Содержание занятия

Преподаватель знакомит студентов с основными типами и закономерностями наследования признаков, поясняет алгоритм решения задач на конкретном примере, условные обозначения генов, контролирующих альтернативные признаки, схему скрещивания исходных родительских форм, образующиеся гаметы, потомство первого и второго поколений. Поясняет определение фенотипов и генотипов потомства, их соотношение и оформление задач по генетическому анализу.

Задача 1. Моногибридное скрещивание, полное доминирование

При скрещивании двух сортов гороха с пурпурными и белыми цветками были получены растения первого поколения гибридов F₁ с пурпурными цветками. После самоопыления этих растений получено 48 гибридов F₂ с пурпурными и белыми цветками. 1) Какой генотип имеют растения F₁? 2) Сколько типов гамет образует растение F₁? 3) Сколько генотипов и фенотипов сформируется во втором поколении гибридов? 4) Сколько растений F₂ даст нерасщепляющееся потомство при самоопылении?

Для решения задачи необходимо определить генотип родительских форм. Если по условиям задачи признак пурпурной окраски цветков преобладает над признаком белой окраски у гибридов F₁, то ген, отвечающий за пурпурную окраску – доминантный, обозначим буквой А; ген, определяющий рецессивный признак, обозначим строчной буквой а. Известно, что горох относится к растениям-самоопылителям, и для этих растений характерна гомозиготность сортов. Таким образом, генотип родительских форм можно записать в форме: ♀ АА и ♂ аа, т.е. материнская форма будет иметь гомозиготный доминантный, а отцовская – рецессивный генотип.

При скрещивании родительские сорта образуют однотипные гаметы, в каждую из которых отходит по одному гену аллельной пары. При слиянии родительских гамет формируется генотип гибрида первого поколения (рис. 1).

Из схемы видно, что при любых сочетаниях гамет генотип и, следовательно, фенотип гибридов будет идентичен. Таким образом, мы имеем дело с проявлением первого закона Менделя – закона единообразия гибридов первого поколения.

Как указывается выше, горох относится к самоопылителям, и материнские и отцовские гаметы формируются в пестике и пыльниках одного растения.

В отличие от родительских форм, формирующих по одному типу гамет, гетерозиготный гибрид образует два типа гамет.

Рис. 10. Наследование окраски цветков у душистого горошка

при моногибридном скрещивании

Как видно из схемы, приведенной на рис. 1, в F₂ формируется 3 класса генотипов в соотношении 1 АА: 2 Аа: 1 аа. Так как по условиям задачи ген А полностью доминирует над геном а, то фенотип гомо- и гетерозиготных растений АА и Аа будет одинаков: пурпурная окраска цветков. Растение с генотипом аа образует белые цветки. Во втором поколении будет наблюдаться расщепление по фенотипу в соотношении 3: 1. Таким образом, результаты этой задачи подтверждают II закон Менделя – закон расщепления.

Следует помнить, что менделевские соотношения имеют статистический характер, т.е. в потомстве классы генотипов, показанные в ячейках решетки Пеннета, они образуются равновероятно. Таким образом, число равновероятных частей в данной задаче равно 4, и если популяция потомков представлена 48 растениями, то пурпурные цветки появятся у ³/₄ потомков, т.е. у 36 растений. Белые цветки будут иметь ¹/₄ часть потомства, т.е. 12 растений.

Как было показано выше, пурпурноцветковые растения могут быть как гомозиготными, так и гетерозиготными. Гомозиготные растения образуют один тип гамет и при самоопылении образуют потомство такого же генотипа и фенотипа. Гетерозиготные же растения дают при самоопылении расщепление. Следовательно, ¹/₄ растений – с генотипом АА, и ¹/₄ – с генотипом аа (в сумме ²/₄ – 24 растения) будут давать стабильное нерасщепляющееся потомство.

Таким образом, ответы на вопросы задачи будут выглядеть следующим образом: 1) в первом поколении гибридов все растения имеют одинаковый генотип Аа; 2) гибриды F₁ формируют два типа гамет; 3) у гибридов F₂ образуется 3 генотипа (АА, Аа, аа) и 2 фенотипа (растения с пурпурными и белыми цветками); 4) ²/₄, т.е. 24 растения дадут нерасщепляющееся потомство.