Министерство образования и науки Украины
Сумской национальный аграрный университет
Кафедра генетики с основами биометрии
Контрольная работа
по дисциплине:Генетика с основами биометрии,
для студентов специальности 204
Технологія виробництва та перобки продукції тваринництва.
Выполнил:студент групы ТВППТ 1 с.т.
Петренко Василий Владимирович
Проверил:Бондаренко Ю.В.
Датой «рождения» генетики можно считать 1900 год, когда Г. Де Фриз в Голландии, К. Корренс в Германии и Э. Чермак в Австрии независимо друг от друга «переоткрыли» законы наследования признаков, установленные Г. Менделем еще в 1865 году.
Генетика — наука о наследственности и изменчивости. Наследственность — это свойство дочерних организмов быть похожими на своих родителей морфологическими, физиологическими, биохимическими и другими признаками и особенностями индивидуального развития. Изменчивость — это свойство, противоположное наследственности, оно заключается в способности дочерних организмов отличаться от родителей морфологическими, физиологическими, биохимическими и другими особенностями и отклонениями в индивидуальном развитии. Наследственность и изменчивость реализуются в процессе наследования.
Элементарной единицей наследственности и изменчивости является ген. Ген — это участок молекулы ДНК, определяющий последовательность аминокислот определенного полипептида или нуклеотидов РНК.
Генетика как наука решает следующие основные задачи:
— изучение способов хранения генетической информации у разных организмов и ее материальных носителей;
— анализ способов передачи наследственной информации от одного поколения клеток и организмов к другому;
— выявление механизмов и закономерностей реализации генетической информации в процессе индивидуального развития и влияние на них условий среды;
— изучение закономерностей и механизмов изменчивости;
— поиск способов исправления поврежденной генетической информации.
Совокупность всех генов организма называется генотипом.
Совокупность всех свойств и признаков организма называется фенотипом. Фенотип развивается на базе определенного генотипа под действием факторов окружающей среды. Отдельный признак называется феном.
Гены, определяющие развитие альтернативных (взаимоисключающих) признаков, называются аллельными. Они располагаются в одинаковых локусах (местах) гомологичных (парных) хромосом.
Альтернативный признак и соответствующий ему ген, проявляющийся у гибридов первого поколения, называют доминантным, а не проявляющийся (подавленный) —рецессивным. Доминантный ген проявляется фенотипически в гомо- и в гетерозиготном состоянии, рецессивный только в гомозиготном. Аллельные гены принято обозначать одинаковыми буквами латинского алфавита: доминантный — заглавной буквой (А), а рецессивный — прописной (а).
Гомозиготным называют организм, имеющий два одинаковых аллельных гена и образующий один сорт гамет по данной паре аллелей.
Гетерозиготным называют организм, имеющий разные аллельные гены и образующий два сорта гамет по данной паре аллелей.
Если в гомологичных хромосомах находятся одинаковые аллельные гены (два доминантных — АА или два рецессивных — аа), такой организм называется гомозиготным, так как он образует один тип гамет и не дает расщепления при скрещивании с таким же по генотипу. Если в гомологичных хромосомах локализованы разные гены одной аллельной пары (Аа), то такой организм называется гетерозиготным. Он образует два типа гамет и при скрещивании с таким же по генотипу дает расщепление.
Скрещивание, при котором анализируется одна пара альтернативных признаков, называется моногибридным. Если у родительских форм учитывают две пары альтернативных признаков, скрещивание называется дигибридным.
Генетическая символика
Предложена Г. Менделем, используется для записи результатов скрещиваний: Р — родители; F — потомство, число внизу или сразу после буквы указывает на порядковый номер поколения (F1 — гибриды первого поколения — прямые потомки родителей, F2 — гибриды второго поколения — возникают в результате скрещивания между собой гибридов F1); × — значок скрещивания; G — мужская особь; E — женская особь; A — доминантный ген, а — рецессивный ген; АА — гомозигота по доминанте, аа — гомозигота по рецессиву, Аа — гетерозигота.
Первый закон Менделя.
Прежде чем проводить опыты, Г. Мендель получил чистые линии растений гороха с альтернативными признаками: гомозиготные доминантные (АА, с желтыми семенами) и гомозиготные рецессивные (аа, с зелеными семенами) особи, которые в дальнейшем скрещивались друг с другом.
Р АА х аа
Жел. Зел.
G А а
F1 Аа
При анализе результатов скрещивания оказалось, что все потомки в первом поколении одинаковы по фенотипу (желтые) и генотипу (гетерозиготны) — закон единообразия гибридов первого поколения( первый закон). Он формулируется следующим образом: при скрещивании гомозиготных особей, анализируемых по одной паре альтернативных признаков, наблюдается единообразие гибридов первого поколения как по фенотипу, так и по генотипу.
Условия выполнения первого закона Менделя.
Для проявления законов Менделя необходимо соблюдение следующих условий;
— доминирование должно быть полным;
— должна быть равная вероятность образования гамет и зигот разного типа и равная вероятность выживания потомков с разными генотипами (не должно быть летальных генов).
Промежуточный характер наследования.
Доминантный ген не всегда полностью подавляет проявление рецессивного гена. В этом случае гибриды первого поколения не воспроизводят признаки родителей — имеет место промежуточный характер наследования. Во втором поколении доминантные гомо- и гетерозиготы будут отличаться фенотипически и расщепление по фенотипу и генотипу будет одинаковым (1:2:1).
Например, при скрещивании гомозиготных растений ночной красавицы с красными (АА) и белыми (аа) цветками первое поколение получается с розовыми цветками (промежуточное наследование). Во втором поколении расщепление по фенотипу и по генотипу, будет: 1 часть растений с красными цветками (доминантные гомозиготы), две — с розовыми (гетерозиготы) и одна — с белыми (рецессивные гомозиготы).
Р АА х аа Р Аа х Аа
Крас. Бел. Роз. Роз.
G А а G А а А а
F1 Аа F2 АА Аа Аа аа
Роз. Кр. Роз. Роз. Бел.
Второй закон Менделя.
При скрещивании гибридов первого поколения между собой (т.е. гетерозиготных особей) получается следующий результат:
P(F1) Аа х Аа
G А а А а
F1 АА Аа Аа аа
Каждая из гетерозигот образует по два типа гамет, т.е. возможно получение четырех их сочетаний: 1АА, 2Аа, 1аа, вероятность образования которых равная. По фенотипу особи АА и Аа неотличимы (желтые), поэтому наблюдается расщепление в отношении 3:1 (три части потомков с желтыми семенами и одна часть с — зелеными). По генотипу соотношение будет: 1АА (одна часть растений — гомозиготы по доминантному признаку): 2Аа (две части растений — гетерозиготы) : 1 аа (одна часть растений — гомозиготы по рецессивному признаку).
Второй закон Менделя — закон расщепления — формулируется следующим образом: при скрещивании гетерозиготных особей, анализируемых по одной паре альтернативных признаков, наблюдается расщепление в соотношении 3:1 по фенотипу и 1:2:1 по генотипу.
Условия выполнения второго закона Менделя.
Для проявления законов Менделя необходимо соблюдение следующих условий;
— доминирование должно быть полным;
— должна быть равная вероятность образования гамет и зигот разного типа и равная вероятность выживания потомков с разными генотипами (не должно быть летальных генов);
Цитологические основы законов Менделя.
Цитологические основы законов Менделя составляют закономерности расхождения гомологичных хромосом и хроматид и образования гаплоидных половых клеток в процессе мейоза и случайное сочетание гамет при оплодотворении.
Анализирующее скрещивание.
Для установления генотипа особи с доминантным признаком при полном доминировании применяют анализирующее скрещивание. Для этого данный организм скрещивают с рецессивным гомозиготным по данной аллели. Возможны два варианта результатов скрещивания:
1) Р АА х аа 2) Р Аа х аа
G А а G А а а
F1 Аа F1 Аа аа
Если в результате скрещивания получается единообразие гибридов первого поколения, то анализируемая особь является гомозиготной, а если в F1 произойдет расщепление признаков 1:1, то — гетерозиготной.
Задача
Гладкая окраска арбузов наследуется как рецессивный признак. Какое потомство получится от скрещивания двух гетерозиготных растений с полосатыми плодами?
Ответ
А - полосатая окраска арбузов, а- гладкая окраска арбузов. Гетерозиготные растения с полосатыми плодами имеют генотип Аа.
Родители: Аа × Аа
Гаметы: А а А а
Предполагаемое потомство: АА полосатые арбузы, Аа полосатые арбузы, Аа полосатые арбузы, аа гладкие арбузы. Расщепление по фенотипу 3:1, расщепление по генотипу 1:2:1
Задача
Ген черной масти у крупнорогатого скота доминирует над геном красной масти. Какое потомство F1 получится от скрещивания чистопородного черного быка с красными коровами? Какое потомство F2 получится от скрещивания между собой гибридов?
Решение
А – ген черной масти,
А – ген красной масти.
1. Красные коровы несут рецессивный признак, следовательно, они гомозиготны по рецессивному гену и их генотип – аа.
2. Бык несет доминантный признак черной масти и является чистопородным, т.е. гомозиготным. Следовательно, его генотип АА.
3. Гомозиготные особи образуют один тип гамет, поэтому у красных коров образуются гаметы несущие рецессивный ген, а у черного быка – гаметы, несущие доминантный ген.
4. Они могут сочетаться только одним способом, в результате чего образуется единообразное поколение F1 с генотипом Аа.
5. Гетерозиготы с равной вероятностью формируют гаметы, содержащие гены А и а. Их слияние носит случайный характер, поэтому в F2 будут встречаться животные с генотипами АА (25%),Аа (50%) и аа (25%), т.е. особи с доминантным признаком будут составлять примерно 75%.
Запись скрещивания
Р: ♀ аа х ♂ АА
G: а А
F1 Аа
расщепление по генотипу: 100% гетерозиготы
расщепление по фенотипу: 100% черные.
Р: ♀ Аа х ♂ Аа
G: А а А а
F2 АА, Аа, Аа, аа
Расщепление по генотипу: 1 : 2 : 1,
Расщепление по фенотипу: 75% вероятность появления потомства с черным окрасом (АА, Аа)
25% -вероятность появления потомства с красным окрасом (аа).
Ответ: при скрещивании чистопородного черного быка с красными коровами все потомство будет черного цвета. При скрещивании между собой гибридов F1в их потомстве (F2) будет наблюдаться расщепление: по генотипу 1 : 2 : 1 и по фенотипу: ¾ особей будут черного цвета, а ¼ - красного.
Задача
Плоды томата бывают круглыми и грушевидными. Ген круглой формы доминирует. В парниках высажена рассада, полученная из гибридных семян. 31750 кустов имели плоды грушевидной формы, а 92250 – круглой. Сколько было среди выросших кустов гетерозиготных растений?
Решение
А – круглая форма, а – грушевидная форма. 1. Рассада была получена из гибридных (гетерозиготных) растений. Их генотип – Аа. Расщепление в потомстве, близкое к 3 : 1, подтверждает это предположение. 2. Среди растений с круглой формой плодов имеются гетерозиготы (Аа) и гомозиготы (АА). Поскольку в F2 при моногибридном скрещивании наблюдается расщепление по генотипу в пропорции 1 : 2 : 1, то гетерозиготных растений должно быть от общего числа растений с доминантным признаком, т.е. 92290 · 2/3 = 61500, или в 2 раза больше, чем растений с рецессивным признаком: 31750 · 2 = 63500. Ответ Гетерозиготных растений было примерно 62500.
Третий закон Менделя.
Если у родительских форм учитывают две пары альтернативных признаков, скрещивание называется дигибридным.
Изучив наследование одной пары аллелей, Мендель проследил наследование двух признаков одновременно. С этой целью он использовал гомозиготные растения гороха, отличающиеся по двум парам альтернативных признаков: семена желтые гладкие (А, В — доминантные признаки) и зеленые морщинистые (a, b — рецессивные признаки).
Р ААВВ х aabb
Жел., глад. Зел., морщ.
G АВ аb
F1 АаВb ---- Жел. глад.
В результате такого скрещивания в первом поколении он получил растения, у которых все семена были желтые гладкие. Этот результат подтверждает, что закон единообразия гибридов первого поколения проявляется не только при моногибридном скрещивании, но и при дигибридном.
Полученные гибриды первого поколения (АаВЬ) будут давать четыре типа гамет в равном соотношении.
Следовательно, возможно 16 вариантов их сочетаний. Для удобства записи пользуются решеткой Пеннета, в которой по горизонтали записывают женские гаметы, а по вертикали — мужские:
P(Fi) АаВb Х АаВb
Жел .глад. Жел .глад
G АВ Аb аВ аb АВ Аb аВ аb
| | АВ | Ab | аВ | ab |
| АВ | ААВВ | ААВЬ | АаВВ | АаВЬ |
| АЬ | ААВЬ | AAbb | АаВЬ | Aabb |
| аВ | АаВВ | АаВЬ | ааВВ | ааВЬ |
| ab | АаВЬ | Aabb | ааВЬ | aabb |
F2 9 А-В-; З А-bb; З ааВ- ; l aabb
Краткая запись генотипа (А-В-) применяется для обозначения фенотипа особи, так как независимо от второй аллели (А или а) фенотип особи будет доминантный (желтый). Легко подсчитать, что по фенотипу потомство делится на 4 группы: 9 частей растений с желтыми гладкими семенами (А-В-), 3 части — с желтыми морщинистыми (A-bb), 3 части с зелеными гладкими (ааВ-) и 1 часть — с зелеными морщинистыми (aabb). Если учесть расщепление по одной паре признаков (желтый и зеленый цвет, гладкая и морщинистая поверхность), то получится: 9+3 особи с желтыми (гладкими) и 3 + 1 особи с зелеными (морщинистыми) семенами. Их соотношение равно 12:4, или 3:1. Следовательно, при дигибридном скрещивании каждая пара признаков в потомстве дает расщепление независимо от другой пары, как и при моногибридном скрещивании. При этом происходит случайное комбинирование генов, приводящее к новым сочетаниям признаков, которых не было у родительских форм. В нашем примере исходные растения гороха имели желтые гладкие и зеленые морщинистые семена, а во втором поколении, кроме таких сочетаний признаков, получены растения с желтыми морщинистыми и зелеными гладкими семенами.
Отсюда следует третий закон Менделя — закон независимого комбинирования признаков: при скрещивании гомозиготных особей, анализируемых по двум или нескольким парам альтернативных признаков, во втором поколении наблюдается независимое комбинирование генов разных аллельных пар и соответствующих им признаков.
Цитологические основы законов Менделя.
Цитологические основы законов Менделя составляют закономерности расхождения гомологичных хромосом и хроматид и образования гаплоидных половых клеток в процессе мейоза и случайное сочетание гамет при оплодотворении.
Условия выполнения третьего закона Менделя.
Для проявления законов Менделя необходимо соблюдение следующих условий;
— доминирование должно быть полным;
— должна быть равная вероятность образования гамет и зигот разного типа и равная вероятность выживания потомков с разными генотипами (не должно быть летальных генов);
гены разных аллельных пар должны локализоваться в разных негомологичных хромосомах.
Задача
Скрестили томаты нормального роста с красными плодами с томатами-карликами с красными плодами. В F1 все растения были нормального роста; 75%-с красными плодами и 25%- с жёлтыми. Определите гнотипы родителей и потомков,если известно,что у томатов красный цвет плодов доминирует над жёлтым,а нормальный рост-над карликовостью.
Решение
А-Красн.
а-жёлт.
B-Норм.
b-карл.
Р: A?B? x A?bb
F1: 3 Красн.Норм. : 1 жёлт.Норм.
AABb aaBb
AaBb
AaBb
По каждой паре признаков.
3:1 по цвету => P: гетерозиготы Aa и Aa
1:1 по росту => P: гетерозигота и гомозигота Bb и bb
Ответ.
P: AaBb x Aabb и генотипы потомков см. F1
Задача
У морских свинок ген черной окраски шерсти W доминирует над аллелем w, обуславливающим белую окраску. Короткошерстность определяется доминантным геном L, а длинношерстность его рецессивным аллелем l. Гены окраски и длины шерсти наследуются независимо. Гомозиготное черное короткошерстное животное было скрещено с гомозиготным белым длинношерстным. Какое потомство получится от возвратного скрещивания свинок из F1 c родительской особью?
| Дано: W – черная окраска w – белая окраска L – короткошерстность l – длинношерстность Р: ♀ гомозиготная чёрная короткошёрстная ♂ гомозиготный белый длинношёрстный Определить: F2 - ? Решение Р: ♀ WWLL x ♂ wwll n ♀ WL ♂ wl WwLl F1 генотип WwLl фенотип чёрные короткошёрстные Р: ♀ WwLl х ♂ wwll n ♀ WL Wl wL wl ♂ wl WwLl Wwll wwLl wwll F2: генотипы 1WwLl : 1Wwll : 1 wwLl : 1wwll фенотипы 1 (чёрные короткошёрстные) : 1 (чёрные длинношёрстные) : 1 (белые короткошёрстные) : 1 (бёлые длинношёрстные) Ответ 25% (чёрные короткошёрстные), 25% (чёрные длинношёрстные), 25% (белые короткошёрстные), 25% (бёлые длинношёрстные |