Решение расчетных задач по генетике на законы Менделя, Моргана, Харди-Вайнберга

Видео:Моногибридное скрещивание - правило единообразия и правило расщепленияСкачать

Наследование формы листьев у львиного зева

Задача 446.
У львиного зева растения с широкими листьями при скрещивании между собой всегда дают потомство с широкими листьями (доминантный признак), а растения с узкими листьями — потомство только с узкими листьями (рецессивный признак). При скрещивании узколистной особи с широколистной возникают растения с листьями промежуточной ширины.
1. Каким будет потомство от скрещивания двух особей с листьями промежуточной ширины? (Ответы: широколистное – 1;узколистное – 2, с листьями промежуточной ширины – 3; смесь
трех фенотипов — 4).
2. Что получится, если скрестить узколистное растение с растением, имеющим листья промежуточной ширины? (Ответы: широколистное – 1; узколистное – 2, с листьями промежуточной ширины – 3; смесь трех фенотипов – 4; 50% с листьями промежуточной ширины и 50% узколистные — 5).
3. Сколько типов мужских гамет формирует узколистное растение?
4. Сколько типов мужских гамет формирует широколистное растение?
5. Сколько типов мужских гамет формирует растение с листьями промежуточной ширины?
Решение:
А — широкие листья;
а — узкие листья;
АА — гомозигота — широкие листья;
аа — гомозигота — узкие листья;
Аа — гетерозигота — промежуточной ширины листья.

1. Схема скрещивания 
Р: Аа   х   Аа
Г: А, а     А, а
F₁: 1AA — 25%; 2Aa — 50%; 1aa — 25%.
Наблюдается 3 типа генотипа, Расщепление по генотипу — 25% : 50% : 25% = 1 : 2 : 1.
Фенотип:
AA — растения с широкими листьями — 25%; 
Aa — растения с промежуточной ширины листьями — 50%; 
aa — растения с узкими листьями — 25%.
Наблюдается 3 типа фенотипа, Расщепление по фенотипу — 25% : 50% : 25% = 1 : 2 : 1.
Если при скрещивании друг с другом организмов с доминантным признаком в потомстве наблюдается появление организмов с промежуточным типом  наследования признака, то этот признак неполностью оминантен по отношению к рецессивному, и такое наследование называется промежуточным.

2. Схема скрещивания
Р: Аа   х  аа
Г: А, а    а
F₁: Аа — 50%; аа — 50%.
Наблюдается 2 типа генотипа, Расщепление по генотипу — 50% : 50% = 1 : 1.
Фенотип:
Аа — растение с листьями промежуточной ширины — 50%; 
аа — растение с узкими листьями — 50%.
Наблюдается 2 типа фенотипа, Расщепление по фенотипу — 50% : 50% = 1 : 1.

Ответ:
1. Смесь.
2. 50% с листьями промежуточной ширины и 50% — узколистные.
3. Узколистное растение (аа) образует один тип мужских гамет — (а).
4. Широколистное растение (АА) образует один тип мужских гамет — (А).
5. Растение с листьями промежуточной ширины (Аа) образует два типа мужских гамет — (А и а).
 

Видео:2 закон. Менделя решение задачиСкачать

Наследование формы лепестков у льна по типу эпистаза

Задача 447. 
У льна форма лепестков контролируется эпистатичным взаимодействием генов. Ген А обусловливает гофрированную форму лепестков, ген а — гладкую. Эпистатичный ген I подавляет действие гена А, а ген i не оказывает влияния на форму лепестков.
При скрещивании гомозиготных растений, имеющих генотип IIAA, с растением, имеющим гладкие лепестки и генотип iiaa,получили 118 растений F₁, от самоопыления которых получили 480 гибридов F₂.
1. Сколько разных фенотипов может быть в F₁?
2. Сколько растений F₁ могли иметь гладкие лепестки?
3. Сколько разных фенотипов могло быть в F₂?
4. Сколько растений в F₂ могли иметь гофрированную форму лепестков?
5. Сколько растений с гофрированными лепестками в последующих поколениях могли давать нерасщепляющееся потомство?
Решение:
А — гофрированная форма лепестков;
а — гладкая форма лепестков;
I — ген-супрессор, препятствует проявлению доминантного гена (А); 
i — ген не влияет на форму лепестков;
А_I_ — гладкая форма лепестков;
А_ii — гофрированная форма лепестков;
ааII — гладкая форма лепестков;
aaii — гладкая форма лепестков.

Схема скрещивания
Р: IIAA  х   iiaa
Г: IA        ia
F₁: IiAa — 100%.
Фенотип:
IiAa — гладкая форма лепестков — 100%.
Наблюдается единообразие поколения.

Схема скрещивания
Р: IiAa        х       IiAa
Г: IA; iA              IA; iA
    Ia; ia                Ia; ia
F₂: 1IIAA — 6,25%; 2IiAA — 12,5%; 2IIAa — 12,5%; 4IiAa — 25%; 2iiAa — 12,5%; 2aaIi — 12,5%; 1IIaa — 6,25%; 1iiAA — 6,25%; 1iiaa — 6,25%.
Наблюдается 9 типов генотипа. Расщепление по генотипу — 1:2:2:4:2:2:1:1:1.
Фенотип:
IIAA — гладкая форма лепестков — 6,25%; 
IiAA — гладкая форма лепестков — 12,5%; 
IIAa — гладкая форма лепестков — 12,5%; 
IiAa — гладкая форма лепестков — 25%; 
iiAa — гофрированная форма лепестков — 12,5%; 
Iiaa — гладкая форма лепестков — 12,5%; 
IIaa — гладкая форма лепестков — 6,25%; 
iiAA — гофрированная форма лепестков — 6,25%; 
iiaa — гладкая форма лепестков — 6,25%.
Наблюдаемый фенотип:
гладкая форма лепестков — 81,25%;
гофрированная форма лепестков — 18,75%.
Наблюдается 2 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу — 13:3.

Отвеет:
1. В F₁ наблюдается один фенотип.
2. В F₁ 118 растений имеют гладкие лепестки.
3. В F₂ наблюдается 2 типа фенотипа.
4. 90 (480 * 0,1875 = 90) растений в F₂ могли иметь гофрированную форму лепестков.
5. 30 (480 * 0,0625 = 30) растений с гофрированными лепестками в последующих поколениях могли давать нерасщепляющееся потомство.
 

Наследование по типу кроссинговера у кукурузы 

Задача 448. 
У кукурузы в третьей хромосоме локализованы аллели, определяющие характер листовой пластинки: рецессивный ген gr — скрученные листья, доминантный ген — gr⁺ — нормальные листья и аллели, определяющие высоту растения, доминантный ген d⁺, обусловливающий нормальную высоту, и ген d — карликовость. От скрещивания гомозиготного растения нормальной высоты и с нормальной листовой пластинкой с растением, имеющим скрученные листья и карликовый рост, получили в F₁ 12 гибридов, а от скрещивания их с линией-анализатором (рецессивной гомозиготой) — 800 растений, из которых 36 были карликовыми с нормальными листьями. Ответы округлять до целых.
1. Сколько растений F_а имели оба признака в доминантном состоянии?
2. Какой процент растений F_а имели оба признака в рецессивном состоянии?
3. Сколько процентов растений F_а были карликовыми с нормальными листьями?
4. Сколько процентов растений F_а были нормальной высоты со скрученными листьями?
5. Какое расстояние (в % кроссинговера) между генами gr⁺ и d⁺?
Решение:
gr⁺ — нормальные листья;
gr — скрученные листья;
d⁺ — нормальная высота растения;
d — карликовость.
Так как аллели генов gr⁺ и d⁺ находятся в одной хромосоме, то оба признака наследуются по типу кроссинговера (сцепленное наследование). 
От скрещивания гибридов F₁ с линией-анализатором (рецессивной гомозиготой) из 800 растений F_а 36 растений были карликовыми с нормальными листьями, то примерно такое же количество растений должно быть с нормальным ростом и скрученными листьями. Определим процентное содержание карликовых с нормальными листьями растений F_а, получим:

800 — 100%
36 — х%
х% = (36 * 1100%)/800 = 4,5%.

4,5%  растений будет с нормальным ростом и скрученными листьями, т.е. растений с перекрестными признаками по фенотипу будет 9% (4,5% + 4,5% = 9%), значит кроссинговер составляет 9 морганид. 
Расстояние между генами 9 м показывает, что кроме некроссоверных гамет есть кроссоверные гаметы, причем последних будет 9%. У дигетерозиготы gr⁺d⁺||grd образуются гаметы некроссоверные: gr⁺d⁺| и grd|; их соотношение [(100% — 9%) : 2 = 45,5%] по 45,5%. Кроссоверные гаметы: *gr⁺d| и *grd⁺|, их соотношение [9 : 2 = 4,5%] по 4,5%. Значит, дигетерозигота gr⁺d⁺||grd будут иметь следующий набор гамет: gr⁺d⁺| — 45,5%; grd| — 45,5%; *gr⁺d| и *grd⁺| по 4,5%. Рецессивная гомозигота grd||grd будет иметь только гаметы — grd|, а доминантная гомозигота gr⁺d⁺||gr⁺d⁺ — 
gr⁺d⁺|. Проверим наши рассуждения, составив соответствующие схемы скрещивания.  

1. Схема скрещивания
Р: gr⁺d⁺||gr⁺d⁺   х   grd||grd
Г: gr⁺d⁺|             grd|
F₁: gr⁺d⁺||grd — 100%.
Фенотип:
gr+d+||grd — нормальные листья и нормальный рост — 100%.
Наблюдается единообразие поколения F₁.

2. Схема скрещивания
Р: gr⁺d⁺||grd      х      grd||grd
Г: gr⁺d⁺|; grd|           grd|
   некроссоверные гаметы
   *gr⁺d|; *grd⁺|
   кросс. гаметы
F_а: gr⁺d⁺||grd — 47,75%; grd||grd — 47,75%; *gr⁺d||grd — 2,25%; *grd⁺||grd — 2,25%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу — 25% : 25% : 25% : 25% = 1 : 1 : 1 : 1.
Фенотип:
gr⁺d⁺||grd — нормальные листья и нормальный рост — 45,5%; 
grd||grd — скрученные листья и карликовость — 45,5%; 
*gr⁺d||grd — нормальные листья и карликовость — 4,5%; 
*grd⁺||grd — скрученные листья и нормальный рост — 4,5%.
Наблюдается 4 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу — 45,5% : 45,5% : 4,5% : 4,5%.

Ответ:
1. 364 растения F_а имели оба признака в доминантном состоянии (gr⁺grd⁺d).
2. 45,5% растений F_а имели оба признака в рецессивном состоянии (grgrdd).
3. 4,5% растений F_а были карликовыми с нормальными листьями (gr⁺grdd).
4. 4,5% растений F_а были нормальной высоты со скрученными листьями (grgrd⁺d).
5. Расстояние (в % кроссинговера) между генами gr и d составляет 9%.
 

Структура популяции подсолнечника по наличию панцирного слоя у семени

Задача 449.
У подсолнечника наличие панцирного слоя семян доминирует над беспанцирностью. При апробации установлено, что из 500 проанализированных семян 20 — беспанцирные.
1. Какова частота рецессивного аллеля в популяции?
2. Какова частота доминантного аллеля в популяции?
3. Сколько семянок (%) является доминантными гомозиготами?
4. Сколько семянок (%) является гетерозиготами?
5. Сколько растений являются рецессивными гомозиготами (%)?
Решение:
А — наличие панцирного слоя семян;
а — беспанцирность семян;
N_общ. — 500 семян;
N(aa) = 20 семян;
р(а) = ?
p(А) = ?
p²(AA) = ?
2pg(Aa) = ?
g²(aa) = ?
Рассчитаем процентный состав рецессивных гомозигот, получим:

g²(aa) = N(aa)/N_общ. = 20/500 = 0,04 или 4%.

Зная частоту встречаемости рецессивных гомозигот (aa), рассчитаем частоту аллеля (a), получим:

q²(aа) = 4%  = 0,04.

Тогда

q(a) = 0,2.

Согласно первому следствию закона Харди-Вайнберга рассчитаем частоту встречаемости гена (A), получим:

р(A) + q(a) = 1, 
р(A) = 1 — q(a) = 1 — 0,2 = 0,8.

Используя формулу Харди-Вайнберга: р² + 2рq + q² = 1, рассчитаем генотипичекую структуру данной популяции, получим:

р(АА)² + 2рq(Аа) + q(аа)² = 1 = 100%;
р(0,8)² + 2рq(0,8 * 0,2) + q(0,2)² = 
= 0,64 или 64%(АА) + 0,32 или 32%(Аа) + 0,04 или 4%(аа) = 1 или 100%.

Ответ: 
1. Частота рецессивного аллеля в популяции составляет 0,2.
2. Частота доминантного аллеля в популяции составляет 0,8.
3. 64% семянок является доминантными гомозиготами?
4. 32% семянок является гетерозиготами?
5. 4% растений являются рецессивными гомозиготами.