§47. Основные генетические понятия и символы

Определения и обозначения

Ген — участок ДНК, связанный с развитием определённого признака. Разные варианты одного гена называют аллелями. Это понятие нужно, чтобы описывать наследственные варианты признака, например разные варианты окраски.

Генотип — совокупность генов организма. В задаче об одном признаке генотип обычно записывают сочетанием аллелей: AA, Aa или aa. Такая запись позволяет проследить, какие варианты гена организм может передать потомкам.

Фенотип — совокупность проявляющихся признаков организма. При полном доминировании у организма Aa проявляется доминантный признак. Разделение понятий помогает не путать наследственную запись с тем, что наблюдается у организма.

Гомозигота имеет два одинаковых аллеля одного гена: AA или aa, а гетерозигота — два разных: Aa. По этому различию можно понять, какие аллели организм передаёт потомству и какой признак проявится при полном доминировании.

Как это устроено

Аллели одного гена обычно обозначают одной буквой: доминантный — прописной A, рецессивный — строчной a. Это условная договорённость, а не указание на название признака: вместо A можно выбрать другую букву, если её значения оговорены в задаче. Одинаковая буква показывает, что варианты относятся к одному гену, а регистр помогает их различить.

Сочетание аллелей определяет, какой вариант признака проявится. При полном доминировании аллель A подавляет проявление a у гетерозиготы Aa, поэтому виден доминантный признак. Рецессивный признак проявляется у aa, потому что доминантного аллеля в таком сочетании нет. Это правило описывает именно полное доминирование, указанное в условии задачи.

Для схем скрещивания используют сокращения: P обозначает родительские организмы, знак × — их скрещивание, G — гаметы, а F₁ и F₂ — первое и второе поколения потомков. Такие обозначения делают запись компактной и помогают увидеть порядок рассуждений. Сначала указывают родителей, затем гаметы, после этого — потомков.

При образовании гамет аллели одной пары расходятся, поэтому каждая гамета получает один из них. Организм Aa образует два типа гамет: A и a. Это объясняется тем, что гамета получает только один вариант гена из пары. Если записать в гамете Aa, получится не отдельная гамета, а генотип организма.

Логика решения начинается с записи генотипов родителей, затем определяют возможные гаметы каждого из них и сочетают их аллели. Полученные сочетания дают генотипы потомков. По ним устанавливают ожидаемые фенотипы, применяя правило доминирования из условия. Так схема связывает наследование аллелей с проявлением признаков.

Основные генетические понятия и символы

Таблица помогает сопоставить термин, его запись и конкретный пример. В задачах сначала найдите, что обозначает буква или символ, и только затем определяйте возможные сочетания. Примеры в таблице относятся к одному условному гену.

Разбор задач

Задача 1. Условно обозначим доминантный аллель жёлтой окраски семян буквой A, рецессивный аллель зелёной окраски — буквой a. Запишем генотипы гомозиготного жёлтого и зелёного растений.

1. Гомозигота имеет два одинаковых аллеля. Поэтому у жёлтого растения, если его аллель доминантный, оба аллеля будут A. Его генотип — AA.
2. Зелёная окраска рецессивна, и для проявления рецессивного признака нужны два аллеля a. Генотип гомозиготного зелёного растения — aa.

Ответ: жёлтое растение — AA, зелёное — aa.

Задача 2. При полном доминировании скрестили растения Aa и aa. Нужно определить гаметы, генотипы и фенотипы потомков.

1. Первый родитель Aa образует гаметы A и a, потому что аллели расходятся. Второй родитель aa образует только гаметы a.
2. Сочетаем гаметы: A с a даёт Aa, а a с a — aa. Оба сочетания равновероятны, поэтому половина потомков будет Aa, половина — aa.
3. При полном доминировании у Aa проявится доминантный признак, а у aa — рецессивный. Следовательно, фенотипы тоже распределятся поровну.

Ответ: гаметы — A и a у первого родителя, a у второго; генотипы потомков — ½ Aa и ½ aa; фенотипы — ½ доминантных и ½ рецессивных.

Задача 3. При полном доминировании скрестили двух гетерозиготных организмов Aa. Найдём доли генотипов и фенотипов потомства.

1. Каждый родитель образует гаметы A и a. Сочетаем их в таблице: по горизонтали — гаметы одного родителя, по вертикали — другого.
2. Четыре возможных сочетания: AA, Aa, Aa и aa. Значит, генотипы составляют ¼ AA, ½ Aa и ¼ aa.
3. У AA и Aa проявляется доминантный признак, у aa — рецессивный. Объединяем доли организмов с одинаковым фенотипом: ¼ + ½ = ¾.

Ответ: генотипы — ¼ AA, ½ Aa, ¼ aa; фенотипы — ¾ с доминантным и ¼ с рецессивным признаком.

Типичные ошибки

Прописную букву иногда принимают за название доминантного признака. Но A обозначает аллель, а доминантность описывает, как он проявляется у гетерозиготы. Ошибка возникает из-за смешения буквенного обозначения и признака. Проверьте себя: сможете ли вы отдельно назвать аллель и фенотип?

Генотип Aa и фенотип нередко путают, потому что оба связаны с одним признаком. Однако Aa — запись сочетания аллелей, а фенотип — проявление признака, например окраска. Чтобы проверить ответ, спросите себя, описываете ли вы буквы или наблюдаемое свойство организма.

В гамету могут ошибочно записать оба аллеля одной пары, например Aa. Так происходит, если генотип организма переносят в запись гаметы без изменений. При образовании гамет аллели расходятся, поэтому у Aa возможны гаметы A и a. Проверьте, что в записи каждой гаметы стоит только один аллель данного гена.

Доминантный аллель иногда считают более частым или полезным. Но доминирование показывает только характер проявления аллеля у гетерозиготы и само по себе не говорит ни о частоте, ни о пользе. Эта ошибка появляется из-за бытового значения слова «доминирующий». Проверка простая: не делайте выводов о распространённости или приспособленности, если этого не дают условия.

Связь с другими темами

Чтобы понимать, откуда берутся аллели и как они передаются, нужно знать строение ДНК, роль генов и хромосом, а также то, как образуются гаметы. Эти понятия становятся основой для изучения законов Менделя: с их помощью записывают скрещивания и предсказывают результаты наследования. Те же различия между генотипом и фенотипом помогают разбирать наследственные заболевания: наличие аллеля и проявление признака — не одно и то же.

Что запомнить

• Аллели — варианты одного гена.
• Прописной и строчной буквами обычно обозначают доминантный и рецессивный аллели.
• AA и aa — гомозиготные генотипы, Aa — гетерозиготный.
• Генотип описывает сочетание аллелей, фенотип — проявляющиеся признаки.
• При полном доминировании у Aa проявляется доминантный признак.
• Гамета несёт только один аллель из пары.
• P обозначает родительское поколение, G — гаметы, F₁ и F₂ — поколения потомков.