Решение генетических задач
Генетические задачи решают по единому плану: выделяют признаки и их аллели, записывают генотипы родителей, определяют гаметы, составляют потомство и находят требуемую вероятность. Перед началом повторите генотип, фенотип и правила моногибридного скрещивания.
Основные понятия и обозначения
Аллели — разные формы одного гена, расположенные в одинаковых участках гомологичных хромосом. Обычно доминантный аллель обозначают заглавной буквой \(A\), рецессивный — строчной \(a\). Генотип \(AA\) называют доминантной гомозиготой, \(aa\) — рецессивной гомозиготой, \(Aa\) — гетерозиготой. Фенотип — наблюдаемое проявление признака.
Генотип — совокупность генов организма или набор аллелей данного гена. Фенотип — совокупность признаков организма, сформированных взаимодействием генотипа и условий среды. При полном доминировании генотипы \(AA\) и \(Aa\) имеют одинаковый доминантный фенотип.
Гаметы несут только один аллель каждого гена. Поэтому гетерозигота \(Aa\) образует гаметы \(A\) и \(a\), а гомозигота \(AA\) — только гаметы \(A\). Это называют гипотезой чистоты гамет.
| Запись | Название | Какие гаметы образуются |
|---|---|---|
| \(AA\) | доминантная гомозигота | \(A\) |
| \(Aa\) | гетерозигота | \(A\), \(a\) |
| \(aa\) | рецессивная гомозигота | \(a\) |
При полном доминировании доминантный фенотип имеют генотипы \(AA\) и \(Aa\), а рецессивный фенотип — только \(aa\). Следовательно, по рецессивному фенотипу генотип обычно определяется однозначно, а по доминантному — нет.
Алгоритм решения задачи
Сначала внимательно прочитайте условие и установите, какой признак доминирует. Если это сказано прямо, используйте данное обозначение; если нет, выберите удобные буквы и явно запишите, что они означают.
- Запишите условные обозначения аллелей: например, \(A\) — жёлтая окраска семян, \(a\) — зелёная.
- Определите генотипы родителей. Используйте сведения о фенотипе, родословной или результатах скрещивания.
- Запишите тип скрещивания: например, \(Aa \times Aa\).
- Определите все типы гамет каждого родителя и их вероятности.
- Составьте решётку Пеннета или перечислите сочетания гамет.
- Найдите генотипы и фенотипы потомков, затем посчитайте их доли или вероятности.
- Сформулируйте ответ с единицами: доля, процент, число особей или соотношение.
Для двух независимых событий используют правило умножения: вероятность совместного наступления равна произведению вероятностей. Для взаимоисключающих событий применяют правило сложения.
При полном доминировании потомство распределяется по генотипам как \(1AA:2Aa:1aa\), а по фенотипам как \(3\) доминантных:\(1\) рецессивный. Вероятности равны \(\frac{1}{4}\), \(\frac{1}{2}\), \(\frac{1}{4}\).
Какова вероятность рождения потомка с рецессивным фенотипом при скрещивании \(Aa \times Aa\)?
Разбор задачи по шагам
Задача. У гороха жёлтая окраска семян доминирует над зелёной. Скрестили два растения с жёлтыми семенами, причём их потомок имеет зелёные семена. Какова вероятность появления зелёного потомка при скрещивании этих растений? Какова вероятность получить жёлтый гетерозиготный организм?
Если у двух организмов с доминантным фенотипом появился рецессивный потомок, каждый родитель передал рецессивный аллель. Значит, оба родителя гетерозиготны.
Родители: \(Aa \times Aa\). Вероятность зелёного потомка равна \(\frac{1}{4}\), или \(25\%\). Вероятность жёлтого гетерозиготного потомка равна \(\frac{1}{2}\), или \(50\%\). Соотношение генотипов: \(1AA:2Aa:1aa\).
Более сложные случаи и проверка ответа
Если изучают два независимых признака, задачу можно разделить на две одно-признаковые. Например, вероятность получить \(aa\) по первому гену и \(bb\) по второму при независимом наследовании равна \(P(aa)\cdot P(bb)\). Такой способ особенно удобен в дигибридных задачах.
При неизвестном генотипе организма с доминантным фенотипом проводят анализирующее скрещивание с рецессивной гомозиготой: \(A_?\times aa\). Если среди потомков появляется рецессивный фенотип, неизвестный родитель был \(Aa\); если все потомки доминантные, он может быть \(AA\), хотя при малом числе потомков абсолютный вывод делать осторожно.
Задачи, где ген расположен в половой хромосоме, решают с учётом пола и обозначений \(X^A\), \(X^a\), \(Y\). Это отдельный алгоритм: решение задач на сцепленное с полом наследование следует изучить после освоения обычных скрещиваний.
1. Путают генотип и фенотип: «жёлтый» — признак, а не запись \(AA\) или \(Aa\). 2. Записывают две аллели в гамету: гамета \(Aa\) невозможна, правильные гаметы — \(A\) и \(a\). 3. Считают \(Aa\) и \(aA\) разными генотипами; это одна и та же гетерозигота. 4. Используют правило \(3:1\), когда родители не являются \(Aa \times Aa\). 5. Забывают перевести долю в процент: \(\frac{1}{4}=25\%\). 6. При сложных скрещиваниях перемножают вероятности зависимых событий без основания.
Удобный шаблон: Дано обозначение → P → G → F → ответ. В строке \(P\) указывают родителей, в \(G\) — гаметы, в \(F\) — потомство. Даже если решаете устно, такой порядок помогает не пропустить генотипы и вероятности.
Проверка себя
Быстрый тест
Главное
- Генотип записывают буквами, фенотип описывают словами; при полном доминировании \(AA\) и \(Aa\) проявляются одинаково.
- Гамета содержит один аллель каждого гена; гомозигота образует один тип гамет, гетерозигота — два.
- Решение строят по схеме: обозначения → родители → гаметы → потомство → вероятность.
- Для \(Aa\times Aa\) характерны соотношения генотипов \(1:2:1\) и фенотипов \(3:1\).
- Вероятности независимых событий перемножают, а вероятности взаимоисключающих вариантов складывают.