Решение задач по классической генетике Этапы решения типовых генетических задач

Размышляя аналогичным образом, напишем типы гамет для организма мужчины. После этого запись решения задачи приобретает следующий вид.

8. Теперь составим план по зиготам потомства, после чего напишем генотипы зигот и соотношение особей F₁ с разными генотипами. При составлении плана по зиготам размышляем следующим образом. Любая гамета женского организма может случайно встретиться с любой гаметой мужского организма, поэтому возможны 2 х 2 = 4 сочетания аллелей разных генов в зиготах потомства. Напишем это математическое действие справа на той линии, на которой мы ранее написали количество полученных нами типов гамет родительских организмов.

Для записи генотипов потомков воспользуемся решеткой Пеннета. После оформления решетки Пеннета и записи соотношения особей с разными генотипами запись решения задачи приобретает следующий вид.

2 х 1 = 2 1 х 2 = 2



Р ♀ А а b b х ♂ а а В b
Типы гамет Аb ; аb аВ ; аb

2 2

F₁

♂ ♀	аB	аb
Аb	АаВb	Ааbb
аb	ааВb	ааbb

1 АаВb : 1 Ааbb : 1 ааВb : 1 ааbb
9. Напишем фенотипы особей F₁, используя для этого таблицу “признак - ген”. Делаем это следующим образом. Сначала читаем первую строку таблицы, начиная с третьего столбца. Видим, что генотипу А . соответствует признак “кареглазость”. Поэтому в записи соотношения особей F₁ под генотипами особей, имеющими в своем составе аллель А, пишем название признака “кареглазость”. Переходим ко второй строке. Видим, что генотипу аа соответствует признак “голубоглазость”. Поэтому в записи соотношения особей F₁ под генотипами особей аа пишем название признака “голубоглазость”. После выполнения нами этой процедуры для генотипов, содержащих аллели гена “В”, запись расщепления приобретает следующий вид:

1 АаВb : 1 Ааbb : 1 ааВb : 1 ааbb

кареглазость кареглазость голубоглазость голубоглазость

праворукость леворукость праворукость леворукость
Запишем соотношение особей F₁ с разными фенотипами.
1 кареглазость : 1 кареглазость : 1 голубоглазость : 1 голубоглазость

праворукость леворукость праворукость леворукость
10. Ответим на основной вопрос задачи: найдем вероятность рождения в этой семье кареглазого праворукого ребенка. Для этого сначала в соотношении особей F₁ с разными фенотипами с помощью окружности обозначим группу особей с фенотипом “кареглазость, праворукость”, после чего выполним соответствующее математическое действие и найдем численное значение вероятности.

= р

1 кареглазость : 1 кареглазость : 1 голубоглазость : 1 голубоглазость

праворукость леворукость праворукость леворукость
р _{(кареглазость, праворукость)} = 1/(1+1+1+1) = 1/4.
11. Напишем ответ.

Ответ: вероятность рождения в этой семье кареглазого праворукого ребенка равна 1/4.
Ниже приведена полная краткая запись решения этой задачи. Она не содержит многочисленных объяснений и рассуждений. Однако использование специальных символов и приемов наглядно демонстрирует ход решения задачи и последовательность выполненных нами действий.

Решение задачи

Этап 1. Оформим краткую запись условия задачи и найдем генотипы родителей.




Пара альтернативных признаков Аллели Возможные генотипы

генов




Кареглазость А А . (АА или Аа)

1 “А”

Голубоглазость а аа




Праворукость В В . (ВВ или Вb)

2 “В”

Леворукость b bb
кареглазость голубоглазость

леворукость праворукость




Р ♀ .А .а .b .b х ♂ .а .а .В .b



F₁ ♀ .а .а .В . ; ♂ .А . .b .b

голубоглазость кареглазость

праворукость леворукость

р _{(кареглазость, праворукость)} = ?
Этап 2. Ответим на основной вопрос задачи.

2 х 1 = 2 1 х 2 = 2



Р ♀ А а b b х ♂ а а В b
Типы гамет Аb ; аb аВ ; аb

2 2

F₁

♂ ♀	аB	аb
Аb	АаВb	Ааbb
аb	ааВb	ааbb

1 АаВb : 1 Ааbb : 1 ааВb : 1 ааbb

кареглазость кареглазость голубоглазость голубоглазость

праворукость леворукость праворукость леворукость
= р

1 кареглазость : 1 кареглазость : 1 голубоглазость : 1 голубоглазость

праворукость леворукость праворукость леворукость
р _{(кареглазость, праворукость)} = 1/(1+1+1+1) = 1/4.
Ответ: вероятность рождения в этой семье кареглазого праворукого ребенка равна 1/4.
При решении следующих задач мы будем пропускать те детальные объяснения хода решения, которые аналогичны приведенным в решении первой генетической задаче. Кроме того в ряде случаев будем применять специальные приемы, ускоряющие и облегчающие процедуру поиска ответа на вопрос задачи.

Теперь решим задачу, в которой не известны не только генотипы родителей, но даже не сказано прямо: какой из признаков является доминантным, а какой - рецессивным.

Болезнь Вильсона (нарушение синтеза белка, транспортирующего медь, ведущее к отложению меди в организме) наследуется как аутосомный признак, а потемнение эмали зубов – как сцепленный с Х-хромосомой признак. Здоровые женщина и мужчина, имеющие темный цвет зубов, вступили в брак. Их сын здоров и имеет нормальный цвет зубов, а дочь страдает болезнью Вильсона и имеет темный цвет зубов.

Чему равна вероятность рождения в семье еще одного здорового сына с нормальным цветом зубов?

_____________________________________________________________________

Решение.

1. 
   Для того, чтобы ответить на вопрос задачи, необходимо найти генотипы родителей. В свою очередь, для того, чтобы найти генотипы родителей, сначала необходимо определить: какой из признаков является доминантным, а какой – рецессивным.
   

Эта задача – на дигибридное скрещивание, поскольку в условии задачи упоминаются альтернаимвные приявления двух признаков, один из которых связан с особенностями синтеза медь-транспортирующего белка, а другой – с цветом эмали зубов. Поэтому для обозначения разных генов возьмем две буквы алфавита «А» и «В». Пусть ген «А» отвечает за аутосомный признак, обусловливающий развитие (или отсутствие) болезни Вильсона, а ген «В» - за сцепленный с Х-хромосомой признак – цвет зубов. Аллели гена «В» расположены в Х-хромосоме, поэтому для обозначения его аллелей будем использовать символ Х-хромосомы. Оформим модифицированную таблицу “признак-ген”, ставя вместо аллелей генов точки, так как в условии задачи прямо не сказано, какой из альтернативных признаков является доминантным, а какой - рецессивным. По этой же причине остается незаполненным третий столбец таблицы.

Сначала проведем анализ скрещивания по первому признаку: отсутствие – наличие болезни Вильсона. Обращает на себя внимание следующее: у здоровых родителей рождается дочь с болезнью Вильсона. Нам известно, что доминатный признак не может появиться в потомстве особей с рецессивным признаком. Скорее, наоборот, рецессивный признак может появиться в потомстве особей с доминантным признаком. Такое бывает тогда, когда родительские особи гетерозиготны, и в их генотипе присутствует рецессивный аллель, подавляемый жоминантным аллелем. Это значит, что болезнь Вильсона наследуется как рецессивный признак, а отсутствие болезни Вильсона – как доминантный признак. Это позволяет нам начать оформлять второй столбец таблицы. Напишем на первой строке рядом с точкой аллель а, а на второй строке – аллель А. Такая запись будет означать, что по условию задачи нам не было известно, какой из аллелей гена “А” является доминантным, а какой – рецессивным, и мы сами определили это.

Теперь проведем анализ скрещивания по второму признаку, обусловленному аллелями гена “В”. Сын с нормальным цветом зубов родился у родителей с темными зубами, причем он получил Х-хромосому с аллелем, обусловливающим нормальный цвет эмали зубов, от своей матери. От своего отца он получил Y-хромосому, не содержащую аллель гена “B”. Поэтому при анализе следует учитывать фенотип только матери, на принимая во внимание фенотип отца. У матери темный цвет зубов; это значит, что аллель, передаваемый ею сыну, находится в подавленном состоянии, то есть, являертся рецессивным. Таким образом, нормальный цвет зубов – это рецессивный признак, а Следовательно, темный цвет зубов – доминантный признак. Напишем на третьей строке рядом с точкой Х-хромосомы аллель А, а на четвертой строке строке – аллель а. После записи генотипов в третьем столбце таблица приобретает следующий вид.



Пара альтернативных признаков Аллели Возможные генотипы

генов




Болезнь Вильсона .а аа

1 “А”

Отсутствие болезни Вильсона .А А . (АА или Аа)




Темные зубы Х^.В ♀ Х^BХ^. (Х^BХ^B или Х^BХ^b); ♂ Х^BY

2 “В”

Нормальные зубы Х^.b ♀ Х^bХ^b; ♂ Х^bY

5. Используя таблицу, для каждой особи напишем рядом с точками те аллели ее генотипа, наличие которых можно определить по личному фенотипу этой особи. Для этого построчно читаем таблицу и рядом с тосками в краткой записи скрещивания записывает аллели, входящие в состав того генотипа, который соответствует признаку, указанному на строке. После выполнения этой процедуры Краткая запись скрещивания приобретает следующий вид.

Краткая запись скрещивания приобретает следующий вид.

Найдя генотипы родитеоей, мы может приступить к поиску ответа на основной вопрос задачи.

7. Сначала напишем найденные нами геноимпы родителей, затем составим план по гаметам и напишем типы гамет, которые образуют родительские особи. После составления плана по зиготам, оформления решетки Пеннета и записи возможных генотипов особей F₁ запись хода решения задачи приобретает следующий вид.


2 х 2 = 4 2 х 2 = 4




Р ♀ А а Х ^ВХ ^b х ♂ А а Х^ВY
Типы гамет АХ^В; АХ^b; аХ^В ; аХ^b АХ^В; АY; аХ^В ; аY

4 4 4 х 4 = 16

F₁

Отойдем от традиционной формы оформления задачи, включающей в себя запись фенотипов всех особей F₁. Для расчета вероятности нам достаточно будет найти количество особей с требуемым фенотипом – отсутствие болезни Вильсона и нормальный цвет зубов. Введем дополнительные обозначения: одной линией подчеркнем в записи генотипов комбинации аллелей, обеспечивающие формирование признака “отсутствие болезни Вильсона”, а двумя линиями - комбинации аллелей, обеспечивающие формирование признака “нормальные зубы”. Как видно из таблицы “признак - ген”, первый признак будет формироваться у организмов с генотипом А . , а второй признак – у организмов с генотипом Х^bХ^b и Х^bY. Поэтому фрагменты А . генотипов особей F₁ подчернем одной линией, а фрагменты Х^bY генотипов – двумя линиями. Затем обведем окружность вокруг тех генотипов особей, у которых будет подчеркнут весь генотип: один его фпагмет – одной волнистой линией, а другой – двумя. Затем найдем численное значение вероятности и напишем ответ. После выполнения всех процедур решетка Пеннета и расчет вероятности выглядят следующим образом.