EU peníze středním školám Název vzdělávacího materiálu: Genetické interakce – řešené příklady k procvičování Číslo vzdělávacího materiálu: ICT10 /6 Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název sady vzdělávacích materiálů: Molekulární biologie jako prohloubení učiva a opakování k maturitě Autor: Jakub Siegl Datum vytvoření: Garant (kontrola): Mgr. Šárka Kirchnerová Ročník: ročník čtyřletého gymnázia (septima – oktáva) Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor: Biologie Téma: Genetické interakce – řešené příklady k procvičování Metodika/anotace: Genetické interakce jsou důležitou kapitolou pro pochopení projevu genetické výbavy. Tento materiál umožňuje procvičit a upevnit teoretické znalosti na konkrétních řešených příkladech ze života. Časový rozvrh: 40 min Gymnázium Františka Křižíka a základní škola, s.r.o.

Příklad 1 U myší je pro tvorbu melaninu nezbytná přítomnost dominantní alely určitého genu (M). Dominantní alela jiného genu (P) podmiňuje přeměnu tmavého barviva ve žluté. Jaké potomstvo bude v F1 a F2 po křížení černé myši (MMpp) s bílou (mmPP)?

Řešení 1 U myší je pro tvorbu melaninu nezbytná přítomnost dominantní alely určitého genu (M). Dominantní alela jiného genu (P) podmiňuje přeměnu tmavého barviva ve žluté. Jaké potomstvo bude v F1 a F2 po křížení černé myši (MMpp) s bílou (mmPP)? Příklad je velmi jednoduchý. F1 generace je logicky uniformní. Proč? Protože kombinace jediných dvou gamet těchto jedinců (Mp a mP) může vzniknout pouze genotyp MmPp – tedy dihybrid. Tato myš bude na základě zadaných informací žlutá, jelikož dominantní alela M umožní zbarvit srst a dominantní alela P potom přeměnu černé ve žlutou barvu. V F2 generaci probíhá segregace alel dle 3. Mendelova zákona, výsledný štěpný poměr je však posunutý. Totiž, v případě výskytu recesivní kombinace mm nedojde k projevu dominantní alely P → recesivní epistáze: 9/16 9/16 – žlutých 3/16 3/16 – černých 4/16 4/16 – bílých myší

Příklad 2 Výběžky u jahodníku se tvoří pouze za přítomnosti alel A a B. Jaký bude fenotypový poměr v F2 po zkřížení dvou homozygotních rostlin bez výběžků (AAbb x aaBB)?

Řešení 2 Výběžky u jahodníku se tvoří pouze za přítomnosti alel A a B. Jaký bude fenotypový poměr v F2 po zkřížení dvou homozygotních rostlin bez výběžků (AAbb x aaBB)? V tomto případě bude řešení opět jednoduché. Jelikož zde máme dva homozygoty zrcadlové, jejichž gamety jsou Ab a aB, pak je F1 generace zase uniformní a heterozygotní v obou znacích, čili dihybridní (AaBb), výběžkatá. Jejich potomstvo by za normálních podmínek odpovídalo 3. Mendelovu zákonu, jen kdyby se nejednalo o komplementaritu. To je totiž ta genová interakce, které odpovídá zadání. Projev znaku je vázán na přítomnost vždy alespoň jedné dominantní alely od každého znaku. 9/16 9/16 – výběžkatých 7/16 7/16 – bez výběžků

Příklad 3 Červená barva obilek pšenice je výsledkem přítomnosti alespoň jedné dominantní alely (tj. genotypů A-B-). Obilky rostlin aabb jsou bílé, rostlin A-bb a aaB- hnědé. Rostliny s homozygotně červenými obilkami jsou kříženy s rostlinami s bílými obilkami. Jakou barvu obilek lze očekávat v generaci F1? Jakou v generaci F2 a v jakém vzájemném poměru?

Řešení 3 Červená barva obilek pšenice je výsledkem přítomnosti alespoň jedné dominantní alely (tj. genotypů A-B-). Obilky rostlin aabb jsou bílé, rostlin A-bb a aaB- hnědé. Rostliny s homozygotně červenými obilkami jsou kříženy s rostlinami s bílými obilkami. Jakou barvu obilek lze očekávat v generaci F1? Jakou v generaci F2 a v jakém vzájemném poměru? Rostliny homozygotní červené mají genotyp AABB, bílé obilky pak vyjadřujeme jako aabb. Podobně jako v 1 řešeném příkladu tak bude potomstvo F1 dihybridní s fenotypovým projevem – červené obilky. Jejich potomstvo (jeho štěpný poměr) je dáno odklonem od ideálního štěpného poměru. Pokud se projeví červená barva, je to dáno výskytem dominantních alel obou znaků zároveň, v případě výskytu ať té či oné, je projev méně výrazný. To odpovídá interakci kvantitativní kumulativní s dominancí. 9/16 9/16 – červených 6/16 6/16 – hnědých 1/16 1/16 – bílých obilek

Příklad 4 Zbarvení u prvosenky ovlivňují geny B/b a C/c. Rostlina mající genotyp B___ je v květu bílá, stejně jako bbcc. V případě výskytu dominantní alely C a současné absence dominantní alely B, bude květ červený. Určete, o jaký typ interakce se jedná a proveďte křížení červené rostliny bbCc s bílou dominantně homozygotní rostlinou.

Řešení 4 Zbarvení u prvosenky ovlivňují geny B/b a C/c. Rostlina mající genotyp B___ je v květu bílá, stejně jako bbcc. V případě výskytu dominantní alely C a současné absence dominantní alely B, bude květ červený. Určete, o jaký typ interakce se jedná a proveďte křížení červené rostliny bbCc s bílou dominantně homozygotní rostlinou. Interakce, která se skrývá za tímto příkladem je vskutku inhibice. Dominantní alela B nemá vlastní fenotypový projev a pouze překrývá projev druhého znaku pro červenou barvu květu. Při křížení dvou heterozygotů by byl projev takovýto: 14:3 Jelikož však křížíme rostliny jiné, bude skladba gamet odlišná: bbCc → bC a bc a dominantní homozygot BBCC → BC → všichni potomci budou mít bílé květy důsledkem přítomnosti dominantní alely B.

Příklad 5 Zbarvení pokožky u prasat mají na svědomí 2 geny I/i a J/j. V případě genotypu I___ bude pokožka černá, pokud bude přítomna pouze dominantní alela J, bude pokožka černá, recesivní homozygot v obou znacích má pokožku červenou. Určete typ interakce a proveďte křížení dihybrida s černým prasetem ve znaku homozygotním.

Řešení 5 Zbarvení pokožky u prasat mají na svědomí 2 geny I/i a J/j. V případě genotypu I___ bude pokožka bílá, pokud bude přítomna pouze dominantní alela J, bude pokožka černá, recesivní homozygot v obou znacích má pokožku červenou. Určete typ interakce a proveďte křížení dihybrida s černým prasetem ve znaku homozygotním. Jestliže dojde k projevu dominantní alely jen v případě absence alely I, pak je gen J/j hypostatický vůči epistatickému genu I/i – jde tedy o epistázi. A je-li spojená s dominantní alelou, pak jde o epistázi dominantní. V našem případě dochází ke křížení dihybrida (IiJj), ktarý bude logicky bílý, jelikož obsahuje dominantní alelu I, s černým homozygotním prasetem (iiJJ). Soustava gamet pro křížení je tedy IJ, Ij, iJ a ij x iJ. bílíčerní Fenotypový poměr potomků vzniklých při tomto křížení je 1:1 bílí : černí.

Tabulky – archiv autora