задачи по генетике. Васильева Е.В. Задачи по генетике. Генетики пособие по решению задаче. Е. Васильева
 Скачать 0.53 Mb.
|
|
27 7 7 67 67 7 11223 11243 15223 15243 7 11243 11443 15243 15443 67 15223 15243 55223 55243 7 15243 15443 55243 55443 1 Раздел 3. Ди+ и полигрибридное скрещивание Мать имеет свободную мочку уха и гладкий подбородок (оба признака аутосомнодоминантные), а отец — приросшую мочку и треугольную ямку на подбородке. Их дочь имеет те же признаки, что и мать, а сын — приросшую мочку и гладкий подбородок. Определите генотипы родителей и детей У человека косолапость (Р) доминирует над нормальным строением стопы (р, анормальный обмен углеводов (О) — над сахарным диабетом (о. Женщина, имеющая нормальное строение стопы и нормальный обмен веществ, вышла замуж за косолапого мужчину. От этого брака родилось двое детей. У одного из них развилась косолапость, ау другого — сахарный диабет. Можно ли определить генотипы родителей по фенотипам детей Какие генотипы и фенотипы детей еще возможны в этой семье 5 Мужчинаальбинос с III группой крови вступает в брак с женщиной с IV группой крови и нормальной пигментацией кожи. Могут ли у них быть детиальбиносы со II группой крови 6 Фруктозурия (нарушение усвоения фруктозы) имеет две формы. Одна протекает без клинически выраженных симптомов, вторая ведет к торможению физического и умственного развития. Оба наследуются как рецессивные не сцепленные между собой признаки. Один из супругов имеет повышенное содержание фруктозы в моче, следовательно, гомозиготен по фруктозурии, не проявляющейся кли нически, но гетерозиготен по второй форме заболевания. Второй супруг в свое время прошел успешно курс по второй форме фруктозурии, но гетерозиготен по бессимптомной ее форме. Какова вероятность рождения в этой семье детей, страдающих клинически выраженной формой фрук тозурии? Генетика человека с основами медицинской генетики У человека имеется два вида слепоты и каждая определяется своим аутосомным рецессивным геном. Гены обоих признаков находятся в разных парах хромосома) Какова вероятность того, что ребенок родится слепым, если отец и мать его страдают одними тем же видом наследственной слепоты, а подругой паре слепоты нормальны? б) Какова вероятность рождения ребенка слепым все мье в том случае, если отец и мать страдают разными видами наследственной слепоты, имея ввиду, что по обеим парам генов они гомозиготны? в) Определите вероятность рождения слепого ребенка, если известно, что родители его зрячие, а бабушки страдали одинаковым видом наследственной слепоты, а подругой паре анализируемых генов они нормальны и гомозиготны, в родословной со стороны дедушек наследственной слепоты не отмечено. г) Определите вероятность рождения слепых детей, око торой известно, что родители зрячие, бабушки страдали разными видами наследственной слепоты, а подругой паре анализируемых генов они нормальны и гомозиготны; в родословной дедушек наследственной слепоты не было Глаукома взрослых наследуется несколькими путями. Одна форма определяется доминантным аутосомным геном, другая — рецессивным, тоже аутосомным, не сцепленным с предыдущим генома) Какова вероятность рождения ребенка с аномалией в случае, если оба родителя гетерозиготны по обеим парам патологических генов? б) Какова вероятность рождения детей с аномалией в семье, где один из родителей гетерозиготен по обеим парам патологических генов, а другой нормален в отношении зрения и гомозиготен по обеим парам генов В семье, где родители хорошо слышали и имели один гладкие волосы, а другой вьющиеся, родился глухой ребенок с гладкими волосами. Их второй ребенок хорошо слы Раздел 3. Ди+ и полигрибридное скрещивание 33 шал и имел вьющиеся волосы. Какова вероятность дальнейшего появления глухих детей с вьющимися волосами в семье, если известно, что ген вьющихся волос доминирует над гладкими, а глухота — признак рецессивный, и обе пары генов находятся в разных хромосомах У человека ген карих глаз доминирует над голубыми глазами, а близорукость — над нормальным зрением. Какова вероятность рождения детей кареглазыми с нормальным зрением в семье, где оба родителя гетерозиготны по обоим парам признаков Раздел 4. МОНО% И ДИГИБРИДНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ ПРИ НЕПОЛНОМ ДОМИНИРОВАНИИ В природе наряду с полным доминированием нередко встречается неполное доминирование, при которому гетерозигот наблюдается промежуточное проявление признака, так как ни один из аллельных генов не домини рует. Запись и обозначение генов остаются прежними, но соотношение фенотипов при скрещивании изменяется. Так, при скрещивании ночной красавицы с белыми цветами (гомозиготы — АА) с растением, имеющим красные цветы (тоже гомозиготы — аа), все потомство в первом поколении оказывается розовым (гетерозиготы — Аа). Здесь проявляется закон единообразия гибридов первого поколения. Последующее скрещивание гибридных растений между собой ведет к появлению в потомстве 1/4 красных растений «аа», 1/2 розовых «Аа» и 1/4 белых «АА». Таким образом, при неполном доминировании наблюдается совпадение фенотипического и генотипического расщепления — 1:2:1. В этом нетрудно убедиться, построив решетку Пеннета. При скрещивании дигибридов между собой в случае, если неполное доминирование наблюдается лишь водной паре генов, в потомстве появится 6 различных фенотипов в отношении 3:6:3:1:2:1, вместо ожидаемого 9:3:3:1. Если же обе пары генов наследуются как промежуточный признак, то будет наблюдаться образование 9 различных фенотипов в отношении РАЗДЕЛ Раздел 4. Моно+ и дигибридное скрещивание 35 З АДА Ч И При скрещивании рыжих морских свинок между собой в потомстве появляются только рыжие свинки, а при скрещивании коричневых — только коричневые. При скрещивании же рыжих свинок с коричневыми получаются пятнистыми. Какое потомство получится от скрещивания пятнистых свинок с рыжими Почему Какое потомство окажется в результате скрещивания пятнистых свинок между собой (см. задачу № 1). № Пятнистость у крупного рогатого скота формируется как промежуточный признак при скрещивании черных животных с рыжими. При скрещивании черного быка с пятнистой коровой появился черный теленок. Напишите генотипы родителей и потомства При скрещивании пятнистого крупного рогатого скота в хозяйстве из 345 полученных телят 84 были черными. Какое количество телят оказались рыжими и пятнистыми? (см. задачу № 1). № У крупного рогатого скота ген комолости доминирует над рогатостью, а пятнистость формируется как промежуточный признак при скрещивании черных животных с рыжими. Определите вероятность рождения телят, похожих на родителей, от скрещивания гетерозиготного комолого пятнистого быка с такой же коровой Какова вероятность рождения рыжих рогатых телят от скрещивания гетерозиготного комолого пятнистого быка с рогатой рыжей коровой (см. задачу № 5). Генетика человека с основами медицинской генетики У домашних кур ген А вызывает сильную курчавость оперения, не полностью доминирует над аллелем а, определяющим нормальное строение пера. Другой аллель «В» вызывает так называемую разбрызганную окраску оперения (черные пятнышки на белом фоне. Рецессивный ген определяет черную окраску. От скрещивания курицы с сильной курчавостью и черным оперением «ААbb» с петухом, имеющим нормальное оперение и разбрызганную окраску «ааbb», появляются гибриды, имеющие слабую курчавость и голубую окраску. Какое потомство появится от скрещивания курицы с сильной курчавостью и черным оперением с петухом, имеющим слабую курчавость оперения и голубую окраску Какова вероятность получения цыплят, похожими на родителей, от скрещивания между собой кур, имеющих слабую курчавость оперения и голубую окраску (см. задачу № 7). № При скрещивании черных длинноухих овец между собой в потомстве появляются черные длинноухие овцы. При скрещивании белых короткоухих — белые короткоухие овцы. При скрещивании черного длинноухого барана с белой короткоухой овцой появляются серые ягнята сушами промежуточной величины. Какой процент черных длинноухих, белых короткоухих и серых сушами промежуточной величины ягнят можно получить от скрещивания овец, гетерозиготных по обоим признакам Обе пары генов располагаются в разных хромосомах У собак короткая шерсть доминирует над длинной, а кофейный цвет шерсти формируется как промежуточный признак при скрещивании коричневых и серых собак. Гены располагаются в разных хромосомах. Какой процент кофейных длинношерстных щенков можно получить от скрещивания гетерозиготных по обоим признакам животных Раздел 5. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕАЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ Г енотип любого организма характеризуется одновременным действием множества генов из разных аллелей, нередко влияющих друг на друга при формировании фенотипа. Для неаллельных генов выделяют 3 типа взаимодействия комплементарное, эпистатическое и полимерное. Комплементарное действие. Классическим примером такого наследования является наследование формы гребня у кур. Доминантный ген А первого аллеля определяет развитие розовидной формы гребня. Доминантный ген «В» второго аллеля обусловливает развитие гороховидного гребня. Рецессивные гены обоих аллелей аи в гомозигот ном состоянии «ааbb» обусловливают развитие простого листовидного гребня. Куры с гороховидным гребнем могут иметь генотип «ааВВ» или «ааВи», с розовидным — «ААbb» или «Ааbb». При скрещивании смешанных дигомозигот, одна из которых имеет генотип «ААbb» (розовидный гребень, а вторая — «ааВВ» (гороховидный, в F 1 появляются потомки с ореховидным гребнем «АаВb», который формируется только в результате одновременного действия доминантных генов из обоих аллелей. Р ААbb ´ ааВВ гаметы А аВ F 1 АаВb При близкородственном скрещивании полученных гибридов между собой в потомстве появятся куры с ореховид ным, розовидным, гороховидными простым гребнем вот ношении РАЗДЕЛ Генетика человека с основами медицинской генетики Эпистаз — взаимодействие генов, противоположное комплементарному. При эпистазе наблюдается подавление геном одного аллеля действия других неаллельных генов. Примером такой формы взаимодействия неаллельных генов может служить наследование масти (окраска шерсти) у лошадей. Доминантный ген С определяет наследование серой масти, а его рецессивный аллель С — гнедой масти. Доминантный ген Р определяет наследование вороной масти, но действие этого гена может проявляться только при отсутствии в генотипе гена С. Таким образом, ген С является супрессором, те. подавителем гена Р. Поэтому лошади вороной масти могут иметь генотип «ссРР» или «ссРр». Лошади серой масти — «ССРР», «СсРР», «СсРр», «Ссрр» и т. д, те. в генотипе должен быть хотя бы один ген «С», независимо от состава генов второго аллеля. Лошади гнедой масти появляются только в случае наличия в генотипе обоих рецессивных генов в гомозиготном состоянии — «ссрр». И расщепление при скрещивании гетерозиготных серых лошадей между собой СсРр ´ СсРр идет в отношении серых : 3 вороных : 1 гнедая. Полимерия наблюдается в том случае, когда за наследование одного итого же признака отвечают несколько пар неаллельных генов, независимо оттого, действуют ли они порознь или совместно. Примером служит наследование окраски семян у злаков. Расщепление при скрещивании дигибридов между собой при этом идет в отношении ЗАДАЧИ Рост человека определяется тремя полимерными генами. У людей, имеющих высокий рост, преобладают доминантные аллели, ау людей низкого роста — рецессивные. Определить генотипы детей, если в брак вступили мужчина высокого роста (190 см, в семье которого все были высокорослые, и женщина низкого роста (140 см, в семье которой все были низкорослые Раздел 5. Взаимодействие неаллельных генов У человека нормальный слух обусловлен двумя доминантными неаллельными генами Д и Е. Ген Д определяет развитие улитки, а ген Е — развитие слухового нерва. В брак вступают глухонемой мужчина, лишенный слухового нерва, и слышащая гетерозиготная женщина. Какие генотипы и фенотипы могут быть у детей В брак вступают глухонемой мужчина, лишенный улитки, и глухая женщина, лишенная слухового нерва. Могут ли они иметь слышащих детей Могут ли у них быть глухие внуки, при условии, что их дети вступают в брак со здоровыми гетерозиготными поданному признаку партнерами Интерферону человека образуется в результате комплементарного взаимодействия двух неаллельных доминантных генов, расположенных в разных парах хромосом. Будет ли вырабатываться интерферону ребенка, если его родители имеют такую способность, а дедушки и бабушки нет Если два мулата (АаВв) имеют детей, то можно ли ожидать детей с черной, смуглой и белой кожей Каково соотношение детей каждого типа Раздел 6. ПОПУЛЯЦИОННАЯ ГЕНЕТИКА Д ля изучения закономерностей проявления и встречаемости признаков в популяции, изучения закономерностей эволюционного процесса в элементарной единице эволюции (популяции, изучения распространения наследственных болезней сообществ людей, живущих в определенных географических местностях, при изучении дрейфа генов и т. д. пользуются методом популяционного генетического анализа. Для предупреждения наследственных болезней и для социальной гигиены большое значение имеет вопрос о генетическом составе людей популяций различных стран, городов, сельских местностей и т. д. В 1908 г. одновременно и независимо друг от друга математик Г. Харди и врач В. Вайнберг доказали, что соотношение доминантных и рецессивных генов в гомозиготном и гетерозиготном состояниях подчиняется менделевскому закону расщепления и может быть выражено математической формулой. Закон Харди–Вайнберга гласит если частоту доминантного гена «А» выразить числом р, а рецессивного гена а — числом «q», то сумма всех генов одного аллеля в данной популяции будет р + q = те. является величиной постоянной, так как р яйцеклеток будет содержать ген А q яйцеклеток будет содержать гена р спермиев будет содержать ген А q спермиев будет содержать гена РАЗДЕЛ Раздел 6. Популяционная генетика 41 Построив решетку Пеннета, можно увидеть следующее 4 889 1 1234 2 1534 199 1 1 121331 12121341 399 12121341 2 1 121441 Сумма всех генотипов в популяции будет выражаться математическим уравнением (р + q) 2 = р + р + q 2 = В данном уравнении р число гомозиготных особей по доминантному гену А (генотип «АА»), р — число гетерозигот «Аа», q 2 — число гомозигот с генотипом «аа». Значения р и q могут быть выражены в процентах или в долях единицы. При решении задач по популяционной генетике следует помнить, что всякое отклонение реальных цифр от теоретических говорит о влиянии отбора, мутаций или о таких социальных факторах, как разрешение браков между родственниками, людьми, принадлежащими к одной касте, и т. д. З АДА Ч И Альбинизму ржи наследуется как аутосомный рецессивный признаки встречается с частотой 25 на 10 000 растений. Определите частоту гена альбинизма у ржи На охотничьем участке было отстреляно 10 000 лисиц. Из них 9984 рыжих и 16 белых особей. Рыжий цвет шерсти доминирует. Определите процентное соотношение рыжих гомозиготных, рыжих гетерозиготных и белых лисиц Альбинизму людей встречается с частотой 1:20 Вычислите количество гетерозигот в популяции Генетика человека с основами медицинской генетики Отрицательный резус наследуется как рецессивный аутосомный признак. Частота встречаемости резусотрица тельных людей составляет в среднем около 16%. Какова частота встречаемости гомозигот с резусположительным признаком Фенилкетонурия встречается в популяциях человека с частотой 1:10 000. Сколько людей, гетерозиготных поэтому заболеванию, будет в популяции, состоящей из 25 000 человек Раздел 7. СЦЕПЛЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ ПРИЗНАКОВ СЦЕПЛЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ ПО АУТОСОМАМ С цепленное наследование обнаружено в 1906 г. Уильямом Бэтсоном и Реджинальдом Пеннетом. Сцепленные гены — это гены, располагающиеся водной хромосоме. Гены, расположенные водной хромосоме, наследуются совместно и составляют группу сцепления. У мухи дрозофилы 4 группы сцепления, у человека — 23 группы сцепления. Число групп сцепления соответствует гаплоидному набору хромосом. Объяснил сцепленное наследование Томас Морган. Сцепленные гены, локализованные водной хромосоме, наследуются вместе и не обнаруживают независимого расщепления. Томас Хант Морган (1866–1945) — американский зоолог, создатель хромосомной теории наследственности. После окончания университета штата Кентукки и университета Дж. Гопкинса в Балтиморе работал в Колумбийском университете и Калифорнийском технологическом институте. В 1927–1931 гг. был президентом Национальной Академии наук США. Проводя исследование мутаций у дрозофилы, совместно с Г. Меллером, С. Стертевантом и К. Бриджесом обосновал представления о материальных носителях наследственности — корпускулярную природу генетического материала, линейное расположение генов в хромосомах, закономерности мутационной изменчивости генов. Эти представления легли в основу хромосомной теории наследственности. РАЗДЕЛ Генетика человека с основами медицинской генетики КРОССИНГОВЕР В основе этого явления лежит процесс кроссинговера (перекреста) гомологичных хромосом в процессе мейоза и обмен участками между этими хромосомами. Схематически этот процесс можно представить так входе мейоза при конъюгации и перекресте две гомологичные хромосомы разрываются в точке контакта, в результате чего происходит перекомбинация их участков в новых сочетаниях и образование двух новых хромосом, несущих участки каждой из исходных. Цитологические основы сцепленного наследования заключаются в том, что гены различных аллелей могут локализоваться водной хромосоме. При этом они будут наследоваться вместе. Сцепление может быть полное и неполное. При полном сцеплении образуются нерекомбинантные (нек россоверные) гаметы. При неполном сцеплении в результате конъюгации и кроссинговера образуются рекомбинантные (кроссоверные) гаметы с частотой, пропорциональной расстоянию между генами. При цитологическом и генетическом исследовании кроссинговера установлено, что кроссинговер осуществляется в профазе мейоза на стадии, когда хромосома состоит из четырех хроматид, причем обмен участками наблюдается только между несестринскими хроматидами. Лишь после завершения кроссинговера происходит образование хиазм хромосом, хорошо наблюдаемое с помощью светового микроскопа. Частота возникающих перекрестов хромосом, определяемая по отношению числа рекомбинантных особей к общему числу потомков и выражаемая в процентах, является косвенным отражением силы сцепления генов в хромосоме. Величина перекреста обычно тем больше, чем меньше сила сцепления и чем дальше друг от друга расположены гены в хромосоме. Это положение полностью соответствует представлению Т. Моргана о линейном расположении генов в хромосомах. |