ГДЗ: Параграф § 53 / Биология 10 класс

Группа сцепления генов – это совокупность всех генов, расположенных на одной хромосоме. Количество групп сцепления у организма равно его гаплоидному числу хромосом (\( n \)). Так как гаплоидное число хромосом является видовым признаком, то количество групп сцепления будет одинаковым для всех особей одного вида.

Обмен участками (кроссинговер) происходит между гомологичными хромосомами в профазе I мейоза. Этот процесс приводит к рекомбинации генов, то есть к образованию новых, отличных от родительских, сочетаний генов. На рисунке 194 изображено образование некроссоверных (родительских) и кроссоверных (рекомбинантных) гамет в зависимости от места разрыва и обмена участками хромосом.

Генетическая карта хромосомы – это линейная схема, показывающая относительный порядок расположения генов в хромосоме и расстояния между ними. Она составляется на основе анализа частоты кроссинговера между генами при скрещиваниях. Чем больше расстояние между генами, тем выше вероятность кроссинговера, и, следовательно, выше частота рекомбинации, измеряемая в морганидах (М). Расстояние в \( 1 \) морганиду соответствует \( 1\% \) кроссинговера.

Пусть ген высокого стебля – \( A \), карликового – \( a \); ген шаровидной формы плода – \( B \), грушевидной – \( b \). Гетерозиготное растение по обоим признакам: \( AaBb \). Растение с грушевидными плодами (рецессивная гомозигота) – \( aabb \). По условию, ген шаровидной формы плода \( B \) сцеплен с высоким стеблем \( A \), а грушевидной \( b \) с карликовым стеблем \( a \). Сцепление не нарушается. Это означает, что ген высокого стебля сцеплен с геном шаровидной формы плода (\( AB \)), а ген карликовости с геном грушевидной формы (\( ab \)).

Генотипы и гаметы:

• Родитель 1 (гетерозигота): \( AaBb \). Образует только некроссоверные гаметы: \( AB \) и \( ab \).
• Родитель 2 (анализирующее скрещивание, рецессивная гомозигота): \( aabb \). Образует гамету: \( ab \).

Скрещивание (\( P \)): \( AaBb \times aabb \)

Потомство (\( F_{1} \)):

• \( AB \) гамета от \( P_{1} \) с \( ab \) гаметой от \( P_{2} \): \( AaBb \) (высокий стебель, шаровидный плод).
• \( ab \) гамета от \( P_{1} \) с \( ab \) гаметой от \( P_{2} \): \( aabb \) (карликовый стебель, грушевидный плод).

Фенотипическое соотношение в потомстве: \( 50\% \) высокий стебель, шаровидный плод : \( 50\% \) карликовый стебель, грушевидный плод (соотношение \( 1:1 \)).

Скрещивание 1: Длиннокрылые самки (\( A? \)) \(\times\) короткокрылые самцы (\( aa \)). Потомство: \( 83 \) длиннокрылых : \( 82 \) короткокрылых (\( \approx 1:1 \)).

• Поскольку в потомстве появились короткокрылые особи (\( aa \)), самка должна быть гетерозиготной: \( Aa \).
• Генотипы родителей: \( P: Aa \times aa \).
• Генотипы потомства: \( F_{1}: 1 Aa \text{ (длиннокрылые)} : 1 aa \text{ (короткокрылые)} \).

Скрещивание 2: Чёрные длиннокрылые самки (\( B?A? \)) \(\times\) чёрные короткокрылые самцы (\( bb aa \)). Потомство: \( 18 \) длиннокрылых : \( 17 \) короткокрылых (\( \approx 1:1 \)).

• По признаку окраски тела: все особи чёрные, значит, чёрный цвет (пусть будет \( b \)) доминантен, и все особи гомозиготны по этому признаку (\( bb \)). Это противоречит стандартным обозначениям! Примем, что чёрный цвет тела доминантен (\( B \)), а серый – рецессивен (\( b \)). Тогда чёрные особи – \( B? \). Поскольку в потомстве все особи чёрные, это может указывать на гомозиготность по доминантному признаку (\( BB \times BB \)). Однако, если учесть, что это, вероятно, связано с сцепленным наследованием из текста учебника, где серый (A) сцеплен с нормальными крыльями (B) и чёрный (a) с редуцированными (b) (схема \( 280-281 \)), то обозначения могут быть: серый (A) и нормальные крылья (B) – доминантные, чёрный (a) и редуцированные крылья (b) – рецессивные.
• С учётом текста учебника (стр. 280-281): Серый цвет тела – \( A \), чёрный – \( a \). Нормальные крылья – \( B \), редуцированные (короткие) – \( b \).
• Потомство состоит из длиннокрылых (\( B? \)) и короткокрылых (\( bb \)) в соотношении \( 1:1 \), и все особи чёрные (\( a \)). Это означает, что мы имеем дело с сцепленным наследованием генов длины крыльев (\( B/b \)) и окраски тела (\( A/a \)), где оба родителя гомозиготны по чёрному цвету (\( aa \)).
• Родители: Чёрная длиннокрылая самка (\( aaB? \)) \(\times\) Чёрный короткокрылый самец (\( aabb \)).
• Генотип самца: \( aabb \).
• Генотип самки: Для получения соотношения \( 1:1 \) по длине крыльев (длиннокрылые : короткокрылые), самка должна быть гетерозиготной по крыльям: \( aaBb \).
• Скрещивание: \( P: aaBb \times aabb \). Гаметы самки: \( aB \) и \( ab \). Гаметы самца: \( ab \).
• Потомство: \( F_{1}: 1 aaBb \text{ (чёрные длиннокрылые)} : 1 aabb \text{ (чёрные короткокрылые)} \).

Причина появления фенотипических групп: Полученное соотношение \( 1:1 \) (длиннокрылые : короткокрылые) при скрещивании гетерозиготной самки по признаку крыльев (\( Bb \)) с рецессивным гомозиготным самцом (\( bb \)) для этого признака объясняется независимым наследованием гена длины крыльев (\( B/b \)) от гена окраски тела (\( A/a \)) или полным сцеплением гена окраски тела (\( a \)) с геном длины крыльев (\( B/b \)). Однако, учитывая, что в тексте учебника рассматривается сцепленное наследование генов окраски и длины крыльев (\( A \) с \( B \) и \( a \) с \( b \)), данная задача, вероятно, является примером сцепленного наследования, где наблюдается полное сцепление или незначительный кроссинговер между генами, но в данном конкретном скрещивании (одно из сцепленных наследуется гомозиготно) наблюдается эффект, сходный с моногибридным скрещиванием по одному признаку.

Пусть ген катаракты – \( A \), нормального хрусталика – \( a \); ген полидактилии – \( B \), нормальной кисти – \( b \).

Мужчина страдает катарактой (\( A \)) и полидактилией (\( B \)). Поскольку это доминантные признаки, его генотип – \( A?B? \). Жена нормальна по обоим признакам: \( aabb \).

По условию, гены катаракты и полидактилии сцеплены, и кроссинговер не происходит (сцепленные гены не обмениваются).

Возможные генотипы мужчины (\( A?B? \)):

• Сцепление в цис-положении: Доминантные аллели на одной хромосоме, рецессивные на другой. Генотип: \( \frac{AB}{ab} \). Гаметы: \( AB \) и \( ab \).
• Сцепление в транс-положении: Доминантные аллели на разных хромосомах. Генотип: \( \frac{Ab}{aB} \). Гаметы: \( Ab \) и \( aB \).

Генотип женщины (\( aabb \)): Гаметы: \( ab \).

Вариант 1: Цис-положение у мужчины (\( \frac{AB}{ab} \times \frac{ab}{ab} \)):

• \( \frac{AB}{ab} \) (катаракта, полидактилия) - \( 50\% \)
• \( \frac{ab}{ab} \) (норма) - \( 50\% \)

Вариант 2: Транс-положение у мужчины (\( \frac{Ab}{aB} \times \frac{ab}{ab} \)):

• \( \frac{Ab}{ab} \) (катаракта, нормальная кисть) - \( 50\% \)
• \( \frac{aB}{ab} \) (нормальный хрусталик, полидактилия) - \( 50\% \)

Какие дети могут родиться:

• Если гены сцеплены в цис-положении, могут родиться дети с катарактой и полидактилией, или полностью нормальные.
• Если гены сцеплены в транс-положении, могут родиться дети с катарактой и нормальной кистью, или полидактилией и нормальным хрусталиком.