Типовые задачи и эталоны их решения

Взаимодействие аллельных генов

Полное доминирование

Задача. У человека ген D определяет наличие в крови резус-фактора. Он наследуется по доминантному типу. Женщина, имеющая резус-отрицательную кровь, вышла замуж за мужчину, гетерозиготного по резус-фактору.

Какое потомство можно ожидать в случае такого брака?

Эталон решения.В задаче определено, что ген положительного резус-фактора - доминантный D. Генотип лиц с резус-положительной кровью – DDиDd, с резус-отрицательной – dd. Равновероятно рождение детей с резус-положительной и резус-отрицательной кровью: 50% и 50%.

Р: dd х Dd

G: d D d

F₁: Dd, dd

Неполное доминирование

Задача.Одна из форм цистинурии наследуется как аутосомный признак. У гетерозигот наблюдается лишь повышенное содержание цистина в моче, у рецессивных гомозигот - образование цистиновых камней в почках, доминантные гомозиготы - здоровы.

Определите возможные формы проявления цистинурии у детей в семье, где один супруг страдал этим заболеванием, а другой имел лишь повышенное содержание цистина в моче.

Эталон решения.В задаче обусловлено, что ген «нормы» - доминантный А, но он не полностью подавляет рецессивный ген цистинурии, поэтому генотип здоровых лиц - АА,генотип людей с повышенным содержанием цистина в моче - Аа, больных с цистинурией - аа. Генотип супруга, страдающего цистинурией - аа,супруга имеющего повышенное содержание цистина - Аа. Вероятность рождения детей с повышенным содержанием цистина в моче и страдающих образованием камней почек одинакова: 50% и 50%.

Кодоминирование. Наследование групп крови системы АВ0

Задача.У человека группа крови определяется тремя аллелями одного гена А, В, 0. Лица с генотипом 00 имеют I группу крови, с генотипами АА и АО - II , с генотипами ВВ и В0- III , с генотипом АВ- IV группу крови (аллель 0 рецессивен по отношению к аллелям А и В; аллели А и В - кодоминантны).

Какие группы крови возможны у детей, если мать гетерозиготна по II группе крови, а у отца - I группа.

Эталон решения.Генотип матери – А0, генотип отца - 00, следовательно, от матери ребенок может получить ген А или 0, а от отца - только ген 0. Дети могут иметь генотипы А0 или 00, то есть иметь II либо I группы крови.

Взаимодействие неаллельных генов

Комплементарность

Задача. Форма гребня кур контролируется двумя парами неаллельных генов: А- розовидный, а- простой, В- гороховидный, в- простой гребень. Присутствие в генотипе двух доминантных неаллельных генов (А-В-)дает ореховидный гребень.

Какое расщепление по фенотипу получится от скрещивания двух дигетерозигот с ореховидной формой гребня?

Эталон решения.Особи с розовидным гребнем могут иметь генотипы: ААвв, Аавв; особи с гороховидным гребнем могут иметь генотипы: ааВВ, ааВв; особи с простой формой гребня имеют генотип аавв;особи с ореховидной формой гребня могут иметь генотипы: ААВВ, АаВв, ААВв, АаВВ.Дигетерозиготные родители АаВв образуют 4 варианта гамет: АВ, Ав, аВ, ав. Вписав гаметы в решетку Пеннета, получаем:

	АВ	Ав	аВ	ав
АВ	ААВВ	ААВв	АаВВ	АаВв
Ав	ААВв	Аавв	АаВв	Аавв
аВ	АаВВ	АаВв	ааВВ	ааВв
ав	АаВв	Аавв	ааВв	аавв

В потомстве происходит расщепление по фенотипу в отношении 9 (с ореховидным гребнем) : 3 (с розовидным гребнем) : 3 (с гороховидным гребнем) : 1 (с простым гребнем).

Эпистаз

Задача. В семье, где родители имели I и III группы крови, родилась девочка, у которой фенотипически проявилась I группа. В последствии она вышла замуж за мужчину со II группой крови, и у них родились две девочки: первая – с IV, вторая - с I группой крови. В литературе было описано еще несколько подобных случаев. Объясните это явление, которое получило название «бомбейский феномен».

Эталон решения.Для синтеза антигенов А и Внеобходим синтез предшественников, которые детерминируются геном F. Рецессивный ген f в гомозиготном состоянии (ff) оказывает эпистатическое действие на активность гена А и В и не позволяет им проявиться фенотипически, поэтому у детей I группа крови. В данном примере генотип матери – 00Ff, генотип отца – ВВFf, генотип ребенка – В0ff.

Полимерия

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

Эталон решения.Рост человека контролируется тремя парами полигенов А₁, А₂, А₃. Доминантные гомозиготы (А₁А₁А₂А₂А₃А₃) имеют рост 180 см, а рецессивные (а₁а₁а₂а₂а₃а₃) - 150 см, гетерозиготы по всем трем парам генов (А₁а₁А₂а₂А₃а₃) - имеют средний рост 165 см. Признак проявляется в результате суммирования эффектов каждого из полимерных генов. Наличие в генотипе одного доминантного гена из любой пары неаллельных детерминирует увеличение роста на 5 см. Генотип женщины – а₁а₁а₂а₂а₃а₃, генотип мужчины – А₁а₁А₂а₂А₃а₃, генотип детей: с ростом 165 – А₁а₁А₂а₂А₃а₃; с ростом 160 см – а₁а₁А₂а₂А₃а₃, А₁а₁а₂а₂А₃а₃илиА₁а₁А₂а₂а₃а₃; с ростом 155 см – А₁а₁а₂а₂а₃а₃, а₁а₁А₂а₂а₃а₃илиа₁а₁а₂а₂А₃а₃; с ростом 150 см – а₁а₁а₂а₂а₃а₃.

5.2. Задачи для самостоятельного решения

Задача 2.62. Акаталазия обусловлена редким аутосомным рецессивным геном. У гетерозигот активность каталазы понижена. У обоих родителей и единственного сына в семье активность каталазы снижена. Определите вероятность рождения в семье следующего ребенка без аномалии. Определите вероятные фенотипы детей в семье, где один из родителей страдает акаталазией, а другой имеет пониженную активность этого фермента.

Задача 2.63. Серповидноклеточная анемия и талассемия наследуются независимо как аутосомные признаки. У гетерозигот по серповидноклеточной анемии и талассемии признаки болезни выражены слабо, у дигетерозигот развивается микросфероцитарная анемия. Гомозиготы по серповидноклеточной анемии и талассемии умирают в детстве.

Определите вероятность рождения здоровых детей в семье, где один из родителей гетерозиготен по серповидноклеточной анемии, но нормален по талассемии, а второй - наоборот.

Задача 2.64.В отцовстве подозреваются двое мужчин с I и IV группами крови.

Кто является отцом ребенка, если у него II группа крови, а у матери - I.

Задача 2.65.В родильном доме перепутали двух мальчиков. Родители одного их них имеют I и II группы крови, родители другого - II и IV. Исследование показало, что дети имеют I и IV группы крови.

Определите, кто чей сын?

Задача 2.66.Не для всех людей с резус-отрицательной кровью риск иммунизации резус-положительными эритроцитами одинаков. В случае несовместимости матери и плода одновременно по системе АВ0 и резус-фактору, резус-конфликт не развивается, т.к. попавшие в организм матери эритроциты плода будут разрушаться ее антителами против антигена А или В и не смогут вызывать образование антител против резус-фактора.

Резус-отрицательная женщина со II группой крови, мать которой имела I группу, вышла замуж за мужчину, имеющего IV группу крови и резус- положительный фактор (его мать имела резус-отрицательную кровь). Определите риск развития резус-конфликта.

Задача 2.67. Женщина с резус-положительной кровью IV группы, отец которой имел резус-отрицательную кровь II группы, вышла замуж за мужчину с резус-отрицательной кровью I группы.

Какова вероятность того, что ребенок унаследует оба признака отца?

Задача 2.68. Какое расщепление по фенотипу можно ожидать у детей в случае брака между дигетерозиготной по II группе крови и резус-положительному фактору женщиной и точно таким же мужчиной? По какому закону Менделя произойдет наследование признаков? Положительный резус-фактор - D, отрицательный резус-фактор - d.

Задача 2.69. Родители имеют II и III группы крови. У них родился ребенок с I группой крови и больной серповидноклеточной анемией (наследование аутосомное с неполным доминированием, не сцепленное с группами крови).

Определите вероятность рождения больных детей с IV группой крови.

Задача 2.70. Группы крови у матери II, у отца III.

Можно ли установить их генотип, если у их ребенка IV группа крови?

Задача 2.71. Аниридия (отсутствие радужной оболочки, обычно сопровождаемое помутнением роговицы и хрусталика и пониженным зрением) наследуется как аутосомный доминантный признак.

Какова вероятность рождения здоровых детей в семье, где один из родителей страдает аниридией, а другой нормален, если известно, что у больного родителя эту аномалию имел только отец?

Задача 2.72. В одной семье у кареглазых родителей имеется четверо детей. Двое голубоглазых имеют I и IV группы крови, двое кареглазых со II и III группой крови.

Определите вероятность рождения следующего ребенка кареглазым с I группой крови. Карий цвет глаз доминирует над голубым и обусловлен аутосомным геном.

Задача 2.73.У попугайчиков цвет перьев определяется двумя парами несцепленных неаллельных генов. Сочетание двух доминантных аллелей определяет зеленый цвет оперения, сочетание доминантного гена из одной пары и рецессивных генов из другой определяет желтый или голубой цвет. Рецессивные дигомозиготы имеют белый цвет. При скрещивании зеленых попугайчиков в потомстве получено 55 зеленых, 18 желтых, 17 голубых и 6 белых. Определите генотипы родителей и потомства. Зоопарк прислал заказ на белых попугайчиков. Скрещивание имеющихся на ферме зеленых и голубых особей не давало белых попугайчиков.

Определите генотипы имеющихся на ферме птиц.

Задача 2.74.У человека нормальный слух определяется комплементарными доминантными генами, расположенными в разных парах хромосом, а один из видов врожденной глухоты - рецессивными аллелями этих генов. В двух семьях, где родители страдали глухотой, все дети имели нормальный слух.

Напишите генотипы родителей и детей. Каких детей можно ожидать от брака нормально слышащих потомков из семей глухонемых родителей?

Задача 2.75.Красная окраска луковицы лука определяется доминантным геном, желтая - его рецессивным аллелем. Проявление гена окраски возможно лишь при наличии другого, несцепленного вместе с ним доминантного гена, рецессивный аллель которого подавляет окраску и луковицы оказываются белыми. Краснолуковичное растение было скрещено с желтолуковичным. В потомстве оказались особи с красными, желтыми и белыми луковицами.

Определите генотипы родителей и потомства.

Задача 2.76.Интенсивность пигментации кожи контролируется несколькими парами неаллельных генов. Если предположить, что это две пары неаллельных генов, то генотип человека с черным цветом кожи - А₁А₁А₂А₂ а с белым - а₁а₁а₂а₂. Мулаты имеют различную степень интенсивности окраски кожи и различные генотипы. Чем больше генов доминантных, тем темнее кожа и напротив.

Определите интенсивность пигментации кожи у детей от брака африканца с белой женщиной. Определите интенсивность пигментации кожи у детей от брака негра и мулатки с генотипом дигетерозиготы. Определите возможную интенсивность пигментации кожи у детей от брака мулатов-гетерозигот.

Задача 2.77. При тесном сцеплении генов они могут изменять фенотипический эффект друг друга. У резус-положительных людей в генотипе обязательно присутствие гена Dиз генного комплекса CDE.Антиген гена Dявляется самым сильным. Вместе с тем, если гены С и Dлежат в одной хромосоме, то активность гена Dослаблена. В такой ситуации несовместимость матери и плода по резус-фактору протекает легче.

Определите риск развития резус-конфликта в двух семьях, где генотипы матерей одинаковы Cde,а отцов разные:1) cDe,2) Cde .

Сde cde СDe

ГЛАВА 6