Опора из базового 10 класса: Дигибридное скрещивание: независимое наследование и анализирующий тест
Эта подробная тема базового 10 класса входит также в углублённую программу 9 класса. Разберём, откуда возникают четыре типа гамет, как получить 9:3:3:1 и почему это соотношение не работает для любых двух признаков.
Федеральная программа · углублённый уровень · 9 класс
Генетика человека
Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:
- Дигибридное скрещивание
- Независимое распределение гомологичных хромосом
- Условия фенотипического отношения 9:3:3:1
- Гаметы двойной гетерозиготы
- Анализирующее скрещивание
- Лабораторная работа № 5: готовые результаты скрещиваний дрозофилы
Как это устроено
Когда два локуса находятся на разных парах хромосом и выполняются предпосылки модели, каждая гамета AaBb получает по одному аллелю каждого локуса. Независимое распределение в мейозе даёт AB, Ab, aB и ab с ожидаемыми долями по 1/4. Для скрещивания двух таких родителей можно составить 16 равновероятных сочетаний или перемножить результаты двух моногибридных задач. Но если локусы рядом на одной хромосоме, равенство четырёх типов гамет не следует автоматически.
Соотношение фенотипов 9:3:3:1 требует не только независимости локусов, но и выбранной модели полного доминирования по каждому из них, надёжного различения классов и сравнимой жизнеспособности потомства. При неполном доминировании, взаимодействии генов или отборе классов фенотипическое соотношение будет иным. Даже в подходящей модели небольшая выборка отклоняется случайно. Поэтому арифметика — проверка допущений, а не гарантия результата для каждой партии семян.
Анализирующее скрещивание делает скрытые варианты заметными. Если фенотип A_ может соответствовать AA или Aa, скрещивание с aa даст только Aa при первом варианте, а при втором — ожидаемые классы Aa и aa. Но отсутствие aa в нескольких потомках не доказывает AA: вероятность случайной выборки надо учитывать. Для двух локусов тест с aabb может также помочь оценивать доли типов гамет исследуемой особи и проверять сцепление.
Готовые данные о дрозофиле позволяют сравнивать наблюдаемые числа с модельными долями. Следует знать, как определяли фенотип, сколько было потомков, какова возможная ошибка счёта и не снижалась ли жизнеспособность некоторого класса. Школьная лабораторная работа на готовых микропрепаратах и таблицах не требует выводить новые линии мушек или проводить несанкционированное выращивание организмов.
Словарь урока
Каждое понятие — с примером
- Дигибридное скрещивание
Скрещивание, при анализе которого отслеживают наследование двух выбранных локусов или пар признаков с указанием их взаимного расположения.
Пример: В задаче сравнивают окраску и форму семян гороха у потомков условных AaBb × AaBb.
- Независимое наследование
Для подходящих несцепленных локусов образование комбинаций аллелей в гаметах не зависит от выбора аллеля другого локуса.
Пример: При расположении A/a и B/b на разных парах хромосом AaBb может давать четыре типа гамет с равным ожиданием.
- Независимое распределение хромосом
Различное ориентирование и расхождение разных пар гомологичных хромосом при мейозе I, создающее сочетания родительских хромосом.
Пример: Пара с A/a распределяется относительно другой пары с B/b без обязательного совместного направления.
- Тип гаметы
Сочетание аллелей рассматриваемых локусов в одной гамете, различаемое при расчёте вероятностей потомства.
Пример: Для AaBb при независимом распределении типами будут AB, Ab, aB и ab.
- Фенотипическое отношение 9:3:3:1
Ожидаемое распределение четырёх фенотипических классов при скрещивании двух двойных гетерозигот и полном доминировании по двум несцепленным локусам.
Пример: В идеализированной большой выборке AaBb × AaBb может дать доли 9/16, 3/16, 3/16 и 1/16.
- Анализирующее скрещивание
Скрещивание особи с неизвестным генотипом по выбранному локусу с особью, несущей соответствующие рецессивные варианты в учебной модели.
Пример: Особь с фенотипом A_ скрещивают с aa; появление aa-потомков поддерживает генотип Aa у первой особи.
- Вероятность совместного события
Вероятность получить сочетание исходов, которую при независимости событий можно найти произведением отдельных вероятностей.
Пример: В модели AaBb × AaBb вероятность aa и bb равна 1/4 × 1/4 = 1/16.
- Сцепление генов
Тенденция вариантов локусов на одной хромосоме передаваться совместно чаще, чем ожидалось бы при независимом распределении.
Пример: Если A и B находятся рядом на одной хромосоме, доли AB и ab могут превышать доли Ab и aB.
- Контрольное скрещивание
Дополнительное сравнение потомства или условий, позволяющее проверить одно из допущений схемы и исключить альтернативное объяснение.
Пример: Проверка жизнеспособности разных классов дрозофил помогает не спутать недоучёт потомков с наследственным соотношением.
- Решётка Пеннета
Таблица возможных сочетаний гамет двух родителей, показывающая генотипы и ожидаемые вероятности при явно заданных долях типов гамет.
Пример: Четыре типа гамет каждого родителя дают 16 ячеек в простой дигибридной учебной задаче.
Пример по шагам
В модели AaBb × AaBb локусы A и B несцеплены, по обоим полное доминирование. Какова вероятность потомка aabb?
- Для локуса A вероятность aa при Aa × Aa равна 1/4.
- Для независимого локуса B вероятность bb равна 1/4.
- При допущенной независимости вероятность обоих событий равна 1/4 × 1/4 = 1/16.
Вывод: Ответ 1/16 относится к чётко заданной модели; при сцеплении или иных условиях его нельзя перенести без пересчёта.
Практическая работа
Проверка дигибридных данных дрозофилы
- Получите готовую таблицу четырёх классов потомства из учебного скрещивания дрозофил, без культивирования насекомых.
- Запишите ожидаемые доли для указанной модели и вычислите ожидаемые числа по общему количеству потомков.
- Сравните наблюдаемые и ожидаемые значения, укажите размер выборки и хотя бы две возможные причины отклонения; не объявляйте причину доказанной по одной таблице.
Что можно заключить: Данные проверяют модель только при учёте способа получения, выборки и альтернативных объяснений.
Безопасность: Используйте готовые фотографии и обезличенные результаты; не выращивайте дрозофил и не используйте химикаты самостоятельно.
Практическая работа
Признаки потомков дрозофилы на готовых микропрепаратах
- Получите от учителя подписанные готовые препараты или фотографии контрольной и опытных линий дрозофилы, а также отдельную таблицу результатов моно- и дигибридного скрещивания.
- При одинаковом увеличении опишите только различимые внешние признаки каждой линии; разделите наблюдение под микроскопом и сведения о генотипах, которых сам препарат не показывает.
- По таблице потомков рассчитайте наблюдаемые доли фенотипических классов и сравните их с долями, предсказанными для каждой указанной модели наследования; запишите размер выборки и возможные причины расхождения.
Что можно заключить: Препарат позволяет сравнить видимые признаки, а закономерность наследования проверяют по данным о потомстве и условиях скрещивания, не по одному изображению.
Безопасность: Используйте только готовые школьные препараты под руководством учителя; не культивируйте насекомых и не используйте неизвестные фиксаторы или красители.
Попробуйте сами
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Сверка содержания
Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.