Расщепление фенотипов при полигенном (полимерном) наследовании роста и цвета кожи у человека

Множественное взаимодействие генов

Задача 450.
Экзотический зверь виолет может иметь различную окраску. Она определяется серией множественных аллелей: V> v₁ > v. При этом наблюдается неполное доминирование: VV- черные, Vv₁ – фиолетовые, Vv – лиловые, v₁v₁ – сиреневые, v₁v – светло-голубые, vv – белые. У селекционера есть пара виолетов – фиолетовый и лиловый.
Селекционер решил вывести сиреневых виолетов. Какие скрещивания он должен провести для этого, если на ферме присутствуют только фиолетовые и лиловые виолеты?
Решение:
Из условий задачи вытекает следующее:
V — чёрная окраска виолета;
v — белая окраска виолета;
v₁ — сиреневая окраска виолета;
Vv₁ – фиолетовые виолеты; 
Vv – лиловые виолеты;
v₁v₁ – сиреневые виолеты — ?Для выведения сиреневых виолетов селекционер, имея в своём распоряжения фиолетового и лилового виолетов, должен провести как минимум два скрещивания: 1) скрещивание этих виолетов друг с другом; 2) скрещивание между собой из F₁ фиолетового и светло-голубого виолетов. В результате второго скоещивания селекционер получит потомство, в котором  будет примерно 25% сиреневых виолетов. Затем, при скрещивании между собой светло-голубых виолетов, в дальнейшем можно всегда получать потомство чистых линий светло-голубых виолетов. 

1. Селекционер должен скрестить фиолетовых виолетов с лиловыми.

Схема скрещивания (1)
P: Vv₁     x      Vv
Г: V; v₁           V; v
F₁: VV — 25%; Vv — 25%; Vv₁ — 25%; v₁v — 25%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу — 1:1:1:1.
Фенотип:
VV — чёрные виолеты — 25%; 
Vv — лиловые виолеты — 25%; 
Vv₁ — фиолетовые виолеты — 25%; 
v₁v — светло-голубые виолеты — 25%.
Наблюдается 4 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу — 1:1:1:1.

Видео:Типы наследования: доминантный, рецессивный, аутосомный, сцепленный с поломСкачать

2. Затем, селекционер скрестил между собой фиолетовых и светло-голубых виолетов из потомства F₁
Схема скрещивания (2)
Р: Vv₁   х    v₁v
Г: V; v₁       v₁; v 
F₂: Vv₁ — 25%; Vv – 25%; v₁v₁ — 25%; v₁v — 25%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу — 1:1:1:1.
Фенотип:
Vv₁ — фиолетовые виолеты — 25%; 
Vv — лиловые виолеты – 25%; 
v₁v₁ — сиреневые виолеты — 25%; 
v₁v — светло-голубые виолеты — 25%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу — 1:1:1:1.

3. Теперь, селекционер должен отобрать для скрещивания из потомства F₂ сиреневых виолетов и скрестить их друг с другом
Схема скрещивания (3)
Р: v₁v₁   х    v₁v₁
Г: v₁              v₁
F₃: v₁v₁ — 100%.
Фенотип:
v₁v₁ — сиреневые виолеты — 100%.
Наблюдается единообразие потомства.

Таким образом, селекционеру для выведения сиреневых виолетов необходимо провести три скрещивания.

Как наследуется рост у человека

Задача 451. 
Рост супругов: 165 см и 180 см.
Определите вероятность в (%) рождения детей с ростом 180 см в данной семье.
Решение:
Рост человека определяется взаимодействием нескольких пар генов: А₁ и а₁, А₂ и а₂, А₃ и а₃. Люди с генотипом а₁а₁а₂a₂a₃a₃ имеют рост 150 см., с генотипом А₁А₁A₂A₂A₃A₃ — 180 см. (каждый доминантный ген прибавляет к росту 5 см.).
Тогда можно записать:
А₁А₁A₂A₂A₃A₃ — 180 см;
а₁а₁а₂a₂a₃a₃ — 150 см;
А₁а₁A₂а₂A₃а₃ — 165 см.

Схема скрещивания
Р: А₁а₁A₂а₂A₃а₃       х       А₁А₁A₂A₂A₃A₃
Г: А₁А₂А₃; А₁А₂а₃;            А₁А₂А₃
     А₁а₂а₃; а₁а₂а₃;
     а₁а₂А₃; а₁А₂А₃;            
     а₁А₂а₃; А₁а₂А₃
F₁: А₁А₁A₂A₂A₃A₃ — 12,5%; А₁А₁A₂A₂A₃а₃ — 12,5%; А₁А₁A₂а₂A₃а₃ — 12,5%; А₁а₁A₂а₂A₃а₃ — 12,5%; А₁а₁A₂а₂A₃А₃ — 12,5%; А₁а₁A₂A₂A₃A₃ — 12,5%; А₁а₁A₂A₂A₃а₃ — 12,5%; А₁А₁A₂а₂A₃A₃ — 12,5%.
Наблюдается 8 типов генотипа. Расщепление по генотипу — 1:1:1:1:1:1:1:1.
Фенотип:
А₁А₁A₂A₂A₃A₃ — 180 см — 12,5%; 
А₁А₁A₂A₂A₃а₃ — 175 см — 12,5%; 
А₁А₁A₂а₂A₃а₃ — 170 см — 12,5%; 
А₁а₁A₂а₂A₃а₃ — 165 см — 12,5%; 
А₁а₁A₂а₂A₃А₃ — 170 см — 12,5%; 
А₁а₁A₂A₂A₃A₃ — 175 см — 12,5%; 
А₁а₁A₂A₂A₃а₃ — 170 см — 12,5%;
А₁А₁A₂а₂A₃A₃ — 175 см — 12,5%.
Наблюдаемый фенотип:
рост 180 см — 12,5%; 
рост 175 см — 37,5%; 
рост 170 см — 37,5%; 
рост 165 см — 12,5%.
Наблюдается 4 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу — 12,5% : 37,5% : 37,5% : 12,5% = 1 : 3 : 3 : 1.

Ответ: вероятность рождения в данной семье детей с наследованием роста 180 см составляет 12,5%.
 

Полигенное наследование цвета кожи у человека

Видео:Сцепленное наследование генов и кроссинговерСкачать

Задача 452.
Пигмент меланин отвечает за темное окрашивание кожи, и существует по крайней мере три гена, которые контролируют цвет кожи человека.
Какой цвет кожи будет у детей, если отец белый, а у матери кожа смуглая?
Решение:
Цвет кожи человека определяется четырьмя (или, по другим данным, пятью) генами, ответственными за выработку пигмента меланина. (Кумулятивная полимерия¹). Так «А₁А₁А₂А₂А₃А₃А₄А₄» — генотип негра, «а₁а₁а₂а₂а₃а₃а₄а₄» — генотип белого человека. Но мы будем для удобства обозначать генотипы по цвету кожи дувя буквами: «А₁А₁А₂А₂» — негр и «а1а1а2а2» — белый человек. При различных сочетаниях этих двух пар аллелей, определяющих цвет кожи у человека, получаются следующие комбинации: проявления фенотипа по цвету кожи:
A₁A₁A₂A₂ — черная кожа;
A₁A₁A₂a₂ — темная кожа; 
A₁a₁A₂a₂ — смуглая кожа (мулат);
A₁a₁a₂а₂  — светлая кожа; 
a₁a₁a₂a₂ — белая кожа.
Возможные генотипы по цвету кожи:
А₁А₁А₂А₂ — дигомозигота — негр;
а₁а₁а₂а₂ — дигомозигота — белый человек;
A₁A₁А₂а₂, A₁a₁А₂А₂ — темный мулат;
A₁A₁а₂а₂, A₁a₁А₂а₂, a₁a₁А₂А₂ — средний мулат (мулат);
a₁a₁А₂а₂, A₁a₁а₂а₂ — светлый мулат. 
Наследование цвета кожи у человека является примером кумулятивной (накопительной) полимерии. Полимерия — взаимодействие неаллельных множественных генов, однонаправленно влияющих на развитие одного и того же признака; степень проявления признака зависит от количества доминантных генов. Полимерные гены обозначаются одинаковыми буквами, а аллели одного локуса имеют одинаковый нижний индекс.
Полимерное взаимодействие неаллельных генов может быть кумулятивным и некумулятивным.
При кумулятивной (накопительной) полимерии степень проявления признака зависит от суммарного действия нескольких генов. Чем больше доминантных аллелей генов, тем интенсивнее проявляется доминантный признак (в нашем случае выработка пигмента меланинаа). Если отец белый, то его генотип — a₁a₁a₂a₂ (дигомозигота),а у матери кожа смуглая, значит у неё генотип — A₁a₁A₂a₂ (дигитерозигота).
Схема скрещивания
Р: a₁a₁a₂a₂      х     A₁a₁А₂a₂   
Г: а₁а₂                   А₁А₂; А₁а₂; а₁А₂; а₁а₂
F₁: A₁a₁А₂a₂ — 25%; А₁а₁а₂а₂ — 25%; а₁а₁А₂а₂ — 25%; a₁a₁a₂a₂ — 25%.
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщеплениие по геноттипу — 1:1:1:1.
Фенотип:
A₁a₁А₂a₂ — смуглая кожа (темный мулат) — 25%; 
А₁а₁а₂а₂ — светлая кожа (средний мулат) — 25%; 
а₁а₁А₂а₂ — светлая кожа (средний мулат) — 25%; 
a₁a₁a₂a₂ — белая кожа (белый человек) — 25%.
Наблюдаемый фенотип:
смуглая кожа (темный мулат) — 25%;
светлая кожа (средний мулат) — 50%;
белая кожа (белый человек) — 25%.
Наблюдается 3 типа фенотипа. Расщеплениие по феноттипу — 1:2:1. 

Выводы:
1) в данном браке вероятность рождения детей будет составлять: со смуглой кожей (тёмный мулат) составляет 25%; с светлой кожей (средний мулат) — 25%; с белой кожей (белый человек) — 25%.
 

Задача 453. 
В брак вступили мулатка (её отец был негр) и тёмный мулат (А₁А₁А₂а₂). Какова вероятность рождения в данной семье детей — мулатов?
Решение:
А₁А₂ — выработка пигмента;
а₁а₂ — отсутствие выработки птгмента;
А₁А₁А₂А₂ — черная кожа ;
А₁А₁А₂а₂ — темная кожа; 
A₁a₁А₂а₂ — смуглая кожа;
A₁а₁а₂а₂— светлая кожа; 
а₁а₁а₂а₂ — белая кожа.
Возможные генотипы по цвету кожи:
А₁А₁А₂А₂ — дигомозигота — негр;
а₁а₁а₂а₂ — дигомозигота — белый человек;
A₁A₁А₂а₂, A₁a₁А₂А₂ — темный мулат;
A₁A₁а₂а₂, A₁a₁А₂а₂, a₁a₁А₂А₂ — средний мулат (мулат);
a₁a₁А₂а₂, A₁a₁а₂а₂ — светлый мулат. 
Рассмотрим скрещивание дигетерозиготы (мулатка) с тёмным мулатом: AaBв и ААВв.

Схема скрещивания
Р: A₁a₁А₂а₂    х    А₁А₁А₂а₂
Г: А₁А₂; А₁а₂       А₁А₂; А₁а₂
     а₁А₂; а₁а₂
F₁: AAВВ — 12,5%; ААВв — 25%; АаВВ — 12,5%; АаВв — 25%; ААвв — 12,5%; Аавв — 12,5%.
Наблюдается 6 типов генотипа. Расщепление по генотипу —  12,5% : 25% :  12,5% : 25% :  12,5% :  12,5%.
Фенотип:
A₁A₁А₂А₂— негр — 12,5%; 
А₁А₁А₂а₂ — тёмный мулат — 25%; 
А₁а₁А₂А₂ — тёмный мулат — 12,5%; 
А₁а₁А₂а₂ — средний мулат (мулат) — 25%; 
А₁А₁а₂а₂ — средний мулат — 12,5%; 
А₁а₁а₂а₂ — светлый мулат — 12,5%.
Наблюдаемый фенотип:
негр — 12,5%;
тёмный мулат — 37,5%;
средний мулат — 37,5%;
светлый мулат — 12,5%.
Наблюдается 3 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу — 12,5% : 37,5% : 37,5% : 12,5% = 1 : 3 : 3 : 1.

Ответ: вероятность рождения в данной семье детей — мулатов составляет 37,5%.
 

Задача 454.
Цвет кожи человека определяется несколькими парами неаллельных генов (по принципу полимерии). Определите вероятность рождения ребенка с белым цветом кожи в семье двух мулатов: А₁а₁А₂а₂ и А₁а₁А₂а₂.
Решение:
Наследование цвета кожи у человека является примером кумулятивной (накопительной) полимерии. При кумулятивной (накопительной) полимерии степень проявления признака зависит от суммарного действия нескольких генов. Чем больше доминантных аллелей генов, тем интенсивнее проявляется доминантный признак (в нашем случае выработка пигмента меланинаа).
При различных сочетаниях этих двух пар аллелей (А₁А₂ и а₁а₂), определяющих цвет кожи у человека, получаются следующие комбинации: проявления фенотипа по цвету кожи:
A₁A₁A₂A₂ — черная кожа;
A₁A₁A₂a₂ — темная кожа; 
A₁a₁A₂a₂ — смуглая кожа (мулат);
A₁a₁a₂а₂, а₁a₁А₂aа₂   — светлая кожа; 
a₁a₁a₂a₂ — белая кожа.
Возможные генотипы по цвету кожи:
А₁А₁А₂А₂ — дигомозигота — негр;
а₁а₁а₂а₂ — дигомозигота — белый человек;
А₁А₁А₂а₂, А₁а₁А₂А₂ — темный мулат;
А₁А₁а₂а₂, А₁а₁А₂а₂, а₁а₁А₂А₂ — мулат;
а₁а₁А₂а₂, А₁а₁а₂а₂ — светлый мулат.
Рассмотрим скрещивание дигетерозигот (средних мулатов) друг с другом: А₁а₁А₂а₂ и А₁а₁А₂а₂.

Схема скрещивания
Р: А₁а₁А₂а₂           х           А₁а₁А₂а₂
Г: А₁А₂, А₁а₂,                     А₁А₂, А₁а₂,
     а₁А₂, а₁а₂                          а₁А₂, а₁а₂
F₁: 1A₁A₁A₂A₂ — 6,25%; 2A₁A₁A₂a₂ — 12,5%; 2A₁a₁A₂А₂ — 12,5%; 4A₁a₁А₂a₂ — 25%; 2A₁a₁a₂a₂ — 12,5%; 2a₁a₁A₂a₂ — 12,5%; 1A₁A₁a₂a₂ — 6,25%; 1a₁a₁A₂A₂ — 6,25%; 1a₁a₁a₂a₂  — 6,25%.
Наблюдается 9 типов генотипа. Расщепление по генотипу — 6,25% : 12,5% : 12,5% :  25% : 12,5% :  12,5% :  6,25% : 6,25% : 6,25%  = 1 : 2 : 2 : 4 : 2 : 2 : 1 :1 : 1.
Фенотип:
A₁A₁A₂A₂ — черная кожа — 6,25%; 
A₁A₁A₂a₂ — темная кожа (темный мулат) — 12,5%; 
A1a1A2А2 — темная кожа (темный мулат) — 12,5%; 
A₁a₁A₂а₂ — смуглая кожа (мулат) — 25%; 
A₁a₁a₂a₂ — светлый мулат — 12,5%; 
a₁a₁A₂a₂ — светлый мулат — 12,5%; 
A₁A₁a₂a₂ — смуглая кожа (мулат) — 6,25%; 
a_1a1A₂A₂ — смуглая кожа (мулат) — 6,25%; 
a₁a₁a₂a₂ — белая кожа — 6,25%.
Наблюдаемый фенотип:
черная кожа — 6,25%;
темная кожа (темный мулат) — 25%;
смуглая кожа (мулат) — 37,5%;
светлый мулат — 25%;
белая кожа — 6,25%.
Наблюдается 5 типов фенотипа. Расщепление по фенотипу — 6,25% : 25% :  37,5% : 25% : 6,25%  = 1 : 4 : 6 : 4 : 1.

Видео:Задача по генетике. Сцепленное наследование. КроссинговерСкачать

Ответ: вероятность рождения ребенка с белым цветом кожи в семье двух мулатов (А₁а₁А₂а₂ и А₁а₁А₂а₂) составляет 6,25% (1/16 часть).

Комментарии:
¹При кумулятивной (накопительной) полимерии степень проявления признака зависит от суммарного действия нескольких генов.