Доминантные гены у кур. Доминантные гены у кур У кур пестрая окраска
Законы Менделя
Все мы с Вами учились в школе и на уроках биологии в вполуха слушали про опыты на горохе фантастически дотошного священника Грегора Менделя. Наверное мало кто из будущих разведенцев догадывался, что эта информация когда-нибудь будет нужна и полезна.
Давайте вместе вспомним законы Менделя, справедливые не только для гороха, но и для всех живых организмов, включая и кошек.
Первый закон Менделя – закон единообразия гибридов первого поколения: при моногибридном скрещивании все потомство в первом поколении характеризуется единообразием по фенотипу и генотипу.
Рассмотрим в качестве иллюстрации первого закона Менделя скрещивание черной кошки, гомозиготной по гену черного окраса, то есть «ВВ» и шоколадного кота, так же гомозиготного по шоколадному окрасу, а значит - «вв».
Родители (P): ВВ х вв котята (F1): Вв Вв Вв Вв
При слиянии половых клеток и образовании зиготы каждый котенок получил от отца и от матери по половинному набору хромосом, которые объединившись дали обычный двойной (диплоидный) набор хромосом. То есть от матери каждый котенок получил доминантный аллель черного окраса «В», а от отца – рецессивный аллель шоколадного окраса «в». Проще говоря, каждый аллель из материнской пары умножается на каждый аллель отцовской пары – так мы получаем все возможные в данном случае варианты сочетаний аллелей родительских генов.
Таким образом все рожденные котята первого поколения у нас получились фенотипически черными, так как над шоколадным доминирует ген черного окраса. Однако все они являются носителями шоколадного окраса, который фенотипически у них не проявляется.
Второй закон Менделя формулируется так: при скрещивании гибридов первого поколения их потомство дает расщепление в соотношении 3:1 при полном доминировании и в соотношении 1:2:1 при промежуточном наследовании (неполное доминирование).
Рассмотрим этот закон на примере уже полученных нами черных котят. При скрещивании наших котят-однопометников мы увидим следующую картину:
F1: Вв х Вв F2: Вв Вв Вв Вв
В результате такого скрещивания мы с вами получили трех фенотипически черных котят и одного шоколадного. Из трех черных котят один является гомозиготой по черному окрасу, а два других являются носителями шоколада. Фактически мы получили расщепление 3 к 1 (три черных и один шоколадный котенок). В случаях с неполным доминированием (когда гетерозигота слабее проявляет доминантный признак, чем гомозигота) расщепление будет выглядеть как 1-2-1. В нашем с Вами случае так же выглядит картина с учетом носителей шоколада.
Анализирующее скрещивание
используется для выяснения гетерозиготности гибрида по той или иной паре признаков. При этом гибрид первого поколения скрещивается с родителем, гомозиготным по рецессивному гену (вв). Такое скрещивание необходимо потому, что в большинстве случаев гомозиготные особи (ВВ) фенотипически не отличаются от гетерозиготных (Вв)
1) гибридная особь гетерозиготная (Вв),
фенотипически неотличимая от гомозиготной, в нашем случае черная, скрещивается с гомозиготной рецессивной особью (вв), т.е. шоколадным котом:
родительская пара: Вв х вв
распределение в F1: Вв Вв вв вв
т. е. в потомстве наблюдается расщепление 2:2 или 1:1, подтверждающее гетерозиготность испытуемой особи;
2) гибридная особь гомозиготна по доминантным признакам (ВВ):
Р: ВВ х вв
F1: Вв Вв Вв Вв – т.е. расщепления не происходит, а значит испытуемая особь гомозиготна.
Цель дигибридного скрещивания - проследить наследование двух пар признаков одновременно. При этом скрещивании Мендель установил еще одну важную закономерность – независимое наследование признаков или независимое расхождение аллелей и независимое их комбинирование, впоследствии названное третьим законом Менделя .
Для иллюстрации этого закона введем в нашу формулу черного и шоколадного окрасов ген осветления «d». В доминантном состоянии «D» ген осветления не работает и окрас остается интенсивным, в рецессивном гомозиготном состоянии «dd» окрас осветляется. Тогда генотип окраса черной кошки будет выглядеть как «ВВDD» (предположим, что она гомозиготна по интересующим нас признакам). Скрестим ее мы уже не с шоколадным, а с лиловым котом, который генетически выглядит как осветленный шоколадный окрас, то есть «ввdd». При скрещивании этих двух животных в первом поколении все котята получатся черными и их генотип по окрасу можно записать как ВвDd., т.е. все они будут носителями шоколадного гена «в» и гена осветления «d». Скрещивание таких гетерозиготных котят прекрасно продемонстрирует классическое расщепление 9-3-3-1, соответствующее третьему закону Менделя.
Для удобства оценки результатов дигибридного скрещивания используют решетку Пеннета, куда записывают все возможные варианты комбинации родительских аллелей (самая верхняя строка таблицы – пусть в нее будут записаны комбинации материнских аллелей, и крайний левый столбец – в него мы запишем отцовские комбинации аллелей). А так же все вероятные сочетания аллельных пар, которые могут получиться у потомков (они расположены в теле таблицы и получаются путем простого сочетания родительских аллелей на их пересечении в таблице).
Итак мы скрещиваем пару черных кошек с генотипами:
ВвDd х ВвDd
Запишем в таблицу все возможные сочетания родительских аллелей и возможные генотипы получаемых от них котят:
BD
Bd
bD
bd
BD
BBDD
BBDd
BbDD
BbDd
Bd
BBDd
BBdd
BbDd
Bbdd
bD
BbDD
BbDd
bbDD
bbDd
bd
BbDd
Bbdd
bbDd
bbdd
Итак, мы с вами получили следующие результаты:
9 фенотипически черных котят – их генотипы BBDD (1), BBDd (2), BbDD (2), BbDd (3)
3 голубых котенка – их генотипы BBdd (1), Bbdd (2) (сочетание гена осветления с черным окрасом дает голубой окрас)
3 шоколадных котенка – их генотипы bbDD (1), bbDd (2) (рецессивная форма черного окраса – «в» в сочетании с доминантной формой аллеля гена осветления дает нам шоколадный окрас)
1 лиловый котенок – его генотип bbdd (сочетание шоколадного окраса с рецессивным гомозиготным геном осветления дает лиловый окрас)
Таким образом мы получили расщепление признаков по фенотипу в соотношении 9:3:3:1.
Важно подчеркнуть, что при этом выявились не только признаки родительских форм, но и новые комбинации, давшие нам в результате шоколадный, голубой и лиловый окрасы. Это скрещивание показало независимое наследование гена, отвечающего за осветленный окрас от непосредственно окраса шерсти.
Независимое комбинирование генов и основанное на нем расщепление в F2 в соотношении 9:3:3:1 возможно только при следующих условиях:
1) доминирование должно быть полным (при неполном доминировании и других формах взаимодействия генов числовые соотношения имеют иное выражение);
2) независимое расщепление справедливо для генов, локализованных в разных хромосомах.
Третий закон Менделя можно сформулировать так: аллели каждой аллельной пары отделяются в мейозе независимо от аллелей других пар, комбинируясь в гаметах случайно во всех возможных сочетаниях (при моногибридном скрещивании таких сочетаний было 4, при дигибридном - 16, при тригибридном скрещивании гетерозиготы образуют по 8 типов гамет, для которых возможны 64 сочетания, и т. д.).
Цитологические основы законов Менделя
(Т.А. Козлова, В.С. Кучменко. Биология в таблицах. М.,2000)
Цитологические основы базируются на:
- парности хромосом (парности генов, обусловливающих возможность развития какого-либо признака)
- особенностях мейоза (процессах, происходящих в мейозе, которые обеспечивают независимое расхождение хромосом с находящимися на них генами к разным пблюсам клетки, а затем и в разные гаметы)
- особенностях процесса оплодотворения (случайного комбинирования хромосом, несущих по одному гену из каждой аллельной пары)
Дополнения к законам Менделя.
Далеко не все результаты скрещиваний, обнаруженных при исследованиях укладывались в законы Менделя, отсюда и возникли дополнения к законам.
Доминирующий признак в некоторых случаях может проявляться не полно или и вовсе отсутствовать. При этом имеет место та называемое промежуточное наследование, когда ни один из двух взаимодействующих генов не доминирует над другим и их действие проявляется в генотипе животного в равной степени, один признак как бы разбавляет другой.
В качестве примера можно привести тонкинезийских кошек. При скрещивании сиамских кошек с бурманскими рождаются котята более темные, чем сиамы, но более светлые чем бурмы – такой промежуточный окрас получил название тонкинез.
Наряду с промежуточным наследованием признаков наблюдается различное взаимодействие генов, то есть гены, отвечающие за одни признаки могут влиять на проявление других признаков:
-взаимовлияние – например ослабление черного окраса под действием гена сиамского окраса у кошек, являющихся его носителями.
-комплементарность – проявление признака возможно только под влиянием двух или более генов. Например, все табби окрасы проявляются только при наличии доминантного гена агути.
-эпистаз – действие одного гена полностью скрывает действие другого. Например доминантный ген белого окраса (W) скрывает любой окрас и рисунок, его называют так же эпистатическим белым.
-полимерия – на проявление одного признака влияет целая серия генов. Например – густота шерсти.
-плейотропия – один ген влияет на проявление серии признаков. Например, все тот же ген белого окраса (W) сцепленный с голубым цветом глаз провоцирует развитие глухоты.Так же распространенным отклонением, не противоречащим однако законам Менделя, являются сцепленные гены. То есть ряд признаков наследуются в определенном сочетании. Примером могут служить гены, сцепленные с полом – крипторхизм (самки являются его носителями), красный окрас (он передается только по Х хромосоме).
Г) Какова вероятность (в %) рождения в семье ребенка похожего на отца?
2. У человека отсутствие малых коренных зубов и шестипалость являются доминантными по отношению к норме. Мужчина с шестипалостью и отсутствием малых коренных зубов, гетерозиготный по обоим вышеупомянутым признакам вступает в брак с женщиной нормальной по этим признакам.
А) Сколько типов гамет у женщины?
Б) Какова вероятность (в %) рождения в семье ребенка, который унаследует обе аномалии отца?
В) Сколько разных фенотипов среди детей в этой семье?
Г) Какова вероятность (в %) рождения в семье здорового ребенка?
Д) Сколько разных генотипов может быть среди детей?
3. У свиней черная щетина рецессивна по отношению к белой, а длинные уши доминируют над нормальными. Скрестили свинку черную с нормальными ушами с белым хряком с длинными ушами, который гетерозиготен по обоим признакам. Какова вероятность в % получения черного поросенка с длинными ушами .
4. У человека шестипалость и гипертония – доминантны, а пятипалость и нормальное давление – рецессивны. Мужчина с шестипалостью вступил в брак с женщиной у которой гипертония, но у них родился здоровый сын.
А) Сколько типов гамет образуется у мужчины?
Б) Сколько типов гамет образуется у мужа дочери?
В) Какова вероятность (в %) рождения ребёнка с одной аномалией ?
Г) Какова вероятность (в %) рождения ребёнка с двумя аномалиями?
Д) Какова вероятность (в %) рождения здорового ребёнка?
5. У кур пестрая окраска оперения доминирует над серой, а голые ноги рецессивны по отношению к оперенным. Какое потомство получится в % от скрещивания пестрой курицы с оперенными ногами с петухом серым с голыми ногами. Известно, что курица была потомком серой курицы.
6. У собак висячие уши доминируют над стоячими, а коричневая шерсть над белой. От скрещивания чистопородных собак с висячим ушами с коричневой шерстью с чистопородными собаками, имеющими стоячие уши и белую окраску, получили гибридов F1. Гибриды F1 были скрещены с собаками, имеющими стоячие уши и белую окраску. Получили 26 щенят F2.
А) Сколько типов гамет у самца?
Б) Какова вероятность рождения в F2 щенка, с генотипом отца?
В) Сколько разных фенотипов среди щенков?
Г) Какова вероятность рождения в F2 гомозиготных щенков?
Д) Сколько разных генотипов может быть среди щенков?
7. У кошек черная шерсть доминирует над белой, а длинная над короткой. Скрестили белую, короткошерстную кошку с дигетерозиготным черным, длинношерстным самцом. Какая часть потомков будет иметь белую гладкую шерсть.
Д) Какова вероятность (в %) рождения ребёнка с не свободной мочкой уха?
13. У гусей красные лапы доминируют над желтыми, а бугорок на клюве над его отсутствием. Гетерозиготного гуся с красными лапами с бугорком скрестили с гусыней с желтыми лапами без бугорка на клюве.
А) Сколько типов гамет образуется у гуся?
Б) Какова вероятность (в частях) рождения гусенка с красными лапами?
В) Какова вероятность (в %) рождения гусенка с желтыми лапами , без бугорка?
Г) Какова вероятность (в %) рождения гусенка с бугорком?
Д) Сколько разных генотипов может быть среди гусят?
14. Красная масть рецессивная по отношению к черной, а безрогость (комолость) доминирует над рогатостью. Красная, рогатая корова от скрещивания с гетерозиготным черным, безрогим (комолым) быком принесла красного, рогатого теленка. Каковы генотипы всех животных?
15. У томата красная окраска плода доминирует над оранжевой, а отсутствие ворсинок - над их наличием. Красный сорт с ворсинками скрестили с оранжевым сортом без ворсинок. Получили гибридов F1. Их скрестили между собой. В F2 получилось 420 гибридов.
А) Сколько разных генотипов среди растений F2?
Б) Сколько получилось в F2 гомозиготных оранжевых растений?
В) Сколько разных фенотипов получилось в F1?
Г) Сколько получилось в F2 красных растений с ворсинками?
Д) Сколько растений в F2 с ворсинками?
Г) Сколько в F1 образуется гетерозиготных растений?
Д) Сколько разных генотипов может быть среди гибридов F1?
23. В семье у супругов с нормальной пигментацией кожи и нормальным давлением родился ребенок альбинос и гипотоник. Как это можно объяснить генетически, если нормальная пигментация кожи доминирует над альбинизмом, а нормальное давление над гипотонией?
24. У человека длинные ресницы доминируют над короткими, а округлая форма ногтей над трапециевидной. Мужчина с короткими ресницами и трапециевидными ногтями женился на женщине с длинными ресницами с округлыми ногтями. Отец женщины имел короткие ресницы. Определите генотипы.
25. Зеленая окраска фасоли доминирует над синей. Скрестили растения синего сорта с зеленым. Получили гибриды F128 штук. Гибриды F1 снова скрестили с растениями синего сорта и получили 344 растения F2.
А) Сколько типов гамет образует гибрид F1?
Б) Сколько разных фенотипов в F2?
В) Сколько в F2 синих растений?
Г) Сколько в F2 образуется гомозиготных растений?
Д) Сколько разных генотипов может быть среди гибридов F2?
Задача 5
При скрещивании петуха и курицы имеющих пеструю окраску перьев, получено потомство: 3 черных цыпленка, 7 пестрых и 2 белых. Каковы генотипы родителей?.
Решение
:
Если при скрещивании фенотипически одинаковых (по одной паре признаков) особей в первом поколении гибридов происходит расщепление признаков на три фенотипические группы в отношениях 1:2:1, то это свидетельствует о неполном доминировании и о том, что родительские особи гетерозиготны.
Учитывая это, запишем схему скрещивания:
Из записи видно, что расщепление признаков по генотипу составляет соотношение 1:2:1. Если предположить, что цыплята с пестрой окраской перьев имеют генотип Аа, то половина гибридов первого поколения должны иметь пеструю окраску. В условиях задачи сказано, что в потомстве из 12 цыплят 7 были пестрыми, а это действительно составляет чуть больше половины. Каковы же генотипы черных и белых цыплят? Видимо черные цыплята имели генотип АА, а белые – аа, так как черное оперение, или, точнее, наличие пигмента, как правило, доминантный признак, отсутствие пигмента (белая окраска) – рецессивный признак. Таким образом, можно сделать вывод о том, что в данном случае черное оперение у кур неполно доминирует над белым; гетерозиготные особи имеют пестрое оперение.