Наследование пестрой окраски меха у кошек, как пример мозаичной экспресси гена
Решение задач по генетике на наследование черепаховой окраски меха у кошек
Задача 72.
У кошек одна пара аллелей (В и b), определяющих окраску шерсти, сцеплена с полом. Ген b обуславливает черную окраску шерсти, ген В — рыжую окраску шерсти, а гетерозиготы имеют пеструю (черепаховую) окраску 1 . От спаривания рыжего кота с черной кошкой в нескольких пометах было получено шесть котят, из них четыре кошки. 1. Сколько котят имело рыжую окраску шерсти? 2. Сколько кошек были черепаховыми? 3. Сколько котов были рыжими? 4. От спаривания рыжего кота с черными кошками было получено 8 котят, из них шесть кошек. Сколько кошек были черепаховыми? 5. Сколько котят имело черную масть?
Решение:
Х В — ген рыжей окраски меха у кошек;
Х b — ген черной окраски меха у кошек;
Х В Х В — рыжая кошка;
Х b Х b — черная кошка;
Х В Х b — черепаховая кошка;
Х В У — рыжий кот;
Х b У — черный кот.
В данном случае наблюдается явление при котором каждый из аллелей проявляет своё действие, и ни один аллель не подавляет действие другого. В результате у гетерозигот формируется новый признак, пестрая окраска кошки. Это пример такого типа взаимодействия аллельных генов, который называется мозаичной экспрессией (проявлением) гена или мозаицизмом.
Схема скрещивания рыжего кота с черной кошкой
Р: Х b Х b х Х B У
Г: Х b Х B , У
F1:
1X B X b ; 1Х b У
Наблюдается 2 типа генотипа. Расщепление по генотипу — 1:1.
Фенотипы:
X B X b — черепаховые котята — 50%;
Х b У — черные котята — 50%.
Наблюдается 2 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу — 1:1.
Таким образом, при скрещивании рыжего кота с черной кошкой в потомстве все кошки рождаются черепаховые, а все коты — рыжие.
Выводы:
1. Два котенка имеют черную окраску шерсти, все они коты.
2. Четверо котят имели черепаховую окраску, все они кошки.
3. Два кота были черными.
Схема скрещивания черного кота с рыжей кошкой
Р: Х В Х В х Х b У
Г: Х В Х b , У
F1:
1X B X b ; 1Х В У
Наблюдается 2 типа генотипа. Расщепление по генотипу — 1:1.
Фенотипы:
X B X b — черепаховые котята — 50%;
Х В У — рыжие котята — 50%.
Наблюдается 2 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу — 1:1.
Таким образом, при скрещивании черного кота с рыжей кошкой в потомстве все кошки рождаются черепаховые, а все коты — рыжие.
Выводы:
4. Все шесть котят-кошек были черепаховыми.
5. Двое котят имели рыжую масть, оба коты.
Таким образом, черепаховые кошки – это всегда гетерозиготы по гену рыжего цвета, кошки-мозаики, лоскутные кошки, у которых на окрасу меха то один ген включен, то другой.
Задача 73.
Пара генов B и b, определяющих окраску шерсти у кошек, сцеплена с полом. Ген В обуславливает рыжую окраску, ген b-черную, а гетерозиготы Bb имеют пеструю (черепаховую окраску). Рыжего кота спаривали с пестрой кошкой. Получили пять котят, двое из которых-кошки. 1) Сколько было котят рыжей масти? 2) Сколько было кошек рыжей масти? 3) Сколько было кошек черепаховой масти? 4) Сколько было котят черной масти? 5) Сколько было котов черной масти?
Решение:
Х В — ген рыжей окраски меха у кошек;
Х b — ген черной окраски меха у кошек;
Х В Х В — черная кошка;
Х b Х b — черная кошка;
Х В Х b — пестрая кошка;
Х В У — рыжий кот;
Х b У — черный кот.
Схема скрещивания рыжего кота с пестрой кошкой
Р: Х В Х b х Х B У
Г: Х В , Х b Х B , У
F1:
1Х В Х В ; 1X B X b ; 1Х В У; 1Х b У
Наблюдается 4 типа генотипа. Расщепление по генотипу — 1:1:1:.
Фенотипы:
Х В Х В — рыжий котенок (кошка) — 25%;
X B X b — пестрый котенок (кошка)- 25%;
Х В У — рыжий котенок (кот) — 25%;
Х b У — черный котенок (кот) — 25%.
Рыжие котята — 50%;
Черные котята — 25%;
Пестрые котята — 25%.
Наблюдается 3 типа фенотипа. Расщепление по фенотипу — 2:1:1.
Таким образом, при скрещивании рыжего кота с пестрой кошкой в потомстве половина кошек рождаются пестрые, а другая половина — рыжие; среди котов полвина рыжие, а другая половина — черные.
Выводы:
1. Вероятность рждения котят рыжей масти составляет 50%.
2. Вероятность рождения кошек рыжей масти составляет 25%.
3. Вероятность рождения кошек пестрой или черной масти составляет по 25% каждой, а среди двух кошек в данном потомстве одна могла быть черная, а другая пестрая или обе черные, или обе пестрые.
4. Вероятность рождения котят черной масти составляет 25%.
5. Вероятность рождения котов рыжей масти составляе 25% среди рождаемых котят и 50% — среди всех рождаемых котиков.
1 Всё дело в том, что в каждой клетке котенка-девочки во время эмбрионального развития работает только одна из двух имеющихся у нее Х-хромосом, а вторая инактивируется («выключается»). Инактивация Х-хромосомы происходит случайным образом: может быть «выключена» любая из двух Х-хромосом, присутствующих в клетке. Поскольку у гетерозиготных кошек одна хромосома несет аллель В, а другая – аллель b, в некоторых клетках «работает» B, а b инактивируется, в то время в других «работает b, а B инактивируется. В первых клетках проявляется рыжий окрас, а во вторых – черный. Гетерозиготная кошка Bb оказывается «смесью» из этих двух типов клеток. Инактивация Х-хромосом происходит в процессе внутриутробного развития, и поэтому последующие поколения клеток сохраняют именно ту инактивированную хромосому, которая была у клетки – их «предка». Другими словами, рыжее пятно на шерсти такой кошки происходит от единственной клетки, в которой активным остался аллель В, а черное – от клетки, в которой при инактивации активным оказался b. Это явление называется мозаичной экспрессией (проявлением) гена или мозаицизмом.
Источник
Задачи по генетике котята
Ген окраски кошек сцеплен с Х-хромосомой. Черная окраска определяется геном Х A , рыжая — геном Х B . Гетерозиготы имеют черепаховую окраску. От черепаховой кошки и рыжего кота родились пять рыжих котят. Определите генотипы родителей и потомства, характер наследования признаков.
По условию: Х А — черная; Х В — рыжая, тогда Х А Х В — черепаховая
1) Генотипы родителей: кошка Х A Х B . Гаметы кошки Х A и Х B . Кот Х B У. Гаметы кота Х B и У .
2) Генотипы рыжих котят — Х B У или Х B Х B .
3) Наследование, сцепленное с полом (или, кодоминирование).
Возможные генотипы и фенотипы котят от данных в условии кота и кошки: черепаховая кошка Х A Х B ; черный кот Х A У; рыжая кошка Х B Х B ; рыжий кот Х B У. В вопросе задачи спрашивается только про рыжих котят, поэтому в ответе указываем:
2) Генотипы рыжих котят — Х B У или Х B Х B
Кодоминирование — тип взаимодействия аллелей, при котором оба аллеля в полной мере проявляют своё действие. В результате, так как проявляются оба родительских признака, фенотипически гибрид получает не усреднённый вариант двух родительских признаков, а новый вариант, отличающийся от признаков обеих гомозигот. Границы между кодоминированием, неполным доминированием и промежуточным наследованием фенотипически достаточно расплывчаты.
Кодоминирование и неполное доминирование, несмотря на фенотипическое сходство, имеют различные механизмы появления. Кодоминирование имеет место при полноценном проявлении двух аллелей; неполное же доминирование происходит тогда, когда доминантный аллель не полностью подавляет рецессивный, то есть у гетерозигот доминантный аллель проявляется слабее, чем у гомозигот по этому аллелю.
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
