|
Страница 3 из 3
Генетика гаплоидных организмов
Довольно часто встречаются задачи, где для решения надо знать, что данный биологический вид - гаплоидный.
Таковы все бактерии, и большая часть простейших и грибов. Например, хламидомонада и пекарские дрожжи.
У таких организмов все наоборот - генотип организма такой, как мы привыкли писать для гамет - с одним аллелем каждого гена, и только генотип зиготы - обычный, где каждый ген представлен двумя аллелями.
Для гаплоидных видов не существует понятия доминантности-рецессивности, поскольку все аллели проявляются в фенотипе.
Задача 14
| При скрещивании мутантной хламидомонады, лишённой стигмы, с нормальной хламидомонадой, хламидомонады без стигмы будут в первом поколении составлять: |
| |
а) 0% |
б) 25% |
в) 50% |
г) 100% |
РЕШЕНИЕ
Хламидомонада гаплоидна. А значит, при моногибридном скрещивании потомки будут точно такими же, как родители в соотношении 1 : 1. Ответ - 50%.
(Если вы не поняли, запишите генотипы родителей: А - норма, а - отсутствие стигмы. Тогда Аа
- зигота, образующаяся при их слиянии. Сразу после образования зиготы происходит мейоз и образуется четыре клетки-потомка с генотипами А, А, а и а. Это и есть первое поколение).
Еще одна задача про хламидомонаду:
Задача 15
| Два независимо полученных штамма хламидамонады, неспособных к фотосинтезу, скрестили между собой. 50% потомков было способно к фотосинтезу. Исходные штаммы несли: |
| |
а) рецессивные мутации в разных генах |
| |
б) доминантные мутации в разных генах |
| |
в) рецессивную и доминантную мутации в одном гене |
| |
г) один – ядерную, а другой – хлоропластную мутации |
РЕШЕНИЕ
Хламидомонада гаплоидна.
Поэтому доминантных и рецессивных мутаций у нее нет – все проявляется. А значит, ответы А-В можно сразу отбросить.
Теперь попробуем понять, почему половина потомков оказалась способна к фотосинтезу, хотя родители этим признаком не обладали.
Фотосинтез - сложный процесс, и для его протекания необходима работа многих белков, а значит, многих генов. Часть этих генов как у Простейших, так и у растений находится в ядре, а часть - в самих хлоропластах.
Проверим, верен ли ответ Г. Пусть он верен и один штамм имел мутацию в ядерном гене, а другой - в гене хлоропласта.
Нормальные, немутантные хлоропласты после скрещивания получат все потомки (поскольку их много, а цитоплазматические органеллы попадают в дочерние клетки случайным образом). Следовательно, по этому гену расщепления не будет. Хлоропласты у всех потомков будут смешанными - часть мутантных, а часть нормальных, что даст нормальный фенотип - клетки, способные к фотосинтезу.
(Наличие органелл с разным генотипом имеет даже специальный термин - гетероплазмия).
По ядерной же мутации будет стандартное для гаплоидных организмов расщепление 1 : 1 (см. предыдущую задачу). Та половина потомков, что получит от родителя ядерную мутацию, будет неспособна к фотосинтезу, несмотря на наличие "правильных" хлоропластов.
Задача 16
Скрестили штамм пекарских дрожжей, неспособный синтезировать аденин и имеющий красную окраску, со штаммом, неспособным расти в отсутствии лейцина и метионина.
Полученные аски содержали две красные и две неокрашенные споры. Среди клонов, выращенных из окрашенных спор, 10% нуждались в метионине, 50% - в лейцине и 100% - в аденине.
Таким образом, можно утверждать, что: |
| |
а) мутации по окраске, синтезу аденина, лейцина и метионина находятся на одной хромосоме |
| |
б) красная окраска и неспособность синтезированть аденин обусловлены одной мутацией, находящейся на той же хромосоме, что и мутация по метионину |
| |
в) мутации по окраске и синтезу аденина находятся на одной хромосоме, а по синтезу лейцина и метионина – на другой |
| |
г) мутации по окраске и синтезу аденина находятся на одной хромосоме, по синтезу лейцина – на другой, а по синтезу метионина – на третьей |
РЕШЕНИЕ
Из условия задачи ясно, что ген, блокирующий синтез аденина – плейоторопный и одновременно дает красную окраску (об этом говорит то, что ВСЕ потомки имеющие красную окраску, нуждались в аденине)
Пекарские дрожжи гаплоидны. Пусть а – красный, А – неокрашенный
leu− – мутация по синтезу лейцина, met− – метионина, + – их нормальные аллели.
Записываем генотипы родителей и скрещивание.
а + + × А leu− met−
Обратите внимание, что мы написали по одному аллелю каждого гена – это гаплоидность!
Зигота: Аа leu– + met− +
При независимом расщеплении среди окрашенных (генотип А) будет поровну всех типов. Это мы видим для лейцина – их среди окрашенных оказалось 50%. А значит, гены leu лейцина и А аденина находятся в разных хромосомах.
Итак, лейцин не сцеплен с аденином.
Метионин же – сцеплен. Потому что среди потомков А генотип met− имели 10% (по условию).
Верный ответ - Б.
Цитоплазматическая наследственность
Мы уже встретились с ней в задаче 15 про хламидомонаду и фотосинтез. По определению цитоплазматическая наследственность - это гены митохондрий и хлоропластов.
Задача 17
| При скрещивании зеленого и бесцветного штаммов хламидамонады всё потомство первого и второго поколений было зелёным. Это обусловлено: |
| |
а) рецессивностью бесцветного аллеля |
| |
б) наличием рецессивного эпистаза |
| |
в) наличием полимерных генов окраски |
| |
г) цитоплазматической наследственностью |
РЕШЕНИЕ
Мы уже говорили о том, что понятия рецессивности для гаплоидных организмов не существует. Значит, отбрасываем ответы А) и Б).
В. Полимерия (на признак влияет несколько неаллельных генов) не проходит потому, что при ней все равно будет расщепление, а по условию ВСЕ потомки двух поколений были зелеными (проверьте это утверждение, предположив что для зеленого цвета нужен генотип А В С, а для бесцветного - рецессивный аллель любого из этих генов).
Остается Г. Проверим его.
Зеленый цвет хламидомонад обусловлен хлоропластами, а они зеленые из-за хлорофилла. Если хлорофилла нет - то пластиды будут бесцветными. При скрещивании, как мы уже говорили выше, все потомки получат смесь хлоропластов от обоих родителей - среди них будут как зеленые, так и бесцветные. Для окраски же достаточно даже небольшого числа нормальных хлоропластов.
Теперь рассмотрим цитоплазматическую наследственность у диплоидного организма.
В следующей задаче предполагается множественный выбор, т.е. правильными могут быть как все ответы, так и ни один.
Задача 18
| При опылении бесхлорофилльного мутанта гороха пыльцой зеленого растения, в потомстве могут быть: |
| |
а) все растения бесхлорофилльные |
| |
б) четверть растений зеленые, три четверти бесхлорофилльные |
| |
в) половина растений зеленые, половина бесхлорофилльные |
| |
г) три четверти растений зеленые, четверть – бесхлорофилльные |
| |
д) все растения зеленые |
РЕШЕНИЕ
Здесь надо знать кое-что о генах, влияющих на синтез хлорофилла. Хлорофилл - не белок, так что "гена хлорофилла" нет, но есть гены ферментов (нескольких), необходимых для его синтеза. Некоторые из этих генов находятся в хлоропластах, а другие - в ядре.
Зная это, легко решить эту задачу.
Пойдем по пунктам ответа.
А. Да, возможно. Если материнское растение было бесхлорофилльным из-за мутации в хлоропластах. Горох – не хламидомонада, у него потомки получают хлоропласты не от обоих родителей, а только от матери - те, что были в яйцеклетке. Поэтому при такой мутации мы имеем дело с цитоплазматической наследственностью.
Б. Нет, невозможно. Цитоплазматическая наследственность исключается - при ней расщепления нет, все потомки имеют фенотип матери. Если же ген ядерный, то расщепление 3 : 1 бывает только при скрещивании двух гетерозигот Аа, а у нас родители имеют разное значение признака.
В. Возможно, если это анализирующее скрещивание - родители Аа и аа .
Г. Невозможно по той же причине, что и Б.
Д. Возможно. Если ген ядерный и родители были АА - зеленый, аа - бесхлорофилльный.
Таким образом, правильные ответы - А, В и Д.
|
Биология 
