Взаємодія генів – це вплив кількох генів або алелів одного гена на формування однієї ознаки. Тобто ознака рідко залежить від одного гена: у більшості випадків над нею «працює» кілька спадкових чинників одночасно. На НМТ ця тема входить до розділу «Закономірності спадковості і мінливості» і трапляється у двох форматах: питання на розпізнавання типу взаємодії за описом і задача на розщеплення в другому поколінні.
Нижче: головні розщеплення у \(F_2\), різниця між алельною і неалельною взаємодією, чим неповне домінування відрізняється від кодомінування, покроковий алгоритм розвʼязання задачі, три тренувальні завдання у форматі НМТ (неповне домінування, полімерія, домінантний епістаз), типові помилки учнів і поширені запитання.
🔑 Ключові формули
Повне домінування, \(F_2\): \(3:1\) за фенотипом і \(1:2:1\) за генотипом
\(F_2\): \(1:2:1\)
Незалежне успадкування, \(F_2\): \(9:3:3:1\)
\(2^{n}\)
\(A\), \(a\) – алелі першого гена; \(B\), \(b\) – алелі другого гена; \(F_1\) – перше покоління; \(F_2\) – друге покоління; \(n\) – кількість генів у гетерозиготному стані
Як розв'язувати — покроковий метод
-
1 Крок 1. Порахуйте гени в умові
Порахуйте, скільки генів згадано в умові. Один ген – це алельна взаємодія, два різні гени – це неалельна.
-
2 Крок 2. Запишіть позначення й генотипи батьків
Запишіть позначення алелів і генотипи батьків.
-
3 Крок 3. Визначте типи гамет
Визначте типи гамет кожного з батьків за формулою \(2^{n}\).
-
4 Крок 4. Складіть решітку Пеннета
Складіть решітку Пеннета або перемножте ймовірності окремо за кожним геном.
-
5 Крок 5. Згрупуйте нащадків за фенотипом
Згрупуйте нащадків за фенотипом і зведіть співвідношення до найпростішого вигляду.
-
6 Крок 6. Назвіть тип взаємодії
Порівняйте отримане розщеплення з таблицею формул вище і назвіть тип взаємодії.
Мій порядок дій завжди такий: спочатку співвідношення, потім назва. Якщо йти навпаки, легко «підігнати» задачу під ту назву, яку краще запамʼятали.
📝 Розбір реальних завдань НМТ
Приклад 1. Неповне домінування. Схрестили рослину з червоними квітками \(AA\) і рослину з білими квітками \(aa\). У \(F_1\) всі квітки рожеві. Яке розщеплення за фенотипом буде у \(F_2\)?
Крок 1. \(F_1\) увесь гетерозиготний: \(Aa\), фенотип рожевий. Оскільки гетерозигота має проміжний фенотип, це неповне домінування.
Крок 2. Схрещуємо \(Aa \times Aa\). Кожен батько дає \(2^{1} = 2\) типи гамет: \(A\) і \(a\).
Крок 3. Нащадки: \(1AA\), \(2Aa\), \(1aa\).
Крок 4. Фенотипи: \(AA\) червоні, \(Aa\) рожеві, \(aa\) білі.
Відповідь: \(1:2:1\), тобто \(\dfrac{1}{4}\) червоних, \(\dfrac{2}{4}\) рожевих, \(\dfrac{1}{4}\) білих. Зверніть увагу: тут немає розщеплення \(3:1\), і саме на цьому будують дистрактори.
Приклад 2. Полімерія. Забарвлення насінини визначають два гени \(A\) і \(B\), причому будь-який домінантний алель дає однакове забарвлення. Схрестили \(AaBb \times AaBb\). Яка частка незабарвлених насінин у \(F_2\)?
Крок 1. Незабарвлені лише ті, у кого немає жодного домінантного алеля, тобто генотип \(aabb\).
Крок 2. Ймовірність \(aa\) від схрещування \(Aa \times Aa\) дорівнює \(\dfrac{1}{4}\), ймовірність \(bb\) так само \(\dfrac{1}{4}\).
Крок 3. Гени успадковуються незалежно, тому перемножуємо: \(\dfrac{1}{4} \cdot \dfrac{1}{4} = \dfrac{1}{16}\).
Відповідь: \(\dfrac{1}{16}\) незабарвлених, розщеплення \(15:1\). Це некумулятивна полімерія: один домінантний алель дає такий самий результат, як чотири.
Приклад 3. Домінантний епістаз. Ген \(A\) придушує прояв гена \(B\). Схрестили \(AaBb \times AaBb\). Яке розщеплення у \(F_2\)?
Крок 1. Базове дигібридне розщеплення: \(9\,A\_B\_ : 3\,A\_bb : 3\,aaB\_ : 1\,aabb\).
Крок 2. Усі особини з \(A\) мають придушену ознаку другого гена, отже групи \(9\) і \(3\,A\_bb\) виглядають однаково: \(9 + 3 = 12\).
Крок 3. Решта: \(3\,aaB\_\) проявляють ознаку \(B\), \(1\,aabb\) не проявляють нічого.
Відповідь: \(12:3:1\).
⚠️ Типові помилки учнів
Виникає тому, що в обох випадках гетерозигота відрізняється від гомозигот. Правильно так: якщо фенотип проміжний, це неповне домінування, якщо обидві ознаки видно повністю й окремо, це кодомінування.
Рука сама виводить дане розщеплення. Перечитайте умову: якщо в \(F_1\) описано проміжний фенотип, за фенотипом буде \(1:2:1\).
Обидві взаємодії неалельні, обидві дають нестандартні співвідношення. Комплементарність: гени разом створюють ознаку. Епістаз: один ген придушує інший.
Плутанина епістазу і комплементарності – одна з найчастіших помилок у цій темі. Раджу простий спосіб: напишіть на аркуші два слова, «доповнюють» і «придушує», і кожну задачу спочатку відносьте до одного з них. Далі співвідношення підставляється саме. На курсі ми відпрацьовуємо саме такі пари понять, які учні змішують, бо в тестах їх ставлять поруч навмисно.
Хочете план підготовки з біології під ваш рівень? Залиште імʼя і телефон, і ми передзвонимо.
Дивіться також: Закономірності спадковості · Закони Менделя · Задачі з генетики
Що таке взаємодія генів. Взаємодія генів – це вплив кількох генів або алелів одного гена на формування однієї ознаки. Друзі, не лякаємось назв. Епістаз, комплементарність, полімерія звучать страшно, але за кожним словом стоїть проста логіка. Я на уроках завжди кажу так: спочатку подивіться, скільки генів у задачі, а вже потім думайте про назву. Один ген і два алелі – це взаємодія алельних генів. Два різні гени – це вже неалельна взаємодія.
Алельна взаємодія. Це взаємодія двох алелів одного гена, тобто двох варіантів однієї спадкової «інструкції», розміщених у гомологічних хромосомах. Сюди належать повне домінування, неповне домінування, кодомінування і множинний алелізм.
Неалельна взаємодія. Це вплив генів з різних локусів, тобто різних генів, на одну ознаку. Це комплементарність, епістаз і полімерія.
Розбираємо через слово. «Алель» – це варіант одного гена, отже «неалельні» гени це просто різні гени. «Комплементарність» – це відповідність, доповнення, тут два гени доповнюють одне одного. «Епістаз» – від «стояти над», один ген стає над іншим і його придушує. «Полімерія» – «багато частин», багато генів по краплині додають до однієї ознаки. Коли ви розібрали назву, тест уже наполовину зроблений.
Чим відрізняється неповне домінування від кодомінування. При неповному домінуванні гетерозигота має проміжний фенотип, при кодомінуванні обидва алелі проявляються повністю й одночасно. Це найчастіше питання, яке мені пишуть після уроку з цієї теми.
Приклад неповного домінування. Червона квітка \(AA\), біла \(aa\), гетерозигота \(Aa\) рожева. Ознака ніби «розбавилась».
Приклад кодомінування. Група крові \(AB\) у людини. Тут не «щось середнє», а два антигени присутні одночасно, кожен у повному вигляді. Це ж і приклад множинного алелізму: ген групи крові має більше двох алелів.
- Порахуйте, скільки генів згадано в умові: один ген – алельна взаємодія, два різні гени – неалельна.
- Запишіть позначення алелів і генотипи батьків.
- Визначте типи гамет кожного з батьків за формулою \(2^{n}\).
- Складіть решітку Пеннета або перемножте ймовірності окремо за кожним геном.
- Згрупуйте нащадків за фенотипом і зведіть співвідношення до найпростішого вигляду.
- Порівняйте отримане розщеплення з формулами і назвіть тип взаємодії.
❓ Часті запитання
Що таке взаємодія генів простими словами
Це коли на одну ознаку впливає більше ніж один спадковий чинник: або два алелі одного гена, або кілька різних генів. Через це реальні співвідношення в потомстві часто відрізняються від класичного \(3:1\).
Які типи взаємодії генів треба знати на НМТ
Алельні: повне домінування, неповне домінування, кодомінування, множинний алелізм. Неалельні: комплементарність, епістаз, полімерія. Цього набору достатньо для завдань НМТ з розділу «Закономірності спадковості і мінливості».
Чим епістаз відрізняється від полімерії
При епістазі один ген придушує дію іншого, тому частина фенотипів «зникає». При полімерії гени діють в одному напрямку і додаються, тому ознака посилюється з кожним домінантним алелем.