"Биология (базовый уровень)", Пасечник В.В., Каменский А.А., Рубцов А.М. и др. /Под ред. Пасечника В.В.
Скрещивание позволяет проследить, как наследственные признаки передаются от родителей потомству, и проверить, какие генотипы могут получиться у детей организмов. В зависимости от числа изучаемых признаков скрещивание бывает моногибридным или дигибридным. Анализирующее скрещивание помогает узнать генотип организма с доминантным признаком. Чтобы предсказывать результаты, записывают генотипы родителей, возможные гаметы и их сочетания, помня, что соотношения потомства выражают вероятности.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Скрещивание — соединение наследственного материала двух организмов при размножении. Выбирая родителей, которые различаются по признакам, исследователь прослеживает, как варианты этих признаков передаются потомству. Так можно проверять предположения о наследовании и выяснять, какие сочетания признаков возможны у потомков.
Моногибридное скрещивание — скрещивание организмов, различающихся по одной паре альтернативных признаков, например жёлтой и зелёной окраске семян. Альтернативными называют разные проявления одного признака. Такой опыт помогает отдельно проследить наследование одной пары вариантов и не смешивать его с влиянием других признаков.
Дигибридное скрещивание — скрещивание организмов, различающихся по двум парам альтернативных признаков. Например, одновременно изучают окраску и форму семян. Оно позволяет проследить, как признаки сочетаются у потомства, и выяснить, наследуются ли они независимо.
Анализирующее скрещивание — скрещивание организма с доминантным фенотипом и неизвестным генотипом с гомозиготным рецессивным организмом. Доминантный фенотип может быть у генотипов AA и Aa, поэтому по внешнему виду их не различить. Потомство от скрещивания с aa помогает установить, скрыт ли у исследуемого организма рецессивный аллель.
Чтобы проследить передачу признаков, подбирают родителей, различающихся по выбранным наследственным особенностям, и сравнивают их потомство. Например, для опыта с окраской семян важно учитывать именно этот признак, а не случайные различия растений. Такой выбор позволяет связать наблюдаемый результат с наследованием конкретных аллелей. Если одновременно изучать много особенностей, выяснить причину результата будет сложнее.
При моногибридном скрещивании гетерозигот Aa × Aa каждый родитель образует два типа гамет: A и a. При образовании гамет аллели одной пары расходятся, поэтому в каждую гамету попадает только один из них. Случайное оплодотворение даёт сочетания AA, Aa, Aa и aa. Поэтому генотипическое соотношение ожидается как 1:2:1, а при полном доминировании фенотипическое — как 3:1: две копии рецессивного аллеля необходимы для проявления рецессивного признака.
В дигибридном скрещивании AaBb каждый родитель при независимом наследовании образует четыре типа гамет: AB, Ab, aB и ab. В гамету попадает по одному аллелю каждого гена, а независимое распределение позволяет сочетать их разными способами. Поэтому у потомства возможны разные комбинации двух признаков. Если скрещивают AaBb × AaBb, доминирование полное, а гены наследуются независимо, ожидаемое фенотипическое соотношение равно 9:3:3:1.
При анализирующем скрещивании неизвестный генотип, например A_, соединяют с aa. Рецессивный потомок aa мог появиться только в том случае, если первый родитель передал аллель a, значит, его генотип Aa. Если он AA, все потомки получат от него A и будут иметь доминантный фенотип. Наблюдаемое соотношение помогает судить о генотипе, но небольшая выборка может случайно не показать редкий вариант.
Соотношения в генетических задачах описывают вероятности появления вариантов, а не гарантированное число особей. При четырёх потомках от скрещивания Aa × Aa не обязательно получится ровно три особи с доминантным фенотипом и одна с рецессивным. Каждое оплодотворение — отдельное случайное событие, поэтому малое число потомков особенно заметно отклоняется от ожидаемой доли. С увеличением выборки фактические доли обычно приближаются к расчётным.
| Вид скрещивания | Чем различаются родительские организмы | Какие генотипы скрещивают | Для чего используют | Ожидаемый результат |
|---|---|---|---|---|
| Моногибридное | По одной паре альтернативных признаков | Например, Aa × Aa | Проследить наследование одного признака | При полном доминировании у гетерозигот: фенотипы 3:1, генотипы 1:2:1 |
| Дигибридное | По двум парам альтернативных признаков | Например, AaBb × AaBb | Изучить сочетание двух признаков | При независимом наследовании и полном доминировании — фенотипы 9:3:3:1 |
| Анализирующее | Один родитель имеет доминантный фенотип, другой — рецессивный | A_ × aa; неизвестный генотип проверяют скрещиванием с aa | Определить, гомозиготен ли организм с доминантным признаком | У AA всё потомство доминантное; у Aa ожидается 1:1 по фенотипу |
Сначала определите, сколько пар признаков исследуют и известны ли генотипы родителей. Затем проверьте условия наследования: от них зависят ожидаемые соотношения. Таблица помогает выбрать нужную схему, но для решения конкретной задачи всё равно нужно выписать гаметы родителей.
Условие. У гороха жёлтая окраска семян доминирует над зелёной. Скрестили два гетерозиготных растения. Нужно определить возможные генотипы и соотношение фенотипов потомства.
Ответ: генотипы 1 AA : 2 Aa : 1 aa; фенотипы 3 жёлтых : 1 зелёное.
Условие. У растения высокорослость доминирует над карликовостью. Растение с доминантным фенотипом скрестили с карликовым, и половина потомства оказалась карликовой. Требуется определить генотип первого растения.
Ответ: генотип высокорослого растения — Aa, гетерозигота.
Условие. У гороха жёлтые гладкие семена доминируют над зелёными морщинистыми. При независимом наследовании скрестили дигетерозиготные растения. Требуется определить типы гамет и ожидаемое соотношение фенотипов.
Ответ: гаметы каждого родителя — AB, Ab, aB и ab; ожидаемые фенотипы — 9 жёлтых гладких : 3 жёлтых морщинистых : 3 зелёных гладких : 1 зелёные морщинистые.
Считать, что доминантный фенотип всегда означает гомозиготный генотип. Доминантный признак может проявляться и у гетерозиготы, поэтому растение с таким фенотипом может иметь генотип AA или Aa. Ошибку допускают, принимая видимый признак за прямое доказательство генотипа. Проверьте, дан ли генотип в условии или его можно установить по потомству.
Записывать гаметы как пары аллелей одного гена. Гамета получает только один аллель из каждой пары, поэтому от Aa идут гаметы A и a, а не Aa. При этом для двух генов в гамете будет по одному аллелю каждого: например, AB. Чтобы проверить запись, убедитесь, что гамета содержит ровно один вариант из каждой пары генотипа.
Применять соотношение 3:1 или 9:3:3:1 без проверки условий. Первое относится к моногибридному скрещиванию двух гетерозигот при полном доминировании, второе — к дигибридному скрещиванию двух дигетерозигот при независимом наследовании и полном доминировании. Эти условия легко упустить, если запоминать только числа. Перед расчётом выпишите генотипы родителей и выясните, как наследуются признаки.
Принимать вероятностное соотношение за точное число потомков. Ожидаемая доля не гарантирует, что в небольшой группе появится именно такое количество особей каждого типа. Причина — случайность сочетания гамет при каждом оплодотворении. Проверяйте, говорится ли в задаче о вероятности или о фактически наблюдённом потомстве, и не округляйте доли до обязательных чисел.
Для решения задач о скрещивании нужно знать понятия гена, аллеля, генотипа, фенотипа, гомозиготы, гетерозиготы и гаметы. Эти понятия связывают наследственную информацию с наблюдаемыми признаками организма. С помощью схем скрещивания проверяют закономерности наследования и определяют возможные генотипы. Позже те же навыки пригодятся при изучении наследования, сцепленного с полом, взаимодействия генов и селекции.
Как определить, сколько типов гамет образует организм?
Для каждой пары аллелей организм передаёт в гамету только один аллель. Если генотип содержит n пар гетерозиготных генов, при независимом наследовании образуется 2ⁿ типов гамет. Например, AaBb образует AB, Ab, aB и ab.
Как по потомству определить генотип родителя с доминантным признаком?
Проведите анализирующее скрещивание с гомозиготным рецессивным организмом. Если среди потомков появился рецессивный фенотип, родитель с доминантным признаком несёт рецессивный аллель и является гетерозиготой. Если всё потомство доминантное, это само по себе не всегда доказывает гомозиготность, особенно при малом числе потомков.
Почему при скрещивании двух гетерозиготных организмов появляются рецессивные потомки?
Каждый гетерозиготный родитель образует гаметы с доминантным и рецессивным аллелями. При случайном сочетании гамет часть потомков получает рецессивный аллель от обоих родителей и имеет генотип aa. При полном доминировании у таких организмов проявляется рецессивный признак.
Когда можно применять соотношение 9:3:3:1?
Это ожидаемое фенотипическое соотношение для потомства от скрещивания двух дигетерозигот AaBb × AaBb. Оно применимо, если гены наследуются независимо, доминирование полное, а каждый ген влияет на свой признак. При сцеплении генов или ином характере наследования результат будет другим.
Почему фактическое число потомков может не совпадать с ожидаемым соотношением?
Соотношения 3:1 и 9:3:3:1 показывают вероятности, а не обязательное число потомков каждого типа. При небольшом потомстве случайное отклонение заметнее: например, из четырёх особей не обязательно ровно три будут с доминантным фенотипом. Чем больше потомков, тем обычно ближе доли к ожидаемым.
скрещивание
