В.М. Глазер, А.И. Ким, Н.Н. Орлова, И.Г. Удина, Ю.П. Алтухов - Задачи по современной генетике

В. М. Глазер, А. И. Ким, Н. Н. Орлова, И. Г. Удина, Ю. П. Алтухов Задачи по современной генетике Учебное пособие тииьирситкт «нввнмк дам Москва 2005 УДК 575.1/2 ББК 28.04 3-15 Асторы: В,М. Глазер, А.И, Ким, Н.Н. Орлова, И.Г. Удина, Ю.П. Алтухов Рецешеггтыг Кафедра генетики н селекции Санкт-Петербургского государственного университета (завелующнй кафедрой академик РАН, профессор С,Г.

Инге- Веетомое), Кафедра генетики н селекции РУДН (заведугощнй кафедрой доктор биологических наук, профессор Ю.Л. Грассе> Задачи по современной генетике: Учеб. пособие / Под 3-15 ред. М.М. Асланяна. — Мл КДУ, 2005. — 224 с., ил. 18ВХ 5-98227-080-6 Настоящее пособие содержит 600 задач по всем разделам курса «Генетика».

Широкий спектр биологических объектов и признаков, на примере которых составлены задачи, позволяет оценить интегральную роль генетики в системе биологических дисциплин. Наряду с традиционными типами в сборник включены задачи по генетическому картированию у прокариот, структуре и функции гена, наследованию признаков у полиплоидов и мутантов, анализу генетических процессов в популяциях, биохимической и молекулярной генетике и ДНК-диагностике. Пособие предназначено для студентов и преподавателей биологических, медицинских, педагогических и сельскохозяйственных специальностей университетов, академий и институтов.

УДК 575.1/2 ББК 28.04 © Глазер В.М., Ким А.И., Орлова Н.Н., Удина И.Г., Алтухов Ю.П., 2005 © Издательство «КДУ», 2005 15ВХ 5-98227-080-6 4 6 8 Раздел 2. Дигибридное и полигибридные скрещивания ........ 28 57 Раздел 4. Наследование признаков, сцепленных с полом ...... 96 Раздел 5. Наследование при сцеплении и кроссинговере ..... 110 Раздел 6. Генетическое картирование у прокариот ..................

144 .... 159 .... 173 .... 196 . 205 . 215 ..... 2 1 5 . 2 1 6 219 Введение. Как анализировать расщепления ....................... Раздел 1. Моногибридное скрещивание...... Раздел 3. Взаимодействие неаллельных генов ... Раздел 7. Структура и функция гена..... Раздел 8.

Молекулярная генетика.......... Раздел 9. Хромосомные и геномные мутации ..... Раздел 10. Генетика популяций . Приложения. 1. Правило выписывания гамет .... 2. Метод 11' 3. Значения ~<' при разных степенях свободы (по Фишеру) 4. Некоторые типы расщеплений при моногенном и дигенном наследовании признака .................................... 5.

Генетическая картаЕ.сой . 6. Таблица генетического кода ...,...............,....,..................,........ Список литературы .. 220 221 222 223 Место генетики среди биологических дисциплин и особый интерес к ней определяются тем, что она изучает основные свойства живых организмов — наследственность и изменчивость, а также способы управления ими. Генетика как наука одной из первых вошла в разряд точных биологических специальностей благодаря открытию дискретных единиц наследственности — генов и методу генетического, в первую очередь гибридологического, анализа. В логике генетического анализа присутствует формализованный подход, позволяющий выдвигать рабочие гипотезы и проводить анализ эмпирических данных на основе изучения расщеплений по'признакам в поколениях, взаимодействия аллелей и генов, а также позволяющий выявлять влияние мутагенных и модифицирующих факторов на характер проявления признаков.

Настоящее издание «Задачи по современной генетике» подготовлено коллективом авторов в рамках «Учебно-научного центра по генетике (ИОГЕН им. Н. И. Вавилова РАН вЂ” кафедра генетики и селекции МГУ им. М. В. Ломоносова)» и представляет оригинальное современное учебное пособие для студентов биологических специальностей высших учебных заведений. Основная цель сборника — развитие у студентов логики генетического мышления и освоение основных приемов генетического анализа.

В данное издание наряду с традиционными включены новые типы задач в разделе «Структура и функция гена», введены новые разделы «Молекулярная генетика», «Хромосомные и геном ные мутации». В задачах разделов 1 — 5 требуется провести генетический анализ результатов скрещиваний. В них, как правило, приведены расщепления по признакам с разными типами наследования: аутосомное или сцепленное с полом, контролируемое одним или несколькими генами, независимое или сцепленное и т. д. В ряде задач на основе известных сведений о наследовании предлагается определить генотипы и фенотипы исходных форм и потомков, вычислить вероятности появления в расщеплении того или иного класса в потомстве.

Раздел 6 знакомит студентов с классическими методами генетики бактерий, раздел 7 посвящен анализу гена с помощью функционального теста на аллелиэм и метода перекрывающихся делеций. В него также введены задачи по биохимической генетике.

В разделе 8 представлены задачи по молекулярной генетике и ДНК-диагностике, в разделе 9 — по генетике полиплоидов и анализу мутаций, в разделе 10 — по генетике популяций. В конце каждого раздела даны образцы решений типовых задач. В Приложении описан метод уз, приведены таблицы значений уэ, примеры некоторых типов расщеплений, таблица генетического кода и генетическая карта Е.

сей, а также изложено правило выписывания гамет. Основная часть задач сборника составлена его авторами. Часть задач заимствована из учебников и учебных пособий, список которых приведен в конце сборника. Авторы выражают искреннюю благодарность ведущему научному сотруднику кафедры генетики МГУ Т. А. Кокшаровой, написавшей задачи 288-291, преподавателям и научным сотрудникам кафедры, которые принимали активное участие в обсуждении задач и помогали'в подготовке материалов к публикации: С. Г Орлову Ю.С. Фантику Л.Н. Нефедовой, Н.И. Романовой, М.В.

Русляковой, О.П, Солдатовой. В большинстве задач, представленных в сборнике, приведены результаты скрещиваний в ряду поколений, на основе которых предлагается определить генетическую основу признака (или нескольких признаков) и характер их наследования. Такие задачи решаются с применением логики генетического анализа и знания основных закономерностей наследования признаков. Следует напомнить, что сведения о числе генов, по которым идет расщепление, о типах их взаимодействий и характере наследования мы получаем на основе анализа расщепления. Число и соотношение фенотипических классов в расщеплении определяется числом и соотношением типов гамет, образуемых родителями, их выживаемостью и вероятностью их встреч (сочетаний). Кроме того, характер расщепления зависит от типа взаимодействия генов и их локализации в хромосомах, а также от выживаемости потомков разных генотипов.

Важно понимать, что фенотип потомков анализирующего скрещивания определяется типами гамет гетерозиготного родителя и расщепление зависит от численного соотношения этих гамет и характера наследования генов. Основным принципом генетического анализа является анализ единичных (отдельных) признаков. На первом этапе рассматриваются поколения по каждому признаку отдельно, независимо от других признаков. После выяснения характера наследования каждого признака анализируется расщепление по парам признаков и, наконец, общее расщепление по всем изучаемым признакам. Существенную роль в решении задач играет знание элементарных (стандартных) формул расщепления и причин, вызывающих отклонения в расщеплениях, умение правильно выписывать гаметы, образуемые особями различных генотипов, знание формул, по которым находят число типов гамет, фенотипов и генотипов в расщеплении, число возможных сочетаний гамет, а также способов статистической обработки данных расщепления, в частности метода у~ (см.

Приложение), Решение задачи включает: 1. Краткую запись условия с помощью генетической символики (Р, Ро Гт, Р„, Р„знак скрещивания — х, пол — я, 8 и т. п.), Названия признаков можно записывать в сокращении: черный— черн., белый — бел. и т. п. 2. Определение расщепления в опыте. Для этого величину каждого класса в опыте делят на величину одного теоретически ожидаемого сочетания гамет. Выдвижение нулевой гипотезы (Нз). 3. Например: расщепление в опыте — 114: 30: 9 (Я 153), Нз. расщепление 12: 3: 1 (дигенное наследование).

Теоретически ожидаемая величина одного класса в расщеплении равна 153: 16 = - 9,6. Расщепление в опыте примерно соответствует расщеплению: 114: 9,6 - 11,9 (- 12); 30: 9,6 = 3,1 (- 3); 9: 9,6 = 0,9 (- 1). 4. Проверку случайности отклонения результатов опыта от теоретически ожидаемого расщепления при данной нулевой гипотезе по методу 2з.