При скрещивании растения кукурузы с гладкими окрашенными семенами с растением, дающим морщинистые неокрашенные...

Для решения задачи по скрещиванию растений кукурузы, давайте обозначим гены, участвующие в наследовании семян. Пусть:

• A – аллель, отвечающий за гладкую форму семян (доминирующий).
• a – аллель, отвечающий за морщинистую форму семян (рецессивный).
• B – аллель, отвечающий за окраску семян (доминирующий).
• b – аллель, отвечающий за неокрашенные семена (рецессивный).

Генотипы родителей

1. Первый родитель (гладкие окрашенные семена): Генотип: AABB (гладкие семена - доминирующий признак, окрашенные - доминирующий признак).

2. Второй родитель (морщинистые неокрашенные семена): Генотип: aabb (морщинистые семена - рецессивный признак, неокрашенные - рецессивный признак).

Потомство F1

При скрещивании этих двух родителей (AABB x aabb) все потомство F1 будет иметь генотип:

• AaBb (гладкие окрашенные семена, так как доминирующие аллели A и B).

Анализирующее скрещивание F1

При анализирующем скрещивании гибридов F1 (AaBb x AaBb) мы можем использовать метод таблицы Пуннета для двух признаков.

Возможные гаметы от AaBb:

• AB
• Ab
• aB
• ab

Таблица Пуннета для скрещивания F1:

Фенотипическое соотношение F2

Теперь давайте определим фенотипы из таблицы:

1. Гладкие окрашенные (AB): AABB, AABb, AaBB, AaBb
2. Гладкие неокрашенные (A_bb): AAbb, Aabb
3. Морщинистые окрашенные (aaB_): AaBB, AaBb
4. Морщинистые неокрашенные (aabb): aabb

Общее фенотипическое соотношение из F2, при подсчете количества, приведет к:

• 9 (гладкие окрашенные) : 3 (гладкие неокрашенные) : 3 (морщинистые окрашенные) : 1 (морщинистые неокрашенные)

Это соответствует закону независимого распределения, который был предложен Менделем.

Законы наследственности

1. Закон сегрегации: аллели различных генов разделяются при образовании гамет, что приводит к различным комбинациям в потомстве.
2. Закон независимого распределения: различные аллели различных генов распределяются независимо друг от друга в процессе формирования гамет.

Объяснение появления четырех фенотипических групп в F2

Появление четырех фенотипических групп в F2 объясняется тем, что при скрещивании двух гибридов F1 (AaBb) происходит независимое распределение аллелей двух генов, что приводит к образованию различных комбинаций аллелей в потомстве. Каждый из двух признаков (форма и окраска семян) наследуется независимо, что в итоге дает возможность образовать четыре фенотипические группы: гладкие окрашенные, гладкие неокрашенные, морщинистые окрашенные и морщинистые неокрашенные семена.

Таким образом, при анализе потомства F2 мы наблюдаем все возможные комбинации аллелей, что и приводит к многообразию фенотипов.

Для решения задачи разберем последовательность событий и применим основные законы наследственности Менделя и положения о сцеплении генов.

Условие задачи:

1. Имеются два родительских растения:
   • Первое (Р1) дает гладкие окрашенные семена.
   • Второе (Р2) дает морщинистые неокрашенные семена.
   • Гены сцеплены, т.е. находятся в одной хромосоме.
2. При скрещивании этих растений потомство F1 имеет только гладкие окрашенные семена, что говорит о доминантности этих признаков.
3. При анализирующем скрещивании F1 с гомозиготным рецессивным растением (дающим морщинистые неокрашенные семена) в F2 наблюдаются четыре фенотипические группы.

Решение:

1. Обозначим гены:

• Пусть:
  • Гладкость (гладкие семена) — доминантный признак, обозначим его A.
  • Морщинистость (морщинистые семена) — рецессивный признак, обозначим его a.
  • Окрашенность семян — доминантный признак, обозначим его B.
  • Неокрашенность семян — рецессивный признак, обозначим его b.

2. Генотипы родителей (Р):

Исходя из условия:

• Р1 (гладкие окрашенные семена) имеет генотип АВ/АВ.
• Р2 (морщинистые неокрашенные семена) имеет генотип ab/ab.

3. Скрещивание Р1 и Р2:

При первом скрещивании образуются гаметы:

• Р1 дает гаметы АВ.
• Р2 дает гаметы ab.

При объединении этих гамет потомство F1 имеет генотип АВ/ab и фенотип гладкие окрашенные семена, так как доминирующие аллели А и В проявляются.

4. Анализирующее скрещивание F1:

Для анализирующего скрещивания гибридов F1 (генотип АВ/ab) с растением, имеющим генотип ab/ab (гомозиготный рецессивный), возможны следующие комбинации гамет у F1:

• Если гены полностью сцеплены (без кроссинговера), F1 может образовывать только две типа гамет: АВ и ab.
• Если происходит кроссинговер между генами А и В, образуются рекомбинантные гаметы: Ab и aB.

В результате в F2 формируются четыре фенотипические комбинации:

5. Фенотипические группы в F2:

Таким образом, в результате анализирующего скрещивания F1 с рецессивным растением в F2 появляются четыре фенотипические группы:

1. Гладкие окрашенные семена (АВ/ab).
2. Морщинистые неокрашенные семена (ab/ab).
3. Гладкие неокрашенные семена (Ab/ab).
4. Морщинистые окрашенные семена (aB/ab).

6. Законы наследственности:

1. Закон чистоты гамет (первый закон Менделя): каждая гамета получает только один аллель из каждого гена. Это видно в распределении аллелей в потомстве.
2. Закон независимого наследования признаков (второй закон Менделя) модифицируется из-за сцепленного наследования, но рекомбинация (кроссинговер) между генами А и В приводит к появлению рекомбинантных фенотипов.
3. Сцепление генов: Гены А и В находятся в одной хромосоме, что объясняет преимущественное появление несегрегированных фенотипов (родительские комбинации: гладкие окрашенные и морщинистые неокрашенные семена).
4. Кроссинговер: Появление рекомбинантных фенотипов (гладкие неокрашенные и морщинистые окрашенные семена) связано с обменом участками между гомологичными хромосомами в процессе мейоза.

7. Расщепление в F2:

Если частота кроссинговера между генами А и В известна, можно определить точное соотношение фенотипических групп. Например, если кроссинговер происходит с частотой 20%, то рекомбинантные фенотипы (гладкие неокрашенные и морщинистые окрашенные) составят 20% потомства (по 10% каждый), а родительские фенотипы (гладкие окрашенные и морщинистые неокрашенные) — 80% (по 40% каждый).

Ответ:

1. Генотипы родителей:

   • Р1: АВ/АВ (гладкие окрашенные семена).
   • Р2: ab/ab (морщинистые неокрашенные семена).

2. Генотип F1:

   • АВ/ab (гладкие окрашенные семена).

3. Генотипы потомства F2:

   • Гладкие окрашенные семена: АВ/ab.
   • Морщинистые неокрашенные семена: ab/ab.
   • Гладкие неокрашенные семена: Ab/ab.
   • Морщинистые окрашенные семена: aB/ab.

4. Законы наследственности:

   • Закон чистоты гамет.
   • Закон сцепления генов.
   • Рекомбинация (кроссинговер) между сцепленными генами.

5. Появление четырех фенотипических групп в F2 объясняется сцеплением генов и рекомбинацией (кроссинговером) между ними.