№28. Генетика: как оформить полное решение задачи на скрещивание

Начнём с понятий. Ген — участок ДНК, отвечающий за признак; аллель — вариант одного и того же гена. Доминантный аллель обозначают заглавной буквой и он подавляет рецессивный, который обозначают строчной буквой. Генотип — сочетание аллелей у организма, фенотип — то, что видно. Организм с одинаковыми аллелями (АА или аа) называют гомозиготой, с разными (Аа) — гетерозиготой. Прежде чем писать схемы, всегда выписывай буквенные обозначения и подписывай, какой признак доминирует: без этого проверяющий не может проверить решение и балл снижают.

Вторая база — гаметы. В каждую гамету попадает по одному аллелю каждого гена, потому что при мейозе гомологичные хромосомы расходятся по разным клеткам. Поэтому гомозигота АА даёт один тип гамет — А, гетерозигота Аа — два типа, А и а, а дигетерозигота АаВb — четыре: АВ, Аb, аВ, аb. Это правило экономит время: достаточно выписать гаметы обоих родителей и соединить их — решёткой Пеннета или простым перечислением, когда потомков немного.

генотипы родителей → гаметы → сочетания гамет (решётка Пеннета или выписывание потомков) → расщепление по фенотипу → ответ · вероятность = число нужных потомков делить на общее число потомков

Законы Менделя удобно держать в виде готовых расщеплений. Первый закон — единообразие гибридов первого поколения: при скрещивании гомозигот всё потомство одинаково, и именно по нему определяют, какой признак доминирует. Второй закон — расщепление во втором поколении: 3 к 1 при полном доминировании и 1 к 2 к 1 при неполном, когда у гибрида признак промежуточный. Третий закон — независимое наследование: для дигибридного скрещивания 9 к 3 к 3 к 1. Анализирующее скрещивание — это скрещивание с рецессивной гомозиготой: если потомство распадается 1 к 1, особь гетерозиготна, а если единообразно — гомозиготна.

Теперь про случаи, когда классические расщепления не работают. Если гены лежат в одной хромосоме, третий закон не действует и признаки наследуются сцепленно. Гибрид АаВb при неполном сцеплении даёт не четыре равные группы гамет, а две частые, родительские, и две редкие — их получается в результате кроссинговера. В потомстве это видно по численности: две группы многочисленные, две малочисленные. Если сцепление полное, кроссинговера нет и потомство делится 1 к 1, как при моногибридном скрещивании. Сцепление в записи показывают двойной наклонной чертой: АВ//аb — значит, гены А и В находятся в одной хромосоме.

Отдельный случай — наследование, сцепленное с полом. У человека и большинства животных женский пол имеет две Х-хромосомы, мужской — Х и Y. Рецессивные аллели, лежащие в Х-хромосоме, например аллели гемофилии или дальтонизма, проявляются у мужчин, потому что второй Х-хромосомы с нормальным аллелем у них нет. Отсюда практическое правило: сын получает свою Х-хромосому от матери, поэтому такие болезни передаются от матери к сыновьям, а больной отец передаёт аллель дочерям, которые чаще всего остаются здоровыми носительницами.

• Шаг 1. Введи обозначения аллелей: выпиши буквами все признаки, о которых пойдёт речь, и подпиши, какой аллель доминантный.
• Шаг 2. Определи генотипы родителей: если о признаке ничего не сказано прямо, решай по расщеплению — единообразие потомства говорит о гомозиготности, появление рецессивных особей о гетерозиготности.
• Шаг 3. Выпиши гаметы каждой родительской особи: по одному аллелю каждого гена, все возможные сочетания без повторов.
• Шаг 4. Соедини гаметы решёткой Пеннета или перечислением: для каждой пары гамет запиши генотип потомка.
• Шаг 5. Переведи генотипы в фенотипы и посчитай расщепление: сколько особей каждого класса из общего числа.
• Шаг 6. Если в условии есть гибель потомков или сцепление, вычти погибшие классы или раздели группы на родительские и кроссоверные.
• Шаг 7. Запиши ответ словами: генотипы родителей, гаметы, генотипы и фенотипы потомков, расщепление и вероятность в долях, процентах или восьмых.

Типичные ошибки. 1) Записывают решение без обозначений аллелей: проверяющий не может проследить ход решения, и балл снижают. 2) Путают генотип и фенотип: ААВb — это генотип, «с гребнем и оперёнными ногами» — фенотип. 3) Выписывают гамету с двумя аллелями одного гена, например Аа вместо А и а: в гамете по одному аллелю каждого гена. 4) Считают вероятность от числа выживших, а не от общего числа потомков: при летальных аллелях общее число уменьшается и расщепление меняется. 5) Применяют третий закон Менделя к сцепленным генам и получают равные классы 1 : 1 : 1 : 1 там, где должны быть частые и редкие группы. 6) Забывают про пол: при наследовании, сцепленном с Х-хромосомой, сыновей и дочерей считают отдельно.

Про вероятность скажем отдельно, потому что её оформляют неправильно чаще всего. Вероятность — это доля нужных потомков среди всех возможных, поэтому её выражают дробью, а потом при необходимости переводят в проценты: 1/4 = 25 процентов. Если вероятность спрашивают для двух независимых событий, доли перемножают. Если часть потомков погибает на эмбриональной стадии, знаменатель уменьшается: например, вместо классического 3 к 1 может получиться 2 к 1. И проверяй, о ком именно спрашивают: «вероятность рождения здорового ребёнка» и «вероятность того, что родится больная девочка» — это разные дроби.

Проверь себя

1. Почему у гетерозиготы Аа образуются два типа гамет, а у гомозиготы АА — только один?
2. Скрестили двух чёрных мышей, и в потомстве появились белые мышата. Каковы генотипы родителей и какое расщепление ожидается?
3. Как по численности фенотипических групп в анализирующем скрещивании понять, что гены сцеплены?
4. Почему дальтонизм чаще встречается у мужчин и от кого сын получает аллель этого гена?
5. В потомстве дигетерозигот получили расщепление 6 : 3 : 2 : 1 вместо 9 : 3 : 3 : 1. О чём это говорит и как в таком случае считать вероятность?

Показательные решения