закон сочетания двух и более независимых яв ений.

ХОД РАБОТЫ:

Задание 1. Решить задачи.

Задача 1. Скрестили г мозиготного петуха, имеющего гребень С, и голые ноги d, дигетерозиготной курицей с гребнем и оперѐнными ногами. Определите генотипы родителей, генотипы и фенотипы гибридов первого поколения, вероятность появления потомков с признаками родителей.

Задача 2. У малины красные плоды и колючий стебель — это доминантные признаки. А желтые плоды и гладкий стебель — рецессивные. В результате скрещивания гетерозиготных по обеим признакам растений с растениями, имеющими жѐлтые плоды и гладкий стебель получено 100 потомков. Сколько из них будет иметь жѐлтые плоды и колючий стебель?

Задача 3. При скрещивании растений львиного зева с красными пилорическими (правильными) цветками с растениями, имеющими жѐлтые зигоморфные (неправильные) цветки, в F1 все растения имели розовые зигоморфные цветки. От скрещивания гибридов F1 с растениями, имевшими

8

жѐлтые пилорические цветки, получили 39 растений с розовыми зигоморфными цветками, 44 с розовыми пилорическими, 42 с жѐлтыми зигоморфными и 40 с жѐлтыми пилорическими цветками. Почему среди потомков не появились растения с красными цветками? Какое скрещивание следует поставить, чтобы получить такие растения?

Задача 4. У нормальных родителей родился глухонемой ребѐнокальбинос. Определить генотипы родителей, если известно, что глухонемота и альбинизм являются рецессивными признаками.

Задача 5. У крупного рогатого скота ген безрогости доминирует над геном

рогатости, ген черной масти над геном красной масти. Скрестили гетерозиготного по обоим генам быка с такой же коровою. Какова вероятность рождения безрогих красных телят?

ушей;2.ÏолесÃÓгетерозиготная по всем признакам сука.

Задача 6. У голубоглазого темноволосого отца и кареглазой светловолосой матери 4 детей. Каждый ребѐнок отличается от другого по одному из данных признаков. Назвать генотипы родителей и детей, учитывая, что тѐмные волосы и

тѐмные глаза являются доминантными признаками.

Задача 7. У земляники красная окра ка ягод не полностью доминирует над белой, а нормальная чаш чканад ли товой.У дигетерозиготы ягоды розовые с промежуточной чашечкой. Опр д лите г нотипы родителей и проанализируйте скрещивание, если в F2 по уч но 9 ф нотипических классов в соотношении

длинношерстн стью (l), черная окраска (В) – над коричневой (b), отвислое ухо

гетерозиготный по цвету и длине шерсти и гомозиготный по гену висячести

Задача 10. Короткопалость, близорукость и альбинизм кодируются

рецессивными генами, расположенными в разных хромосомах. Короткопалый, близорукий мужчина с нормальной пигментацией женился на здоровой женщинеальбиноске. Их первый ребенок был короткопал, второй – близорук, третий – альбинос. Определить генотипы родителей и детей.

Задача 11. Карий цвет глаз, темные волосы и владение правой рукой – доминантные признаки, которые наследуются независимо. Отец – кареглазый темноволосый левша, мать – голубоглазая светловолосая правша. В семье

9

имеются: сын – голубоглазый светловолосый левша, и дочь – кареглазая темноволосая правша. Определить генотипы всех членов семьи.

Лабораторная работа № 4

ТЕМА: Взаимодействие неаллельных генов

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Изучить типы неаллельного взаимодействия генов и научиться решать задачи, определять тип взаимодействия генов.

совместномÏолесÃÓсочетании в генотипе обусловливают новое фенотипическое проявление признак в. При этом расщепление гибридов F2 по фенотипу может происходить в с тн шениях 9:6:1, 9:3:4, 9:7, иногда 9:3:3:1.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ:

Неаллельные гены – это гены, расположенные в различных участках

хромосом и кодирующие неодинаковые белки. Неаллельные гены также могут взаимодействовать между собой.

При этом либо один ген обусловливает развитие нескольких признаков, либо, наоборот, один признак проявляет я под действием совокупности

Пример м к мплементарности является наследование формы плода тыквы. Наличие в ген типе д минантных генов А или В обусловливает сферическую форму пл д в, а рецессивных – удлинѐнную. При наличии в генотипе одновременно доминантных генов А и В форма плода будет дисковидной. При скрещивании чистых линий сортами, имеющими сферическую форму плодов, в первом гибридном поколении F1 все плоды будут иметь дисковидную форму, а в поколении F2 произойдѐт расщепление по фенотипу: из каждых 16 растений 9 будут иметь дисковидные плоды, 6 – сферические и 1 – удлинѐнные.

Подавление (ингибирование) действия одной аллельной пары генов геном другой, не аллельной им пары, называется эпистазом. Различают доминантный и рецессивный эпистаз. Если обычное аллельное доминирование можно представить в виде формулы А>а, То явление эпистаза выразится формулой А>В (доминантный эпистаз) или А>В (рецессивный эпистаз), когда доминантный или рецессивный ген одной аллельной пары не допускает проявления генов другой аллельной пары.

10