Задачі на кросинговер

0 Comments

Задачі на зчеплене спадкування ознак

687. Дигетерозиготну кукурудзу, що має червоне гладеньке насіння, схрестили з гомозиготною рецесивною. Алелі, що визначають забарвлення і структуру поверхні насінини, зчеплені не повністю: перехрещування між ними становить 8%. У першому поколінні одержали 1600 зерен кукурудзи. Скільки з них (теоретично) будуть червоними зморшкуватими (білий колір насінини і зморшкувата поверхня — рецесивні ознаки)?

Розв’язання

688. У дрозофіли гени забарвлення тіла й будови крил локалізовані в одній із шести аутосом. Самку з сірим тілом і нормальними крилами схрестили із чорнотілим короткокрилим самцем (обидві ознаки — рецесивні). У першому поколінні одержали 52 сірі мушки з нормальними крилами, 253 сірих короткокрилих, 50 чорних короткокрилих і 245 чорних з нормальними крилами. Визначте вихідні групи зчеплення і відстань між аналізованими генами в хромосомі.

Розв’язання

689. Гени, що визначають наявність резус-фактора і форму еритроцитів, локалізовані в одній аутосомі на відстані 4 морганіди. Від батька жінка отримала домінантний ген резус-позитивності (D) і домінантний ген еліптичної форми еритроцитів (Е), а від матері — рецесивні гени резус-негативності (d) і нормальної форми еритроцитів (е). Її чоловік має нормальну форму еритроцитів і негативний резус-фактор крові. Визначте ймовірність народження дитини, схожої до батька за фенотипом.

Розв’язання

695. У людини рецесивний ген с зумовлює кольорову сліпоту (протанапію), а рецесивний ген d — м’язову дистрофію Дюшена. Обидві ознаки успадковуються, як зчепленні зі статтю. Гени локалізовані в Х-хромосомі. Здорова жінка з нормальним зором, батько якої страждає м’язовою дистрофією, а мати — порушенням кольорового зору, взяла шлюб зі здоровим чоловіком, який має нормальний зір. Від цього шлюбу народилося 8 хлопчиків. Один хлопчик був здоровим, 3 страждали м’язовою дистрофією, 3 — кольоровою сліпотою і 1 — обома захворюваннями. Визначте відстань між генами с і d.

Розв’язання

696. Дигетерозиготну за генами С і D самку дрозофіли схрестили із самцем, рецесивним за обома генами. У результаті одержали потомство в такому співвідношенні: 33% з фенотиповим радикалом С—D— ; 17% з радикалом С—dd; 17% з радикалом ccD — і 33% — ccdd. Як успадковуються ознаки? Визначте відстань між генами.

Розв’язання

697. Здорова жінка має 6 синів. Два з них страждають дальтонізмом, але мають нормальне зсідання крові. Три страждають гемофілією, але мають нормальний зір, а один хворий на дальтонізм і гемофілію. Запишіть генотипи матері й синів. Чому сини здорової жінки мають три різні генотипи?

Розв’язання

698. Унаслідок схрещування самки дрозофіли, дигетерозиготної за генами М і N із самцем, який має рецесивні гени m і n, одержано таке розщеплення за фенотипом: MN : Mn : mN : mn = 47% : 3% : 3% : 47%.

  • 1. Чи відбувається в цьому випадку зчеплене успадковування, чи вільне комбінування генів?
  • 2. Як комбінуються гени в парних хромосомах?
  • 3. Визначте відстань між генами М і N.

Розв’язання-відповідь

  • 1. У цьому випадку спостерігається зчеплене успадковування. Якби гени М і N або m і n містилися в різних хромосомах, то вони вільно комбінувалися б і на кожен ген припадало б розщеплення 25% : 25% : 25% : 25%. Реально на кожен ген припадає розщеплення 47% : 3% : 3% : 47%. Тому гени М і N містяться в одній хромосомі і передаються зчеплено. Тільки завдяки обміну ділянками хромосом (кросинговеру) можливий обмін генами.
  • 2. Якщо гени М і N містяться в одній хромосомі, то й гени m і n містяться в одній хромосомі. Це дві гомологічні хромосоми, між якими відбувається кросинговер. Тому одна гомологічна хромосома має гени М і Ν, а друга — m i n.
  • 3. Хромосома з генами М і N мала загальну кількість змін: 47 + 3 = 50. Цю кількість можна прийняти за 100%, а 3 становитиме х%:

699. Катаракта й полідактилія в людини зумовлені домінантними аутосомними тісно зчепленими генами. Проте зчепленими можуть бути не обов’язково гени вказаних аномалій, але й гени катаракти з генами нормальної будови кисті, і гени нормального зору з генами полідактилії.

  • 1. Жінка успадкувала катаракту від своєї матері, а полідактилію від батька. Її чоловік нормальний щодо цих ознак. Чого можна очікувати в їхніх дітей: одночасного виявлення катаракти і полідактилії; відсутності обох цих захворювань чи наявності тільки однієї аномалії — катаракти або полідактилії?
  • 2. Якими будуть діти, якщо батьки гетерозиготні за обома ознаками і відомо, що обидві бабусі мали тільки катаракту, а обидва дідусі — тільки полідактилію?

Розв’язання

700. У людини в одній аутосомі локалізовані домінантний ген синдрому дефекту нігтів та колінної чашечки і гени груп крові системи АВО на відстані 10 морганід. Жінка з II групою крові, що страждає дефектом нігтів і колінної чашечки (батько її мав І групу крові і не мав цих аномалій, а мати — IV групу крові і обидві аномалії), одружилась з чоловіком, який має III групу крові, нормальний стосовно дефекту нігтів і колінної чашечки та гомозиготний за обома парами аналізованих генів. Визначте вірогідність народження в цій сім’ї дітей із синдромом дефекту нігтів і колінної чашечки та їхні групи крові.

Розв’язання

701. Класична гемофілія і дальтонізм успадковуються як рецесивні ознаки, зчеплені з Х-хромосомою. Відстань між генами становить 9,8 морганід.

  • 1. Дівчина, батько якої дальтонік-гемофілік, а мати здорова і походить з родини, у якій не траплялись згадані аномалії, одружилась із здоровим чоловіком. Визначте імовірні фенотипи й генотипи дітей у цьому шлюбі.
  • 2. Дівчина, мати якої дальтонік, а батько — гемофілік, одружилася із чоловіком дальтоніком-гемофіліком. Визначте імовірність народження в цій сім’ї дитини з обома аномаліями.

Розв’язання

702. У гороху гладенька поверхня насіння і наявність вусиків зумовлені домінантними генами з однієї групи зчеплення (зморшкувата поверхня насіння та відсутність вусиків — рецесивні ознаки). Для досліду висіяли дигетерозиготні рослини, одержані в результаті міжсортового схрещування (ААвв х ааВВ). Скільки рослин (у %) у новому поколінні будуть фенотипно подібними до батьківських форм, якщо відстань між генами становить 20% кросинговеру, а перехрещування хромосом відбувається лише під час мікроспорогенезу (утворення сперміїв)?

Розв’язання

703. Гени, що контролюють групи крові людини за системою АВО й синдром дефекту нігтів і колінної чашечки, локалізовані в дев’ятій хромосомі. Частота кросинговеру між локусами цих генів становить у жінок 14%, а в чоловіків — 8%. Патологічний синдром контролюється домінантним геном. Визначте фенотипи дітей, якщо в жінки II група крові (гетерозиготна) і ймовірність захворювання (обидві ці ознаки вона успадкувала від батька), а в чоловіка — III група крові (гетерозиготна) і обидві ознаки та групу крові він успадкував від свого батька.

Розв’язання

704. У томатів високе стебло (В) домінує над карликовим (b), а куляста форма плоду (К) — над грушоподібною (k). Гени В і К зчеплені і дають 20% кросинговеру. Дигібрид зі зчепленими генами був використаний в аналізуючому схрещуванні. Якими будуть фенотипи та генотипи отриманих рослин і кількісні співвідношення між ними?

Розв’язання

705. У дрозофіли гени сірого забарвлення тіла (А), чорного забарвлення тіла (а), довгих крил (В) і зачаткових крил (b) зчеплені і розташовані на відстані 17 морганід один від одного. Яке потомство одержимо від схрещування:

  • а) самця з генотипом АаВb та самки з генотипом aabb (можливі два варіанти розв’язку);
  • б) самки з генотипом АаВb та самця з генотипом aabb, якщо відомо, що ген А зчеплений з геном В (можливі два варіанти розв’язку)?

Розв’язання

707. Від схрещування самки дрозофіли з генотипом АаВb та самця з генотипом aabb отримали 360 мух. Скільки з них (теоретично) повинні відрізнятися за фенотипом від материнської особини, якщо домінування генів А і В повне й успадковуються вони зчеплено, а відстань між ними становить 10% перехрещування?

Розв’язання

708. Від схрещування високої рослини томата з круглими плодами та карликової рослини, що має грушеподібні плоди, отримали 81 високу рослину з круглими плодами, 79 карликових з грушеподібними плодами, 22 високих з грушеподібними плодами і 17 карликових з круглими плодами. Від схрещування іншої високої рослини з круглими плодами та карликової рослини з грушеподібними плодами отримали 21 високу рослину з грушеподібними плодами, 18 карликових з круглими плодами, 5 високих з круглими плодами і 4 карликових з грушеподібними плодами. Визначте генотипи двох вихідних високих рослин з круглими плодами. Які рослини утворяться внаслідок схрещування їх між собою і в якому співвідношенні?

Розв’язання

709. У людини відсутність потових залоз і альбінізм зумовлені двома зчепленими аутосомними рецесивними генами. Відстань між ними становить 20% кросинговеру. У подружжя, нормального за обома ознаками, народилась дочка з обома згаданими аномаліями. Яка ймовірність того, що й друга дочка теж матиме обидві аномалії?

Розв’язання

710. У курей ранній розвиток оперення домінує над пізнім, а рябе забарвлення пір’я — над чорним. Ці гени містяться в одній парі аутосом і перехрещування між ними становить 12% (тільки у півнів). Гомозиготну чорну з раннім розвитком оперення курку схрестили з гомозиготним рябим із пізнім розвитком оперення півнем. У другому поколінні (F2) одержали 120 курчат. Скільки серед них було рябих курочок з раннім розвитком оперення?

Розв’язання

Ранній розвиток оперення, рябі — 50%;

ранній розвиток оперення, чорні — 25%;

пізній розвиток оперення, рябі — 25%.

Усіх курчат — 120, з них 50% — рябі з раннім розвитком оперення. Теоретично половина з них — курочки.

120 : 2 = 60 (курчат) рябих з раннім розвитком оперення.

60 : 2 = 30 (курочок) рябих з раннім розвитком оперення.

Відповідь. 30 рябих курочок з раннім розвитком оперення.

712. У кукурудзи жовтий колір ендосперму і гладенька поверхня насінин зумовлені генами А і В, що локалізовані в одній парі гомологічних хромосом, і перехрещування між ними становить 30%. Схрестили дигетерозиготну рослину кукурудзи з кукурудзою, генотип якої — Aabb. Скільки рослин із жовтими гладенькими зернами можна отримати в першому поколінні гібридів?

Розв’язання

713. Генотип самки дрозофіли — ВbСс, а самця — bbcc. У результаті схрещування одержали 350 мух. Скільки з них (теоретично) повинні відрізнятися за фенотипом від батьківських особин? Відомо, що домінантні гени В і С містяться в одній з двох гомологічних хромосом і відстань між ними становить 8% кросинговеру.

Розв’язання

714. У кроликів один з типів плямистості домінує над суцільним забарвленням шерсті, а нормальна шерсть — над ангорською. Від схрещування плямистого кроля, який має нормальну шерсть, із суцільно забарвленою ангорською кролицею в F1 отримали плямистих кроленят з нормальною шерстю. Від схрещування гібридів F1 із суцільно забарвленими ангорськими кроликами у F2 отримали 26 плямистих ангорських кроленят, 144 ангорських з суцільним забарвленням, 157 плямистих з нормальною шерстю і 23 кроленят з нормальною шерстю, що мали суцільне забарвлення. Чи існує взаємозалежність у спадкуванні плямистості й довжини шерсті? Яка відстань між досліджуваними генами?

Розв’язання

Розв’язання-відповідь

  • 1. Відстань між генами, локалізованими в Х-хромосомі, після схрещування дигетерозиготної самки з рецесивним самцем визначити можна. Із цією метою необхідно підрахувати розщеплення за фенотипом в усього потомства (самців і самок) у F1.
  • 2. Відстань між генами, локалізованими в Х-хромосомі, після схрещування дигетерозиготної самки з домінантним самцем визначити можна. Із цією метою необхідно підрахувати розщеплення за фенотипом тільки серед самців F1.

716. У пацюків чорне забарвлення шерсті домінує над сірим, а рожевий колір очей — над червоним. Гени, які детермінують ці ознаки, успадковуються зчеплено. Від схрещування чорних пацюків, що мають рожеві очі з червоноокими сірими отримали: чорних з рожевими очима — 73 пацюки; сірих з рожевими очима — 24; чорних із червоними очима — 26, сірих із червоними очима — 77. Визначте відстань між досліджуваними генами.

Розв’язання

717. У першому поколінні від схрещування сріблястих довгохвостих курей із золотистими короткохвостими півнями одержали 34 золотистих короткохвостих курочки і 29 сріблястих довгохвостих півників. Від схрещування цих гібридів між собою в другому поколінні одержали (півнів і курочок): 282 сріблястих довгохвостих, 20 золотистих довгохвостих, 26 сріблястих короткохвостих і 276 золотистих короткохвостих. Як успадковуються ці ознаки? Визначте генотипи батьків і гібридів обох поколінь. Визначте відстань між досліджуваними генами.

Розв’язання

718. Ген кольорової сліпоти і ген нічної сліпоти знаходяться на відстані 50 морганід і успадковуються через Х-хромосому. Обидві ознаки рецесивні.

  • 1. Визначте вірогідність народження дітей з обома аномаліями одночасно в сім’ї, де дружина має нормальний зір (у її матері була нічна сліпота, а в батька кольорова сліпота), а чоловік нормальний щодо обох ознак.
  • 2. Визначте вірогідність народження дітей з обома аномаліями одночасно в сім’ї, де дружина гетерозиготна за обома ознаками, які успадкувала від свого батька, а в чоловіка є обидві форми сліпоти.

Розв’язання

719. У дрозофіли ген нормального кольору очей домінує над геном білих очей, ген дефективної будови черевця — над геном нормальної будови. Обидві пари генів розміщені в Х-хромосомі на відстані 3 морганіди. Визначте вірогідні генотипи й фенотипи потомків від схрещування гетерозиготної за обома ознаками самки із самцем, який має нормальний колір очей і нормальну будову черевця.

Розв’язання

720. Гладенька форма насінин кукурудзи домінує над зморшкуватою, а жовте забарвлення — над білим. Обидві ознаки зчеплені. Від схрещування рослини з жовтим гладеньким насінням з білим зморшкуватим насінням отримали 4152 рослини із жовтим гладеньким насінням, 149 рослин із жовтим зморшкуватим, 152 рослини з білим гладеньким та 4163 рослини з білим зморшкуватим насінням. Визначте відстань між генами.

Розв’язання

721. У людини локус резус-фактора знаходиться на відстані 3 морганіди від локуса, який визначає форму еритроцитів і зчеплений з ним (К. Штерн, 1965). Резус-позитивність й еліптоцитоз визначаються домінантними аутосомними генами. Дружина гетерозиготна за обома ознаками. Резус-позитивність вона успадкувала від матері, а еліптоцитоз — від батька. Чоловік — резус-негативний і має нормальні еритроцити.

Визначте співвідношення вірогідних генотипів і фенотипів дітей в цій сім’ї.

Розв’язання

722. Від схрещування мишей, що мають хвилясту коротку шерсть з мишами, що мають пряму й довгу шерсть, у першому поколінні гібридів отримали тварин, що мають пряму коротку шерсть. В аналізуючому схрещуванні цих гібридів одержали таке розщеплення: 27 мишенят мали коротку пряму шерсть, 99 — коротку хвилясту, 98 — довгу пряму, 24 — довгу хвилясту. Як успадковуються ці дві пари ознак? Яка відстань між досліджуваними генами?

Розв’язання

723. У рослини синє забарвлення квіток домінує над білим, жовтий колір рослини — над зеленим. Дві гетерозиготні рослини схрестили з двома рецесивними гомозиготними. У результаті одержали:

Забарвлення

Схрещувані рослини

Які генотипи обох гетерозиготних рослин? Визначте частоту кросинговеру для обох схрещувань.

Розв’язання

724. У дрозофіли рецесивний ген чорного кольору тіла й ген, який детермінує пурпурний колір очей, розташовані в другій хромосомі (аутосомі) в локусах 48,5 і 54,5. Їх нормальні алелі — домінантні гени сірого тіла й червоного кольору очей. Схрестили самку із чорним тілом та червоними очима із самцем, який має сіре тіло й пурпурні очі. Отримані гібридні самки були схрещені з самцем, який має обидві рецесивні ознаки. Якого потомства слід чекати від цього схрещування?

Розв’язання

Відповідь. Відстань між генами становить 6 морганід.

Вірогідність появи серед гібридів другого покоління мух із:

сірим тілом і пурпурними очима становить 47%;

чорним тілом і червоними очима — 47%;

сірим тілом і червоними очима — 3%;

чорним тілом і пурпурними очима — 3%.

725. У дрозофіли рецесивний ген se (sepia — коричнювато-чорний колір очей) і рецесивний ген h (hairy — додаткові волоски на тілі) зчеплені з однією аутосомою. Унаслідок схрещування дигетерозиготної самки з самцем, що має рецесивні ознаки, одержали таке розщеплення за фенотипом: se+h+ — 49,75%, se+h — 0,25%, seh+ — 0,25%, seh — 49,75%. Визначте відстань між генами.

Розв’язання

За умовою задачі батьківські особини мали дві зчеплені домінантні (se+ і h+ ) і дві рецесивні (se і h) алелі. Більшість мух є некросоверними: це мухи із двома домінантними або двома рецесивними ознаками. Кросоверні мухи належать до двох комплементарних фенотипних класів, де перша ознака є домінантною, а друга — рецесивною. Всього одержано 0,5% кросоверних мух (0,25% + 0,25%). Це свідчить про те, що відстань між генами se і h становить 0,5% кросинговеру, що дорівнює 0,5 морганіди.

Відповідь. Відстань між генами становить 0,5 морганіди.

727. Рецесивна самка дрозофіли із жовтим забарвленням тіла, кіноварними очима, обрізаними краями крил схрещена із самцем, який має сіре забарвлення тіла, червоні очі й нормальні крила. В отриманому потомстві всі самці жовті, з кіноварними очима й обрізаними краями крил, а всі самки — сірі, червоноокі, з нормальними крилами. З’ясуйте, у яких хромосомах локалізовані гени кольору тіла, кольору очей та форми краю крила?

Розв’язання

728. У дрозофіли гени червоного, білого й абрикосового забарвлення очей є алеломорфами. Відомо, що гени жовтого тіла й білих очей зчеплені і дають 1,5% кросинговеру. Який відсоток кросинговеру спостерігається між генами жовтого тіла й абрикосових очей?

Розв’язання-відповідь

Алеломорфи (алелі, алельні гени) — різні форми одного і того ж гена, що містяться в однакових ділянках (локусах) гомологічних (парних) хромосом. Алеломорфи визначають варіанти розвитку однієї і тієї ж ознаки. Отже, 1,5% кросинговеру відбуватиметься між генами жовтого тіла і абрикосових очей.

729. У дрозофіл гени забарвлення тіла й форми крил зчеплені. Чорний колір тіла рецесивний щодо сірого, а короткі крила рецесивні щодо довгих. У лабораторії схрещували сірих довгокрилих самок, гетерозиготних за обома ознаками, із самцями, які мають чорне тіло й короткі крила. У потомстві виявилося 1394 сірих довгокрилих мух, чорних короткокрилих — 1418, чорних довгокрилих — 287 і сірих короткокрилих — 288. Визначте відстань між генами.

Розв’язання

730. Бетсон, Пеннет, Сандерс у 1905 році схрестили запашний горошок із блакитними квітками, який мав пилок видовженої форми, з горошком, що мав червоні квітки і пилок круглої форми. У першому поколінні гібридів всі рослини мали блакитні квітки і видовжений пилок.

У другому поколінні гібридів (від аналізуючого схрещування рослин з F1 та рецесивних за обома ознаками батьківських рослин) отримали розщеплення за фенотипом на 4 групи:

блакитні квітки, видовжений пилок — 1528 рослин;

блакитні квітки, круглий пилок — 106 рослин;

червоні квітки, видовжений пилок — 116 рослин;

червоні квітки, круглий пилок — 1531 рослин.

Як успадковуються ці ознаки? Визначте генотипи батьківських рослин і гібридів в обох поколіннях.

Розв’язання

Спадковість і мінливість
ГІБРИДОЛОГІЧНИЙ АНАЛІЗ. ЧАСТИНА 5. ЗЧЕПЛЕНЕ УСПАДКУВАННЯ і КРОСИНГОВЕР

освітня: сформувати знання про закономірності успадкування у випадку зчепленого успадкування ознак; з’ясувати роль кросинговеру в рекомбінації ознак.

розвивальна: розвивати вміння логічно мислити та знаходити закономірності процесів спадковості та мінливості живих організмів;

виховна: на прикладі забезпечення спадковості та мінливості живих організмів виховувати розуміння єдності всіх біологічних процесів у живих організмах і важливості цих процесів дляіснування життя.

Обладнання і матеріали: зображення, що ілюструють явище кросинговеру, схеми зчепленого успадкування ознак.

Базові поняття і терміни: зчеплене успадкування, група зчеплення, кросинговер, генетичні карти хромосом, хромосомна теорія спадковості.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Ключові компетентності: спілкування державною мовою; наукове розуміння природи; уміння аналізувати, формулювати висновки; знання та розуміння фундаментальних принципів біології; застосування математичних методів для розв’язування прикладних завдань з біології.

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

ІІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ І МОТИВАЦІЯ ДІЯЛЬНОСТІ УЧНІВ

Питання для бесіди

1. Пригадайте, яке біологічне значення хромосом у клітини.

2. Деякі ознаки в організмів успадковуються разом. Наприклад, у людини таких груп успадкування — 23. Як ви вважаєте, з чим це може бути пов’язано?

3. На вашу думку, чи можуть потрапляти гени з однієї хромосоми в іншу? Якщо так, яким чином це може відбутися?

ІІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Розповідь учителя з елементами бесіди

Всі приклади та способи успадкування, що ми розглядали до сих пір, належать до успадкування генів, що містяться у різних хромосомах. Як вам уже відомо, у людини кожна із соматичних клітин має по 46 хромосом. Оскільки людина має тисячі різноманітних ознак (група крові, колір очей, здатність утворювати і виділяти інсулін та ін.), у кожній хромосомі має бути велика кількість генів.

Яким же чином успадковуються гени, що містяться в одній хромосомі? Відповідь на це отримав американський дослідник Томас Морган, який створив хромосомну теорію спадковості. Він досліджував успадкування ознак у плодової мушки дрозофіли, що має диплоїдний набір із 8 хромосом дослідження показали, що гени, які перебувають в одній хромосомі, під час мейозу потрапляють в одну гамету також було доведено, що у кожного гена в хромосомі є точно визначене місце — локус.

Гени, що перебувають у тій самій хромосомі, називають зчепленими. Всі гени однієї хромосоми утворюють групу зчеплення. Вони зазвичай потрапляють в одну гамету, успадковуються разом і не підпорядковуються принципу незалежного розподілення. Кількість груп зчеплення в організмів певного виду дорівнює кількості хромосом у гаплоїдному наборі (для людини — 23, для полуниці — 28, для дрозофіли — 4 і т. д.).

Однак з’ясувалося, що серед гібридів F2 обов’язково є мала кількість особин з перекомбінацією тих ознак, гени яких містяться в одній хромосомі. Виявилося, що під час профази І мейозу гомологічні хромосоми конкурують між собою. У цей момент вони можуть розриватися й обмінюватися гомологічними ділянками. Це явище обміну алельними генами між двома гомологічними хромосомами отримало назву кросинговеру (перехресту). Кросинговер є одним із джерел генетичної мінливості.

Частота кросинговеру для різних генів виявилася різною. Чим ближче гени розташовані в хромосомі, тим рідше відбувається їх розходження під час кросинговеру. Чим далі один від одного, тим частіше порушується зчеплення. Частота розходження ознак під час кросинговеру прямо пропорційна відстані між генами, що їх визначають.

Відстань між генами вимірюється в морганідах — умовних одиницях, які відповідають відсотку кросоверних гамет або гібридних особин, що мають інше поєднання ознак, ніж у батьків. Тобто морганіда — це генетична відстань, на якій кросинговер відбувається з вірогідністю 1 %.

Т. Морган та дослідники його лабораторії показали, що знання частоти кросинговеру між зчепленими генами дозволяє складати генетичні карти хромосом (схеми взаємного розташування генів, що перебувають у одній групі зчеплення, з урахуванням відстаней між ними).

Основні положення хромосомної теорії спадковості є такими:

• гени розташовані в хромосомах у лінійному порядку;

• різні хромосоми мають неоднакові набори генів, тобто кожна з негомологічних хромосом має свій унікальний набір генів;

• кожен ген займає в хромосомі певну ділянку (локус); алельні гени займають у гомологічних хромосомах однакові ділянки;

• усі гени однієї хромосоми утворюють групу зчеплення, завдяки чому деякі ознаки успадковуються зчеплено; сила зчеплення між двома генами, розташованими в одній хромосомі, обернено пропорційна відстані між ними;

• зчеплення між генами однієї групи порушується внаслідок обміну ділянками гомологічних хромосом у профазі першого мейотичного поділу (процес кросинговеру);

• кожен біологічний вид характеризується певним набором хромосом (каріотипом) — кількістю та особливостями будови окремих хромосом.

2. Розв’язання задач

Задача 1. Які типи гамет і в якому співвідношенні утворяться у тварин, що мають генотипи:

Задача 2. За результатами досліджень, гени А, В та С належать до однієї групи зчеплення. Між генами А та В кросинговер відбувається з частотою 5,5 %, а між генами В та С — з частотою 7,5 %.

Визначте розміщення генів А, В та С у хромосомі, якщо відстань між генами А та С становить 13 морганід.

IV. УЗАГАЛЬНЕННЯ, СИСТЕМАТИЗАЦІЯ Й КОНТРОЛЬ ЗНАНЬ І ВМІНЬ УЧНІВ

1. Як відбувається зчеплене успадкування ознак?

2. Поясніть, яке значення має явище кросинговеру. Коли він відбувається?

3. Як розв’язують задачі на зчеплене успадкування ознак і кросинговер?

V. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Опрацювати відповідний параграф підручника.

ДИВОВИЖНЕ НАВКОЛО НАС Блог вчителя біології Поліщук Наталії Ігорівни

У дрозофіли рецесивний ген білоокості (w) знаходиться в Х-хромосомі в локусі 1,5, а домінантний ген зміненої форми черевця А (Abnormal) в тій самій хромосомі в локусі 4,5. Визначити типи і кількісне співвідношення гамет, що утворилися у мух наступних фенотипів і генотипів: червоноока самка з аномальним черевцем Х W а Х w А ; самець білоокий з нормальним черевцем Х wa У.

Х W а Х w А97%Некросоверні гамети (100% – 3%=97%)Гамети самця (G♂) Х wa – 50%
Х W А Х w а3%Відстань між генами: 4,5-1,5=3% кросинговера, отже, стільки ж буде кросоверних гаметУ – 50%

Відповідь:самка утворюватиме 4 типи гамет : Х W а ; Х w А (по 48,5 %) та

Х W А ; Х w а (по 1,5%). Самець формуватиме тільки два типи гамет : Х wa – 50%, У – 50%, оскільки у самців дрозофіли кросинговер не відбувається.

Які відмінності у чисельному співвідношенні утворених гамет спостерігатимуться у двох організмів з такими структурами генотипів: а) А // а В //в ; б) АВ// ав?

а) оскільки гени А та В не зчеплені та знаходяться у різних парах гомологічних хромосом, особина формуватиме 4 типи гамет (АВ, Ав, аВ, ав) за законом незалежного комбінування генів у рівному співвідношенні;

б) при неповному зчепленні генів особина формуватиме 4 типи гамет, але статевих клітин з комбінаціями генів АВ та ав буде значно більше, ніж гамет типів Ав та аВ. При повному зчепленні генів утворюватимуться два типи гамет (АВ та ав). При схрещуванні таких форм між собою спостерігатиметься кількісне співвідношення розщеплення за генотипом і фенотипом таке ж, як при моно гібридному схрещуванні :

Відстань між генами А та В, розміщеними в тій самій групі зчеплення, дорівнює 4,6 одиниць кросинговеру. Визначити, які типи гамет та в якому процентному співвідношенні утворюватимуть особини генотипу АВ // ав?

Відповідь: відстань між генами в одиницях кросинговеру вказує на неповне зчеплене успадкування. Кількість кросоверних гамет (аВ та Ав) дорівнює відстані між генами (за хромосомною теорією спадковості), отже, таких гамет формуватиметься по 2,3 % . Тоді некросоверних гамет (АВ та ав) налічуватиметься всього: 100% – 4,6% = 95,4% (або по 47,7 % кожної).

Гени А і В зчеплені, кросинговер між ними складає 40%. Скільки з’явиться форм ааbb та А-bb у потомстві дигетерозиготи AB/ab при її самозаплідненні?

Кількість кросоверних гамет відповідає відстані між генами, тобто 40%. Тоді кількість некросоверних гамет дорівнюватиме 100%-40%=60%.

Враховуючи відстань між генами, запишемо гамети особин та їхнє співвідношення:

G: ♀АВ аbНекросоверні гамети – по 30%♂:АВ авНекросоверні гамети – по 30%
аВ АbКросоверні гамети – по 20%Аb аВКросоверні гамети – по 20%
♂ ♀30 % АВ30% аb20% аВ20% Аb
30% АВ9% АВАВ9% АВаb6% АВаВ6% АВАb
30% аb9% АВаb9% аваb6% аВаb6% Аbаb
20% Аb6% АВАb6% Аbаb4% АbаВ4% АbАb
20% аВ6% АВаВ6% аВаb4% аВаВ4% аВАb

Відомо, що імовірність появи зиготи певного генотипу дорівнює добуткові ймовірностей утворення чоловічих і жіночих гамет, що її формують. Для визначення процентної частки певного генотипу серед усіх можливих комбінацій необхідно одержаний добуток поділити на 100% (див. решітку Пеннета). Сумарна ймовірність появи форм з фенотипом А-bb складатиме: 6% Аbаb + 6% Аbаb + 4% АbАb = 16%; з генотипом аbаb – 9%.

Відповідь:у потомстві дигетерозиготи AB/ab при її самозаплідненні кількість особин з фенотипом А-bb буде складати 16%; а з генотипом аbаb – 9%.

У кукурудзи гени, що обумовлюють згорнуте листя (cr) і карликовість (d) розміщені в локусах 0 та 18 третьої хромосоми. Схрещували рослини CrCrdd і crcrDD. Визначити: а) генотипи і фенотипи рослин F1; б) очікуване співвідношення фенотипових класів в F2.

Відстань між генами cr та d складає 18% кросинговеру, стільки ж сумарно буде кросоверних гамет CrD та crd. Тоді кількість некросоверних гамет Crd та crD складатиме 100% – 18% = 82%:

♂ ♀41% Crd41% crD9% CrD9% crd
41% CrdCrd/Crd 16,8%Crd/crD 16,8%Crd/CrD 3,7%Crd/crd 3,7%
41% crDCrd/crD 16,8%crD/crD 16,8%CrD/crD 3,7%crd/crD 3,7%
9% CrDCrD/Crd 3,7%CrD/crD 3,7%CrD/CrD 0,8%CrD/crd 0,8%
9% crdcrd/Crd 3,7%crD/crd 3,7%CrD/crd 0,8%crd/crd 0,8%

Після об’єднання генотипів F2 у фенотипові класи та підсумовування процентної частоти їх зустрічальності одержимо 4 фенотипові класи у такому співвідношенні:Cr-dd – 24,19%; Cr-D – 50,81%; сrcr – D – 24,19%; сrcrdd – 0,81%.

a) F1: Crd crD – високорослі (нормальні) рослини з нормальним листям;

З’ясовано, що гени зчеплені та розміщені в хромосомі в наступному порядку: А – В – С. Відстань між генами А та В – 8% кросинговеру, між генами В та С – 10%. Коефіцієнт співпадіння дорівнює 0,6. Яке очікуване співвідношення фенотипів (%) у потомстві аналізуючого схрещування рослини з генотипом АВс/аbС?

1) За процентами кросинговеру між А-В та В-С визначаємо частку теоретично очікуваних подвійних кросоверів: 0,8 × 0,10 × 100% = 0,8%, їхній фенотип – Abc та аВС.

2) Знаючи коефіцієнт співпадіння С = 0,6 та процент теоретично очікуваних подвійних кросоверів (0,8%), визначаємо процент подвійних кросоверів у досліді 0,6 х 0,8 = 0,48%. Отже, в досліді має бути 0,24% особин з фенотипом Abc та 0,24% з фенотипом аВС.

3) Визначаємо частку фенотипів, що виникають в результаті кросинговеру між генами А-В и В-С: а) фенотипи кросоверів за генами А-В: AbC, aBc, (Abc, аВС – подвійні кросовери). Частка особин з фенотипами Abc та аВС встановлені в пункті 2: 0,24 Abc и 0,24 аВС. Відстань між А-В = 8%. Визначаємо частку кросоверів з фенотипами АbС + аВС = 8% – 0,48% = 7,52%, тобто АbС = 3,76%; аВс = 3,76%; б) фенотипи кросоверів за генами В-С: ABC, abc (Abc, аВС – подвійні кросовери). Відстань між генами В-С = 10%, отже, частка кросоверів з фенотипами ABC + abc = 10% – 0,48% = 9,52%, тобто ABC = 4,76%; abc = 4,76%. Таким чином, особина з генотипом АВс/abC утворюватиме 8 різних типів гамет(2 3 ) і в аналізуючому схрещуванні 8 фенотипів: ABC – 4,76%; АВс – 41,24%; АbС – 3,76%; Abc – 0,24% ; аВС – 0,24% ; аВс – 3,76% ; аbС- 41,24%; abc – 4,76%.

Фенотипи АВс та аbС- некросовери (батьківський тип). Визначимо частку цих фенотипів, врахувавши, що сума всіх класів розщеплення становить 100%: 100% – [(2 × 4,76) + (2 × 3,76) + (2 × 0,24)] = 82,48%. Отже, частка АВс = 41,24%, частка аbС = 41,24%.

Відповідь: у досліді слід очікувати розщеплення (в %): АВС – 4,76%; АВс – 41,24%; АbС – 3,76% ; Abc – 0,24%; аВС – 0,24%; аВс – 3,76%; аbС – 41,24%; abc – 4,76%.