КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ПО ГЕНЕТИКЕ

(Вариант 3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВОПРОС № 1...................................................................................................... 3

Условие............................................................................................................ 3

Решение............................................................................................................ 3

ВОПРОС № 2...................................................................................................... 4

ВОПРОС № 3...................................................................................................... 5

ВОПРОС № 4...................................................................................................... 6

ВОПРОС № 5...................................................................................................... 8

ВОПРОС № 6...................................................................................................... 9

Условие............................................................................................................ 9

Решение............................................................................................................ 9

ВОПРОС № 7.................................................................................................... 10

Условие.......................................................................................................... 10

Решение.......................................................................................................... 10

ЛИТЕРАТУРА.................................................................................................. 10

 

ВОПРОС № 1

Условие

          Каково соотношение генотипов в F3 при перекрестном опылении, если исходное соотношение генотипов 1АА:1Аа?

Решение

          Составляем формулу скрещивания и определяем типы гамет, продуцируемые каждым организмом: [1]

Р ♀  ´ ♂

        ¯         ¯

       А        А, а

          Для определения генотипов потомства составляем решетку Пиннета, для чего все типы мужских гамет выписываем по горизонтали, а типы женских гамет – по вертикали. В квадратах решетки записываем варианты слияния гамет, что соответствует возможным вариантом генотипов первого потомства [1].

♀                                  ♂

А

а

А

          Из решетки Пиннета видно, что соотношение генотипов в F1 аналогично исходному: 1:1.

          Чтобы получить гибриды F2, нужно записать формулу скрещивания гибридов F1, определить типы гамет и составить решетку Пиннета для F2. После чего аналогичные шаги проделать и для F3. Однако, если соотношение генотипов в F1 аналогично исходному, то можно сделать вывод, что соотношение генотипов в F2 и F3 тоже будет таковым.

          Ответ: соотношение генотипов в F3 1:1.

ВОПРОС № 2

          Что такое соматический кроссинговер? Дайте схему и приведите примеры.

Соматический (митотический) кроссинговер – это обмен равными участками гомологичных конъюгирующих хромосом, происходящий в соматических клетках в течение клеточного цикла [2].

          Такой кроссинговер можно обнаружить, если он осуществляется на стадии четырех хроматид (рис. 1). При этом в интерфазе гомологичные хромосомы конъюгируют и входят в митотическое деление спаренными [3].

W
 

W
 

W
 

Wco
 

Wco
 

Wco
 

                                      Без кроссинговера          Кроссинговер

W
 

W
 

Wco
 

Wco
 

W
 

                                      Одна клетка – окраска W

Wco
 

W
 

Wco
 
                                      Вторая клетка – окраска Wco

Рис. 1. Схема соматического кроссинговера

          У самки дрозофиллы, гетерозиготной по двум аллелям гена W+, отвечающего за окраску глаз (W – белые глаза и Wco – глаза кораллового цвета), глаза имеют розовый цвет. В клеточном цикле, когда образуются четыре хроматиды, они могут перекрещиваться. Если в этом время клетки подвергаются какому-либо сильному воздействию, например, облучаются рентгеновскими лучами, может произойти обмен фрагментами несестринских хроматид. В результате в одной из дочерних клеток окажутся две хромосомы с аллелем Wco и образуются клетки, генотипы которых различаются. На фоне общего розового цвета глаз, характерного для гетерозигот W/Wco, появляется одна клетка белого цвета и одна темно-красного. Две клетки, возникшие как следствие одного митоза, при последующем размножении дадут два вида пятен, примерно равных по размеру и проявляющих два разных рецессивных признака. Наличие таких пятен свидетельствует о происшедшем соматическом кроссинговере.

ВОПРОС № 3

          Что такое кариотип и чем он характеризуется?

          Понятие кариотипа ввел Г.А. Левитский в 1924 г.

          В книге «Материальные основы наследственности» (1924) он пишет: «Если внешние особенности организма вообще обозначаются как «фенотип», то специально для ядерных его особенностей будет подходящим термин «кариотип». Понятие «кариотипа», с одной стороны, составляет в качестве комплекса «признаков» часть понятия фенотипа, с другой же – оно самым тесным образом связано с понятием «генотипа», т.е. совокупности наследственных факторов или генов организма» [цит. по 3]. Индивидуальные хромосомы, по Левитскому, составляют кариотип – хромосомный комплекс вида со всеми его особенностями: числом и размерами хромосом, их морфологией, наличием видимых под световым микроскопом деталей строения, перетяжек, спутников, соотношением длин плеч, чередованием эу- и гетерохроматина.

          Важнейшей характеристикой кариотипа служит наличие пар гомологичных хромосом. Оба гомолога в паре имеют одинаковое генетическое содержание, размер, положение центромер, рисунок хромомеров. Пары гомологов индивидуальны по этим особенностям и отличаются от хромосом любой другой пары. Хромосомы из разных пар называют негомологичными.

Группируя хромосомы попарно и располагая их в порядке уменьшения длины, можно построить идиограмму – диаграмматический рисунок кариотипа.

          Диплоидное число хромосом у разных организмов варьирует в очень широких пределах: у человека – 46, гориллы – 48, кошки – 60, крысы – 42, мыши – 40, дрозофилы – 8, аскариды – 2, лилии – 24, лука – 16, ржи – 14, пшеницы – 42, радиолярии – 1600, вишни – 32 и т.д.

          А.П. Акифьев обратил внимание [3], что у эукариот, за исключением дрожжей, не нормальных хромосом, которые имели бы размеры, меньшие определенных, например, не были бы видны в световой микроскоп. Это означает, что существует своего рода «критическая масса» хромосом, которая не может быть потеряна ни при каких обстоятельствах. Акифьев отмечает, что в соматических клетках хромосомы могут быть реорганизованы в широких пределах, вплоть до их полного распада в макронуклеусах некоторых инфузорий. Однако прохождение митоза и мейоза, по-видимому, невозможно без типичных хромосом, поддерживающих критическую массу. По мнению А.П. Акифьева, функция избыточной ДНК состоит в поддержании критической массы хромосомы.

          Как кариотип, так и идиограмма позволяют морфологически определить каждую хромосому, но очень часто получить четкую характеристику, позволяющую идентифицировать отдельные хромосомы, не удается. Такую возможность предоставляют методы дифференциальной окраски хромосом.

ВОПРОС № 4

          Перечислите основные положения мутационной теории Г. де Фриза.

Согласно мутационной теории Гуго де Фриза можно выделить 3 группы мутаций [4]:

·        1-я группа – ретрорегрессивные мутации, для которых характерен переход наследственного фактора из активного состояния в латентное (скрытое), в результате чего определяемый им признак фенотипически не выявляется;

·        2-я группа – дегрессивные мутации, характеризующиеся прибавлением признака вследствие того, что находившиеся в латентном состоянии наследственные факторы вдруг снова становятся активными; в этом случае новое возникает за счет повторения старого, «давно забытого»;

·        3-я группа – образована прогрессивными мутациями, которые дают совершенно новые наследственные факторы, а в связи с этим и новые признаки.

По мнению де Фриза, в истории видов происходит чередование очень длительных межмутационных периодов, в течение которых мутации возникают крайне редко, и коротких мутационных периодов, во время которых мутации происходят очень часто.

Исходя из этих представлений, де Фриз выдвинул мутационную “теорию” эволюции [4], согласно которой прогресс в мире живых существ происходит толчками. В течение тысячелетий, во время мужмутационных периодов, виды находятся в состоянии покоя, но при наступлении мутационного периода у вида в течение короткого времени появляется большое количество самых разнообразных мутаций, резко отличающихся от исходной формы. Те из мутаций, которые имеют пониженную жизнеспособность и плодовитость или плохо приспособлены к окружающим внешним условиям, погибают вскоре после своего появления. Но те, которые имеют нормальную жизнеспособность и плодовитость и вместе с тем хорошо приспособлены к окружающим условиям, сохраняются, успешно выдерживают борьбу за существование и затем вытесняют исходную форму или существуют рядом с ней, занимая специфические экологические ниши в качестве основных видов.

Таким образом, прогрессивная эволюция и возникновение новых видов оказываются связанными со сравнительно короткими моментами в жизни видов – мутационными периодами, в течение которых возникает большое количество мутаций, дающих начало новым видам.

В порядке дальнейшего обобщения мутационной теории де Фриз попытался даже дать новую (как считается не совсем удачную) трактовку эволюционной теории и выдвинул положение о том, что естественный отбор не создает новые виды, а только уничтожает неудачные, появляющиеся мутационным путем.

ВОПРОС № 5

          Сформулируйте основные положения закона гомологических рядов Н.И. Вавилова.

          Закон Вавилова гласит: «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. Чем ближе генетически расположены в общей системы роды и виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости» (цит. по [3]). Свой закон Вавилов выразил формулой:

G1 (a + b + c ……….)

G2 (a + b + c ……….)

G3 (a + b + c ……….),

где G1, G2, G3 – виды, а a, b, c – различные варьирующие признаки.

Закон Вавилова имеет большое теоретическое значение, поскольку из гомологии наследственных изменений у близких видов выводит гомологию их генов. И в самом деле, когда много лет спустя научились выделять гены и анализировать их молекулярную организацию, оказалось, что и у растений, и у животных из разных таксонов гомологичные функции контролируются генами с гомологичной последовательностью нуклеотидов.

          Для селекционной практики этот закон важен потому, что прогнозирует возможность найти неизвестные формы растений у данного вида, если они уже известны у других видов.

          Н.И. Вавилов положил закон гомологических рядов в наследственной изменчивости в основу поиска новых форм растений. под его руководством были организованы экспедиции по всему миру. Из разных стран были привезены сотни тысяч образцов семян культурных растений, составивших основу коллекции Всесоюзного института растениеводства (ВИР). Мутантные линии являются важнейшим исходным материалом при создании сортов культурных растений.

ВОПРОС № 6

Условие

          Каково потомство от скрещивания пестрой курицы (рецессивный признак) с черным петухом (доминантный признак), если эти признаки наследуются сцепленно с полом?

Решение

          Записываем формулу скрещивания по половым хромосомам, учитывая, что гетерогаметным является мужской пол:

Р ♀ ХХ ´ ♂ ХY

          Далее в формулу скрещивания подставляем к хромосомам соответствующие гены. Так как пестрая окраска является рецессивным признаком, то для ее проявления необходимо наличие аллелей данного типа в обеих Х-хромосомах.

Р ♀ ХаХа ´ ♂ ХАY

¯            ¯

          Ха             ХА, Y

          Для определения генотипов потомства составляем решетку Пиннета, для чего все типы мужских гамет выписываем по горизонтали, а типы женских гамет – по вертикали. В квадратах решетки записываем варианты слияния гамет, что соответствует возможным вариантом генотипов первого потомства [1].

♀                                  ♂

ХА

Y

Ха

ХАХа

ХаY

Ха

ХАХа

ХаY

          Из решетки Пиннета видно, что соотношение генотипов в потомстве: 1 ХАХа:1 ХаY, т.е. курицы будут нести доминантную аллель, обуславливающую черную окраску, а самцы будут нести рецессивную аллель, обуславливающую пеструю окраску, поскольку у них только одна Х-хромосома.

          Ответ: в потомстве будут черные курицы и пестрые петухи.

ВОПРОС № 7

Условие

          Каков порядок азотистых оснований в одной из комплементарных нитей ДНК, если в другой порядок кодонов ТТАТТТ?

Решение

          Основываясь на том, что азотистое основание тимин (Т) комплементарно (образуется напротив азотистого основания другой цепи) аденину (А) [5] изображаем комплементарную нить ДНК:

Т

Т

А

Т

Т

Т

исходная нить

А

А

Т

А

А

А

комплементарная нить

          Ответ: порядок азотистых оснований в одной из комплементарных нитей ДНК: ААТААА.

ЛИТЕРАТУРА

1.     Мезина С.И. Обучающий задачник по генетике (Вузовский уровень). – Новосибирск: Изд-во НГПУ, 2004. – 148 с.

2.     Реймерс Н.Ф. Популярный биологический словарь. – М.: Наука, 1990. – 544 с.

3.     Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. – Новосибирск: Изд-во Новосиб. ун-та: Сиб. унив. изд-во, 2002. – 459 с.

4.     Петров Д.Ф. Генетика с основами селекции. – М.: Высшая школа, 1976. – 416 с.

5.     Щипков В.П., Кривошеина Г.Н. Общая и медицинская генетика. – М.: Академия, 2003. – 256 с.