Задачи на моногибридное и дигибридное скрещивание. Задачи на дигибридное скрещивание

Шестое здание ЕГЭ по биологии — это задачи. На людей, которые только начинают заниматься биологией или подготовкой к экзамену в частности, они наводят ужас. Очень зря. Стоит лишь разобраться, как все станет простым и легким. 🙂

Относится к базовому уровню, при правильно данном ответе можно получить 1 первичный балл.

Для успешного выполнения этого задания следует знать следующие темы, приведенные в кодификаторе:

Темы в кодификаторе по заданию №6

Генетика, ее задачи. Наследственность и изменчивость – свойства организмов. Методы генетики. Основные генетические понятия и символика. Хромосомная теория наследственности. Современные представления о гене и геноме

Закономерности наследственности, их цитологические основы. Закономерности наследования, установленные Г. Менделем, их цитологические основы (моно- и дигибридное скрещивание). Законы Т. Моргана: сцепленное наследование признаков, нарушение сцепления генов. Генетика пола. Наследование признаков, сцепленных с полом. Взаимодействие генов. Генотип как целостная система. Генетика человека. Методы изучения генетики человека. Решение генетических задач. Составление схем скрещивания.

«Решу ЕГЭ» делит задания на две больших группы: моногибридное скрещивание и дигибридное скрещивание.

Прежде чем решать задачи, предлагаем составить небольшой словарь терминов и понятий, чтобы понимать, что от нас требуется.

Теория к заданиям по скрещиванию

Признаки делятся на два вида: рецессивные и доминантные.

«Доминантный признак подавляет рецессивный » — устойчивая фраза. Что же значит подавляет? Это значит, что в выборе между доминантным и рецессивным признаком, проявится обязательно доминантный. В любом случае. Доминантный признак обозначается заглавной буквой, а рецессивный- маленькой. Все логично. Для того, чтобы в потомстве проявился рецессивный признак необходимо, чтобы ген нес рецессивный признак и от самки, и от самца.

Для наглядности: представим себе признак, например, цвет шерсти у котенка. Пусть у нас есть два варианта развития событий:

Черная шерсть
Белая шерсть

Черная шерсть доминирует над белой. Вообще, в задачах всегда указывают что над чем доминирует, абитуриенты не обязаны знать все, тем более из генетики.

Черная шерсть будет тогда обозначаться заглавной буквой. Чаще всего используются A,B,C и далее по алфавиту. Белая шерсть, соответственно, маленькой буквой.

А- черная шерсть.

а- белая шерсть.

Если при слиянии гамет получаются комбинации: АА,Аа,аА, то это значит, что шерсть у потомков первого поколения будет черной.

Если же при слиянии гамет получится комбинация аа, то шерсть будет белой.

О том, какие гаметы у родителей, будет сказано в условии задачи.

Гаметы , или половые клетки, - репродуктивные клетки, имеющие гаплоидный (одинарный) набор хромосом и участвующие, в частности, в половом размножении.

Зигота - диплоидная клетка, образующаяся в результате оплодотворения.

Гетерозигота — два гена, определяющие один признак,- одинаковые (АА или аа)

Гомозигота — два гена, определяющие один признак,- разные (Аа)

Дигибридное скрещивание - скрещивание организмов, различающихся по двум парам альтернативных признаков.

Моногибридное скрещивание — скрещивание, при котором скрещиваемые организмы отличаются только одним признаком.

Анализирующее скрещивание - скрещивание гибридной особи с особью, гомозиготной по рецессивным аллелям.

Грегор Мендель — «отец» генетики

Итак, как отличать эти виды скрещивания:

При моногибридном скрещивании речь идет об одном признаке: цвет, размер, форма.

При дигибридном скрещивании мы говорим о паре признаков.

При анализирующем скрещивании одна особь может быть совершенно любой, а вот у другой гаметы должны нести исключительно рецессивные признаки.

Аллели - различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках гомологичных хромосом.

Звучит не очень-то понятно. Разберемся:

1 ген несет 1 признак.

1 аллель несет одно значение признака (оно может быть доминантным или рецессивным).

Генотип - совокупность генов данного организма.

Фенотип - совокупность характеристик, присущих индивиду на определённой стадии развития.

В задачах часто просят указать процент особей с определенным генотипом или фенотипом или указать расщепление по генотипу или фенотипу. Если упростить определение фенотипа, то фенотип- внешнее проявление признаков из генотипа.

Кроме всяких понятий, нужно знать законы Грегора Менделя — отца генетики.

Грегор Мендель скрещивал горох с плодами, отличающимися окраской и гладкостью кожуры. Благодаря его наблюдениям и появились три закона генетики:

I. Закон единообразия гибридов первого поколения:

При моногибридном скрещивании отличающихся гомозигот все потомки первого поколения будут одинаковы по фенотипу.

II. Закон расщепления

При скрещивании потомков первого поколения наблюдается расщепление 3:1 по фенотипу и 1:2:1 по генотипу.

III. Закон независимого расщепления

При дигибридном скрещивании двух отличающихся гомозигот во втором поколении наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 9:3:3:1.

Когда навык решения генетический задач будет получен может возникнуть вопрос: а зачем мне знать законы Менделя, если я и так прекрасно могу решить задачу и найти расщепление в частных случаях? Внимание ответ: в некоторых заданиях может потребоваться указать по какому закону произошло расщепление, но относится это скорее к заданиям развернутым ответом.

Подковавшись в теории, можно наконец-то перейти к задачам. 😉

Разбор типовых заданий №6 ЕГЭ по биологии

Типы гамет у особи

Сколько типов гамет образуется у особи с генотипом aabb?

У нас есть две пары аллельных хромосом:

Первая пара: аа

Вторая пара: bb

Это все гомозиготы. Можно составить лишь одну комбинацию: ab.

Типы гамет при скрещивании

Сколько видов гамет образуется у дигетерозиготных растений гороха при дигибридном скрещивании (гены не образуют группу сцепления)? В ответ запишите цифру.

Раз растения дигетерозиготны, то это значит, что по обоим признакам у них одна аллель доминантная, а вторая-рецессивная.

Получаем генотипы AaBb и AaBb.

Гаметы в задачах обозначаются буквой G, притом без запятых, в кружочках, указываются вначале гаметы одной особи, потом ставится точка с запятой (;), пишутся гаметы другой особи, тоже в кружочках.

Скрещивание обозначается значком «х».

Выпишем гаметы, для этого переберем все сочетания:

Гаметы у первой и второй особи получились одинаковыми, так генотип их был тоже одинаков. Значит, у нас получилось 4 разных типа гамет:

Подсчет доли дигетерозигот

При скрещивании особей с генотипами АаВb с АаВb (гены не сцеплены) доля (%) гетерозигот по обеим аллелям (дигетерозигот) в потомстве составит….

Составим решетку Пеннета. Для это выпишем гаметы одной особи в столбик, гаметы другой- в строку, получим таблицу:

Найдем дигетерозиготы в таблице:

Всего зигот:16

Дигетерозигот:4

Посчитаем процент: =

Применение законов Менделя

Правило единообразия первого поколения проявится, если генотип одного из родителей - aabb, а другого -

По правилу единообразия скрещиваться должны моногибридные гомозиготы, одна с доминантным признаком, а вторая- с рецессивным. Значит, генотип другой особи должен быть AABB.

Ответ: ААВВ.

Соотношение фенотипов

Генотип одного из родителей будет АaBb, если при анализирующем дигибридном скрещивании и независимом наследовании признаков наблюдается расщепление по фенотипу в потомстве в соотношении. Ответ запишите в виде последовательности цифр, показывающих соотношение получившихся фенотипов, в порядке их убывания.

Анализирующее дигибридное скрещивание, значит, у второй особи рецессивная дигомозигота: aabb.

Здесь можно обойтись без решетки Пеннета.

Поколения обозначаются буквой F.

F1: AaBb; Aabb; aaBb; aabb

Все четыре варианта фенотипов разные, так что относятся они друг к другу как 1:1:1:1.

Ответ: 1111

Соотношение генотипов

Каково соотношение генотипов у потомства, полученного от скрещивания особей с генотипами АаВb х ААВВ?

АаВb х ААВВ

F1: AaBb; Aabb; aaBb; aabb

Все 4 генотипа разные.

Наследование определенных признаков или болезней

Какова вероятность рождения здоровых мальчиков в семье, где мать здорова, а отец болен гипертрихозом - болезнью, обусловленной наличием гена, сцепленного с Y−хромосомой?

Если признак сцеплен с Y-хромосомой, значит, на Х- хромосоме он никак не отражается.

Женский пол гомозиготен: ХХ, а мужской- гетерозиготен ХY.

Решение задач с половыми хромосомами практически не отличается от решения задач с аутосомами.

Составим табличку ген и признак, которую также следует составлять и для задач про аутосомные хромосомы, если указаны признаки и это важно.

Буква над Y обозначает, что с этой хромосомой сцеплен ген. Признаки бывают доминантными и рецессивными, они обозначаются заглавными и маленькими буквами, могут относиться как к Ч-хромосоме, так и к Y-хромосоме, зависит от задачи.

♀ХХ х ХY a

F1: ХХ-девочка, здорова

ХY a — мальчик, болен

Мальчики, родившиеся у этой пары будут 100% больны, значит 0% здоровы.

Группы крови

Какую группу крови по системе АВО имеет человек с генотипом I B I 0 ? В ответ запишите цифру.

Воспользуемся табличкой:

В нашем генотипе записаны агглютиногены В и 0. Эта пара дает третью группу крови.

Работа со схемой

По изображённой на рисунке родословной определите вероятность (в процентах) рождения у родителей 1 и 2 ребёнка с признаком, обозначенным чёрным цветом, при полном доминировании этого признака. Ответ запишите в виде числа.

Итак, учимся анализировать подобные схемы.

Мы видим, что признак проявляется как у мужчин, так и у женщин, значит, он не сцеплен с полом.

Проявляется в каждом поколении, значит, доминантный.

Раз у одного из детей пары признак не проявился, значит, родители-гетерозиготы.

F1: АА- проявляется

Аа- проявляется

аа — не проявляется

3 — проявляется из 4

Среди заданий по генетике на ЕГЭ по биологии можно выделить 6 основных типов. Первые два - на определение числа типов гамет и моногибридное скрещивание - встречаются чаще всего в части А экзамена (вопросы А7 , А8 и А30 ).

Задачи типов 3 , 4 и 5 посвящены дигибридному скрещиванию, наследованию групп крови и признаков, сцепленных с полом. Такие задачи составляют большинство вопросов С6 в ЕГЭ .

Шестой тип задач - смешанный. В них рассматривается наследование двух пар признаков: одна пара сцеплена с Х-хромосомой (или определяет группы крови человека), а гены второй пары признаков расположены в аутосомах. Этот класс задач считается самым трудным для абитуриентов.

В этой статье изложены теоретические основы генетики , необходимые для успешной подготовки к заданию С6, а также рассмотрены решения задач всех типов и приведены примеры для самостоятельной работы.

Основные термины генетики

Ген - это участок молекулы ДНК, несущий информацию о первичной структуре одного белка. Ген - это структурная и функциональная единица наследственности.

Аллельные гены (аллели) - разные варианты одного гена, кодирующие альтернативное проявление одного и того же признака. Альтернативные признаки - признаки, которые не могут быть в организме одновременно.

Гомозиготный организм - организм, не дающий расщепления по тем или иным признакам. Его аллельные гены одинаково влияют на развитие данного признака.

Гетерозиготный организм - организм, дающий расщепление по тем или иным признакам. Его аллельные гены по-разному влияют на развитие данного признака.

Доминантный ген отвечает за развитие признака, который проявляется у гетерозиготного организма.

Рецессивный ген отвечает за признак, развитие которого подавляется доминантным геном. Рецессивный признак проявляется у гомозиготного организма, содержащего два рецессивных гена.

Генотип - совокупность генов в диплоидном наборе организма. Совокупность генов в гаплоидном наборе хромосом называется геномом .

Фенотип - совокупность всех признаков организма.

Законы Г. Менделя

Первый закон Менделя - закон единообразия гибридов

Этот закон выведен на основании результатов моногибридного скрещивания. Для опытов было взято два сорта гороха, отличающихся друг от друга одной парой признаков - цветом семян: один сорт имел желтую окраску, второй - зеленую. Скрещивающиеся растения были гомозиготными.

Для записи результатов скрещивания Менделем была предложена следующая схема:

Желтая окраска семян
- зеленая окраска семян

(родители)
(гаметы)
(первое поколение)	(все растения имели желтые семена)

Формулировка закона: при скрещивании организмов, различающихся по одной паре альтернативных признаков, первое поколение единообразно по фенотипу и генотипу .

Второй закон Менделя - закон расщепления

Из семян, полученных при скрещивании гомозиготного растения с желтой окраской семян с растением с зеленой окраской семян, были выращены растения, и путем самоопыления было получено .



	( растений имеют доминантный признак, - рецессивный)

Формулировка закона: у потомства, полученного от скрещивания гибридов первого поколения, наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении , а по генотипу - .

Третий закон Менделя - закон независимого наследования

Этот закон был выведен на основании данных, полученных при дигибридном скрещивании. Мендель рассматривал наследование двух пар признаков у гороха: окраски и формы семян.

В качестве родительских форм Мендель использовал гомозиготные по обоим парам признаков растения: один сорт имел желтые семена с гладкой кожицей, другой - зеленые и морщинистые.

Желтая окраска семян, - зеленая окраска семян,
- гладкая форма, - морщинистая форма.



	(желтые гладкие).

Затем Мендель из семян вырастил растения и путем самоопыления получил гибриды второго поколения.

Для записи и определения генотипов используется решетка Пеннета

Гаметы

В произошло расщепление на фенотипических класса в соотношении . всех семян имели оба доминантных признака (желтые и гладкие), - первый доминантный и второй рецессивный (желтые и морщинистые), - первый рецессивный и второй доминантный (зеленые и гладкие), - оба рецессивных признака (зеленые и морщинистые).

При анализе наследования каждой пары признаков получаются следующие результаты. В частей желтых семян и части зеленых семян, т.е. соотношение . Точно такое же соотношение будет и по второй паре признаков (форме семян).

Формулировка закона: при скрещивании организмов, отличающихся друг от друга двумя и более парами альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всевозможных сочетаниях .

Третий закон Менделя выполняется только в том случае, если гены находятся в разных парах гомологичных хромосом.

Закон (гипотеза) «чистоты» гамет

При анализе признаков гибридов первого и второго поколений Мендель установил, что рецессивный ген не исчезает и не смешивается с доминантным. В проявляются оба гена, что возможно только в том случае, если гибриды образуют два типа гамет: одни несут доминантный ген, другие - рецессивный. Это явление и получило название гипотезы чистоты гамет: каждая гамета несет только один ген из каждой аллельной пары. Гипотеза чистоты гамет была доказана после изучения процессов, происходящих в мейозе.

Гипотеза «чистоты» гамет - это цитологическая основа первого и второго законов Менделя. С ее помощью можно объяснить расщепление по фенотипу и генотипу.

Анализирующее скрещивание

Этот метод был предложен Менделем для выяснения генотипов организмов с доминантным признаком, имеющих одинаковый фенотип. Для этого их скрещивали с гомозиготными рецессивными формами.

Если в результате скрещивания все поколение оказывалось одинаковым и похожим на анализируемый организм, то можно было сделать вывод: исходный организм является гомозиготным по изучаемому признаку.

Если в результате скрещивания в поколении наблюдалось расщепление в соотношении , то исходный организм содержит гены в гетерозиготном состоянии.

Наследование групп крови (система АВ0)

Наследование групп крови в этой системе является примером множественного аллелизма (это существование у вида более двух аллелей одного гена). В человеческой популяции имеется три гена , кодирующие белки-антигены эритроцитов, которые определяют группы крови людей. В генотипе каждого человека содержится только два гена, определяющих его группу крови: первая группа ; вторая и ; третья и и четвертая .

Наследование признаков, сцепленных с полом

У большинства организмов пол определяется во время оплодотворения и зависит от набора хромосом. Такой способ называют хромосомным определением пола. У организмов с таким типом определения пола есть аутосомы и половые хромосомы - и .

У млекопитающих (в т.ч. у человека) женский пол обладает набором половых хромосом , мужской пол - . Женский пол называют гомогаметным (образует один тип гамет); а мужской - гетерогаметным (образует два типа гамет). У птиц и бабочек гомогаметным полом являются самцы , а гетерогаметным - самки .

В ЕГЭ включены задачи только на признаки, сцепленные с -хромосомой. В основном они касаются двух признаков человека: свертываемость крови ( - норма; - гемофилия), цветовое зрение ( - норма, - дальтонизм). Гораздо реже встречаются задачи на наследование признаков, сцепленных с полом, у птиц.

У человека женский пол может быть гомозиготным или гетерозиготным по отношению к этим генам. Рассмотрим возможные генетические наборы у женщины на примере гемофилии (аналогичная картина наблюдается при дальтонизме): - здорова; - здорова, но является носительницей; - больна. Мужской пол по этим генам является гомозиготным, т.к. -хромосома не имеет аллелей этих генов: - здоров; - болен. Поэтому чаще всего этими заболеваниями страдают мужчины, а женщины являются их носителями.

Типичные задания ЕГЭ по генетике

Определение числа типов гамет

Определение числа типов гамет проводится по формуле: , где - число пар генов в гетерозиготном состоянии. Например, у организма с генотипом генов в гетерозиготном состоянии нет, т.е. , следовательно, , и он образует один тип гамет . У организма с генотипом одна пара генов в гетерозиготном состоянии , т.е. , следовательно, , и он образует два типа гамет. У организма с генотипом три пары генов в гетерозиготном состоянии, т.е. , следовательно, , и он образует восемь типов гамет.

Задачи на моно- и дигибридное скрещивание

На моногибридное скрещивание

Задача : Скрестили белых кроликов с черными кроликами (черный цвет - доминантный признак). В белых и черных. Определите генотипы родителей и потомства.

Решение : Поскольку в потомстве наблюдается расщепление по изучаемому признаку, следовательно, родитель с доминантным признаком гетерозиготен.

	(черный)	(белый)

	(черные) : (белые)

На дигибридное скрещивание

Доминантные гены известны

Задача : Скрестили томаты нормального роста с красными плодами с томатами-карликами с красными плодами. В все растения были нормального роста; - с красными плодами и - с желтыми. Определите генотипы родителей и потомков, если известно, что у томатов красный цвет плодов доминирует над желтым, а нормальный рост - над карликовостью.

Решение : Обозначим доминантные и рецессивные гены: - нормальный рост, - карликовость; - красные плоды, - желтые плоды.

Проанализируем наследование каждого признака по отдельности. В все потомки имеют нормальный рост, т.е. расщепления по этому признаку не наблюдается, поэтому исходные формы - гомозиготны. По цвету плодов наблюдается расщепление , поэтому исходные формы гетерозиготны.

		(карлики, красные плоды)

	(нормальный рост, красные плоды) (нормальный рост, красные плоды) (нормальный рост, красные плоды) (нормальный рост, желтые плоды)

Доминантные гены неизвестны

Задача : Скрестили два сорта флоксов: один имеет красные блюдцевидные цветки, второй - красные воронковидные цветки. В потомстве было получено красных блюдцевидных, красных воронковидных, белых блюдцевидных и белых воронковидных. Определите доминантные гены и генотипы родительских форм, а также их потомков.

Решение : Проанализируем расщепление по каждому признаку в отдельности. Среди потомков растения с красными цветами составляют , с белыми цветами - , т.е. . Поэтому - красный цвет, - белый цвет, а родительские формы - гетерозиготны по этому признаку (т.к. есть расщепление в потомстве).

По форме цветка также наблюдается расщепление: половина потомства имеет блюдцеобразные цветки, половина - воронковидные. На основании этих данных однозначно определить доминантный признак не представляется возможным. Поэтому примем, что - блюдцевидные цветки, - воронковидные цветки.

(красные цветки, блюдцевидная форма)

(красные цветки, воронковидная форма)

Гаметы

Красные блюдцевидные цветки,
- красные воронковидные цветки,
- белые блюдцевидные цветки,
- белые воронковидные цветки.

Решение задач на группы крови (система АВ0)

Задача : у матери вторая группа крови (она гетерозиготна), у отца - четвертая. Какие группы крови возможны у детей?

Решение :



	(вероятность рождения ребенка со второй группой крови составляет , с третьей - , с четвертой - ).

Решение задач на наследование признаков, сцепленных с полом

Такие задачи вполне могут встретиться как в части А, так и в части С ЕГЭ.

Задача : носительница гемофилии вышла замуж за здорового мужчину. Какие могут родиться дети?

Решение :



	девочка, здоровая () девочка, здоровая, носительница () мальчик, здоровый () мальчик, больной гемофилией ()

Решение задач смешанного типа

Задача : Мужчина с карими глазами и группой крови женился на женщине с карими глазами и группой крови. У них родился голубоглазый ребенок с группой крови. Определите генотипы всех лиц, указанных в задаче.

Решение : Карий цвет глаз доминирует над голубым, поэтому - карие глаза, - голубые глаза. У ребенка голубые глаза, поэтому его отец и мать гетерозиготны по этому признаку. Третья группа крови может иметь генотип или , первая - только . Поскольку у ребенка первая группа крови, следовательно, он получил ген и от отца, и от матери, поэтому у его отца генотип .

	(отец)	(мать)

	(родился)

Задача : Мужчина дальтоник, правша (его мать была левшой) женат на женщине с нормальным зрением (ее отец и мать были полностью здоровы), левше. Какие могут родиться дети у этой пары?

Решение : У человека лучшее владение правой рукой доминирует над леворукостью, поэтому - правша, - левша. Генотип мужчины (т.к. он получил ген от матери-левши), а женщины - .

Мужчина-дальтоник имеет генотип , а его жена - , т.к. ее родители были полностью здоровы.

Р

	девочка-правша, здоровая, носительница () девочка-левша, здоровая, носительница () мальчик-правша, здоровый () мальчик-левша, здоровый ()

Задачи для самостоятельного решения

Определите число типов гамет у организма с генотипом .
Определите число типов гамет у организма с генотипом .
Скрестили высокие растения с низкими растениями. В - все растения среднего размера. Какое будет ?
Скрестили белого кролика с черным кроликом. В все кролики черные. Какое будет ?
Скрестили двух кроликов с серой шерстью. В с черной шерстью, - с серой и с белой. Определите генотипы и объясните такое расщепление.
Скрестили черного безрогого быка с белой рогатой коровой. В получили черных безрогих, черных рогатых, белых рогатых и белых безрогих. Объясните это расщепление, если черный цвет и отсутствие рогов - доминантные признаки.
Скрестили дрозофил с красными глазами и нормальными крыльями с дрозофилами с белыми глазами и дефектными крыльями. В потомстве все мухи с красными глазами и дефектными крыльями. Какое будет потомство от скрещивания этих мух с обоими родителями?
Голубоглазый брюнет женился на кареглазой блондинке. Какие могут родиться дети, если оба родителя гетерозиготны?
Мужчина правша с положительным резус-фактором женился на женщине левше с отрицательным резусом. Какие могут родиться дети, если мужчина гетерозиготен только по второму признаку?
У матери и у отца группа крови (оба родителя гетерозиготны). Какая группа крови возможна у детей?
У матери группа крови, у ребенка - группа. Какая группа крови невозможна для отца?
У отца первая группа крови, у матери - вторая. Какова вероятность рождения ребенка с первой группой крови?
Голубоглазая женщина с группой крови (ее родители имели третью группу крови) вышла замуж за кареглазого мужчину со группой крови (его отец имел голубые глаза и первую группу крови). Какие могут родиться дети?
Мужчина-гемофилик, правша (его мать была левшой) женился на женщине левше с нормальной кровью (ее отец и мать были здоровы). Какие могут родиться дети от этого брака?
Скрестили растения земляники с красными плодами и длинночерешковыми листьями с растениями земляники с белыми плодами и короткочерешковыми листьями. Какое может быть потомство, если красная окраска и короткочерешковые листья доминируют, при этом оба родительских растения гетерозиготны?
Мужчина с карими глазами и группой крови женился на женщине с карими глазами и группой крови. У них родился голубоглазый ребенок с группой крови. Определите генотипы всех лиц, указанных в задаче.
Скрестили дыни с белыми овальными плодами с растениями, имевшими белые шаровидные плоды. В потомстве получены следующие растения: с белыми овальными, с белыми шаровидными, с желтыми овальными и с желтыми шаровидными плодами. Определите генотипы исходных растений и потомков, если у дыни белая окраска доминирует над желтой, овальная форма плода - над шаровидной.

Ответы

типа гамет.
типов гамет.
типа гамет.
высоких, средних и низких (неполное доминирование).
черных и белых.
- черные, - белые, - серые. Неполное доминирование.
Бык: , корова - . Потомство: (черные безрогие), (черные рогатые), (белые рогатые), (белые безрогие).
- красные глаза, - белые глаза; - дефектные крылья, - нормальные. Исходные формы - и , потомство .
Результаты скрещивания:
а)

- карие глаза,

- голубые; - темные волосы, - светлые. Отец , мать - .



	- карие глаза, темные волосы - карие глаза, светлые волосы - голубые глаза, темные волосы - голубые глаза, светлые волосы

- правша, - левша; - положительный резус, - отрицательный. Отец , мать - . Дети: (правша, положительный резус) и (правша, отрицательный резус).
Отец и мать - . У детей возможна третья группа крови (вероятность рождения - ) или первая группа крови (вероятность рождения - ).
Мать , ребенок ; от матери он получил ген , а от отца - . Для отца невозможны следующие группы крови: вторая , третья , первая , четвертая .
Ребенок с первой группой крови может родиться только в том случае, если его мать гетерозиготна. В этом случае вероятность рождения составляет .
- карие глаза, - голубые. Женщина , мужчина . Дети: (карие глаза, четвертая группа), (карие глаза, третья группа), (голубые глаза, четвертая группа), (голубые глаза, третья группа).
- правша, - левша. Мужчина , женщина . Дети (здоровый мальчик, правша), (здоровая девочка, носительница, правша), (здоровый мальчик, левша), (здоровая девочка, носительница, левша).
- красные плоды, - белые; - короткочерешковые, - длинночерешковые.
Родители: и . Потомство: (красные плоды, короткочерешковые), (красные плоды, длинночерешковые), (белые плоды, короткочерешковые), (белые плоды, длинночерешковые).
Скрестили растения земляники с красными плодами и длинночерешковыми листьями с растениями земляники с белыми плодами и короткочерешковыми листьями. Какое может быть потомство, если красная окраска и короткочерешковые листья доминируют, при этом оба родительских растения гетерозиготны?
- карие глаза, - голубые. Женщина , мужчина . Ребенок:
- белая окраска, - желтая; - овальные плоды, - круглые. Исходные растения: и . Потомство:
с белыми овальными плодами,
с белыми шаровидными плодами,
с желтыми овальными плодами,
с желтыми шаровидными плодами.

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение лицей №4

г.Россоши Россошанского муниципального района Воронежской области.

Методическая разработка по биологии в помощь учащимся, сдающим ЕГЭ.

«Задачи по генетике » для 11 класса

учитель биологии высшей квалификационной категории

2016

I . Задачи на моногибридное скрещивание (полное и неполное доминирование)

1. У кроликов серая окраска шерсти доминирует над черной. Гомозиготную серую крольчиху скрестили с черным кроликом. Определите фенотипы и генотипы крольчат?
2. У морских свинок черная окраска шерсти доминирует над белой. Скрестили двух гетерозиготных самца и самку. Какими будут гибриды первого поколения? Какой закон проявляется в данном наследовании?
3. При скрещивании двух белых тыкв в первом поколении ¾ растений были белыми, а ¼ - желтыми. Каковы генотипы родителей, если белая окраска доминирует над желтой? 4. Черная корова Ночка принесла красного теленка. У красной коровы Зорьки родился черный теленок. Эти коровы из одного стада, в котором один бык. Каковы генотипы всех животных? Рассмотрите разные варианты. (Ген черной окраски – доминантный. )
5. Сколько карликовых растений гороха можно ожидать при посеве 1200 семян, полученных при самоопылении высоких гетерозиготных растений гороха? (Всхожесть семян равна 80%).

6. Плоды арбуза могут иметь зеленую или полосатую окраску. Все арбузы, полученные от скрещивания растений с зелеными и полосатыми плодами, имели только зеленый цвет корки плода. Какая окраска плодов арбуза может быть в F 2 ?

7.У львиного зева, растения с широкими листьями, при скрещивании между собой всегда дают потомство с такими же листьями, а при скрещивании узколистного растения с широколистным возникают растения с листьями промежуточной ширины. Каким будет потомство от скрещивания двух особей с листьями промежуточной ширины.

1. У человека глаукома наследуется как аутосомно-рецессивный признак (а), а синдром Марфана, сопровождающийся аномалией в развитии соединительной ткани, – как аутосомно-доминантный признак (В). Гены находятся в разных парах аутосом. Один из супругов страдает глаукомой и не имел в роду предков с синдромом Марфана, а второй дигетерозиготен по данным признакам. Определите генотипы родителей, возможные генотипы и фенотипы детей, вероятность рождения здорового ребенка. Составьте схему решения задачи. Какой закон наследственности проявляется в данном случае?

2. Скрестили низкорослые (карликовые) растения томата с ребристыми плодами и растения нормальной высоты с гладкими плодами. В потомстве были получены две фенотипические группы растений: низкорослые с гладкими плодами и нормальной высоты с гладкими плодами. При скрещивании растений томата низкорослых с ребристыми плодами с растениями, имеющими нормальную высоту стебля и ребристые плоды, все потомство имело нормальную высоту стебля и ребристые плоды. Составьте схемы скрещиваний. Определите генотипы родителей и потомства растений томата в двух скрещиваниях. Какой закон наследственности проявляется в данном случае?

3. При скрещивании рогатых красных коров с комолыми черными быками родились телята двух фенотипических групп: рогатые черные и комолые черные. При дальнейшем скрещивании этих же рогатых красных коров с другими комолыми черными быками в потомстве были особи комолые красные и комолые черные. Напишите схемы решения задачи. Определите генотипы родителей и потомства в двух скрещиваниях. Какой закон наследственности проявляется в данном случае?

4. Плоды томатов могут иметь красный и желтый цвет, быть голыми и опушенными. Известно, что гены желтой окраски и опушенности являются рецессивными. Из собранного в колхозе урожая помидоров оказалось 36 т красных неопушенных и 12 т красных опушенных. Сколько (примерно) в колхозном урожае может быть желтых пушистых помидоров, если исходный материал был гетерозиготный?

5. При скрещивании пестрой хохлатой (В) курицы с таким же петухом было получено восемь цыплят: четыре цыпленка пестрых хохлатых, два – белых (а) хохлатых и два черных хохлатых. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, потомства, объясните характер наследования признаков и появление особей с пестрой окраской. Какие законы наследственности проявляются в данном случае?

6. У мышей чёрная окраска шерсти доминирует над коричневой (а). Длинный хвост определяется доминантным геном (В) и развивается только в гомозиготном состоянии, у гетерозигот развивыается короткий хвост. Рецессивные гены, определяющие длину хвоста в гомозиготном состоянии вызывают гибель эмбрионов. Гены двух признаков не сцеплены При скрешиваиии самки мыши с черной шерстью и коротким хвостом и самца с коричневой шерстью и коротким хвостом получено следующее потомство: чёрные мыши с длинным хвостом, черные с коротким хвостом, коричневые мыши с длинным хвостом и коричневые с коротким хвостом. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и потомства, соотношение фенотипов и генотипов потомства, вероятность гибели зародышей. Какой закон наследственности проявляется в данном случае? Ответ обоснуйте.
7. Скрещивали растение земляники усатые белоплодные с растениями безусыми красноплодными (В). Все гибриды получились усатые розовоплодные. При анализирующем скрещивании гибридов F 1 в потомстве произошло фенотипическое расщепление. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родительских особей, гибридов первого поколения, а также генотипы и фенотипы потомства при анализирующем скрещивании (F 2). Определите характер наследования признака окраски плода. Какие законы наследственности проявляются в данных случаях?
8.При скрещивании растений флокса с белой окраской цветков и воронковидным венчиком с растением, имеющим кремовые цветки и плоские венчики, получено 78 потомков, среди которых 38 образуют белые цветки с плоскими венчиками, а 40 – кремовые цветки с плоскими венчиками. При скрещивании флоксов с белыми цветками и воронковидными венчиками с растением, имеющим кремовые цветки и плоские венчики, получены флоксы двух фенотипических групп: белые с воронковидными венчиками и белые с плоскими венчиками. Составьте схемы двух скрещиваний. Определите генотипы родителей и потомства в двух скрещиваниях. Какой закон наследственности проявляется в данном случае?

9. Существует два вида наследственной слепоты каждая из которых определяется рецессивными аллеями генов (a или b). Оба аллеля находятся в различных парах гомологичных хромосом. Какова вероятность рождения слепого внука в семье, в котором бабушки по материнской и отцовской линиям дигомозиготны и страдают различными видами слепоты, а оба дедушки хорошо видят (не имеют рецессивных генов). Составьте схему решения задачи. Определите генотипы и фенотипы бабушек и дедушек, их детей и возможных внуков.

III . Задачи на наследование групп крови системы АB0

У мальчика I группа, у его сестры – IV. Каковы генотипы родителей?

У отца IV группа крови, у матери – I. Может ли ребенок унаследовать группу крови своей матери?

В родильном доме перепутали двух детей. Первая пара родителей имеет I и II группы крови, вторая пара – II и IV. Один ребенок имеет II группу, а второй – I группу. Определите родителей обоих детей.

Можно ли переливать кровь ребёнку от матери, если у неё группа крови АВ, а у отца – 00? Ответ поясните.

5. Группа крови и резус-фактор – аутосомные несцепленные признаки. Группа крови контролируется тремя аллелями одного гена – i 0 , I A , I B . Аллели I A и I B доминантны по отношению к аллелю i 0. Первую группу (0) определяют рецессивные гены i 0 , вторую группу (А) определяет доминантный аллель I A , третью группу (В) определяет доминантный аллель I B, а четвертую (АВ) – два доминантных аллеля I A I B . Положительный резус-фактор R доминирует над отрицательным r. У отца третья группа крови и положительный резус (дигетерозигота), у матери вторая группа и положительный резус (дигомозигота). Определите генотипы родителей. Какую группу крови и резус-фактор могут иметь дети в этой семье, каковы их возможные генотипы и соотношение фенотипов? Состаьте схему решения задачи. Какой закон наследственности проявляется в данном случае?

1. У канареек наличие хохолка – доминантный аутосомный признак (А); сцепленный с полом ген X B определяет зеленую окраску оперения, а X b – коричневую. У птиц гомогаметный пол мужской, а гетерогаметный женский. Скрестили хохлатую зеленую самку с самцом без хохолка и зеленым оперением (гетерозигота). В потомстве оказались птенцы хохлатые зеленые, без хохолка зеленые, хохлатые коричневые и без хохолка коричневые. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и потомства, их пол. Какие законы наследственности проявляются в данном случае?

2. Окраска тела дрозофилы определяется аутосомным геном. Ген окраски глаз находится в Х-хромосоме. Гетерогаметным у дрозофилы является мужской пол. Скрестили самку с серым телом и красными глазами с самцом с чёрным телом и белыми глазами. Всё потомство имело серое тело и красные глаза. Получившихся в F1 cамцов cкрестили с родительской самкой. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и самок F 1, генотипы и фенотипы потмства в F 2 . Какя часть самок от общего числа потомков во втором скрещивании фенотипически сходна с родительской самкой? Укажите их генотипы.

3.У человека ген карих глаз доминирует над голубым цветом глаз (А), а ген цветовой слепоты рецессивный (дальтонизм – d) и сцеплен с Х-хромосомой. Кареглазая женщина с нормальным зрением, отец которой имел голубые глаза и страдал цветовой слепотой, выходит замуж за голубоглазого мужчину с нормальным зрением. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и возможного потомства, вероятность рождения в этой семье детей-дальтоников с карими глазами и их пол. Ответ поясните.

4. У человека наследование альбинизма не сцеплено с полом (А- наличие меланина в клетках кожи, а- альбинизм), а гемофилии - сцеплено с полом (Х н - нормальная свёртываемость крови, X h - гемофилия). Определите генотипы родителей, а также возможные генотипы, пол и фенотипы детей от брака дигетерозиготной по обеим аллелям женщины и мужчины-альбиноса с нормальной свёртываемостью крови. Составьте схему решения задачи. Ответ поясните.

1. При скрещивании растений кукурузы с гладкими окрашенными зернами с растением, дающим морщинистые неокрашенные семена, в первом поколении все растения давали гладкие окрашенные зерна. При анализирующем скрещивании гибридов из F 1 в потомстве было четыре фенотипические группы: 1200 гладких окрашенных, 1215 морщинистых неокрашенных, 309 гладких неокрашенных, 315 морщинистых окрашенных. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родитетелй и потомства в двух скрещиваниях. Объясните формирование четырех фенотипических групп во втором скрещивании.

2. При скрещивании дигетерозиготного растения кукурузы с окрашенным семенем и крахмалистым эндоспермом и растения с неокрашенным семенем и восковидным эндоспермом в потомстве получилось расщепление по фенотипу: 9 растений с окрашенным семенем и крахмалистым эндоспермом; 42 – с окрашенным семенем и восковидным эндоспермом; 44 – с неокрашенным семенем и крахмалистым эндоспермом; 10 – с неокрашенным семенем и восковидным эндоспермом. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы исходных особей, генотипы потомства. Объясните формирование четырех фенотипических групп.

3. Дигетерозиготное растение гороха с гладкими семенами и усиками скрестили с растением с морщинистыми семенами без усиков. Известно, что оба доминантных гена (гладкие семена и наличие усиков) локализованы в одной хромосоме, кроссинговера не происходит. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, фенотипы и генотипы потомства, соотношение особей с разными генотипами и фенотипами. Какой закон при этом проявляется?

VI . Задачи на родословные

1. По изображённой на рисунке родословной определите и объясните характер наследования признака, выделенного чёрным цветом (доминантный или рецессивный, сцеплен или не сцеплен с полом. Определите генотипы потомков 1,3,4,5,6,7. Определите вероятность рождения у родителей 1,2 следующего ребёнка с признаком, выделенным на родословной чёрным цветом.

2. По изображённой на рисунке родословной определите и обоснуйте генотипы родителей, потомков, обозначенных на схеме цифрами 1,6,7. Установите вероятность рождения ребёнка с наследуемым признаком у женщины под номером 6, если в семье её супруга этот признак никогда не проявлялся.

По изображённой на рисунке родословной определите и объясните характер наследования признака, выделенного чёрным цветом. Определите генотипы родителей, потомков1,6 и объясните формирование их генотипов.

По родословной, представленной на рисунке, определите характер наследования признака (доминантный или рецессивный, сцеплен или не сцеплен с полом), выделенного черным цветом, генотипы родителей и детей в первом поколении. Укажите, кто из них является носителем гена, признак которого выделен черным цветом.

Задачи на взаимодействие генов

1. комплементарность

У попугаев цвет перьев определяется двумя парами генов. Сочетание двух доминантных генов определяет зеленый цвет. Рецессивные по обеим парам генов особи имеют белый цвет. Сочетание доминантного гена А и рецессивного гена b определяет желтый цвет, а сочетание рецессивного гена а с доминантным геном В – голубой цвет.

При скрещивании между собой двух зеленых особей получили попугаев всех цветов. Определите генотипы родителей и потомков.

2. эпистаз

Окрашенность шерсти кроликов (в противоположность альбинизму) определяется доминантным геном. Цвет же окраски контролируется другим геном, расположенным в другой хромосоме, причем серый цвет доминирует над черным (у кроликов-альбиносов гены цвета окраски себя не проявляют).

Какими признаками будут обладать гибридные формы, полученные от скрещивания серого кролика, рожденного от кролика-альбиноса, с альбиносом, несущим ген черной окраски?

3. плейотропия.

Одна из пород кур отличается укороченными ногами. Признак этот доминирующий. Управляющий им ген вызывает одновременно укорочение клюва. При этом у гомозиготных цыплят клюв так мал, что они не в состоянии пробить яичную скорлупу и гибнут, не вылупившись из яйца. В инкубаторе хозяйства, разводящего только коротконогих кур, получено 3000 цыплят. Сколько среди них коротконогих?

4. полимерия

Сын белокожей женщины и чернокожего мужчины женился на белокожей женщине. Может ли быть у этой пары ребёнок темнее отца?

ОТВЕТЫ:

I . Задачи на моногибридное скрещивание (полное и неполное доминирование)

1. А- серый цвет

а- чёрный цветР: АА и аа.

F 1: Аа, все серые.

2. А- чёрный цветковогоа- белый цвет

Р: Аа и Аа.

F 1: АА 2Аа, аа. Закон расщепления.

3. А- белый цвет

а- жёлтый цвет

Оба родителя имеют генотип Аа.

F 1 расщепление по генотипу 1аа 2Аа 1 аа

4.Ночка-Аа, её телёнок- аа. Зорька- аа, её телёнок- Аа, бык- Аа.

5. А- высокие

а-карликовые

F 1 1АА 2Аа 1аа

240 карликовых растений.

6.А- зелёный цвет

а- полосатый цвет

F2 1АА 2Аа 1аа

F 2 - расщепление 3 зелёные:1полосатые

7. А- широкие лисстья

а- узкие листья

Аа- промежуточная ширина листьев

F 1: расщепление по фенотипу:1- широкие листья,2-промежуточнач ширина листа,1- узкие листья.

По генотипу: АА 2Аа аа

II . Задачи на дигибридное скрещивание

1. А – норма, а – глаукома.
B – синдром Марфана, b – норма.
Один из супругов страдает глаукомой и не имел в роду предков с синдромом Марфана: aabb. Второй супруг дигетерозиготен: AaBb.







норма. синдром	норма норма	глаукома синдром	глаукома норма

Вероятность рождения здорового ребенка (норма/норма) = 1/4 (25%). В данном случае проявляется третий закон Менделя (закон независимого наследования).

а- карликовость

В- гладкие

в-ребристые
первое скрещивание- Р: aabb и AaBB, получили F 1 - aaBb и AaBb
второе- Р: aabb и AAbb, получили F 1 - Aabb.

4.Р-АаВв и аавв.F1: 9 кр.гол.. 3 кр. Оп., 3 ж.гол., 1 ж. оп.4 тонны ж. оп.

5. В данном случае проявляется промежуточное наследование окраски. АА- черные, Аа- пестрые, аа - белые. родители и курица и петух имеют генотипы АаВВ. И гаметы образуют одинаковые: АВ, аВ. при их слиянии происходит образование генотипов -ААВВ -черные хохлатые, АаВВ- пестрые хохлатые, ааВВ - белые хохлатые. соотношение -1/2/1.

ген цвета:
А - черный
а- коричневый
ген длины хвоста:
В- длинный
в- короткий
вв - леталь
Вв - укороченный
Решение:
1) АаВв х ааВв
черная, укороченная х коричневой, укороченной
гаметы - АВ, Ав, аВ, ав аВ ав

АаВВ АаВв ааВВ ааВв АаВв Аавв ааВв аавв
ч. д. ч. у. к. д. к у. ч. у леталь к. у леталь
черных с джлинным хвостом - 1/8
черных с укороченным - 2/8
коричневых с длинным хвостом - 1/8
коричневых с укороченным - 2/
леталь - 2/8. Закон независимого наследования

7. А- усатые

а- безусые

В- красные

Вв- розовые

1) первое скрещивание:

Р ААвв * ааВВ

ус. бел. б/ус. кр.

2) анализирующее скрещивание:

АаВв * аавв

G АВ Ав аВ ав ав

F 2 АаВb - усатые розовоплодные; Aabb - усатые белоплодные;

ааВb - безусые розовоплодные; aabb - безусые белоплодные;

3) характер наследования признака окраски плода - неполное доминирование. В первом скрещивании - закон единообразия гибридов, во втором (анализирующем) - независимого наследования признаков.

8. А - плоские венчики,

а - воронковидные венчики.

В - белые цветы,

b - кремовые цветы

первое скрещивание:

Р ааВв х Аавв

G аВ ав Ав ав

F 1 АаВb аавв

второе скрещивание:

Р ааВВ х Аавв

G аВ Ав ав

F 1 АаВb ааВв
В данном случае проявляется третий закон Меделя – закон независимого наследования.

9. А - норма, а - слепота №1.

В - норма, b - слепота №2.
Бабушка по материнской линии AAbb, бабушка по отцовской- aaBB. Дедушки- AABB.

Вероятность рождения слепого внука 0%

Задачи на наследование групп крови системы АB0

1. Мальчик-j0j0. Сестра- JАJВ

Р J А j 0 и J А J В

2. Отец - J А J В

Мать-j 0 j 0.

Нет, т.к. у детей может быть либо 2-я либо 3-я группы крови.

3. первая пара родителей:
P: j 0 j 0 x J А j 0 или j 0 j 0 x J A J А
G: j 0 J A , j 0 j0 J A
F: J A j0 (2 гр) , j 0 j 0 (1гр.) или J A j 0 (2 гр)
вторая пара родителей
Р: J A J A x J A J B или J A j 0 x J A J B
G: J A ; J A , J B J A j 0 J A , J B
F: J A J A (2) J A J B (4) J A J A (2) J A J B (4) J A j 0(2) J в j 0(3 гр.)
У первой пары родителей, сын имеет 1 гр. и ген 0 он получил от обоих родителей. Вторая пара- родители мальчика с о 2-ой группой крови.
Эту задачу можно решить устно, потому что ребенок с 1 гр. крови не может родиться у пары, в которой есть человек с 4 группой крови
4. Нельзя, т.к. у детей возможны группы крови: А0(II) или В0 (III), поэтому кровь четвёртой группы, которую имеет мать переливать нельзя.

5. Отец-дигетерозигота I B i 0 Rr, мать-дигомозигота I A I А RR.







IV группа резус +	IV группа резус +	II группа резус +	II группа резус +

Дети в этой семье могут иметь IV или II группу крови, все резус-положительные. Доля детей с IV группой крови составляет 2/4 (50%). Проявляется закон независимого наследования (третий закон Менделя).

IV . Задачи на сцепленное с полом и аутосомное наследование

1. А – наличие хохолка, а – нет хохолка.
X B – зеленое оперение, X b – коричневое оперение.
А_X B Y-хохлатая зеленая самка
ааX B X b- самец без хохолка с зеленым оперение (гетерозигота)
Среди потомства были птенцы без хохолка- аа. Они получили один ген а от матери, один от отца. Следовательно, у матери должен быть ген а, следовательно, мать Аа.
P АаX В Y x ааX B X b


AaX В X В самец	aaX В X В самец	AaX B Y самка	aaX B Y самка
AaX В X b самец	aaX В X b самец	AaX b Y самка	aaX b Y самка

В данном случае проявился закон независимого наследования (третий закон Менделя) и сцепленное с полом наследование.

2. А- серое тело

а- чёрное тело

Х В красные глаза

Х в - белые глаза

Р 1 ААХ В Х В * ааХ в Y
серые тело черное тело
кр.глаза белые гл.

G АХ В аХ в аY
F 1 AaХ B Х b АаХ В Y
Р 2 AАХ B Х В * AaХ В Y

G АХ В АХ В аХ В АY аY

F 2 AАХ B Х В AаХ B Х В AАХ В Y AаХ B Y
F 2 все потомки имеют серое тело и красные глаза.

Соотношение по полу-50% : 50:%

3. А – карие глаза,

а – голубые глаза.
X D – нормальное зрение,

X d – дальтонизм.

А_X D X _ кареглазая женщина с нормальным зрением
ааX d Y- отец женщины, он мог отдать дочери только аX d , следовательно, кареглазая женщина- АаX D X d .
АаX D Y.- муж женщины

Р АаX D X d х ааX D Y

G АХ D АХ d аХ D ах d аХ D аY

F 1 ААХ D Х D АаХ D Х d ааХ D Х D ааХ D Х d ААХ D Y Аа Х d Y ааХ D ХY ааХ d Y

Вероятность рождения ребенка-дальтоника с карими глазами составляет 1/8, (12,5%), это мальчик.

4. А - норма, а - альбинизм.
Х Н - норма, Х h - гемофилия.
Женщина АаХ Н Х h , мужчина ааХ H Y

G АХ H АХ h аХ H аХ h аХ H аY

F1 AaХ H Х H АаХ H Y AaХ H Х h АаХ h Y ааХ H Х H ааХ H Y ааХ H Х h ааX h Y

к.н. к.н. к.н. к.г. г.н. г.н. г.н. г..г.

Расщепление по цвету глаз- 1:1 по свёртываемости крови- все дочери здоровы, мальчики- 1:1.

V. Задачи на сцепленное наследование

1 . А - гладкие зерна,

а - морщинистые зерна.
B - окрашенные зерна,

b - неокрашенные зерна.

Р ААВВ х аавв

Поскольку в первом поколении получилось единообразие (первый закон Менделя), следовательно, скрещивали гомозиготы, в F1 получилась дигетерозигота, несущая доминантные признаки.

Анализирующее скрещивание:


нормальные гаметы со сцеплением, много
нормальные гаметы со сцеплением, много
рекомбинантные гаметы с нарушенным сцеплением, мало
рекомбинантные гаметы с нарушенным сцеплением, мало

	гладкие окрашенные, много (1200)	морщинист. неокрашен., много (1215)	гладкие неокрашен., мало (309)	морщинист. окрашен., мало (315)

Поскольку во втором поколении получилось неравная численность фенотипических групп, следовательно, имело место сцепленное наследование. Те фенотипические группы, которые представлены в большом количестве- не кроссоверы, а группы, представленные в малом количестве – кроссоверы, образованные из рекомбинантных гамет, сцепление в которых было нарушено из-за кроссинговера в мейозе.

2. А- окрашенное семя а- не окрашенное семя В- крахмалистый эндосперм b- восковидный эндосперм Р АаВв х аавв G АВ Ав а В ав F1 9- АаВв- окр. семя, крахм. эндосперм 42- Аавв- окр. семя, воск. эндосперм 44- ааВв- неокрашенное семя, крахмалистый эндосперм 10- аавв- неокрашенное семя восковидный эндосперм Присутствие в потомстве двух групп (42 – с окрашенным восковидным эндоспермом; 44 – с неокрашенным восковидным эндоспермом) примерно в равных долях – результат сцепленного наследования аллелей А и в, а и В между собой. Две другие фенотипические группы образуются в результате кроссинговера.

А - гладкие семена,

а - морщинистые семена
B - наличие усиков,

b - без усиков





	гладкие семена, усы		морщинист. семена, без усов

Если кроссинговер не происходит, то у дигетерозиготного родителя образуется только два вида гамет (полное сцепление).

А- серое тело

а- чёрное тело В- нормальные крылья в- укороченные крылья Р АаВв x аавв

F 1 АаВв все серые с нормальными крыльями. Закон единообразия)

Р АаВв x АаВв

Т.К. нет ожидаемого Менделевского расщепления, значит, произошёл кроссинговер:

сцеплены

АВ АВ ав ав
F 2 ААВВ АаВв АаВв аавв

Генетика, ее задачи. Наследственность и изменчивость - свойства организмов. Методы генетики. Основные генетические понятия и символика. Хромосомная теория наследственности. Современные представления о гене и геноме

Генетика, ее задачи

Успехи естествознания и клеточной биологии в XVIII-XIX веках позволили ряду ученых высказать предположения о существовании неких наследственных факторов, определяющих, например, развитие наследственных болезней, однако эти предположения не были подкреплены соответствующими доказательствами. Даже сформулированная Х. де Фризом в 1889 году теория внутриклеточного пангенеза, которая предполагала существование в ядре клетки неких «пангенов », определяющих наследственные задатки организма, и выход в протоплазму только тех из них, которые определяют тип клетки, не смогла изменить ситуацию, как и теория «зародышевой плазмы» А. Вейсмана, согласно которой приобретенные в процессе онтогенеза признаки не наследуются.

Лишь труды чешского исследователя Г. Менделя (1822-1884) стали основополагающим камнем современной генетики. Однако, несмотря на то, что его труды цитировались в научных изданиях, современники не обратили на них внимания. И лишь повторное открытие закономерностей независимого наследования сразу тремя учеными — Э. Чермаком, К. Корренсом и Х. де Фризом — вынудило научную общественность обратиться к истокам генетики.

Генетика — это наука, изучающая закономерности наследственности и изменчивости и методы управления ими.

Задачами генетики на современном этапе являются исследование качественных и количественных характеристик наследственного материала, анализ структуры и функционирования генотипа, расшифровка тонкой структуры гена и методов регуляции генной активности, поиск генов, вызывающих развитие наследственных болезней человека и методов их «исправления», создание нового поколения лекарственных препаратов по типу ДНК-вакцин, конструирование с помощью средств генной и клеточной инженерии организмов с новыми свойствами, которые могли бы производить необходимые человеку лекарственные препараты и продукты питания, а также полная расшифровка генома человека.

Наследственность и изменчивость - свойства организмов

Наследственность — это способность организмов передавать свои признаки и свойства в ряду поколений.

Изменчивость — свойство организмов приобретать новые признаки в течение жизни.

Признаки — это любые морфологические, физиологические, биохимические и иные особенности организмов, по которым одни из них отличаются от других, например цвет глаз. Свойствами же называют любые функциональные особенности организмов, в основе которых лежит определенный структурный признак или группа элементарных признаков.

Признаки организмов можно разделить на качественные и количественные . Качественные признаки имеют два-три контрастных проявления, которые называют альтернативными признаками, например голубой и карий цвет глаз, тогда как количественные (удойность коров, урожайность пшеницы) не имеют четко выраженных различий.

Материальным носителем наследственности является ДНК. У эукариот различают два типа наследственности: генотипическую и цитоплазматическую . Носители генотипической наследственности локализованы в ядре и далее речь пойдет именно о ней, а носителями цитоплазматической наследственности являются находящиеся в митохондриях и пластидах кольцевые молекулы ДНК. Цитоплазматическая наследственность передается в основном с яйцеклеткой, поэтому называется также материнской.

В митохондриях клеток человека локализовано небольшое количество генов, однако их изменение может оказывать существенное влияние на развитие организма, например приводить к развитию слепоты или постепенному снижению подвижности. Пластиды играют не менее важную роль в жизни растений. Так, в некоторых участках листа могут присутствовать бесхлорофильные клетки, что приводит, с одной стороны, к снижению продуктивности растения, а с другой — такие пестролистные организмы ценятся в декоративном озеленении. Воспроизводятся такие экземпляры в основном бесполым способом, так как при половом размножении чаще получаются обычные зеленые растения.

Методы генетики

1. Гибридологический метод, или метод скрещиваний, заключается в подборе родительских особей и анализе потомства. При этом о генотипе организма судят по фенотипическим проявлениям генов у потомков, полученных при определенной схеме скрещивания. Это старейший информативный метод генетики, который наиболее полно впервые применил Г. Мендель в сочетании со статистическим методом. Данный метод неприменим в генетике человека по этическим соображениям.

2. Цитогенетический метод основан на исследовании кариотипа: числа, формы и величины хромосом организма. Изучение этих особенностей позволяет выявить различные патологии развития.

3. Биохимический метод позволяет определять содержание различных веществ в организме, в особенности их избыток или недостаток, а также активность целого ряда ферментов.

4. Молекулярно-генетические методы направлены на выявление вариаций в структуре и расшифровку первичной последовательности нуклеотидов исследуемых участков ДНК. Они позволяют выявить гены наследственных болезней даже у эмбрионов, установить отцовство и т. д.

5. Популяционно-статистический метод позволяет определить генетический состав популяции, частоту определенных генов и генотипов, генетический груз, а также наметить перспективы развития популяции.

6. Метод гибридизации соматических клеток в культуре позволяет определить локализацию определенных генов в хромосомах при слиянии клеток различных организмов, например, мыши и хомяка, мыши и человека и т. д.

Основные генетические понятия и символика

Ген — это участок молекулы ДНК, или хромосомы, несущий информацию об определенном признаке или свойстве организма.

Некоторые гены могут оказывать влияние на проявление сразу нескольких признаков. Такое явление называется плейотропией . Например, ген, обусловливающий развитие наследственного заболевания арахнодактилии (паучьи пальцы), вызывает также искривление хрусталика, патологии многих внутренних органов.

Каждый ген занимает в хромосоме строго определенное место — локус . Так как в соматических клетках большинства эукариотических организмов хромосомы парные (гомологичные), то в каждой из парных хромосом находится по одной копии гена, отвечающего за определенный признак. Такие гены называются аллельными .

Аллельные гены чаще всего существуют в двух вариантах — доминантном и рецессивном. Доминантной называют аллель, которая проявляется вне зависимости от того, какой ген находится в другой хромосоме, и подавляет развитие признака, кодируемого рецессивным геном. Доминантные аллели обозначаются обычно прописными буквами латинского алфавита (A, B, C и др.), а рецессивные — строчными (a, b, c и др.). Рецессивные аллели могут проявляться только в том случае, если они занимают локусы в обеих парных хромосомах.

Организм, у которого в обеих гомологичных хромосомах находятся одинаковые аллели, называется гомозиготным по данному гену, или гомозиготой (AA, aa, ААBB, ааbb и т. д.), а организм, у которого в обеих гомологичных хромосомах находятся разные варианты гена — доминантный и рецессивный — называется гетерозиготным по данному гену, или гетерозиготой (Aa, АаBb и т. д.).

Ряд генов может иметь три и более структурных варианта, например группы крови по системе AB0 кодируются тремя аллелями — I A , I B , i. Такое явление называется множественным аллелизмом. Однако даже в этом случае каждая хромосома из пары несет только одну аллель, то есть все три варианта гена у одного организма не могут быть представлены.

Геном — совокупность генов, характерная для гаплоидного набора хромосом.

Генотип — совокупность генов, характерная для диплоидного набора хромосом.

Фенотип — совокупность признаков и свойств организма, которая является результатом взаимодействия генотипа и окружающей среды.

Поскольку организмы отличаются между собой многими признаками, установить закономерности их наследования можно только при анализе двух и более признаков в потомстве. Скрещивание, при котором рассматривается наследование и проводится точный количественный учет потомства по одной паре альтернативных признаков, называется моногибридны м, по двум парам — дигибридным , по большему количеству признаков — полигибридным .

По фенотипу особи далеко не всегда можно установить ее генотип, поскольку как гомозиготный по доминантному гену организм (АА), так и гетерозиготный (Аа) будет иметь в фенотипе проявление доминантной аллели. Поэтому для проверки генотипа организма с перекрестным оплодотворением применяют анализирующее скрещивание — скрещивание, при котором организм с доминантным признаком скрещивается с гомозиготным по рецессивному гену. При этом гомозиготный по доминантному гену организм не будет давать расщепления в потомстве, тогда как в потомстве гетерозиготных особей наблюдается равное количество особей с доминантным и рецессивным признаками.

Для записи схем скрещиваний чаще всего применяются следующие условные обозначения:

Р (от лат. парента — родители) — родительские организмы;

$♀$ (алхимический знак Венеры — зеркало с ручкой) — материнская особь;

$♂$ (алхимический знак Марса — щит и копье) — отцовская особь;

$×$ — знак скрещивания;

F 1 , F 2 , F 3 и т. д. — гибриды первого, второго, третьего и последующих поколений;

F а — потомство от анализирующего скрещивания.

Хромосомная теория наследственности

Основоположник генетики Г. Мендель, равно как и его ближайшие последователи, не имели ни малейшего представления о материальной основе наследственных задатков, или генов. Однако уже в 1902-1903 годах немецкий биолог Т. Бовери и американский студент У. Сэттон независимо друг от друга предположили, что поведение хромосом при созревании клеток и оплодотворении позволяет объяснить расщепление наследственных факторов по Менделю, т. е., по их мнению, гены должны быть расположены в хромосомах. Данные предположения стали краеугольным камнем хромосомной теории наследственности.

В 1906 году английские генетики У. Бэтсон и Р. Пеннет обнаружили нарушение менделевского расщепления при скрещивании душистого горошка, а их соотечественник Л. Донкастер в экспериментах с бабочкой крыжовенной пяденицей открыл сцепленное с полом наследование. Результаты этих экспериментов явно противоречили менделевским, но если учесть, что к тому времени уже было известно о том, что количество известных признаков для экспериментальных объектов намного превышало количество хромосом, а это наводило на мысль, что каждая хромосома несет более одного гена, а гены одной хромосомы наследуются совместно.

В 1910 году начинаются эксперименты группы Т. Моргана на новом экспериментальном объекте — плодовой мушке дрозофиле. Результаты этих экспериментов позволили к середине 20-х годов XX века сформулировать основные положения хромосомной теории наследственности, определить порядок расположения генов в хромосомах и расстояния между ними, т. е. составить первые карты хромосом.

Основные положения хромосомной теории наследственности:

Гены расположены в хромосомах. Гены одной хромосомы наследуются совместно, или сцепленно, и называются группой сцепления . Число групп сцепления численно равно гаплоидному набору хромосом.
Каждый ген занимает в хромосоме строго определенное место — локус.
Гены в хромосомах расположены линейно.
Нарушение сцепления генов происходит только в результате кроссинговера.
Расстояние между генами в хромосоме пропорционально проценту кроссинговера между ними.
Независимое наследование характерно только для генов негомологичных хромосом.

Современные представления о гене и геноме

В начале 40-х годов ХХ века Дж. Бидл и Э. Тейтум, анализируя результаты генетических исследований, проведенных на грибе нейроспоре, пришли к выводу, что каждый ген контролирует синтез какого-либо фермента, и сформулировали принцип «один ген — один фермент».

Однако уже в 1961 году Ф. Жакобу, Ж. Л. Моно и А. Львову удалось расшифровать структуру гена кишечной палочки и исследовать регуляцию его активности. За это открытие им в 1965 году была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине.

В процессе исследования, кроме структурных генов, контролирующих развитие определенных признаков, им удалось выявить и регуляторные, основной функцией которых является проявление признаков, кодируемых другими генами.

Структура прокариотического гена. Структурный ген прокариот имеет сложное строение, поскольку в его состав входят регуляторные участки и кодирующие последовательности. К регуляторным участкам относятся промотор, оператор и терминатор. Промотором называют участок гена, к которому прикрепляется фермент РНК-полимераза, обеспечивающий синтез иРНК в процессе транскрипции. С оператором , располагающимся между промотором и структурной последовательностью, может связываться белок-репрессор , не позволяющий РНК-полимеразе начать считывание наследственной информации с кодирующей последовательности, и только его удаление позволяет начать транскрипцию. Структура репрессора закодирована обычно в регуляторном гене, находящемся в другом участке хромосомы. Считывание информации заканчивается на участке гена, который называется терминатором .

Кодирующая последовательность структурного гена содержит информацию о последовательности аминокислот в соответствующем белке. Кодирующую последовательность у прокариот называют цистроном , а совокупность кодирующих и регуляторных участков гена прокариот — опероном . В целом прокариоты, к которым относится и кишечная палочка, имеют сравнительно небольшое количество генов, расположенных в единственной кольцевой хромосоме.

Цитоплазма прокариот может содержать также дополнительные небольшие кольцевые или незамкнутые молекулы ДНК, которые называются плазмидами. Плазмиды способны встраиваться в хромосомы и передаваться от одной клетки к другой. Они могут нести информацию о половых признаках, патогенности и устойчивости к антибиотикам.

Структура эукариотического гена. В отличие от прокариот, гены эукариот не имеют оперонной структуры, поскольку не содержат оператора, и каждый структурный ген сопровождается только промотором и терминатором. Кроме того, в генах эукариот значащие участки (экзоны ) чередуются с незначащими (интронами ), которые полностью переписываются на иРНК, а затем вырезаются в процессе их созревания. Биологическая роль интронов состоит в снижении вероятности мутаций в значащих участках. Регуляция генов эукариот намного сложнее, нежели описанная для прокариот.

Геном человека. В каждой клетке человека в 46 хромосомах находится около 2 м ДНК, плотно упакованной в двойную спираль, которая состоит примерно из 3,2 $×$ 10 9 нуклеотидных пар, что обеспечивает около 10 1900000000 возможных уникальных комбинаций. К концу 80-х годов ХХ века было известно расположение примерно 1500 генов человека, однако их общее количество оценивали примерно в 100 тыс., поскольку только наследственных болезней у человека имеется примерно 10 тыс., не говоря уже о количестве разнообразных белков, содержащихся в клетках.

В 1988 году стартовал международный проект «Геном человека», который к началу XXI века закончился полной расшифровкой последовательности нуклеотидов. Он дал возможность понять, что два разных человека на 99,9 % имеют сходные последовательности нуклеотидов, и лишь остающиеся 0,1 % определяют нашу индивидуальность. Всего было обнаружено примерно 30-40 тыс. структурных генов, однако затем их количество было снижено до 25-30 тыс. Среди этих генов имеются не только уникальные, но и повторяющиеся сотни и тысячи раз. Тем не менее данные гены кодируют гораздо большее количество белков, например десятки тысяч защитных белков — иммуноглобулинов.

97 % нашего генома является генетическим «мусором», который существует только потому, что умеет хорошо воспроизводиться (РНК, которые транскрибируются на этих участках, никогда не покидают ядро). Например, среди наших генов есть не только «человеческие» гены, но и 60 % генов, похожих на гены мушки дрозофилы, а с шимпанзе нас роднит до 99 % генов.

Параллельно с расшифровкой генома происходило и картирование хромосом, вследствие этого удалось не только обнаружить, но и определить расположение некоторых генов, отвечающих за развитие наследственных заболеваний, а также генов-мишеней лекарственных препаратов.

Расшифровка генома человека пока не дает прямого эффекта, поскольку мы получили своеобразную инструкцию по сборке такого сложного организма, как человек, но не научились изготавливать его или хотя бы исправлять погрешности в нем. Тем не менее эра молекулярной медицины уже на пороге, во всем мире идет разработка так называемых генопрепаратов, которые смогут блокировать, удалять или даже замещать патологические гены у живых людей, а не только в оплодотворенной яйцеклетке.

Не следует забывать и о том, что в эукариотических клетках ДНК содержится не только в ядре, но также в митохондриях и пластидах. В отличие от ядерного генома, организация генов митохондрий и пластид имеет много общего с организацией генома прокариот. Несмотря на то что эти органеллы несут менее 1 % наследственной информации клетки и не кодируют даже полного набора белков, необходимых для их собственного функционирования, они способны существенно влиять на некоторые признаки организма. Так, пестролистность у растений хлорофитума, плюща и других наследует незначительное число потомков даже при скрещивании двух пестролистных растений. Это обусловлено тем, что пластиды и митохондрии передаются большей частью с цитоплазмой яйцеклетки, поэтому такая наследственность называется материнской, или цитоплазматической, в отличие от генотипической, которая локализуется в ядре.

У человека темный цвет волос (А) доминирует над светлым цветом (а), карий цвет глаз (В) - над голубым (b). Запишите генотипы родителей, возможные фенотипы и генотипы детей, родившихся от брака светловолосого голубоглазого мужчины и гетерозиготной кареглазой светловолосой женщины.

Ответ

Светловолосый голубоглазый мужчина aabb.
Гетерозиготная кареглазая светловолосая женщина aaBb.

Врожденная близорукость наследуется как аутосомный доминантный признак, отсутствие веснушек - как аутосомный рецессивный признак. Признаки находятся в разных парах хромосом. У отца врожденная близорукость и отсутствие веснушек, у матери нормальное зрение и веснушки. В семье трое детей, двое близорукие без веснушек, один с нормальным зрением и с веснушками. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и родившихся детей. Рассчитайте вероятность рождения детей близоруких и с веснушками. Объясните, какой закон имеет место в данном случае.

Ответ

А - врожденная близорукость, а - нормальное зрение.
B - веснушки, b - отсутствие веснушек.

Отец A_bb, мать aaB_.
Дети A_bb, aaB_.

Если отец bb, то все его дети имеют b, значит второй ребенок aaBb.
Если мать aa, то все её дети имеют a, значит первый ребенок Aabb.
Если первый ребенок имеет bb, то он взял одну b от матери и одну от отца, значит мать aaBb.
Если второй ребенок имеет аа, то он взял одну а от матери и одну от отца, значит отец Aabb.

Вероятность рождения близоруких детей с веснушками 25%, работает закон независимого наследования.

У родителей со свободной мочкой уха и треугольной ямкой на подбородке родился ребенок со сросшейся мочкой уха и гладким подбородком. Определите генотипы родителей, первого ребенка, фенотипы и генотипы других возможных потомков. Составьте схему решения задачи. Признаки наследуются независимо.

Ответ

В потомстве проявились рецессивные признаки, которые у родителей находились в скрытом состоянии.

А - свободная мочка уха, а - сросшаяся мочка уха.
B - треугольная ямка на подбородке, b - гладкий подбородок.

Ребенок aabb, родители A_B_.
Ребенок аа получил одну а от отца, другую от матери; одну b от отца, другую от матери, следовательно, родители AaBb.

	AB	Ab	aB	ab
AB	AABB	AABb	AaBB	AaBb
Ab	AABb	AAbb	AaBb	Aabb
aB	AaBB	AaBb	aaBB	aaBb
ab	AaBb	Aabb	aaBb	aabb

9 A_B_ свободная мочка уха, треугольная ямка на подбородке
3 A_bb свободная мочка уха, гладкий подбородок
3 aaB_ сросшаяся мочка уха, треугольная ямка на подбородке
1 aabb сросшаяся мочка уха, гладкий побдородок

Черный хохлатый петух скрещен с такой же курицей. От них получены 20 цыплят: 10 черных хохлатых, 5 бурых хохлатых, 3 черных без хохла и 2 бурых без хохла. Определите генотипы родителей, потомков и закономерность наследования признаков. Гены двух признаков не сцеплены, доминантные признаки - черное оперение (А), хохлатость (В).

Ответ

A - черное оперение, а - бурое оперение.
B - хохлатость, b - без хохла.

Петух A_B_, курица A_B_.
Цыплята A_B_ 10 шт., aaB_ 5 шт., A_bb 3 шт., aabb 2 шт.

Если ребенок имеет аа, то он взял одну а от матери и одну от отца, значит родители AaB_.
Если ребенок имеет bb, то он взял одну b от матери и одну от отца, значит родители AaBb.

	AB	Ab	aB	ab
AB	AABB	AABb	AaBB	AaBb
Ab	AABb	AAbb	AaBb	Aabb
aB	AaBB	AaBb	aaBB	aaBb
ab	AaBb	Aabb	aaBb	aabb

9 A_B_ черные хохлатые
3 A_bb черные без хохла
3 aaB_ бурые хохлатые
1 aabb бурые без хохла

Закономерность наследования признаков - закон независимого наследования.