Учебно-методическое пособие для самостоятельных занятий (стр. 16 из 32)
Задачи
1. У некоторых сортов пшеницы красная окраска зерна контролируется двумя парами полимерных доминантных генов. Два доминантных полимерных гена в гомозиготном состоянии (А1А1А2А2) дают темно-красное зерно, один доминантный ген (A1 или А2) обусловливает бледно-красную, три – красную окраску зерновки. Скрещивали растения, имеющие темно-красную зерновку, с гибридом F1, имеющим светло-красную окраску зерновки и получили 40 растений FB. (ответ)
1) Сколько разных генотипов будет при этом скрещивании?
2) Сколько разных фенотипов будут иметь растения FB?
3) Сколько растений будут иметь тёмно-красную окраску зерновки?
4) Сколько растений будут иметь красную окраску зерновки?
5) Сколько растений при самоопылении будут давать в потомстве растения только с тёмно-красной окраской зерновок?
2. У пшеницы яровость контролируется двумя доминантными полимерными генами А1 и А2, а озимость – их рецессивными аллелями a1 и а2. В наибольшей степени яровость проявляется в генотипах А1А1А2А2, а озимость – при сочетании генов а1а1а2а2. Сколько доминантных генов имеет растение, если при самоопылении в потомстве были получены на 3 яровые формы 1 озимая? (ответ)
3. У пшеницы высота растений обусловлена тремя парами рецессивных полимерных генов карликовости. Предположим, что каждый из них имеет одинаковое количественное значение в определении длины соломины и все они имеют кумулятивный эффект. При наличии 3 пар генов карликовости (l1l1l2l2l3l3) растения имеют высоту 18 см, а при наличии всех генов в доминантном состоянии высота растений была равна 120 см. Для производства предпочтительнее растения, имеющие длину соломины 60-70 см. Скрещивали растения F1, имеющие генотип L1l1L2l2L3l3 с растением, имеющем все три пары генов в рецессивном состоянии. Всего было получено в FB 40 растений. (ответ)
1) Какую высоту имели растения F1?
2) Сколько разных фенотипов было в Fв?
3) Сколько растений будут иметь высоту 18 см?
4) Сколько растений будут иметь высоту в пределах 60-70 см?
5) Сколько растений Fв будут иметь только нерасщепляющееся потомство?
4. Предположим, что у человека различие в цвете кожи обусловлено двумя парами полимерных генов. Чёрная окраска определяется двумя парами доминантных генов, белая окраска – двумя парами рецессивных генов. Присутствие в генотипе 3 доминантных генов обусловливает тёмную, 2 – смуглую и 1 – светлую окраску кожи. От брака смуглой девушки, имеющей генотип А1а1А2а2, с белокожим юношей было получено 8 детей. (ответ)
1) Сколько рецессивных генов содержится в генотипе юноши?
2) Сколько разных фенотипов будет при этом браке?
3) Сколько детей будут иметь смуглую окраску кожи?
4) Сколько детей будут иметь светлую окраску кожи?
5) Сколько детей от брака светлокожих родителей дадут нерасщепляющееся потомство?
Тема 8. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
ДАННЫХ ГИБРИДОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
Задания
1. Ознакомиться со статистическим характером расщепления гибридов.
2. Научиться вычислять критерий соответствия хи-квадрат (χ2).
3. Определить соответствие фактического расщепления теоретически ожидаемому при моногибридном и дигибридном скрещивании, при взаимодействии генов.
4. Оценить влияние объема выборки на величину χ2.
Литература
1. Гуляев Г.В. Генетика. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Колос, 1984. – С. 70-74.
2. Пухальский В.А. Введение в генетику. – М. : КолосС, 2007. – С. 49-51.
3. Генетика / А.А. Жученко, Ю.Л. Гужов, В.А. Пухальский и др. ; Под ред. А.А. Жученко. – М. : КолосС, 2003. – С. 45-47.
4. Абрамова З.В. Практикум по генетике. – 4-е изд., перераб. и доп. – Л. : Агропромиздат. Ленингр. отд-ние, 1992. – С. 93-96.
5. Гуляев Г.В., Мальченко В.В. Словарь терминов по генетике, цитологии, селекции, семеноводству и семеноведению. – М. : Россельхозиздат, 1975. – 215 с.
Пояснение к заданиям. Соотношение фенотипических классов у полученных гибридов основывается на случайном расхождении хромосом в мейозе, на случайном образовании различных типов гамет и равновероятной возможности их сочетания при оплодотворении. На фактическое соотношение фенотипических классов потомства большое влияние оказывают объём выборки, т. е. полнота представления всех возможных комбинаций и различные случайные факторы, влияющие на образование и развитие определённых классов.
В экспериментальной работе необходимо выявить соответствие фактически полученных при исследовании данных расщепления с теоретически ожидаемыми значениями. Чтобы это оценить используют статистический метод хи-квадрат (χ2). Для этого запись расчетов удобно вести в таблицах 4 и 5.
Таблица 4 – Анализ расщепления методом хи-квадрат при моногибридном скрещивании
| Данные | Фенотипические радикалы | Сумма | |
| А- | аа | ||
| Экспериментальные (р) | |||
| Теоретически ожидаемые (q) при расщеплении (например, 3 : 1) | |||
| Отклонение экспериментальных данных от теоретически ожидаемых (d) | |||
| Квадрат отклонения (d2) | |||
| Отношение квадрата отклонения к теоретически ожидаемым (d2/q) | |||
Таблица 5 – Анализ расщепления методом хи-квадрат при дигибридном скрещивании
| Данные | Фенотипический радикал | Сумма | |||
| А-В- | А-вв | ааВ- | аавв | ||
| Экспериментальные (р) | |||||
| Теоретически ожидаемые (q) при расщеплении (например, 9:3:3:1) | |||||
| Отклонения (d) | |||||
| Квадрат отклонения (d2) | |||||
| Отношение квадрата отклонения к теоретически ожидаемым (d2/q) | |||||
Вначале находят фактическое соотношение фенотипических классов по характеризующим их числам, поделив бóльшее число (числа) на наименьшее. Основываясь на фактическом соотношении фенотипических классов, предполагают соответствующие теоретические фенотипические радикалы. Затем исходные данные и полученную их сумму записывают в первую строку таблицы. На основе суммы данных и предполагаемого теоретического расщепления, которое наиболее близко к фактическому (при моногибридном скрещивании 3 : 1, 1 : 1, 1 : 2 : 1; при дигибридном 9 : 3 : 3 : 1, 1 : 1 : 1 : 1 и др.; при неаллельном взаимодействии генов 9 : 7, 9 : 4 : 3, 9 : 6 : 1, 12 : 3 : 1 и др.). Данные записывают во вторую строку.
Между фактическими и теоретически ожидаемыми значениями фенотипических классов находят отклонения, которые затем возводят в квадрат. Данные записывают в третью и четвёртую строки. Затем находят частное от деления квадрата отклонения на теоретически ожидаемую величину соответствующего фенотипического класса. Сумма полученных частных по каждому фенотипическому классу и будет являться фактическим значением χ2.
Из формулы вытекает, что χ2. будет тем меньше, чем меньше расхождения между фактически полученными и ожидаемыми данными (d). Это расхождение в одних случаях является результатом действия случайных причин, в других – характеризует действительно существующее различие между данными, теоретически ожидаемыми и полученными в эксперименте.
Кроме зависимости χ2 от величины отклонения между фактически полученными и теоретически ожидаемыми величинами существует зависимость от величины выборки. При одинаковых отклонениях величина χ2 значительно меньше при большой выборке.
Чтобы сделать правильный вывод, полученные значения χ2 сопоставляют с табличными значениями (таблица 6).
Таблица 6 – Значения χ2 при разных степенях свободы
| Число степеней свободы | Значимость | ||
| 0,05 | 0,01 | 0,001 | |
| 1 | 3,84 | 6,63 | 10,83 |
| 2 | 5,99 | 9,21 | 13,82 |
| 3 | 7,82 | 11,34 | 16,27 |
| 4 | 9,49 | 13,28 | 18,47 |
| 5 | 11,07 | 15,09 | 20,50 |
Если полученное при расчете значение χ2 не превышает значение его в таблице для соответствующей степени свободы, то различие между фактическими и теоретически ожидаемыми данными должно быть признано несущественным. Если же χ2 больше табличного, то в этом случае фактически полученные в эксперименте данные не соответствуют теоретически ожидаемым и расщепление носит иной, отличный от предполагаемого характер.