Решение генетических задач. Взаимодействие генов

Аллельное взаимодействие генов.

Кодоминирование.

Задача 1. У матери четвёртая группа крови, а у отца – первая. Может ли их ребёнок унаследовать группу крови своей матери?

Решение: вспомним обозначения и комбинации генов, определяющие фенотипические признаки при наследовании групп крови у человека.

Возвращаемся к задаче.
Записываем генотипы родительских форм. У матери – I^AI^B, у отца – I⁰I⁰.
Определяем гаметы, которые дают родительские организмы. Поскольку от гомогаметного отца ребёнок не может получить ни ген I^A, ни ген I^B, то у него не может быть четвёртой группы крови. У половины потомков этих родителей может быть только вторая группа крови, а у другой половины – только третья.

Ответ: нет, не может.

Задача 2. В родильном доме перепутали двух малышей. Первая пара родителей имеет I и II группы крови, вторая пара – II и IV. У одного из детей – II группа крови, а у второго – I группа. Помогите медперсоналу определить родителей обоих детей.

Решение: рассмотрим варианты генотипов первого ребёнка со второй группой крови. Это могут быть I^AI^A или I^AI⁰. Анализируем генотипы родителей. И делаем вывод, что родителями ребёнка может быть как одна пара, так и другая.

Со вторым ребёнком всё значительно проще. Он гомогаметен, поскольку имеет первую группу крови. Значит, у обоих его родителей в генотипе должен быть ген I⁰. Такой вариант возможен только с первой парой родителей.
Ответ: ребёнок со второй группой крови – наследник второй пары родителей; ребёнок с первой группой крови рождён первой парой родителей.

Неаллельное взаимодействие генов.

Комплементарность (дополнительное взаимодействие).

Задача 3. У душистого горошка окраска цветков проявляется только при наличии двух доминантных генов: А и В. Если в генотипе имеется только один доминантный ген, то окраска не развивается. Какое потомство в первом и втором поколении получится от скрещивания растений с генотипами ААbb и ааВВ?

Решение: из условия задачи видно, что гены А и B отвечают за образование пигмента и его проявление. Но это происходит только у тех особей, в генотипе которых они встречаются вместе. В остальных случаях окраска не проявляется и цветки остаются белыми.

Записываем данные нам генотипы родительских форм. По фенотипу это два белых растения. Поскольку они гомозиготы, то образуют по одному типу гамет: Ab и aB.

В первом поколении получаем единообразие гибридов: 100% красноцветковых дигетерозигот.

Скрещиваем гибридов первого поколения между собой.

Дигетерозиготные особи дают по четыре типа гамет.

Строим решётку Пеннета.

Во втором поколении гибридов получаем два варианта потомков по фенотипу – крас-ные и белые. Девять красных и семь белых. Девять к семи – это одно из соотношений расщепления, характерное для комплементарного взаимодействия генов.

Ответ: в первом поколении гибридов все особи с красными цветками дигетерозиготные. Во втором – наблюдаем расщепление: девять красноцветковых растений к семи белоцветковым.

Эпистаз.

Задача 4. При скрещивании растений одного из сортов тыквы с жёлтыми и белыми плодами всё потомство первого поколения имело белые плоды. При скрещивании гибридов F₁ между собой во втором поколении было получено: 204 растения с белыми плодами, 53 – с жёлтыми и 17 – с зелёными. Определите генотип родителей и тип наследования.

Решение: определяем тип наследования. Для этого составляем соотношение расщепления.

Получаем 12:3:1. Такая пропорция говорит нам о том, что это эпистаз.

Вводим буквенные обозначения генов и записываем признаки, которые эти гены определяют. Пускай А – ген, определяющий жёлтую окраску, а – зелёную. Ген B подавляет образование пигмента, а b – не оказывает влияния на окраску.

Расщепление во втором поколении 12:3:1 означает, что родительские формы этих гибридов были дигетерозиготными, поскольку дали четыре типа гамет. А так как в первом поколении гибридов наблюдалось их единообразие, значит родительские формы гибридов первого поколения были гомозиготами по двум признакам. Одни из аллелей этих гомозигот доминантные, а другие – рецессивные.

Записываем генотипы родительских форм гибридов первого поколения: AAbb и aaBB. Проверяем соответствие записанных генотипов с фенотипами, данными по условию задачи. Одни родительские формы жёлтые, другие – белые.

Получаемое первое поколение гибридов – белые дигетерозиготы.

Скрещиваем их между собой.

Получаем заданное расщепление по фенотипу у гибридов второго поколения.

Записываем ответ задачи. Родители: доминантная гомозигота по первому признаку и рецессивная гомозигота по второму, и рецессивная гомозигота по первому признаку, доминантная гомозигота по второму. Тип наследования – доминантный эпистаз.

Полимерия.

Задача 5. Рост человека определяется взаимодействием нескольких пар генов: А₁a₁A₂a₂А₃a₃. Люди с генотипом a₁a₁a₂a₂a₃a₃ имеют рост 150 см. С генотипом А₁А₁A₂A₂А₃А₃ – около 180 см (каждый доминантный ген добавляет к росту 5 см). Племя людей низкого роста порабощается ордой воинов с ростом в 180 см. Победители убивают мужчин и женятся на их женщинах. Какой рост будет у детей первого поколения от этих браков?

Решение: все гены отвечают за рост человека.

Записываем генотипы родителей. По условию – это доминантные и рецессивные гомозиготы.
Гомозиготы дают по одному типу гамет. В результате гибриды первого поколения будут гетерозиготами по трём парам генов.

Поскольку каждый доминантный ген прибавляет к самому малому росту в 150 сантиметров по 5 см, а доминантных гена в данном случае три, значит потомки будут иметь рост 165 сантиметров.

Ответ: 165 см.

Плейотропия.

Задача 6. У мышей ген доминантной жёлтой пигментации шерсти обладает гомозиготным летальным действием. Его аллель определяет рецессивную чёрную пигментацию и обеспечивает жизнеспособность мышей. Скрещены две жёлтые особи. Какое расщепление по окраске шерсти ожидается у гибридов первого поколения?

Решение: вводим буквенные обозначения генов. Пускай ген А обуславливает жёлтую окраску шерсти, а ген а – чёрную.
При этом отмечаем, что в гомозиготном состоянии доминантные гены приводят к нежизнеспособности потомства.

Записываем генотипы родительских форм.
Жёлтые жизнеспособные мыши могут быть только гетерозиготами.
Записываем генотипы гибридов первого поколения.

Получаем четыре части гибридов, из которых одна часть доминантных гомозигот оказывается нежизнеспособной.

Ответ: живыми в потомстве окажутся две части мышей с жёлтой шерстью и одна часть – с чёрной.