Серповидная анемия и талассемия наследуются как два признака
Задача 1
Одна из пород кур отличается с укороченными ногами – доминантный признак (такие куры не разрывают огороды). Этот ген влияет также на длину клюва. При этом у гомозиготных по доминанте цыплят клюв так мал, что они не могут вылупиться из яйца и погибают. В инкубаторе хозяйства, разводящего только коротконогих кур (длинноногие куры не допускаются до размножения и отправляются на продажу), получено 3000 цыплят. Сколько среди них было коротконогих?
Решение:
1. Все имеющиеся в инкубаторе куры были гетерозиготны (так как гомозиготные коротконогие куры погибают до рождения).
2. При скрещивании между собой гетерозиготных особей образуется следующее потомство:
25% особей с генотипом АА – погибают до рождения,
50% особей с генотипом Аа – коротконогие,
25% особей с генотипом аа – длинноногие.
То есть коротконогих особей было 2/3 от всего выжившего потомства – примерно 2000 штук.
Ответ: Коротконогих особей было 2000 штук.
Задача 2
При скрещивании между собой черных мышей всегда получается черное потомство. При скрещивании между собой желтых мышей одна треть оказывается черной, а две трети – желтой. Как можно объяснить эти результаты?
Решение:
1. Черные мыши являются гомозиготными, так как все их потомство единообразно.
2. Желтые мыши являются гетерозиготными, так как в их потомстве наблюдается расщепление. Поскольку гетерозиготные особи несут доминантный признак, то желтая окраска доминирует.
3. Желтые мыши при скрещивании между собой никогда не дают только желтых потомков. Кроме того, расщепление в их потомстве отличается от менделевского. Это позволяет предположить, что особи, гомозиготные по доминанте, не выживают. Анализ скрещивания подтверждает это предположение.
Схема скрещивания:
Задача 3
При скрещивании зеркальных карпов между собой уже в первом поколении наблюдалось расщепление: 152 потомка были зеркальными и 78 – с нормальной чешуей. Как объяснить эти результаты? Какое потомство получится от скрещивания зеркального карпа с обыкновенным?
Решение:
1. Зеркальные карпы является гетерозиготнымы, так как в их потомстве наблюдается расщепление. Поскольку гетерозиготные особи несут доминантный признак, то зеркальная чешуя доминирует.
3. Зеркальные карпы при скрещивании между собой никогда не дают только зеркальных потомков. Кроме того, расщепление в их потомстве отличается от менделевского. Это позволяет предположить, что особи, гомозиготные по доминанте, не выживают. Анализ скрещивания подтверждает это предположение.
Схема первого скрещивания:
Так как карпы с зеркальной чешуей являются гетерозиготами, а с нормальной чешуей – гомозиготами по рецессивному признаку, то при скрещивании зеркального карпа с нормальным половина потомства будет иметь зеркальную чешую, а вторая половина – нормальную. Анализ скрещивания подтверждает это предположение.
Схема второго скрещивания:
Ответ:
Доля наследственности в развитии шизофрении равна 0,645; доля среды в развитии этого патологического признака равна 0,355.
Задача 4
У мышей ген короткохвостости в доминантном гомозиготном состоянии является летальным, вызывая гибель зародыша на ранних стадиях развития. У гетерозигот хвосты короче, чем у нормальных особей. Определить фенотипы и генотипы потомства, возникающего от скрещивания длиннохвостых и короткохвостых мышей.
Решение:
Так как короткохвостые мыши гетерозиготы, то длиннохвостые – гомозиготы по рецессивному признаку.Следовательно, пари скрещивании короткохвостых мышей с длиннохвостыми половина потомства будут короткохвостыми, а половина длиннохвостыми, так как гетерозигота даёт два типа гамет, а гомозигота – один. Анализ скрещивания подтверждает это предположение.
Схема скрещивания:
Ответ:
Короткохвостые мыши – Аа, длиннохвостые – аа.
Задача 5
Анализ потомства от скрещивания двух дрозофил с закрученными крыльями и укороченными щетинками показал наличие разных фенотипов в следующем соотношении:
4 – с закручен. крыльями, укороченными щетинками;
2 – с закручен. крыльями, нормальными щетинками;
2 – с норм. крыльями, укороченными щетинками;
1 – с норм. крыльями, нормальными щетинками.
Как объяснить полученные результаты? Каков генотип исходных мух?
Решение:
1. Среди потомков наблюдается расщепление по обоим признакам. Это указывает на то, что скрещиваемые особи были дигетерозиготными.
2. Расщепление по каждой отдельно взятой паре признаков осуществляется в пропорции 2:1. Отклонение от расщепления в пропорции 3:1 свидетельствует о том, что в обоих случаях особи, гомозиготные по доминантному признаку, погибают.
Анализ скрещивания подтверждает это предположение.
Схема скрещивания:
Ответ:
Полученные результаты можно объяснить исходя из предположения, что в данном случае наблюдается независимое наследование двух признаков, кодируемых генами, которые в гомозиготном состоянии любого доминантного гена вызывают гибель организмов.
Задача 6
У мышей ген черной окраски тела (А) доминирует над геном коричневой окраски (а). Эти гены расположены в одной паре аутосом. Длина хвоста определяется генами В и b, расположенными в другой паре хромосом. Особи с нормальной длиной хвоста имеют генотип ВВ, с укороченной – Вb. Мыши, имеющие генотип bb, погибают в эмбриональном состоянии. Какое потомство следует ожидать от скрещивания двух дигетерозиготных по этим признакам животных?
Решение:
при скрещивании дигетерозиготных особей между собой в потомстве будет наблюдаться 16 генотипов:
Схема скрещивания:
Ответ:
В потомстве будут встречаться черные особи с укороченными хвостами (ААВb и АаВb), черные с нормальными хвостами (ААВВ и АаВВ), коричневые с укороченными хвостами (ааВb) и коричневые с нормальными хвостами (ааВВ) в соотношении 6:3:2:1.
Задача 7
У каракулевых овец ген, вызывающий развитие признака ширази — серого цвета шкурки, очень дорогого меха, доминантен по отношению к гену чёрной окраски, летален в гомозиготном доминантном состоянии. В гомозиготном состоянии такие гены вызывали смерть ягнят из-за недоразвития их желудочно-кишечного тракта. Украшая новорожденного ягненка густой, красивой шерстью, ген ширази убивал его.
Укажите генотипы и фенотипы потомства при скрещивании серых овец с чёрными.
Решение:
Дано:
А – ген серой окраски меха каракуля-ширази:
а – ген чёрной окраски меха каракуля.
Серые каракулевые овцы гетерозиготны (Аа), а чёрные – гомозиготны (аа). При скрещивании будут давать жизнеспособное потомство серого и чёрного цвета в соотношении 1:1.
Анализ скрещивания подтверждает это предположение.
Схема скрещивания:
Ответ:
Ген, вызывающий развитие признака ширази, летален в гомозиготном состоянии, поэтому в помёте каждой серой овцы и чёрного барана рождаются 50% ягнят ширази и 50% черных. Все они жизнеспособны.
Задача 8
Серповидноклеточная анемия и талассемия наследуются как два признака с неполным доминированием; гены не сцеплены между собой и находятся в аутосомах. У гетерозигот по серповидноклеточной анемии, так же как и у гетерозигот по талассемии, заболевание не имеет выраженной клинической картины. Но во всех случаях носители гена талассемии или серпо- видноклеточной анемии устойчивы к малярии. У двойных гетерозигот (дигиб- риды по обеим парам анализируемых признаков) развивается микродрепаноцитарная анемия.
Гомозиготы по серповидноклеточной анемии и талассемии в подавляющем большинстве случаев умирают в детстве. Определите вероятность рождения совершенно здоровых детей в семье, где один из родителей гетерозиготен по серповидноклеточной анемии, но нормален по талассемии, а второй – гетерозиготен по талассемии, но нормален в отношении серповидноклеточной анемии.
Решение:
Оформляем условие задачи в виде таблицы:
Определяем генотипы родителей, вступающих в брак: Sstt и ssTt.
Схема скрещивания:
Ответ:
Вероятность рождения совершенно здоровых детей (sstt) в этой семье равна 25%.
Задача 9
Гетерозиготный бык голштинской породы несет рецессивный ген, вызывающий отсутствие шерсти. В гомозиготном состоянии этот ген ведет к гибели теленка.
Определите вероятность рождения нежизнеспособного теленка от скрещивания этого быка с одной из его дочерей от нормальной коровы.
Решение:
A – ген, вызывающий наличие шерстного покрова; а – ген, вызывающий отсутствие шерстного покрова.
При скрещивании гетерозиготного быка (Аа) с гомозиготной по доминантному гену коровой (АА) всё потомство будет нормальное по фенотипу, а по генотипу 1/2 телят будет Аа и 1/2 – AA.
При скрещивании гетерозиготного быка с гомозиготной дочерью всё потомство будет нормальное (1/2 Aa и 1/2 AA. При скрещивании гетерозиготного быка с гетерозиготной дочерью вероятность рождения нежизнеспособного телёнка равна 1/4 (25%).
Анализ скрещивания подтверждает это предположение.
Схема первого скрещивания:
Схема второго скрещивания:
Ответ:
При скрещивании гетерозиготного быка с гетерозиготной тёлкой вероятность рождения нежизнеспособного телёнка равна 25%.
Задача 10
У гомозиготных по хлорофильной мутации растений нарушен синтез молекулы хлорофилла. Такие растения развиваются до тех пор, пока запасы питательных веществ в семени не иссякают, поскольку они не способны к фотосинтезу. Такие растения погибают на ранней стадии развития.
Определите вероятность появления нежизнеспособного потомства при скрещивании гетерозиготных растений по данному признаку.
Решение:
H – ген, нормального синтеза хлорофилла; h – ген, вызывающий нарушение синтеза хлорофилла.
При скрещивании гетерозиготных растений (Hh) друг с другом вероятность появления нежизнеспособного потомства равна 1/4.
Анализ скрещивания подтверждает это предположение.
Схема скрещивания:
Ответ:
При скрещивании гетерозиготных растений (Hh) друг с другом вероятность появления нежизнеспособного потомства равна 1/4 (25%).
Неполное
доминирование
— ãåí
À
неполностью подавляет ген a
и гетерозиготное и гомозиготное
состояния не идентичны
по фенотипу (промежуточный характер
наследования):
ÀÀ
> Aa.Сверхдоминирование
— в гетерозиготном состоянии ген А
проявляет себя сильнее, чем в гомозиготном:
Àà
>
AÀ.Кодоминирование
— наблюдается
в
случае,
когда два аллельных гена равнозначны
по отношению
äðóã к
другу, при их сочетании возникает новый
вариант признака.
Кодоминирование
имеет место при наследовании у человека
групп крови по системе АВ0 (IV
группа) и MN. Система MN обусловлена
наличием двух аллелей: LN
и LM.
Ген LM
обусловливает наличие в эритроцитах
человека антигена М (группа крови М), а
ген LN
— антигена N (группа крови N). Одновременное
присутствие в генотипе обоих аллелей
обусловливает наличие в эритроцитах
обоих антигенов M и N (группа крови MN).
Межаллельное
взаимодействие генов — это
взаимодействие между неаллельными
генами (генами
разных аллельных пар).
Выделяют
следующие разновидности:
1.Комплементарность
— это
разновидность межаллельного взаимодействия
генов, при которой неаллельные гены
дополняют друг друга, в результате чего
появляется
новый вариант признака.
Различают
3 типа
комплементарного взаимодействия
генов:
а)
два доминантных неаллельных гена, каждый
из которых без
другого
фенотипически не проявляется,
взаимодополняя друг друга получают
фенотипическое проявление, обуславливая
новый вариант признака (глухота и
нормальный слух у людей).
Для нормального слуха в генотипе человека
должны присутствовать доминантные гены
из разных аллельных пар — D
и E.
Ген D
отвечает за нормальное развитие улитки,
а ген E
— за нормальное развитие слухового
нерва. У рецессивных гомозигот (dd)
будет
недоразвита улитка, а при генотипе ее
— недоразвит
слуховой нерв. Люди с генотипами
D-ee, ddE- и ddee будут
глухими.
Р. | глухие | х | глухие | ||||
G. | De | dЕ | |||||
F1. | DdEe | ||||||
Р(F1). | DdEe | х | DdEe | ||||
F2. | 9D-E- | 3D-åe | 1ddee |
Расщепление
9:7
б)
два доминантных неаллельных гена, один
из которых имеет фенотипическое
проявление, а второй его
не имеет, в
сочетании друг с другом
обуславливают
новый
вариант признака (окраска шерсти у
мышей).
Р. | черный | х | белый | |||||
G. | Àb | à | ||||||
F1. | ÀàÂb | |||||||
Р(F1). | агути | х | Агути ÀàÂb | |||||
F2. | 9À-Â- | 3À-bb черный; | 1ààbb белый |
Расщепление
9:3:4
в)
два доминантных неаллельных гена, каждый
из которых имеет свое
фенотипическое
проявление, взаимодополняя друг друга,
обуславливают новый вариант признака
(форма гребня у кур).
Р. | ÀÀbb | х | àà | ||||||
G. | Àb | а | |||||||
F1. | ÀàÂb— | ||||||||
Р(F1). | ÀàÂb | х | ÀàÂb | ||||||
F2. | 9À-Â- | 3À-bb розовидный; | 1ààbb |
Расщепление
9:3:3:1
2.
Эпистаз
— это
разновидность межаллельного взаимодействия
генов, при котором один неаллельный ген
(доминантный или рецессивный) подавляет
действие другого неаллельного гена и
не дает ему проявиться фенотипически.
Подавляющий
ген называется супрессором (ингибитором).
Эпистаз
— действие генов, противоположное
комплементарности. Выделяют доминантный
(À
> B)
è рецессивный
эпистаз (àà
> B,
àà
> bb).
Примером доминантного эпистаза является
окраска оперения у кур:
Р. | CCII | х | ccii | |||||
G. | CI | ci | ||||||
Р(F1). | CcIi | х | CcIi | |||||
F2. | 9C-I- | 3C-ii окрашенные; | 1ccii белые |
Расщепление
13:3
Примером
рецессивного эпистаза является
«бомбейский
феномен».
У женщины, родители которой имели I и
III группы крови, фенотипически проявляется
I группа крови, хотя в генотипе был ген
IB.
Рецессивный ген f
в
гомозиготном состоянии (ff)
оказывает
эпистатическое действие на активность
гена IB
è íå позволяет
ему проявляться фенотипически.
3.
Полимерия — это
разновидность межаллельного взаимодействия
генов, при которой несколько
неаллельных
генов
(их обозначают одной буквой с разными
цифровыми индексами)
действуют однонаправленно и степень
выраженности
признака зависит от числа доминантных
генов в генотипе особи (окраска зерна
у пшеницы).
Р. | R1R1R2R2красные | х | r1r1r2r2белые | ||||||
G. | R1R2 | r1r2 | |||||||
F1. | R1r1R2r2 | ||||||||
Р(F1). | R1r1R2r2 | х | R1r1R2r2 | ||||||
F2. | 15/16 | 1/16 |
Признаки,
детерминируемые полимерными генами,
называются полигенными. Таким образом,
наследуются многие количественные и
некоторые качественные признаки у
животных и человека: рост, масса тела,
величина артериального давления, цвет
кожи и др. Пигментация кожи у человека
определяется пятью или шестью полимерными
генами. У коренных жителей Африки
преобладают доминантные аллели, у
представителей европеидной расы —
рецессивные. Мулаты имеют промежуточную
пигментацию и являются гетерозиготами.
При вступлении в брак мулатов у них
возможно рождение как белых, так и
темнокожих детей. Минимальное количество
полимерных генов, при котором проявляется
признак, называется пороговым
эффектом.
Задача
1.
Редкий ген а
у человека вызывает анофтальмию
(отсутствие глазных яблок), его аллель
А
обусловливает нормальное развитие
глаз, у гетерозигот глазные яблоки
уменьшены. Определите расщепление по
фенотипу и генотипу у потомков, если их
родители имеют уменьшенные глазные
яблоки.
Решение.
Оформляем условие задачи в виде таблицы:
Признак | Ген | Генотип |
Нормальные глазные | А, А | АА |
Уменьшенные | А, а | Аа |
Анофтальмия | а | аа |
Расщепление
по генотипу и фенотипу
1:2:1. 25% —
нормальные глазные яблоки, 50% — уменьшенные
глазные яблоки, 25% — анофтальмия.
Задача
2. Серповидноклеточная
анемия и талассемия наследуются как
два признака с неполным доминированием;
гены не сцеплены между собой и находятся
в аутосомах. У гетерозигот по
серповидноклеточной анемии, так же как
и у гетерозигот по талассемии, заболевание
не имеет выраженной клинической картины.
Но во всех случаях носители гена
талассемии или серповидноклеточной
анемии устойчивы к малярии. У двойных
гетерозигот (дигибриды по обеим парам
анализируемых признаков) развивается
микродрепаноцитарная анемия (В.П.
Эфроимсон, 1968).
Гомозиготы
по серповидноклеточной анемии и
талассемии в подавляющем большинстве
случаев умирают в детстве. Определите
вероятность рождения совершенно здоровых
детей в семье, где один из родителей
гетерозиготен по серповидноклеточной
анемии, но нормален по талассемии, а
второй — гетерозиготен по талассемии,
но нормален в отношении серповидноклеточной
анемии.
Решение.
Оформляем
условие задачи в виде таблицы:
Признак | Ген | Генотип |
Серповидноклеточная | S,S | S |
Серповидноклеточная | S, | Ss |
Нормальный | s | ss |
Талассемия, тяжелая | T,T | T |
Талассемия, легкая | T, | Tt |
Норма. Неустойчивы | t | tt |
Микродрепаноцитарная | S, | SsTt |
Определяем
генотипы родителей, вступающих в брак:
Sstt и
ssTt.
Следовательно,
вероятность рождения совершенно здоровых
детей (sstt)
в этой семье равна 25%.
Задача
3.
У некоторых людей эритроцитарные
антигены (А
и В)
могут быть в слюне. Наличие антигенов
А
и В
в слюне определяется геном S
– секреторы, ген s
— несекреторы. При исследовании крови
и слюны 4-х членов семьи установлено,
что мать имеет антиген В
в эритроцитах, но не содержит его в
слюне; отец содержит антиген А
и в эритроцитах, и в слюне; в эритроцитах
первого ребенка имеются антигены А
и В,
но их нет в слюне; у второго ребенка
антигены А
и В
отсутствуют и в эритроцитах, и в слюне.
Определите по возможности генотипы
всех указанных лиц.
Решение.
Оформляем условие задачи в виде таблицы:
Признак | Ген | Генотип |
I (0) группа крови | I0 | I0I0 |
II (A) | IA | IAIА, |
III | IB | IBIВ, |
IV | IA | IAIB |
Секреторы | S, | S- IA |
Несекреторы | s S и | ss S-I0I0 |
P.
IBI–ss
x IAI–S-
F1.
IAIBss
I0I0
S S-
Так
как
второй
ребенок
имеет
I группу
крови
(генотип
I0I0),
то в генотипе каждого из родителей
должен быть ген I0,
значит по группе крови они гетерозиготы
(имеют генотипы IBI0и
IAI0).
Так как первый ребенок не имеет в слюне
антигенов
А и
В,
то в его генотипе есть два рецессивных
гена ss,
которые он получил от каждого из своих
родителей. Таким образом, генотип матери
IBI0ss,
а генотип отца IAI0Ss.
Определить генотип второго ребенка по
гену секретор-несектетор невозможно.
Задача
4.
Так называемый «бомбейский феномен»
состоит в том, что в семье, где отец имел
I группу крови, а мать III, родилась девочка
с I группой крови, несмотря на то, что у
нее в генотипе обнаружен ген IB.
Она вышла замуж за мужчину, гетерозиготного
по II группе крови, и у них родились две
девочки: первая с IV,
а вторая с I группой крови. Такое явление
было объяснено наличием редкого
рецессивного эпистатического гена f,
подавляющего проявление генов IA
и IB.
Принимая эту гипотезу, установите
вероятные генотипы всех членов этой
семьи.
Решение.
Оформляем условие задачи в виде таблицы:
Признак | Ген | Генотип |
I (0) группа крови | I0 | I0I0F-, |
I (0) группа крови | IB | IBIBff, |
I (0) группа крови | IA | IAIAff, |
I (0) группа крови | IA, | IAIBff |
II | IA | IAIAF-, |
III | IB | IBIBF-, |
IV | IA, | IAIBF– |
Записываем
генетическую схему брака родителей
девочки:
P.
IBI–
F- x I0I0F-
F1.IBI0ff
— девочка
Так
как в генотипе девочки обнаружен ген
IB,
а она имеет I
группу крови, то у нее есть два рецессивных
гена f
(ff).
Значит в генотипах ее родителей будут
эти гены: генотип отца I0I0Ff,
генотип матери IBI–Ff.
Генотип девочки IBI0ff,
так как ген I0
она получила от своего отца.
Далее
записываем генетическую схему брака
этой девушки:
P2.
IBI0ff
x IAI0F-
F2.
IAIBF-,
I0I0Ff.
Так
как в данном браке в генотипе матери
есть два гена ff,
то
и в генотипе детей должны быть эти гены,
то есть их генотипы:
IAIBFf
и I0I0Ff.
Установить
генотип отца, гетерозиготный он или
гомозиготный по гену F,
невозможно.
Задача
5.
В Х-хромосоме человека имеются два
(условно обозначенные буквами Н
и А)
доминантных гена, продукты которых
участвуют в свертывании крови. Такую
же роль играет аутосомный доминантный
ген Р.
Отсутствие любого из этих генов приводит
к гемофилии.
Определите
вероятность рождения гемофиликов в
семье, где муж гемизиготен по генам Хa
и Хh
гетерозиготен по гену Р,
а жена гомозиготна по генам ХА,
ХНи
гетерозиготна по гену Р.Какова
вероятность проявления гемофилии,
сцепленной с полом, у человека, который
получил от отца ген Хh
и ген
ХА,
а от матери — ген Ха
и ген ХН.
Решение.
Оформляем
условие задачи в виде таблицы:
Признак | Ген | Генотип |
Гемофилия, сцепленная | Xh | XhY, |
Гемофилия, сцепленная | Xa | XaY, |
Аутосомная гемофилия | p | pp |
Нормальное | XH, | XAHXahP-, XAHXahP-, |
P.XAHXAHPp
x
XahYPp
G.XAHP
XAHp
XahP
Xahp
YP Yp
F1.XAHXahPPXAHXahPpXAHYPPXAHYPp
здоровые
здоровые здоровые здоровые
XAHXahPpXAHXahppXAHYPpXAHYpp
здоровые
аутосомная здоровые аутосомная
гемофилия
гемофилия
Ответ.
1. Гемофилии, сцепленной с полом, у детей
не будет. Аутосомная гемофилия
(парагемофилия) возможна у детей обоего
пола с вероятностью 25%.
2. Нулевая (женщина с генотипом XАhXaH).
Соседние файлы в папке Сборник
- #
- #
- #
- #
- #