У кошек породы скоттиш фолд ген короткой шерсти доминирует над геном длинной
Ген короткой шерсти (А) у кошек доминирует над геном длинной шерсти (а) и наследуется аутосомно. Ген окраски кошек сцеплен с Х-хромосомой. Чёрная окраска определяется геном ХВ, рыжая – геном Хb. Гетерозиготы имеют черепаховую окраску. Длинношёрстная кошка черепаховой окраски была скрещена с рыжим короткошёрстным (Аа) котом. Определите генотипы и фенотипы родителей и потомства, а также вероятность рождения чёрной кошки. Объясните результат скрещивания. Какие законы наследования проявляются в этих скрещиваниях?
Схема решения задачи включает:
♀ аа Х ВХ b длинная шерсть черепаховая кошка
♂ АаХ b Y короткошёрстный рыжий кот
1) Р ♀аа Х ВХ b × ♂АаХ b Y
G ♀аХ В и ♀аХ b ♂АХ b , ♂АY, ♂аХ b , ♂аY
2) Генотипы и фенотипы потомства F1
AaX B X b 1 короткошёрстная черепаховая кошка
аaХ В Х b 1 длинношёрстная черепаховая кошка
аaX B Y 1 длинношёрстный чёрный кот
AaX B Y 1 кроткошёрстный чёрный кот
АаХ b Y 1 короткошёрстный рыжий кот
ааХ b Х b 1 длинношёрстная рыжая кошка
АaХ b Х b 1 короткошёрстная рыжая кошка
ааХ b Y 1 длинношёрстный рыжий кот
3) Наследование, сцепленное с полом, независимое наследование аутосомных признаков.
4) Чёрной кошки в потомстве быть не может, так как проявляется неполное доминирование
от составителей сайта РешуЕГЭ
4) Чёрной кошки в потомстве быть не может, так как проявляется кодоминирование.
Кодоминантность – форма взаимоотношений аллелей, при которой оба аллеля проявляются у гетерозиготного организма в равной степени.
Это явление похоже на неполное доминирование, но все же имеет одно существенное отличие. Кодоминирование — взаимодействие генов, при котором противоположные признаки проявляются одновременно, но не смешиваются и не производят промежуточный признак.
Источник
Решение задач по теме «Наследование признаков, сцеплённых с полом, или может ли кот иметь «черепаховую окраску шерсти»»
Решение задач по генетике
«Наследование признаков, сцеплённых с полом»
(на примере наследования гена окраски шерсти у кошек)
ЕГЭ по биологии, линия 28
УМК любой, 11 класс
В линии 28 на ЕГЭ по биологии учащиеся должны решить задачу по генетике. В предлагаемом ресурсе рассматривается наследование окраски шерсти у кошек как пример наследования признака, сцеплённого с полом.
Цель: Дать учащимся рекомендации по выполнению задания линии 28 при подготовке к ЕГЭ.
Задачи: информировать учащихся о типах задач по генетике; познакомить с правилами решения задачи линии 28 на примере наследования гена окраски шерсти у кошек; мотивировать учащихся к успешной подготовке к ЕГЭ.
Ресурс состоит из теоретического обоснования темы, двух решённых задач и пяти задач для самостоятельной работы. Данный материал можно использовать при изучении данной темы в 10 классе, а также для подготовки к олимпиаде по биологии.
Теоретическое обоснование темы
«Наследование, сцеплённое с полом»
У мужских и женских организмов все пары хромосом, кроме одной, одинаковы и называются аутосомами. Хромосомы, которые имеют отношение к определению пола, называются половыми и обозначаются Х и Y. Если у организма обе половые Х-хромосомы, то такой организм гомогаметен, т.е. даёт одинаковые гаметы: Х и Х. Если у организма Х и Y половые хромосомы, то такой организм гетерогаметен, т.е. даёт гаметы Х и Y.
В половых хромосомах имеются гены, которые отвечают не только за пол организма, но и контролируют обычные признаки. Аллели могут быть только в Х-хромосоме, т.к. их две, они парные. Признаки, определяемые этими генами, наследуются сцеплено с полом. У человека наследуются сцеплено с полом по Х-хромосоме гены, отвечающие за развитие гемофилии (несвёртываемость крови) и дальтонизм (цветовая слепота).
Если же ген находится в Y-хромосоме, то он наследуется по линии пола, имеющего Y-хромосому. У человека по Y-хромосоме передаётся гипертрихоз (волосатые уши), развитие перепонки между вторым и третьим пальцами ног. Гены, находящиеся в Y-хромосоме человека, наследуются только от отца к сыну.
Ген, который находится в Х-хромосоме, гетерогаметного организма в одинарной дозе, проявляет себя полностью и называется гемизиготным, а сам организм – гемизиготой. Например, у человека это гены гемофилии, дальтонизма, у дрозофилы – ген белоглазости. Гемизиготами являются самцы млекопитающих, большинства рыб, дрозофилы (половые хромосомы ХY), а также самки птиц, рептилий (половые хромосомы ХY), бабочек (у моли Х0, т.е. у самки отсутствует вторая хромосома, а пол самца определяется ХХ).
Трёхшерстные кошки, или по-научному, кошки с черепаховой окраской бывают только женского рода, коты не могут иметь черепаховую окраску. Оказывается, ген окраски шерсти сцеплен с Х-хромосомой. Ген рыжей окраски доминантен В (Б большое), сцеплён с Х-хромосомой и обозначается при решении задач как Хᴮ, ген чёрной окраски – рецессивен b (б малое), обозначается как Хb. Гетерозигота имеет генотип ХᴮХb , следовательно, по полу это будет кошечка, а окраска – черепаховая, коты могут быть только рыжими ХᴮY или чёрными — Хb Y.
Из общепринятого правила есть исключения. Оказывается, при оплодотворении яйцеклетки иногда происходит сбой, и будущий котёнок получает не две половые хромосомы, а три. Генотип таких животных ХХУ. И от родителей такой котёнок наследует одну «рыжую» Х-хромосому, и одну «чёрную». Тогда появляется черепаховый кот. Вероятность появления такого кота: один черепаховый на миллион котов с другой окраской. Это — «ошибка природы», генетический сбой. Такие животные абсолютно стерильны и иметь потомство не способны.
Рассмотрим задачи по теме «Сцеплённое с полом наследование» на примере кошек. В условии задачи обозначения признаков могут быть отмечены разными буквами.
У кошек и котов ген чёрной окраски шерсти (А) и рыжей окраски (В) локализованы в Х-хромосоме и при сочетании неполное доминирование – черепаховую окраску – трёхшёрстность (АВ). От чёрной кошки родились черепаховый и два чёрных котёнка. Определите генотип кошки, фенотип и генотип кота, а также пол черепахового и чёрных котят. Составьте схему скрещивания и обоснуйте результаты.
Признак, фенотип Ген, генотип
Чёрная окраска шерсти Хᴬ
Рыжая окраска шерсти Хᴮ
Черепаховая окраска шерсти Хᴬ Хᴮ
F₁: 1 черепаховый ?
1. По условию задачи определяем генотипы родителей: чёрная кошка будет иметь генотип ХᴬХᴬ, т.к. если бы у неё был генотип Хᴬ Хᴮ, то она была бы черепаховой. Генотип отца: ХᴮY (Хромосома Y не участвует в наследования окраски, в данном случае она определяет мужской пол).
2. Записываем схему решения задачи:
Р: ♀ Хᴬ Хᴬ х ♂ ХᴮY
чёрная рыжий
3)Объяснение решения задачи: у кошек пол определяется так же, как у человека, т.е. самка гомогаметна (ХХ), а самец гетерогаметен (Х Y). Генотип чёрной кошки Хᴬ Хᴬ, рыжего кота ХᴮY. Среди родившихся котят один имеет черепаховую окраску шерсти, это возможно только при слиянии гаметы кошки Хᴬ и гаметы кота Хᴮ. Следовательно, это кошечка, обе гаметы несут Х-хромосому. Генотип кошечки с черепаховой окраской — Хᴬ Хᴮ. Если в потомстве появилась черепаховая кошка, то отец имел рыжую окраску, его генотип — ХᴮY. Чёрные котята – это котики с генотипом Хᴬ Y.
Ответ: 1) генотип чёрной кошки — Хᴬ Хᴬ.
2) Генотип кота — ХᴮY, фенотип – рыжая окраска шерсти.
3) Генотипы, фенотипы и пол котят — ♀ черепаховая кошечка, генотип — Хᴬ Хᴮ.
♂ ХᴮY – чёрные котики.
4) Проявляется наследование признака, сцеплённого с полом.
В следующих задачах признаки обозначены иначе. Например, рыжая окраска шерсти — Хᴮ (доминантный признак), чёрная окраска шерсти — Хb (рецессивный признак), тогда черепаховая кошка будет иметь генотип — Хᴮ Хᴮ, чёрная кошка — Хb Хb, чёрный кот — Хb Y, рыжий кот — Хᴮ Y.
От черепаховой кошки родилось несколько котят, один из которых оказался рыжей кошечкой. Каковы генотипы родителей и котёнка? Определите тип взаимодействия генов. Составьте схему скрещивания и обоснуйте результаты.
Признак, фенотип Ген, генотип
Рыжая окраска шерсти Хᴮ
Чёрная окраска шерсти Хb
Черепаховая окраска шерсти Хᴮ Хb
Р: ♀ черепаховая Хᴮ Хb
1) По условию задачи определяем генотипы родителей: если родилась рыжая кошечка, то её генотип будет Хᴮ Хᴮ. Одну гамету Хᴮ она получит от матери, т.к. мать с черепаховой окраской шерсти ХᴮХb, а вторую гамету Хᴮ она должна получить от отца, следовательно, кот рыжий, его генотип ХᴮY.
2) Записываем схему решения задачи:
Р: ♀ Хᴮ Хb х ♂ ХᴮY
черепаховая рыжий
F₁: Хᴮ Хᴮ ; ХᴮY; Хᴮ Хb ; Хb Y
♀рыжая ♂рыжий ♀ черепаховая ♂ чёрный
Ответ: 1) Генотип черепаховой кошки — Хᴮ Хb.
2) Генотип рыжего кота — ХᴮY.
3) Генотип рыжей кошечки — Хᴮ Хᴮ . Кроме неё у этой пары могли родиться: чёрный котик — Хb Y, рыжий котик — ХᴮY.
4)Тип взаимодействия генов – сцеплённое с полом наследование.
Задачи для самостоятельного решения
От черепаховой кошки и чёрного кота родились два чёрных котёнка. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и потомства, а также пол чёрных котят.
От чёрного кота и черепаховой кошки получили пять котят, две из них кошки. Напишите схему решения задачи. Ответьте на вопросы: Сколько котят имели рыжую масть? Сколько кошечек были рыжей масти? Сколько кошечек были черепаховыми? Сколько котят были чёрными? Сколько котиков имели чёрную масть?
Гены окраски кошек расположены в Х — хромосоме. Черная окраска определяется геном Хb, рыжая Хᴮ, гетерозиготы имеют черепаховую окраску. От черной кошки и рыжего кота родились: один черепаховый и один черный котенок. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и потомства, возможный пол котят.
Доминантный ген B и рецессивный ген b участвуют в определении окраски у кошек и расположены в Х-хромосоме. Ген B обусловливает черную окраску, ген b -рыжую, гетерозиготы Bb имеют черепаховую окраску. У черепаховой кошки от черного кота родились 4 котенка, какой они масти?
Ген короткой шерсти (А) у кошек доминирует над геном длинной шерсти (а) и наследуется аутосомно. Ген окраски кошек сцеплен с Х-хромосомой. Чёрная окраска определяется геном ХВ, рыжая – геном Хb. Гетерозиготы имеют черепаховую окраску. Длинношёрстная кошка черепаховой окраски была скрещена с рыжим короткошёрстным (Аа) котом. Определите генотипы и фенотипы родителей и потомства, а также вероятность рождения чёрной кошки. Объясните результат скрещивания. Какие законы наследования проявляются в этих скрещиваниях?
1. Гончаров О.В. Генетика.Задачи. – Саратов: Лицей, 2008.
2. Кириленко А.А. Биология. Сборник задач по генетике. Базовый и повышенный уровень ЕГЭ: учебно-методическое пособие/А.А.Кириленко. – Ростов-на-Дону: Легион, 2009.
3. Кириленко А.А., Колесников С.И. Биология. Подготовка к ЕГЭ-2013: учебно-методическое пособие/А.А.Кириленко, С.И.Колесников. – Ростов-на-Дону: Легион, 2012.
4. Фотографии кошек с черепаховой окраской
Кошки с черепаховой окраской
Почему же именно черепаховым был назван окрас трёхцветных кошек? Чтобы увидеть сходство, надо взять гребень из отшлифованного черепахового панциря и посмотреть сквозь него на солнце – сходство будет очевидным!
Источник
Генетика шотландской вислоухой (скоттиш-фолд) породы или как наследуются висячие ушки.
Автор статьи — Логанова Алла
Питомник Сладкий Сон
Вернемся к истории породы. Хотя случаи появления вислоухих кошек известны задолго до 1961 года, родоначальницей породы считается кошка Съюзи, которая была обнаружена шотландским фермером Уильямом Россом в 1961 году.
Аномальным строением уха заинтересовались ученые и в процессе дальнейшего изучения установили, что причиной развития таких ушек у кошек является спонтанная мутация, вызывающая нарушение нормального строения хрящевой ткани. Эта мутация является доминантной. Этому мутантному аллелю был присвоен генетический символ Fd (от англ. Fold – складка)
Доминантность (доминирование) — форма взаимоотношений между аллелями одного гена, при которой один из них (доминантный) подавляет (маскирует) проявление другого (рецессивного) и таким образом определяет проявление признака как у доминантных гомозигот, так и у гетерозигот.
Аллели — различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом и определяющие альтернативные варианты развития одного и того же признака. В диплоидном организме может быть два одинаковых аллеля одного гена, в этом случае организм называется гомозиготным, или два разных, что приводит к гетерозиготному организму.
Как же работает этот ген? В организме каждой кошки существует набор генов, регулирующих процессы роста хрящевой ткани на различных участках тела. Процесс регуляции очень сложный. Отдельные гены в разные периоды развития организма включаются и выключаются в работу. То есть с этих генов инициируется или прекращается синтез белков организма. Мутантный аллель Fd представляет собой видоизмененный участок ДНК и, следовательно, белок, синтезированный с этого участка ДНК также отличается по своей структуре от нормального. Образование этого видоизмененного белка в процессе развития организма приводит к тому, что образование хрящевой ткани внутренней поверхности уха притормаживается и, в результате, мы получаем хорошо нам известную складку на ухе. Если рассматривать этот процесс с точки зрения стандарта, то наиболее удачным будет вариант, когда такое нарушение роста уха происходит дважды: у основания уха, ближе к наружному краю и выше, примерно посередине уха, на всю его ширину. В этом случае мы увидим плотно прижатое, вписывающееся в контур головы ухо. (рис. Разные типы складок у фолдов)
Большинству заводчиков известно, что часто уши сначала складываются, а потом складки распрямляются и ушки приподнимаются. Это свидетельствует о том, что в организме существует определенный набор генов, работающих на «исправление» ошибок структуры хряща, возникших под влиянием аллеля Fd. Это так называемые гены-модификаторы – гены влияющие на степень проявления признака вислоухости. Неплотно прилегающие уши доставляю немало хлопот заводчикам, поэтому важно понимать механизм работы генов-модификаторов при составлении племенной программы. Подробнее о работе генов-модификаторов можно прочитать здесь.
Как обнаружили первые исследователи породы Росс, Тернер и Дайт – ухо новорожденного фолда выглядит нормально, отличить, кто из котят впоследствии будет вислоухим определить невозможно. Через 15-25 дней, когда у нормального котенка начинает твердеть ушной хрящ и ухо приподнимается, у фолда начинают образовываться складки, которые являются его характерной чертой. (рис. Формирование уха у фолда)
возраст 3 дня   | возраст 5 дней   | возраст 7 дней   |
возраст 9 дней   | возраст 11 дней   | возраст 16 дней   |
возраст 18 дней   | возраст 19 дней   | возраст 22 дней   |
возраст 3 дня   | возраст 5 дней   | возраст 7 дней   |
возраст 9 дней   | возраст 11 дней   | возраст 16 дней   |
возраст 18 дней   | возраст 19 дней   | возраст 22 дней   |
возраст 3 дня   | возраст 5 дней   | возраст 7 дней   |
возраст 9 дней   | возраст 11 дней   | возраст 16 дней   |
возраст 18 дней   | возраст 19 дней   | возраст 22 дней   |
возраст 3 дня   | возраст 5 дней   | возраст 7 дней   |
возраст 9 дней   | возраст 11 дней   | возраст 16 дней   |
возраст 18 дней   | возраст 19 дней   | возраст 22 дней   |
Так как ген Fd влияет на процесс формирования хрящевой ткани во всем организме, то анатомические изменения касаются не только ушных раковин. При попытке закрепить породный признак … столкнулись с весьма неприятными проблемами. Дело в том, что особи, гомозиготные по гену Fd (То есть имеют генотип FdFd) оказались обладателями серьезных нарушений опорно-двигательного аппарата. У таких особей наблюдается нарушение роста хрящевой ткани во всем организме. В результате этого процесса нарушается подвижность позвоночных сочленений и суставов конечностей. Такие животные имеют короткие толстые ноги, не втягивающиеся когти, утолщенные суставы, распущенные пясти (лапки), короткий толстый негнущийся хвост. С возрастом ситуация ухудшается и такие животные часто погибают еще до наступления половой зрелости от болезней внутренних органов. Это, очевидно, связано с нарушением нормальной регуляции работы этих органов нервной системой, по причине нарушений в строении позвоночного столба и, как следствие, спинного мозга. Те животные, которые выживают, с возрастом становятся глубокими инвалидами. Они не могут нормально передвигаться, иногда до полной парализации, и нуждаются в постоянном приеме хондропротекторов.
Когда выяснились эти особенности породы европейские фелинологические организации запретили работу над породой, потому что сочли негуманным разведение таких кошек. В Америке пошли по другому пути. Они не отказались от разведения кошек с забавно сложенными ушками, но прекратили попытки вывести чистопородную линию фолдов. В пару вислоухим кошкам обязательно подбирались партнеры с нормальными ушами, что позволило избежать тяжелых последствий мутации. Естественно при таких вязках в пометах рождались как вислоухие так и прямоухие котята. Таких котят стали называть страйтами (от английского straight – прямой). Часть из них использовалась для дальнейшего разведения фолдов. Генотип страйта не содержит в себе мутантного аллеля fdfd и, следовательно, страйт не может нести висячие уши. При вязке двух страйтов между собой никогда не родятся вислоухие котята. Американские бридеры заметили, что при вязке разных пар – рождаются котята с разным прилеганием ушек. Для дальнейшей племенной работы стали оставлять страйтов из наиболее удачных пометов. Такая практика разведения привела к улучшения качества ушей у потомства и прогрессу породы. Причина этого явления в том, что при подобном разведении удается выявить страйтов, носителей наиболее благоприятного набора генов-модификаторов.
В своей племенной работе американские бридеры не остановились только на качестве прилегания ушей. Они пришли к выводу, что наиболее гармонично будет смотреться вислоухая кошка с круглой головой, большими круглыми глазами и сладким наивным выражением мордочки. Для придания породе желаемого облика в пару вислоушкам подбирались американские короткошерстные, британские и персидские партнеры. При этом было замечено, что у некоторых животных с возрастом начинали появляться проблемы с опорно-двигательным аппаратом в виде нарушения подвижности суставов, сращений позвонков. Стало понятно, что селекция должна быть направлена не только на качество ушей и породный тип, но и на борьбу с негативными проявления породообразующей мутации.
Бридеры заметили, что наиболее тяжело ведет себя мутация у животных с тяжелым костяком, коротким корпусом, конечностями и хвостом. При наложении на такой генотип гена Fd, часто наблюдались вышеуказанные проблемы. Поэтому в пару стали подбирать животных крепкого и среднего телосложения, с несколько растянутым корпусом и длинным хвостом. При этом ставилась задача – не потерять желаемый породный тип (круглая голова, недлинные нос, выпуклый лоб, большие круглые глаза), но избежать при этом проблем со здоровьем. Длинный и подвижный не толстый хвост является показателем состояния всего позвоночного столба в целом, поэтому его длина и подвижность явилась критерием селективного отбора.
Стоит отметить, что как и на качество ушей на негативные последствия мутации, кроме индивидуальных особенностей строения костяка, также влияют свои гены-модификаторы. Об этом свидетельствуют факты появления больных животных среди представителей другой породы, основанной на мутации Fold – украинский левкой. Казалось бы эти животные имеют достаточно легкий костяк и, следовательно, степень влияния гена Fd должна бы быть минимальна, однако животные с короткими, негнущимися хвостами, распущенными пястями, и проблемными суставами встречаются и среди левкоев.
Хорошее прилегание ушей, часто бывает сопряжено с проблемным хвостом у фолдов. Однако следует отметить, что существует немало фолдов со вставшими ушами и серьезными проблемами со здоровьем, и, наоборот, некоторым питомникам удалось совместить длинный подвижный хвост с хорошими ушами в результате подбора и отбора производителей. Следовательно, существуют разные гены-модификаторы, обладающие самостоятельными влиянием на разные виды проявления мутации в организме.
Таким образом, подводя итог вышесказанному, можно сделать следующие выводы:
1. Шотландская вислоухая порода основана на доминантной мутации, имеющей общепринятое обозначение Fd
2. Гомозиготные особи FdFd являются практически нежизнеспособными.
3. Проблемы со здоровьем, вызванные мутацией, прогрессируют с возрастом и наиболее выражены у пожилых животных. У гомозиготных особей они ярко выражены уже начиная с возраста 5-6 мес.
4. Во избежание появления гомозиготных котят один из родителей должен быть с нормальными ушами (прямоухий). Существование породы возможно только в гетерозиготной форме.
5. При вязке двух фолдов между собой вероятность рождения гомозиготных котят 25%. Такие котята отличаются от своих однопометников коротким толстым хвостиком. Они, как правило, имеют очень хорошо прижатые уши.
Остальные котята фолды и страйты, рожденные от вязок фолд х фолд, ничем не отличаются от таковых, рождающихся при обычной вязке фолд х прямоухий. Они не являются носителями ни хороших ушей, ни проблем со здоровьем.
Источник
