Язык генетики
- Ген — участок ДНК, кодирующий один белок (признак). Аллели — варианты одного гена (A и a), лежат в одинаковых местах (локусах) гомологичных хромосом.
- Доминантный признак (A) проявляется у гетерозиготы, рецессивный (a) — только у гомозиготы aa.
- Гомозигота — AA или aa (один тип гамет), гетерозигота — Aa (два типа гамет).
- Генотип — совокупность генов, фенотип — совокупность признаков (зависит от генотипа и среды).
1) закон единообразия гибридов первого поколения: AA × aa → все Aa;
2) закон расщепления: Aa × Aa → по фенотипу 3:1, по генотипу 1AA : 2Aa : 1aa;
3) закон независимого наследования: при дигибридном скрещивании гены из разных пар хромосом наследуются независимо, AaBb × AaBb → 9:3:3:1.
Закон чистоты гамет: в каждую гамету попадает только один аллель из пары.
Неполное доминирование: гетерозигота имеет промежуточный признак (ночная красавица: AA — красные, Aa — розовые, aa — белые), и тогда расщепление по фенотипу совпадает с генотипом — 1:2:1.
Как решать генетическую задачу
- Введите обозначения: какой признак доминантный (A), какой рецессивный (a).
- Запишите генотипы родителей. Рецессивный фенотип сразу даёт генотип aa; доминантный — A_ (второй аллель выясняйте по потомству).
- Выпишите гаметы каждого родителя.
- Постройте решётку Пеннета: гаметы одного родителя — по горизонтали, другого — по вертикали.
- Посчитайте генотипы и фенотипы, запишите расщепление.
Пример. У гороха жёлтая окраска семян (A) доминирует над зелёной (a). Скрестили гетерозиготное растение с зелёносемянным. Каково расщепление?
P: Aa × aa. Гаметы: A, a и a. F1: Aa (жёлтые) : aa (зелёные) = 1:1. Это и есть анализирующее скрещивание: по его результату узнают генотип особи с доминантным фенотипом.
Попробуйте сами — вводите генотипы родителей в решётку Пеннета:
Интерактив «Решётка Пеннета» — открыть в тренажёре →
Дигибридное скрещивание и сцепление генов
Если гены лежат в разных парах хромосом, дигетерозигота AaBb даёт 4 типа гамет поровну: AB, Ab, aB, ab. Общее правило: число типов гамет = 2n, где n — число генов в гетерозиготном состоянии.
| Скрещивание | Расщепление по фенотипу |
|---|---|
| AaBb × AaBb | 9 A_B_ : 3 A_bb : 3 aaB_ : 1 aabb |
| AaBb × aabb (анализирующее) | 1:1:1:1 |
| AaBb × Aabb | 3:3:1:1 |
| AABB × aabb | всё потомство AaBb (единообразие) |
Сцепленное наследование (Т. Морган). Гены, лежащие в одной хромосоме, образуют группу сцепления и передаются вместе. Число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом. При полном сцеплении дигетерозигота AB//ab даёт только 2 типа гамет (AB и ab), и анализирующее скрещивание даёт 1:1. Кроссинговер нарушает сцепление: появляются немногочисленные рекомбинантные гаметы Ab и aB, и чем дальше гены друг от друга, тем их больше.
Проверь себя. Сколько типов гамет образует организм с генотипом AaBbCc (гены в разных хромосомах)?
Ответ: 8
Наследование, сцепленное с полом
У человека и млекопитающих женский пол XX (гомогаметный), мужской XY (гетерогаметный). Гены, лежащие в X-хромосоме, наследуются сцепленно с полом. Сын получает X-хромосому только от матери, а свою X передаёт только дочерям.
Пример. Мать — носительница гемофилии, отец здоров. Каковы шансы детей?
P: XHXh × XHY. Гаметы матери: XH, Xh; отца: XH, Y.
F1: XHXH (здоровая дочь), XHXh (дочь-носительница), XHY (здоровый сын), XhY (сын-гемофилик).
Все дочери здоровы, половина сыновей больна; среди всех детей больных 25%.
Изменчивость
| Вид | Причина | Наследуется? | Примеры |
|---|---|---|---|
| Модификационная | влияние среды в пределах нормы реакции | нет | загар, форма листьев стрелолиста в воде и на воздухе, рост мышц при тренировках |
| Комбинативная | кроссинговер, независимое расхождение хромосом, случайная встреча гамет | да | новые сочетания признаков у детей |
| Мутационная | изменение генетического материала | да | см. ниже |
- Генные мутации — изменение последовательности нуклеотидов гена (замена, выпадение, вставка). Пример: серповидноклеточная анемия.
- Хромосомные — изменение строения хромосом: делеция (утрата участка), дупликация (удвоение), инверсия (поворот на 180°), транслокация (перенос участка).
- Геномные — изменение числа хромосом: полиплоидия (кратное увеличение наборов, 3n, 4n — у культурных растений) и анеуплоидия (синдром Дауна — трисомия по 21-й паре).