Усі лабораторні роботи. 6-11 класи

Практична робота № 3

Тема: Складання схем схрещування

Мета: навчитися складати схеми схрещування, розв’язувати задачі на моногібридне та дигібридне схрещування.

Обладнання і матеріали: таблиці «Генетичні символи», «Моногібридне схрещування», «Дигібридне схрещування».

Хід роботи:

Інформація до розв’язання завдань.

Генетичні символи:

Р - батьківські організми, взяті для схрещування;

♀ - жіноча стать;

♂ - чоловіча стать;

х - схрещування;

F_х - організми, отримані при схрещуванні (індекс відповідає номеру покоління)

F₁ - гібриди першого покоління, отримані від схрещування батьківських організмів;

F₂ - гібриди другого покоління, отримані при схрещуванні гібридів F₁;

G - гамети;

А, а, В, b, С, с - позначення літерами латинської абетки окремих спадкових ознак. Ген може бути позначений будь-якою літерою латинської абетки.

Правила застосування генетичних символів:

1) Домінантні алелі позначаються великими літерами латинської абетки (А, В, С, D та ін.), рецесивні - маленькими (a, b, с, d та ін.).

2) При записі схеми схрещування першим запирують генотип жіночої особини (вірно: ♀ ААВВ х ♂ aabb; невірно: ♂ aabb х ♀ ААВВ).

3) Гени однієї алельної пари завжди пишуть поруч (вірно: ААВВ; невірно: АВАВ).

4) При записі генотипу літери, що позначають ознаки, пишуться в алфавітному порядку, незважаючи на те, яку ознаку - домінантну чи рецесивну вони позначають (вірно: ааВВ; невірно: ВВаа).

5) В парі алельних генів, позначених однією літерою, на першому місці пишуть домінантний ген, на другому - рецесивний (вірно: АаbbСс; невірно: аАbbсС).

6) Якщо відомий лише фенотип особини, то при записи її генотипу пишуть лише ті гени, наявність яких є достеменно відомою. Ген, що неможливо визначити за фенотипом, позначають так: «_» (приклад: А_bb).

ЗАДАЧІ НА ПОВНЕ ДОМІНУВАННЯ МОНОГІБРИДНОГО СХРЕЩУВАННЯ

Пам’ятка для розв’язання задач на моногібридне схрещування:

1. Кожна особина F₁ отримує по одному гену від кожної батьківських особин.

2. Одноманітними нащадки можуть бути при схрещуванні гомозиготних особин: АА х АА, АА х аа, аа х аа. Або гетерозиготної особини з особиною, гомозиготною за домінантною ознакою: АА х Аа.

3. Розщеплення нащадків у співвідношенні 1 : 1 відбувається при схрещуванні гетерозиготної особини з особиною, гомозиготною за рецесивною ознакою: Аа х аа.

4. Розщеплення нащадків у співвідношенні 3 : 1 відбувається при схрещуванні двох гетерозиготних особин: Аа х Аа.

Задача № 1. У помідорів домінантний алель (А) визначає високе стебло, рецесивний (а) - низьке. Селекціонери схрестили чисту лінію помідорів з високим стеблом із низькорослими рослинами. Усі гідриди першого покоління мали високе стебло, а серед гібридів другого покоління 19651 особина мала високе стебло, а 6237 - низьке.

Визначте генотипи батьків.

Розв’язання:

За першим законом Менделя, у F₁ всі гібриди одноманітні і виявляється лише одна — домінантна ознака. У F₂ за другим законом Менделя відбулося розщеплення: 19651 до 6237, що приблизно відповідає співвідношенню 3 : 1.

Це можливе за умови, якщо гідриди F₁ були гетерозиготними особинами. А вихідні батьківські особини - домінантною та рецесивною гомозиготами з генотипами АА та аа відповідно. Складаємо схему схрещування для F₁:

♀аа х ♂АА

♀\♂	А	А
а	Аа — високе стебло	Аа — високе стебло
а	Аа — високе стебло	Аа — високе стебло

Всі нащадки (100%) у F₁ за фенотипом будуть високими і матимуть генотип Аа.

Складаємо схему схрещування для F₂:

♀Аа х ♂Аа

♀\♂	А	а
А	АА — високе стебло	Аа — високе стебло
а	Аа — високе стебло	аа — низьке стебло

У F₂ можна очікувати три генотипи у таких співвідношеннях: 1 АА : 2 Аа : 1 аа.

Фенотипи: 75 % високі рослини, 25 % низькі рослини.

Отже, припущення вірне.

Відповідь: генотипи батьків АА та аа.

Задача № 2. У курей породи віандот трояндоподібну форму гребеня визначає домінантний алель, а просту - рецесивний. При схрещування курей з простою формою гребеня всі нащадки її успадковують, а серед нащадків курей з трояндоподібною формою були особини з обома типами гребенів.

Яке схрещування має здійснити фермер, який бажає отримати курей виключно з трояндоподібною формою гребеня?

Розв'язання-відповідь:

Вводимо позначення: А - трояндоподібний гребень; а - простий гребень.

Для отримання курей в ряду поколінь виключно з трояндоподібною формою гребеня фермеру слід схрещувати птахів, що є домінантними гомозиготами. Тобто таких, що мають генотипи АА. В цьому випадку не буде відбуватися розщеплення ознаки у наступних поколіннях. Схема схрещування:

♀АА х ♂АА

♀\♂	А	А
А	АА — трояндоподібний гребень	АА — трояндоподібний гребень
А	АА — трояндоподібний гребень	АА — трояндоподібний гребень

Всі нащадки (100 %) у F₁ за фенотипом будуть з трояндоподібними гребенями і матимуть генотип АА.

За схрещувань ♀АА х ♂ Аа та ♀ АА x ♂ аа також у F₁ можна отримати птахів лише з трояндопобідним гребенем. Схеми схрещувань:

♀АА х ♂Аа

♀\♂	А	а
А	АА — трояндоподібний гребень	Аа —- трояндоподібний гребень
А	АА — трояндоподібний гребень	Аа — трояндоподібний гребень

♀АА х ♂аа

♀\♂	а	а
А	Аа — трояндоподібний гребень	Аа — трояндоподібний гребень
А	Аа — трояндоподібний гребень	Аа — трояндоподібний гребень

Але у подальших поколіннях можливе розщеплення ознак і поява у частини нащадків простих гребенів.

ЗАДАЧІ НА НЕПОВНЕ ДОМІНУВАННЯ (ПРОМІЖНЕ УСПАДКУВАННЯ) МОНОГІБРИДНОГО СХРЕЩУВАННЯ

Неповне домінування - це взаємодія алельних генів, за якої у гетерозиготного організму домінантний алель не виявляє повністю своєї домінантності, а рецесивний алель того самого гена - своєї рецесивності. За неповного домінування фенотип гетерозиготи Аа є проміжним між фенотипом домінантної АА і рецесивної аа гомозигот.

Так, у схрещуванні нічної красуні з червоними квітками АА і нічної красуні з білими квітками аа, всі гібриди Аа першого покоління F₁ мають рожеве забарвлення квіток.

У схрещуванні гібридів першого покоління F₁ між собою Аа х Аа у другому поколінні F₂ відбувається розщеплення за фенотипом у співвідношенні 1 : 2 : 1, яке співпадає із співвідношенням розщеплення за генотипом 1 АА : 2 Аа : 1 аа, але відхиляється від розщеплення за фенотипом при повному домінуванні 3 : 1.

Задача № 3. У рослин нічної красуні червоне забарвлення квіток А не повністю домінує над білим забарвленням а. Взаємодія генів А та а дає рожеве забарвлення квіток. Визначте забарвлення квіток у потомстві кожного з таких схрещувань: А) Аа х Аа; Б) АА х Аа; В) аа х АА; Г) Аа х аа.

Розв’язання-відповідь:

Генотипу АА відповідатимуть червоні квітки, Аа - рожеві квітки, аа - білі.

А) Рожеві х рожеві. Схема схрещування: ♀Аа х ♂Аа

♀\♂	A	a
A	AA — червоні	Aa — рожеві
a	Aa — рожеві	aa — білі

У F₁ можна очікувати три генотипи у таких співвідношеннях: 1 АА : 2 Аа : 1 аа. Фенотипи: 25 % матимуть червоні квітки; 50 % - рожеві, 25 % - білі.

Б) Червоні х рожеві. Схема схрещування: ♀АА х ♂Аа

♀\♂	А	а
А	АА — червоні	Аа — рожеві
А	АА — червоні	Аа — рожеві

У F₁ можна очікувати два генотипи у співвідношеннях: 1 АА : 1 Аа.

Фенотипи: 50 % матимуть червоні квітки; 50 % - рожеві.

В) Білі х червоні. Схема схрещування: ♀аа х ♂АА

♀\♂	A	a
a	Aa — рожеві	Aa — рожеві
a	Aa — рожеві	Aa — рожеві

У F₁ всі нащадки матимуть генотип Аа. Фенотипи: 100 % рожеві.

Г) Рожеві х білі. Схема схрещування: ♀Аа х ♂аа

♀\♂	a	a
A	Aa — рожеві	Aa — рожеві
a	aa — білі	aa — білі

У F₁ можна очікувати два генотипи у співвідношеннях: 1 Аа : 1 аа.

Фенотипи: 50 % матимуть рожеві квітки; 50 % - білі.

ЗАДАЧІ НА ДИГІБРИДНЕ СХРЕЩУВАННЯ

Пам’ятка для розв’язання задач на дигібридне схрещування:

1. Відповідно до третього закону Менделя, успадкування ознак при дигібридному схрещуванні відбувається незалежно.

2. Гомозиготні за обома ознаками особини завжди утворюють один тип гамет.

3. Комбінація генів у хромосомах є випадковою і відбувається з однаковою вірогідністю. Тому організм, що є гетерозиготним за однією ознако, утворює два типи гамет, а дигетерозиготний - чотири. Кількість типів гамет, що утворює організм визначається за формулою 2ⁿ, де n - число генів, що перебувають у гетерозиготному стані.

4. За схрещування гомозигот дотримується перший закон Менделя - закон одноманітності гібридів першого покоління.

5. За схрещування дигетерозигот серед нащадків відбувається розщеплення за фенотипом у співвідношенні 9 : 3 : 3 : 1, за генотипом - 1 : 2 : 1 : 2 : 4 : 2 : 1 : 2 : 1. Таким чином утворюється 4 класи фенотипу та 9 класів генотипу. Тому особини, що мають різні генотипи, можуть мати однаковий генотип.

6. Розщеплення нащадків у F₂ за кожної з окремих ознак незалежно одна від одної відбувається згідно другого закону Менделя. За кожною ознакою окремо відбувається розщеплення фенотипів у співвідношенні 3 : 1. Таким чином можна розв’язувати задачу за кожною ознакою окремо.

Задача № 4. У помідорів алель, який визначає кулясту форму плодів, домінує над алелем, що визначає грушоподібну. А алель, що визначає високе стебло, над алелем, що визначає низьке. Гени, які визначають форму плодів і висоту стебла, розташовані в негомологічних хромосомах.

Схрестили дві чисті лінії: рослини з високим стеблом і кулястими плодами та рослини з низьким стеблом і грушоподібними плодами. Усі гібриди першого покоління мали високе стебло та утворювали кулясті плоди. При схрещування гібридів першого покоління отримали 4893 нащадки.

Визначте, які варіанти генотипів і фенотипів зустрічатимуться серед гібридів другого покоління. Які співвідношення фенотипів (у відсотках) спостерігатимуться серед гібридів другого покоління?

Розв’язання-відповідь:

Вводимо позначення:

А - кулясті плоди;

а - грушоподібні плоди;

В - високе стебло;

b - низьке стебло.

Визначаємо генотипи батьків, що належать до чистих ліній. Рослини з високим стеблом і кулястими плодами матимуть генотип ААВВ і утворюватимуть гамети АВ. Рослини з низьким стеблом і грушоподібними плодами - генотип aabb і утворюватимуть гамети аb. Складаємо схему схрещування для F₁:

♀ААВВ х ♂aabb

♀\♂	аb
АВ	АаВb — високе стебло, кулясті плоди

Генотипи: всі АаВb.

Фенотип: 100 % високих рослини з кулястими плодами.

Гідриди першого покоління утворюватимуть чотири типи гамет: AB, ab. Аb, аВ.

Складаємо схему схрещування для F₂: ♀АаВb х ♂АаВb

♀\♂	АВ	Аb	аВ	аb
АВ	ААВВ — високе стебло, кулясті плоди	ААВb — високе стебло, кулясті плоди	АаВВ — високе стебло, кулясті плоди	АаВb — високе стебло, кулясті плоди
Ab	ААВb — високе стебло, кулясті плоди	ААbb — високе стебло, грушоподібні плоди	АаВb — високе стебло, кулясті плоди	Ааbb — високе стебло, грушоподібні плоди
аВ	АаВВ — високе стебло, кулясті плоди	АаВb — високе стебло, кулясті плоди	ааВВ — низьке стебло, кулясті плоди	ааВb — низьке стебло, кулясті плоди
аb	АаВb — високе стебло, кулясті плоди	Ааbb — високе стебло, грушоподібні плоди	ааВb — низьке стебло, кулясті плоди	aabb — низьке стебло, грушоподібні плоди

Співвідношення генотипів: 1 aabb : 2 Aabb : 1 ААbb : 2 ааВb : 4 АаВb : 2 ААВb : 1 ааВВ : 2 АаВВ : 1 ААВВ.

Задача № 5. У кролів алелі, які визначають коротке хутро та вертикальне положення вух, домінують над тими, що відповідають за видовжене («ангорське») хутро та висячі вуха. Обидва гени розташовані в негомологічних хромосомах та успадковуються незалежно.

1. Від схрещування самця зі стоячими вухами й короткою шерстю та висловухої самки з ангорським хутром приблизно 25 % нащадків першого покоління мали стоячі вуха та ангорське хутро, 25 % - висячі вуха та коротке хутро, 25 % - стоячі вуха та коротке хутро, 25 % - висячі вуха та ангорське хутро. Визначте генотипи батьків та нащадків.

2. Від схрещування самців зі стоячими вухами й короткою шерстю та висловухих самок з ангорським хутром отримали нащадків зі стоячими вухами та короткою шерстю. При схрещуванні гібридів першого покоління 10 нащадків мали стоячі вуха та коротке хутро, 4 - стоячі вуха та ангорське хутро, 3 - висячі вуха та коротке хутро, 2 - висячі вуха та ангорське хутро. Визначте генотипи батьків і гібридів першого та другого покоління.

Розв’язання-відповідь:

Вводимо позначення:

А — стоячі вуха;

а — висячі вуха;

В - коротка шерсть;

b - ангорська шерсть.

1. Розщеплення за кожною з ознак окремо відбувається за співвідношенням 1 : 1. Це можливо, якщо одна з батьківських особин гетерозиготна, а інша - є рецесивною гомозиготою з досліджуваною ознакою. Отже, генотипи батьківських особин становлять:

— самець зі стоячими вухами й короткою шерстю ♂АаВb (утворюватиме гамети АВ, ab. Аb, аВ);

— висловуха самка з ангорським хутром ♀aabb (утворюватиме гамети ab)

Перевіримо припущення, склавши схему схрещування: ♀ab х ♂АаВЬ

♀\♂	АВ	Аb	аВ	ab
ab	АаВb — стоячі вуха, коротка шерсть	Aabb — стоячі вуха,ангорська шерсть	ааВb — висячі вуха, коротка шерсть	aabb — висячі вуха, ангорська шерсть

Співвідношення генотипів: 1 aabb : 1 Aabb : 1 aaBb : 1 АаВb.

Фенотипи:

2. Співвідношення фенотипів нащадків у F₂ приблизно відповідає 9 : 3 : 3 : 1, що можливе при схрещуванні дигетерозигот. Отже, генотипи тварин-гідридів у F₁ мають бути АаВb.

Вихідні батьківські тварини мають бути гомозиготними за обома ознаками: самець - домінантною гомозиготою ♂AABB, самка - рецесивною ♀aabb.

Перевіримо припущення, склавши схеми схрещування. Схрещування для гібридів F₁: ♀aabb х ♂AABB

♀\♂	АВ
аb	АаВb — коротка шерсть, стоячі вуха

Генотипи: всі АаВb.

Фенотип: 100 % кроленят з короткою шерстю та стоячими вухами.

Гідриди першого покоління утворюватимуть чотири типи гамет: АВ, аb. Аb, аВ.

Складаємо схему схрещування для F₂: ♀АаВb х ♂АаВb

♀\♂	АВ	Аb	аВ	аb
АВ	ААВВ — коротка шерсть, стоячі вуха	ААВb — коротка шерсть, стоячі вуха	АаВВ — коротка шерсть, стоячі вуха	АаВb — коротка шерсть, стоячі вуха
Аb	ААВb — коротка шерсть, стоячі вуха	ААbb — коротка шерсть, висячі вуха	АаВb — коротка шерсть, стоячі вуха	Aabb — коротка шерсть, висячі вуха
аВ	АаВВ — коротка шерсть, стоячі вуха	АаВb — коротка шерсть, стоячі вуха	ааВВ — ангорська шерсть, стоячі вуха	ааВb — ангорська шерсть, стоячі вуха
аb	АаВb — коротка шерсть, стоячі вуха	Aabb — коротка шерсть, висячі вуха	ааВb — ангорська шерсть, стоячі вуха	aabb — ангорська шерсть, висячі вуха

Співвідношення генотипів: 1 aabb : 2 Aabb : 1 AAbb : 2 aaBb : 4 АаВb : 2 ААВb : 1 ааВВ : 2 АаВВ : 1ААВВ.

Фенотипи:

Задача № 6. У гороху посівного червоне забарвлення віночка домінує над білим, а довге стебло - над коротким. Селекціонери схрестили дві лінії гороху, одна з яких мала червоне забарвлення віночка та коротке стебло, а друга - біле забарвлення віночка та довге стебло. Серед гібридів першого покоління 4672 рослини мали червоне забарвлення віночка та довге стебло, а 4421 - червоне забарвлення віночка та коротке стебло.

1. Визначте генотипи батьківських форм.

2. Якими будуть генотипи нащадків, отриманих від схрещування гібридів першого покоління?

Розв’язання:

Вводимо позначення:

А - червоний віночок;

а - білий віночок;

В - довге стебло;

b - коротке стебло.

Серед гідридів першого покоління всі рослини мали червоні віночки, хоча одна з батьківських особин мала червоні, а інша - білі віночки. Робимо висновок: батьківськи особини були гомозиготними за цією ознакою: одна лінія була домінантною гомозиготою з генотипом АA, а інша - рецесивною з генотипом аа.

За довжиною стебла відбулося розщеплення 1 : 1 (50 % рослин мали довге стебло, 50 % - коротке). Це можливе, коли одна з батьківських рослин є гетерозиготною, а інша - гомозиготною за рецесивною ознакою з генотипами Вb та bb.

Отже, рослини лінії з червоним забарвленням віночка та коротким стеблом мають генотип ААbb (утворюватимуть гамети Аb). А лінія з білим забарвленням віночка та довгим стеблом ааВb (утворюватимуть гамети аВ та ab).

Складемо схему схрещування для F₁: ♀ААbb х ♂ааВb

♀\♂	аВ	ab
Аb	АаВb — червоний віночок, довге стебло	Ааbb — червоний віночок, коротке стебло

Співвідношення генотипів: 1 АаВb : 1 Aabb.

Припущення є вірним.

Складаємо схему схрещування для F₂: ♀Aabb х ♂АаВb

♀\♂	АВ	Аb	аВ	ab
Аb	ААВb — червоний віночок, довге стебло	ААbb — червоний віночок, коротке стебло	АаВb — червоний віночок, довге стебло	Ааbb — червоний віночок, коротке стебло
аb	АаВb — червоний віночок, довге стебло	Ааbb — червоний віночок, коротке стебло	ааВb — білий віночок, довге стебло	aabb — білий віночок, коротке стебло