Общая генетика (стр. 5 )

2. Задачи. (Преподаватель решает со студентами).

• У мух дрозофил признаки окраски тела и формы крыльев сцеплены. Тёмная окраска тела рецессивна по отношению к серой, короткие крылья – к длинным. В лаборатории скрещивались серые длиннокрылые самки, гетерозиготные по обоим признакам, с самцами, имеющими чёрное тело и короткие крылья. В потомстве оказалось серых длиннокрылых 1394, чёрных короткокрылых - 1418, чёрных длиннокрылых - 287, серых короткокрылых - 288. Определите расстояние между генами.

• У крыс тёмная окраска шерсти доминирует над светлой, розовый цвет глаз - над красным. Оба признака сцеплены. В лаборатории от скрещивания розовоглазых темношерстных крыс с красноглазыми светлошерстными получено потомство: светлых красноглазых - 24, тёмных розовоглазых - 26 светлых розовоглазых - 24, тёмных красноглазых - 25. Определите расстояние между генами.

• Классическая гемофилия и дальтонизм наследуются как рецессивные признаки, сцепленные с Х-хромосомой. Расстояние между генами определено в 9,8 морганиды.

а) Девушка отец которой страдает одновременно гемофилией и дальтонизмом, а мать здорова и происходит из благополучной по этим заболеваниям семьи, выходит замуж за здорового мужчину.

Определите вероятные фенотипы детей от этого брака.

б) Женщина, мать которой страдала дальтонизмом, а отец – гемофилией вступает в брак с мужчиной, страдающим обоими заболеваниями. Определите вероятность рождения детей в этой семье одновременно с обеими аномалиями.

• У человека локус резус - фактора сцеплен с локусом, определяющим форму эритроцитов, и находится от него на расстоянии 3 морганид (К. Штерн,1965). Резус - положительность и эллиптоцитоз определяются доминантными аутосомными генами. Один из супругов гетерозиготен по обоим признакам. При этом резус - положительность он унаследовал от одного родителя, эллиптоцитоз - от другого. Второй супруг резус - отрицательный и имеет нормальные эритроциты.

Определите процентные соотношения вероятных генотипов и фенотипов детей в этой семье.

• Катаракта и полидактилия у человека обусловлены доминантными аутосомными тесно сцепленными (т. е. не обнаруживающими кроссинговера) генами. Однако сцепленными могут быть необязательно гены указанных аномалий, но и ген катаракты с геном нормального строения кисти и наоборот. Женщина унаследовала катаракту от своей матери, а полидактилию от отца. Её муж нормален в отношении обоих признаков. Чего скорее можно ожидать у их детей: одновременного появления катаракты и полидактилии, отсутствия обоих этих признаков или наличия только одной аномалии - катаракты или полидактилии?

• Ген цветовой слепоты (дальтонизм) и ген ночной слепоты, наследующиеся через X - хромосому, находятся на расстоянии 50 морганид друг от друга (К. Штерн, 1965).Оба признака рецессивны.

Определите вероятность рождения детей одновременно с обеими аномалиями в семье, где жена имеет нормальное зрение, но мать её страдала ночной слепотой, а отец - цветовой слепотой, муж же нормален в отношении обоих признаков.

Контрольные вопросы для самостоятельной подготовки к занятию № 8

1. При каких условиях нарушается 3-ий закон Менделя?

2.  Какие признаки называются сцепленными?

3.  Как наследуются сцепленные признаки?

4.  Что понимается под группой сцепления и как определяется их количество?

5.  Что такое неполное сцепление признаков и анализ наследования при нём?

Основные термины и понятия

Аск Политенная хромосома

Аскоспора Расстояние на карте

Генетическая интерференция Рекомбинация

Генетическая карта Реципрокные типы рекомбинантов

Геном Родительские типы

Коэффициент коинциденции Сцепленные гены

Кроссинговер Частота рекомбинации

Мутантный ген Несцепленные гены

Практическая работа № 9: Сцепленное наследование и кроссинговер

Контрольная работа №3

Практическая работа № 10: Мутационная изменчивость. Генные мутации

Цель занятия: Знакомство с теорией мутагенеза и молекулярными основами генных мутаций.

Мутационная изменчивость – это закономерный природный процесс, подчинённый определённым законам. Мутацией называется изменение наследственного материала. Теория мутаций заложена Г. Де-Фризом (1901-1903) и (1899). Основные положения мутационной теории Г. Де-Фриза следующие:

- Мутации внезапные дискретные изменения признака.

- Новые формы стабильны.

- Мутации качественные изменения и не образуют непрерывных рядов вокруг среднего типа.

- Мутации могут быть полезными и вредными.

- Обнаружение мутаций зависит от размера выборки.

- Сходные мутации могут возвращаться.

Доказательства возникновения мутаций получены В. Иоганнсеном (1908-1913) при изучении количественных признаков (масса фасоли и ячменя в чистых линиях).

обобщил работы по изучению изменчивости в законе гомологичных рядов:

1. Виды и роды генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов.

2. Целые семейства растений характеризуются определённым циклом изменчивости, охватывающим все роды и виды этого семейства.

Каждый ген имеет определённую нуклеотидную последовательность. Мутации изменяют нуклеотидную последовательность гена. Современные методы клонирования генов сделали возможным прямое определение нуклеотидной последовательности гена дикого типа и мутантного. Два класса мутаций: замена пар оснований, сдвиг рамки считывания.

Замена пар оснований: транзиции – замена пурина на пурин или пиримидина на пиримидин; трансверсии – замена пиримидина на пурин и наоборот.

Мутации со сдвигом рамки считывания составляют основную долю спонтанных мутаций. Сдвиг рамки считывания происходит при вставках и делециях одновременно или порознь.

Мутации происходят редко, поэтому частоту мутирования у высших организмов определять трудно (малочисленность, диплоидность). В связи с этим оценивают частоту мутирования в хромосоме в целом. Для дрозофилы разработан метод Мёллер-5. Генные мутации приводят к образованию новых аллелей гена.

3. Практическое задание.

Познакомиться с явлением множественного аллелизма, наследованием в серии множественных аллелей.

Материал. Гербарий листьев белого клевера, препараты мутаций дрозофилы по окраске глаз и тела. Каждому студенту пробирку с F1 от скрещивания дрозофил, имеющих белые и абрикосовые глаза.

4. Задачи. (Преподаватель решает со студентами).

• Напишите возможные генотипы персон, имеющих группы крови: 0,А, В, АВ, если имеет место кодоминирование. Аллели гена обозначаются I°,1А,1В.

а) Если мать имеет группу крови А, а отец В, то какие группы крови могут иметь их дети?

б) Если у некоторых животных есть серия из 4 - х аллелей в хромосоме (С; С1; С2;С3;) и другая серия из двух аллелей (D и d) во II хромосоме, то как много различных генотипов в отношении этих двух серий аллелей теоретически возможно в популяции?

• У диких норок окраска шерсти коричневая. Человек создал формы с различными окрасками: белой, серой нескольких оттенков, бежевой, чёрной и т. д.

При скрещивании алеутской (чёрной) норки со стальной голубой или белым хедлюндом получаются потомки с окраской меха дикого типа (коричневые). При скрещивании же стальной голубой с белым хедлюндом получаются потомки с промежуточной голубой окраской.

Определите, мутации каких окрасок аллельны?

• У пекарских дрожжей есть ауксотрофные формы, не способные синтезировать аденин. При скрещивании двух различных по происхождению ауксотрофов иногда получается диплоидный гибрид - прототроф (признак дикого типа), а иногда - ауксотроф. Что можно сказать об аллельности этих мутаций?

Контрольные вопросы для самостоятельной подготовки к занятию №10

1.  Дать определение мутации.

2.  Какие мутации называются генными.

3.  Типы генных мутаций.

4.  Молекулярные основы генных мутаций

5.  Методы оценки частоты мутаций (Мёллер - 5 ).

6.  Мутация и адаптация

7.  Мутации и эволюция.

8.  Функциональный тест на аллелизм

Основные термины и понятия

Мутация

Генная мутация

Мутация со сдвигом рамки считывания

Горячая точка

Транзиции

Замена пар оснований

Трансверсии Метод (Мёллер - 5)

Практическая работа № 11.:Структура гена

Коллоквиум

Вопросы для подготовки:

1.  Генетическая роль ДНК. Опыты Гриффитса (1928).

2.  Структура ДН, Ф. Крик.

3.  Репликация ДНК. Мезельсона и Ф. Сталя.

4.  Синтез ДНК. Вилка репликации.

5.  Центровая теория гена. ( Н. Дубинин, А. Серебровский).

6.  Моргановская теория гена.

7.  Развитие современной теории гена

8.  Прерывистые и перекрывающиеся гены.

9.  Мобильные генетические элементы.

Практическая работа № 12: Хромосомные мутации

Цель занятия: Ознакомить студентов с типами хромосомных мутаций и их ролью в эволюции и селекции растений.

Хромосомные мутации (перестройки, аберрации) - это изменения в числе, размере и организации хромосом.

Хромосомные перестройки:

- делеции – выпадение участка хромосомы. Цитологически обнаруживается по одинарной петле при коньюгации

- дупликации – удвоение участка хромосомы, приводящее к образованию тандема. Тандемные дупликации могут быть инвертированными и прямыми. Дупликации - один из путей эволюции генома. У эукариот некоторые структурные гены представлены двумя и более копиями. Дупликации цитологически фиксируются по одинарной петле при коньюгации.

- инверсии - поворот отделных участков хромосомы на 1800. Инверсии - перицентрические – захватывает центромеру, парацентрические - нет. Снижена плодовитость. Затруднён кроссинговер. Цитологически фиксируется по двойной петле при коньюгации. Плодовитость снижена.

- транслокации – взаимный обмен участками между двумя негомологичными хромосомами. При коньюгации в профазе формируются фигуры: кольца, кресты, восьмёрки. Плодовитость снижена.

- анеуплоиды – утрата или добавление к основному набору одной и более хромосом (трисомики, моносомики, нуллисомики). Это явление используется в селекции для замещения хромосом на нужные, ответственные за хозяйственно-полезные признаки.