Решение задачи по генетике: дальтонизм у детей

Задача 1

Какое может быть зрение у детей от брака мужчины и женщины, нормально различающих цвета, если известно, что отцы у них страдали дальтонизмом?

Решение:

Дальтонизм — это рецессивный признак, сцепленный с Х-хромосомой. Обозначим ген нормального зрения как \(X^D\), а ген дальтонизма как \(X^d\).

1. Генотип мужчины: Мужчина имеет нормальное зрение, значит, его генотип \(X^D Y\). Его отец страдал дальтонизмом, но это не влияет на генотип сына, так как сын получает Х-хромосому от матери.

2. Генотип женщины: Женщина имеет нормальное зрение, но её отец страдал дальтонизмом. Это означает, что она унаследовала от отца Х-хромосому с геном дальтонизма \(X^d\). Поскольку у неё самой нормальное зрение, она должна иметь и ген нормального зрения \(X^D\). Следовательно, её генотип — гетерозигота \(X^D X^d\).

3. Скрещивание:

Родители (P): \(X^D Y\) (мужчина) x \(X^D X^d\) (женщина)

Гаметы мужчины: \(X^D\), \(Y\)

Гаметы женщины: \(X^D\), \(X^d\)

4. Потомство (F1):

• \(X^D X^D\) — девочка с нормальным зрением
• \(X^D X^d\) — девочка-носительница с нормальным зрением
• \(X^D Y\) — мальчик с нормальным зрением
• \(X^d Y\) — мальчик-дальтоник

Ответ:

У детей от этого брака могут быть:

• Девочки с нормальным зрением (часть из них будут носительницами гена дальтонизма).
• Мальчики с нормальным зрением.
• Мальчики-дальтоники.

Вероятность рождения мальчика-дальтоника составляет 25%.

***

Задача 2

Могут ли дети мужчины, страдающего гемофилией, и женщины без аномалий (отец которой был болен гемофилией) быть здоровыми?

Решение:

Гемофилия — это рецессивный признак, сцепленный с Х-хромосомой. Обозначим ген нормальной свертываемости крови как \(X^H\), а ген гемофилии как \(X^h\).

1. Генотип мужчины: Мужчина страдает гемофилией, значит, его генотип \(X^h Y\).

2. Генотип женщины: Женщина без аномалий (здорова), но её отец был болен гемофилией. Это означает, что она унаследовала от отца Х-хромосому с геном гемофилии \(X^h\). Поскольку у неё самой нет гемофилии, она должна иметь и ген нормальной свертываемости крови \(X^H\). Следовательно, её генотип — гетерозигота \(X^H X^h\).

3. Скрещивание:

Родители (P): \(X^h Y\) (мужчина с гемофилией) x \(X^H X^h\) (женщина-носительница)

Гаметы мужчины: \(X^h\), \(Y\)

Гаметы женщины: \(X^H\), \(X^h\)

4. Потомство (F1):

• \(X^H X^h\) — девочка-носительница, здорова
• \(X^h X^h\) — девочка, больная гемофилией (это редкий случай, так как требует двух Х-хромосом с геном гемофилии)
• \(X^H Y\) — мальчик, здоров
• \(X^h Y\) — мальчик, больной гемофилией

Ответ:

Да, дети от этого брака могут быть здоровыми. Это будут:

• Девочки-носительницы (фенотипически здоровы).
• Мальчики, полностью здоровые.

Вероятность рождения здорового мальчика составляет 25%, а здоровой девочки-носительницы — 25%.

***

Задача 3

У морских свинок черная окраска шерсти доминирует над белой. Скрестили двух гетерозиготных самца и самку. Какими будут гибриды первого поколения?

Решение:

Обозначим ген черной окраски шерсти как \(A\) (доминантный), а ген белой окраски шерсти как \(a\) (рецессивный).

1. Генотипы родителей: Оба родителя гетерозиготны, значит, их генотипы \(Aa\).

2. Скрещивание:

Родители (P): \(Aa\) (самец) x \(Aa\) (самка)

Гаметы самца: \(A\), \(a\)

Гаметы самки: \(A\), \(a\)

3. Потомство (F1) (используем решетку Пеннета):

4. Генотипы и фенотипы потомства:

• \(AA\) — 25% гомозиготных по доминантному признаку, черная шерсть.
• \(Aa\) — 50% гетерозиготных, черная шерсть.
• \(aa\) — 25% гомозиготных по рецессивному признаку, белая шерсть.

Ответ:

Гибриды первого поколения будут иметь следующие генотипы и фенотипы:

• 25% будут гомозиготными по доминантному признаку (\(AA\)) с черной шерстью.
• 50% будут гетерозиготными (\(Aa\)) с черной шерстью.
• 25% будут гомозиготными по рецессивному признаку (\(aa\)) с белой шерстью.

Таким образом, 75% потомства будут иметь черную шерсть, а 25% — белую шерсть.

***

Задача 4

Мужчина с голубыми глазами и нормальным зрением женился на женщине с карими глазами и нормальным зрением (у всех её родственников были карие глаза, а её брат был дальтоником). Какими могут быть дети от этого брака?

Решение:

Разберем признаки по отдельности:

Признак 1: Цвет глаз

Карий цвет глаз (доминантный) обозначим \(B\), голубой цвет глаз (рецессивный) обозначим \(b\).

1. Генотип мужчины: Голубые глаза, значит, его генотип \(bb\).

2. Генотип женщины: Карие глаза. У всех её родственников были карие глаза. Это может указывать на гомозиготность по доминантному признаку, но не исключает гетерозиготность, если рецессивный ген не проявлялся. Однако, если "у всех её родственников были карие глаза", это часто подразумевает, что она гомозиготна по доминантному признаку, то есть \(BB\). Если бы она была гетерозиготна (\(Bb\)), то в её роду могли бы быть голубоглазые предки, что противоречит условию "у всех её родственников были карие глаза". Поэтому, скорее всего, её генотип \(BB\).

3. Скрещивание по цвету глаз:

Родители (P): \(bb\) (мужчина) x \(BB\) (женщина)

Гаметы мужчины: \(b\)

Гаметы женщины: \(B\)

4. Потомство (F1) по цвету глаз:

• \(Bb\) — 100% детей будут иметь карие глаза (гетерозиготы).

Признак 2: Зрение

Нормальное зрение (доминантный, сцепленный с Х-хромосомой) обозначим \(X^D\), дальтонизм (рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой) обозначим \(X^d\).

1. Генотип мужчины: Нормальное зрение, значит, его генотип \(X^D Y\).

2. Генотип женщины: Нормальное зрение, но её брат был дальтоником. Это означает, что её мать была носительницей гена дальтонизма (\(X^D X^d\)), а отец имел нормальное зрение (\(X^D Y\)). Женщина унаследовала от матери одну Х-хромосому. Поскольку её брат (\(X^d Y\)) получил \(X^d\) от матери, то мать точно была носительницей. Женщина сама имеет нормальное зрение, но могла унаследовать \(X^d\) от матери. Следовательно, её генотип — гетерозигота \(X^D X^d\).

3. Скрещивание по зрению:

Родители (P): \(X^D Y\) (мужчина) x \(X^D X^d\) (женщина)

Гаметы мужчины: \(X^D\), \(Y\)

Гаметы женщины: \(X^D\), \(X^d\)

4. Потомство (F1) по зрению:

• \(X^D X^D\) — девочка с нормальным зрением
• \(X^D X^d\) — девочка-носительница с нормальным зрением
• \(X^D Y\) — мальчик с нормальным зрением
• \(X^d Y\) — мальчик-дальтоник

Объединяем результаты:

Все дети будут иметь карие глаза (\(Bb\)).

По зрению:

• Девочки: 50% \(X^D X^D\) (нормальное зрение), 50% \(X^D X^d\) (нормальное зрение, носительницы).
• Мальчики: 50% \(X^D Y\) (нормальное зрение), 50% \(X^d Y\) (дальтоники).

Ответ:

Дети от этого брака могут быть:

• Девочки: Все будут иметь карие глаза и нормальное зрение. Половина из них будут носительницами гена дальтонизма.
• Мальчики: Все будут иметь карие глаза. Половина из них будут иметь нормальное зрение, а половина будут дальтониками.