Раздел 1. Моногибридное скрещивание

1.1. Полное доминирование

1. Скрещены два растения гороха, имевшие желтую и зеленую окраску семядолей. В первом поколении все завязавшиеся семена имели желтую окраску семядолей. Какие генетические выводы можно сделать из этих данных? Какое потомство будет наблюдаться при самоопылении родительских растений и растений, выросших из гибридных семян?

2. "Мраморная" окраска шерсти у кошек определяется рецессивным геном t^b. Какие типы гамет и в каком соотношении будут образовываться у "мраморного" кота? А у полосатой кошки генотипа Ee?

3. Желтоцветковые примулы образуют только желто-цветковые растения, красноцветковые дают только красноцветковые. При скрещивании этих рас между собой получаются растения с красными цветками. Какое предположение о наследовании окраски цветков у примул можно сделать и какие скрещивания необходимо поставить для проверки этого предположения? Какие результаты Вы, ожидаете получить?

4. У кошек короткая шерсть доминирует над ангорской (длинношерстной). Короткошерстная кошка, скрещенная с ангорским котом, принесла 6 короткошерстных и 2 ангорских котят. Какое предположение можно сделать о генотипах скрещенных кошек?

5. При скрещивании растений гороха с зелеными и беловато-желтыми (бежевыми) семенами в F₁ все семена оказались с зеленой окраской семядолей, а во втором поколении примерно ³/₄ семян имели зеленую, а ¹/₄ - бежевую окраску семядолей. Объясните результаты скрещивания и напишите генотипы родительских форм, а также гибридов первого и второго поколений.

6. В 1905 г. Бэтсон решил проверить справедливость законов Менделя и повторил опыты по скрещиванию гомозиготных растений с желтыми и зелеными семенами. В F₁ все семена имели желтую окраску семядолей, а в F₂ при самоопылении растений, выросших из гибридных семян, было получено 3903 семени с зелеными и 11902 с желтыми семядолями. Подтвердил ли опыт Бэтсона справедливость закона расщепления? Докажите это, используя метод χ².

7. При скрещивании красных (полных альбиносов) и серых разновидностей гольцов в F₁ все рыбки имели серую окраску, в F₂ - 211 серую и 83 красную окраску Как наследуется окраска у гольцов? От скрещивания случайно выбранных гибридов второго поколения, имевших серую окраску, было получено 328 потомков. Сколько среди них ожидается особей с красной окраской?

8. Устойчивые к действию ДДТ самцы тараканов скрещивались с самками, чувствительными к данному инсектициду. В F₁ все особи оказались устойчивыми к ДДТ, а в F₂ произошло расщепление - 5768 устойчивых и 1919 чувствительных к ДДТ. При скрещивании самок, чувствительных к ДДТ, с гибридными самцами (анализирующее скрещивание) вывелось 3583 устойчивых и 3615 чувствительных тараканов. Какой из признаков доминирует? Какая часть устойчивых особей из F₂ при скрещивании между собой будет всегда выщеплять чувствительных потомков? Как вывести тараканов?

9. Два года подряд сибирский длинношерстный кот Мурзик скрещивался с соседской кошкой Пуськой. В первый год у Пуськи родилось 5 котят, из них 3 короткошерстных и 2 длинношерстных, а на следующий год 4 котенка - 2 короткошерстных и 2 длинношерстных. Известно, что у кошек короткая шерсть (L) доминирует над длинной (l). Какая шерсть была у Пуськи? Какое потомство следует ожидать от скрещивания Мурзика с длинношерстной дочерью? А с короткошерстной?

10. Крысу с врожденной бесхвостостью из колонии, принадлежащей лаборатории питания университета штата Миннесота, несколько раз скрещивали с нормальными особями. В первом поколении было получено 49 потомков, все с нормальными хвостами. В F₂ получили 157 крысят, а в потомстве от возвратного скрещивания (F₁×бесхвостые) - 23 животных, и в том и в другом случае бесхвостых экземпляров не было. Какие выводы можно сделать на основании результатов этих опытов?

11. Комолость у крупного рогатого скота доминирует над рогатостью. Комолый бык скрещен с тремя коровами. От скрещивания с рогатой коровой № 1 родился рогатый теленок, с рогатой коровой № 2 - комолый, с комолой коровой № 3 - рогатый. Каковы генотипы всех родительских особей и какого потомства можно ожидать в дальнейшем от каждого из этих скрещиваний?

12. Бэтсон (1902 г.) и Херст (1905 г.) опубликовали результаты скрещивания белых леггорнов с различными черными породами кур. В общей сложности они получили в F₁ несколько сотен белых цыплят, в F₂ - 440 белых и 146 черных цыплят и в возвратном скрещивании белых гибридов с черными птицами получено 252 белых и 262 черных цыпленка. Объясните результаты проведенных опытов и запишите их в буквенной символике.

13. У крыс известна очень красивая мутация серебристой шерсти. При скрещивании с нормальными крысами самки с серебристой шерстью всегда приносят нормальных крысят, а в возвратном скрещивании нормального самца из F₁ с серебристой крысой получили 38 серебристых и 40 нормальных потомков. Решили проверить, какое расщепление получится в F₂. Получили 130 крысят. Сколько по-вашему, из них будет иметь серебристую шкурку?

14. Две черные самки мыши скрещивались с коричневым самцом. Одна самка в несколько пометов дала 20 черных и 17 коричневых потомков, а вторая в общей сложности 33 черных. Определите генотипы родителей и потомков.

15. У морских свинок гладкая шерсть определяется рецессивным геном, розеточная - доминантным. Скрещивание двух свинок с розеточной шерстью дало 36 особей с розеточной шерстью и 11 гладких. Сколько среди них гомозиготных особей? Морская свинка с розеточной шерстью при скрещивании с гладкошерстной особью дала 28 розеточных и 26 гладких потомков. Определите генотипы родительских особей.

16. Черная кошка с белыми пятнами на шее и на животе (S) скрещивается с таким же по фенотипу котом одинакового с ней генотипа. Какова вероятность рождения у этой пары сплошь черного котенка без пятен на теле?

17. При скрещивании нормальных дрозофил между собой в потомстве 25% особей оказались с уменьшенными глазами. Последних скрестили с родительскими мухами и получили 37 особей с уменьшенными глазами и 39 - с нормальными. Определите генотипы скрещиваемых в обоих опытах мух.

18. Сколько разных фенотипов и генотипов может возникнуть при скрещивании между собой двух гетерозиготных особей?

19. На ферме 16 дочерей жеребца № 1 были покрыты жеребцом № 2. Пять из 42 родившихся жеребят имели извитую шерсть, какая никогда не наблюдалась у родственных им животных. Отец жеребца № 1 был дедом по материнской, а мать - бабкой по отцовской линии жеребца № 2. Как можно объяснить появление извитости волоса? Исходя из предложенного Вами объяснения, укажите, сколько жеребят с обычным волосяным покровом следовало ожидать среди 42 потомков жеребца № 1. Какая часть жеребят с обычным волосяным покровом будет нести, ген извитости волоса?

Селекционеру может импонировать потомство жеребца № 2, но он будет отдавать предпочтение тем его потомкам, которые не несут гена извитости волоса. Какова вероятность того, что любой из потомков этого жеребца, имеющий нормальный волосяной покров, свободен от аллеля извитости волоса?

20. Бесхвостость у кур может быть обусловлена доминантным геном Fl, но может быть так же индуцирована:

• а) резким изменением температуры инкубации в течение первой недели;
• б) сильной тряской яиц перед инкубацией;
• в) инъекцией инсулина перед инкубацией.

Не забывайте, что к моменту откладки яиц эмбрионы уже развивались в течение почти 24 часов. Будут ли фенокопии, полученные в результате тех воздействий, о которых шла речь, передавать признак бесхвостости своему потомству так, как передают его особи, несущие ген Fl?

21. В Королевском ветеринарном колледже в Стокгольме, в Бьерке и в других местах исследовали нервное Заболевание у фокстерьеров, которое проявлялось в возрасте 5-6 месяцев. Оно не было смертельным, но в дальнейшем препятствовало свободному передвижению больных собак. Среди 92 щенков, родившихся в 23 пометах, этот дефект наблюдался у 25. Он получил название мозжечковой атаксии. Аномалия наблюдалась у щенят обоего пола. Какой вывод можно сделать из этих данных о генетической обусловленности этой атаксии?

22. Предполагают, что у человека волнистые волосы - доминантный признак. В семье трое детей: девочка Катя с прямыми волосами и два ее брата - Саша с прямыми волосами и кудрявый Миша. У матери этих детей, а также у ее отца волосы волнистые, у отца детей волосы прямые. Составьте родословную этой семьи и определите генотипы всех членов семьи.

23. У Володи и его родного брата Коли глаза серые, а у их сестры Наташи - голубые. Мама у этих детей голубоглазая, ее же родители имели серые глаза. Как наследуется голубая и серая окраска глаз? Какой цвет глаз у папы Володи, Коли и Наташи? Каковы гендтипы всех членов семьи? Дайте аргументированный ответ.

24. Кровь большинства людей содержит антиген Rh, который наследуется как доминантный признак (резус-положительные люди). В крови других людей нет антигена Rh (резус-отрицательный фенотип). Резус-отрицательность наследуется как рецессивный признак. Какие дети могут появиться от брака двух резус-отрицательных родителей? В случае, если один из родителей резус-отрицательный, а другой - резус-положительный? От брака двух резус-положительных родителей? Какая группа крови по резус-фактору может быть у ребенка, если его мать резус-положительная женщина, а отец - резус-отрицательный? Разовьется ли у этого ребенка эритробластоз?

25. Родившийся бесчерепной ребенок умер в тот же день. Второй ребенок в семье был опять таким же, а третий - нормальный сын, у которого в свою очередь родился бесчерепной ребенок. Родители фенотипически нормальны. Как можно объяснить эти факты?

26. Галактоземия (неспособность усваивать молочный сахар) наследуется как аутосомный рецессивный признак. Успехи современной медицины позволяют предупредить развитие болезни и избежать тяжелых последствий нарушения обмена. Какова вероятность рождения больных детей в семье, где один из супругов гомозиготен по гену галактоземии, но развитие у него болезни было предупреждено диетой, а второй гетерозиготен по галактоземии?

27. Одна из форм агаммаглобулинемии, сочетающаяся с почти полным отсутствием лимфатической ткани, наследуется как аутосомный рецессивный признак. В семье у здоровых родителей родился ребенок с признаками данной формы агаммаглобулинемии. Какова вероятность того, что следующий ребенок в этой семье будет здоров?

28.Слияние нижних молочных резцов наследуется как аутосомный доминантный признак. В одной семье у первенца обнаружили, что нижние резцы срослись. Родители не помнят, была ли у них эта аномалия. Определите возможные генотипы родителей и для каждого их варианта высчитайте вероятность рождения следующего ребенка без аномалии.

29. Дана родословная: (рис. 1).

Рис. 1. Родословная к задаче 29

Проведите анализ и определите характер наследования признака.

30. Дана родословная: (рис. 2).

Рис. 2. Родословная к задаче 30

Проведите анализ и определите характер наследования признака.

31. Ауэрбах приводит такую родословную по шестипалости. Две шестипалые сестры Маргарет и Мэри вышли замуж за нормальных мужчин. В семье Маргарет было пятеро детей: Джеймс, Сусанна и Дэвид были шестипалыми, а Элла и Ричард - пятипалыми. В семье Мэри была единственная дочь Джейн с нормальным строением руки. От первого брака Джеймса с нормальной женщиной родилась шестипалая дочь Сара, а от второго брака, также с нормальной женщиной, у него было 6 детей: одни дочь и два сына нормальные, пятипалые; две дочери и один сын - шестипалые. Элла вышла замуж за нормального мужчину. У них было два сына и четыре дочери - все пятипалые. Дэвид женился на нормальной женщине. Единственный их сын Чарльз оказался шестипалым. Ричард женился на своей двоюродной сестре Джейн. Две их дочери и три сына были пятипалыми. Определите вероятность рождения шестипалых детей в случае брака нормальной дочери Джеймса с одним из сыновей Ричарда и в случае брака Сары с сыном Дэвида.

32. Пробанд - больная мозжечковой атаксией женщина. Ее супруг здоров. У них 6 сыновей и 3 дочери. Один сын и одна дочь больны мозжечковой атаксией, остальные дети здоровы. Пробанд имеет здоровую сестру и трех больных братьев. Здоровая сестра замужем за здоровым мужчиной и имеет здоровую дочь. Три больных брата пробанда женаты на здоровых женщинах. В семье одного брата два здоровых сына и одна здоровая дочь, в семье второго брата здоровый сын и больная дочь, в семье третьего брата два сына и три дочери - все здоровые. Отец пробанда болен, а мать здорова. Какова вероятность появления больных детей у больной дочери пробанда, если она выйдет замуж за здорового мужчину? Составьте родословную данной семьи.

33. Иногда появляются всякого рода необычные животные, начиная от розовоглазых альбинотических кротов, лягушек или оленей и кончая трехногими цыплятами, телятами с двумя головами и прочими аномалиями. Часть этих аномалий обусловлена мутациями, часть - нарушениями развития. С помощью каких критериев можно отличить наследственные аномалии от ненаследственных в тех случаях, когда можно поставить генетические опыты и когда проведение подобных опытов невозможно?

34. Сэбин скрестил мышей линии PRl, где все взрослые особ" устойчивы к штамму 17D вируса желтой лихорадки, со швейцарскими мышами, восприимчивыми к нему. Все особи F₁ и F₂ (от скрещивания F₁ с PRl) были устойчивыми. Когда же особей F₁ скрестили со швейцарскими мышами, то 45 потомков из 90 оказались восприимчивыми. В F₂ доля восприимчивых животных составляла 28%, а некоторые из них при скрещивании со швейцарскими мышами дали потомство, состоящее полностью из особей, восприимчивых к вирусу желтой лихорадки. Какова наиболее вероятная генетическая основа устойчивости мышей к вирусу желтой лихорадки?

35. Мистер Смит приобрел у мистера Брауна быка Глэйморос Лэд для своего стада черно-пестрых голштино-фризов и получил среди 32 телят 5 красно-пестрых. До этого красно-пестрых животных в его стаде не было. Когда он потребовал от мистера Брауна возвращения ему денег, уплаченных за быка, мистер Браун признал частично свою ответственность, но заявил, что виновником является не один лишь Глэйморос Лэд. Как бы Вы объяснили мистеру Смиту его ошибку? Какие доказательства могли бы Вы представить в подтверждение того, что Глэйморос Лэд не является единственным виновником?

Если объяснение мистера Брауна правильно, и гетерозиготными была половина коров в стаде мистера Смита, то сколько телят черно-пестрой окраски и красно-пестрых телят ожидается получить среди 32? Мистер Смит задает вопрос: "Какова вероятность того, что любая из черных телок, полученных от Глэйморос Лэд, будет нести ген b, обуславливающий красную масть?" Что бы Вы ответили на этот вопрос? Сколько черно-пестрых телят из 27 должны теоретически иметь генотип Bb и сколько генотип BB?

Допустим, что деловые отношения между Смитом и Брауном сохранятся и оба они согласились, что им предстоит решать общую проблему. Не смогли бы Вы им посоветовать, как использовать в стаде полученных 5 красных телят, три из которых были женского пола? Могли бы оказаться в такой же мере полезными те коровы, которые дали красных телят, если да, то почему? Если нет, то почему?

36. Голштино-фризов бык, заподозренный в том, что он несет ген b, проверяется путем анализирующего скрещивания с коровами генотипа bb. Сколько надо получить черных телят, чтобы с вероятностью 63:1 считать, что бык не гетерозиготен по гену B?

Решение задачи № 16. Черная кошка имеет на шее и на животе белые пятна. Пятнистая окраска обусловлена наличием в генотипе доминантного аллеля S. Его рецессивный аллель s приводит к появлению сплошной окраски. Черная кошка с белыми пятнами может иметь два варианта генотипа - SS и Ss. В первом случае вероятность появления у нее черного котенка без пятен белого цвета при скрещивании с котом такого же генотипа равна нулю, так как оба родителя будут давать только гаметы, несущие доминантный аллель.

Во втором случае гетерозиготная кошка будет давать два типа гамет в равном соотношении: несущие аллель S и несущие аллель s, поскольку при мейозе гомологичные хромосомы попадают в разные гаметы. Кот имеет одинаковый с ней генотип и, следовательно, образует два типа гамет - S и s. У такой пары гетерозиготных особей возможно рождение котенка без белых пятен на теле:

При этом вероятность встречи двух гамет, несущих рецессивный аллель, будет составлять ¹/₄ или 25%. (Одна из четырех зигот). В остальных случаях в зиготе будет присутствовать доминантный аллель и разовьются котята с белыми пятнами; одна четверть будут гомозиготными (SS) и ²/₄ гетерозиготными, что в сумме составит ³/₄. Таким образом,вероятность рождения сплошь черного котенка будет составлять ¹/₄ или 25%.