Proučavanje obrazaca nasljeđivanja spolno povezanih svojstava i razjašnjavanje mogućnosti njihove uporabe u ljudskoj praksi može se provesti samo na životinjama s izraženim spolnim dimorfizmom, s karakterističnim osobinama, čiji su geni smješteni na spolu X kromosom. U školskom okruženju, najprikladnije je koristiti kokoši, kanarince i druge životinje za ove svrhe.
Plan pokusa s pilićima
Tema doživljaja. Obrasci nasljeđivanja boje perja u kokoši.
Ciljevi iskustva. 1. Ojačati vještine brige za piliće. 2. Utvrditi specifičnost nasljeđivanja svojstava čiji su geni smješteni na spolnim kromosomima. 3. Saznati mogućnosti korištenja obrazaca nasljeđivanja osobina u ljudskoj praksi čiji su geni smješteni na spolnim kromosomima.
Izbor i sadržaj početnih parova. Za pokus odaberite mlade zdrave homozigotne ptice dviju pasmina kao roditeljske oblike: s prugastim perjem (Plymouth rock) i s crnim perjem (Australorps, ukrajinski crnci itd.). Pokus je proveden u dvije inačice: 1) izravno križanje (crne kokoši, prugasti pijetao); 2) povratno križanje (prugaste kokoši, crni pijetao). U svakoj opciji uzmite 2-3 kokoši i jednog pijetla. Zabilježite podatke o roditeljima u dnevnik hibridizacije prema sljedećoj shemi:
| datum | Roditelji, hibridi | Kat | Direktan prijelaz | Povratno križanje | ||
| broj pojedinaca | boja perja | broj pojedinaca | boja perja | |||
| R | kokoši | |||||
| pijetlovi | ||||||
| F 1 | kokoši | |||||
| pijetlovi | ||||||
| F 2 | kokoši | |||||
| pijetlovi |
Da biste dobili ptice odabrane za pokus, smjestite ih u kaveze odvojeno prema varijantama i držite ih uz istu njegu i hranidbu (uobičajeno za kokoši). Položena jaja se broje, pohranjuju i stavljaju na inkubaciju odvojeno prema varijantama, snabdjevena naljepnicom s oznakom hibridne kombinacije.
F 1 hibridi. Hibridne kokoši moraju se uzgajati odvojeno prema varijantama u normalnim uvjetima hranidbe i držanja kokoši. Kada pilići dostignu spolnu zrelost, u svakoj varijanti odredite boju perja kokoši i pijetlova, prebrojite jedinke s istim fenotipom i zabilježite podatke opažanja u dnevnik hibridizacije. Za dobivanje hibrida F 2 u svakoj varijanti od hibrida F 1 odabrati 2-3 kokoši i jednog pijetla, smjestiti ih u kaveze i držati na isti način kao roditelje. Jaja se pohranjuju i stavljaju na inkubaciju odvojeno prema opcijama s oznakom koja pokazuje kombinaciju.
F2 hibridi. Piliće iz F 2 potrebno je uzgajati odvojeno prema varijantama, kao F 1 hibride. Kada dostignu spolnu zrelost, prebrojite kokoši i pijetlove u svakoj varijanti i odredite boju perja. Unesite podatke opažanja u hibridizacijski dnevnik.
Analiza eksperimentalnih rezultata. Analizirajte podatke ankete i izvucite zaključke o prirodi boje perja kokoši.
Ako se pokus pravilno izvede u različitim varijantama, priroda nasljeđivanja boje perja kod ptica trebala bi biti drugačija. Kod izravnog križanja (1. opcija) u F 1, sve kokoši i pijetlovi moraju biti prugasti. Ovo sugerira da je gen pruga dominantan nad genom crne boje. U F 2 svi pijetlovi trebaju biti prugasti, a od kokoši 50% prugasti i 50% crni. Nakon povratnog križanja u F 1, svi pijetlovi će biti crni poput majke, a kokoši će biti prugaste poput oca; u F 2 će 50% pijetlova i 50% kokoši biti crne boje, a 50% će biti prugaste.
Ovaj obrazac nasljeđivanja sugerira da se kod pilića gen koji određuje boju perja nalazi na spolnom kromosomu. (Kod ptica, heterogametni spol je ženski. Ženski reproduktivni kompleks je XX, muškarac - XY). Obrazac nasljeđivanja ove osobine prikazan je na slici 75.
Eksperimentalni podaci mogu se koristiti u nastavi opće biologije u 10. razredu pri proučavanju spolno vezanog nasljeđivanja iu praksi uzgoja peradi, za određivanje spola mladih pilića koji, kao što je poznato, u ranoj dobi nemaju spolno uočljive spolne razlike. dobi, a ujedno je i ekonomski isplativo odmah nakon rođenja, odvojiti pijetlove i kokoši i odrediti im različite režime hranidbe i održavanja, budući da će se kokoši u budućnosti pridružiti jatu nesilica, a pijetlovi će se koristiti kao brojleri.
Iskustvo s kanarincima. Spolno vezano nasljeđe može se dokazati kod drugih objekata, kao što su kanarinci, koji imaju dominantan gen A, koji određuje zeleno perje, i njegov recesivni alel ( A), koji određuje smeđe perje, nalaze se u genitalijama ( x) kromosom. Križanje se, kao i kod pilića, provodi na dva načina: 1) izravnim križanjem (zeleni ( AA)´smeđa ( ajme); 2) povratno križanje (smeđe ( ahh)´zeleno ( da).
Sada se okrenimo problemu interakcije nealelnih gena. Ako razvoj neke osobine kontrolira više od jednog para gena, to znači da je pod poligenskom kontrolom. Utvrđeno je nekoliko glavnih tipova interakcije gena: komplementarnost, epistaza, polimerija i pleiotropija.
Prvi slučaj nealelne interakcije opisali su kao primjer odstupanja od Mendelovih zakona engleski znanstvenici W. Betson i R. Punnett 1904. godine proučavajući nasljeđivanje oblika češlja u kokoši. Različite pasmine pilića imaju različite oblike češlja. Wyandotte imaju nisku, pravilnu, papilarnu krestu poznatu kao "kresta ruže". Brahme i neke borbene kokoši imaju usku i visoku krestu s tri uzdužna uzvišenja - "u obliku graška". Leghorni imaju jednostavnu krestu ili krijestu u obliku lista koja se sastoji od jedne okomite ploče. Hibridološka analiza je pokazala da se jednostavna krijesta ponaša kao potpuno recesivna osobina u odnosu na ružu i pisiformu. Podjela u F 2 odgovara formuli 3: 1. Kod križanja rasa s krunom u obliku ruže i graška, hibridi prve generacije razvijaju potpuno novi oblik krune, koji podsjeća na polovicu jezgre oraha, pa je stoga kruna bila nazvan "u obliku oraha". Pri analizi druge generacije utvrđeno je da omjer različitih oblika češlja u F 2 odgovara formuli 9: 3: 3: 1, što ukazuje na dihibridnu prirodu križanja. Razvijena je shema križanja kako bi se objasnio mehanizam nasljeđivanja ove osobine.
Dva nealelna gena sudjeluju u određivanju oblika češlja kod pilića. Dominantni gen R kontrolira razvoj ružičaste tjemenice, a dominantni P gen kontrolira razvoj pisiformne tjemenice. Kombinacija recesivnih alela ovih rrpp gena uzrokuje razvoj jednostavnog češlja. Češalj u obliku oraha razvija se kada su u genotipu prisutna oba dominantna gena.
Nasljeđivanje oblika češlja kod pilića može se pripisati komplementarnoj interakciji nealelnih gena. Komplementarni ili dodatni geni su oni koji, kada djeluju zajedno u genotipu u homo- ili heterozigotnom stanju, određuju razvoj novog svojstva. Djelovanjem svakog gena pojedinačno reproducira se svojstvo jednog od roditelja.
Dijagram koji prikazuje interakciju nealelnih gena,
određivanje oblika češlja kod pilića
Nasljeđivanje gena koji određuju oblik češlja kod pilića u potpunosti se uklapa u shemu dihibridnog križanja, jer se tijekom distribucije ponašaju neovisno. Razlika od konvencionalnog dihibridnog križanja pojavljuje se samo na fenotipskoj razini i svodi se na sljedeće:
- F 1 hibridi nisu slični niti jednom roditelju i imaju novo svojstvo;
- U F 2 pojavljuju se dvije nove fenotipske klase koje proizlaze iz interakcije dominantnih (orah češlja) ili recesivnih (jednostavni češalj) alela dva neovisna gena.
Mehanizam komplementarna interakcija detaljno proučavao na primjeru nasljeđivanja boje očiju kod Drosophila. Crvena boja očiju kod muha divljeg tipa određena je istovremenom sintezom dvaju pigmenata - smeđeg i svijetlocrvenog, od kojih svaki kontrolira dominantni gen. Mutacije koje utječu na strukturu ovih gena blokiraju sintezu jednog ili drugog pigmenta. Dakle, recesivna mutacija smeđa(gen se nalazi na kromosomu 2) blokira sintezu svijetlo crvenog pigmenta, pa stoga homozigoti za ovu mutaciju imaju smeđe oči. Recesivna mutacija grimizna(gen se nalazi na 3. kromosomu) remeti sintezu smeđeg pigmenta, te stoga homozigoti stst imaju jarko crvene oči. Kada su oba mutirana gena istovremeno prisutna u genotipu u homozigotnom stanju, oba pigmenta se ne proizvode i muhe imaju bijele oči.
U opisanim primjerima komplementarne interakcije nealelnih gena, formula fenotipskog cijepanja u F 2 odgovara 9: 3: 3: 1. Takvo cijepanje se opaža ako geni koji međusobno djeluju pojedinačno imaju različite fenotipske manifestacije i ne podudara se s fenotip homozigotnog recesivnog. Ako ovaj uvjet nije ispunjen, u F2 se odvijaju drugi odnosi fenotipa.
Na primjer, križanjem dviju sorti oblikovanih bundeva s kuglastim oblikom ploda, hibridi prve generacije imaju novu karakteristiku - plosnate ili diskaste plodove. Prilikom međusobnog križanja hibrida u F 2, uočava se podjela u omjeru 9 u obliku diska: 6 sferičnih: 1 izduženog.
Analiza dijagrama pokazuje da u određivanju oblika ploda sudjeluju dva nealelna gena s istom fenotipskom manifestacijom (kuglasti oblik). Interakcija dominantnih alela ovih gena daje oblik diska, interakcija recesivnih alela daje izduženi oblik.
Još jedan primjer komplementarne interakcije pruža nasljeđivanje boje dlake kod miševa. Divlja siva boja određena je interakcijom dva dominantna gena. Gen A odgovoran je za prisutnost pigmenta, a gen U- zbog neravnomjerne raspodjele. Ako genotip sadrži samo gen A (A-bb), tada su miševi jednolično crno obojeni. Ako je prisutan samo gen U (aaB-), tada se pigment ne proizvodi i miševi su neobojeni, baš kao homozigotni recesivni aabb. Ovo djelovanje gena dovodi do činjenice da u F2 fenotipsko cijepanje odgovara formuli 9: 3: 4.
F 2
| AB | Ab | aB | ab | |
| AB | AABB ser. |
AABb ser. |
AaBB ser. |
AaBb ser. |
| Ab | AABb ser. |
AAbb crno |
AaBb ser. |
Aabb crno |
| aB | AaBB ser. |
AaBb ser. |
aaBB bijela |
aaBb bijela |
| ab | AaBb ser. |
Aabb crno |
aaBb bijela |
aabb |
Komplementarne interakcije također su opisane u nasljeđivanju boje cvijeta slatkog graška. Većina sorti ove biljke ima ljubičaste cvjetove s ljubičastim krilima, koji su karakteristični za divlju sicilijansku rasu, ali postoje i sorte s bijelom bojom. Križanjem biljaka s ljubičastim cvjetovima s biljkama s bijelim cvjetovima, Betson i Punnett su otkrili da ljubičasta boja cvjetova potpuno dominira nad bijelom, au F 2 se uočava omjer 3: 1. Ali u jednom slučaju, križanje dvije bijele boje biljke su proizvele potomstvo koje se sastojalo samo od biljaka s obojenim cvjetovima. Samooprašivanje F 1 biljaka dalo je potomstvo koje se sastoji od dvije fenotipske klase: s obojenim i neobojenim cvjetovima u omjeru 9/16:7/16.
Dobiveni rezultati objašnjeni su komplementarnom interakcijom dva para nealelnih gena, čiji su dominantni aleli ( S I R) pojedinačno nisu sposobni osigurati razvoj ljubičaste boje, kao ni njihovi recesivni aleli ( ssrr). Bojenje se pojavljuje samo ako su u genotipu prisutna oba dominantna gena, čija interakcija osigurava sintezu pigmenta.
ljubičasta
F 2
| C.P. | Cp | cP | cp | |
| C.P. | CCPP ljubičasta |
CCPp ljubičasta |
CCPP ljubičasta |
CCPP ljubičasta |
| Cp | CCPp ljubičasta |
CCpp bijela |
CCPP ljubičasta |
Ccpp bijela |
| cP | CCPP ljubičasta |
CCPP ljubičasta |
ccPP bijela |
ccPp bijela |
| cp | CCPP ljubičasta |
Ccpp bijela |
ccPp bijela |
U navedenom primjeru, formula cijepanja u F 2 je 9:7 zbog nepostojanja dominantnih alela oba gena koji imaju vlastitu fenotipsku manifestaciju. Međutim, isti se rezultat dobiva ako dominantni geni u interakciji imaju istu fenotipsku manifestaciju. Na primjer, kod križanja dviju sorti kukuruza s ljubičastim zrnima u F 1, svi hibridi imaju žuta zrna, au F 2 uočava se podjela 9/16 žuta. : 7/16 viol.
Epistaza- druga vrsta nealelne interakcije, u kojoj je djelovanje jednog gena potisnuto drugim nealelnim genom. Gen koji sprječava ekspresiju drugog gena naziva se epistatski ili supresorski, a onaj čije je djelovanje potisnuto naziva se hipostatski. I dominantni i recesivni gen mogu djelovati kao epistatični gen (dominantna i recesivna epistaza).
Primjer dominantne epistaze je nasljeđivanje boje dlake kod konja i boje ploda kod bundeva. Obrazac nasljeđivanja ove dvije osobine je apsolutno isti.
F 2
| C.B. | Cb | cB | cb | |
| C.B. | CCBB ser. |
CCBB ser. |
CCBB ser. |
CcBb ser. |
| Cb | CCBb ser. |
CCbb ser. |
CcBb ser. |
CCBB ser. |
| cB | CCBB ser. |
CcBb ser. |
ccBB crno |
ccBb crno |
| cb | CcBb ser. |
CCBB ser. |
ccBb crno |
ccbb Crvena |
Dijagram pokazuje da je dominantan gen za sivu boju S je epistatičan dominantnom genu U, što uzrokuje crnu boju. U prisustvu gen S gen U ne pokazuje svoj učinak, pa stoga F 1 hibridi nose svojstvo određeno epistatskim genom. U F 2 razred s oba dominantna gena spaja se u fenotipu (siva boja) s razredom u kojem je zastupljen samo epistatski gen (12/16). Crna boja pojavljuje se kod 3/16 hibridnih potomaka čijem genotipu nedostaje epistatski gen. U slučaju homozigotnog recesivnog, odsutnost supresorskog gena omogućuje pojavu recesivnog gena c, koji uzrokuje razvoj crvene boje.
Dominantna epistaza je također opisana u nasljeđivanju boje perja u kokoši. Bijela boja perja kod Leghorn pilića dominira nad obojenim perjem crnih, pjegavih i drugih obojenih pasmina. Međutim, bijela boja drugih pasmina (na primjer, Plymouth Rocks) recesivna je u odnosu na obojeno perje. Križanjem jedinki s dominantnom bijelom bojom i jedinki s recesivnom bijelom bojom u F 1 dolazi do bijelih potomaka. U F2 uočen je omjer cijepanja od 13:3.
Analiza dijagrama pokazuje da u određivanju boje perja kod kokoši sudjeluju dva para nealelnih gena. Dominantni gen jednog para ( ja) je epistatičan u odnosu na dominantni gen drugog para, uzrokujući razvoj boje ( C). U tom smislu, samo oni pojedinci čiji genotip sadrži gen imaju obojeno perje S, ali mu nedostaje epistatički gen ja. U recesivnih homozigota ccii ne postoji epistatski gen, ali nemaju gen koji osigurava proizvodnju pigmenta ( C), zbog čega su bijeli.
Kao primjer recesivna epistaza možemo razmotriti situaciju s genom za albinizam kod životinja (vidi gore shemu nasljeđivanja boje dlake kod miševa). Prisutnost u genotipu dva alela gena albinizma ( ahh) ne dopušta pojavu dominantnog gena za boju ( B) - genotipovi aaB-.
Polimerni tip interakcije prvi je ustanovio G. Nielsen-Ehle proučavajući nasljeđivanje boje zrna u pšenici. Kod križanja crvenozrne sorte pšenice s bijelozrnom u prvoj generaciji hibridi su bili obojeni, ali je boja bila ružičasta. U drugoj generaciji samo je 1/16 potomaka imalo crvenu boju zrna, a 1/16 bijelo zrno; ostali su imali srednju boju s različitim stupnjevima ozbiljnosti svojstva (od blijedoružičaste do tamnoružičaste). Analiza segregacije u F2 pokazala je da dva para nealelnih gena sudjeluju u određivanju boje zrna, čiji se učinak sumira. Stupanj ozbiljnosti crvene boje ovisi o broju dominantnih gena u genotipu.
Polimerni geni obično se označavaju istim slovima uz dodatak indeksa, u skladu s brojem nealelnih gena.
Učinak dominantnih gena u određenom križanju je aditivan, budući da dodavanje bilo kojeg od njih pospješuje razvoj svojstva.
F 2
| A 1 A 2 | A 1 a 2 | a 1 A 2 | a 1 a 2 | |
| A 1 A 2 | A 1 A 1 A 2 A 2 Crvena |
A 1 A 1 A 2 Aa 2 jarko ružičasta |
A 1 a 1 A 2 A 2 jarko ružičasta |
A 1 a 1 A 2 a 2 ružičasta |
| A 1 a 2 | A 1 A 1 A 2 a 2 jarko ružičasta |
A 1 A 1 a 2 a 2 ružičasta |
A 1 a 1 A 2 a 2 ružičasta |
A 1 a 1 a 2 a 2 blijedo roza. |
| a 1 A 2 | A 1 a 1 A 2 A 2 jarko ružičasta |
A 1 a 1 A 2 a 2 ružičasta |
a 1 a 1 A 2 A 2 ružičasta |
a 1 a 1 A 2 a 2 blijedo roza. |
| a 1 a 2 | A 1 a 1 A 2 a 2 ružičasta |
A 1 a 1 a 2 a 2 blijedo roza. |
a 1 a 1 A 2 a 2 blijedo roza. |
a 1 a 1 a 2 a 2 |
Opisani tip polimerizacije, kod kojeg stupanj razvoja svojstva ovisi o dozi dominantnog gena, naziva se kumulativnim. Ova vrsta nasljeđivanja uobičajena je za kvantitativne osobine, koje uključuju obojenost, jer njegov intenzitet određen je količinom proizvedenog pigmenta. Ako ne uzmemo u obzir stupanj izraženosti boje, tada omjer obojenih i neobojenih biljaka u F2 odgovara formuli 15: 1.
Međutim, u nekim slučajevima polimer nije popraćen kumulativnim učinkom. Primjer je nasljeđivanje oblika sjemena u pastirskoj torbici. Križanjem dviju rasa, od kojih jedna ima trokutaste plodove, a druga jajolike, dobivaju se u prvoj generaciji hibridi s trokutastim oblikom ploda, au drugoj generaciji uočava se cijepanje po ova dva obilježja u omjeru 15 trokuta. : 1 jaje.
Ovaj slučaj nasljeđivanja razlikuje se od prethodnog samo na fenotipskoj razini: izostanak kumulativnog učinka s povećanjem doze dominantnih gena uvjetuje istu ekspresiju svojstva (trokutasti oblik ploda) bez obzira na njihov broj u plodu. genotip.
Međudjelovanje nealelnih gena također uključuje fenomen pleiotropija— višestruko djelovanje gena, njegov utjecaj na razvoj više svojstava. Pleiotropni učinak gena rezultat je ozbiljnog metaboličkog poremećaja uzrokovanog mutiranom strukturom određenog gena.
Na primjer, irske krave Dexter razlikuju se od pasmine Kerry, koja je sličnog podrijetla, po kraćim nogama i glavama, ali u isto vrijeme po boljoj kvaliteti mesa i sposobnosti tova. Kod križanja krava i bikova pasmine Dexter, 25% teladi ima obilježja pasmine Kerry, 50% je slično pasmini Dexter, au preostalih 25% slučajeva uočeni su pobačaji teladi ružnog oblika buldoga. Genetska analiza omogućila je utvrđivanje da je uzrok smrti dijela potomaka prijelaz u homozigotno stanje dominantne mutacije koja uzrokuje nerazvijenost hipofize. Kod heterozigota ovaj gen dovodi do pojave dominantnih osobina kratkih nogu, kratke glave i povećane sposobnosti skladištenja masti. Kod homozigota ovaj gen ima letalan učinak, tj. u odnosu na smrt potomaka ponaša se kao recesivni gen.
Letalni učinak pri prijelazu u homozigotno stanje karakterističan je za mnoge pleiotropne mutacije. Tako kod lisica dominantni geni koji kontroliraju platinastu i bijelu boju krzna, a koji nemaju smrtonosni učinak kod heterozigota, uzrokuju smrt homozigotnih embrija u ranoj fazi razvoja. Slična situacija događa se kod nasljeđivanja sive boje dlake kod Shirazi ovaca i nerazvijenosti ljuski kod zrcalnih šarana. Smrtonosni učinak mutacija dovodi do činjenice da životinje ovih pasmina mogu biti samo heterozigotne i, tijekom križanja unutar pasmine, stvaraju podjelu u omjeru 2 mutanta: 1 normalan.
F 1
F 1: 2 ploče. : 1 crna
Međutim, većina smrtonosnih gena je recesivna, a pojedinci heterozigotni za njih imaju normalan fenotip. Prisutnost takvih gena kod roditelja može se procijeniti pojavom u potomstvu homozigotnih nakaza, pobačaja i mrtvorođenčadi. Najčešće se to opaža u blisko povezanim križanjima, gdje roditelji imaju slične genotipove, a šanse da štetne mutacije pređu u homozigotno stanje su prilično visoke.
Drosophila ima pleiotropne gene sa smrtonosnim učinkom. Dakle, dominantni geni kovrčava- okrenuta krila, Zvijezda- zvjezdaste oči, Usjek- nazubljeni rub krila i niz drugih u homozigotnom stanju uzrokuju smrt muha u ranim fazama razvoja.
Poznata recesivna mutacija bijela, koji je prvi otkrio i proučavao T. Morgan, također ima pleiotropni učinak. U homozigotnom stanju ovaj gen blokira sintezu očnih pigmenata (bjelooke), smanjuje vitalnost i plodnost muha te modificira oblik testisa kod mužjaka.
Kod ljudi, primjer pleiotropije je Marfanova bolest (sindrom paukovog prsta ili arahnodaktilija), koju uzrokuje dominantni gen koji uzrokuje povećani rast prstiju. Istovremeno detektira abnormalnosti očne leće i srčane mane. Bolest se javlja na pozadini povećane inteligencije, zbog čega se naziva bolest velikih ljudi. Od toga su patili A. Lincoln i N. Paganini.
Čini se da je pleiotropni učinak gena u osnovi korelativne varijacije, u kojoj promjena jedne osobine povlači za sobom promjenu druge.
Interakcija nealelnih gena također treba uključivati utjecaj modifikatorskih gena koji slabe ili pojačavaju funkciju glavnog strukturnog gena koji kontrolira razvoj svojstva. Kod Drosophile poznati su geni modifikatori koji modificiraju proces venacije krila. Poznata su najmanje tri gena modifikatora koji utječu na količinu crvenog pigmenta u dlaci goveda, zbog čega se boja dlake različitih pasmina kreće od boje trešnje do žutosmeđe. Kod ljudi geni modifikatori mijenjaju boju očiju, povećavajući ili smanjujući njezin intenzitet. Njihovo djelovanje objašnjava različite boje očiju kod jedne osobe.
Postojanje fenomena interakcije gena dovelo je do pojave pojmova kao što su "genotipsko okruženje" i "ravnoteža gena". Genotipsko okruženje znači okruženje u koje pada novonastala mutacija, tj. cijeli kompleks gena prisutnih u danom genotipu. Koncept "ravnoteže gena" odnosi se na odnos i interakciju između gena koji utječu na razvoj neke osobine. Geni se obično označavaju imenom svojstva koje nastaje tijekom mutacije. Zapravo, manifestacija ove osobine često je rezultat disfunkcije gena pod utjecajem drugih gena (supresori, modifikatori itd.). Što je genetska kontrola nekog svojstva složenija, što je više gena uključeno u njegov razvoj, to je nasljedna varijabilnost veća, jer mutacija bilo kojeg gena remeti gensku ravnotežu i dovodi do promjene svojstva. Posljedično, za normalan razvoj jedinke nije potrebna samo prisutnost gena u genotipu, već i provedba cijelog kompleksa međualelnih i nealelnih interakcija.
Problematika genetike 9. razred Monohibridno križanje
ZADATAK IZ GENETIKE 9. RAZRED.
Monohibridno križanje.
Zadatak br. 1
Zadatak br. 2
1.Koja je dominantna boja dlake kod kunića?
2. Kakvi su genotipovi roditelja i hibrida prve generacije na temelju boje dlake?
3. Koji se genetski obrasci pojavljuju tijekom takve hibridizacije?
Problem br. 3
1. Koji oblik ploda rajčice (kuglasti ili kruškoliki) je dominantan?
2. Koji su genotipovi roditelja i hibrida 1. i 2. generacije?
3. Koji se genetski uzorci koje je otkrio Mendel pojavljuju tijekom takve hibridizacije?
Zadatak br. 4 Križanjem hermelinskog pijetla i kokoši dobiveno je 35 pilića. Od toga je 17 hermelina, 10 crnih, 8 bijelih. Kako se nasljeđuje boja hermelina? Kakve roditelje trebate uzeti da dobijete samo hermelinske piliće?
Problem br. 5 Na školskom gradilištu rajčice okruglog oblika ploda križane su s rebrastim rajčicama. F1 je imao okrugle plodove. Kakve će plodove imati hibridi križanjem dobivenog potomka s roditeljskom sortom koja ima okrugle plodove?
Napomena: sorte su homozigotne. Napiši dobivene hibride u genetskoj i kromosomskoj ekspresiji.
Problem br. 6 Visoka biljka oprašena je homozigotnim organizmom s normalnim rastom stabljike. Potomstvo je dalo 20 biljaka normalnog rasta i 10 biljaka visokog rasta.Kojoj podjeli odgovara ovo križanje - 3:1 ili 1:1?
Problem broj 7
Problem broj 8 Sasha i Pasha imaju sive oči, a njihova sestra Masha ima zelene oči. Majka ove djece je sivooka, iako su oba roditelja imala zelene oči. Gen odgovoran za boju očiju nalazi se na nespolnom kromosomu (autosomu) Odredite genotipove roditelja i djece. Nacrtajte dijagram križanja.
Problem br. 9 Majka je brineta; otac je plavokos, u njegovom rodovniku nije bilo brineta. Rođeno je troje djece: dvije plavokose kćeri i brineta sin. Gen za ovu osobinu nalazi se na autosomu. Analizirati genotipove potomaka i roditelja.
Problem broj 10 Osoba razvije bolest koja se zove anemija srpastih stanica. Ova bolest se izražava u tome što crvena krvna zrnca nisu okrugla, već srpasta, zbog čega se transportira manje kisika.Anemija srpastih stanica nasljeđuje se kao nepotpuno dominantna osobina, a homozigotno stanje gena dovodi do smrti tijela u djetinjstvu.U obitelji oba supružnika imaju znakove anemije.Kolika je postotna vjerojatnost da će imati zdravo dijete?
Problem br. 11 Plavooki muškarac, čija su oba roditelja imala smeđe oči, oženio je smeđooku ženu čiji je otac imao smeđe oči, a majka plave oči. Iz ovog braka rođen je jedan plavooki sin. Odredite genotipove svake od navedenih jedinki i nacrtajte dijagram njihovog porijekla.
Problem br. 12 Kod ljudi, gen za polidaktiliju (višeprsti) dominira normalnom strukturom ruke. Supruga ima normalnu ruku, muž je heterozigot za gen polidaktilije. Odredite vjerojatnost da u ovoj obitelji imate dijete s više prstiju.
Problem br. 13 Biljke jagoda s crvenim plodovima, kada se međusobno križaju, uvijek daju potomke s crvenim bobicama, a biljke jagoda s bijelim plodovima - s bijelim bobicama. Kao rezultat međusobnog križanja obiju sorti, dobivaju se ružičaste bobice. Kakvo potomstvo nastaje kada se hibridne biljke jagode s ružičastim bobicama međusobno križaju? Kakvo ćete potomstvo dobiti ako crvene jagode oprašite peludom hibridnih jagoda s ružičastim bobicama?
Problem br. 14 Kod rajčice pokožica ploda može biti glatka ili viseća. Jedna sorta ima glatke plodove, druga viseće. Kod križanja F1 ima glatke plodove, F2 ima 174 biljke s visećim plodovima i 520 s glatkim plodovima. Kako se nasljeđuje prolaps? Što će se dogoditi u oba Fv?
Problem br. 15 Jedno dijete u obitelji rođeno je zdravo, a drugo je imalo tešku nasljednu bolest i umrlo je odmah nakon rođenja. Koja je vjerojatnost da će sljedeće dijete u ovoj obitelji biti zdravo? Razmatra se jedan par autosomnih gena.
Problem br. 16Žena s crvenom kosom, čiji majka i otac imaju crvenu kosu, a čiji brat ima crvenu kosu, udala se za crvenokosog muškarca, čija majka također ima crvenu kosu, a čiji otac također ima crvenu kosu. Iz ovog braka rođeni su dječak crvene kose i djevojčica crvene kose. Odredite genotipove svih navedenih jedinki i izradite rodovnu kartu za tu obitelj.
Problem br. 17 Križanjem sivog kunića, čiji su roditelji bili sivi, sa sivim kunićem, čiji su roditelji također bili sivi, rođeno je nekoliko crnih kunića (unučadi).Odredite genotipove svake od navedenih jedinki i sastavite rodovnu kartu.
Problem br. 18 Kakvo potomstvo F 1
I F 2
Kakav će biti fenotip i genotip dobiven križanjem crvenoplodnih jagoda s bijelim plodovima? (Niti jedna od ovih osobina ploda kod jagoda ne daje potpunu dominaciju, zbog čega hibridi imaju roze plodove.
Problem br. 19 Kada su crni zečevi međusobno križani, potomci su bili crni i bijeli zečevi. Napravite shemu križanja ako je poznato da je jedan par autosomnih gena odgovoran za boju dlake.
Problem broj 20 U kojem će se omjeru potomci podijeliti prema fenotipu dobivenom križanjem heterozigotnog sivog Karakul ovna s istom ovcom, ako su homozigoti za dominantne gene smrtonosni? Zašto?
Problem br. 21 Križao šareni pijetao i kokoš. Dobili smo 26 šarenih, 12 crnih i 13 bijelih pilića. Kako se boja perja nasljeđuje kod kokoši?
Problem br. 22 U medicini je razlika između četiri ljudske krvne grupe od velike važnosti. Krvna grupa je nasljedna osobina koja ovisi o jedan gen. Ovaj gen nema dva, već tri alela, označena simbolima A, U, 0 . Osobe s genotipom 00 imaju prvu krvnu grupu, s genotipovima AA ili A0- drugo, BB ili B0- treće, AB– četvrti (možemo reći da aleli A I U dominiraju alelom 0 , dok se međusobno ne potiskuju). Koje su krvne grupe moguće kod djece ako majka ima drugu krvnu grupu, a otac prvu?
Problem br. 23 Može li se dijete roditi s prvom krvnom grupom i Rh(-) faktorom ako: majka ima Rh(+) faktor druge krvne grupe, a otac treću krvnu grupu Rh(+) faktor?
1) Što se događa ako Rh(-) faktor fetusa uđe u krv majke kroz placentu? 2) Zašto drugo dijete od ovih roditelja može biti mrtvorođeno?
Problem br. 24 Dječak ima krvnu grupu 1, a njegova sestra ima krvnu grupu 4. Što se može reći o krvnim grupama njihovih roditelja?
Problem br. 25Žena ima krvnu grupu 2, dijete ima krvnu grupu 1. Krv. Može li osoba s krvnom grupom 4 biti otac djeteta?
Problem br. 26Žena ima krvnu grupu 4, dijete ima krvnu grupu 2. Krv. Žena tvrdi da je otac djeteta D.I (osoba s krvnom grupom 4). Što će odgovoriti na sudu?
Problem broj 27 Je li moguće transfuzijom krvi roditelja dati djeci ako imaju krvnu grupu 2 i 4?
Problem br. 28 Mogu li djeca imati krvnu grupu 2 samo ako oba roditelja imaju istu krvnu grupu?
Dihibridno križanje neovisno nasljeđivanje gena
№1. Mutacije gena koje uzrokuju skraćene udove (A) i duge kose (V) kod ovaca, prenose se na sljedeću generaciju na recesivan način. Njihovi dominantni aleli tvore normalne udove (A) i kratke kose (U). Geni nisu povezani.
Na farmi su uzgajani ovnovi i ovce dominantnih osobina i proizvedeno 2.336 janjadi. Od toga je 425 dugodlakih s normalnim udovima i 143 dugodlakih s kratkim udovima.
Odredite broj janjadi kratke dlake i koliko ih ima normalne udove?
Riješenje. Genotipove roditelja utvrđujemo na temelju recesivnog potomstva. Prema pravilu "čistoće gameta", kod potomaka za svako svojstvo jedan gen je iz očevog organizma, drugi gen iz majčinog organizma, dakle, genotipovi roditelja su diheterozigotni.
1). Odredite broj dugodlakih janjaca: 425 + 143 = 568.
2). Nalazimo broj kratkodlakih: 2336 – 568 = 1768.
3). Određujemo broj kratkodlakih s normalnim udovima:
1768 ---------- 12 sati
x ----------- 9 sati x = 1326.
№2. Osoba ima gen za crnu boju kože (U) potpuno dominira europskim genom kože (V), a bolest anemija srpastih stanica očituje se nepotpuno dominantnim genom (A), a alelni geni su u homozigotnom stanju (AA) dovesti do uništenja crvenih krvnih stanica, a organizam postaje nesposoban za život.
Geni za obje osobine nalaze se na različitim kromosomima.
Čista negroidna žena rodila je dva mulata od bijelca. Jedno dijete nije imalo znakova anemije, a drugo je umrlo od anemije.
Kolika je vjerojatnost da ćete sljedeće dijete roditi bez znakova anemije?
Riješenje. Izrađujemo shemu križanja:
Odgovor: Vjerojatnost da se u ovoj obitelji rodi zdravo dijete je 1/4 = 25%
№3. Recesivni geni (A) I (S) odrediti manifestaciju ljudskih bolesti kao što su gluhoća i albinizam. Njihovi dominantni aleli kontroliraju nasljeđe normalnog sluha (A) i sinteza pigmenta melanina (S).
Geni nisu povezani.
Roditelji imaju normalan sluh; majka brineta, otac albino. Rođena su tri jednojajčana blizanca s dvije karakteristike.
Koja je vjerojatnost da će sljedeće dijete u ovoj obitelji imati obje bolesti?
Riješenje.
Prema pravilu "čistoće gameta" utvrđeno je da su roditelji diheterozigoti:
Odgovor: Vjerojatnost da ćete imati dijete s obje bolesti je 1/8 = 12,5%
№4. Proučavaju se dva para autosomnih gena koji pokazuju neovisno nasljeđivanje.
Pijetao s ružičastim češljem i pernatim nogama uzgaja se s dvije kokoši s ružičastim češljem i pernatim nogama.
Od prve kokoši dobiveni su pilići s pernatim nogama, neki su imali češalj u obliku ruže, a drugi dio je imao jednostavan češalj.
Pilići druge kokoši imali su ružičasti češalj, a neki od njih su imali noge s perjem, a neki bez perja.
Odredite genotipove pijetla i dvije kokoši.
Riješenje.
Prema uvjetima problema oba roditelja imaju iste fenotipove, a kod potomaka iz dva križanja došlo je do cijepanja za svako svojstvo. Prema G. Mendelovom zakonu, samo heterozigotni organizmi mogu proizvesti “cijepanje” u svojim potomcima. Izrađujemo dvije sheme križanja.
Interakcija nealelnih gena
№1. Proučavaju se dva para nealelnih nepovezanih gena koji određuju boju krzna hermelina.
Dominantni gen jednog para (A) određuje crnu boju, a njen recesivni alel (A)- plava boja.
Dominantni gen drugog para (U) doprinosi manifestaciji pigmentacije u tijelu, njegov recesivni alel (V) ne sintetizira pigment.
Kada su crne jedinke križane jedna s drugom, pokazalo se da su potomci jedinke s plavim krznom, crni i albinosi.
Analizirati genotipove roditelja i teoretski omjer u potomstvu.
Riješenje.
Odgovor: 9 crnih, 3 albino, 4 plava.
№2. Nasljeđivanje boje perja u kokoši određeno je s dva para nealelnih nepovezanih gena smještenih na autosomu.
Dominantni gen jednog para (A) određuje sintezu pigmenta melanina, koji osigurava prisutnost boje. Recesivni gen (A) ne dovodi do sinteze pigmenta i pilići ispadnu bijeli (albinizam perja).
Dominantni gen drugog para (U) potiskuje djelovanje gena prvog para, zbog čega ne dolazi do sinteze pigmenta, a pilići također postaju albino. Njegov recesivni alel (V) nema silazni učinak.
Križaju se dva organizma heterozigotna za dva para alela.
Odredite omjer pilića s obojenim perjem i albina u potomstvu.
Riješenje.
Odgovor: 13 bijelih, 3 obojena.
№3.
Kod zobi boju zrna određuju dva para nealelnih nepovezanih gena.
Jedan dominantan gen (A) određuje crnu boju, još jedan dominantni gen (U)- siva boja. Crni gen potiskuje sivi gen.
Oba recesivna alela određuju bijelu boju zrna.
Kada je došlo do oprašivanja diheterozigotnih organizama, potomci su proizveli biljke s crnim, sivim i bijelim zrnima.
Odrediti genotipove roditeljskih organizama i fenotipski odnos u potomstvu.
Riješenje.
Odgovor: 12 crnih, 3 sive, 1 bijela.
Nasljeđivanje gena smještenih na spolnim kromosomima
№1. Gen za normalno zgrušavanje krvi (A) kod ljudi se nasljeđuje dominantno i povezano je s x-kromosom. Recesivna mutacija ovog gena (A) dovodi do hemofilije – nemogućnosti zgrušavanja krvi.
U-kromosom nema alelni gen.
Odredite postotak vjerojatnosti rađanja zdrave djece u mladoj obitelji ako mladenka ima normalno zgrušavanje krvi, iako njezina sestra ima znakove hemofilije. Mladoženjina majka boluje od ove bolesti, a njegov otac je zdrav.
Riješenje. 1) Odredite genotip nevjeste. Prema uvjetima problema, mladenkina sestra ima recesivni genotip x A x A , što znači da su obje sestre primile gen za hemofiliju (od oca). Stoga je zdrava mladenka heterozigotna.
2) Odredite genotip mladoženje. Mladoženjina majka sa znakovima hemofilije x A x A , dakle, prema kromosomskoj teoriji spola, ona prenosi recesivni gen svom sinu x A U .
Odgovor: fenotipski omjer je 1:1, 50% djece je zdravo.
№2. Proučava se jedan par alelnih gena x-kromosom koji regulira vid boja kod ljudi.
Normalan vid boja je dominantna osobina, dok je daltonizam recesivna osobina.
Analizirati genotip majčinog organizma.
Poznato je da majka ima dva sina, od kojih jedan ima bolesnu ženu i zdravo dijete. Druga obitelj ima kćer sa znakovima sljepoće za boje i sina čiji je vid na boje normalan.
Riješenje. 1) Odredite genotip prvog sina. Prema uvjetima problema, on ima bolesnu ženu i zdravo dijete - to može biti samo kćer x A x A . Kći je dobila recesivni gen od svoje majke, a dominantni gen od oca, dakle, genotip muškog tijela je dominantan (X A U) .
2) Odredite genotip drugog sina. Kći mu je bolesna x A x A , što znači da je od oca primila jedan od recesivnih alela, stoga je genotip muškog tijela recesivan (X A U - ) .
3) Određujemo genotip majčinog organizma na osnovu njenih sinova:
Odgovor: majčin genotip je heterozigotan x A x A .
№3. Albinizam kod ljudi određen je recesivnim genom (A) nalazi se na autosomu, a jedan oblik dijabetesa određen je recesivnim genom (V) , povezan sa genitalijama x -kromosom.
Za pigmentaciju su odgovorni dominantni geni (A) i normalan metabolizam (U) .
U -kromosom ne sadrži gene.
Par ima tamnu kosu. Obje su majke bolovale od dijabetesa, a očevi su bili zdravi.
Jedno dijete rođeno je s dva simptoma.
Odredite postotak vjerojatnosti da će u ovoj obitelji biti zdrave i bolesne djece.
Riješenje. Primjenom pravila “čistoće gameta” određujemo genotipove roditelja prema boji dlake - heterozigotni genotipovi Ahh.
Prema kromosomskoj teoriji spola, utvrđeno je da otac ima dijabetes x V U - a majka je zdrava x U x V .
Napravimo Punnettovu mrežu - vodoravno su ispisane gamete očevog tijela, a okomito gamete majčinog tijela.
Odgovor:šest organizama od šesnaest je dominantno u dva svojstva - vjerojatnost rođenja je 6/16 = 37,5%. Deset bolesnika: 10/16 = 62,5%, od čega su dva bolesnika imala dvije karakteristike: 2/16 = 12,5%.
№4. Dva recesivna gena smještena u različitim područjima x-kromosomi uzrokuju bolesti kao što su hemofilija i mišićna distrofija kod ljudi. Njihovi dominantni aleli kontroliraju normalno zgrušavanje krvi i tonus mišića.
U
Mladenkina majka boluje od distrofije, ali prema rodovnici ima normalno zgrušavanje krvi, a otac joj je imao hemofiliju, ali bez znakova distrofije.
Mladoženja pokazuje obje bolesti.
Analizirajte potomstvo u ovoj obitelji.
Riješenje.
Odgovor: sva djeca imaju tu bolest, 50% s hemofilijom i 50% s distrofijom.
Nasljeđivanje povezanih gena. Fenomen crossing overa.
№1. Gen za ljudski rast i gen koji određuje broj prstiju na udovima nalaze se u istoj veznoj skupini na udaljenosti od 8 morganida.
Normalna visina i pet prstiju su recesivne osobine. Visok rast i polidaktilija (šesteroprsti) javljaju se autosomno dominantno.
Supruga je normalne visine i ima po pet prstiju na ruci. Suprug je heterozigot za dva para alela, a od oca je naslijedio gen za visok, a od majke gen za šest prstiju.
Odredite postotak vjerojatnih fenotipova u potomstvu.
Riješenje.
Odgovor: 46% 46% 4% 4%
№2. Dva gena koja reguliraju metaboličke reakcije u ljudskom tijelu povezana su s x-kromosoma i nalaze se jedan od drugog na udaljenosti od 32 morganida. U-kromosom ne sadrži alelne gene.
Dominantni geni kontroliraju normalan metabolizam.
Učinci različitih mutagenih čimbenika mijenjaju slijed nukleotida u tim područjima x-kromosoma, što dovodi do odstupanja u sintezi tvari i nasljednih bolesti recesivnog tipa.
Zdravi roditelji rađaju bolesno dijete s dva mutirana gena u genotipu.
Koliki je postotak šanse da vaše sljedeće dijete ima metabolički poremećaj?
Riješenje. Prema uvjetima problema u ovoj obitelji, bolesno dijete je sin V x A U jer Zdrav otac ne može razboljeti kćeri.
Sin je primio recesivne gene od majke, stoga je genotip majke heterozigotan
Izrađujemo shemu križanja:
Odgovor: vjerojatnost da će imati bolesnu djecu je 33%, od čega 17% boluje od dvije metaboličke bolesti, 8% od jedne bolesti i 8% od druge.
Svrha studija biologije na stručnoj razini u srednjoj školi je razvijanje spoznajnih interesa, intelektualnih i kreativnih sposobnosti učenika te ovladavanje sustavom bioloških znanja na visokoj razini.
Prilikom proučavanja odjeljka "Osnove genetike i selekcije", ovaj se cilj može ostvariti razvojem vještina i sposobnosti učenika za rješavanje genetskih problema različitih razina složenosti.
Uz probleme sastavljene uzimajući u obzir interakcije alelnih gena koji određuju dominantno, recesivno nasljeđivanje svojstava, fenomen nepotpune dominacije, preporučljivo je uvesti analizu nasljeđivanja svojstava koja su posljedica interakcije ne- alelni geni. Rješavanje takvih problema pridonosi razumijevanju da je genotip funkcionalno cjeloviti sustav međudjelovanja gena.
Najsposobniji učenici mogu dobiti zadatak da sami sastave slične zadatke. Korištenje zadataka ove razine složenosti uključuje asimilaciju stereotipnih varijanti nasljeđivanja svojstava i pridonosi provedbi još jednog važnog cilja specijaliziranog biološkog obrazovanja - ulijevanju povjerenja u poznavanje žive prirode.
Srednje nasljeđivanje boja u noćnoj ljepoti
Interakcija nealelnih gena
Komplementarna interakcija. Komplementarnost (međusobno komplementarno djelovanje gena) je pojava kada se neko svojstvo razvija samo međusobnim djelovanjem dva dominantna nealelna gena od kojih svaki pojedinačno ne uzrokuje razvoj svojstva.
Primjer br. 1. Nasljeđivanje boje perianta u slatkog graška:
A– sinteza bezbojnog pigmenta;
A– nedostatak pigmenta;
U– sinteza enzima koji pretvara propigment u ljubičasti pigment;
b– nedostatak enzima;
AAbb– bijeli perianth;
aaBB– bijeli perianth;
A-U- – cvjetnica ljubičasta.
Primjer br. 2. Nasljeđivanje boje kod miševa.
Alelni gen A kontrolira sintezu crnog pigmenta u miševa;
A– nedostatak pigmenta;
U– gen koji osigurava nakupljanje pigmenta uglavnom na dnu i na kraju vlasi;
b– ravnomjerna raspodjela pigmenta;
A-U– siva boja dlake kod miševa (agouti);
A-bb– crna boja kaputa;
aaB- - bijela vuna;
aabb- Bijela vuna.
Epistaza– potiskivanje jednog gena drugim. Ako dominantni alel ima epistatički učinak, govorimo o dominantnoj epistazi. U recesivnoj epistazi ovaj se učinak očituje recesivnim alelima u homozigotnom stanju.
Primjer br. 1. Nasljeđivanje boje ploda kod nekih bundeva:
U– žuta boja;
b– zelena boja;
A– suzbija razvoj boje;
A– ne ometa razvoj boje;
U-A- – bijela boja plodova;
bbA- – bijela boja plodova;
U-ahh– žuta boja plodova;
bbaa– zelena boja plodova.
Primjer br. 2. Nasljeđivanje boje perja kod pilića:
A- Crna boja;
A- bijela boja;
ja– gen koji potiskuje manifestaciju boje;
ja– gen koji ne sprječava pojavu boje;
A-ja- – bijele boje; b
aaI- - bijela boja;
A-ii- Crna boja.
Tijekom epistaze, modulacijski učinak sastoji se u supresiji funkcije drugih gena od strane nekih gena. Geni koji imaju ovaj učinak nazivaju se inhibitori, ili supresori. Geni koji pojačavaju funkcije drugih gena nazivaju se pojačivači.
polimerizam- pojava kada je nekoliko nealelnih dominantnih gena odgovorno za slične učinke na razvoj istog svojstva. Što je više takvih gena prisutno u genotipu, to je osobina izraženija. Takvi se geni nazivaju višestruki, polimer, ili poligenski a označavaju se jednim slovom latinične abecede s digitalnim oznakama.
Primjer. Nasljeđivanje boje zrna pšenice:
A 1 A 1 A 2 A 2– crvena zrna;
bilo koja tri dominantna alela – svijetlocrvena zrna;
bilo koja dva dominantna alela su ružičasta zrna;
bilo koji dominantni alel – svijetloružičasta zrna;
a 1 a 1 a 2 a 2- bijela zrna.
Pleiotropija– višestruko djelovanje gena. U ovom slučaju, jedan gen je odgovoran za razvoj nekoliko svojstava.
Primjer. Gen odgovoran za razvoj kratkih nogu kod kokoši uvjetuje razvoj skraćenog kljuna.
Zadaci
№ 1. Kakva će biti genotipska i fenotipska podjela u prvoj generaciji hibrida pri križanju biljaka slatkog graška s genotipom: aaBB I AaBb; AAbb I AaBb?
№ 2. Što će biti potomstvo od križanja agouti miševa s genotipom AaBb, između sebe? Koju fenotipsku i genotipsku podjelu očekujete u testnom križanju ako pretpostavite da je siva jedinka koja se proučava homozigotna za dva gena? Heterozigot za dva gena?
№ 3. Žute bundeve s genotipom Bbaa, razmnožavaju se samooprašivanjem. Koju genotipsku i fenotipsku segregaciju očekujete kod F 1 hibrida?
Kakve rezultate biste očekivali križanjem zelene i bijele diheterozigotne bundeve?
№ 4. Koje rezultate križanja očekujete ako ispitate genotip biljaka pšenice koje imaju ružičasta zrna?
Br. 5. Dominantni gen koji uzrokuje razvoj skraćenih nogu kod kokoši uzrokuje i skraćeni kljun. Homozigotne kokoši imaju tako mali kljun da umiru zbog nemogućnosti probijanja ljuske i izlaska iz jajeta. Kakvi će biti genotipovi i fenotipovi 600 pilića dobivenih križanjem heterozigotnih ptica s kratkim nogama? Koliko će pilića umrijeti a da se ne izlegu iz jaja?
Književnost
Bogojavlenski Yu.K., Ulissova T.N., Yarovaya I.M., Yarygin V.N. Biologija. – M.: “Medicina”, 1999
Maksimov G.V.., Vasilenko V.N., Maksimov V.G., Maksimov A.G. Kratki rječnik genetskih pojmova. – M.: Sveučilišna knjiga, 2001
Yarygin V.N., Vasiljeva V.I., Volkov I.N., Sinelshchikova V.V. Biologija. – M.: Viša škola, 1999
Monohibridno križanje
№1. Jedno dijete u obitelji rođeno je zdravo, a drugo je imalo tešku nasljednu bolest i umrlo je odmah nakon rođenja.
Koja je vjerojatnost da će sljedeće dijete u ovoj obitelji biti zdravo? Razmatra se jedan par autosomnih gena.
Riješenje. Analiziramo genotipove roditelja: oba roditelja su zdrava, ne mogu imati ovu nasljednu bolest, jer dovodi do smrti tijela odmah nakon rođenja.
Ako pretpostavimo da se ova bolest manifestira na dominantan način i da je zdrava osobina recesivna, onda su oba roditelja recesivna. Tada ne mogu imati bolesno dijete, što je u suprotnosti s uvjetima problema.
Ako je ova bolest recesivna, a gen za zdravu osobinu nasljeđuje se dominantno, onda oba roditelja moraju biti heterozigoti i mogu imati zdravu i bolesnu djecu. Izrađujemo shemu križanja:
Odgovor: Omjer u potomstvu je 3:1, vjerojatnost da se u ovoj obitelji rodi zdravo dijete je 75%.
№2. Visoka biljka oprašena je homozigotnim organizmom s normalnim rastom stabljike. Potomstvo je dalo 20 biljaka normalnog rasta i 10 biljaka visokog rasta.
Kojoj podjeli odgovara ovaj križ - 3:1 ili 1:1?
Riješenje: Homozigotni organizam može biti dva tipa: dominantan (AA) ili recesivno (aa). Ako pretpostavimo da je normalan rast stabljike određen dominantnim genom, tada će svi potomci biti "ujednačeni", a to je u suprotnosti s uvjetima problema.
Da bi došlo do "cijepanja", biljka normalne veličine mora imati recesivni genotip, a visoka biljka mora biti heterozigotna.
Odgovor: Odnos fenotipa i genotipa u potomstvu je 1:1.
№3. Kada su crni zečevi međusobno križani, potomci su bili crni i bijeli zečevi.
Napravite shemu križanja ako je poznato da je jedan par autosomnih gena odgovoran za boju dlake.
Riješenje: Roditeljski organizmi imaju iste fenotipove - crnu boju, ali je u potomstvu došlo do "cijepanja". Prema drugom zakonu G. Mendela dominira gen odgovoran za razvoj crne boje i križaju se heterozigotni organizmi.
№4. Sasha i Pasha imaju sive oči, a njihova sestra Masha ima zelene oči. Majka ove djece je sivooka, iako su oba roditelja imala zelene oči. Gen odgovoran za boju očiju nalazi se na nespolnom kromosomu (autosomu).
Odredite genotipove roditelja i djece. Nacrtajte dijagram križanja.
Riješenje: Na temelju tijela majke i njezinih roditelja utvrđujemo da je boja sivih očiju recesivna osobina (drugi zakon G. Mendela).
Jer “cijepanje” se opaža kod potomaka, tada očinski organizam mora imati zelene oči i heterozigotni genotip.
№5. Majka je brineta; otac je plavokos, u njegovom rodovniku nije bilo brineta. Rođeno je troje djece: dvije plavokose kćeri i brineta sin.
Gen za ovu osobinu nalazi se na autosomu.
Analizirati genotipove potomaka i roditelja.
Riješenje: Genotip očinskog organizma mora biti homozigotan, jer U njegovom pedigreu postoji čista linija u boji dlake. Homozigotni genotip je dominantan (AA) ili recesivno (aa).
Ako je genotip oca homozigotno dominantan, potomak neće imati djecu s tamnom kosom - pojavit će se "ujednačenost", što je u suprotnosti s uvjetima problema. Dakle, genotip oca je recesivan. Majčin organizam mora biti heterozigotan.
Odgovor: Odnos fenotipa i genotipa u potomstvu je 1:1 ili 50% 50%.
№6. Osoba razvije bolest koja se zove anemija srpastih stanica. Ova bolest se izražava u činjenici da crvene krvne stanice nisu okrugle, već srpaste, zbog čega se transportira manje kisika.
Anemija srpastih stanica nasljeđuje se kao nepotpuno dominantna osobina, a homozigotno stanje gena dovodi do smrti organizma u dječjoj dobi.
U obitelji oba supružnika imaju znakove anemije.
Koliki je postotak njihove šanse da imaju zdravo dijete?
Riješenje:
Odgovor: 25% zdrave djece u ovoj obitelji.
Dihibridno križanje neovisno nasljeđivanje gena
№1. Mutacije gena koje uzrokuju skraćene udove (A) i duge kose (V) kod ovaca, prenose se na sljedeću generaciju na recesivan način. Njihovi dominantni aleli tvore normalne udove (A) i kratke kose (U). Geni nisu povezani.
Na farmi su uzgajani ovnovi i ovce dominantnih osobina i proizvedeno 2.336 janjadi. Od toga je 425 dugodlakih s normalnim udovima i 143 dugodlakih s kratkim udovima.
Odredite broj janjadi kratke dlake i koliko ih ima normalne udove?
Riješenje. Genotipove roditelja utvrđujemo na temelju recesivnog potomstva. Prema pravilu "čistoće gameta", kod potomaka za svako svojstvo jedan gen je iz očevog organizma, drugi gen iz majčinog organizma, dakle, genotipovi roditelja su diheterozigotni.
1). Odredite broj dugodlakih janjaca: 425 + 143 = 568.
2). Nalazimo broj kratkodlakih: 2336 – 568 = 1768.
3). Određujemo broj kratkodlakih s normalnim udovima:
1768 ---------- 12 sati
x ----------- 9 sati x = 1326.
№2. Osoba ima gen za crnu boju kože (U) potpuno dominira europskim genom kože (V), a bolest anemija srpastih stanica očituje se nepotpuno dominantnim genom (A), a alelni geni su u homozigotnom stanju (AA) dovesti do uništenja crvenih krvnih stanica, a organizam postaje nesposoban za život.
Geni za obje osobine nalaze se na različitim kromosomima.
Čista negroidna žena rodila je dva mulata od bijelca. Jedno dijete nije imalo znakova anemije, a drugo je umrlo od anemije.
Kolika je vjerojatnost da ćete sljedeće dijete roditi bez znakova anemije?
Riješenje. Izrađujemo shemu križanja:
Odgovor: Vjerojatnost da se u ovoj obitelji rodi zdravo dijete je 1/4 = 25%
№3. Recesivni geni (A) I (S) odrediti manifestaciju ljudskih bolesti kao što su gluhoća i albinizam. Njihovi dominantni aleli kontroliraju nasljeđe normalnog sluha (A) i sinteza pigmenta melanina (S).
Geni nisu povezani.
Roditelji imaju normalan sluh; majka brineta, otac albino. Rođena su tri jednojajčana blizanca s dvije karakteristike.
Koja je vjerojatnost da će sljedeće dijete u ovoj obitelji imati obje bolesti?
Riješenje.
Prema pravilu "čistoće gameta" utvrđeno je da su roditelji diheterozigoti:
Odgovor: Vjerojatnost da ćete imati dijete s obje bolesti je 1/8 = 12,5%
№4. Proučavaju se dva para autosomnih gena koji pokazuju neovisno nasljeđivanje.
Pijetao s ružičastim češljem i pernatim nogama uzgaja se s dvije kokoši s ružičastim češljem i pernatim nogama.
Od prve kokoši dobiveni su pilići s pernatim nogama, neki su imali češalj u obliku ruže, a drugi dio je imao jednostavan češalj.
Pilići druge kokoši imali su ružičasti češalj, a neki od njih su imali noge s perjem, a neki bez perja.
Odredite genotipove pijetla i dvije kokoši.
Riješenje.
Prema uvjetima problema oba roditelja imaju iste fenotipove, a kod potomaka iz dva križanja došlo je do cijepanja za svako svojstvo. Prema G. Mendelovom zakonu, samo heterozigotni organizmi mogu proizvesti “cijepanje” u svojim potomcima. Izrađujemo dvije sheme križanja.
Interakcija nealelnih gena
№1. Proučavaju se dva para nealelnih nepovezanih gena koji određuju boju krzna hermelina.
Dominantni gen jednog para (A) određuje crnu boju, a njen recesivni alel (A)- plava boja.
Dominantni gen drugog para (U) doprinosi manifestaciji pigmentacije u tijelu, njegov recesivni alel (V) ne sintetizira pigment.
Kada su crne jedinke križane jedna s drugom, pokazalo se da su potomci jedinke s plavim krznom, crni i albinosi.
Analizirati genotipove roditelja i teoretski omjer u potomstvu.
Riješenje.
Odgovor: 9 crnih, 3 albino, 4 plava.
№2. Nasljeđivanje boje perja u kokoši određeno je s dva para nealelnih nepovezanih gena smještenih na autosomu.
Dominantni gen jednog para (A) određuje sintezu pigmenta melanina, koji osigurava prisutnost boje. Recesivni gen (A) ne dovodi do sinteze pigmenta i pilići ispadnu bijeli (albinizam perja).
Dominantni gen drugog para (U) potiskuje djelovanje gena prvog para, zbog čega ne dolazi do sinteze pigmenta, a pilići također postaju albino. Njegov recesivni alel (V) nema silazni učinak.
Križaju se dva organizma heterozigotna za dva para alela.
Odredite omjer pilića s obojenim perjem i albina u potomstvu.
Riješenje.
Odgovor: 13 bijelih, 3 obojena.
№3.
Kod zobi boju zrna određuju dva para nealelnih nepovezanih gena.
Jedan dominantan gen (A) određuje crnu boju, još jedan dominantni gen (U)- siva boja. Crni gen potiskuje sivi gen.
Oba recesivna alela određuju bijelu boju zrna.
Kada je došlo do oprašivanja diheterozigotnih organizama, potomci su proizveli biljke s crnim, sivim i bijelim zrnima.
Odrediti genotipove roditeljskih organizama i fenotipski odnos u potomstvu.
Riješenje.
Odgovor: 12 crnih, 3 sive, 1 bijela.
Nasljeđivanje gena smještenih na spolnim kromosomima
№1. Gen za normalno zgrušavanje krvi (A) kod ljudi se nasljeđuje dominantno i povezano je s x-kromosom. Recesivna mutacija ovog gena (A) dovodi do hemofilije – nemogućnosti zgrušavanja krvi.
U-kromosom nema alelni gen.
Odredite postotak vjerojatnosti rađanja zdrave djece u mladoj obitelji ako mladenka ima normalno zgrušavanje krvi, iako njezina sestra ima znakove hemofilije. Mladoženjina majka boluje od ove bolesti, a njegov otac je zdrav.
Riješenje. 1) Odredite genotip nevjeste. Prema uvjetima problema, mladenkina sestra ima recesivni genotip X a X a , što znači da su obje sestre primile gen za hemofiliju (od oca). Stoga je zdrava mladenka heterozigotna.
2) Odredite genotip mladoženje. Mladoženjina majka sa znakovima hemofilije X a X a , dakle, prema kromosomskoj teoriji spola, ona prenosi recesivni gen svom sinu X a U .
Odgovor: fenotipski omjer je 1:1, 50% djece je zdravo.
№2. Proučava se jedan par alelnih gena x-kromosom koji regulira vid boja kod ljudi.
Normalan vid boja je dominantna osobina, dok je daltonizam recesivna osobina.
Analizirati genotip majčinog organizma.
Poznato je da majka ima dva sina, od kojih jedan ima bolesnu ženu i zdravo dijete. Druga obitelj ima kćer sa znakovima sljepoće za boje i sina čiji je vid na boje normalan.
Riješenje. 1) Odredite genotip prvog sina. Prema uvjetima problema, on ima bolesnu ženu i zdravo dijete - to može biti samo kćer X A X a . Kći je dobila recesivni gen od svoje majke, a dominantni gen od oca, dakle, genotip muškog tijela je dominantan (X A U) .
2) Odredite genotip drugog sina. Kći mu je bolesna X a X a , što znači da je od oca primila jedan od recesivnih alela, stoga je genotip muškog tijela recesivan (X a U -) .
3) Određujemo genotip majčinog organizma na osnovu njenih sinova:
Odgovor: majčin genotip je heterozigotan X A X a .
№3. Albinizam kod ljudi određen je recesivnim genom (A) nalazi se na autosomu, a jedan oblik dijabetesa određen je recesivnim genom (V) , povezan sa genitalijama x -kromosom.
Za pigmentaciju su odgovorni dominantni geni (A) i normalan metabolizam (U) .
U -kromosom ne sadrži gene.
Par ima tamnu kosu. Obje su majke bolovale od dijabetesa, a očevi su bili zdravi.
Jedno dijete rođeno je s dva simptoma.
Odredite postotak vjerojatnosti da će u ovoj obitelji biti zdrave i bolesne djece.
Riješenje. Primjenom pravila “čistoće gameta” određujemo genotipove roditelja prema boji dlake - heterozigotni genotipovi Ahh.
Prema kromosomskoj teoriji spola, utvrđeno je da otac ima dijabetes X u Y - a majka je zdrava 10. stoljeće
Napravimo Punnettovu mrežu - vodoravno su ispisane gamete očevog tijela, a okomito gamete majčinog tijela.
Odgovor:šest organizama od šesnaest je dominantno u dva svojstva - vjerojatnost rođenja je 6/16 = 37,5%. Deset bolesnika: 10/16 = 62,5%, od čega su dva bolesnika imala dvije karakteristike: 2/16 = 12,5%.
№4. Dva recesivna gena smještena u različitim područjima x-kromosomi uzrokuju bolesti kao što su hemofilija i mišićna distrofija kod ljudi. Njihovi dominantni aleli kontroliraju normalno zgrušavanje krvi i tonus mišića.
U-kromosom ne sadrži alelne gene.
Mladenkina majka boluje od distrofije, ali prema rodovnici ima normalno zgrušavanje krvi, a otac joj je imao hemofiliju, ali bez znakova distrofije.
Mladoženja pokazuje obje bolesti.
Analizirajte potomstvo u ovoj obitelji.
Riješenje.
Odgovor: sva djeca imaju tu bolest, 50% s hemofilijom i 50% s distrofijom.
Nasljeđivanje povezanih gena. Fenomen crossing overa.
№1. Gen za ljudski rast i gen koji određuje broj prstiju na udovima nalaze se u istoj veznoj skupini na udaljenosti od 8 morganida.
Normalna visina i pet prstiju su recesivne osobine. Visok rast i polidaktilija (šesteroprsti) javljaju se autosomno dominantno.
Supruga je normalne visine i ima po pet prstiju na ruci. Suprug je heterozigot za dva para alela, a od oca je naslijedio gen za visok, a od majke gen za šest prstiju.
Odredite postotak vjerojatnih fenotipova u potomstvu.
Riješenje.
Odgovor: 46% 46% 4% 4%
№2. Dva gena koja reguliraju metaboličke reakcije u ljudskom tijelu povezana su s x-kromosoma i nalaze se jedan od drugog na udaljenosti od 32 morganida. U-kromosom ne sadrži alelne gene.
Dominantni geni kontroliraju normalan metabolizam.
Učinci različitih mutagenih čimbenika mijenjaju slijed nukleotida u tim područjima x-kromosoma, što dovodi do odstupanja u sintezi tvari i nasljednih bolesti recesivnog tipa.
Zdravi roditelji rađaju bolesno dijete s dva mutirana gena u genotipu.
Koliki je postotak šanse da vaše sljedeće dijete ima metabolički poremećaj?
Riješenje. Prema uvjetima problema u ovoj obitelji, bolesno dijete je sin u X a U jer Zdrav otac ne može razboljeti kćeri.
Sin je primio recesivne gene od majke, stoga je genotip majke heterozigotan
Izrađujemo shemu križanja:
Odgovor: vjerojatnost da će imati bolesnu djecu je 33%, od čega 17% boluje od dvije metaboličke bolesti, 8% od jedne bolesti i 8% od druge.
