§ 26. Закони спадковості Менделя. Методи генетичних досліджень

• До змісту відповідей

БІОЛОГІЧНИЙ ДЕТЕКТИВ

Трапляється, що у дітей проявляються ознаки, яких не було в батьків, але могли бути у родичів старших поколінь — бабусь чи прадідів. Поміркуй, як таке трапляється.

Це явище зумовлене успадкуванням рецесивної ознаки. Батьки можуть бути гетерозиготними носіями прихованого рецесивного алеля (генотип Aa) і мати домінантний фенотип, тому ознака в них зовні не проявляється. Коли обоє батьків передають дитині свій рецесивний алель, дитина отримує гомозиготний генотип (aa), і рецесивна ознака предків знову проявляється у фенотипі.

ТРЕНУЙСЯ ДУМАТИ

1. Розглянь генеалогічні схеми успадкування ознак (мал. 26.1). (Позначення: квадрат — чоловік, коло — жінка, зафарбовані фігури — особи з досліджуваною ознакою, горизонтальна лінія — шлюб. Римськими цифрами позначено покоління, арабськими — особини в межах покоління):

• Визнач, на якій схемі зображено успадкування домінантної ознаки, а на якій — рецесивної. Як можна обґрунтувати твої міркування?

На схемі Родина А зображено успадкування рецесивної ознаки, а на схемі Родина Б — домінантної ознаки. У родині А в здорових батьків (II-1 та II-2), які не мають досліджуваної ознаки, народилися діти з ознакою (III-3 і III-4), що доводить її рецесивний характер. У родині Б обоє батьків (II-6 та II-7) мають досліджувану ознаку, але в них народилася донька (III-6) без цієї ознаки, що можливо лише за домінантного успадкування, коли батьки є гетерозиготами.

• Визнач генотип індивідів І-2 і ІІ-5 у родині А.

Генотип індивіда І-2 у родині А — Aa (гетерозигота), бо вона зовні здорова, але передала рецесивний алель a дітям з ознакою (II-3, II-6 та II-7). Генотип індивіда II-5 у родині А — Aa (гетерозигота), бо він не має ознаки, але обов’язково успадкував рецесивний алель a від гомозиготного батька I-1 (aa).

• Визнач генотип індивідів І-1 і ІІІ-6 у родині Б.

Генотип індивіда І-1 у родині Б — aa (рецесивна гомозигота), оскільки він не має домінантної досліджуваної ознаки. Генотип індивіда III-6 у родині Б — aa (рецесивна гомозигота), оскільки вона не має домінантної ознаки й отримала по одному рецесивному алелю від кожного з гетерозиготних батьків (II-6 та II-7).

2. У процесі гаметогенезу в кожну гамету потрапляє один ген з пари алельних генів. Дигетерозиготний генотип (АаBb) дає чотири варіанти гамет (мал. 26.5, с. 118). Скільки варіантів гамет утворює тригетерозигота DdEeFf? Запиши у зошиті всі варіанти. Зауваж, що в гамету потрапляє один ген з кожної пари алельних генів.

Тригетерозигота DdEeFf утворює 8 варіантів гамет ($2^3 = 8$).

Усі можливі варіанти гамет: DEF, DEf, DeF, Def, dEF, dEf, deF, def.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

1. Г. Мендель зміг установити закони спадковості без знань про хромосоми. Як він зміг це зробити?

Грегор Мендель обрав вдалий об’єкт досліджень (горох посівний) і виділив чіткі альтернативні пари ознак. Він застосував гібридологічний метод, дослідив понад 20 тисяч рослин та провів точний кількісний і статистичний облік нащадків у кількох поколіннях.

2. Поясни перший і другий закони Менделя на основі успадкування забарвлення пелюсток: D — алель пурпурового забарвлення, d — білого.

За першим законом (законом одноманітності гібридів першого покоління) від схрещування гомозиготних рослин із пурпуровими пелюстками (DD) і білими пелюстками (dd) усі нащадки F1 будуть однаковими за генотипом (Dd) та матимуть пурпурове забарвлення. За другим законом (законом розщеплення) під час самозапилення гібридів F1 (Dd × Dd) у поколінні F2 відбувається розщеплення за фенотипом у співвідношенні 3 : 1 (3 частини рослин із пурпуровими пелюстками до 1 частини з білими), а за генотипом — у співвідношенні 1 DD : 2 Dd : 1 dd.

3. В чому суть правила чистоти гамет?

Кожна гамета гібридного організму отримує лише один алель із пари алельних генів і не може нести два алелі одночасно.

4. За малюнком 26.5 визнач, яку частку в F2 складають дигомозиготи. Дигетерозиготи?

Дигомозиготи (генотипи AABB, AAbb, aaBB, aabb) складають 4/16 (або 1/4 чи 25%) нащадків. Дигетерозиготи (генотип AaBb) також складають 4/16 (або 1/4 чи 25%) нащадків у поколінні F2.

5. Які з генотипів є гомозиготними: AAbb, nnMm, NN, FFddRR, FfDdRr?

Гомозиготними є генотипи AAbb, NN та FFddRR, оскільки вони містять однакові алелі в кожній зі своїх генних пар.

6. Які методи використовують для встановлення порушень каріотипу? А які для виявлення змін у послідовності окремих нуклеотидів у гені?

Для виявлення порушень каріотипу застосовують цитогенетичний метод, який полягає в дослідженні форми й кількості хромосом за допомогою мікроскопа. Для встановлення змін у послідовності нуклеотидів використовують метод секвенування ДНК.

e-ДОДАТОК

Щоб перевірити себе, виконай в e-ДОДАТКУ завдання 26.2.

⚠️ Це завдання є інтерактивним і потребує виконання безпосередньо в e-ДОДАТКУ на сайті підручника.

СКЛАДАЄМО БІОЛОГІЧНІ ПАЗЛИ (РЕФЛЕКСІЯ)

1. Назви три факти, які ти дізнався/дізналася після опанування параграфа.

Грегор Мендель встановив закони спадковості, провівши досліди над понад 20 тисячами рослин гороху. У другому поколінні за моногібридного схрещування спостерігається розщеплення за фенотипом у співвідношенні 3 до 1. Для дослідження генетики людини замість схрещування використовують генеалогічний, близнюковий та цитогенетичний методи.

2. Закінчи одне з речень: «Я став/стала більш обізнаним/обізнаною щодо…», «Мене здивувало…», «Я побачив/побачила зв’язок…».

Я став більш обізнаним щодо того, як домінантні та рецесивні алелі комбінуються в гаметах і визначають ознаки нащадків.

3. З якими перешкодами ти зіткнувся/зіткнулася під час опанування параграфа? Як ти подолав/подолала труднощі?

Спочатку було складно швидко підраховувати частки генотипів у решітці Пеннета для дигібридного схрещування. Я розібрався з цим завдяки детальному аналізу схеми на малюнку 26.5 та самостійному розписуванню алелів.

4. Де і як ти зможеш використати знання і набутий досвід?

Ці знання допоможуть мені розуміти механізми успадкування зовнішності та особливостей здоров’я в сім’ї, а також стануть основою для вивчення сучасної біотехнології та селекції.