Capitolo 2 Eredità mendeliana 2.1 Se una cavia nera di sesso femminile è sottoposta a incrocio di prova e produce 2 figli neri, qual è il suo probabile genotipo? Con quale grado di certezza può essere pecificato? 2.2 Cavie eterozigoti nere (Bb) vengono incrociate tra di loro. a. Qual è la probabilità che le prime tre generazioni siano alternativamente nerabianca-nera o bianca-nera-bianca? b. Qual è la probabilità che nelle prime tre generazioni due siano nere e una bianca in qualsiasi ordine? 2.3 Le piante di pomodoro alte sono prodotte dall azione di un allele dominante D e quelle nane dall allele recessivo d. I fusti pelosi sono prodotti da un gene dominante H e quelli non pelosi dall allele recessivo h. Una pianta diibrida alta con fusto peloso viene sottoposta a un incrocio di prova e si osserva che la sua F 1 è costituita da: 118 piante alte e con fusto peloso, 121 piante nane con fusto non peloso, 112 piante alte con fusto non peloso, 109 piante nane con fusto peloso. a. Si tracci lo schema di questo incrocio. b. Qual è il rapporto tra piante alte e nane? E tra piante con fusto peloso e non peloso? Questi due loci sono soggetti a un assortimento indipendente l uno dall altro? 2.4 Nel pisello, il colore giallo del cotiledone è dominante sul verde e la forma rigonfia del baccello sulla forma con strozzature. Quando entrambi questi caratteri vengono considerati congiuntamente in diibridi autofecondatisi, la progenie appare nei seguenti rapporti: 193 piante con cotiledoni verdi e baccelli rigonfi : 184 piante con cotiledoni gialli e baccelli con strozzature : 556 piante con cotiledoni gialli e baccelli rigonfi : 61 piante con cotiledoni verdi e baccelli con strozzature. Si verifichino i dati dal punto di vista dell assortimento indipendente. 2.5 Parecchie cavie nere con lo stesso genotipo sono state accoppiate tra loro e hanno prodotto 29 figli neri e 9 bianchi. Quali genotipi si può prevedere che abbiano i genitori? 2.6 Il pelo corto nei conigli è dovuto a un gene L dominante e il pelo lungo al suo allele recessivo l. Un incrocio fra una femmina dal pelo corto e un maschio dal pelo lungo ha prodotto 1 coniglio dal pelo lungo e 7 conigli dal pelo corto. a. Quali sono i genotipi dei genitori? b. Quale rapporto fenotipico era atteso nella generazione filiale? c. Quanti degli otto conigli nati dovevano avere presumibilmente pelo lungo?
2.7 Nei meloni estivi il colore bianco del frutto è determinato da un allele dominante (W) e il colore giallo dall allele recessivo (w). Un allele dominante in corrispondenza di un altro locus (S) produce frutti piatti e il suo allele recessivo (s) frutti sferici. Se una varietà omozigote con frutto bianco e piatto, dal genotipo WWSS, viene incrociata con una varietà omozigote con frutto giallo sferico, dal genotipo wwss, i componenti della F1 sono tutti diibridi dal genotipo WwSs con frutti bianchi e piatti. Se viene consentito che i componenti della F 1 si incrocino tra loro a caso, quale sarà il rapporto fenotipico atteso nella generazione F 2? 2.8 La normale condizione della zampa fessa dei maiali è prodotta dal genotipo omozigote recessivo mm. La condizione a zampa di mulo è prodotta dal genotipo dominante M-. Il colore bianco del pelo è determinato dall allele dominante di un altro locus B e quello nero dall allele recessivo b. Una scrofa bianca con zampe tipo mulo viene incrociata con un verro nero con zampe fesse e produce diversi figli. Dei 26 figli prodotti da questo incrocio tutti sono risultati bianchi con zampe tipo mulo. a. Qual è il probabile genotipo della scrofa? b. La figliata successiva ha prodotto 8 figli bianchi con zampe tipo mulo e un maiale bianco con zampe fesse. Qual è ora il genotipo più probabile della scrofa? 2.9 Nell incrocio tra genitori AABBCCDDEE aabbccddee, a. quanti diversi gameti F 1 si possono formare, b. quanti diversi genotipi sono attesi nella F 2, c. quante caselle sarebbero necessarie in una scacchiera gametica per sistemarvi la F 2? 2.10 Nelle cavie, si ipotizza che un allele dominante L determini il pelo corto e il suo allele recessivo l il pelo lungo. Si ammette che alleli codominanti in corrispondenza di un locus ad assortimento indipendente determinino il colore del pelo, di modo che C y C y dia il giallo, C y C w il color crema e C w C w il bianco. Dall incrocio Ll C y C w Ll C y C w, si ottiene la seguente progenie: 50 cavie con pelo corto e color crema : 21 cavie con pelo corto e giallo : 23 cavie con pelo corto e bianco : 21 cavie con pelo lungo e color crema : 7 cavie con pelo lungo e giallo : 6 cavie con pelo lungo e bianco. Questi dati sono compatibili con l ipotesi genetica? 2.11 L espressione fenotipica di un gene dominante nei bovini Ayrshire è un intaccatura sulla punta delle orecchie. Nel pedigree presentato di seguito, in cui i simboli in nero indicano gli individui con l intaccatura, si determini la probabilità che una progenie di questo tipo sia prodotta dai seguenti incroci: (a) III1 III3, (b) III2 III3, (c) III3 III4, (d) III1 III5, (e) III2 III5.
I 1 2 II 1 2 3 4 5 6 III 1 2 3 4 5
Soluzioni 2.1 2.2 Il genitore di sesso femminile potrebbe essere omozigote BB o eterozigote Bb e restare fenotipicamente nero, da cui il simbolo B. Se è eterozigote, ogni figlio risultante dall incrocio di prova ha il 50% di probabilità di essere nero. La probabilità che vengano prodotti 6 figli tutti neri è (1/2) 6 = 1/64 = 0,0156 = 1,56%. In altre parole, ci si attende che questo risultato si produca per caso in meno del 2% delle volte. Visto che, nell unione tra gameti, è il caso che opera, il genitore di sesso femminile potrebbe davvero essere eterozigote e così soltanto i suoi gameti B avrebbero avuto la fortuna di unirsi con i gameti b del genitore bianco. Per contro, dal momento che nessun figlio bianco appare in sei di queste unioni casuali, si può avere la certezza al 98% circa (1 0,0156 = 0,9844 o 98,44%), sempre sulla base della casualità, che il genitore di sesso femminile abbia un genotipo omozigote (BB). Tuttavia, è ancora possibile che le sue prime generazioni filiali, ottenute sempre da incroci di prova, siano bianche, nel qual caso si avrà la certezza totale che il suo genotipo è eterozigote Bb e non BB. a. Sia p = probabilità del nero = 3/4, q = probabilità del bianco = 1/4. Probabilità del nero e bianco e nero = p q p = p 2 q, oppure Probabilità del bianco e nero e bianco = q p q = pq 2 Probabilità combinate = p 2 q + pq 2 = 3/16. b. Si consideri il numero di modi nei quali possono essere prodotte due nidiate nere e una bianca. Una volta accertato che ci sono tre modi di ottenere due volte nero e una bianco, la probabilità totale diventa 3(3/4)2(1/4) = 27/64.
2.3 a. 2.4 Si noti come i numeri osservati si avvicinino a un rapporto fenotipico di 1 : 1 : 1 : 1. b. Il rapporto tra piante alte e piante nane è: (118 + 112) : (109 + 121) = 230 : 230 ovvero un rapporto di 1 : 1. Il rapporto tra piante con fusto peloso e piante con fusto non peloso è: (118 + 109 ) : (112 + 121) = 227 : 233 ovvero all incirca un rapporto di 1 : 1. Così i risultati dell incrocio di prova per ciascun locus si approssimano al rapporto fenotipico di 1 : 1. c. Ogni volta che i risultati di un incrocio di prova si approssimano al rapporto fenotipico di 1 : 1 : 1 : 1, ciò indica che i due loci genici hanno un assortimento indipendente l uno dall altro nella formazione dei gameti. Vale a dire che tutti e quattro i tipi di gameti hanno un uguale probabilità di essere prodotti attraverso l orientazione casuale che i cromosomi non omologhi assumono nella piastra metafasica della prima divisione meiotica. Se l incrocio di prova non approssima la proporzione 1 : 1 : 1 : 1, i due geni sono probabilmente sullo stesso cromosoma (collegati). Un metodo statistico per il saggio di ipotesi genetiche (per esempio l assortimento indipendente), viene fornito più avanti in questo capitolo. gl = 4 1 = 3, P > 0,95
Questo non è un valore di chi-quadrato significativo e così si accetta l ipotesi nulla e cioè l ampiezza della deviazione (o e), dovuta solo al caso, è da attendersi in più del 95% di un numero infinito di esperimenti di entità paragonabile. Ciò è di gran lunga al di sopra del valore critico del 5%, necessario per poter ritenere valida l ipotesi. Si possono quindi accettare i dati come se fossero conformi a un rapporto 9 : 3 : 3 : 1, il quale indica che il gene che determina il colore del cotiledone ha un assortimento indipendente rispetto al gene che determina la forma del baccello. 2.5 Bb Bb 2.6 a. femmina Ll maschio ll b. 1 corto : 1 lungo c. 4 2.7 9/16 frutti bianchi piatti : 3/16 frutti bianchi sferici : 3/16 frutti gialli piatti : 1/16 frutti gialli sferici 2.8 2.9 a. BBMM b. BBMm a. 25 = 32 b. 35 = 243 c. 45 = 1024 2.10 Sì; χ 2 = 2,69; p = 0,7-0,8 2.11 a. 0 b. 1/2 c. 0 d. 1/2 e. 3/4