В.И. Титова, школа № 2, г. Анадырь, Чукотскийавтономный округ
Дигибридное скрещивание
Прирешении задач на дигибридное скрещивание мне хотелось бы обратить внимание надва момента: а) использование буквенной символики и б) способах анализаF2-поколения.
Задача9. Какое потомство получится при скрещивании чистопородного комолого(безрогого) черного быка с красными рогатыми коровами? Каким окажется следующеепоколение, полученное от скрещивания этих гибридов между собой, если известно, чтокомолость доминирует над рогатостью, а черная масть – над красной, причем геныобоих признаков находятся в разных парах хромосом?
Условиезадачи можно записать двумя способами.
1-йспособ
А– ген комолости
а– ген рогатости
В– ген черной масти
в– ген красной масти
/>ААBB – комолыйчерный
/>ааbb – рогатыекрасные
F1–? F2 – ?
2-йспособ
К– ген комолости
к– ген рогатости
Ч– ген черной масти
ч– ген красной масти
/>ККЧЧ – комолыйчерный
/>ккчч – рогатыекрасные
F1–? F2 –?
Науроках я показываю учащимся оба способа использования буквенной символики призаписи условия задачи. Они выбирают тот способ, который для них наиболееприемлем.
Второймомент, на который хотелось бы обратить внимание, –способы анализа потомков вF2. Я знакомлю учащихся с тремя способами и право выбора способа решенияоставляю за ними.
1-йспособ
Составлениерешетки Пеннета. Этот прием хорошо знаком всем учителям, поэтому я неостанавливаюсь на нем. Для нашей задачи таблица Пеннета будет выглядетьследующим образом (воспользуемся буквенной символикой второго способа записиусловия).
Таккак каждый признак контролируется одной парой аллелей, локализованных в разныхпарах хромосом, анализ каждого признака при решении задачи должен проводитьсяотдельно.
Этоправило является основой второго и третьего способов анализа потомства в F2.
2-йспособ
Позволяетнаглядно представить, какие фенотипы будут в потомстве F2 при условии, чтоанализировать генотипы не следует.
ПотомствоF2 условно изображают в виде квадрата. Так как комолость доминирует надрогатостью, мы сразу можем сказать (в соответствии с менделевским закономрасщепления), что только одна четверть всего потомства будет рогатой, аостальные три четверти комолыми.
/>
Изобразимэто наглядно, отсекая нижнюю четверть квадрата горизонтальной линией (тогдаменьший – нижний прямоугольник будет символизировать рогатую часть потомства).Независимо от этого, по признаку масти все потомство тоже должно распадаться надве неравные части: одна четверть – красные, а остальные три четверти – черные(ведь черный цвет доминирует).
/>
Таккак площадь квадрата принимается за единицу, площади его частей символизируютдоли потомства с соответствующими признаками. Как видим, 9/16 всего потомства(3/4 х 3/4) – комолые черные,
3/16(3/4 х 1/4) – рогатые черные, еще 3/16 – комолые красные и, наконец, 1/16потомства (1/4 х 1/4) – рогатые красные.
3-йспособ
Согласнозакону независимого наследования (третий закон Менделя) в потомстве F2 по каждойпаре признаков происходит расщепление по фенотипу 3: 1 и расщепление погенотипу 1: 2: 1. То есть по признаку наличия рогов можно записать(воспользуемся буквенной символикой 1-го способа записи условия):
Расщеплениепо фенотипу:
(3А_
комолые
:1аa)
рогатые
Расщеплениепо генотипу:
(1АА: 2Аа: 1аa)
Аналогично,по признаку масти, можно записать.
Расщеплениепо фенотипу:
(3В_
черные
: 1bb)
красные
Расщеплениепо генотипу:
(1BB: 2Bb: 1bb)
Объединивоба признака, запишем выражение:
(3А_ + 1аa) х
комолые рогатые
(3В_ + 1bb) =
черные красные
9А_В_ +
комолые
черные
3A_bb +
комолые
красные
3ааВ_ + рогатые
черные
1 аabb
рогатые
красные
Врезультате получили четыре фенотипические группы.
Этотспособ хорошо позволяет быстро написать не только фенотипы потомства F2, нотакже генотипы F2 поколения:
(1АА+ 2Аа + 1aa) х (1BB + 2Bb + 1bb) = 1AABB+ + 2AABb + 1AAbb + 2АаBB + 4АаBb +2Aabb +
+1aaBB+ 2aaBb + 1aabb
Удобенэтот способ и при других схемах скрещивания:
1)P: AaBb х aabb
F1:(1Aa + 1aa) х (1Bb + 1bb) = 1АаBb: 1Aabb: 1aaBb: 1aabb
2)P: AaBb х aaBb
F1:(1Aa + 1aa) х (3B_ + 1bb) = 3AaB_ + 1Aabb + 3AaB_ + 1aabb
3)Р: АаBBcc х AabbCc
F1:(3A_+ 1aa) х (Bb) х (1Cc + 1cc) = 3A_BbCc + 3A_Bbcc + 1aaBbCc + 1aaBbcc
Итогизанятия
Надеюсь,что предложенные приемы и способы решения задач позволят учителям увереннеечувствовать себя на уроках, а предлагаемые далее материалы будут полезны присоставлении упражнений и задач по генетике.
Словарьосновных понятий и терминов
Альтернативныепризнаки – взаимоисключающие, контрастные признаки.
Гаметы(от греч. «гаметес» – супруг) – половая клетка растительного или животногоорганизма, несущая один ген из аллельной пары. Гаметы всегда несут гены в«чистом» виде, т.к. образуются путем мейотического деления клеток и содержатодну из пары гомологичных хромосом.
Ген(от греч. «генос» – рождение) – участок молекулы ДНК, отвечающий за одинпризнак, т.е. за структуру определенной молекулы белка.
Геныаллельные – парные гены, расположенные в идентичных участках гомологичныххромосом.
Генотип– совокупность полученных от родителей наследственных признаков организма –наследственная программа развития.
Гетерозигота(от греч. «гетерос» – другой и зигота) – зигота, имеющая два разных аллеля поданному гену (Аа, Вb). Гетерозиготная особь в потомстве дает расщепление поданному признаку.
Гомозигота(от греч. «гомос» – одинаковый и зигота) – зигота, имеющая одинаковые аллелиданного гена (оба доминантные или оба рецессивные). Гомозиготная особь впотомстве не дает расщепления.
Гомологичныехромосомы (от греч. «гомос» – одинаковый) – парные хромосомы, одинаковые поформе, размерам, набору генов. В диплоидной клетке набор хромосом всегдапарный: одна хромосома из пары материнского происхождения, вторая – отцовская.
Признакдоминантный (от лат. «доминас» – господствующий) – преобладающий признак, проявляющийсяв потомстве у гетерозиготных особей.
Признакрецессивный (от лат. «рецессус» – отступление) – признак, который передается понаследству, но подавляется, не проявляясь у гетерозиготных потомков, полученныхпри скрещивании.
Скрещиваниеанализирующее – скрещивание испытуемого организма с другим, являющимся поданному признаку рецессивной гомозиготой, что позволяет установить генотиписпытуемого.
Скрещиваниедигибридное – скрещивание форм, отличающихся друг от друга по двум парамальтернативных признаков.
Скрещиваниемоногибридное – скрещивание форм, отличающихся друг от друга по одной пареальтернативных признаков.
Фенотип– совокупность признаков и свойств организма, проявляющаяся при взаимодействиигенотипа со средой.
Приложение
Таблица4. Модели расщепления при взаимодействии неаллельных геновВзаимодействие неаллельных генов Математическая модель расщепления Типы взаимодействия аллелей разных генов
Коэпистаз
Полуэпистаз
Изоэпистаз
Эпистаз доминантный
Эпистаз рецессивный
9: 3: 3: 1
9: 6: 1
15: 1
13: 3
12: 3: 1
9: 7
9: 3: 4
Аллели независимы
Аллели суммируются
Аллели тождественны
Доминантные аллели одного гена подавляют проявление доминантной аллели другого гена
Гомозиготные рецессивные аллели одного гена подавляют проявление доминантной или рецессивной аллели другого типа
Таблица5. Законы Г.МенделяНазвание Год Формулировка Правило единообразия гибридов первого поколения (первый закон Менделя) 1865 г. При моногибридном скрещивании у гибридов первого поколения проявляются только доминантные признаки – оно фенотипически и генотипически единообразно Закон расщепления (второй закон Менделя) 1865 г. При скрещивании гибридов первого поколения в потомстве происходит расщепление признаков в отношении 3: 1 – образуются две фенотипические группы (доминантная и рецессивная); 1: 2: 1 – три генотипические группы Закон независимого наследования (третий закон Менделя) 1865 г. При дигибридном скрещивании у гибридов каждая пара признаков наследуется независимо от других и дает расщепление 3:1, образуя при этом четыре фенотипические группы, характеризующиеся отношением 9: 3: 3: 1 (при этом образуется девять генотипических групп – 1: 2: 2: 1: 4: 1: 2: 2: 1) Гипотеза (закон) чистоты гамет 1865 г. Находящиеся в каждом организме пары альтернативных признаков не смешиваются при образовании гамет и по одному от каждой пары переходят в них в чистом виде
Таблица6. Соотношение между числом пар генов, участвующих в скрещивании, и числомфенотипических и генотипических классов в F2Число пар генов, участвующих в скрещивании Число различных сортов гамет, образуемых гибридом Число генотипов Число возможных сочетаний гамет, образованных в F1 Число фенотипов (при полном доминировании)
1
2
3
...
2
4
8
...
3
9
27
...
4
16
64
...
2
4
8
... n 2n 3n 4n 2n
Основныеправила, помогающие в решении генетических задач
Правило1.
Еслипри скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в их потомстве наблюдаетсярасщепление признаков в соотношении 3: 1, то эти особи гетерозиготны.(Моногибридное скрещивание при полном доминировании.)
Правило2.
Еслипри скрещивании фенотипически одинаковых (по одной паре признаков) особей впервом поколении гибридов происходит расщепление признака на три фенотипическиегруппы в соотношении 1: 2: 1, то это свидетельствует о неполном доминированиии о том, что родительские особи гетерозиготны. (Моногибридное скрещивание принеполном доминировании.)
Правило3.
Еслив результате скрещивания особей, отличающихся друг от друга фенотипически поодной паре признаков, получается потомство, у которого наблюдается расщеплениепо той же паре признаков в соотношении 1: 1, то одна из родительских особейбыла гетерозиготна, а другая – гомозиготна по рецессивному признаку.
Правило4.
Еслипри скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в потомстве происходитрасщепление признаков в соотношении 9: 3: 3: 1, то исходные (данные) особибыли дигетерозиготными. (Дигибридное скрещивание.)
Список литературы
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта bio.1september.ru