9–11 класс·средний уровень

Почему гетерозис исчезает: доля гетерозигот после трёх самоопылений

Условие

Две чистые (инбредные) линии кукурузы дают урожай 45 ц/га и 55 ц/га, а их гибрид первого поколения — 90 ц/га. Фермер решил не покупать гибридные семена каждый год, а размножать полученный гибрид самоопылением. Считайте, что F1 гетерозиготен по интересующему нас локусу на 100 %, самоопыление полное, отбора и гибели растений нет. Найдите долю гетерозиготных растений по этому локусу после трёх последовательных самоопылений, посчитайте, какая доля растений станет гомозиготной, и объясните, что будет с урожайностью.

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

Шаг 1. Почему сами чистые линии слабые
Чистую линию получают многолетним принудительным самоопылением. При этом растения становятся гомозиготными почти по всем генам, и наружу выходят вредные рецессивные аллели, которые в обычной популяции были спрятаны в гетерозиготах. Отсюда инбредная депрессия: линии низкорослые, малоурожайные (45 и 55 ц/га). Важно, что каждая линия гомозиготна по своему набору вредных аллелей.
Шаг 2. Что происходит при скрещивании линий
Первая линия по нашему локусу имеет генотип $AA$ , вторая — $aa$ . Все растения F1 получают $A$ от одного родителя и $a$ от другого, то есть 100 % потомства — $Aa$ .

Вредный рецессив каждой линии перекрывается нормальным аллелем другой линии, и гибрид резко превосходит обоих родителей: 90 ц/га против 45 и 55. Это явление называют гетерозисом, или гибридной силой. Ключевой вопрос дальше: сохранится ли высокая гетерозиготность при размножении гибрида самоопылением.

Осталось ещё 3 шага

Шаг 3. Как самоопыление меняет долю гетерозигот
Шаг 4. Считаем для трёх поколений
Шаг 5. Что это значит для урожая

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Частые ошибки

Считают, что при самоопылении гибрида урожайность сохранится, — она падает вместе с долей гетерозигот.
Берут $(1/2)^4$ или $(1/2)^2$ , путая номер поколения с числом самоопылений: три самоопыления от 100 % дают $(1/2)^3$ .
Забывают, что гомозиготы при самоопылении гетерозигот больше не возвращаются в гетерозиготное состояние, и пробуют считать долю по формуле Харди–Вайнберга, которая требует свободного скрещивания.
Объясняют гетерозис «смешением сортов», а не перекрытием вредных рецессивных аллелей нормальными аллелями второй линии.

Другие задачи по теме «Эволюция и селекция»

Закон Харди-Вайнберга: 9% белых цветков — сколько гетерозигот в популяции9–11 классАналогичные и гомологичные органы: как отличить, разбор трёх пар9–11 классКакая форма естественного отбора действует: определить по описанию популяции9–11 классСколько хромосом у капустно-редечного гибрида Карпеченко и почему F1 бесплоден9–11 классСравнение цитохрома c: определить степень родства по числу различий9–11 класс

Похожая задача?Сфотографируйте своё условие — ИИ разберёт его по шагам так же