Определение генотипа родителей по фенотипу детей.
Образец решения задачи
на определение генотипа и фенотипа родителей
по генотипу и фенотипу потомков
Задача: Нормальный слух у человека обусловлен доминантным геном А , а наследственная глухонемота определяется рецессивным геном а . От брака глухонемой женщины с нормальным мужчиной родился глухонемой ребёнок. Определите генотипы родителей.
Ход решения задачи:
1. Делаем краткую запись условия задачи:
Дано:
А- нормальный слух
а- глухонемота
Генотип Р - ?
2. Определяем генотипы родителей.
По условию задачи женщина глухонемая, у неё фенотипически проявляется рецессивный признак, поэтому её генотип однозначен - аа. Мужчина - с нормальным слухом, у него фенотипически проявляется доминантный признак. Организм, у которого проявляется доминантный признак, может иметь два варианта генотипа - АА или аа . Так как по условию задачи точно определить генотип отцовского организма невозможно, но зная, что он содержит доминантный ген, запишем его генотип как А - .
3. Записываем схему скрещивания:
Решение:
Р ♀ аа × ♂ А -
4. Под генотипом подписываем фенотип:
Р ♀ аа × ♂ А -
глухонемая норм. слух
5. Записываем генотип и фенотип потомства F 1 :
В потомстве появился глухонемой ребёнок. У него фенотипически проявляется рецессивный признак, поэтому его генотип однозначен - аа .
Р ♀ аа × ♂ А -
глухонемая норм. слух
глухонемой
6. Анализируем генотипы родителей и потомства.
Аа .
7. Переписываем схему скрещивания, используя установленные генотипы родителей:
Р ♀ аа × ♂ А а
глухонемая норм. слух
8. Записываем типы гамет родителей:
Р ♀ аа × ♂ А а
глухонемая норм. слух
9. Получаем потомков F 1 :
F1 аа Аа
глухонемой норм. слух
10. Проводим анализ скрещивания:
В F1 произошло расщепление 1:1. Такое расщепление получается при скрещивании гетерозиготной особи с особью, гомозиготной по рецессивному признаку. Следовательно, установленные нами генотипы родителей верны.
Краткая запись решения задачи:
Р ♀ аа × ♂ А -
глухонемая норм. слух
глухонемой
Зная, что каждая особь F1 получает один ген от материнского организма и один ген от отцовского, видно, что от отцовского организма она получила рецессивный ген. Следовательно, генотип ♂ - Аа .
Р ♀ аа × ♂ А а
глухонемая норм. слух
F1 аа Аа
глухонемой норм. слух
По генотипу: 1(Аа ) : 1(аа )
Аа - гетерозиготный организм
аа - гомозиготный организм по рецессивному гену.
По фенотипу: 1: 1(50% или 1/2 глухонемых: 50% или 1/2с нормальным слухом).
Ответ: генотип ♀- аа, ♂- Аа.
Многие мамы в ожидании малыша часто думают, каким он родится, какого цвета глазки и волосы у него будут, какой носик, губки и рост. Будет ли он похож на родителей или унаследует черты кого-то из родственников? Генетика может дать ответы на эти вопросы еще до рождения крохи.
Опираясь на законы генетики, давайте рассмотрим алгоритмы, по которым чаще всего формируется внешность ребенка.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:
Цвет глаз
Если у папы глаза темно-карие, а у мамы голубые, то у ребенка с большой вероятностью будут именно карие глазки. Ген карих глаз является доминантным (сильным), а голубой — рецессивным (слабым). Если у обоих родителей карие глаза, то у них вряд ли родиться ребенок с зелеными, серыми или голубыми глазками. Пройдет время — и они начнут темнеть, постепенно превращаясь в карие.
А вот если оба родителя голубоглазые, то и малыш с большой долей вероятности будет иметь голубой оттенок глаз.
Доминантные признаки
Если хотя бы у одного родителя есть ямочки на щеках, нос с горбинкой (или большой/кривой) или оттопыренные уши, то очень велика вероятность, что и у ребеночка будет эта особенность внешности. Дело в том, что эти, как нами принято считать, недостатки, являются доминантными признаками и «проклевываются» во внешности малыша.
Но, как правило, проявляется только одна такая особенность, реже — две сразу.
Цвет волос
Ген темных волос перевешивает ген светлых, поскольку его пигмент является сильным. Если оба родителя — светлые, то ребеночек тоже родиться блондином или светло-русым. А если папа — яркий брюнет, а мама — блондинка, то волосы у малыша будут темными или русыми.
Интересный факт: у ребенка, который родился темным от такой комбинации в будущем свои дети могут быть светленькими. Дело в том, что дети смешанных генов получают и сильный ген отца, и слабый матери. Позже, слабый ген может «объединиться» со слабым геном партнера — и внешность ребенка будет светлой.
Также ребенок может быть совсем не похож на вас, если унаследует блуждающие гены дальних родственников. Так в семье шатенов может вдруг появиться на свет рыженький малыш, а также бывают случаи, когда у белокожих родителей рождался темнокожий ребенок, если в роду даже несколько поколений назад были мулаты.
instagram @sarahdriscollphoto
Кудри или гладкий волос
Волнистость и кудрявость волос — также доминантный признак, который, скорее всего, проявится у ребенка, если хотя бы у одного из родителей он есть.
Рост ребенка
Если верить генетикам, то рост ребенка — среднее арифметическое роста родителей. В основном так и получается: у высоких мам и пап вырастают рослые детки, а у невысоких — низенькие или среднего роста. Также ребенок может значительно перерасти своих родителей, если занимается видами спорта, которые помогают вытянуться, например, баскетболом.
Секреты генетики
Еще давно люди стали замечать, что мальчики в основном похожи на мам, а девочки — на пап. На этот счет даже пословица есть, которая гласит, что если девушка похожа на папу — счастливой будет.
Действительно, мальчики чаще всего похожи на своих мам, поскольку наследуют от них только одну Х-хромосому, которая отвечает за внешние данные.
А вот с внешностью девочки — не все так однозначно, поскольку ребенок берет одну Х-хромосому от мамы, а одну — от отца, поэтому может быть похожим на обоих родителей.
При решении задач этого типа нужно иметь в виду, что генотип родителей в ряде случаев устанавливается по их фенотипу. Это относится к следующим случаям:
1) Если родитель имеет рецессивный признак, он всегда гомозиготен (аа).
2) При промежуточном наследовании и неполном доминировании родители с генотипами АА, Аа и аа имеют фенотипические различия и их генотип устанавливается по фенотипу.
3) При наличии у родителя двух кодоминантных аллелей (например, I A I B) он отличается по фенотипу от особей, имеющих лишь один из двух кодоминантных аллелей (например, I A I A или I B I B) и его генотип устанавливается по фенотипу.
В экспериментальных исследованиях генотип родителя с доминантным признаком можно установить, проведя анализирующее скрещивание (схема 7). Из приведенного на схеме примера видно, что если при анализирующем скрещивании 100% потомков имеют доминантный признак, т.е. все они единообразны, то родитель имеющий доминантный признак гомозиготен. Если же в потомстве происходит расщепление в отношении 1: 1 , то родитель с доминантным признаком гетерозиготен.
Если задача относится к определению генотипа растений или животных, от которых получено многочисленное потомство, то генотип родителей обычно (но не всегда) можно установить по расщеплению в F1. При этом возможны следующие случаи:
Р АА Х аа Аа Х аа
Fа Аа Fа Аа аа
100% доминанты 50% домин. : 50% рецесс.
Схема 7. Анализирующее моногибридное скрещивание.
1) Расщепление в F1 в отношении 1: 1. Аа х аа , и доказывает, что доминантный родитель uе-терозиготен Аа (см. схему II).
2) Расщепление в F1 по фенотипу в отношении З: 1. Это возможно только при скрещивании типа Аа х Аа и доказывает, что оба родителя доминантны и гетерозиготны.
3) Расщепления в F1 нет, и все дети имеют рецессивный признак. Это возможно лишь в том случае, если оба родителя рецессивны (аа х аа).
4) Расщепления в F1 нет, и все дети имеют доминантный признак. В этом случае один или оба родителя гомозиготны по доминантному приз-
Гладкие гладкие
F1 3/4 гладкие ¼ морщин
Схема 8. Определение генотипа родителей.
наку. При этом, если один из родителей имеет доминантный, а другой – рецессивный признак, установить генотип доминантного родителя можно: он гомозиготен. Если же оба родителя имеют доминантный признак, то установить их генотип по потомству (без расщепления в F1) нельзя, так как или оба они или только один из них гомозиготен.3:1, то оба родителя гетерозиготны. Следовательно, мы можем записать, что их генотип Bb. Тогда запись решения задачи будет выглядеть так, как показано на схеме 9.
Задача 12 . У человека ген праворукости доминирует над геном леворукости. Женщина – левша вышла замуж за мужчину – правшу, отец которого был левшой. Какова вероятность рождения детей – левшей в этой семье?
Решение . Обозначим гены:
А - праворукость
а - леворукость
Так как женщина левша, она гомозигтна по гену а (её генотип аа). Ёе муж правша, следовательно – в его генотипе должен быть ген А. Известно, что его отец был левшой, поэтому мужчина должен быть гетерозиготным: Аа. Записываем генотипы родителей, их гаметы и генотипы детей в F 1:
Р ♀ аа – ♂ Аа
Гомозиготные особи образуют только один вид гамет. В данном случае у женщины гаметы содержат рецессивный ген а. Гетерозигиты образуют два типа гамет А и а. При слиянии мужских гамет с женскими может быть два варианта генотипов Аа и аа в равном соотношении 1:1. Значит на долю левшей аа приходится ½ или 50% всего потомства.
Ответ: вероятность рождения детей-левшей в данной семье равна 50%.
Задача 13. Фенилкетонурия (нарушение обмена фенилаланина) определяется аутосомным рецессивным геном. В семье здоровых родителей родился ребёнок с фенилкетонурией. Определить генотипы родителей и вероятность того, что следующий ребёнок будет здоровым.
Решение : Обозначим гены:
А – нормальный обмен фенилаланина
а – фенилкетонурия
Так как родители были здоровы, в их генотипах имеется доминантный ген А. Поскольку у них родился больной ребёнок с генотипом аа, в генотипах родителей должен быть рецессивный ген а, т.е. родители должны быть гетерозиготны. Выписываем генотипы родителей, все возможные виды гамет и генотипы в Г 1:
Р ♀ Аа – ♂ Аа
F 1 АА, Аа, Аа, аа
здоровые больной
Так как родители гетерозиготны, они образуют по 2 типа гамет: А и а. При слиянии мужских и женских гамет образуется 4 генотипа, один из которых аа (1/4 часть) соответствует больному фенилкетонурией, З:АА, Аа, Аа (т.е. ¾ части) соответствует здоровым. Так как всё потомство составляет 1 часть или 100%, то вероятность здорового ребёнка будет ¾ или 75%.
Ответ: вероятность рождения здорового ребёнка в данной семье равна 75%.
Задача 14. Одна из форм цистинурии (нарушение обмена 4 аминокислот) обусловлена аутосомным рецессивным геном. У гомозигот по этому гену наблюдается образование цистиновых камней в почках, а у гетерозигот - лишь повышенное содержание цистина в моче. Определить вероятность рождения здоровых детей в семье, где один из супругов был здоров, а второй имел повышенное содержание цистина в моче.
Решение. Обозначим гены:
А – нормальный обмен
а – цистинурия
Поскольку один супруг здоров, его генотип АА; второй имеет повышенное содержание цистина в моче, значит его генотип – Аа.
Р ♀ АА – ♂ Аа
У женщины образуется один вид гамет А, поэтому что она гомозиготна АА, у мужчины – два вида гамет А и а, так как он гетерозиготен. В F 1 возможны два вида генотипов АА и Аа. АА – здоровый, Аа – соответствует повышенному содержанию цистина в моче. АА составляет ½ или 50% от всего потомства.
Ответ: вероятность рождения здоровых детей в данной семье равна 50%.
Задача 15 . У крупного рогатого скота ген комолости (отсутствие рогов) доминирует над геном рогатости. Какое потомство можно ожидать от скрещивания комолого быка с рогатыми коровами, если известно, что в прошлом от этого быка у одной из коров был рогатый телёнок?
Решение . Обозначим гены:
А – комолость
а – рогатость
Поскольку от комолого быка был рогатый телёнок с генотипом аа, генотип быка должен быть Аа.
Р ♀ аа х ♂Аа
комол. рогатый
У рогатой коровы генотип аа, она образует один тип гамет а, у быка с генотипом Аа формируется два типа гамет А и а. При их слиянии с женскими гаметами а образуются генотипы Аа и аа в равном соотношении, те. по 50%.
Ответ: от скрещивания комолого быка с генотипом Аа с рогатым коровами можно ожидать в потомстве 50% комолых и 50% рогатых телят.
Задача 16 . Ген чёрной окраски крупного рогатого скота доминирует над геном красной. Какое потомство можно ожидать от скрещивания чёрного быка с чёрной коровой, если известно, что они гетерозиготны?
Задача 17. У мухи дрозофилы ген серой окраски тела доминирует над геном чёрной окраски. Чёрная самка скрещена с серым гетерозиготным самцом. Какое потомство можно ожидать в первом поколении?
Задача 18 . Кохинуровые норки (светлая окраска с чёрным крестом на спине) получаются в результате скрещивания белых норок с тёмными. При скрещивании белых норок между собой получается белое потомство, а при скрещивании тёмных – тёмное. Какое потомство можно ожидать от скрещивания:
а) чёрных норок с кохинуровыми?
б) кохинуровых норок с белыми?
в) кохинуровых норок между собой?
Задача 19. У человека полидактилия (многопалость) обусловлена доминатным аутосомным геном. Женщина, имеющая нормальное количество пальцев, вышла замуж за мужчину, гетерозиготного по гену полидактилии. Какова вероятность рождения шестипалых детей в этой семье?
Задача 20 . У человека ахондроплазия (карликовость за счёт укорочения скелета конечностей) детерминирована доминантным аутосомным геном. Нормальная женщина вышла замуж за мужчину с ахондроплазией. Какова вероятность рождения здоровых детей в данной семье?
Задача 21 . Одна из форм цистинурии (мочекаменная болезнь) детерминирована рецессивным аутосомным геном. У гомозигот по этому гену наблюдается образование камней в почках, а у гетерозигот – повышенное содержание цистина в моче. Определите возможные формы проявления цистинурии в семье где муж страдал этим заболеванием, а жена имела повышенное содержание цистина в моче.
Задача 22 . У человека ген праворукости доминирует над геном леворукости. Женщина – левша вышла замуж за мужчину правшу, отец которого был левшой. Определите вероятность рождения левшей в этой семье.
Задача 23 . У человека альбинизм (отсутствие пигментации) обусловлен рецессивным аутосомным геном. У родителей с нормальной пигментацией родился сын-альбинос. Какова вероятность рождения следующего ребёнка с нормальной пигментацией?
При решении задач этого типа нужно иметь в виду, что генотип родителей в ряде случаев устанавливается по их фенотипу. Это относится к следующим случаям:
1) Если родитель имеет рецессивный признак, он всегда гомозиготен (аа).
2) При промежуточном наследовании и неполном доминировании родители с генотипами АА, Аа и аа имеют фенотипические различия и их генотип устанавливается по фенотипу.
3) При наличии у родителя двух кодоминантных аллелей (например, I A I B) он отличается по фенотипу от особей, имеющих лишь один из двух кодоминантных аллелей (например, I A I A или I B I B) и его генотип устанавливается по фенотипу.
В экспериментальных исследованиях генотип родителя с доминантным признаком можно установить, проведя анализирующее скрещивание (схема 7). Из приведенного на схеме примера видно, что если при анализирующем скрещивании 100% потомков имеют доминантный признак, т.е. все они единообразны, то родитель имеющий доминантный признак гомозиготен. Если же в потомстве происходит расщепление в отношении 1: 1 , то родитель с доминантным признаком гетерозиготен.
Если задача относится к определению генотипа растений или животных, от которых получено многочисленное потомство, то генотип родителей обычно (но не всегда) можно установить по расщеплению в F1. При этом возможны следующие случаи:
Р АА Х аа Аа Х аа
Fа Аа Fа Аа аа
100% Доминанты 50% домин. : 50% рецесс.
Схема 7. Анализирующее моногибридное скрещивание.
1) Расщепление в F1 в отношении 1: 1 . Это возможно только при скрещивании типа Аа х аа , и доказывает, что доминантный родитель uе-терозиготен Аа (см. схему II).
2) Расщепление в F1 по фенотипу в отношении З: 1 . Это возможно только при скрещивании типа Аа х Аа и доказывает, что оба родителя доминантны и гетерозиготны.
3) Расщепления в F1 нет, и все дети имеют рецессивный признак. Это возможно лишь в том случае, если оба родителя рецессивны (аа х аа ).
4) Расщепления в F1 нет, и все дети имеют доминантный признак. В этом случае один или оба родителя гомозиготны по доминантному приз-
гладкие гладкие
F1 3/4 гладкие ¼ морщин
Схема 8. Определение генотипа родителей.
наку. При этом, если один из родителей имеет доминантный, а другой – рецессивный признак, установить генотип доминантного родителя можно: он гомозиготен. Если же оба родителя имеют доминантный признак, то установить их генотип по потомству (без расщепления в F1) нельзя, так как или оба они или только один из них гомозиготен.
Разберем задачу (схема 8). У гороха гладкая поверхность семян доминирует над морщинистой. При скрещивании двух растений с гладкими семенами, генотип которых неизвестен, в первом поколении получено расщепление ¾ гладких: ¼ морщинистых.
Р Bb X Bb
Запишем известные из условия задачи данные о признаках и генах в таблицу схемы 8. При записи генотипа родителей выписываем ген В, детерминирующий доминантный признак – гладкую поверхность семян, а вместо второго гена, который нам неизвестен, ставим знак вопроса. Так как в F1 у потомков произошло расщепление по паре изучаемых признаков в отношении 3:1, то оба родителя гетерозиготны. Следовательно, мы можем записать, что их генотип Bb . Тогда запись решения задачи будет выглядеть так, как показано на схеме 9.