Задание ollbio09101120172018в2

Олимпиада▿высокий уровень сложности▿олимпиада "Ломоносов"()
У одного из представителей семейства Колокольчиковые (Campanulaceae) – платикодона крупноцветкового (Platycodon grandiflorum) пентамерные цветки, состоящие из круга чашелистиков, круга лепестков, круга тычинок и круга плодолистиков (см. рис.). Иногда среди платикодонов можно найти махровые цветки, у которых на месте тычинок развиваются лепестки. А. Нарисуйте диаграмму махрового цветка платикодона. На диаграмме обозначьте части цветка. Предложите для него формулу. Б. Предположим, что в природной популяции платикодона крупноцветкового возникла форма с махровыми цветками (по остальным признакам форма не отличается от нормы). Образование махровых цветков определяется одной рецессивной мутацией. Ученые пересадили из природы на экспериментальный участок два мутантных и одно нормальное растение. Считая, что при опылении пыльца всех особей смешивается, пыльца из природных популяций не попадает на участок, и при этом возможно самоопыление, рассчитайте, каким может быть расщепление в потомстве первого поколения по генотипам и фенотипам. В. Далее среди потомков первого поколения выбрали только те растения, у которых цветки нормальные, а остальные убрали с участка до опыления. С оставленных растений собрали семена и посеяли. Каким может оказаться расщепление среди потомков второго поколения по генотипу и фенотипу?
📜Теория для решения: Генетический код. Биосинтез белка Моно- и дигибридное скрещивание. Законы Менделя Изменчивость

Решение

А. Опираясь на рисунок, мы видим, что чашелистики изображены свободными, тогда как все лепестки срослись. Пять тычинок свободные, а плодолистиков три, и они также срослись. (У Колокольчиковых завязь нижняя, но это не принципиально для дальнейшего решения.) Можно предложить следующую формулу для типичного цветка в сем. Колокольчиковые: * Ч5 Л(5) Т5 П(3) или * Ca5 Co(5) A5 G(3) . Поскольку у махровых форм происходит замена тычинок на лепестки, в формуле вместо тычинок нужно указать дополнительный круг лепестков: * Ч5 Л(5)+(5) П(3) или * Ca5 Co(5)+(5) G(3) . При построении диаграммы должны выполняться следующие принципы: 1. Органы в круге располагаются друг относительно друга под углом 360 : 5 = 72 градуса. 2. В двух соседних кругах органы должны чередоваться, т.е. положение медианы каждого органа должно приходиться строго на промежуток между органами предыдущего круга. Для пентамерного цветка между органами в соседних кругах угол должен составлять 36 градусов. На рисунке видно, что плодолистики (поскольку из три) не могут правильно чередоваться с пятью тычинками. 3. Если рассматривать органы через круг, то их медианы должны находиться друг напротив друга (органы противолежат). 4. Центром цветка считается центр завязи. Поэтому при проверке расположения органов в цветке все линии будут проводиться через центр завязи и центральную (медианную) жилку органа. 5. На рисунке показан цветок с центрально-угловой плацентацией (гинецей синкарпный). Между гнездами завязи находятся перегородки (септы). Для плодолистика медианой считается линия, делящая угол между септами ровно пополам.   Б. Обозначим ген, отвечающий за проявление махровости как А. Поскольку мы знаем, что махровость цветков определяется рецессивной мутацией по этому гену, генотип махровых растений может быть только аа. Взятое из природы нормальное растение могло оказаться как гомозиготой АА, так и носителем рецессивного аллеля Аа. Поэтому возможно два варианта расщепления среди потомков. Из природы были взяты два махровых и одно немахровое растение, и по семенной продуктивности все три растения одинаковы, следовательно, 2/3 семян будет собрано с махровых, и 1/3 – с немахровых растений. Однако пыльцу может образовать только растение с немахровыми цветками. Вариант 1. Немахровое растение – гомозигота АА. Тогда среди потомков в данном скрещивании должно оказаться: 1/3 (≈33.3%) АА 2/3 (≈66.7%) Аа или 1 АА : 2 Аа По фенотипу все потомки окажутся немахровыми. Вариант 2. Немахровое растение – гетерозигота Аа. Среди женских гамет соотношение вклад каждого из растений останется прежним, т.е. 2/3 от всех аллелей а придут от махровых растений. Среди оставшихся 1/3 женских гамет 1/6 будет нести аллель а, и еще 1/6 – аллель А. Таким образом, соотношение среди женских гамет будет 5/6 а и 1/6 А. Среди мужских гамет 1/2 будет нести аллель А, и еще 1/2 – аллель а. Таким образом, среди потомков первого поколения возможно следующее расщепление по генотипам: 1/12 АА (≈8.3%) 6/12=1/2 Аа (50.0%) 5/12 аа (≈41.7%) 1 АА : 6 Аа : 5 аа По фенотипам: 7/12 (≈50.3%) немахровых 5/12 (≈41.7%) махровых 7 немахровых : 5 махровых   В. В первом варианте скрещивания махровых растений не окажется. Рассчитаем доли потомков по генотипам и фенотипам во втором поколении. 1/3 (≈33.3%) АА дадут только гаметы А, тогда как 2/3 растений с генотипом Аа дадут половину гамет А и вторую половину гамет а. Таким образом, суммарно гамет А в популяции окажется 2/3, и 1/3 гамет, несущих аллель а. Таким образом, среди потомков второго поколения возможно следующее расщепление по генотипам: 4/9 АА (≈44.4%) 4/9 Аа (44.4%) 1/9 аа (≈11.1%) 4 АА : 4 Аа : 1 аа По фенотипам: 8/9 (≈88.9%) немахровых 1/9 (≈11.1%) махровых 8 немахровых : 1 махровых. Во втором случае (из природы было взято гетерозиготное немахровое растение) после того, как мы удалим все махровые растения, останется 1/7 АА (≈14.3%) и 6/7 Аа (≈85.7%). Последние дадут половину гамет А (3/7) и половину гамет а (3/7). Суммарная доля гамет А составит 4/7. Тогда: Во втором случае расщепление среди потомков второго поколения будет: по генотипам: 16/49 АА (≈32.6%) 24/49 Аа (≈49.0%) 9/49 аа (≈18.4%) 25 АА : 30 Аа : 9 аа По фенотипам: 40/49 (≈81.6%) немахровых 9/49 (≈18.4%) махровых 40 немахровых : 9 махровых.


Надежда | Просмотров: 16 | Оценить:

Добавить комментарий



Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *