О. В. Петунин

Закономерности наследственности

Поурочное планирование (28 ч)

Задачи: познакомить учащихся с основными законами наследственности, научить их решать генетические задачи разных типов.

Урок № 1–2. Предмет и задачи генетики. Гибридологический метод изучения наследственности. Наследственность и ее материальные носители. Аллельные гены. Генотип. Фенотип. Первый закон Г.Менделя

Оборудование: портреты выдающихся русских генетиков, таблицы по общей биологии.

Ход урока

I. Изучение нового материала

1. Предмет и значение генетики

Генетика (от греч. генезис – происхождение) – наука о наследственности и изменчивости живых организмов и методах управления ими.

С давних времен люди замечали сходство родителей и детей, но объяснить его причины они не могли. Объяснение этому сходству было дано только в XX в.

Результаты опытов Г.Менделя по генетике гороха были опубликованы в 1865 г. Однако рождение генетики принято относить к 1900 г., когда ботаники Г. де Фриз, К.Корренс и Э.Чермак вторично открыли законы Менделя. Термин «генетика» был предложен в 1906 г. У.Бэтсоном.

В истории развития генетики можно выделить несколько этапов.

1. Начало XX в. – развитие менделизма и становление генетики (Г. де Фриз, А.Вейсман, О.Гертвиг и др.).

2. 1920–1940­е гг. XX в. – формирование хромосомной теории наследственности (Т.Морган, А.С. Серебровский, Н.И. Вавилов, С.С. Четвериков и др.).

3. С 1950­х гг. по настоящее время – развитие генетики на молекулярном уровне (Д.Уотсон, Ф.Крик и др.).

Значение генетики очень велико. Во-первых, она является научной основой селекции. Во-вторых, она позволяет предупреждать, выявлять и более эффективно лечить наследственные заболевания (более 3 тыс. заболеваний человека являются наследственными). Генная инженерия, которая, по сути, является прикладной молекулярной генетикой, позволяет изменять генетические программы организмов, «конструировать» биологические системы с полезными для человека свойствами.

2. Выдающиеся отечественные генетики

Весомый вклад в развитие генетики внесли русские ученые. Назовем их имена.

• Кольцов Николай Константинович (1872–1940) – в 1928 г. выдвинул гипотезу молекулярного строения хромосом и разработал первую схему их строения. Основал Институт экспериментальной биологии, был его директором.
• Тимофеев-­Ресовский Николай Тимофеевич (1900–1981) – один из основоположников популяционной и радиационной генетики.
• Четвериков Сергей Сергеевич (1880–1959) – один из основоположников эволюционной и популяционной генетики. Он первый связал учение о наследственности с эволюционным учением.
• Серебровский Александр Сергеевич (1892–1948) – организатор и первый заведующий кафедры генетики Московского государственного университета. Предложил схему линейного строения гена и метод определения размеров генов.
• Вавилов Николай Иванович (1887–1943) – создал научные основы современной селекции и учение о мировых центрах происхождения культурных растений. В 1920 г. сформулировал закон о гомологических рядах в наследственной изменчивости, который по значению можно сравнить с периодической системой Д.И. Менделеева.

История генетики в нашей стране трагична. В 1950­х гг. дискуссия между учеными из научной плоскости была переведена в плоскость идеологическую. Генетика была объявлена лженаукой и полностью разгромлена, а многие ученые репрессированы. Последствия тех трагических событий до сих пор полностью не преодолены.

3. Гибридологический метод изучения наследственности

Одним из основных методов генетики является гибридологический метод. Гибридизация (от лат. hibrida – помесь) – скрещивание особей, различающихся по одному или нескольким признакам. Дочерние организмы, получаемые в ходе гибридизации, называются гибридами.

Если исходные родительские формы отличаются друг от друга одной парой признаков, то такое скрещивание называется моногибридным (от греч. монос – один и лат. hibrida). Если исходные родительские формы отличаются двумя парами признаков, то речь идет о дигибридном скрещивании (от греч. ди – приставка, обозначающая дважды, двойной и лат. hibrida), а если тремя и более признаками, то говорят о полигибридном скрещивании (от греч. полис – много и лат. hibrida).

4. Наследственность и ее материальные структуры

Наследственность – свойство родителей передавать свои признаки и особенности развития следующему поколению. Это свойство, присущее всем без исключения организмам, выполняет две основные функции:

– обеспечение преемственности свойств и признаков между поколениями;

– обеспечение точной передачи специфического для каждого организма типа развития, становления в ходе онтогенеза определенных признаков и свойств, определенного типа обмена веществ.

Как же осуществляется преемственность поколений? При половом размножении – через половые клетки, а при бесполом – через соматические. Но клетки несут в себе не признаки и свойства будущих организмов, а лишь задатки, дающие возможность развития этих признаков и свойств. Носителями этих задатков являются гены.

Ген (от греч. генос – род, происхождение) – это участок молекулы ДНК (или участок хромосомы), определяющий возможность развития отдельного элементарного признака.

Место расположения гена в хромосоме называется локусом (от лат. locus – место). У всех организмов данного вида каждый ген располагается в од­ном и том же локусе строго определенной хромосомы. В гаплоидном наборе хромосом имеется только один ген, определяющий развитие данного признака. В диплоидном наборе хромосом две гомологичные хромосомы и соответственно два гена определяют развитие одного признака.

Гены, расположенные в одних и тех же локусах гомологичных хромосом и определяющие развитие одного какого-­либо признака, называются аллельными (от греч. аллелон – взаимно).

Для генов приняты буквенные обозначения. Аллельные гены обозначаются, как правило, одноименными буквами. Если два аллельных гена полностью тождественны по структуре, то есть имеют одинаковую последовательность нуклеотидов, их обозначают одинаковыми в написании буквами (оба заглавными или оба строчными – аа или АА).

Случайные и непредсказуемые превращения генов (мутации) приводят к тому, что практически каждый ген оказывается представлен несколькими, двумя и более, разновидностями. Эти формы генов вызывают изменения исходного признака. Ген может мутировать неоднократно, то есть может возникнуть целая серия аллельных генов (аллелей). Таким образом, аллели – это разновидности одного и того же гена. Например, ген окраски семени у гороха представлен двумя аллелями: аллелем желтой и аллелем зеленой окраски.

5. Генотип и фенотип

Генотип (от греч. генос и типос – отпечаток) – совокупность всех генов данной клетки или организма.

Фенотип (от греч. фено – являю, обнаруживаю и типос) – совокупность всех признаков и свойств особи. К фенотипическим относят не только внешние, видимые, признаки, но и признаки биохимические (форма молекулы белка, концентрация глюкозы в крови и др.), гистологические (форма и размеры клеток, строение тканей и др.), анатомические и т.д.

Термины «генотип» и «фенотип» введены В.Иогансеном в начале XX в.

6. Первый закон Г.Менделя

Важнейшие закономерности наследования были открыты чешским ученым Г.Менделем в опытах на растениях. Иоганн Мендель родился в 1822 г. в семье крестьянина. Окончив гимназию, он в 1843 г. был пострижен в монахи августинского монастыря в Брюнне, приняв при этом имя Грегор. На средства этого монастыря он учился в Венском университете (1851–1853). Вернувшись в Брюнн, преподавал физику и биологию в школе. К этому периоду (1856–1863) относятся его опыты с горохом. В 1868 г. Мендель стал настоятелем монастыря и отошел от занятий наукой.

Удачу Г.Менделя определило стечение ряда обстоятельств.

• Мендель изучал в свое время математику и теорию вероятности. Поэтому он понимал, что при оценке результатов скрещиваний нужно оперировать большими цифрами, чтобы свести к минимуму эффект «ошибки выборки».

• Менделю повезло с выбором экспериментального объекта. Существует много сортов гороха, и все они являются самоопыляющимися растениями. Особенности строения цветка бобовых позволяли производить искусственное опыление и делали редкими случаи опыления чужой пыльцой. К тому же горох имеет короткий период развития, многочисленное потомство и большое количество хорошо заметных альтернативных признаков. В течение семи лет Мендель тщательно исследовал более 10 тыс. растений и десятки тысяч семян, у которых изучал особенности наследования семи разных признаков (поверхность семян, окраска семян, окраска цветков, форма бобов, окраска бобов, положение цветков, длина стебля).

Опыты Менделя были тщательно продуманы. Свои исследования он начал со скрещивания сортов, различающихся по одному признаку, то есть с моногибридного скрещивания. При таком скрещивании прослеживаются закономерности наследования только двух вариантов признака, а все остальные признаки организма во внимание не берутся. Классическим примером моногибридного скрещивания является скрещивание сортов гороха с зелеными и желтыми семенами.

Если скрестить растения гороха с желтыми и зелеными семенами, то у всех полученных в результате этого скрещивания гибридов семена будут желтыми. Следовательно, у гибридов первого поколения из каждой пары альтернативных признаков развивается только один. Это и есть первый закон Менделя, называемый законом единообразия гибридов первого поколения. Второй признак как бы исчезает, не проявляясь фенотипически.

Явление преобладания у гибридов признака одного из родителей Мендель назвал доминированием (от лат. dominantis – господствующий).

Признак, проявляющийся у гибридов первого поколения и подавляющий развитие другого признака, называется доминантным. Доминантные гены обозначаются прописными (большими) буквами (А). Противоположный, то есть подавляемый признак, называется рецессивным (от лат. recessus – отступление, удаление). Рецессивные гены обозначаются строчными (малыми) буквами (а).

Если в генотипе организма (зиготы) два одинаковых аллельных гена – оба доминантные или оба рецессивные (АА или аа), – то такой организм называется гомозиготным (от греч. гомос – одинаковый, равный и зиготос – соединенный вместе) по данной паре аллелей. Если же из пары аллельных генов один доминантный, а другой рецессивный (Аа), то такой организм носит название гетерозиготный (от греч. гетерос – разный, другой и зиготос).

7. Генетическая символика. Схемы скрещиваний

Рассмотрим обозначения, которые обычно используются в генетике при описании скрещиваний.

Для обозначения генов, отвечающих за рассматриваемый признак, используют, как это делал сам Мендель, буквы латинского алфавита.

Родительское поколение обозначают буквой Р (от лат. parentale – родители), а поколения потомков (первое, второе, третье и т.д.) – буквой F (от лат. filiale – дети) с соответствующим индексом (F₁, F₂, F₃ и т.д.). Значок используют для записи скрещивания. Символ ♀ обозначает женский пол (зеркальце Венеры), а  ♂  – мужской пол (щит и копье Марса).

Порядок составления схем скрещиваний следующий:

1) на первой строке записываются фенотипы родительских организмов, причем первым в схеме записывается материнский организм;
2) на второй строке – генотипы родительских организмов. На первом месте в генотипе записывается доминантный аллель (Аа, а не аА);
3) на третьей строке – сорта гамет, которые могут дать родители;
4) на четвертой строке – генотипы зигот гибридного поколения;
5) на пятой строке – фенотипы гибридного поколения.
Составим схему скрещивания к первому закону Г.Менделя:

1)	Фенотипы родителей
	Р	♀ Желтый		♂ Зеленый
2)	Генотипы родителей
	G	АА		аа
3)	Гаметы
		А		а
4)	Генотипы зигот
	F1		Аа
5)	Фенотипы гибридов
Желтый (100%)

II. Закрепление знаний

Обобщающая беседа по ходу изучения нового материала.

III. Домашнее задание

Изучить параграф учебника (предмет и значение генетики, гибридологический метод изучения наследственности, наследственность и ее материальные структуры, генотип и фенотип, первый закон Г.Менделя, генетическая символика).

Урок № 3–4. Второй закон Г.Менделя. Неполное доминирование. Кодоминирование. Анализирующее, возвратное и реципрокные скрещивания

Оборудование: таблицы по общей биологии, схемы генетических скрещиваний, иллюстрирующие второй закон Менделя, неполное доминирование, кодоминирование, анализирующее, возвратное и реципрокные скрещивания.

Ход урока

I. Проверка знаний

Устная проверка знаний:

– предмет генетики;
– гибридологический метод изучения наследственности, моно­-, ди­- и полигибридное скрещивание;
– наследственность и ее материальные структуры; аллельные гены;
– генотип и фенотип;
– первый закон Г.Менделя – закон единообразия гибридов первого поколения;
– порядок составления схем скрещивания.

II. Изучение нового материала

1. Второй закон Менделя

Второй закон Г.Менделя носит название закона расщепления. Он гласит: в потомстве, полученном от скрещивания гибридов первого поколения, наблюдается явление расщепления: четверть особей из гибридов второго поколения несут рецессивный признак, три четверти – доминантный.

Следовательно, рецессивный признак у гибридов F₁ не исчез, а был только подавлен и проявился в F₂. Приведем схему скрещивания ко второму закону Менделя:

Р		♀ Желтый		♂ Желтый
		Аа		Аа
G		А  а		А  а
F2		АА	Аа	Аа	аа
		Желтый	Желтый	Желтый	Зеленый
(3:1)

2. Закон чистоты гамет

Чтобы ответить на вопрос: почему не образуются устойчивые гибриды, рассмотрим цитологическую основу расщепления – закон (правило) чистоты гамет.

Расщепление потомства при скрещивании гетерозиготных особей Г.Мендель объяснил тем, что гаметы генетически чисты, то есть несут только один ген из аллельной пары. Закон чистоты гамет можно сформулировать следующим образом: при образовании половых клеток в каждую гамету попадает только один ген из аллельной пары. Почему так происходит?

Для понимания цитологических основ наследования необходимо вспомнить основные явления, происходящие в мейозе. В результате двух делений мейоза образуются клетки, несущие гаплоидный набор хромосом (n), то есть содержащие по одной хромосоме из каждой пары гомологичных хромосом. В дальнейшем из этих клеток образуются гаметы. Слияние гаплоидных гамет при оплодотворении ведет к образованию диплоидного (2n) организма.

Исходные родительские формы в рассматриваемом опыте Г.Менделя были гомозиготными, то есть несли два одинаковых гена. Очевидно, что оба родителя способны производить гаметы только одного сорта, причем растения, имеющие два доминантных гена АА, дают гаметы, несущие только ген А, а растения с двумя рецессивными генами аа образуют половые клетки с геном а. Все гибриды первого поколения гетерозиготны и имеют желтый цвет семян, так как доминантный ген А подавляет действие рецессивного гена а зеленой окраски семян.

Р		♀ Желтый		♂ Зеленый
G		А| |А		а| |а
			А|   |а
F1			А| |а
Желтый (100%)

Гетерозиготные растения Аа способны производить гаметы двух сортов, несущие гены А и а. При оплодотворении возникают четыре типа зигот: АА + +Аа + аА + аа, что можно записать так: АА + 2Аа + + аа (1:2:1). Поскольку в опыте семена гетерозиготных растений также окрашены в желтый цвет, в F₂ получается соотношение желтых семян к зеленым, равное 3:1.

Р			♀ Желтый				♂ Желтый
			А| |а				А| |а
			А|   |а				А|   |а
G		А| |А		А| |а		А| |а		а| |а
F2	Желтый		Желтый		Желтый		Зеленый
(3:1)

Таким образом, доминантный и рецессивный аллели, оказавшиеся в одной зиготе и, следовательно, в развившемся из нее организме, не изменяют природы друг друга. Поэтому свойства аллелей остаются постоянными независимо от того, в какой зиготе они побывают до этого. Каждая гамета несет всегда только один аллель какого-­либо гена.

Цитологическая основа закона чистоты гамет и закона расщепления состоит в том, что гомологичные хромосомы и расположенные в них аллельные гены распределяются в мейозе по разным гаметам, а затем при оплодотворении воссоединяются в зиготе. В процессах расхождения по гаметам и объединения в зиготу аллельные гены ведут себя как независимые, цельные единицы.

3. Неполное доминирование

Далеко не всегда гетерозиготные организмы по фенотипу точно соответствуют родителю, гомозиготному по доминантному гену. Сам Мендель столкнулся с тем, что при скрещивании крупнолистного гороха с мелколистным гибриды первого поколения не повторяли признак ни одного из родительских растений. Все они имели листья средней величины, то есть выраженность признака у гибридов носила промежуточный характер.

Позднее выяснилось, что промежуточное проявление характерно для многих признаков растений и животных. Именно такой характер имеет наследование окраски цветка у львиного зева, окраски оперения у кур, шерсти у крупного рогатого скота и овец и т.д. Случаи, когда гетерозиготные потомки имеют промежуточный фенотип, называют неполным доминированием, или промежуточным проявлением признака.

В качестве примера рассмотрим наследование окраски цветков у ночной красавицы. При скрещивании гомозиготных красноцветковых и белоцветковых сортов все первое поколение гибридов имеет цветки розового цвета. При скрещивании гибридов получаем расщепление в соотношении 1/4 красноцветковых, 2/4 розовоцветковых, 1/4 белоцветковых. Характерно то, что при неполном доминировании расщепление по фенотипу соответствует расщеплению по генотипу, так как гетерозиготы фенотипически отличаются от гомозигот.

Р		Красный			Белый
		АА			аа
G		♀  А			♂  а
F1		Аа			Аа
		Розовый			Розовый
G		А    а			А    а
F2		АА	Аа		Аа	аа
		Красный	Розовый		Розовый	Белый
(1:2:1)

Для объяснения явления неполного доминирования вспомним, что гены кодируют белки, часто белки-ферменты. У одного родительского растения оба аллеля (АА) кодируют ферменты, ответственные за синтез красного пигмента. Ферментов вырабатывается много, и окраска цветков красная. У второго родительского растения аллель а содержит мутацию, в результате которой фермент теряет активность – цвет цветков белый. У растений с генотипом Аа только один аллель кодирует работающий фермент. Ферментов вырабатывается мало, и окраска цветков розовая.

4. Кодоминирование

При дальнейшем изучении характера наследования многих признаков выяснилось, что в F₁ могут проявиться признаки обоих родителей. Такие признаки называются кодоминантными (от лат. co – вместе и dominantis). Кодоминантность – частный случай доминантности, когда оба аллеля участвуют на равных в формировании признака у гетерозиготной особи.

Классическим примером кодоминантности является взаимодействие аллелей, определяющих группы крови системы АВ0.

Как известно, в начале XX в. были открыты группы крови человека. Оказалось, что существует четыре группы крови, которые обозначили 0, А, В и АВ. В 1924 г. немецкий врач Ф.Бернштейн показал, что группы крови системы АВ0 определяются тремя аллелями одного гена: I^A, I^B, i. Гены I^A и I^B являются кодоминантными. Сведения о возможных генотипах и фенотипах для системы групп крови АВ0 приведены в таблице.

Таблица. Сведения о генотипах и фенотипах групп крови системы АВ0

Группа крови	Генотип
0 (I)	ii
A (II)	IAIA и IAi
B (III)	IBIB и IBi
АB (IV)	IAIB

Таким образом, мы изучили несколько возможных типов взаимодействия аллельных генов: полное доминирование, неполное доминирование и кодоминирование.

5. Анализирующее скрещивание

По фенотипу особи далеко не всегда можно определить ее генотип. У самоопыляющихся растений генотип можно определить в следующем поколении. Для видов, использующих другие системы полового размножения, применяют так называемое анализирующее скрещивание.

Скрещивание гибридной особи с особью гомозиготной по рецессивным аллелям называется анализирующим. При анализирующем скрещивании особь, генотип которой предстоит определить, скрещивают с особями, имеющими генотип аа. Анализирующее скрещивание – один из основных методов, позволяющих установить генотип особи; по этой причине оно широко используется в генетике и селекции.

Рассмотрим анализирующее скрещивание на примере. Пусть особи с генотипами АА и Аа имеют одинаковый фенотип. Тогда при скрещивании с особью, рецессивной по определенному признаку и имеющей генотип аа, получаются следующие результаты:

1)	Р		♀ АА		♂ аа
	G		А		а
	F1			Аа
2)	Р		♀ Аа		♂ аа
	G		А а		а
	F1			Аа   аа

Из этих примеров видно, что особи, гомозиготные по доминантному гену, расщепления в F₁ не дают, а гетерозиготные особи при скрещивании с гомозиготной рецессивной особью дают расщепление уже в F₁.

6. Возвратное скрещивание

Скрещивание гибрида первого поколения с одной из родительских форм или аналогичной по генотипу формой называется возвратным.

Р		♀ АА		♂ аа
F1			Аа
Р		♀ АА		♂ Аа
Fвозвр.			АА  Аа

7. Реципрокные скрещивания

Два скрещивания, которые характеризуются взаимно противоположным сочетанием анализируемого признака и пола у форм, принимающих участие в этих скрещиваниях, называются реципрокными (от лат. reciprocus – взаимный).

Так, если в одном скрещивании у животных самка имела доминантный признак, а самец – рецессивный, то во втором скрещивании, реципрокном первому, самка должна иметь рецессивный признак, а самец – доминантный.

Реципрокные скрещивания используются в генетическом анализе для выявления наследственных факторов, локализованных в Х­-хромосоме.

III. Закрепление знаний

1. Обобщающая беседа по ходу изучения нового материала.

2. Решение задачи.

У овса иммунность (невосприимчивость) к головне – доминирует над восприимчивостью. Учитывая это, селекционер решил скрестить гомозиготную форму овса с растением, пораженным головней. Определите и укажите генотипы исходных форм. Объясните, как селекционер определил гомозиготность родителя, если гетерозиготная форма фенотипически неотличима от гомозиготной?

Дано:

А – невосприимчивость к головне               
а – восприимчивость к головне
Р –?

Решение:

1)	Р –	♀ Невосприимчивость		♂ Восприимчивость
		АА		аа
	G	А		а
	F1		Аа

2) Для определения гомозиготности родителя, устойчивого к головне, необходимо было провести анализирующее скрещивание. При участии в нем гомозиготного растения результаты скрещивания будут такими же, как в вышеприведенной схеме.

Ответ: Р – ♀ АА  ♂ аа; для определения генотипа особи, являющейся носителем доминантного признака, необходимо провести анализирующее скрещивание.

IV. Домашнее задание

1. Изучить параграф учебника и записи, сделанные в классе (второй закон Менделя и его цитологическая основа, неполное доминирование, кодоминирование, анализирующее скрещивание, возвратное скрещивание, реципрокные скрещивания).

2. Решить задачи в конце параграфа учебника.

Урок № 5–6. Обобщение и закрепление знаний по теме: «Первый и второй законы Г.Менделя»

Оборудование: таблицы по общей биологии, схемы генетических скрещиваний, иллюстрирующие второй закон Менделя, неполное доминирование, кодоминирование, анализирующее, возвратное и реципрокные скрещивания.

Ход урока

I. Проверка знаний

Устная проверка знаний:

– второй закон Г.Менделя;
– закон чистоты гамет;
– неполное доминирование и промежуточный характер наследования;
– кодоминирование и его примеры;
– анализирующее скрещивание;
– возвратное скрещивание;
– реципрокные скрещивания.

Проверка решения задач из учебника.

II. Решение задач в классе

Задача № 1. От спаривания двух мышей – Снифля с шерстью нормальной окраски, и альбиноски Эсмеральды – родились 6 мышат с нормальной окраской шерсти. Затем Эсмеральду скрестили с Вискерсом (его шерсть – той же окраски, что и у Снифля) – некоторые мышата в помете оказались белыми.

Каковы вероятные генотипы Снифля, Вискерса и Эсмеральды? Какого соотношения фенотипов можно ожидать в потомстве от скрещивания самца из первого помета и самки из второго помета, имевшей шерсть нормальной окраски?

Дано:

А – нормальная окраска
а – альбинизм
Р – ? F – ?   

Решение:

1) Судя по результатам скрещивания Снифля и Эсмеральды (все мышата оказались серыми, то есть с нормальной окраской), можно сделать вывод о доминировании нормальной окраски шерсти. В этом скрещивании отсутствовало расщепление среди гибридов, следовательно, носитель доминантного признака (Снифль) гомозиготен.

Р	♀ Белая окраска (Эсмеральда)		♂ Нормальная окраска (Снифль)
	аа		АА
G	а		А
F		Аа
Нормальная окраска (100%)

2) В результате скрещивания Эсмеральды с Вискерсом, также имевшим шерсть нормальной окраски, родились мышата, среди которых были носители доминантного и рецессивного признаков. Исходя из этого, можно сделать вывод о гетерозиготности Вискерса.

Р ♀ Белая окраска (Эсмеральда) ♂ Нормальная окраска (Вискерс)   аа   Аа G а А  а F Аа   аа   Нормальная   Белая (1:1)

3) Р ♀ Нормальная окраска ♂ Нормальная окраска     Аа   Аа   G А  а А  а   F АА 2Аа аа     Нормальная Нормальная Белая (3:1)

Ответ: 1) Эсмеральда – аа; Снифль – АА; Вискерс – Аа; 2) 3:1.

Задача № 2. Владелец нескольких тигров, шерсть которых имела нормальную окраску – с поперечными полосами, приобрел тигра с продольными полосами на шкуре. Скрестив это животное с одним из своих тигров, он получил потомство «в клеточку». При скрещивании «клетчатых» тигров между собой в потомстве преобладали «клетчатые» животные, но было также несколько особей с поперечными полосами и несколько с продольными полосами. Составьте схемы проведенных скрещиваний и укажите генотипы, определившие полученную «клетчатую» окраску шерсти.

Дано:

А – поперечные полосы
А’ – продольные полосы
АА’ – «клетчатые»
Р – ? F – ?

Решение:

1) Исходя из результатов скрещивания тигров с продольными и поперечными полосами (гибриды оказались «клетчатыми») можно сделать вывод о кодоминантности генов, определяющих продольные и поперечные полосы на шерсти тигров. Обозначим кодоминантные гены одинаковыми буквами А и А’.

Р ♀ Поперечные полосы ♂ Продольные  полосы   АА   А’А’ G А А’ F1   АА’   «Клетчатые» (100%)

2) Р ♀  «Клетчатый» ♂  «Клетчатый»     АА’         АА’   G А  А’ А  А’   F2 АА   2АА’   А’А’     Поперечные «Клетчатые» Продольные (1:2:1)

Ответ: АА – поперечные полосы; А’А’ – продольные полосы; АА’ – «клетчатые»; характер наследование – кодоминирование.

Задача № 3. Мистер Браун купил у мистера Смита черного быка для своего черного стада. Увы, пятеро из 23 родившихся телят оказались красного цвета. Мистер Браун предъявил претензии мистеру Смиту. «Да, мой бык подкачал, – сказал мистер Смит, – но часть вины несут и ваши коровы». «Нет, мои коровы тут ни при чем», – возразил мистер Браун. Кто прав в этом споре?

Дано:

А – черная
а – красная
Р – ?

Решение:

1) Анализируя условие задачи, можно прийти к выводу, что черная окраска шерсти у коров доминирует над красной. Аллели красного цвета в силу своей рецессивности были «скрыты» у быка и у части коров в стаде мистера Смита. Таким образом, в споре двух фермеров прав мистер Браун: красные телята получили один аллель красной окраски от быка, а второй от своих матерей, которые были в стаде мистера Смита нечистопородными, как и сам бык.

Р		♀ Черная		♂ Черный
		Аа		Аа
G		А  а		А  а
F		АА	2Аа	аа
		Черная	Черная	Красная
(3:1)

Ответ: в споре прав мистер Смит, так как рецессивный ген красной окраски шерсти телятами был получен как от быка мистера Смита, так и от коров мистера Брауна.

Задача № 4. У коров гены красной (R^k) и белой окраски (R^b) кодоминантны; у гетерозиготных особей (R^kR^b) шерсть чалая. У некоего фермера было три стада коров: белые, красные и чалые. Был у него также чалый бык Фердинанд, обслуживающий коров на всех трех полях. Какой окраски шерсть у телят следовало ожидать в каждом стаде и в каких соотношениях? Фердинанд погиб, и фермер решил в память о нем завести стадо, состоящее только из одних чалых коров. Он продал всех красных и белых коров и решил продавать всех красных и белых телят, которые родятся в дальнейшем. Какой масти быка следовало завести взамен Фердинанда, чтобы продать как можно больше телят?

Дано:

R^k – красная; R^b – белая; R^kR^b – чалая
F – ? Р(      ) – ?

Решение:

1) Приводим три схемы скрещивания чалого быка Фердинанда с коровами трех разных стад:

Р   ♀ Красная ♂ Чалый     RkRk   RkRb G   Rk Rk  Rb F     RkRk  RkRb         Красные Чалые   (1:1)

Р   ♀ Белая ♂ Чалый     RbRb   RkRb G   Rb Rk; Rb F     RbRb     RkRb         Белые Чалые   (1:1)

Р   ♀ Чалая ♂ Чалый     RkRb   RkRb G   Rk  Rb Rk  Rb F   RbRb 2 RkRb RkRk     Белые Чалые Красные (1:2:1)

Продолжение следует