Acasă » Garaj

Grilă Punnett pentru traversarea dihibridă. Grătarul Punnett - o soluție simplă pentru probleme complexe

Rețeaua Punnett a fost propusă de omul de știință englez Punnett pentru a facilita rezolvarea problemelor practice din genetică. Când despre care vorbim despre o caracteristică care este studiată, puteți încerca să creați o diagramă de desen sau să calculați posibile opțiuni în minte. Dar dacă două sau mai multe caracteristici sunt studiate, diagramele sunt pline de notații ciudate și este pur și simplu imposibil să ne amintim toate combinațiile. În astfel de circumstanțe, zăbrelele Punnett este o modalitate excelentă de a organiza soluția.

Pe baza legilor binecunoscute ale geneticii, știm că fiecare caracteristică calitativă a oricărui organism este codificată în ADN. Secțiunea moleculei sale responsabilă pentru o astfel de trăsătură este o genă. Deoarece orice celulă a corpului are un set dublu de cromozomi în nucleul său, se dovedește că o genă este responsabilă pentru o trăsătură, dar este prezentă în două forme. Se numesc alele. Știind că o celulă (gamet) conține un set de cromozomi împărțiți în doi și amintindu-ne cum se formează aceste celule în organism, înțelegem că fiecare conține una sau alta. Grila Punnett înregistrează toate tipurile posibile de gameți de la fiecare părinte. . Ele sunt scrise deasupra lui de la un participant la traversare și pe o parte (de obicei la stânga) de la cealaltă. În celula în care se intersectează o coloană și un rând, vom găsi o combinație de gene în descendent, care va determina exact cum se va manifesta cutare sau cutare trăsătură.

Ce sunt ei?

Principiul construirii acestor tabele este același, dar, în general, se obișnuiește să se distingă următoarele tipuri de zăbrele Punnett:

  • vertical orizontal;
  • înclinat.

În acest caz, prima opțiune este construită ca un tabel obișnuit cu coloane și rânduri, iar a doua este un romb, de-a lungul marginilor laterale superioare ale cărora sunt scrise denumirile posibililor gameți părinte. Al doilea tip este rar folosit.

Uz practic

După cum am menționat deja, zăbrelele Punnett este folosită pentru a rezolva probleme. Este o metodă grafică vizuală care vă permite să calculați descendenții rezultati pe baza oricărui număr de caracteristici. Principiile pentru rezolvarea oricărei probleme de genetică pot fi formulate astfel: stabilim cum va fi desemnată fiecare genă. Aflăm genotipurile parentale (combinații de gene), determinăm ce celule germinale se pot forma în fiecare organism părinte. Introducem datele într-o rețea Punnett și găsim toate genotipurile posibile ale descendenților. Folosindu-le, puteți naviga cum va arăta fiecare dintre organismele rezultate.

Un exemplu foarte simplu: gene pentru lungimea părului la pisici, să le notăm G și g. Am încrucișat o pisică cu păr scurt și o pisică cu păr lung. Gena pentru părul lung este recesivă, ceea ce înseamnă că apare doar în stare homozigotă, adică pisica noastră poate avea doar genotipul gg. Dar o pisică poate fi fie Gg, fie GG. Nu putem spune acest lucru după aspect (fenotip), dar putem concluziona că dacă ea a născut deja pisoi ca el dintr-o pisică cu păr lung, atunci formula ei este Gg. Lăsați-l să fie. Și iată cea mai simplă zăbrele:

Gg
gGggg
gGggg

Am descoperit că 50% dintre pisoi au părul lung, la fel ca tatăl lor. Iar cealaltă jumătate dintre ei sunt cu păr scurt, dar poartă genele cu părul lung, genotipurile lor sunt aceleași cu cele ale mamei.

Indivizii din generația F 1 sunt rezultatul încrucișării a două organisme părinte: mascul și femela. Fiecare dintre ele poate forma un anumit număr de tipuri de gameți. Fiecare gamet al unui organism este la fel de probabil să întâlnească orice gamet al altui organism în timpul fertilizării. Prin urmare, numărul total de zigoți posibili poate fi calculat prin înmulțirea tuturor tipurilor de gameți ale ambelor organisme.

Încrucișare monohibridă

Exemplul 7.1. Notați genotipul indivizilor din prima generație atunci când încrucișați doi indivizi: homozigot pentru gena dominantă și homozigot pentru gena recesivă.

Să scriem denumirea literei genotipurilor perechilor parentale și gameților pe care îi formează.

R AA x aa

Gameti A a

În acest caz, fiecare dintre organisme produce gameți de același tip, prin urmare, atunci când gameții se unesc, se vor forma întotdeauna indivizi cu genotipul Aa. Indivizii hibridi dezvoltați din astfel de gameți vor fi uniformi nu numai în genotip, ci și în fenotip: toți indivizii vor purta o trăsătură dominantă (conform primei legi a uniformității a lui Mendel a primei generații).

Pentru a facilita înregistrarea genotipurilor descendenților, întâlnirea gameților este de obicei indicată printr-o săgeată sau o linie dreaptă care leagă gameții organismului masculin și feminin.

Exemplul 7.2. Determinați și înregistrați genotipurile indivizilor de prima generație atunci când încrucișați doi indivizi heterozigoți analizați pentru aceeași trăsătură.

R Aa x Aa

Gameții A; un A; A

F1 AA; Aaaa; ahh

Fiecare părinte produce două tipuri de gameți. Săgețile indică faptul că oricare dintre cei doi gameți ai unui individ feminin se poate întâlni cu oricare dintre cei doi gameți ai unui individ masculin. Prin urmare, sunt posibile patru variante de gameți și la descendenți se formează indivizi cu următoarele genotipuri: AA, Aa, Aa, aa.

Exemplul 7.3. Părul poate fi deschis sau închis la culoare. Gena pentru culoarea închisă este dominantă. O femeie heterozigotă și un bărbat homozigot cu păr negru s-au căsătorit. La ce genotipuri ar trebui să ne așteptăm la copiii din prima generație?

trăsătură: genă

culoare închisă: A

culoare deschisă: a

R Aa x AA

întuneric întuneric

Gameții A; un A

întuneric întuneric

Cruce dihibridă

Numărul și tipurile de zigoți dintr-o încrucișare dihibridă depind de modul în care sunt aranjate genele non-alelice.

Dacă genele non-alelice responsabile pentru diferite trăsături sunt localizate într-o pereche de cromozomi omologi, atunci numărul de tipuri de gameți dintr-un organism diheterozigot cu genotipul Aa BB va fi egal cu doi: AB și ab. Când două astfel de organisme sunt încrucișate, fertilizarea va duce la formarea a patru zigoți. Înregistrarea rezultatelor unei astfel de încrucișări va arăta astfel:

R AVav x Avav

Gametes AB; av av; aw

F 1 ABAB; ABav; ABav; Avaw

Organismele diheterozigote care conțin gene non-alelice pe cromozomi neomologi au genotipul AaBb și formează patru tipuri de gameți.

Când se încrucișează doi astfel de indivizi, combinațiile gameților lor vor da 4x4 = 16 opțiuni de genotip. Genotipul indivizilor rezultați poate fi înregistrat secvenţial unul după altul, așa cum am făcut cu încrucișarea monohibridă. Cu toate acestea, o astfel de înregistrare rând cu linie va fi prea greoaie și dificilă pentru o analiză ulterioară. Geneticistul englez Punnett a propus înregistrarea rezultatului încrucișării sub forma unui tabel, care poartă numele omului de știință - grila Punnett.

Mai întâi, genotipurile perechilor parentale și tipurile gameților acestora sunt înregistrate ca de obicei, apoi se desenează o grilă în care numărul de coloane verticale și orizontale corespunde numărului de tipuri de gameți ale indivizilor părinte. Gameții individului feminin sunt înscriși orizontal în partea de sus, iar gameții individului masculin sunt înscriși vertical în stânga. La intersecția liniilor imaginare verticale și orizontale care provin din gameții părinților se înregistrează genotipurile descendenților.

Grila Punnett este un instrument vizual care îi ajută pe geneticieni să determine posibile combinații de gene în timpul fertilizării. O grilă Punnett este un tabel simplu de 2x2 (sau mai multe) celule. Folosind acest tabel și cunoștințele despre genotipurile ambilor părinți, oamenii de știință pot prezice ce combinații de gene sunt posibile la descendenți și chiar pot determina probabilitatea de a moșteni anumite trăsături.

Pași

Informații de bază și definiții

Pentru a sări peste această secțiune și a merge direct la descrierea zăbrelei Punnett, .

    Aflați mai multe despre conceptul de gene.Înainte de a începe să învățați și să utilizați grila Punnett, ar trebui să vă familiarizați cu câteva principii și concepte de bază. Primul astfel de principiu este că toate lucrurile vii (de la microbii minusculi la balene albastre gigantice) au genele. Genele sunt seturi microscopice incredibil de complexe de instrucțiuni care sunt încorporate în aproape fiecare celulă a unui organism viu. În esență, într-o măsură sau alta, genele sunt responsabile pentru fiecare aspect al vieții unui organism, inclusiv pentru cum arată, cum se comportă și multe, multe altele.

    Aflați mai multe despre conceptul de reproducere sexuală. Cele mai multe (dar nu toate) organismele vii cunoscute de tine produc descendenți prin reproducere sexuală. Aceasta înseamnă că indivizii de sex feminin și masculin contribuie cu propriile gene, iar descendenții lor moștenesc aproximativ jumătate din genele de la fiecare părinte. Grila Punnett este folosită pentru a vizualiza diferitele combinații de gene ale părinților.

    • Reproducerea sexuală nu este singurul mod în care organismele vii se reproduc. Unele organisme (de exemplu, multe tipuri de bacterii) se reproduc prin ele însele reproducere asexuată, când descendenții sunt creați de un părinte. La reproducere asexuată toate genele sunt moștenite de la un părinte, iar urmașul este o copie aproape exactă a acestuia.

  1. Aflați despre conceptul de alele. După cum sa menționat mai sus, genele unui organism viu sunt un set de instrucțiuni care spun fiecărei celule ce trebuie să facă. De fapt, la fel ca instrucțiunile obișnuite care sunt împărțite în capitole, clauze și subclauze separate, diferitele părți ale genelor indică cum să faci lucruri diferite. Dacă două organisme au „subdiviziuni” diferite, ele vor arăta sau se vor comporta diferit - de exemplu, diferențele genetice pot face ca o persoană să aibă părul întunecat și alta să aibă părul deschis. Aceste tipuri diferite de o genă sunt numite alele.

    • Deoarece copilul primește două seturi de gene – câte unul de la fiecare părinte – va avea două copii ale fiecărei alele.

  2. Aflați despre conceptul de alele dominante și recesive. Alelele nu au întotdeauna aceeași „tărie” genetică. Unele alele care sunt numite dominant, va apărea cu siguranță în aspect copilul și comportamentul lui. Altele, așa-zise recesiv alelele apar numai dacă nu se potrivesc cu alele dominante care le „suprimă”. Grila Punnett este adesea folosită pentru a determina cât de probabil este un copil să primească o alelă dominantă sau recesivă.

    Reprezentarea unei încrucișări monohibride (o genă)

    1. Desenați o grilă pătrată de 2x2. Cea mai simplă versiune a zăbrelei Punnett este foarte ușor de realizat. Desenați un pătrat suficient de mare și împărțiți-l în patru pătrate egale. Astfel vei avea un tabel cu două rânduri și două coloane.

      În fiecare rând și coloană, etichetați alelele părinte cu o literă.Într-o grilă Punnett, coloanele sunt rezervate pentru alelele materne și rândurile sunt rezervate pentru alelele paterne sau invers. În fiecare rând și coloană, scrieți literele care reprezintă alelele mamei și ale tatălui. Când faceți acest lucru, utilizați litere mari pentru alelele dominante și litere mici pentru cele recesive.

      • Acest lucru este ușor de înțeles dintr-un exemplu. Să presupunem că doriți să determinați probabilitatea ca un anumit cuplu să aibă un copil care să-și poată ondula limba. Această proprietate poate fi notată cu litere latine RȘi r- o literă mare corespunde unei alele dominante, iar o literă mică corespunde unei alele recesive. Dacă ambii părinți sunt heterozigoți (au o copie a fiecărei alele), atunci ar trebui să scrieți o literă „R” și una „r” deasupra hashuluiȘi unul „R” și unul „r” în stânga grilajului.

    2. Scrieți literele corespunzătoare în fiecare celulă. Puteți completa cu ușurință grila Punnett odată ce înțelegeți ce alele sunt incluse de la fiecare părinte. Scrieți în fiecare celulă o combinație de două litere de gene care reprezintă alele de la mamă și tată. Cu alte cuvinte, luați literele din rândul și coloana corespunzătoare și scrieți-le în celula dată.

      Determinați genotipurile posibile ale descendenților. Fiecare celulă dintr-o grilă Punnett plină conține un set de gene care este posibil la un copil al acestor părinți. Fiecare celulă (adică fiecare set de alele) are aceeași probabilitate - cu alte cuvinte, într-o rețea 2x2, fiecare dintre cele patru opțiuni posibile are o probabilitate de 1/4. Se numesc diferitele combinații de alele reprezentate în grila Punnett genotipuri. Deși genotipurile reprezintă diferențe genetice, acest lucru nu înseamnă neapărat că fiecare variantă va produce descendenți diferiți (vezi mai jos).

      • În exemplul nostru de grilă Punnett, o pereche dată de părinți poate produce următoarele genotipuri:
      • Două alele dominante(celula cu doi R)
      • (celula cu un R și unul r)
      • Una dominantă și una recesivă(celula cu R și r) - rețineți că acest genotip este reprezentat de două celule
      • Două alele recesive(celula cu doua r)

    3. Determinați fenotipurile posibile ale descendenților. Fenotip trăsăturile fizice reale ale unui organism care se bazează pe genotipul său. Un exemplu de fenotip este culoarea ochilor, culoarea părului, prezența anemiei falciforme și așa mai departe - deși toate aceste trăsături fizice sunt determinate gene, niciuna dintre ele nu este determinată de combinația sa specială de gene. Fenotipul posibil al urmașilor este determinat de caracteristicile genelor. Diferite gene se exprimă diferit în fenotip.

      • Să presupunem în exemplul nostru că gena responsabilă pentru capacitatea de a rula limba este dominantă. Aceasta înseamnă că chiar și acei descendenți al căror genotip include doar o alelă dominantă își vor putea rostogoli limba într-un tub. În acest caz, se obțin următoarele fenotipuri posibile:
      • Celula din stânga sus: poate curba limba (două R)
      • Celula din dreapta sus:
      • Celula din stânga jos: poate rostogoli limba (un R)
      • Celula din dreapta jos: nu se poate rostogoli limba (fără R majuscule)

    4. Determinați probabilitatea diferitelor fenotipuri pe baza numărului de celule. Una dintre cele mai frecvente utilizări ale grilei Punnett este de a găsi probabilitatea ca un anumit fenotip să apară la descendenți. Deoarece fiecare celulă corespunde unui anumit genotip și probabilitatea de apariție a fiecărui genotip este aceeași, pentru a găsi probabilitatea unui fenotip este suficient împărțiți numărul de celule cu un anumit fenotip la numărul total de celule.

      • În exemplul nostru, rețeaua Punnett ne spune că, pentru un anumit părinți, sunt posibile patru tipuri de combinații de gene. Trei dintre ele corespund unui descendent care este capabil să-și rotească limba, iar unul corespunde absenței unei astfel de abilități. Astfel, probabilitățile celor două fenotipuri posibile sunt:
      • Descendentul poate rostogoli limba: 3/4 = 0,75 = 75%
      • Descendentul nu poate rostogoli limba: 1/4 = 0,25 = 25%

    Reprezentarea unei încrucișări dihibride (două gene)

    1. Împărțiți fiecare celulă a rețelei 2x2 în încă patru pătrate. Nu toate combinațiile de gene sunt la fel de simple ca încrucișarea monohibridă (monogenă) descrisă mai sus. Unele fenotipuri sunt determinate de mai multe gene. În astfel de cazuri, trebuie luate în considerare toate combinațiile posibile, ceea ce va necesita O masa mai mare.

      • Regula de bază pentru utilizarea grilei Punnett atunci când există mai multe gene este următoarea: Pentru fiecare genă suplimentară, numărul de celule ar trebui dublat. Cu alte cuvinte, pentru o genă este adecvată o grilă de 2x2, pentru două gene este adecvată o grilă 4x4, pentru trei gene este adecvată o grilă de 8x8 și așa mai departe.
      • Pentru a facilita înțelegerea acestui principiu, luați în considerare un exemplu pentru două gene. Pentru a face acest lucru, va trebui să desenăm o zăbrele 4x4. Metoda prezentată în această secțiune este potrivită și pentru trei sau mai multe gene - doar aveți nevoie O Grilă mai mare și mai multă muncă.

    2. Identificați genele din partea părinților. Următorul pas este să găsiți genele parentale care sunt responsabile pentru trăsătura care vă interesează. Deoarece aveți de-a face cu mai multe gene, trebuie să adăugați încă o literă la genotipul fiecărui părinte - cu alte cuvinte, trebuie să folosiți patru litere pentru două gene, șase litere pentru trei gene și așa mai departe. Ca o reamintire, este util să scrieți genotipul mamei deasupra semnului hash și genotipul tatălui în stânga acestuia (sau invers).

    3. Scrieți diferitele combinații de gene de-a lungul marginilor de sus și din stânga ale grilei. Acum putem scrie deasupra și în stânga grilei diferitele alele care pot fi transmise descendenților de la fiecare părinte. Ca și în cazul unei singure gene, fiecare alelă este la fel de probabil să fie transmisă. Cu toate acestea, deoarece ne uităm la mai multe gene, fiecare rând sau coloană va avea mai multe litere: două litere pentru două gene, trei litere pentru trei gene și așa mai departe.

      • În cazul nostru, ar trebui să notăm diferitele combinații de gene pe care fiecare părinte este capabil să le transmită din genotipul său. Dacă genotipul mamei este SsYy în partea de sus, iar genotipul tatălui SsYY este în stânga, atunci pentru fiecare genă vom obține următoarele alele:
      • De-a lungul marginii superioare: SY, Sy, sY, sy
      • De-a lungul marginii din stânga: SY, SY, sY, sY

    4. Completați celulele cu combinațiile de alele corespunzătoare. Scrieți litere în fiecare celulă a grilei în același mod ca și pentru o genă. Cu toate acestea, în acest caz, pentru fiecare genă suplimentară, în celule vor apărea două litere suplimentare: în total, în fiecare celulă vor fi patru litere pentru două gene, șase litere pentru patru gene și așa mai departe. Conform regula generala, numărul de litere din fiecare celulă corespunde numărului de litere din genotipul unuia dintre părinți.

      • În exemplul nostru, celulele vor fi completate după cum urmează:
      • Rândul de sus: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
      • Al doilea rând: SSYY, SSYy, SsYY, SsYy
      • Al treilea rând: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy
      • Randul de jos: SsYY, SsYy, ssYY, ssYy

    5. Găsiți fenotipurile pentru fiecare urmaș posibil.În cazul mai multor gene, fiecare celulă din rețeaua Punnett corespunde, de asemenea, unui genotip separat al posibililor descendenți, pur și simplu există mai multe dintre aceste genotipuri decât cu o singură genă. Și în acest caz, fenotipurile pentru o anumită celulă sunt determinate de genele pe care le luăm în considerare. Există regula generala, conform căreia prezența a cel puțin unei alele dominante este suficientă pentru manifestarea trăsăturilor dominante, în timp ce pentru trăsăturile recesive este necesar ca Toate alelele corespunzătoare au fost recesive.

      • Deoarece netezimea și boabele galbene sunt dominante la mazăre, în exemplul nostru, orice celulă cu cel puțin un S majuscule corespunde unei plante cu mazăre netedă, iar orice celulă cu cel puțin un Y majuscule corespunde unei plante cu un fenotip de miez galben. Plantele cu mazăre încrețită vor fi reprezentate de celule cu două alele s minuscule, iar pentru ca boabele să aibă Culoarea verde, sunt necesare doar yuri mici. Astfel, obținem opțiuni posibile pentru forma și culoarea mazării:
      • Rândul de sus:
      • Al doilea rând: neted/galben, neted/galben, neted/galben, neted/galben
      • Al treilea rând:
      • Randul de jos: neted/galben, neted/galben, încrețit/galben, încrețit/galben

    6. Determinați probabilitatea celulă cu celulă a fiecărui fenotip. Pentru a găsi probabilitatea diferitelor fenotipuri la descendenții unor părinți dați, utilizați aceeași metodă ca și pentru o singură genă. Cu alte cuvinte, probabilitatea unui anumit fenotip este egală cu numărul de celule care îi corespunde împărțit la numărul total de celule.

      • În exemplul nostru, probabilitatea fiecărui fenotip este:
      • Descendent cu mazăre netedă și galbenă: 12/16 = 3/4 = 0,75 = 75%
      • Descendent cu mazăre încrețită și galbenă: 4/16 = 1/4 = 0,25 = 25%
      • Descendent cu mazăre netedă și verde: 0/16 = 0%
      • Descendent cu mazăre încrețită și verde: 0/16 = 0%
      • Rețineți că incapacitatea de a moșteni cele două alele recesive y a dus la nicio plantă cu boabe verzi printre posibili descendenți.
    • Amintiți-vă că fiecare nouă genă parentală dublează numărul de celule din grila Punnett. De exemplu, cu o genă de la fiecare părinte obțineți o grilă 2x2, pentru două gene obțineți o grilă 4x4 și așa mai departe. În cazul a cinci gene, dimensiunea tabelului va fi de 32x32!

Inainte sa incepi rezolvarea problemelor, se recomandă definirea clară a punctelor principale („adevăruri de plecare”), pe baza cărora, în viitor, se va putea rezolva cu succes aproape orice probleme din genetică.
Baza pentru compilarea acestor recomandări metodologice este dorința de a arăta oportunitatea și necesitatea „trecerii secvențiale în sensul acelor de ceasornic în toate cele cinci colțuri ale unui pentagon convențional”, adică următoarele acțiuni.

I. Condiții de problemă.
II. Tabelul „Genă – Trăsătură”.
III. Schema de trecere.
IV. Grila Punnett.
V. Răspuns.

I. Starea problemei

Sarcina trebuie selectată în așa fel încât, dacă este posibil, cerințele aparent incompatibile să fie combinate la prima vedere: o corespondență clară cu secțiunea teoriei care este studiată în acest moment și un conținut interesant de interesant al sarcinii.
Este de dorit ca, după ce s-a familiarizat cu condițiile problemei, persoana care o rezolvă să aibă dorința pe deplin conștientă de a începe imediat să o rezolve. Aparent, este necesar să se excludă luarea în considerare a sarcinilor care sunt plictisitoare și monotone în esența lor, uneori rătăcind încet de la o „Colecție” la alta. Ele trebuie rezolvate pentru că de multe ori pur și simplu nu există alte probleme „la îndemână” și nu pare rezonabil ca profesorul să-și petreacă timpul și energia pentru a compila noi „capodopere”.
Starea problemei trebuie să conțină în totalitate informațiile care sunt cu adevărat necesare pentru rezolvarea problemei. Este necesar să se asigure că starea problemei rămâne în fața ochilor persoanei care o rezolvă, permițându-i să pătrundă suficient de adânc în esența lucrării efectuate.

II. Tabelul „Genă - trăsătură”

Exemple de compilare a tabelelor

Opțiunea 1.

Este posibil să nu indicați atât de complet ceea ce va fi plasat în coloanele din stânga și din dreapta ale tabelului ( Opțiunea 1), și, omițând frazele participiale, lăsați simplu: „Genă” și „Personaj” ( Opțiunea 2).

Opțiunea 2.

La alcătuirea unui tabel, toate informațiile necesare sunt extrase din condițiile problemei: moștenirea căror trăsături pot fi urmărite în această problemă, gena dominantă (dominanță completă sau incompletă) sau recesivă controlează dezvoltarea trăsăturii studiate, genele care ne interesează sunt localizate în autozomi sau cromozomi sexuali etc.
Dintre o pereche de trăsături alternative contrastante, prima (!) care va fi introdusă în tabelul „Genă – Trăsătură” este cea a cărei dezvoltare este sub controlul genei dominante. Când înregistrați numele unei caracteristici specifice într-un tabel, este acceptabilă o abreviere a cuvintelor, de exemplu: „ochi căprui”. în loc de „ochi căprui”. Gena dominantă care controlează moștenirea trăsăturii studiate ar trebui să fie desemnată cu prima literă majusculă a alfabetului latin ( A). Linia următoare conține o trăsătură alternativă (în cazul nostru: „ochi albaștri”), controlată de o genă recesivă. Desigur, această genă trebuie desemnată și prin prima, dar minusculă, literă a alfabetului latin ( A), și plasați-l strict sub simbol A gena dominantă (ambele simboluri sunt în coloana din stânga a tabelului).
În niciun caz nu trebuie să luați litera inițială a cuvântului care denotă trăsătura pentru a desemna genele care controlează formarea anumitor trăsături, de exemplu:

În același timp, pare oportun să subliniem că în genetica umană există cel puțin trei cazuri când nu numai că este permis, ci chiar recomandat să se facă tocmai asta, i.e. denotă o genă printr-o literă „separată” de numele trăsăturii (sau două litere luate din numele trăsăturii).
Vorbim despre trei cazuri concrete.

Deși în aceste cazuri nimic nu poate influența posibila dorință a persoanei care rezolvă problema de a desemna gena dominantă pentru coagularea normală a sângelui, localizată pe cromozomul X, drept XA; atunci gena recesivă de coagulare a sângelui (gena hemofiliei), localizată pe cromozomul X, trebuie scrisă ca Xa (același lucru este valabil și pentru factorul Rh și daltonismul).
Dacă vorbim de dominanță incompletă, atunci în tabelul „Genă - trăsătură” gena dominantă este scrisă în același mod ca și în cazul dominanței normale (complete), adică. linia de sus (deasupra genei recesive), dar se recomandă să puneți o liniuță deasupra literei care indică această genă de dominanță incompletă, de exemplu: A.

Și pe tot parcursul timpului în care această problemă este rezolvată, de fiecare dată când scriu A, nu trebuie să uitați să puneți această linie, demonstrând astfel dominanța relativă (incompletă) a acestei gene. Peste o genă recesivă ( A) nu sunt adăugate liniuțe.
Dacă vorbim despre rezolvarea problemelor nu pe moștenirea monohibridă, ci pe moștenirea polihibridă, atunci în tabelul „Genă - trăsătură”, trebuie mai întâi să introduceți trăsăturile controlate de gene localizate în autozomi și apoi trăsăturile controlate de gene situate în cromozomii sexuali (și mai întâi în cromozomii X și apoi în cromozomii Y).
Să luăm acest exemplu: „o persoană daltonică cu ochi căprui care suferă de hipertricoză”. Să facem un tabel „Genă – trăsătură”.

În acest caz, fiecare pereche de caracteristici poate fi numerotată (nu contează dacă este vorba de cifre arabe sau romane). În exemplul luat în considerare, avem de-a face cu o încrucișare trihibridă (care corespunde la trei perechi de caracteristici alternative):

Prima pereche – moștenire autozomală;
a 2-a pereche – moștenirea legată de X;
A 3-a pereche – moștenirea legată de Y.

Fiecare pereche de trăsături autozomale poate fi separată de următoarea pereche prin linii orizontale; și moștenirea autozomală din variantele de moștenire legată de sex - două linii orizontale.

III. Schema de trecere

În genetica umană, termenul „Schema de căsătorie” este uneori folosit, dar cu greu poate fi considerat de succes.
Când se înregistrează o schemă de încrucișare, se obișnuiește să se plaseze individul feminin pe primul loc, iar individul masculin pe locul doi. Dacă urmați cu strictețe această regulă, atunci în schema de încrucișare nu trebuie să puneți un simbol în fața fiecărei forme încrucișate care specifică sexul unui anumit individ. Dar punerea simbolurilor, desigur, nu este interzisă:

Organismele parentale luate în încrucișare sunt desemnate prin litera latină P. În acest caz, fiecare dintre organismele parentale poate fi reprezentată prin notație sub forma unei fracții simple. Numătorul fracției conține fenotipul individului (față de caracteristicile luate în considerare: unul sau mai multe - în încrucișări mono- sau polihibride, respectiv), iar numitorul este setul de gene (genotip) responsabil de formarea fenotipul prezentat la numărător.

Încrucișarea în genetică se notează prin semnul de înmulțire x.
Progenitul încrucișării a două forme parentale se numește hibrid, iar fiecare individ (descendent individual) rezultat în urma încrucișării se numește hibrid.
Generația hibridă este desemnată printr-o combinație a literei latine F și a unui index digital care indică ce generație hibridă în raport cu formele încrucișate (P) se înțelege (în acest caz - 1, deoarece vorbim despre copii). Astfel, în varianta luată în considerare, combinația arată astfel: F1 = copii (a se citi: „ef one”). Nu este greu de ghicit că F2 este a doua generație hibridă din P, adică nepoții lui P; F3 – a treia generație hibridă din P, adică strănepoții lui P etc.
Între liniile orizontale P și F1 există o linie orizontală, care este desemnată prin litera G (prima literă a cuvintelor grecești gametulȘi gameti– soț și, respectiv, soț).
Pe orizontalul G sunt tipurile (varietățile) de gameți pe care fiecare dintre formele încrucișate (fiecare dintre organismele părinte) este capabilă să le creeze.
Mai mult, dacă genotipul unui individ este monomorecesiv ahh, atunci linia G ar trebui să afișeze un tip de gamet: A, deoarece 100% din celulele germinale ale corpului au acest genotip ( ahh) sunt absolut identice.

Adică intrarea:

nu are sens, deoarece nu vorbim despre numărul de gameți (pot fi foarte mulți dintre ei), ci despre câte tipuri (soiuri, variante) de gameți poate crea un astfel de organism ( ahh): un tip ( A).
Următoarea intrare va fi corectă:

Dacă genotipul unui individ este monohomodominant ( AA), atunci o singură literă apare și pe linia G (în centru) A:

Similar cu ceea ce s-a spus mai sus, toți gameții acestui individ ( AA) sunt identice: A.
În cele din urmă, dacă genotipul unui individ este monoheterozigot ( Ahh), atunci un astfel de individ produce două tipuri de gameți în cantități egale: AȘi A. În acest caz, pe linia G aceste tipuri de gameți ar trebui plasate strict sub genotipul în cauză, dar la o oarecare distanță unul de celălalt, simetric față de intrarea genotipului în sine. Ahh

:

Să subliniem încă o dată că fiecare tip de gamet este cel mai bine plasat într-un cerc: AȘi A.
Nu este interzis să subliniați fiecare tip de gameți, adică să îl scrieți astfel: Dar nu trebuie să folosiți semne de punctuație (virgule, punct și virgulă sau oricare altele) pentru a distinge un tip de gameți de altul.

lV. Grila Punnett

Pentru a facilita rezolvarea aproape a oricărei probleme din genetică, se recomandă construirea așa-numitei zăbrele Punnett, care și-a primit numele de la geneticianul englez R. Punnett, care a propus-o primul.
Există cel puțin 7 reguli de bază pentru construirea unei rețele Punnett și analiza detaliată ulterioară a datelor conținute în această rețea.

1. Selectarea unuia dintre cele două tipuri posibile de construcție cu zăbrele Punnett:

a) grila Punnett vertical-orizontală

b) grilă Punnett înclinată

Pare potrivit să se recomande un grătar Punnett vertical-orizontal pentru utilizare practică, deoarece în acest caz, nu apar probleme, cel puțin de natură pur tehnică: ce să încapă în compartimentele în formă de romb rezultate în ce unghi.

2. Umplerea dreptunghiului din stânga sus al grilei Punnett.

Împărțiți-l la un unghi de 45° cu o linie dreaptă, rezultând două identice triunghi dreptunghic, fiecare dintre acestea conținând următoarele informații:

mai aproape de baza colțului - simbolul podelei (),
puțin deasupra și în stânga sunt genotipurile fiecăreia dintre formele încrucișate (în exemplul nostru, genotipurile formelor încrucișate sunt aceleași: Ahh).

În acest caz, triunghiul superior trebuie să conțină cu siguranță informații despre un individ feminin (), iar triunghiul inferior trebuie să conțină informații despre un individ masculin ().

3. Proiectarea liniei orizontale superioare a grilei Punnett.

Pe linia orizontală superioară sunt înscrise tipurile de gameți ai individului feminin; în exemplul nostru ( Ahh) sunt două dintre ele: AȘi A. Mai mult, ambele sunt în cantități egale, așa că punem coeficienții în fața literelor: 1/2 Ași 1/2 A.
Verticala din stânga a rețelei este proiectată într-un mod similar, unde sunt situate tipurile de gameți ale unui individ masculin - cu coeficienții corespunzători.
O altă notă importantă: toate intrările în celule de-a lungul orizontalei de sus și verticalei din stânga sunt făcute în centrul celulelor.

4. Determinarea genotipurilor zigoților rezultați.

La intersecțiile orizontalelor și verticalelor s-au format dreptunghiuri (în cazul nostru sunt patru). Să le numerotăm în mod arbitrar de la Nr. 1 la Nr. 4. În fiecare dintre ele se vor înregistra combinațiile corespunzătoare, sau combinațiile corespunzătoare, de gene.

În acest caz, linia de raționament ar trebui să fie după cum urmează.
Dacă o celulă reproductivă feminină cu o genă A realizat de celula reproductivă masculină, care are și gena A, și este fecundat de acesta (vorbim de „răscruce” Nr. 1), apoi apare un zigot al cărui genotip este homodominant, adică. AA.
Toate celelalte „răscruce” pot fi caracterizate în același mod: nr. 2 (heterozigot Ahh), nr. 3 (heterozigot Ahh) și nr. 4 (homorecesivă ahh).
Astfel, putem concluziona: dintre descendenții formelor încrucișate ( Aa x Aa) se pot găsi reprezentanți cu trei opțiuni diferite de genotip și anume: AA, 2 Ahh, ahh.

5. Frecvența posibilă de apariție a descendenților cu oricare dintre genotipurile luate în considerare se calculează, conform regulii probabilității, după cum urmează (folosind exemplul „răscrucii” nr. 1): dacă gameți materni cu o genă dominantă A apar cu o probabilitate de 50%, la fel ca gameții paterni cu o genă dominantă A(50%), apoi șansa unui zigot AA =1/2A x 1/2 A=1/4.
Deplasându-ne de-a lungul „răscrucii” (Nr. 2, Nr. 3, Nr. 4), indicăm probabilitatea apariției descendenților cu fiecare dintre opțiunile de genotip discutate mai sus (oriunde introducem un coeficient de 1/4, deoarece în exemplul nostru: Ahh X Ahh).

Tabelul de mai jos oferă informații despre cum poate fi numită fiecare dintre opțiunile de genotip enumerate, în funcție de care este perechea de gene care controlează dezvoltarea trăsăturii în cauză.

Oarecum ciudat la prima vedere poate părea apariția, deși extrem de rară, în unele lucrări cu astfel de nume pentru heterozigoți ca „conductor” ( din lat. conductor– însoțitor, ghid) sau „ghid”. Dar dacă te gândești bine, pare ciudat doar la prima vedere. De fapt, un individ cu genotip heterozigot, așa cum spune, „purtă” (sau „poartă”) printr-o generație o genă recesivă care nu este capabilă să-și manifeste prezența când este lângă cea dominantă. Dar de îndată ce ea, această genă recesivă, reușește să fie într-o stare homozigotă, imediat își declară din nou „cu voce tare” prezența în genotip, putându-se manifesta în fenotipul individului.

6. Colțul din dreapta jos al fiecărei „răscruce” (celulă) a rețelei Punnett poate fi folosit pentru a înregistra aici care va fi fenotipul unui individ, caracterizat prin prezența unui astfel de genotip, care are loc pentru a fi înregistrat într-un anumit dreptunghi. a grilei.

Numele fenotipului poate fi scris în cuvinte (de exemplu: „ cu ochi căprui"), dacă vorbim despre studierea moștenirii unei trăsături de la părinți la urmași.
Acest colț din dreapta jos poate fi „proiectat” diferit dacă se ia în considerare moștenirea unei boli.
De exemplu, atunci când se analizează modul în care copiii (F1) moștenesc de la părinți (P) o trăsătură precum „cu șase degete”, care este prezentă, de exemplu, la unul dintre părinți (sau la unul și la celălalt părinte; totuși, astfel de situatie de viata este improbabil: este greu de imaginat chiar o familie în care atât tatăl, cât și mama au aceeași anomalie și anume polidactilie).
Se știe că gena cu șase degete este o genă autosomal dominantă pentru dominație completă ( A), în timp ce gena cu cinci degete este o genă autosomal recesivă ( A).
Pentru a ilustra acest lucru, să creăm două versiuni ale rețelei Punnett.

7. Colțul din dreapta sus al fiecărei „încrucișări” a rețelei Punnett poate fi folosit pentru a înregistra sexul unui individ având un anumit genotip.
Este destul de clar că utilizarea colțului din dreapta sus poate fi doar atunci când se studiază moștenirea legată de sex ( A), în timp ce în cazul moștenirii autosomale acest unghi va rămâne liber ( b). Să presupunem că vorbim despre moștenirea unei astfel de patologii precum „hipoplazia smalțului dentar” (aceasta X- tip dominant de moștenire legat la om).

V. Răspuns

În cele din urmă, etapa finală a procesului de rezolvare a problemei este formularea răspunsului, care trebuie să fie extrem de scurt, absolut exact și să nu permită discrepanțe.
Este necesar să rețineți următoarele puncte:

1. Dacă întrebarea este: „Care este probabilitatea...?”, atunci răspunsul trebuie exprimat în acțiuni, părți, procente.
2. Dacă este imposibil să obțineți un răspuns pozitiv într-o problemă, se dă un răspuns negativ, care este corect.
3. Dacă condiția problemei este construită în așa fel încât să nu fie exclusă prezența a două opțiuni pentru rezolvarea acesteia (în urma cărora se obțin două răspunsuri diferite), este necesar să se dea ambele răspunsuri separate prin virgule ( fără o argumentare suplimentară lungă, deoarece aceasta înseamnă că totul a fost deja luat în considerare în detaliu și justificat în procesul de rezolvare a problemei).

Aș dori să sper că o lectură atentă a celor prezentate recomandări metodologice va oferi asistență semnificativă tuturor celor care se străduiesc cu adevărat să învețe cum să rezolve problemele de genetică.

După ce au stabilit modelele de moștenire a unei trăsături (încrucișarea monohibridă), Mendel a început să studieze moștenirea a două trăsături pentru care sunt responsabile două perechi de gene alelice. O încrucișare care implică indivizi care diferă în două perechi de alele se numește încrucișare dihibridă.

Deoarece fiecare organism este caracterizat prin foarte un numar mare caracteristici, iar numărul de cromozomi este limitat, atunci fiecare dintre ei trebuie să poarte un număr mare de gene. Rezultatele unei încrucișări dihibride depind de dacă genele care determină trăsăturile în cauză se află pe același cromozom sau pe alții diferiți. În încrucișările dihibride, Mendel a studiat moștenirea trăsăturilor pentru care sunt responsabile genele, care, după cum sa dovedit mult mai târziu, se află pe diferiți cromozomi.

Moștenire independentă. Dacă într-o încrucișare dihibridă genele sunt localizate în diferite perechi de cromozomi, atunci perechile de trăsături sunt moștenite independent unele de altele.

Luați în considerare experimentul lui Mendel în care a studiat moștenirea independentă a trăsăturilor la mazăre. Una dintre plantele încrucișate avea semințe galbene netede, cealaltă avea semințe verzi și ridate (Fig. 37). În prima generație, toate plantele hibride aveau semințe galbene netede. În a doua generație, a avut loc despicarea: 315 semințe erau galbene netede, 108 erau verzi netede, 101 erau galbene șifonate, 32 erau verzi șifonate. Astfel, au fost găsite patru fenotipuri în F 2 într-un raport apropiat de 9 semințe galbene netede (A-B-), 3 galbene șifonate (A-bb), 3 verzi netede (aaB-) și 1 verde șifonată (aabb), unde „ Semnul -” indică faptul că prezența ambelor alele este posibilă A, asa de A; Cum ÎN, asa de b. ÎN pe scurtîmpărțirea în F 2 poate fi scrisă după cum urmează: 9 A-B-; 3 A-bb; 3 aaB-; 1 aabb.

Orez. 37. Mecanismul de moștenire a culorii și formei semințelor la mazăre în timpul încrucișării dihibride. Grila Punnett

Să scriem încrucișarea în așa fel încât locația genelor pe cromozomi să fie evidentă:

În timpul formării gameților la indivizii F 1, sunt posibile patru combinații de două perechi de alele. Mecanismul acestui proces este prezentat în Figura 38. Alelele unei gene, după cum știți deja, ajung întotdeauna în gameți diferiți. Divergența unei perechi de gene nu afectează divergența genelor celeilalte perechi.

Dacă în meioză un cromozom cu o genă A mutat la un pol, apoi un cromozom cu o genă poate ajunge la același pol, adică în același gamet ÎN, și cu gena b. Prin urmare, cu aceeași probabilitate gena A poate fi în același gamet și cu gena ÎN, și cu gena b. Ambele evenimente sunt la fel de probabile. Prin urmare, câți gameți vor fi AB, același număr de gameți Ab. Același raționament este valabil și pentru genă A, adică numărul de gameți aBîntotdeauna egal cu numărul de gameți ab. Ca rezultat al distribuției independente a cromozomilor în meioză, hibridul

formează patru tipuri de gameți: AB, Ab, aBȘi ab in cantitati egale. Acest fenomen a fost stabilit de G. Mendel și numit legea divizării independente sau a treia lege a lui Mendel.

Se formulează după cum urmează: scindarea pentru fiecare pereche de gene are loc independent de alte perechi de gene.

Divizarea independentă poate fi reprezentată sub forma unui tabel (vezi Fig. 37). După geneticianul care a propus primul acest tabel, se numește grila Punnett. Întrucât într-o încrucișare dihibridă cu moștenire independentă se formează patru tipuri de gameți, numărul de tipuri de zigoți formate prin fuziunea aleatorie a acestor gameți este de 4x4, adică 16. Acesta este exact numărul de celule din rețeaua Punnett. Datorită dominației A de mai sus AȘi ÎN de mai sus b genotipuri diferite au același fenotip. Prin urmare, numărul de fenotipuri este de doar patru. De exemplu, în 9 celule ale rețelei Punnett din 16 combinații posibile există combinații care au același fenotip - semințe galbene netede. Genotipurile care determină acest fenotip sunt: 1ААВВ:2ААББ:2АаВВ:4АаББ.

Orez. 38. Diviziunea independentă a fiecărei perechi de gene

Numărul de genotipuri diferite formate în timpul încrucișării dihibride este de 9. Numărul de fenotipuri în F 2 cu dominanță completă este de 4. Aceasta înseamnă că încrucișarea dihibridă este două încrucișări monohibride care apar independent, ale căror rezultate par să se suprapună.

Spre deosebire de a doua lege, care este întotdeauna valabilă, a treia lege este aplicabilă numai cazurilor de moștenire independentă, când genele studiate sunt localizate în diferite perechi de cromozomi omologi.

Natura statistică a legilor lui G. Mendel. Lasă să treacă Ahh X Ahh s-au obținut doar patru descendenți. Este posibil să se prezică cu exactitate genotipul fiecăruia dintre ei? Este greșit să credem că raportul va fi cu siguranță egal 1AA:2Aa:1aa. Se poate întâmpla ca toți cei patru descendenți să aibă genotipul AA sau Ahh. Orice alt raport este posibil, de exemplu, trei indivizi cu genotipul Ahhși unul - ahh. Înseamnă asta că legea divizării este încălcată în acest caz? Nu, legea segregării nu poate fi zdruncinată de rezultatele încrucișărilor în care se constată o abatere de la raportul așteptat, în cazul nostru 1:2:1. Motivul pentru acest fenomen este că legile geneticii sunt de natură statistică. Aceasta înseamnă, de exemplu, că raportul de 3:1 al fenotipurilor de descendenți așteptat în încrucișarea heterozigoților va fi îndeplinit cu mai multă acuratețe, cu cât sunt mai mulți descendenți. Într-un experiment privind încrucișarea soiurilor de mazăre cu semințe galbene și verzi, G. Mendel a primit un număr foarte mare de semințe în F 2 și, prin urmare, împărțirea s-a dovedit a fi 3,01: 1, adică aproape de așteptat teoretic.

Implementarea corectă a raporturilor 3:1, 9:3:3:1 și altele este posibilă numai cu un număr mare de indivizi hibrizi studiati.

Când Mendel și-a efectuat experimentele, știința încă nu știa nimic despre cromozomi și gene sau despre mitoză și meioză. În ciuda acestui fapt, Mendel, după ce a luat în considerare și a meditat cu exactitate rezultatele divizării, a realizat că fiecare trăsătură este determinată de un factor ereditar separat și acești factori sunt transmisi din generație în generație conform anumitor legi pe care le-a formulat.

  1. Care este sensul celei de-a treia legi a lui Mendel? Care sunt legăturile dintre a doua și a treia lege a lui Mendel?
  2. Care sunt bazele citologice ale încrucișărilor dihibride?
  3. Ce fel de scindare a genotipului și fenotipului are loc dacă hibrizii de a doua generație ai unei încrucișări dihibride (vezi Fig. 37) se reproduc prin autopolenizare?
  4. Ce genotip și fenotip vor avea loc dacă fiecare dintre cele nouă genotipuri din a doua generație a unei încrucișări dihibride este încrucișat cu aabb?
  5. Amintiți-vă câte genotipuri vor apărea în F 2 în timpul încrucișărilor monohibride și dihibride. Câte genotipuri vor exista în F2 într-o încrucișare trihibridă? Încercați să obțineți o formulă generală pentru numărul de genotipuri din F 2 pentru o încrucișare polihibridă.
  6. La tomate, forma rotundă a fructului (A) domină peste cea în formă de pară (a), culoarea roșie a fructului (B) domină peste cea galbenă (b). O plantă cu fructe roșii rotunde este încrucișată cu o plantă cu fructe galbene în formă de pară. La descendenți, 25% dintre plante produc fructe roșii rotunjite, 25% - fructe roșii în formă de pară, 25% - fructe galbene rotunjite, 25% - fructe galbene în formă de pară (raport 1:1:1:1). Care sunt genotipurile părinților și ale urmașilor? Vezi soluția problemei la sfârșitul manualului.
  7. Un copil cu ochi albaștri și păr negru s-a născut în familie, similar în aceste trăsături cu tatăl său. Mama are ochi căprui, păr negru; bunica maternă - cu ochi albaștri, cu părul închis; bunicul - cu ochi căprui, cu părul blond; Bunicii paterni au ochi căprui și păr negru. Determinați probabilitatea de a avea un copil cu ochi albaștri și păr blond în această familie. Culoarea ochilor căprui domină peste albastru, culoare inchisa părul - peste lumină.