САДЫКОВ БОРИС ФАГИМОВИЧ, к.б.н., доцент. Подготовка в 2019 году к ЕГЭ по Скайпу. boris.sadykov@gmail.com; +7 (927) 32-32-052
САДЫКОВ БОРИС ФАГИМОВИЧ, к.б.н., доцент. Подготовка в 2019 году к ЕГЭ по Скайпу. boris.sadykov@gmail.com; +7 (927) 32-32-052

О законе чистоты гамет и не только

Здравствуйте, уважаемые читатели блога репетитора биологии по Скайпу biorepet-ufa.ru.

Публикую  диалог с молодой учительницей Светланой и мой ответ на очень необычный вопрос Марины.  Диалог, хотя и небольшой, но, надеюсь, поучительный и может оказаться полезным для многих, желающих разобраться в сути основных положений генетики.

1. Светлана: Борис Фагимович, разъясните, пожалуйста: Закон чистоты гамет применим к моногибридному скрещиванию, или к дигибридному тоже (при дигибридном скрещивании ведь гаметы АВ, например, вроде как не «чистые»)?

Б.Ф.:   Гаметы всегда чистые с точки зрения нахождения в них аллельных генов (каждый ген из аллельной пары встречается единожды)., так как в гаметах находится гаплоидный набор хромосом.

Если геном гороха имеет 1000 признаков, то гамета всегда чистая по всем этим 1000 признакам. Если геном человека имеет 20000 признаков, то любая гамета человека всегда чистая по всем этим 20000 признаков. Это в конкретных заданиях по генетике мы изучаем наследование всего одного, двух и редко трех признаков.

Запись АВ, как и запись АbcDEkF… — это конечно записи генома гамет, показывающие их чистоту (вот если бы мы в одну гамету «засунули» АА или Вb, то есть два аллеля какого-либо признака, тогда бы они стали не чистыми).

2. СветланаКогда в задаче требуется найти соотношение генотипов или фенотипов нужно писать в % или долях (например: 3:1 или 75% и 25%)?

Б.Ф.Если не сказано в чем выражать, то это все равно.

3. Светлана: При решении задач на дигибридное скрещивание и  получении расщепления 50% одних особей и 50% других особей, проявляется закон расщепления или закон доминирования?

Б.Ф.Есть Менделевские законы: 1) единообразия гибридов первого поколения; 2) закон расщепления; 3) закон независимого наследования признаков. А есть типы взаимодействия аллельных генов (доминирование, неполное доминирование, кодоминирование, множественный аллелизм) и неаллельных генов (комплементарность, эпистаз, полимерия, плейотропия). Как видите, нет закона доминирования, но доминирование и обеспечивает единообразие гибридов в первом поколении и расщепление признака во втором поколении.

4. Светлана.Встречаются задачи на дигибридное и анализирующее скрещивание вместе, в пояснениях так и писать, что задача на дигибридное и анализирующее скрещивание?

Б.Ф.Можно так и писать.

5. СветланаОтносится ли отдалённая гибридизация к аутбридингу?

Б.Ф.Аутбридинг и обеспечивается отдаленной гибридизацией.

6. Светлана:  Всё поняла! В 3 вопросе я ошиблась, поэтому в нём не разобралась. Перефразирую: если при решении задач на дигибридное скрещивание получается расщепление 50% одних особей и 50% других, то проявляется закон расщепления или независимого наследования?

Б.Ф.: Напишите, пожалуйста, условие конкретной задачи на дигибридное скрещивание с расщеплением 1:1.

При дигибридном скрещивании, от скрещивания дигетерозигот во втором поколении обнаруживается расщепление по каждому изучаемому признаку (если рассматривать их по отдельности) 3:1 как и при моногибридном скрещивании, когда они изучались по отдельности.

Поэтому Мендель и сделал вывод о независимом наследовании  признаков друг от друга. Но мы то теперь знаем, что это возможно лишь для тех изучаемых пар признаков,  гены которых расположены в разных парах гомологичных хромосом. А для генов, расположенных в одной паре гомологичных хромосом «работает» Моргановский закон сцепленного (а не независимого) наследования.

Светлана: Вот условие задачи.  

Скрестили растение кунжута, у которого развиваются одинарные плоды и гладкие листья, с растением дающим тройные плоды и морщинистые листья. Одна половина потомства имела одинарные плоды и морщинистые листья, другая половина имела одинарные плоды гладкие листья. При скрещивании растения кунжута с тройными плодами и морщинистыми листьями с растением, имеющим одинарные плоды и гладкие листья, половина потомства имела одинарные плоды и гладкие листья, половина тройные плоды и гладкие листья.

Составьте схемы, определите генотипы. Какой закон наследственности проявляется в данном случае?

Часть решения задачи: генотипы исходных особей в первом случае: ААВb и ааbb; во втором случаеАаВВ и ааbb.  Проявляется закон независимого расщепления.

Б.Ф.: Да, хотя в этой задаче изучается наследование двух признаков, но в ней демонстрируется пример анализирующего скрещивания. Раз в обоих случаях и от скрещивания AABb х aabb, и AaBB х aabb наблюдается расщепление 1:1, значит изучаемые признаки находятся в разных парах гомологичных хромосом и наследуются независимо друг от друга.

В этом задании проявляется закон независимого наследования (нет закона с формулировкой «независимое расщепление», хотя суть одна).

Светлана: Спасибо, Борис Фагимович! Конечно,  закон независимого наследования! Я это поняла, я невнимательна! 

7. СветланаВопрос из ОБЗ заданий ФИПИ При скрещивании гомозиготных растений гороха с жёлтыми круглыми семенами и зелёными морщинистыми в F2 соотношение 9:3:3:1 особей с разным фенотипом свидетельствует о проявлении закона:  1. Доминирования; 2. Сцепленного наследования; 3. Расщепления; 4. Промежуточного наследования (Раздел Организм как биологическая система 26 страница).  Я ответила 3, а выходит здесь нет правильного ответа?

Б.Ф.: Почему же нет правильного? Вы и ответили правильно. При моногибридном скрещивании расщепление во втором поколении по фенотипу 3:1, а при дигибридном скрещивании расщепление по фенотипу  будет 9:3:3:1.

8. СветланаВот ещё вопрос. Выберите случаи наследования признаков, при которых потомки указанных родителей будут давать расщепление по генотипам: 1. скрещиваются две гетерозиготные особи; 2. скрещиваются доминантная гомозигота и гетерозигота; 3. скрещиваются две рецессивные гомозиготы; 4. размножается усами новый сорт земляники садовой; 5. скрещиваются доминантная гомозигота и рецессивная гомозигота;  6. клонируется потомство гетерозиготной по двум исследуемым признакам особи. Мои ответы: 1 и 2, но нужно выбрать три верных ответа.

Б.Ф.: Этот вопрос был впервые опубликован в сборнике заданий Лернера стр.55, В2. Сборник в целом очень хороший, но переиздается уже на протяжении 9-ти лет без исправления некоторых ошибок и некорректных вопросов  (я их  насчитал не меньше 20).

Вот и в этом вопросе допущена (мягко говоря) некорректность. Вопрос  можно понять так, что в нем спрашивается о расщеплении в первом поколении (тогда правильных ответов всего два 1 и 2). Но у автора еще и правильный ответ 5. Чтобы ответ 5 считать правильным, то в вопросе, надо понимать, речь идет о расщеплении в потомстве у потомства.

9. Светлана: Нет ли здесь противоречия? Говорим «ге­те­ро­зи­гот­ность — со­дер­жа­ние в клет­ках тела РАЗНЫХ генов (до­ми­нант­но­го и ре­цес­сив­но­го) дан­ной ал­лель­ной пары (Аа)». Получается, что аллели — это разные гены, отвечающие за проявление одного признака.  Но как тогда понимать фразу из учебника:  «Аллели — это различные или одинаковые СОСТОЯНИЯ одного гена…» 

Б.Ф.: Да,  пара аллельных генов — это физически разные гены (но отвечающие за проявление одного признака). Они «сидят» в идентичных участках двух гомологичных хромосом. В соматических клетках (то есть в клетках с диплоидным набором хромосом, в отличие от гамет), каждый ген имеет себе пару (один «сидит» в одной хромосоме, доставшейся организму от матери, другой — точно в таком же месте второй парной ей хромосомы, доставшейся от отца). И вот эти аллельные (относительно друг друга) гены могут быть как в одинаковом или гомозиготном СОСТОЯНИИ А и А или а и а, так и в  гетерозиготном СОСТОЯНИИ  А и а.

10. Светлана: В ЕГЭ есть задания,  где нужно определить,  какое количество разнообразных гамет будет давать тот или иной генотип (например такой АаBbCcDd и т.п). Как решать такие задания? Есть формула 2 в степени n, а как ею пользоваться?

Б.Ф.: Да, есть такая формула: чтобы определить какое количество разнообразных гамет может дать тот или иной генотип надо 2 возвести в степень n, где n — это количество аллельных генов в гетерозиготном состоянии.

Если ваш генотип АаBbCcDd  тетрагетерозиготен, то есть все 4-ре пары аллельных генов находятся в гетерозиготном состоянии, то n=4. Тогда 2 в степени 4 будет 16 типов гамет. Легко увидеть, что если бы генотип был таким АаBbCСDD, то n равнялось бы двум (это дигетерозигота как и генотип АаBb) и такие генотипы дадут всего 2 в квадрате = 4 сорта гамет. Таким образом, какое бы количество разнообразных пар генов не указывалось в генотипе, разнообразие гамет определяется только количеством тех генов, аллели которых находятся в гетерозиготном состоянии.

11. Светлана: Появление разных аллелей одного гена происходит в результате: 1) непрямого деления клетки; 2) модификационной изменчивости; 3) мутационного процесса; 4) комбинативной изменчивости. Я ответила 4.

Б.Ф.: Светлана, понятно, почему Вы спрашиваете. Вопрос можно понять двояко. Если речь идет о появлении разных аллелей одного гена у какого-либо организма в результате проведения направленных скрещиваний (от скрещивания, например, двух чистых гомозиготных линий АА * аа в потомстве объединятся оба аллельных гена), то правильный ответ 4). Но под термином «разные» аллели можно понимать и слово «новые» аллели, тогда правильный ответ 3).

12. Светлана: Вопрос из селекции. В чистой линии культурных растений отбор неэффективен так как особи: 1) имеют широкую норму реакции; 2) гомозиготны по большинству генов; 3) гетерозиготны по многим генам; 4) насыщены мутациями. Я ответила 2.

Б.Ф.: Да, здесь ответ однозначный 2).

13. Светлана: При каком скрещивании расщепление по фенотипу в первом поколении отсутствует:  1) ааВВ х ААbb;  2) Aa х Aa;  3) Aa х aa;  4) Aabb х aabb. Объясните решение этого вопроса.

Б.Ф.: Расщепление признака в потомстве может быть только тогда, когда генотип хотя бы одного из родителей (и хотя бы по одному признаку) был гетерозиготен. Значит в данном случае расщепления не произойдет только в варианте 1), так как скрещиваются дигомозиготы и каждый из организмов образует только по одной гамете (aB и Ab).

14. Марина: Скажите, пожалуйста, когда по условию задачи требуется в ответе написать генетические законы, можно ли указать закон (гипотезу) чистоты гамет? Прочитала в одном источнике на просторах Интернета, что это будет ошибкой…

Б.Ф.: Может быть авторы источника имеют в виду, что поскольку в каждом задании (то есть в задании любого типа) мы ВСЕГДА применяем этот закон (когда расписываем второй строкой геном гамет), то не стоит его записывать в ответе. В ответе обычно указывают: либо какие-то из законов Менделя для аллельных генов или по независимому наследованию неаллельных генов при дигибридном скрещивании, либо закон Моргана по сцепленному наследованию, или о закономерностях наследованию признаков, сцепленных с полом, либо о закономерностях наследования неаллельных генов при комплементарии, эпистазе, полимерии, либо о применении закона Харди-Вайнберга в задачах по популяционной генетике.

Марина: Значит, если указать — не будет ошибкой?

Б.Ф.: Всё зависит от проверяющих. Закон чистоты гамет есть, но указывать в ответе его НЕ СЛЕДУЕТ, так как это само собой разумеется. Это всё равно что при решении любой генетической задачи писать: половые клетки (гаметы) образуются путем мейоза, поэтому они гаплоидные.

15.  Надежда: Борис Фагимович, помогите, пожалуйста, ответить на вопрос: сколько аллельных генов содержит сперматозоид человека?

Б.Ф.: Любой сперматозоид, и любая яйцеклетка (не только человека) — это гаметы, или половые клетки, то есть клетки с половинным или гаплоидным набором хромосом. Это клетки, в которых каждая хромосома уникальная и не имеет себе парную хромосому. Поэтому в гаметах каждый признак представлен лишь одним аллелем (А или а, В или b и т.д.). Это отражено в законе (гипотезе) чистоты гамет: гаметы всегда чистые, несут лишь по одному аллелю каждого признака.                                                                                                         Если мы, например, решаем задачу по генетике на моногибридное скрещивание, то в первой строке пишем генотипы родителей (содержимое диплоидных соматических клеток) АА или аа для гомозигот, или Аа — для гетерозигот. То есть пишем два аллеля каждого признака. А во второй строчке пишем геномы гамет: у гомозигот будет по одному сорту гамет с аллелем А-большое или с аллелем а-малое. Гетерозиготы Аа будут образовывать два сорта гамет: гаметы с аллельным геном А и гаметы с аллельным геном а-малое.                     Таким образом,решая любую самую простую задачу на моногибридное скрещивание, мы каждый раз подтверждаем гипотезу чистоты гамет, обозначая в гамете лишь один аллель.                                                        Извините, что вынужден был написать всё так подробно, потому что ответ на Ваш вопрос настолько очевиден, что, кажется, что и спрашивать то не о чем. Однако, отчего-то такой вопрос возник?

16. Даша: Подскажите, пожалуйста про кроссинговер. В учебниках школьных написано, что он происходит только в мейозе. А в других источниках мне попадалась информация о том, что кроссинговер может быть и в митозе. Кроссинговер — обмен участками гомологичных хромосом, и из-за этого происходят различные генотипические изменения? Или я все же что-то недопонимаю?   

Б.Ф.: В норме кроссинговер происходит только при мейозе. Убедительная просьба:                                                 а) читайте школьные учебники (разные, но именно школьные, справочники для поступающих в ВУЗы тоже можно читать), но «не лезьте» за информацией из школьной биологии в интернет. Вот Вы где-то нашли, что кроссинговер бывает и при митозе (жизнь полна исключений из правил). Но экзаменационные тесты по ЕГЭ составляются именно по школьным учебникам (другое дело, что их тоже очень много и бывает, особенно в последнее время, что тестовое задание основывается уж очень на узко специфическом факте, вошедшем лишь в один из учебников;                                                                                                                                               б) не решайте «абы-какие» тестовые задания. Прорешайте все тесты Открытого Банка Заданий ФИПИ, которые были на реальных экзаменах по ЕГЭ за все прошедшие годы (около 5 тысяч вопросов). Вам на полгода подготовки этого хватит. Даже в них, хоть редко, но тоже встречается несуразица.

17. Даша: Не могу определиться с тестом. Нужно выбрать 3 правильных ответа, а у меня получается больше. Кроссинговер хромосом:                                                                                                                                                 1) происходит только в процессе мейоза и митоза                                                                                                     2) характеризуется наследованием возникших изменений                                                                                         3) является источником генотипической изменчивости                                                                                               4) осуществляется при конъюгации гомологичных хромосом                                                                                     5) связан с обменом участками хромосом                                                                                                                   6) характеризуется обменом участками гомологичных хромосом.

Б.Ф.: Пример вашего теста — это, извините, «чепуха» несусветная. Этот тест не выдерживает никакой критики! Верные ответы: 2,3,4,5,6. Только вдумайтесь, какой грамотей это составлял: «происходит только в процессе мейоза и митоза»? Причем здесь слово «только», если это два основных способа деления клеток? Ответ 5 является верным, а 6 — еще более верным, лишь конкретизирующим ответ 5. Вместо трех здесь 5 верных ответов. Этот тест явно не ЕГЭшный, поскольку составлен настолько  некорректно.

18. Никита: Здравствуйте. Совсем запутался с митозом и мейозом у растений. Подскажите, пожалуйста:            1) Каким путём делятся соматические клетки растений?                                                                                            2) У папоротников при прорастании из споры формируется заросток, митозом или мейозом делились клетки его тела?                                                                                                                                                                             3) Если заросток проросший из гаплоидной споры тоже гаплоиден, значит его сперматозоиды и яйцеклетки тоже должны быть гаплоидны?                                                                                                                                       4) Но тогда получается, что они должны нести идентичные наборы хромосом и быть одинаковыми?                 5) В чём тогда смысл чередования поколений, ведь если произойдёт оплодотворение яйцеклеток такого заростка своими же сперматозоидами, то зигота получит два идентичных набора генов?

Б.Ф.: 1) Всегда митозом: клетки тканей спорофита — диплоидны (из материнских клеток 2n в результате митозов будут образовываться по две дочерние клетки с таким же набором хромосом 2n).                                      2) В спорангиях спорофита образуются сначала диплоидные, как и весь спорофит, споры. Но, при из созревании, перед тем как высыпаться на землю и образовать заросток, споры претерпевают мейотические деления и становятся 1n. Такие мейотические споры, делясь митозами образуют клетки заростка 1n.                    3) Конечно, половые клетки и у животных, и у растений всегда гаплоидны 1n, но образуются они у растений митозами, а не мейозами, так как образуются из клеток не 2n, а 1n (иначе они стали бы 0,5n).                4) Да, это так: сперматозоиды и яйцеклетки, сформированные на одном заростке несут одни и те же признаки (как и гермафродитные кишечнополостные и черви, но, у которых, как правило, свои яйцеклетки должны оплодотворяться сперматозоидами другой особи и, соответственно, их сперматозоиды должны оплодотворять яйцеклетки другой особи — перекрестное оплодотворение).                                                              5) Да, эволюционного «смысла» в таком чередовании поколений (без перекрестного оплодотворения) вроде бы и нет. Но, как и у гермафродитных животных, возможно, происходит  оплодотворение яйцеклеток сперматозоидами с заростка другого папоротника (хотя это и менее вероятностный процесс).

Никита: Спасибо большое! Ещё раз хотел бы уточнить, что правильно понял:                                                        1. Получается, что у растений митозом образуются и половые клетки гаплоидного гаметофита и соматические клетки диплоидного спорофита?                                                                                                            2. Мейозом образуются только споры?                                                                                                                        3. То есть можно считать, что размножение спорами в некотором смысле это такой «аналог» партеногенеза у животных с той лишь разницей, что там используется половая клетка и другие способы восстановления диплоидности?

Б.Ф.:  1. Да, это так.                                                                                                                                                           2. Да.                                                                                                                                                                               3. Вовсе нет. Плохая аналогия именно потому, «что там используется половая клетка».

.***************************************************************************

У кого будут вопросы  к репетитору  биологии по Скайпу, обращайтесь в комментарии. 

У меня на блоге вы можете приобрести книги по генетике и  ответы на все тесты ОБЗ ФИПИ за все годы проведения экзаменов  по ЕГЭ и ОГЭ (ГИА).

Репетитор по биологии Садыков Борис Фагимович, 1956 г. рождения. Кандидат биологических наук, доцент. Живу в замечательном городе Уфе. Преподавательский стаж с 1980 года. Репетитор биологии по Скайпу.
г) Из диалогов в комментариях | аллельные геныанализирующее скрещиваниегипотеза чистоты гаметдигибридное скрещиваниезакон чистоты гаметнезависимое наследование признаководинаковые состояния генаразные состояния генарепетитор биологии по Скайпурепетитор ЕГЭ по биологиисцепленное наследование | Оставить комментарий

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

пять + 9 =