Сцепленное наследование генов. Основные положения хромосомной теории наследственности Катаракта и полидактилия вызываются доминантными аллелями двух

Цвет кожи у мулатов наследуется по типу кумулятивной полимерии. При этом на данный признак отвечают два аутосомных не сцепленных гена. Сын белой женщины и негра женился на белой женщине. Может ли ребенок от этого брака быть темнее своего отца?

ДАНО:

· А 1 – меланин А 2 – меланин

· а 1 – отсутствие а 2 – отсутствие

ОПРЕДЕЛИТЬ:

· Может ли ребенок от этого брака быть темнее своего отца?

РЕШЕНИЕ:

1) P: ♀ a 1 a 1 a 2 a 2 x ♂ A 1 A 1 A 2 A 2

белая негр

G: a 1 a 2 A 1 A 2

F 1: A 1 a 1 A 2 a 2

Генотип: все гетерозиготны

Фенотип: 100%

средних мулатов

2) P: ♀ a 1 a 1 a 2 a 2 x ♂ A 1 a 1 A 2 a 2

G: a 1 a 2 A 1 A 2 ; A 1 a 2 ; a 1 A 2 ; a 1 a 2

F 2: A 1 a 1 A 2 a 2 ; A 1 a 1 a 2 a 2 ; a 1 a 1 A 2 a 2 ; a 1 a 1 a 2 a 2

Генотип: 1: 1: 1: 1

Фенотип: 1: 2: 1

средние светлые белые

ОТВЕТ:

Если отец средний мулат, а мать – белая, сын не может быть темнее своего отца.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ:

Данная задача на полимерное взаимодействие генов. При полимерном наследовании развитие одного признака контролируется несколькими парами неаллельных генов, находящихся в разных парах гомологичных хромосом. В данном случае имеет место кумулятивная (количественная, накопительная полимерия), при которой качество признака зависит от количества доминантных генов: чем их больше в генотипе, тем более выражено фенотипическое проявление (на самом деле за цвет кожи отвечают гораздо больше генов, чем указано в задаче, поэтому и цвет кожи у людей очень разнообразен).

Сцепленное наследование

№ 1. У человека локус резус-фактора сцеплен локусом, определяющим форму эритроцитов, и находится от него на рас­стоянии 3 морганид (К. Штерн, 1965). Резус-положительность и элиптоцитоз определяются доминатными аутосомными гена­ми. Один из супругов гетерозиготен по обоим признакам. При этом резус-положительность он унаследовал от одного родителя, элиптоцитоз - от другого. Второй супруг резус-отрицателен и имеет нормальные эритроциты. Определите процентные соотношения вероятных геноти­пов и фенотипов детей в этой семье.

№ 2. Катаракта и полидактилия у человека обусловлены доминантными аутосомными тесно сцепленными (т.е. не обна­руживающими кроссинговера) генами. Однако сцепленными могут быть необязательно гены ука­занных аномалий, но и ген катаракты с геном нормального строения кисти и наоборот.

1. Женщина унаследовала катаракту от своей матери, а полидактию от отца. Ее муж нормален в отношении обоих призна­ков. Чего скорее можно ожидать у их детей одновременного по­явления катаракты и полидактии, отсутствие обоих этих призна­ков или наличие только одной аномалии - катаракты или поли­дактилии.

2. Какое потомство можно ожидать в семье, где муж норма­лен, а жена гетерозиготна по обеим признакам, если известно, что мать жены также страдала обеими аномалиями, а отец ее был нормален.

3. Какое потомство можно ожидать в семье у родителей, гетерозиготных по обоим признакам, если известно, что матери обо­их супругов страдали только катарактой, а отцы - только поли­дактилией.

№ 3. Классическая гемофилия и дальтонизм наследуются как рецессивные признаки, сцепленные с Х-хромосомой. Расстоя­ние между генами определенно в 9,8 морганиды.

1. Девушка, отец которой страдает одновременно гемофилией и дальтонизмом, а мать здорова и происходит из благополучной по этим заболеваниям семьи, выходит замуж за здорового мужчи­ну. Определите вероятные фенотипы детей от этого брака.

2. Женщина, мать которой страдала дальтонизмом, а отец – гемофилией, вступает в брак с мужчиной, страдающим обоими заболеваниями. Определите вероятность рождения детей в этой семье одновременно с обоими аномалиями.

№ 4. Ген цветовой слепоты и ген ночной слепоты, насле­дующиеся через Х-хромосому, находятся на расстоянии 50 морганид друг от друга (К. Штерн, 1965). Оба признака рецессивны.

1. Определите вероятность рождения детей одновременно с обеими аномалиями в семье, где жена имеет нормальное зрение, но мать ее страдала ночной слепотой, а отец – цветовой слепотой, муж же нормален в отношении обоих признаков.

2. Определите вероятность рождения детей одновременно с обеими аномалиями в семье, где жена гетерозиготна по обоим призна­кам и обе аномалии унаследовала от своего отца, а муж имеет обе формы слепоты.

№ 5. Доминантные гены катаракты и элиптоцитоза расположены в первой аутосоме. Определить вероятные фенотипы и генотипы детей от брака здоровой женщины и дигетерозиготного мужчины. Кроссинговер отсутствует.

№ 6. Расстояние между генами С и D – 4,6 морганид. Определить % гамет каждого типа: CD, cd, Cd и cD, продуцируемых дигетерозиготным организмом.

№ 7. Гены, контролирующие у человека серповидно-клеточную анемию и b-талассемию, рецессивные, близко сцеплены в хромосоме С. Муж и жена дигетерозиготны и наследовали оба мутантных аллеля от разных родителей. Определите относительную вероятность развития этих наследственных заболеваний для их будущих детей.

№ 8. Гены, контролирующие у человека лейкодистрофию, метгемоглобинемию и одну из форм глазного альбинизма, локализованы в хромосоме 22. Лейкодистрофия и глазной альбинизм – рецессивные признаки, метгемоглобинемия – доминантный. Определите относительную вероятность развития для наследственных болезней будущих детей следующих супружеских пар: а) муж и жена здоровы; муж унаследовал от отца гены лейкодистрофии и глазного альбинизма, жена эти же гены получила от двух родителей; б) муж унаследовал от отца ген метгемоглобинемии, а от матери – ген глазного альбинизма; жена здорова и гетерозиготна по генам альбинизма и лейкодистрофии.

№ 9. Гены, влияющие на наличие резус-фактора и форму эритроцитов, находятся в одной аутосоме на расстоянии 3 морганиды. Женщина получила от отца доминантный ген Rh, обусловливающий резус-положительность, и доминантный ген Е, обусловливающий эллиптическую форму эритроцитов, а от матери – рецессивные гены резус-отрицательности rh и нормальной формы эритроцитов (е). Ее супруг резус-отрицателен и имеет нормальную форму эритроцитов. Определите вероятность рождения ребенка, фенотипически сходного по этим признакам: а) с матерью; б) с отцом.

№ 10. Мужчина получил от отца доминантный ген резус-положительности Rh и рецессивный ген, обусловливающий нормальную форму эритроцитов (е), а от матери – рецессивный ген резус-отрицательности rh и доминантный ген Е, обусловливающий образование эллиптических эритроцитов. Его супруга – резус-отрицательна, с нормальными эритроцитами. Какова вероятность (в процентах), что ребенок будет по этим признакам похож на отца?

№ 11. Женщина получила от матери аутосому с доминантным геном, обусловливающим дефект ногтей и коленной чашечки, и геном, обусловливающим группу крови А. В гомологичной хромосоме находится рецессивный ген, не влияющий на коленную чашечку, и ген I группы крови. Расстояние между генами 10 морганид. Муж имеет нормальную коленную чашечку и отсутствие дефекта ногтей и III гомозиготную группу крови. Определить возможные фенотипы в потомстве этой семьи.

Алгоритм решения задачи № 2 .

Катаракта и полидактилия у человека обусловлена доминантными аутоеомными тесно сцепленными (т.е. не обнаруживающими кроссинговера) генами. Однако, сцепленными могут быть не обязательно гены указанных аномалий, но и ген катаракты с геном нормального строения кисти и наоборот:

а) женщина унаследовала катаракту от своей матери, а
полидактилию - от отца, ее муж нормален в отношении обоих признаков.
Чего скорее можно ожидать у ее детей: одновременного проявления
катаракты и полидактилии, отсутствие обоих этих признаков или
наличие только одной аномалии?

б) какое потомство можно ожидать в семье, где муж нормален, а
жена гетерозиготна по обоим признакам, если известно, что мать жены также страдала обеими аномалиями, а отец ее был нормален;

в) какое потомство можно ожидать в семье у родителей
гетерозиготных по обоим признакам, если известно, что матери обоих
супругов страдали только катарактой, а отцы - полидактилией?

ОПРЕДЕЛИТЬ:

· F 1 – в каждой семье

РЕШЕНИЕ:

1. Запишем схему брака женщины, унаследовавшей катаракту от матери, полидактилиюот отца с мужчиной нормальным по обоим признакам.

ОТВЕТ:

Если женщина унаследовала от одного из родителей (от матери) катаракту, а от отца полидактилию, а ее муж нормален в отношении обоих признаков, то от этого брака 50 % детей могут быть с полидактилией и 50 % - с катарактой.

2. Запишем схему брака женщины, дигетерозиготной (обе аномалии от матери) с мужчиной, нормальным в отношении обоих признаков.

ОТВЕТ:

Если женщина гетерозиготна по обоим признакам, причем оба аномальных гена она унаследовала от матери, а мужчина - нормален в отношении обоих признаков, то от их брака 50 % детей будут иметь обе аномалии (и полидактилию, и катаракту), а 50 % - буду г здоровы в отношении данных патологий.

3. Запишем схему брака родителей, гетерозиготных по обоим признакам, учитывая, что матери обоих супругов страдали только катарактой, а отцы - полидактилией.

ОТВЕТ:

Если родители гетерозиготны по обоим признакам, учитывая, что матери обоих супругов страдали только катарактой, отцы - полидактилией, то 25 % детей от этого брака будут страдать катарактой, 25 % - полидактилией, и у 50 % детей проявятся обе аномалии.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ:

Задача на закон сцепленного наследования Моргана - гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются сцеплено.

Алгоритм решения задачи № 11 .

Женщина получила от матери аутосому с доминантным геном, обусловливающим дефект ногтей и коленной чашечки, и геном, обусловливающим группу крови А. В гомологичной хромосоме находится рецессивный ген, не влияющий на коленную чашечку и характер ногтей, и ген I группы крови. Расстояние между генами 10 морганид. Муж имеет нормальную коленную чашечку и отсутствие дефекта ногтей и III гомозиготную группу крови. Определить возможные фенотипы в потомстве этой семьи

ДАНО:

· А - синдром дефекта ногтей и коленной чашечки

· а - норма

· i - первая группа крови

· J A - вторая группа крови

· J B - третья группа крови

· J A , J B - четвертая группа крови

ОПРЕДЕЛИТЬ:

· Фенотипы F 1

РЕШЕНИЕ:

Возможные группы сцепления:

I , J A , J B i , J A , J B

P: ♀ A a x ♂ a a

Задача 20 . У попугайчиков-неразлучников цвет перьев определяется двумя неаллельными генами. Наличие в генотипе двух доминантных генов (хотя бы по одному из каждого аллеля) определяет зеленый цвет, наличие в генотипе доминантного аллеля в сочетании с рецессивными аллелями другого гена определяет желтый или голубой цвет. Рецессивные дигомозиготы имеют белый цвет. При скрещивании зеленых попугайчиков получено потомство из 54 зеленых, 18 желтых, 18 голубых и 6 белых. Определите форму взаимодействия генов и генотипы родителей и потомства.

Задача 21 . У дрозофил коричневый цвет глаз обусловлен наличием в генотипе доминантного аллеля А, ярко-красный – доминантного аллеля В, красный – совместным присутствием А и В. Белый наблюдается у рецессивных дигомозигот. Определите форму взаимодействия генов. Какое отношение потомков в F 2 получится при скрещивании чистоаллельных мух ААвв, ааВВ?

Задача 22. При скрещивании черных мышек (ААвв) с альбиносами (ааВВ) все первое поколение будет иметь серую окраску, обусловленную неравномерным распределением пигмента по волосу. Определите форму взаимодействия генов. Какие соотношения потомков можно ожидать в F 2 , если мыши с генотипом аавв будут альбиносами?

Задача 23 . При скрещивании краснолуковичного растения с белолуковичным в F 1 все особи имели красную окраску, а во втором поколении наблюдалось расщепление 9/16 краснолуковичных, 4/16 белолуковичных, 3/16 желтолуковичных. Определите форму взаимодействия генов. Каковы генотипы родительских растений, гибридов F 1 и желтолуковичных растений?

Задача 24 . Окраска цветков душистого горошка определяется двумя неаллельными генами. Аллель пурпурной окраски доминирует над аллелем белой окраски по обоим генам. Определите форму взаимодействия генов. Каким будет потомство от скрещивания двойной доминантной гомозиготы с двойной рецессивной гомозиготой? Каким будет соотношение пурпурных и белых цветков у гибридов второго поколения?

Задача 25. У человека различия в цвете кожи обусловлены в основном двумя парами генов, которые взаимодействуют между собой по типу полимерии: ВВСС –черная кожа, bbcc –белая кожа. Любые три аллеля черной кожи дают темную кожу, любые два – смуглую, один – светлую. У пары смуглых родителей родились белокожий и темнокожий ребенок. Можно ли установить генотипы родителей?

9. Сцепленное наследование генов

Пример: Катаракта А и полидактилия В обусловлены доминантными аутосомными тесно сцепленными генами (кроссинговер невозможен). Женщина унаследовала катаракту от своей матери, а полидактилию – от отца. Ее муж здоров в отношении обоих признаков. Чего скорее можно ожидать у их детей: одновременного проявления катаракты и полидактилии, отсутствие этих аномалий или наличие только одной из них?

Решение: Известно, что женщина является дигетерозиготной, и получила признаки от разных родителей. Это говорит о том, что ее генотип Ав - хромосома матери

а В - хромосома отца.

Ее муж здоров, следовательно, его генотип аавв – рецессивная гомозигота.

Известно также, что кроссинговер на участке между этими генами невозможен, гены являются тесно сцепленными и передаются совместно. Таким образом, у женщины может быть только два типа гамет – Ав и аВ. Составим схему скрещивания.

Задача 26. Гены А и В сцеплены и расположены на расстоянии 3,6 морганид. Какие типы гамет, и в каком соотношении образуются у особей, имеющих генотипы:

Задача 27 . Катаракта и полидактилия обусловлены доминантными аутосомными тесно сцепленными генами. Какое потомство можно ожидать в семье, где муж здоров, а жена гетерозиготна по обоим признакам, если известно, что мать жены также страдала обеими аномалиями, а отец здоров?

Задача 28 . Катаракта и полидактилия обусловлены доминантными аутосомными тесно сцепленными генами. Какое потомство можно ожидать от брака гетерозиготных по обоим признакам супругов, если известно, что матери их страдали только катарактой, а отец – полидактилией?

Задача 29 . У человека резус-фактор сцеплен с локусом, определяющим форму эритроцитов, и находится от него на расстоянии 3 морганид (кроссинговер возможен в 3 % случаев). Резус-положительность и эллиптоцитоз (эритроциты эллиптической формы) определяются доминантными аутосомными генами. Один из супругов гетерозиготен по обоим признакам. Второй супруг – резус-отрицателен и имеет нормальные эритроциты. Определить процентные соотношения вероятных генотипов и фенотипов детей в этой семье.

Задача 30 . Гомозиготное растение с пурпурными цветками и коротким стеблем скрестили с гомозиготным растением с красными цветками и длинным стеблем. У F 1 были пурпурные цветки и короткий стебель. При анализирующем скрещивании растений F 1 с двойной гомозиготной по рецессивным генам были получены следующие потомки:

52 с пурпурными цветками и коротким стеблем,

47 с пурпурными цветками и длинным стеблем,

49 с красными цветками и коротким стеблем,

45 с красными цветками и длинным стеблем.

Определить частоту рекомбинации генов окраски и длины стебля.

Пример: Катаракта А и полидактилия В обусловлены доминантными аутосомными тесно сцепленными генами (кроссинговер невозможен). Женщина унаследовала катаракту от своей матери, а полидактилию – от отца. Ее муж здоров в отношении обоих признаков. Чего скорее можно ожидать у их детей: одновременного проявления катаракты и полидактилии, отсутствие этих аномалий или наличие только одной из них?

Решение: Известно, что женщина является дигетерозиготной, и получила признаки от разных родителей. Это говорит о том, что ее генотип Ав - хромосома матери

а В - хромосома отца.

Ее муж здоров, следовательно, его генотип аавв – рецессивная гомозигота.

Известно также, что кроссинговер на участке между этими генами невозможен, гены являются тесно сцепленными и передаются совместно. Таким образом, у женщины может быть только два типа гамет – Ав и аВ. Составим схему скрещивания.

Задача 26. Гены А и В сцеплены и расположены на расстоянии 3,6 морганид. Какие типы гамет, и в каком соотношении образуются у особей, имеющих генотипы:

Задача 27 . Катаракта и полидактилия обусловлены доминантными аутосомными тесно сцепленными генами. Какое потомство можно ожидать в семье, где муж здоров, а жена гетерозиготна по обоим признакам, если известно, что мать жены также страдала обеими аномалиями, а отец здоров?

Задача 28 . Катаракта и полидактилия обусловлены доминантными аутосомными тесно сцепленными генами. Какое потомство можно ожидать от брака гетерозиготных по обоим признакам супругов, если известно, что матери их страдали только катарактой, а отец – полидактилией?

Задача 29 . У человека резус-фактор сцеплен с локусом, определяющим форму эритроцитов, и находится от него на расстоянии 3 морганид (кроссинговер возможен в 3 % случаев). Резус-положительность и эллиптоцитоз (эритроциты эллиптической формы) определяются доминантными аутосомными генами. Один из супругов гетерозиготен по обоим признакам. Второй супруг – резус-отрицателен и имеет нормальные эритроциты. Определить процентные соотношения вероятных генотипов и фенотипов детей в этой семье.

Задача 30 . Гомозиготное растение с пурпурными цветками и коротким стеблем скрестили с гомозиготным растением с красными цветками и длинным стеблем. У F 1 были пурпурные цветки и короткий стебель. При анализирующем скрещивании растений F 1 с двойной гомозиготной по рецессивным генам были получены следующие потомки:

52 с пурпурными цветками и коротким стеблем,

47 с пурпурными цветками и длинным стеблем,

49 с красными цветками и коротким стеблем,

45 с красными цветками и длинным стеблем.

Определить частоту рекомбинации генов окраски и длины стебля.

3.5.1. Ангидрозная эктодермальная дисплазия у людей передается как рецессивный, сцепленный с X-хромосомой признак. Нормальная женщина выходит замуж за мужчину, больного Ангидрозной эктодермальной дисплазией. У них рождаются больная девочка и здоровый сын. Определите вероятность рождения следующего ребенка без аномалии.

Ответ: вероятность рождения здорового ребенка составляет 50 %. Генотипы родителей Х А Х а и Х а Y

3.5.2. У человека классическая гемофилия наследуется как сцепленный

3.5.6.Катаракта и полидактилия у человека обусловлены доминантными аутосомными тесно сцепленными (т.е. не обнаруживается кроссинговера) генами. Однако сцепленными могут быть необязательно гены указанных аномалий, но и ген катаракты с геном нормального строения кисти и наоборот. Женщина унаследовала катаракту от своей матери, а полидактилию – от отца. Её муж нормален в отношении обеих признаков. Чего скорее можно ожидать у их детей: одновременного появления катаракты и полидактилии, отсутствия обоих признаков заболеваний или наличия только одной аномалии – катаракты или полидактилии?

Ход рассуждения: Фактически от родителей дети получают не отдельные гены, а хромосомы – по одной из каждой пары. По условию задачи женщина унаследовала от своей матери только катаракту, а полидактилию - от отца. Следовательно, доминантные аллели, определяющие эти заболевания, находятся в разных гомологах этой пары хромосом, то есть, имеет место ТРАНС-положение. Поскольку гены обоих заболеваний проявили полное сцепление, кроссинговера не происходит, у женщины образуется два сорта гамет.

Образец оформления решения задачи:

Ответ: Все дети этих супругов будут больны, но только одним заболеванием – у них будет или катаракта или полидактилия с вероятностью 50%.

3.5.11. Сколько типов гамет образует организм с генотипом «АаВв» при:

а) полном сцеплении генов?

б) неполном сцеплении генов?

Ответ: а)2 типа – АВ, ав

б) 4 типа – АВ, Ав, ав, аВ

3.5.12. Гипоплазия эмали наследуется как сцепленный с Х- хромосомой доминантный признак. У родителей, страдающих данным заболеванием родился сын с нормальными зубами. Какое потомство можно ожидать в этой семье?

Решение: