Задания 4, 28. Сцепление генов

***

Сцепленные гены — это неаллельные гены, которые находятся на одной хромосоме. Гены, которые расположены на одной хромосоме, называются группой сцепления.

Различают полное сцепление генов и неполное сцепление (нарушение сцепления).

Приятного изучения статьи! Если хочешь подготовиться на 80+, то обязательно посмотри вот этот способ подготовки (жми, чтобы перейти на сайт и почитать подробнее) 💚

Полное сцепление генов

При кроссинговере (обменом участками гомологичных хромосом) хромосомы обмениваются не конкретными генами, а большими участками. Из-за этого гены, расположенные рядом, не могут разойтись по разным хромосомам. Так возникает сцепленное наследование, не нарушенное кроссинговером (полное сцепление).

Приведём пример задачи на сцепленное наследование генов…

Текст задания:

У то­ма­тов гены, опре­де­ля­ю­щие высокий рост стеб­ля и шаровидную форму пло­дов, сцеп­ле­ны и до­ми­ни­ру­ют над генами, определяющими кар­ли­ко­во­сть и гру­ше­вид­ную форму плодов. Какое потом­ство сле­ду­ет ожи­дать от скре­щи­ва­ния ге­те­ро­зи­гот­но­го по обоим при­зна­кам рас­те­ния с кар­ли­ко­вым, име­ю­щим плоды гру­ше­вид­ной формы?

Решение:

Пусть высокий рост будет обозначаться «А», а карликовость — «а». Шаровидная форма тогда будет «В», а грушевидная — «b». В задаче не сказано про промежуточные признаки, поэтому доминирование полное.

Представим, если в задаче не было бы сцепления, и гены располагались в разных парах гомологичных хромосом. Тогда бы генотип AaBb давал бы 4 типа гамет:

А в данной задаче нам говорится, что сцеплены «A» с «B», в то время как «а» сцеплено с «b». Это значит, что гаметы «Ab» и «aB» не образуются.

В результате эта дигетерозигота даст всего 2 типа гамет вместо 4:

Вот как на бумаге выглядит полное решение данной задачи.

В задаче должна быть легенда (то, что нам дано), она пишется справа или слева и заключается в прямоугольник. Необходимо написать скрещивание (Р), гаметы (G) и поколение (F1).

Рядом с каждым генотипом должен быть подписан его фенотип (например, AaBb — высок. шар.) !!!

Текстовое объяснение в задаче следует после, в данном случае оно должно выглядеть примерно так:

1) В потомстве от дигетерозиготы (высокое растение с шаровидными плодами) и рецессивной дигомозиготы (карликовое растение с грушевидными плодами) 50% особей получаются высокими с шаровидными плодами (AaBb), а 50% особей — карликовыми с грушевидными (aabb).
2) Фенотипическое расщепление 1:1.
3) Оно обусловлено попарным сцеплением гена высокого роста с геном шаровидной формы плодов и гена карликовости с геном грушевидной формы плодов.
4) Эти гены расположены на одной хромосоме и образуют группу сцепления. Сцепленный тип наследования генов изучал Морган.

Текстовое объяснение должно быть всегда!!! Старайтесь описывать каждое своё действие в задаче. За присутствие лишних пунктов в объяснении баллы не снижают, а вот за их отсутствие — очень любят.

***

Нарушение сцепления

Существуют частные случаи, в которых гены расположены в одной хромосоме , но недостаточно близко друг к другу. Из-за этого кроссинговер разъединяет их, но редко.

В случае нарушения сцепления у дигетерозиготной особи образуются 2 типа гамет:

• Гаметы, полученные в результате сцепления (в этом случае сочетание генов в хромосоме будет таким же, как было у родителей)
• Кроссоверные гаметы, полученные в результате расхождения генов (в этом случае возникаю новые варианты сочетания генов на хромосоме, которых не было у родителей)

Гамет, образованных в результате сцепления, всегда больше!

Морганиды — это условная величина, которую применяют для обозначения расстояния между генами на одной хромосоме.

Найти расстояние между генами можно, разделив количество рекомбинантных особей (полученных в результате слияния кроссоверных гамет) на общее число особей. Так, мы находим процент кроссинговера в скрещивании, который равен числу морганид.

Приведём пример задачи на нарушение сцепления генов…

Текст задачи:

При ана­ли­зи­ру­ю­щем скре­щи­ва­нии вы­со­ко­рос­ло­го рас­те­ния с цель­ной ли­сто­вой пла­стин­кой по­лу­чи­ли 9 вы­со­ко­рос­лых рас­те­ний с цель­ной ли­сто­вой пла­стин­кой, 42 вы­со­ко­рос­лых рас­те­ния с рас­членённой ли­сто­вой пла­стин­кой, 40 кар­ли­ко­вых рас­те­ний с цель­ной ли­сто­вой пла­стин­кой и 10 кар­ли­ко­вых рас­те­ний с рас­чле­нен­ной ли­сто­вой пла­стин­кой. Опре­де­ли­те ге­но­ти­пы и фе­но­ти­пы ро­ди­те­лей. Опре­де­ли­те ге­но­ти­пы потом­ства. Объ­яс­ни­те по­яв­ле­ние 4 фе­но­ти­пи­че­ских групп.

Решение:

Пусть за рост отвечает гены А/а, а за листовую пластинку — B/b.

Нам не сказано, какой признак доминантный, а какой — рецессивный. Но есть подсказка: в результате анализирующего скрещивания (это значит, что организм скрестили с «aabb») получилось 4 фенотипические группы. Это значит, что вторая исходная особь должна быть гетерозиготой (AaBb). Почему? Потому что в другом случае фенотипов было бы 2, либо вообще 1. Проверьте сами.

Если мы знаем, что исходная особь была гетерозиготой, то, зная её фенотип, можно узнать и доминантные признаки. «При ана­ли­зи­ру­ю­щем скре­щи­ва­нии вы­со­ко­рос­ло­го рас­те­ния с цель­ной ли­сто­вой пла­стин­кой…» — сделаем выводы:

AA/Aa (можно просто написать A_) — высокий рост
aa — карликовость
B_ — цельная листовая пластинка
bb — расчленённая листовая пластинка

Составим схему скрещивания…

Из условия мы знаем фенотипы и численность полученного потомства.

Теперь самое важное: зачем нам числа. Числа показывают то, какие особи являются рекомбинантными — полученными в результате слияния кроссоверных гамет, а какие особи являются результатом слияния гамет без кроссинговера (со сцеплением).

Рекомбинантных особей всегда меньше!

Соответственно, числа 9 и 10 подсказывают нам, что генотипы AaBb и aabb — рекомбинантные. А значит другие генотипы: Aabb (высокий расчленённый) и aaBb (карликовый цельный) — результат сцепления.

Таким образом, сцеплен ген высокого роста (А) с геном расчленённой листовой пластинки (b). Ген карликовости (a) сцеплен с геном цельной пластинки (B).

Отвечаем на последний вопрос задачи:

«Пре­иму­ще­ствен­но об­ра­зо­ва­лись две фе­но­ти­пи­че­ские груп­пы: 42 Aabb (вы­со­кие, рас­членённые ли­стья) и 40 aaBb (кар­ли­ки, цель­ные ли­стья), по­то­му что в га­ме­тах Ab и aB сцеплен ген высокого роста (А) с геном расчленённой листовой пластинки (b), в то время как ген карликовости (a) сцеплен с геном цельной пластинки (B). 9 AaBb (вы­со­кие, цель­ные ли­стья) и 10 aabb (кар­ли­ки, рас­членённые ли­стья) об­ра­зо­ва­лись бла­го­да­ря кроссоверным га­ме­там AB и ab, ко­то­рые по­лу­чи­лись в ре­зуль­та­те крос­син­го­ве­ра.» Задача решена.

В задании не спрашивается этого, но для наглядности давайте найдём расстояние между данными генами.

Количество рекомбинантных особей: 19. Количество всех особей: 101.

19/101 = 0,188… Соответственно, кроссинговер происходит в 18,8%. Это и есть расстояние между генами — 18,8 морганид.

Также в задании могут фигурировать не числа, а проценты. Логика выполнения должна быть такая же. Если вы видите четыре фенотипические группы: две малочисленные и две многочисленные, то перед вами скорее всего задача на нарушение сцепления.

***

Поздравляю с успешным освоением новой темы!

Статьи — круто, но для сотки этого недостаточно. Жми сюда, чтобы узнать подробности о самом эффективном курсе подготовки к ЕГЭ по биологии 🫶