какие гаметы образуются у гибридов первого поколения
Какие гаметы образуются у гибридов первого поколения
Подробное решение Праграф § 30 по биологии для учащихся 9 класса, авторов В.В. Пасечник, А.А. Каменский, Е.А. Криксунов
1. Могут ли два организма одного вида различаться только по одному признаку?
Все организмы какого-либо вида обычно отличаются друг от друга по многим признакам. Теоретически этот возможно, но вероятность очень мала.
2. Что такое генотип и фенотип?
Совокупность всех генов какого-либо организма называют генотипом.
Совокупность всех внешних и внутренних признаков и свойств организма называют фенотипом.
Выполните практическую работу.
Решение задач на дигибридное скрещивание
1. Перенесите (перерисуйте) в тетрадь представленный ниже алгоритм решения генетической задачи. Проанализируйте представленную в учебнике схему наследования признаков при дигибридном скрещивании и заполните пропуски в алгоритме. Алгоритм решения задачи на дигибридное скрещивание 1. Запишем объект исследования и обозначение генов.
2. На основании анализа полученных результатов ответьте на вопросы.
1) Сколько типов гамет образует родительское растение с жёлтыми гладкими семенами; с зелёными морщинистыми семенами?
Родительское растение с жёлтыми гладкими семенами (ААВВ) образует один тип гамет – АВ. Растение с зелёными морщинистыми семенами (аавв) тоже образует один тип гамет – ав.
2) Какова вероятность появления в результате первого скрещивания растений F1 с жёлтыми семенами; с зелёными семенами?
3) Какова вероятность появления в результате скрещивания растений F1 с жёлтыми гладкими семенами; с жёлтыми морщинистыми; зелёными гладкими; зелёными морщинистыми?
Вероятность появления в результате первого скрещивания растений F1 с жёлтыми гладкими семенами – 100%; с жёлтыми морщинистыми, зелёными гладкими и зелёными морщинистыми – 0%.
4) Сколько разных генотипов может быть среди гибридов первого поколения?
Среди гибридов первого поколения может быть только один генотип (АаВв).
5) Сколько разных фенотипов может быть среди гибридов первого поколения?
Среди гибридов первого поколения может быть только один фенотип – желтые гладкие семена.
6) Сколько типов гамет образует растение F1 с жёлтыми гладкими семенами?
Родительское растение с жёлтыми гладкими семенами (АаВв) образует 4 типа гамет:
7) Какова вероятность появления в результате самоопыления растений F2 с жёлтыми семенами; с зелёными семенами?
Соотношение жёлтых и зелёных семян в F2 – 3:1. При самоопылении фенотип сохранится, поэтому и соотношение останется таким же. Т.е. желтых 75%, а зеленых – 25%.
8) Какова вероятность появления в результате скрещивания растений F2 с жёлтыми гладкими семенами; с жёлтыми морщинистыми; с зелёными гладкими; с зелёными морщинистыми?
Вероятность появления в результате первого скрещивания растений F1 с жёлтыми гладкими семенами 9 из 16 (56,25%); с жёлтыми морщинистыми и зелёными гладкими – по 3 из 16 (18,75%); зелёными морщинистыми – 1 из 16 (6,25%). Т.е. соотношение соответственно – 9:3:3:1.
9) Сколько разных генотипов может быть среди гибридов второго поколения?
Среди гибридов второго поколения может быть 9 генотипов (ААВВ, АаВВ, ААВв, ААвв, АаВв, Аавв, ааВВ, ааВв, аавв).
10) Сколько разных фенотипов может быть среди гибридов второго поколения?
Среди гибридов второго поколения может быть 4 фенотипа (желтые гладкие, желтые морщинистые, зелёные гладкие, зеленые морщинистые).
3. Решите задачи на дигибридное скрещивание.
1. Запишем объект исследования и обозначение генов.
1) Сколько разных фенотипов может быть у их детей?
У детей может быть 4 разных фенотипа: праворукий кареглазый, праворукий голубоглазый, леворукий кареглазый, леворукий голубоглазый.
2) Сколько разных генотипов может быть среди их детей?
У детей может быть 6 разных генотипов (ААВв, АаВа, ААвв, Аавв, ааВв, аавв).
3) Какова вероятность того, что у этой пары родится ребёнок левша (выразить в %)?
Вероятность того, что у этой пары родится ребёнок левша равна 25%.
2. Чёрная окраска шерсти и висячее ухо у собак доминируют над коричневой окраской и стоячим ухом. Скрещивались чистопородные чёрные собаки с висячими ушами с собаками, имеющими коричневую окраску шерсти и стоячие уши. Гибриды скрещивались между собой.
1. Запишем объект исследования и обозначение генов.
1) Какая часть щенков F2 фенотипически должна быть похожа на гибрид F1?
9/16 часть (56,75%) щенков F2 фенотипически должна быть похожа на гибрид F1.
2) Какая часть гибридов F2 должна быть полностью гомозиготна?
4/16 часть (25%) гибридов F2 должна быть полностью гомозиготна.
3) Какая часть щенков F2 должна быть с генотипом, подобным генотипу гибридов F1?
¼ часть (25%) щенков F2 должна быть с генотипом, подобным генотипу гибридов F1.
1. Запишем объект исследования и обозначение генов.
Какова вероятность получения в F2: а) чистопородного сиамского котёнка;
Чистоплотный сиамский котенок имеет генотип ааВВ. Вероятность его получения – 6,25%.
б) котёнка, фенотипически похожего на персидского;
Чёрные длинношёрстные – 3/16 (18,75%).
в) длинношёрстного палевого котёнка (выразить в частях)?
Вопросы
1. Как вы думаете, часто ли в природе встречается моногибридное скрещивание?
Моногибридное скрещивание в природе практически невозможно, т. к. у организмов большое количество признаков.
2. Сколько видов гамет образуется у гибридов первого поколения при дигибридном скрещивании?
При дигибридном скрещивании у гибридов первого поколения образуется 4 вида гамет.
Какие гаметы образуются у гибридов первого поколения
Подробное решение параграф § 45 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Пасечник В.В., Каменский А.А., Рубцов A.M. Углубленный уровень 2019
Закон независимого наследования признаков.
Вопрос 1. Могут ли в природе организмы одного вида различаться только по одному признаку?
Все организмы какого — либо вида обычно отличаются друг от друга по многим признакам. Теоретически это возможно, но вероятность очень мала.
Вопрос 2. Какие гены называют аллельными? Какие хромосомы называют гомологичными?
Аллельные гены (аллели) — парные (гомологичные) гены соматических клеток, доставшиеся от отца и матери, отвечающие за развитие определённого признака. В половых клетках (гаметах) оба аллеля находиться не могут, поскольку гаметы содержат лишь один набор хромосом, т. е. гаплоидны.
Гомологичные хромосомы — хромосомы, относящиеся к одной паре, имеющие одинаковую форму и размеры. Содержат одинаковый набор генов и определяют развитие одних и тех же признаков.
Вопрос 3. Охарактеризуйте дигибридное скрещивание.
При скрещивании анализируется отличие особей друг от друга по двум признакам. Результаты дигибридного скрещивания зависят от того, располагаются гены, определяющие рассмотренные признаки, в одной хромосоме или в разных. При дигибридном скрещивании двух дигетерозигот (особей F1) между собой, во втором поколении гибридов (F2) будет наблюдаться расщепление признаков по фенотипу в соотношении 9:3:3:1, т. е. сочетание двух вариантов обоих признаков позволит получить четыре группы фенотипов в потомстве. Если же рассмотреть наследование каждого признака в отдельности, то по каждому из них будет наблюдаться расщепление 12:4 = 3:1.
Вопрос 4. Как называют скрещивание, при котором родительские пары различаются по трём признакам?
Вопрос 5. Сколько видов гамет образуется у гибридов первого поколения при дигибридном скрещивании?
Организм AaBb образует четыре вида гамет АB, Ab, aB, ab.
Вопрос 6. Решите генетическую задачу.
У овец белая окраска шерсти доминирует над чёрной, а рогатость доминирует над комолостью (безрогостью). В результате скрещивания белой комолой овцы с чёрным рогатым бараном было получено следующее потомство: баранов — 25 % рогатых белых, 25 % рогатых чёрных, 25 % комолых белых, 25 % комолых чёрных; овец — 50 % комолых белых, 50 % комолых чёрных. Определите генотипы родителей и потомства, составьте схему скрещивания. Какое практическое значение может иметь данная задача?
Т.к. в потомстве проявляется и черная окраска шерсти и комолость в одном гибриде, это значит, что родительские особи были носителями этих рецессивных генов. Значит генотип овцы Aabb, а генотип барана — aaBb.
Составим схему скрещивания:
Эта задача имеет практическое значение для овцеводов, зная такие генотипы родителей можно вывести в стаде с равной степенью появления баранов с разными фенотипами, или развести черных комолых овец.
Вопрос 7. Как можно применить законы Менделя к человеку (выполнение соотношения 3:1 или 9:3:3:1), если в семье всего двое детей?
Можно проверить вероятность рождения детей с теми или иными признаками.
Законы Менделя
С него часто начинаются генетические задачи (в качестве первого скрещивания). Этот закон гласит о том, что при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся одной или несколькими парами альтернативных признаков, все гибриды первого поколения будут единообразны по данным признакам.
Анализирующее скрещивание
Анализируя полученное потомство, можно сделать вывод о генотипе гибридной особи.
Неполное доминирование
«При скрещивании гетерозиготных гибридов (Aa) первого поколения F1 во втором поколении F2 наблюдается расщепление по данному признаку: по генотипу 1 : 2 : 1, по фенотипу 3 : 1″
В нем речь идет о дигибридном скрещивании, то есть мы исследуем не один, а два признака у особей (к примеру, цвет семян и форма семян). Каждый ген имеет два аллеля, поэтому пусть вас не удивляют генотипы AaBb 🙂 Важно заметить, что речь в данном законе идет о генах, которые расположены в разных хромосомах.
Запомните III закон Менделя так: «При скрещивании особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга, комбинируясь друг с другом во всех возможных сочетаниях.
Очевидно, что расщепление по фенотипу среди гибридов второго поколения составляет: 9:3:3:1.
Пример решения генетической задачи №1
Доминантный ген отвечает за развитие у человека нормальных глазных яблок. Рецессивный ген приводит к почти полному отсутствию глазных яблок (анофтальмия). Гетерозиготы имеют глазное яблоко малых размеров (микрофтальмия). Какое строение глазных яблок будет характерно для потомства, если оба родителя страдают микрофтальмией?
Пример решения генетической задачи №2
Полидактилия и отсутствие малых коренных зубов передаются как аутосомно-доминантные признаки. Гены, отвечающие за развитие этих признаков, расположены в разных парах гомологичных хромосом. Какова вероятность рождения детей без аномалий в семье, где оба родителя страдают обеими болезнями и гетерозиготны по этим парам генов.
В данном случае мы построим решетку Пеннета, которая сделает генотипы потомства более наглядными. Вы видите, что на потомстве буквально нет ни одного живого места: почти все 16 возможных потомков больны либо одним, либо другим заболеванием, кроме одного, aabb. Вероятность рождения такого ребенка очень небольшая 1/16 = 6.25%.
Пример решения генетической задачи №3
У голубоглазой близорукой женщины от брака с кареглазым мужчиной с нормальным зрением родилась кареглазая близорукая девочка и голубоглазый мальчик с нормальным зрением. Ген близорукости (A) доминантен по отношению к гену нормального зрения (a), а ген кареглазости (D) доминирует над геном голубоглазости (d). Какова вероятность рождения в этой семье нормального кареглазого ребенка?
Первый этап решения задачи очень важен. Мы учли описания генотипов родителей и, тем не менее, белые пятна остались. Мы не знаем гетерозиготна (Aa) или гомозиготная (aa) женщина по гену близорукости. Такая же ситуация и с мужчиной, мы не можем точно сказать, гомозиготен (DD) он или гетерозиготен (Dd) по гену кареглазости.
Аутосомно-доминантный тип наследования
Я не забыл о том, что по ходу изучения генетики вас надо научить видеть различные варианты наследования на генеалогическом древе (родословной) =) Из предыдущей статьи мы узнали о том, как выглядит и чем характеризуется аутосомно-рецессивный тип наследования, сейчас поговорим об аутосомно-доминантном, с которым мы столкнулись в задачах выше.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Сцепленное наследование
В 1906 году У. Бэтсон и Р. Пеннет, проводя скрещивание растений душистого горошка и анализируя наследование формы пыльцы и окраски цветков, обнаружили, что эти признаки не дают независимого распределения в потомстве, гибриды всегда повторяли признаки родительских форм. Стало ясно, что не для всех признаков характерно независимое распределение в потомстве и свободное комбинирование.
Каждый организм имеет огромное количество признаков, а число хромосом невелико. Следовательно, каждая хромосома несет не один ген, а целую группу генов, отвечающих за развитие разных признаков. Изучением наследования признаков, гены которых локализованы в одной хромосоме, занимался Т. Морган. Если Мендель проводил свои опыты на горохе, то для Моргана основным объектом стала плодовая мушка дрозофила.
Дрозофила каждые две недели при температуре 25 °С дает многочисленное потомство. Самец и самка внешне хорошо различимы — у самца брюшко меньше и темнее. Они имеют всего 8 хромосом в диплоидном наборе, достаточно легко размножаются в пробирках на недорогой питательной среде.
Скрещивая мушку дрозофилу с серым телом и нормальными крыльями с мушкой, имеющей темную окраску тела и зачаточные крылья, в первом поколении Морган получал гибриды, имеющие серое тело и нормальные крылья (ген, определяющий серую окраску брюшка, доминирует над темной окраской, а ген, обусловливающий развитие нормальных крыльев, — над геном недоразвитых). При проведении анализирующего скрещивания самки F1 с самцом, имевшим рецессивные признаки, теоретически ожидалось получить потомство с комбинациями этих признаков в соотношении 1:1:1:1. Однако в потомстве явно преобладали особи с признаками родительских форм (41,5% — серые длиннокрылые и 41,5% — черные с зачаточными крыльями), и лишь незначительная часть мушек имела иное, чем у родителей, сочетание признаков (8,5% — черные длиннокрылые и 8,5% — серые с зачаточными крыльями). Такие результаты могли быть получены только в том случае, если гены, отвечающие за окраску тела и форму крыльев, находятся в одной хромосоме.
1 — некроссоверные гаметы; 2 — кроссоверные гаметы.
Группа сцепления — гены, локализованные в одной хромосоме и наследующиеся совместно. Количество групп сцепления соответствует гаплоидному набору хромосом.
Сцепленное наследование — наследование признаков, гены которых локализованы в одной хромосоме. Сила сцепления между генами зависит от расстояния между ними: чем дальше гены располагаются друг от друга, тем выше частота кроссинговера и наоборот. Полное сцепление — разновидность сцепленного наследования, при которой гены анализируемых признаков располагаются так близко друг к другу, что кроссинговер между ними становится невозможным. Неполное сцепление — разновидность сцепленного наследования, при которой гены анализируемых признаков располагаются на некотором расстоянии друг от друга, что делает возможным кроссинговер между ними.
Независимое наследование — наследование признаков, гены которых локализованы в разных парах гомологичных хромосом.
Некроссоверные гаметы — гаметы, в процессе образования которых кроссинговер не произошел.
 | Образуются гаметы: |  |
Кроссоверные гаметы — гаметы, в процессе образования которых произошел кроссинговер. Как правило кроссоверные гаметы составляют небольшую часть от всего количества гамет.
 | Образуются гаметы: |  |
Нерекомбинанты — гибридные особи, у которых такое же сочетание признаков, как и у родителей.
Рекомбинанты — гибридные особи, имеющие иное сочетание признаков, чем у родителей.
Расстояние между генами измеряется в морганидах — условных единицах, соответствующих проценту кроссоверных гамет или проценту рекомбинантов. Например, расстояние между генами серой окраски тела и длинных крыльев (также черной окраски тела и зачаточных крыльев) у дрозофилы равно 17%, или 17 морганидам.
У дигетерозигот доминантные гены могут располагаться или в одной хромосоме (цис-фаза), или в разных (транс-фаза).
1 — Механизм цис-фазы (некроссоверные гаметы); 2 — механизм транс-фазы (некроссоверные гаметы).
Результатом исследований Т. Моргана стало создание им хромосомной теории наследственности:
Генетика пола
Хромосомное определение пола
У животных можно выделить следующие четыре типа хромосомного определения пола.
Женский пол — гомогаметен ( ХХ ), мужской — гетерогаметен ( ХY ) (млекопитающие, в частности, человек, дрозофила).
Генетическая схема хромосомного определения пола у человека:
| Р | ♀46, XX | × | ♂46, XY |
| Типы гамет |  23, X | 23, X 23, Y | |
| F | 46, XX женские особи, 50% | 46, XY мужские особи, 50% |
Генетическая схема хромосомного определения пола у дрозофилы:
| Р | ♀8, XX | × | ♂8, XY |
| Типы гамет | 4, X | 4, X 4, Y | |
| F | 8, XX женские особи, 50% | 8, XY мужские особи, 50% |
Женский пол — гомогаметен ( ХХ ), мужской — гетерогаметен ( Х0 ) (прямокрылые).
Генетическая схема хромосомного определения пола у пустынной саранчи:
| Р | ♀24, XX | × | ♂23, X0 |
| Типы гамет | 12, X | 12, X 11, 0 | |
| F | 24, XX женские особи, 50% | 23, X0 мужские особи, 50% |
Женский пол — гетерогаметен ( ХY ), мужской — гомогаметен ( ХХ ) (птицы, пресмыкающиеся).
Генетическая схема хромосомного определения пола у голубя:
| Р | ♀80, XY | × | ♂80, XX |
| Типы гамет | 40, X 40, Y | 40, X | |
| F | 80, XY женские особи, 50% | 80, XX мужские особи, 50% |
Женский пол — гетерогаметен ( Х0 ), мужской — гомогаметен ( ХХ ) (некоторые виды насекомых).
Генетическая схема хромосомного определения пола у моли:
| Р | ♀61, X0 | × | ♂62, XX |
| Типы гамет | 31, X 30, Y | 31, X | |
| F | 61, X0 женские особи, 50% | 62, XX мужские особи, 50% |
Наследование признаков, сцепленных с полом
Изучением наследования генов, локализованных в половых хромосомах, занимался Т. Морган.
У дрозофилы красный цвет глаз доминирует над белым. Реципрокное скрещивание — два скрещивания, которые характеризуются взаимно противоположным сочетанием анализируемого признака и пола у форм, принимающих участие в этом скрещивании. Например, если в первом скрещивании самка имела доминантный признак, а самец — рецессивный, то во втором скрещивании самка должна иметь рецессивный признак, а самец — доминантный. Проводя реципрокное скрещивание, Т. Морган получил следующие результаты. При скрещивании красноглазых самок с белоглазыми самцами в первом поколении все потомство оказывалось красноглазым. Если скрестить между собой гибридов F1, то во втором поколении все самки оказываются красноглазыми, а среди самцов — половина белоглазых и половина красноглазых. Если же скрестить между собой белоглазых самок и красноглазых самцов, то в первом поколении все самки оказываются красноглазыми, а самцы белоглазыми. В F2 половина самок и самцов — красноглазые, половина — белоглазые.
| Р | ♀ X A X A красноглазые | × | ♂ X a Y белоглазые |
| Типы гамет |  X A | X a Y | |
| F1 | X A X a ♀ красноглазые 50% | X А Y ♂ красноглазые 50% |
| Р | ♀ X A X a красноглазые | × | ♂ X A Y красноглазые | |
| Типы гамет | X A X a | X A Y | ||
| F2 | X A X A X A X a ♀ красноглазые 50% | X А Y ♂ красноглазые 25% | X a Y ♂ белоглазые 25% | |
| Р | ♀ X a X a белоглазые | × | ♂ X A Y красноглазые |
| Типы гамет | X a | X A Y | |
| F1 | X A X a ♀ красноглазые 50% | X a Y ♂ белоглазые 50% |
| Р | ♀ X A X a красноглазые | × | ♂ X a Y белоглазые | ||
| Типы гамет | X A X a | X a Y | |||
| F2 | X A X A ♀ красноглазые 25% | X a X a ♀ белоглазые 25% | X А Y ♂ красноглазые 25% | X a Y ♂ белоглазые 25% | |
Схема половых хромосом человека и сцепленных с ними генов:
1 — Х-хромосома; 2 — Y-хромосома.