Задачи на комплементарность.

Задача №1

У европейцев имеет место взаимодействие двух пар неаллельных генов, контролирующих синтез антигенов в Kell-системе крови. Один из генов детерминирует синтез вещества - предшественника этих антигенов и является доминантным X-сцепленным геном. Второй ген является аутосомно-доминантным (его частота в популяциях составляет 0,05 %). Он определяет синтез Kell-антигенов, который возможен только в присутствии гена-предшественника. Рецессивное состояние последнего ведет к развитию акантоцитоза ("колючие" эритроциты) и разрушению эритроцитов (гемолизу). У здоровых родителей родился сын, страдающий акантоцитозом. Определите вероятные генотипы ребенка и родителей, если они являются гомозиготными по локусу Kell-антигена.

Решение задачи:

А - ген, контролирующий синтез Kell-антигена;

а - отсутствие Kell-антигена;

Х^В - синтез предшественника;

Х^в - отсутствие предшественника.

Р Х^ВХ^вАА х X^BYAA

F Хв Y А А

 

Задача 2.У разводимых в звероводческих хозяйствах норок, цвет меха определяется двумя парами несцепленных неаллельных генов, сочетание которых дает следующие фенотипы:

А-вв - бежевый,

ааВ- - серый,

А-В- - коричневый,

аавв - кремовый.

а) Какой цвет норок комплементарный?

б) Какое потомство и в каком соотношении получится при скрещивании гетерозиготных коричневых норок с кремовыми?

Решение задачи:

а) Коричневый.

б) Р АаВв х аавв

АВ ав

Ав

аВ

ав

F АаВв - коричневые 25 %, Аавв - бежевые 25 %,

ааВв - серые 25 %,

аавв - кремовые 25 %.

Задача 3.

У человека пигментация волос обусловлена комплементарным действием генов. Ген М контролирует образование черного пигмента и представлен тремя аллелями: M^bk, M^bw, M^bd. Доминирование M^bk > M^bw > M^bd. Первый аллель обуславливает синтез значительных, второй - промежуточных и третий - малых количеств пигмента. Последний нельзя путать с аллелем альбинизма, локализующемся в другом локусе. У гомозигот по аллелю альбинизма пигмент вообще не образуется. Кроме вышеуказанных трех аллелей, существует доминантный неаллельный ген R, который контролирует синтез красного пигмента. Рецессивный ген г в гомозиготном состоянии приводит к отсутствию красного пигмента. Сочетание названных аллелей дает весь спектр окраски волос у человека.

M^bd M^bd rr - блондин,

M^bd M^bd RR - ярко-рыжий,

M^bw M^bd RR - темно-рыжий,

Mbk Мbd rr - шатен,

Mbk м^Ьк rr - брюнет,

M^bk M^bd Rr - каштановый

M^bw M^bw Rr - каштановый.

а) В семье отец блондин, мать брюнетка. Унаследуют ли дети цвет волос родителей?

 

б) Может ли в семь, где отец брюнет, а мать шатенка, родиться ярко-рыжий
ребенок?

 

в) Может ли в семье, где отец имеет каштановые волосы, а мать шатенка, родиться
ребенок блондин?

Решение задачи:

а)Р M^bd M^bd rr x M^bk M^bk rr

M^bdr M^bkr

F M^bk M^bd rr - нет, все будут шатены.

 

б)Р M^bk M^bk rr x M^bkM^bdrr

М^bk r M^bk r

M^bdr

F M^bk M^bk rr, M^bk M^bd rr - нет, дети унаследуют цвет волос родителей.

 

в) Да, если у отца генотип M^bk M^bd Rr, тогда:

Р M^bk M^bd Rr x M^bk M^bd rr

M^bk R M^bk r

M^bk_r M^bdr

M^bdR

M^bdr

F M^bdM^bdrr-1/8= 12,5%

Задачи на эпистаз.

Задача 1.

У лошадей доминантный ген С определяет серую окраску шерсти. В то же время он является супрессором по отношению к генам В, определяющим вороную масть и в -рыжую масть. То есть, вороная и рыжая масти могут проявляться только в случае рецессивной гомозиготы по гену С.

Определите расщепление потомства по фенотипу в случае скрещивания двух дигетерозиготных серых лошадей.

Решение задачи:

В - вороная масть (В-сс),

в - рыжая масть (ввсс),

С - серый цвет, он же ген-супрессор,

с - ген, не оказывающий ингибиторного действия.

Р ВвСс х ВвСс

ВС, Вс ВС, Вс вС, вс вС, вс

F:

	ВС	Вс	вС	вс
ВС	ВВСС	ВВСс	ВвСС	ВвСс
Вс	ВВСс	ВВсс	ВвСс	Ввсс
вС	ВвСс	ввСС	ввСС	ввСс
вс	ВвСс	Ввсс	ввСс	ввсс

Фенотипы: серые лошади - 12 частей,

вороные - 3 части,

рыжие - 1 часть потомков.

Задача 2.

Так называемый "Бомбейский феномен" состоит в том, что в семье, где отец имел 1 группу крови, а мать 3, родилась девочка с 1 группой крови. Она вышла замуж за мужчину со 2 группой крови, и у них родились две девочки: первая с 4, вторая с 1 группой крови. Появление в 3-ем поколении девочки с 4 группой крови вызвало недоумение. Однако в литературе было описано еще несколько подобных случаев. По сообщению В. Маккьюсика некоторые генетики склонны объяснять это явление редким рецессивным эпистатическим геном, способным подавлять действие генов, определяющих группы крови А и В. Принимая эту гипотезу:

а) установить вероятные генотипы всех трех поколений, описанных в "Бомбейском феномене";

б) определить вероятность рождения детей с 1 группой крови в семье первой дочери из 3-его поколения, если она выйдет замуж за такого же по генотипу мужчину, как она сама;

в) определите вероятность 1 группы крови у детей второй дочери, если она выйдет замуж за мужчину с 4 группой крови, но гетерозиготного по редкому эпистатичному гену.

Решение задачи:

х - эпистатичный ген (супрессор)

X - ген, не оказывающий эпистатического эффекта.

а)1 Р iiХх х I^В-Хх

II F I^Bixx (фенотипически 1-я группа - 0, αβ)
Р I^Bixx х I^AiX -

III F I^AI^BXx;iiXx.

 

б) P I^AI^BXx x I^Ai^BXx

I^AX I^AX

I^AxI^Ax

I^BX I^BX

I^BxI^Bx

 

F I^AI^Axx; I^AI^Bxx; I^AI^Bxx; I^BI^Bxx - 4/16 частей или 25 % (0, αβ).

 

в) Р iiХх х I^AI^BXx

iX I^AX

ix I^Ax

I^BX

I^Bx

F I^Aixx; I^Bixx - 2/8 или 25 % (0, αβ).

Задачи на полимерию.

Задача 1.

Рост человека контролируется несколькими парами генов, которые взаимодействуют по типу полимерии. Если пренебречь факторами среды и условно ограничиться лишь тремя парами генов, то можно допустить, что в какой-то популяции самые низкорослые люди имеют все рецессивные гены и рост 150см, самые высокие - доминантные гены и рост 180 см.

а)Определите рост людей, гетерозиготных по всем трем парам генов роста.

б) Низкорослая женщина вышла замуж за мужчину среднего роста. У них было четверо детей, которые имели рост 165см, 160см, 155см, 150см. Определите генотип родителей и их рост.

Решение задачи: А₁А₁А₂А₂А₃А₃ - 180 см, а₁а₁а₂а₂а₃а₃- 150 см.

а)А ₌ 180-150 = 5см

А₁а₁А₂а₂А₃а₃= 150 + (5 х 3) = 165 см

б) 150 см 165 см

Р а₁а₁а₂а₂а₃а₃ ^х А₁а₁А₂а₂А₃а₃

а₁а₂а₃ а₁а₂а₃

F а₁а₁а₂а₂а₃а₃

 

Задача 2.

Допустим, что у человека различия в цвете кожи обусловлены в основном двумя парами независимо расщепляющихся генов. А1А1А2А2 - черная кожа, aiaia2a2 - белая кожа; любые три аллеля черной кожи дают темную кожу, любые два - смуглую, один светлую (при наличии гена М, обеспечивающего синтез меланина).

Каковы генотипы следующих родителей:

а) оба смуглые, имеют одного черного и одного белого ребенка;

б) оба черные и имеют ребенка-альбиноса;

в) оба смуглые и дети тоже смуглые;

г) один смуглый, а другой светлый; из большого числа детей 3/8 смуглых, 1/8
темных, 1/8 белых.

Решение задачи:

А1А1А2А2 - черная кожа,

A₁a₁A₂A₂

- темная кожа,

A₁A₁A₂a₂

A₁A₁a₂a₂

A₁a₁A₂a₂ - смуглая,

a₁a₁A₂A₂

 

A₁a₁a₂a₂ - светлая,

a₁a₁A₂a₂

 

a₁a₁a₂a₂ - белая.

 

M - синтез меланина,

м - альбинизм.

а) Р A₁a₁A₂a₂ x A₁a₁A₂a₂

 

F A₁A₁A₂A₂, a₁a₁a₂a₂.

 

б) Р МмА ₁А₁А₂А₂ х МмА₁А₁А₂А₂
F ммA₁A₁A₂A₂

 

в) Р A₁A₁a₂a₂ x a₁a₁A₂A₂
F A₁a₁A₂a₂

 

г) Р А₁а₁А₂а₂ х А₁а₁а₂а₂

А₁А₂ A₁a₂

A₁a₂ a₁a₂

a₁A₂

a₁a₂

 

4. Резус-фактор.

В простейшем варианте резус-положительность доминирует над резус-отрицательностью и практически наследование Rh-фактора имитирует моногенное наследование. Однако, ряд исследований показывает, что система Rh определяется тремя антигенными факторами, которые детерминированы тремя тесно сцепленными генами, внутри аллельных пар которых действует полное доминирование, а при взаимодействии между ними проявляется “эффект положения”. Все это обусловливает разнообразие вариантов резус-антигенов и соответственно резус-несовместимости. Обозначаются эти гены буквами С,Д, Е. Но не все подробности наследования резус-фактора выяснены.

Если речь идет о наследовании вообще фенотипа Rh+ или Rh-, то этот вопрос решается просто, исходя из принципов моногенного наследования при полном доминировании.

Задача 1.

В семье родился резус - отрицательный ребенок.

Какие варианты фенотипов и генотипов по этому признаку могут быть у его родителей?

Решение задачи:

R - Rh+

r - Rh-

а) Rh- Rh-

Р rr х rr

r r

F rr

 

б) Rh+ Rh+

Р Rr х Rr

R, r R, r

F RR, Rr, Rr, rr.

 

в) Rh+ Rh-

Р Rr х rr

R, r r

F Rr, rr.

 

Задача 1.

Катаракта и полидактилия у человека обусловлены доминантными, тесно сцепленными генами. Однако, сцепленными могут быть не обязательно только гены указанных аномалий. Например, ген катаракты может быть сцеплен с геном нормального строения кисти и, наоборот, ген нормального строения хрусталика глаза - с геном полидактилии.

1. Женщина унаследовала катаракту от своей матери, а полидактилию от отца. Ее муж нормален в отношении обоих признаков. Чего скорее можно ожидать у их детей: одновременного проявления катаракты и полидактилии, отсутствия обоих признаков или наличия только одной аномалии?

2. Какое потомство можно ожидать в семье, где оба родителя гетерозиготны по обоим признакам?

Решение задачи:

А - катаракта,

а - N,

В - полидактилия,

в - N,

ААаа

В в, В, в

 

1. Р Аа х аа

вВвв

 

Ав ав

аВ

F Аавв, ааВв - наличие только одной аномалии.

 

2. а) Р Аа х Аа

вВвВ

 

Ав Ав

аВ аВ

 

F АаВв, АаВв - 50 % - обе аномалии;

ААвв - 25 % - с катарактой;

ааВВ - 25 % с полидактилией.

 

б) Р Аа х Аа

ВвВв

 

АВ АВ

ав ав

 

F ААВВ, АаВв, АаВв, аавв:

75 % - обе аномалии - ААВВ, АаВв, АаВв;

25 % - N - аавв.

 

Задача 2.

Ген цветной слепоты и ген ночной слепоты - рецессивные, сцепленные с Х-хромосомой. Расстояние между этими двумя генами составляет 50 морганид.

Определите вероятность рождения детей одновременно с обеими аномалиями в семье, где жена имеет нормальное зрение, но ее мать страдает ночной слепотой, а отец - цветной слепотой. Муж ее нормален по обоим признакам.

Решение задачи:

D - N

d - дальтонизм,

А - N,

а - ночная слепота,

Х^АD - 50 %

 

Р Х^АdХ^аD х Х^АDY

 

Некроссоверные гаметы Х^Аd - 25 % Х^АD

Х^аD - 25 % Y

 

Кроссоверные гаметы Х^АD - 25 %

Х^аd - 25 %

 

F Х^аdY - 1/8 - 12,5 % - только мальчики.

 

Задача 3.

У человека локус резус-фактора сцеплен с локусом, определяющим форму эритроцитов, и находится от него на расстоянии 3-х морганид. Резус-положительность и эллиптоцитоз (ненормальная форма эритроцитов в виде эллипса) определяются доминантными аутосомными генами.

Один из супругов гетерозиготен по обоим признакам.При этом резус-положительность он унаследовал от одного родителя, а эллиптоцитоз - от другого. Второй супруг резус-отрицателен и имеет нормальные эритроциты. Определите процентное соотношение вероятных генотипов и фенотипов детей в семье.

Решение задачи:

R - Rh+

r - Rh-

В - эллиптоцитоз

в - N

R = 3 %

В

Р R r х rrвв

в В rв

 

Некроссоверные гаметы Rв - 48,5 %

rВ - 48,5 %

Кроссоверные гаметы RВ - 1,5 %

rв - 1,5 %

F Rrвв, rrВв, RrВв, rrвв:

rrвв - 1,5 % - гомозигот рецессивных, фенотип - Rh-, N.

RrВв - 1,5 % - дигетерозигот, фенотип - Rh+, эллиптоцитоз.

Rrвв - 48,5 % - Rh+, N.

rrВв - 48,5 % - Rh-, эллиптоцитоз.

 

Задача 4.

У крыс темная окраска шерсти доминирует над светлой, а розовый цвет глаз - над красным.Оба признака сцеплены. В лаборатории от скрещивания розовоглазых темношерстных крыс с красноглазыми светлошерстными получено потомство: светлых красноглазых - 24, темных красноглазых - 25, светлых розовоглазых - 24, темных розовоглазых - 26.

Определите расстояние между генами, окраски шерсти и цвета глаз.

Пояснение к решению задачи:

для измерения расстояния между генами пользуются формулой:

 

Х = а + с х 100 %,

n

где Х - расстояние между генами, а - колличество кроссоверных форм первой группы, с - количетво кроссоверных форм второй группы, n - общее число потомков в данном опыте.

 

 

Решение задачи:

А - темн.

а - светл.

В - розов. гл.

в - красн.

А -?

В

Х = 25 + 24 х 100 % = 49 %.

25 + 24 + 24 + 26

Задача 5.

Гипоплазия эмали (тонкая зернистая эмаль, зубы светло-бурого цвета) наследуется как сцепленный с Х-хромосомой признак. В семье, где оба родителя страдали отмеченной аномалией, родился сын с нормальными зубами.

Определите вероятность того, что следующий ребенок будет тоже с нормальными зубами.

Решение задачи:

Х^В - гипопл.

Х^в - N.

Р Х^ВХ^в х Х^ВY

 

Х^В Х^В

Х^в Y

 

F Х^ВХ^В, Х^ВХ^в, Х^ВY, Х^вY.

25 % - только мальчики.

Задача 6.

Девушка, имеющая нормальное зрение, отец которой страдал цветной слепотой, выходит замуж за нормального мужчину, отец которого тоже страдал цветной слепо-той. Какое зрение можно ожидать у детей от этого брака?

Решение задачи:

 

Р Х^DХ^d х Х^DY

 

Х^D Х^D

Х^d Y

 

F Х^DХ^D, Х^DХ^d, Х^DY, Х^dY.

25 % - дальтоников, только мальчики.

 

Задача 7.

Ангидрозная эктодермальная дисплазия(отсутствие потоотделения, нарушение терморегуляции) передается как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой признак.

Нормальная женщина выходит замуж за мужчину, больного ангидрозной эктодермальной дисплазией. У них рождается больная девочка и здоровый сын. Определить вероятность рождения следующего ребенка без аномалий.

Решение задачи:

Х^а - диспл.

Х^А - N.

 

Р Х^АХ^а х Х^аY

 

Х^А Х^а

Х^а Y

 

F Х^АХ^а, Х^аХ^а, Х^АY, Х^аY.

50 %

 

Задача 8.

Если альбинизм определяется рецессивным аутосомным геном, а гемофилия рецессивным, сцепленным с Х-хромосомой геном, может ли быть мужчина гемофиликом и альбиносом одновременно?

Решение задачи:

Может - Х^hYаа.

 

Задача 9.

У человека есть наследственное аллергическое заболевание - геморрагический диатез, вызываемое рецессивным геном. Аллели этого гена сцеплены с Х-хромосомой и У-хромосомой. Определите какие дети будут в семье, где:

а) жена здорова, а муж болен;

б) жена здорова, но ее мать страдала геморрагическим диатезом.

Решение задачи:

Х^а - геморр. диат.

Y^а - геморр. диат.

Х^А - N

Y^А - N

а) 1. P Х^АХ^А х Х^аY^а

 

Х^А Х^а

Y^а

F Х^АХ^а, Х^АY^а - 100 % здоровы.

 

2. P Х^АХ^а х Х^аY^а

 

Х^А Х^а

Х^а Y^а

 

F Х^АХ^а, Х^АY^а - 50% здоровы;

Х^аХ^а, Х^а Y^а - 50% больны.

 

б) Р Х^АХ^а х Х^аY^а

 

Х^А Х^а

Х^а Y^а

 

F Х^АХ^а, Х^АY^а - 50% здоровы;

Х^аХ^а, Х^а Y^а - 50% больны.

Задача 10.

Если мужчина с цветной слепотой женится на нормальной женщине и они имеют двоих детей - нормальную дочь и сына с цветной слепотой, что можно сказать о генотипе матери?

Решение задачи:

Мать гетерозиготна - Х^DХ^d

Задача 11.

Отец и сын в семье гемофилики с карими глазами, а мать имеет нормальную свертываемость крови и голубые глаза. Можно ли сказать, что сын унаследовал все признаки от отца?

Решение задачи:

Нет: гемофилию через мать, карие глаза - отца.

 

Задача 12.

У человека псевдогипертрофическая мышечная дистрофия(смерть в 14-20 лет) в некоторых семьях зависит от рецессивного, сцепленного с полом гена. Болезнь зарегистрирована только у мальчиков. Почему? Если больные мальчики умирают до деторождения, то почему эта болезнь не элиминируется из популяций?

Решение задачи:

Болезнь не элиминируется, так как ген в Х-хромосоме; женщины - носители этого гена. Больные девочки не рождаются, т. к. неоткуда получить вторую Х-хромосому, мальчики умирают до деторождения.

 

Задача 13.

Мужчина, страдающий дальтонизмом и глухотой, женился на женщине, нормальной по зрению и хорошо слышащей. У них родился сын, глухой и дальтоник, и дочь дальтоник, но с хорошим слухом.

Определите вероятность рождения в этой семье дочери с обеими аномалиями, если известно, что дальтонизм и глухота передаются как рецессивные признаки, но дальтонизм сцеплен с Х-хромосомой, а глухота - аутосомный признак.

Решение задачи:

Х^D - N

Х^d - дальт.

А - N

а - глух.

 

Р Х^DX^dAa x X^dYaa

 

Х^DA X^dа

Х^Da Ya

X^dA

X^da

 

F X^dX^daa - 1/8 - 12,5 %.

 

 

Задача 14.

а) Пигментный ретинит (прогрессирующее снижение поля зрения и ночная слепота, нередко приводящая к полной слепоте) может наследоваться тремя путями: как аутосомный доминантный признак, как аутосомный рецессивный и как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой.

б) Впоследствии было установлено, что подобный локус есть не только в Х-, но и в Y-хромосоме.

Определите вероятность рождения больных детей в семье, где мать больна пигментным ретинитом и является гетерозиготной по всем трем парам генов, а муж здоров и гомозиготен:

а) по аутосомным генам;

б) по трем парам генов.

Решение задачи:

а) А - п.р.

а - N

В - N

в - п.р.

Х^r - п.р.

Х^R - N

б) Y^r - п.р.

Y^R - N

 

а) Р АаВвХ^RХ^r х ааВВХ^RY

 

АВХ^R аВХ^R

АВХ^r (аВY)

АвХ^R

АвХ^r

аВХ^R

(аВХ^r)

авХ^R

(авХ^r)

 

F 8/16 + 2/16 = 10/16» 62 %

 

б) Р АаВвХ^RХ^r х ааВВХ^RY^R

 

АВХ^R аВХ^R

АВХ^r аВY^R

АвХ^R

АвХ^r

аВХ^R

аВХ^r

авХ^R

авХ^r

F 8/16 = 50 %