Вопросы и упражнения

1. Сформулируйте определения понятий: сцепление генов, группа сцепления, кроссинговер, генетическая карта, сантиморганида.
Ответ:
Сцепление генов - это явление, когда гены, расположенные на одной хромосоме, наследуются вместе и не проявляют многовариантности при расщеплении во время мейоза.
Группа сцепления - это набор генов, расположенных на одной хромосоме, которые наследуются вместе, т.е. сцеплены между собой.
Кроссинговер - это процесс обмена участками гомологичных хромосом в процессе мейоза. Это приводит к перемешиванию генов, расположенных на хромосомах, и обычно приводит к снижению сцепления генов в группе сцепления.
Генетическая карта - это диаграмма, которая показывает расположение генов на хромосомах и расстояние между ними на основе частоты перекрестных связей и сцепления генов.
Сантиморганида - это единица измерения расстояния на генетической карте, равная 1% вероятности перекрестного связывания между генами. Одна сантиморганида соответствует расстоянию между генами на хромосоме, при котором 1% потомков получает перекрестное связывание между этими генами в результате кроссинговера во время мейоза.

2. Как вы думаете, каков будет результат скрещивания, если между анализируемыми генами произойдёт не один, а два события кроссинговера?
Ответ:
Если произойдут два события кроссинговера между анализируемыми генами, то это может привести к перестановке участков ДНК между хромосомами. В результате такой рекомбинации генов произойдет изменение порядка наследования и возникнут новые комбинации аллелей у потомства, которые не были присутствующими у родителей. Такой процесс делает прогнозирование генотипа потомства более сложным, так как возможны множество различных вариантов комбинаций аллелей на хромосомах, что усложняет предсказание генотипа и фенотипа потомства.

Задачи

3. Южноамериканский грызун красная вискаша является рекордсменом по числу хромосом среди млекопитающих. В её соматических клетках содержится 102 хромосомы. Сколько групп сцепления должно быть у этого животного? А у австралийского огненного муравья, самцы которого имеют одну хромосому, а самки — две?
Ответ:
У красной вискаши должна быть 51 группа сцепления, так как число групп сцепления равно половине числа хромосом.
У огненного муравья, у которого самцы имеют одну хромосому, а самки — две, должно быть две группы сцепления, так как каждый из родительских геномов (от отца и матери) будет содержать только одну хромосому. Таким образом, самцы будут иметь одну группу сцепления, а самки — две.

4. У томатов высокий стебель доминирует над карликовым, а круглая форма плодов — над грушевидной. Гены, определяющие высоту стебля и форму плодов, находятся в одной хромосоме, а частота кроссинговера между ними составляет 10%. Скрестили гомозиготное высокое растение с грушевидными плодами с гомозиготным карликовым растением с круглыми плодами. Какое расщепление следует ожидать от скрещивания полученного растения, гетерозиготного по обоим признакам, с карликовым растением, имеющим грушевидные плоды?
Ответ:

5. Если допустить, что гены А и В сцеплены и частота кроссинговера между ними составляет 20%, то какие гаметы и в каком количественном соотношении будет образовывать гетерозигота?
Ответ:
Если гены А и В сцеплены и частота кроссинговера между ними составляет 20%, то вероятность образования рекомбинантных гамет (т.е. гамет, в которых гены А и В перераспределены по сравнению с исходными гаметами) составляет 20%. Следовательно, оставшиеся 80% гамет будут не рекомбинантными.
Для определения количественного соотношения гамет, необходимо использовать правило произведения. То есть, количество возможных комбинаций генотипов в потомстве равно произведению вероятностей наличия определенного гена в гамете. Для гетерозиготы с генами А и В количественное соотношение рекомбинантных и не рекомбинантных гамет будет следующим:
- 20% (вероятность рекомбинации) x 50% (вероятность передачи гена A) = 10% гамет с геном A и B
- 20% (вероятность рекомбинации) x 50% (вероятность передачи гена B) = 10% гамет с геном B и A
- 80% (вероятность отсутствия рекомбинации) x 50% (вероятность передачи гена A) = 40% гамет с геном A и В
- 80% (вероятность отсутствия рекомбинации) x 50% (вероятность передачи гена B) = 40% гамет с геном В и A
Таким образом, гетерозигота будет образовывать гаметы в следующем количественном соотношении: 10% гамет с геном A и B, 10% гамет с геном B и A, 40% гамет с геном A и В, 40% гамет с геном В и A.

6. Гладкая форма семян кукурузы доминирует над морщинистой, наличие окраски доминирует над её отсутствием. Гены, определяющие соответствующие признаки, сцеплены. При скрещивании кукурузы с гладкими окрашенными семенами с растениями, имеющими морщинистые неокрашенные семена, получено потомство: окрашенных гладких семян 4152, окрашенных морщинистых 149, неокрашенных гладких 152, неокрашенных морщинистых 4163. Определите расстояние между генами.
Ответ: