Контрольная работа по генетике

В селекционной работе с животными применяют в основном два способа скрещивания: аутбридинг и инбридинг.

Аутбридинг, или неродственное скрещивание между особями одной породы или разных пород животных, при дальнейшем строгом отборе приводит к поддержанию полезных качеств и к усилению их в раду следующих поколений. Аутбридинг используют для повышения или сохранения определенной степени гетерозиготности особей (гетерозиготы часто превосходят по многим биологическим параметрам гомозиготные формы) гетерогенности популяций. Аутбридинг имеет важное значение в селекции и разведении сельскохозяйственных животных и растений. На основе аутбридинга получают гетерозисные формы, проводя межлинейные и межпородные (межсортовые) скрещивания.

Примеры: Аутбридинг соединяет двух собак, менее родственных, чем среднее состояние для породы. Аутбридинг способствует повышению гетерозиготности и генного разнообразия в пределах генотипа каждой собаки вследствие несходных генных пар от различных предков. Также аутбридинг может маскировать проявление рецессивных генов и позволять их распространение в генотипе курьера (носителя).  
При инбридинге в качестве исходных форм используются братья и сестры или родители и потомство (отец—дочь, мать—сын, двоюродные братья—сестры и т. д.). Такое скрещивание в определенной степени аналогично самоопылению у растений, которое также приводит к повышению гомозиготности и, как следствие, к закреплению хозяйственно ценных признаков у потомков. При этом гомозиготизация по генам, контролирующим изучаемый признак, происходит тем быстрее, чем более близкородственное скрещивание используют при инбридинге. Однако гомозиготизация при инбридинге, как и в случае растений, ведет к ослаблению животных, снижает их устойчивость к воздействию среды, повышает заболеваемость. Во избежание этого необходимо проводить строгий отбор особей, обладающих ценными хозяйственными признаками.

Применение инбридинга в селекции растений. Инбридинг применяют для разложения популяций на гомозиготные линии, что легче всего достигается у растений-самоопылителей, как это показал В. Иоганнсен. Для организмов с перекрестным размножением необходимы близкородственные скрещивания: брат – сестра, отец – дочь, мать – сын, двоюродные братья – сестры и т. д. У растений при самоопылении частота гетерозигот уменьшается вдвое в каждом поколении, в то же время увеличивается частота гомозигот.

Испытание по потомству проводят для отбора самцов, у которых не проявляются некоторые качества (молочность и жирномолочность быков, яйценоскость петухов). Для этого производителей- самцов скрещивают с разными самками и оценивают продуктивность и другие качества дочерей, сравнивая их с материнскими и со среднепородными.

Искусственное осеменение. Используют для получения потомства от лучших самцов- производителей. Этот метод легко применять, так как половые клетки можно хранить при температуре жидкого азота сколь угодно долго.

Гормональная суперовуляция и трансплантация.С помощью нее у выдающихся коров можно забирать десятки эмбрионов в год, а затем имплантировать их в других коров, эмбрионы также могут храниться при температуре жидкого азота. Это дает возможность увеличить в несколько раз число потомков от выдающихся производителей.

Современные методы селекции животных. Выдающуюся роль в селекции животных сыграли достижения известного советского селекционера М. Ф. Иванова, разработавшего современные принципы отбора и скрещивания пород. М. Ф. Иванов обосновал необходимость использования в селекции животных основных концепций генетики. Он сам широко вводил генетические принципы в практику племенного дела, сочетая их с подбором условий воспитания и кормления, благоприятных для развития породных свойств. На этой основе им были созданы такие выдающиеся породы животных, как украинская степная белая свинья и асканийский рамбулье. Поставленная задача была разрешена путем скрещивания местных украинских свиней и полученных помесей первого поколения с производителем белой породы. В результате был выделен производитель Асканий I № 46, который и положил начало новой породе. Сам он в четырехлетнем возрасте весил 379 кг. Свиньи новой породы отличались высокой плодовитостью, крупными размерами, хорошими мясными качествами и приспособленностью к местным условиям. Новая порода была названа украинской степной белой.

Достижения белорусских  и российских селекционеров-животноводов. Селекционерами России достигнуты значительные успехи в создании новых и улучшении уже существующих пород животных. Так, костромская порода крупного рогатого скота отличается высокой молочной продуктивностью— более 10 тыс. кг молока в год. Сибирский тин российской мясо-шерстной породы овец характеризуется высокой мясной и шерстной продуктивностью. Средняя масса племенных баранов составляет 110—130 кг, а средний настриг шерсти в чистом волокне — 6—8 кг. Немалые достижения имеются также в селекции свиней, лошадей, кур и других животных. В результате длительной и целенаправленной селекционно-племенной работы учеными и практиками Беларуси выведен черно-пестрый тип крупного рогатого скота. Коровы этой породы в хороших условиях кормления и содержания обеспечивают удои по 4—5 тыс. кг молока жирностью 3,6— 3,8% в год. Генетический же потенциал молочной продуктивности черно-пестрой породы составляет 6,0—7,5 тыс. кг молока за лактацию. В хозяйствах Беларуси насчитывается около 300 тыс. голов скота этого типа.  Породы белорусских черно-пёстрых и крупных белых свиней созданы специалистами селекционного центра БслНИИ животноводства. Эти породы свиней отличаются тем, что животные достигают живой массы 100 кг за 178—182 дня на контрольном откорме при среднесуточном приросте свыше 700 г, а приплод составляет 9—12 поросят за опорос.  Различные кроссы кур (например, Бсларусь-9) характеризуются высокой яйценоскостью: за 72 недели жизни — 239—269 яиц при средней массе каждого 60 г, что соответствует показателям высокопродуктивных кроссов на международных конкурсах. Продолжается селекционная работа по укрупнению, повышению скороспелости и работоспособности лошадей белорусской упряжной группы, улучшению продуктивного потенциала овец по настригу шерсти, живой массе и плодовитости, по созданию линий и кроссов мясных уток, гусей, высокопродуктивной породы карпа и др.               

        Задачи:

          1.Сколько типов гамет образуется у генотипа АаВвХ^СДX^сд, если гены А и В наследуются независимо, а между генами С и Д происходит кроссинговер?

1 – 2; 2 – 4; 3 – 8; 4 – 16; 5 – 32.

Решение: гены А и В наследуются независимо. У гетерозиготных особей образуются 2ⁿ типов гамет (где n – число анализируемых признаков). Гены А и В – соматические, наследуются независимо друг от друга и от половых хромосом, образуют 4 типа гамет (2²):АВ,Ав,аВ,ав. Между генами С и Д происходит кроссинговер (гены сцеплены). У гомозигот Х^СДХ^сд количество типов гамет будет равно 4, из них 2 типа кроссоверных: Х^СдХ^сД и 2 типа некроссоверных: Х^СД,Х^сд. У генотипа АаВвХ^СДX^сд возможное число типов гамет 2⁴ = 16.

Ответ: №4

 

2. Сколько типов гамет образуется у генотипа АаВвСсДдЕе при независимом наследовании всех генов?

1 – 2; 2 – 4; 3 – 8; 4 – 16; 5 – 32.

Решение: АаВвСсДдЕе. Закон чистоты гамет – в гамету от каждой пары хромосом (пары аллельных генов) попадает только по одной хромосоме (одному неаллельному гену). Значит у пентагетерозиготной особи образуется 2⁵ типов гамет: 2⁵ = 32.

Ответ: №5

 

3. От скрещивания красных и серых разновидностей гольцов в первом поколении все особи имели серую окраску, а во втором поколении 211 серую и 83 красную окраску. Сколько красных особей должно появится в третьем поколении среди 328 рыб?

1 – 164; 2 – 82; 3 – 41; 4 – 0; 5 –  328.

Решение: если в первом поколении все особи оказались фенотипически одинаковые (не произошло расщепление), а во втором поколении произошло расщепление 3:1 (211=83), то можно предположить моногибридное скрещивание, где А – серая окраска, а – красная окраска.

 

P:	аа    х	АА
G:	а,а	А,а
F1:	Аа   х	Аа
G:	А,а	А,а
F2:	АА,Аа,	Аа,аа
	серые      (211)	Крас             (83)
P:	Аа   х	аа
G:	А,а	а,а
F3:	Аа,Аа,	аа,аа
	50% серые	50% красные

Из 328 – 164 красные

Ответ: № 1

 

4. Скрещиваются две дрозофилы с закрученными вверх крыльями (ген А) и укороченными щетинками (ген В). В потомстве обнаружены мухи с закрученными крыльями и укороченными щетинками, закрученными крыльями и нормальными щетинками, нормальными крыльями и укороченными щетинками, с нормальными крыльями и нормальными щетинками (дикий тип) в соотношении 4:2:2:1. Дайте генетическое объяснение этого результата:
1. Классическое менделевское расщепление по фенотипу при дигибридном скрещивании.
2. Это расщепление по фенотипу при сцеплении генов с половыми хромосомами.
3. Расщепление по фенотипу при сцеплении аутосомных генов.
4. Расщепление при неполном доминировании генов.
5. Независимое наследование двух неаллельных генов с летальным действием в гомозиготе

Решение: изменение фенотипов в потомстве – отклонение от соотношения 9:3:3:1 согласно     закону Менделя. Можно предположить о летальности генов в гомозиготном состоянии АА и ВВ. Для подтверждения построим решетку Пинета, исходя из того, что А -  закрученные крылья, В – укороченные щетинки.

F1	1 тип	2 тип	3 тип	4 тип
	закруч.крылья	закруч.крылья	норм.крылья	норм.крылья
	укороч.щетинки	норм.щетинки	укороч.щетинки	норм.щетинки
	А-В-         :	А-вв        :	ааВ-        :	аавв
	4	2	2	1

АА,ВВ – гибель

Согласно  предположенному генетическому  явлению получилось расщепление  фенотипов 4:2:2:1

 

	АВ	Ав	аВ	ав
АВ	ААВВ	ААВв	АаВВ	АаВа
Ав	ААВв	ААвв	АаВа	Аавв
аВ	АаВВ	АаВв	ааАА	ааВв
ав	АаВв	Аавв	ааВв	аавв

 

Ответ: №5

 

5. Одна пара генов А-а, определяющих у кошек окраску шерсти, сцеплена с полом. Ген А обуславливает рыжую окраску шерсти, ген а – черную, гетерозиготы Аа имеют пеструю (черепаховую) окраску. Как можно объяснить рождение черепаховых котят в потомстве от черепаховой кошки и рыжего кота?

 

1. Невозможно
2. Если произойдет мутация генов
3. Если произойдет кроссинговер
4. Если имеет место нерасхождение Х хромосом в мейозе у самки
5. Если имеет место удвоение Х хромосомы в мейозе у самца

Решение: Х^А – рыжая окраска

                  Х^а – черная окраска

   Х^АХ^а – черепаховая окраска

 

P:	ХАХа	х	ХАУ
G:	ХА,Ха		ХА ,У
F1:	ХАХА ,	ХАХа ,	ХАУ,  ХаУ
		Черепа ховые

Если  в мейозе у самки имеет место  нерасхождение хромосом, то все котята будут черепаховой окраски.

Ответ: №4

 

6. Женщина унаследовала катаракту (А) от матери, полидактилию (В) от отца. Ее муж нормален в отношении обоих признаков. Какова вероятность (в%) рождения в этой семье ребенка с катарактой, если расстояние между аутосомными генами А и В 10 морганид?

1 – 50; 2 – 45; 3 – 25; 4 – 10; 5 –  5.

Решение: если женщина унаследовала от матери катаракту (А), от отца – полидактилию (В), значит она дигетерозиготна – АаВв. У мужчины нет этих заболеваний – он дигомозиготен – аавв. Расстояние между генами А и В 10 морганид – значит образуется 10% кроссоверных гамет, 90% - некроссоверных. При слиянии кроссоверных гамет образуется 10% рекомбинантных особей, из них 5% - с катарактой, 5% - с полидактилией. Слияние некроссоверных гамет дает 90% нерекомбинантных детей, из них 45% - больные обоими заболеваниями, 45% - здоровые:

 

P:	АВ ав	х	ав ав
Типы  гамет	АВ, ав некроссинговерные (90%)		аВ, Ав, ав кроссинговерные (10%)
F1	АВ    ав ав     ав больные здоровые		аВ    Ав ав     ав полидакт. катаракта
	нерекомбинтивные (90%)		рекомбинативные (10%)