Нормальный рост у кукурузы доминирует над карликовостью, устойчивость к гельминтоспориозу — над восприимчивостью. Растение F1, имеющее нормальный рост и устойчивое к гельминтоспориозу, было опылено пыльцой растения, имеющего оба признака в рецессивном состоянии. В Fа получили 493 растения. 1). Сколько типов гамет может образовать материнское растение F1? 2). Сколько разных фенотипов могут иметь растения Fа? 3). Сколько растений Fа могут быть устойчивыми к гельминтоспориозу? 4). Сколько растений Fа могут быть устойчивыми к гельминтоспориозу и иметь нормальную высоту? 5). Сколько разных генотипов могут образоваться в Fа?

1. Сколько типов гамет может образовать материнское растение F1?

Материнское растение F1 является гетерозиготным по обоим признакам: нормальный рост (Rr) и устойчивость к гельминтоспориозу (Cc). Это означает, что оно имеет два аллеля для каждого признака: один доминантный (R и C) и один рецессивный (r и c). В процессе формирования гаметы, каждая гамета будет получать по одному аллелю от каждого гена. Следовательно, возможные комбинации аллелей будут следующие:

• RC

• Rc

• rC

• rc

Итак, материнское растение F1 может образовать 4 типа гамет.

2. Сколько разных фенотипов могут иметь растения Fа?

В F1 материнское растение имеет два признака, каждый из которых может проявляться в двух формах (доминантный и рецессивный):

• Признак роста: нормальный рост (R) доминирует над карликовостью (r).

• Признак устойчивости к гельминтоспориозу: устойчивость (C) доминирует над восприимчивостью (c).

Таким образом, возможные фенотипы для растений Fа будут сочетаниями доминантных и рецессивных признаков по каждому из двух генов:

1. Нормальный рост, устойчивость к гельминтоспориозу (R_C_)

2. Нормальный рост, восприимчивость к гельминтоспориозу (R_cc)

3. Карликовость, устойчивость к гельминтоспориозу (rrC_)

4. Карликовость, восприимчивость к гельминтоспориозу (rrcc)

Таким образом, в Fа будет 4 разных фенотипа.

3. Сколько растений Fа могут быть устойчивыми к гельминтоспориозу?

Устойчивость к гельминтоспориозу определяется доминантным аллелем C. Растение будет устойчивым к гельминтоспориозу, если оно имеет хотя бы один доминантный аллель C (то есть генотип CC или Cc).

Для того чтобы подсчитать количество таких растений в поколении Fа, необходимо обратить внимание на вероятность того, что потомки будут иметь хотя бы один доминантный аллель C. Это можно вычислить с помощью анализа всех возможных генотипов Fа.

С учетом того, что отцовское растение имеет оба рецессивных аллеля для признака устойчивости (cc), то гены C или c могут быть получены только от материнского растения F1 (где генотип по этому признаку - Cc). Вероятности генотипов потомков по этому признаку следующие:

• CC — 1/4

• Cc — 2/4

• cc — 1/4

Следовательно, 3/4 всех растений будут устойчивыми к гельминтоспориозу (как CC, так и Cc).

Если всего в поколении Fа 493 растения, то количество устойчивых растений составит:

$493 \times \frac{3}{4} = 369.75$

Округляем до целого числа, получаем 370 растений, которые будут устойчивыми к гельминтоспориозу.

4. Сколько растений Fа могут быть устойчивыми к гельминтоспориозу и иметь нормальную высоту?

Для того чтобы растение было устойчивым к гельминтоспориозу и имело нормальную высоту, оно должно иметь хотя бы один доминантный аллель C и хотя бы один доминантный аллель R. По предыдущему расчету, мы знаем, что 3/4 растений будут устойчивыми к гельминтоспориозу (CC или Cc), а также, чтобы иметь нормальный рост, растение должно быть либо гетерозиготным (Rr), либо гомозиготным (RR).

Вероятности генотипов для роста (по признаку нормальной высоты) таковы:

• RR — 1/4

• Rr — 2/4

• rr — 1/4

Итак, вероятность того, что растение будет и устойчивым, и иметь нормальный рост, будет:

• Для устойчивости: 3/4 (CC или Cc)

• Для нормального роста: 3/4 (RR или Rr)

Тогда вероятность того, что растение будет и устойчивым к гельминтоспориозу, и с нормальным ростом, составит:

$\frac{3}{4} \times \frac{3}{4} = \frac{9}{16}$

Теперь вычислим количество таких растений:

$493 \times \frac{9}{16} = 276.5625$

Округляем до целого числа, получаем 277 растений, которые будут устойчивыми к гельминтоспориозу и иметь нормальную высоту.

5. Сколько разных генотипов могут образоваться в Fа?

Генотипы в Fа будут определяться комбинациями аллелей для двух признаков: роста и устойчивости. Для каждого из этих признаков возможны следующие генотипы:

• Для роста: RR, Rr, rr

• Для устойчивости: CC, Cc, cc

Следовательно, возможные комбинации генотипов для двух признаков (рост и устойчивость) будут:

1. RRCc

2. RRcc

3. RrCc

4. RrcC

5. rrCc

6. rrcc

Итак, в Fа может образоваться 6 различных генотипов.