Тест по теме «Сцепленное наследование» с ответами и объяснениями: 20 вопросов
Наблюдение в генетике часто начинается не с картинки хромосомы, а с чисел в потомстве. Если две комбинации признаков встречаются намного чаще двух других, это может указывать на сцепление генов. Но вывод нужно проверять: важны схема скрещивания, положение аллелей и возможность кроссинговера.
Содержание статьи4 раздела
Наблюдение → гипотеза → проверка → вывод
Наблюдение. В анализирующем скрещивании получено 420 AB, 398 ab, 92 Ab и 90 aB потомков.
Гипотеза. Гены A и B находятся в одной хромосоме и сцеплены.
Проверка. Сравните долю родительских и рекомбинантных классов и объясните происхождение редких сочетаний.
Вывод. Данные поддерживают неполное сцепление: рекомбинанты возникают из-за кроссинговера.
Вопросы ниже постепенно переходят от терминов к интерпретации данных. Для школьных задач 1% рекомбинации часто используют как приблизительно 1 сМ генетического расстояния, но это модель для малых расстояний, а не точная физическая линейка ДНК.
От наблюдения к генетическому выводу
1. Что в генетике называют сцеплением генов?
Пояснение. Гены одной хромосомы физически входят в состав одной молекулы ДНК, поэтому могут передаваться вместе. Кроссинговер способен разделить их сочетание, поэтому сцепление нередко бывает неполным.
2. Какие два гена обычно сцеплены сильнее всего?
Пояснение. Чем меньше участок между генами, тем меньше вероятность кроссинговера именно между ними. Поэтому близко расположенные локусы чаще сохраняют родительское сочетание аллелей.
3. В анализирующем скрещивании дигетерозиготы чаще всего получены классы AB и ab, а Ab и aB редки. Какой вывод наиболее обоснован?
Пояснение. При сцеплении нерекомбинантные гаметы обычно встречаются чаще рекомбинантных. Наличие меньших классов Ab и aB показывает, что между локусами происходил кроссинговер, то есть сцепление неполное.
4. Почему сцепленные гены не всегда наследуются только одной неизменной парой?
Пояснение. Во время мейоза возможен обмен соответствующими участками между несестринскими хроматидами гомологичных хромосом. Если обмен произошёл между двумя локусами, возникают новые сочетания их аллелей.
5. В данных из вводного блока сколько рекомбинантных потомков среди 1000 особей?
Пояснение. Рекомбинантные классы — Ab и aB: 92 + 90 = 182. Родительские классы значительно многочисленнее, что согласуется со сцеплением генов.
6. Какова частота рекомбинации по данным 420 AB, 398 ab, 92 Ab и 90 aB?
Пояснение. Частота рекомбинации равна числу рекомбинантов, делённому на общее число потомков: 182/1000 = 0,182. В учебной генетической карте это соответствует примерно 18,2 сМ для такого интервала.
7. Что означает «полное сцепление» в простой учебной модели?
Пояснение. Если рекомбинация между двумя локусами не происходит или практически не наблюдается, передаются только исходные сочетания аллелей. Это называют полным сцеплением в рамках рассматриваемой задачи.
8. Почему частота рекомбинации между двумя локусами по данным потомства не превышает 50%?
Пояснение. Даже если между далёкими локусами происходят многочисленные обмены, наблюдаемая доля рекомбинантных классов приближается к 50%. Поэтому по одной паре локусов значения выше 50% как частоту рекомбинации не используют.
9. Два гена дают 4% рекомбинантов. Что разумнее предположить о расстоянии между ними по сравнению с парой, дающей 28%?
Пояснение. Для сравнительно малых расстояний меньшая частота рекомбинации обычно указывает на более близкое расположение локусов. При больших интервалах связь становится нелинейной из-за множественных кроссоверов, но 4% явно указывает на тесное сцепление.
10. Какая схема показывает расположение аллелей в фазе сцепления (cis) для генотипа AaBb?
Пояснение. В cis-фазе два условно «первых» аллеля A и B находятся на одном гомологе, а a и b — на другом. В trans-фазе сочетания были бы Ab и aB.
11. У дигетерозиготы аллели расположены Ab / aB. Какие гаметы будут родительскими при отсутствии кроссинговера между локусами?
Пояснение. Родительскими называют сочетания, уже присутствующие на гомологичных хромосомах исходной особи. Поэтому для trans-фазы это Ab и aB, а AB и ab будут рекомбинантами.
12. Какой результат лучше всего отличает сцепление от независимого наследования в анализирующем скрещивании?
Пояснение. При независимом расхождении двух генов в идеальной простой модели четыре типа гамет ожидаются примерно одинаково часто. При сцеплении родительские типы преобладают, если рекомбинация меньше 50%.
13. Что непосредственно разрывает связь между аллелями двух сцепленных локусов в конкретной хроматиде?
Пояснение. Сам факт репликации копирует исходное расположение локусов и не создаёт рекомбинантного сочетания. Новую комбинацию на хроматиде создаёт обмен участками, если точка обмена лежит между генами.
14. Почему нельзя сказать: «Если гены в одной хромосоме, они обязательно наследуются вместе в 100% случаев»?
Пояснение. Расположение в одной хромосоме создаёт сцепление, но не исключает рекомбинацию. Чем дальше локусы друг от друга, тем выше вероятность обмена между ними.
15. Исследователь получил 49% рекомбинантов между локусами X и Y. Какой осторожный вывод правильнее?
Пояснение. Частота около 50% соответствует практически независимому наследованию по наблюдаемым классам. Она не позволяет уверенно доказать, находятся локусы на разных хромосомах или очень далеко на одной.
16. Как связаны сцепление генов и закон независимого распределения?
Пояснение. Гены на разных хромосомах обычно распределяются независимо благодаря ориентации пар гомологов в мейозе I. Для локусов одной хромосомы физическая связь может нарушать это простое соотношение.
17. В опыте после увеличения размера выборки доля рекомбинантов остаётся около 12%. Что это усиливает?
Пояснение. Повторяющаяся доля рекомбинантов меньше 50% согласуется с неполным сцеплением. Большая выборка уменьшает влияние случайных отклонений, хотя сама по себе не заменяет корректную схему скрещивания.
18. Почему генетическое расстояние в сантиморганах не равно фиксированному числу пар нуклеотидов для всех участков генома?
Пояснение. Генетическая карта основана на вероятности рекомбинации, а не на прямом измерении физической длины. Разные участки генома могут иметь разную интенсивность рекомбинации.
19. Какой экспериментальный подход наиболее полезен для оценки сцепления двух локусов у организма с удобной генетикой?
Пояснение. Для анализа сцепления нужны данные о том, какие сочетания аллелей попадают в гаметы и потомство. Анализирующее скрещивание делает эти типы особенно наглядными.
20. Какой итоговый вывод точнее всего описывает сцепленное наследование?
Пояснение. Сцепление — следствие физического расположения локусов, а рекомбинация меняет сочетания аллелей. Поэтому наблюдаемое наследование зависит и от принадлежности к хромосоме, и от расстояния между локусами.
Выберите ответы и нажмите кнопку проверки.
Что повторить по ошибкам
1–4, 13–16. Что такое сцепление и почему кроссинговер его ослабляет.
5–9, 15, 17–18. Частота рекомбинации и осторожная интерпретация генетического расстояния.
10–12. Cis/trans-фаза и родительские комбинации.
19–20. Как данные потомства превращаются в генетический вывод.
Открытые мини-задачи
- Объясните, почему 8% рекомбинантов поддерживает гипотезу сцепления сильнее, чем 49%. Критерий: связь частоты рекомбинации с совместным наследованием и пределом 50%.
- Для записи Ab/aB назовите родительские и рекомбинантные гаметы. Критерий: Ab и aB против AB и ab.
- Почему сантиморган нельзя напрямую переводить в одно и то же число пар оснований для любого участка? Критерий: неодинаковая частота рекомбинации.
Ключ и объяснения
- 1. C — Совместное наследование генов одной хромосомы
Гены одной хромосомы физически входят в состав одной молекулы ДНК, поэтому могут передаваться вместе. Кроссинговер способен разделить их сочетание, поэтому сцепление нередко бывает неполным. - 2. D — Близкие локусы одной хромосомы
Чем меньше участок между генами, тем меньше вероятность кроссинговера именно между ними. Поэтому близко расположенные локусы чаще сохраняют родительское сочетание аллелей. - 3. A — AB и ab — родительские; Ab и aB — рекомбинантные
При сцеплении нерекомбинантные гаметы обычно встречаются чаще рекомбинантных. Наличие меньших классов Ab и aB показывает, что между локусами происходил кроссинговер, то есть сцепление неполное. - 4. C — Кроссинговер между гомологами
Во время мейоза возможен обмен соответствующими участками между несестринскими хроматидами гомологичных хромосом. Если обмен произошёл между двумя локусами, возникают новые сочетания их аллелей. - 5. A — 182
Рекомбинантные классы — Ab и aB: 92 + 90 = 182. Родительские классы значительно многочисленнее, что согласуется со сцеплением генов. - 6. B — 18,2%
Частота рекомбинации равна числу рекомбинантов, делённому на общее число потомков: 182/1000 = 0,182. В учебной генетической карте это соответствует примерно 18,2 сМ для такого интервала. - 7. B — Отсутствие обнаруженных рекомбинантов
Если рекомбинация между двумя локусами не происходит или практически не наблюдается, передаются только исходные сочетания аллелей. Это называют полным сцеплением в рамках рассматриваемой задачи. - 8. D — При дальних локусах доля рекомбинантов приближается к 50%
Даже если между далёкими локусами происходят многочисленные обмены, наблюдаемая доля рекомбинантных классов приближается к 50%. Поэтому по одной паре локусов значения выше 50% как частоту рекомбинации не используют. - 9. B — Первая пара расположена генетически ближе
Для сравнительно малых расстояний меньшая частота рекомбинации обычно указывает на более близкое расположение локусов. При больших интервалах связь становится нелинейной из-за множественных кроссоверов, но 4% явно указывает на тесное сцепление. - 10. B — AB / ab
В cis-фазе два условно «первых» аллеля A и B находятся на одном гомологе, а a и b — на другом. В trans-фазе сочетания были бы Ab и aB. - 11. D — Ab и aB
Родительскими называют сочетания, уже присутствующие на гомологичных хромосомах исходной особи. Поэтому для trans-фазы это Ab и aB, а AB и ab будут рекомбинантами. - 12. A — Преобладание двух классов над двумя другими
При независимом расхождении двух генов в идеальной простой модели четыре типа гамет ожидаются примерно одинаково часто. При сцеплении родительские типы преобладают, если рекомбинация меньше 50%. - 13. D — Кроссинговер, произошедший между этими локусами
Сам факт репликации копирует исходное расположение локусов и не создаёт рекомбинантного сочетания. Новую комбинацию на хроматиде создаёт обмен участками, если точка обмена лежит между генами. - 14. A — Между ними может происходить кроссинговер
Расположение в одной хромосоме создаёт сцепление, но не исключает рекомбинацию. Чем дальше локусы друг от друга, тем выше вероятность обмена между ними. - 15. C — Почти независимое наследование по этим данным
Частота около 50% соответствует практически независимому наследованию по наблюдаемым классам. Она не позволяет уверенно доказать, находятся локусы на разных хромосомах или очень далеко на одной. - 16. B — Нарушение простого независимого распределения
Гены на разных хромосомах обычно распределяются независимо благодаря ориентации пар гомологов в мейозе I. Для локусов одной хромосомы физическая связь может нарушать это простое соотношение. - 17. A — Гипотезу о неполном сцеплении
Повторяющаяся доля рекомбинантов меньше 50% согласуется с неполным сцеплением. Большая выборка уменьшает влияние случайных отклонений, хотя сама по себе не заменяет корректную схему скрещивания. - 18. D — Неодинаковая частота кроссинговера по хромосоме
Генетическая карта основана на вероятности рекомбинации, а не на прямом измерении физической длины. Разные участки генома могут иметь разную интенсивность рекомбинации. - 19. C — Подсчёт классов потомства в информативном скрещивании
Для анализа сцепления нужны данные о том, какие сочетания аллелей попадают в гаметы и потомство. Анализирующее скрещивание делает эти типы особенно наглядными. - 20. C — Положение локусов плюс рекомбинация
Сцепление — следствие физического расположения локусов, а рекомбинация меняет сочетания аллелей. Поэтому наблюдаемое наследование зависит и от принадлежности к хромосоме, и от расстояния между локусами.
Поделиться
Сохраните материал или отправьте тому, кому он пригодится.