Задача по генетике на дальтонизм — Болезни глаз

Законы Г. Менделя

Без знания трех основных законов наследования и изменчивости невозможно заниматься решением задач по генетике.

Данный закон означает, что если скрестить две чистые линии по одному признаку, например, зеленый и желтый горох, то абсолютно у всех потомков проявится только один цвет (либо желтый, либо зеленый), в зависимости от того, чей признак более сильный (доминантный).

Это означает, что у родителей, которые не являются чистыми линиями, в любом случае, с меньшей вероятностью, но появится у потомства внешнее различие, не говоря уже о генотипе.

Это означает то, что один независимо наследуемый признак никак не может повлиять на проявление или не проявление другого независимого признака.

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.

А — желтая окраска семяна — зеленая окраска семян

Р (родители) АА аа
Г (гаметы) А а
F1 (первое поколение) Аа
(все растения имели желтые семена)

Задачи на дальтонизм по генетике

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

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 F2.

Р (F1) Aa Aa
Г А; a А; a
F2 АА; Аа; Аа; аа
(75% растений имеют доминантный признак, 25% — рецессивный)

Формулировка закона: у потомства, полученного от скрещивания гибридов первого поколения, наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 3:1, а по генотипу — 1:2:1.

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.

А — желтая окраска семян, а — зеленая окраска семян,В — гладкая форма, в — морщинистая форма.

Р ААВВ аавв
Г АВ ав
F1 АаВв
100% (желтые гладкие).

Затем Мендель из семян F1 вырастил растения и путем самоопыления получил гибриды второго поколения.

Р АаВв АаВв
Г АВ, Ав, аВ, ав АВ, Ав, аВ, ав
F2 Для записи и определения генотипов используется решетка Пеннета
Гаметы АВ Ав аВ ав
АВ ААВВ ААВв АаВВ АаВв
Ав ААВв Аавв АаВв Аавв
аВ АаВВ АаВв ааВВ ааВв
ав АаВв Аавв ааВв аавв

В F2 произошло расщепление на 4 фенотипических класса в соотношении 9:3:3:1. 9/16 всех семян имели оба доминантных признака (желтые и гладкие), 3/16 — первый доминантный и второй рецессивный (желтые и морщинистые), 3/16 — первый рецессивный и второй доминантный (зеленые и гладкие), 1/16 — оба рецессивных признака (зеленые и морщинистые).

При анализе наследования каждой пары признаков получаются следующие результаты. В F212 частей желтых семян и 4 части зеленых семян, т.е. соотношение 3:1. 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.

При анализе признаков гибридов первого и второго поколений Мендель установил, что рецессивный ген не исчезает и не смешивается с доминантным. В F2 проявляются оба гена, что возможно только в том случае, если гибриды F1 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.

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 1:1, то исходный организм содержит гены в гетерозиготном состоянии.

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 (i0, IА, IВ), кодирующие белки-антигены эритроцитов, которые определяют группы крови людей. В генотипе каждого человека содержится только два гена, определяющих его группу крови: первая группа i0i0; вторая IАi0 и IАIА; третья IВIВ и IВi0 и четвертая IАIВ.

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 — Y и Х.

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

В ЕГЭ включены задачи только на признаки, сцепленные с Х-хромосомой. В основном они касаются двух признаков человека: свертываемость крови (ХН — норма; Xh — гемофилия), цветовое зрение (ХD — норма, Xd — 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): ХНХН — здорова; ХНXh — здорова, но является носительницей; ХhХh — больна. Мужской пол по этим генам является гомозиготным, т.к.

  1. Определите число типов гамет у организма с генотипом АаВВСс.
  2. Определите число типов гамет у организма с генотипом АаВвХдY.
  3. Определите число типов гамет у организма с генотипом ааВВIВi.
  4. Скрестили высокие растения с низкими растениями. В F1 — все растения среднего размера. Какое будет F2?
  5. Скрестили белого кролика с черным кроликом. В F1 все кролики черные. Какое будет F2?
  6. Скрестили двух кроликов с серой шерстью. В F1 — 25% с черной шерстью, 50% — с серой и 25% с белой. Определите генотипы и объясните такое расщепление.
  7. Скрестили черного безрогого быка с белой рогатой коровой. В F1 получили 25% черных безрогих, 25% черных рогатых, 25% белых рогатых и 25% белых безрогих. Объясните это расщепление, если черный цвет и отсутствие рогов — доминантные признаки.
  8. 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?
  9. Голубоглазый брюнет женился на кареглазой блондинке. Какие могут родиться дети, если оба родителя гетерозиготны?
  10. Мужчина правша с положительным резус-фактором женился на женщине левше с отрицательным резусом. Какие могут родиться дети, если мужчина гетерозиготен только по второму признаку?
  11. У матери и у отца 3 группа крови (оба родителя гетерозиготны). Какая группа крови возможна у детей?
  12. У матери 1 группа крови, у ребенка — 3 группа. Какая группа крови невозможна для отца?
  13. У отца первая группа крови, у матери — вторая. Какова вероятность рождения ребенка с первой группой крови?
  14. Голубоглазая женщина с 3 группой крови (ее родители имели третью группу крови) вышла замуж за кареглазого мужчину со 2 группой крови (его отец имел голубые глаза и первую группу крови). Какие могут родиться дети?
  15. 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?
  16. 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?
  17. Мужчина с карими глазами и 3 группой крови женился на женщине с карими глазами и 3 группой крови. У них родился голубоглазый ребенок с 1 группой крови. Определите генотипы всех лиц, указанных в задаче.
  18. Скрестили дыни с белыми овальными плодами с растениями, имевшими белые шаровидные плоды. В потомстве получены следующие растения: 3/8 с белыми овальными, 3/8 с белыми шаровидными, 1/8 с желтыми овальными и 1/8 с желтыми шаровидными плодами. Определите генотипы исходных растений и потомков, если у дыни белая окраска доминирует над жел той, овальная форма плода — над шаровидной.

История

Генетика – это сравнительно новая наука, заключающаяся в изучении наследования и изменчивости живых организмов. Огромный вклад в ее развитие привнес знаменитый ученый-биолог Грегор Мендель. Именно он сформулировал три самых главных закона, от которых в дальнейшем оттолкнулось развитие данной научной области и ввел понятие “генетика”.

Несмотря на то, что имя этого выдающегося ученого фигурирует во многих учебниках как имя первооткрывателя данной биологической области, не стоит думать, что он первый задумался о наследственности. За его открытиями и тремя постулатами генетики стоит титанический труд его последователей, пытавшихся изучить данную область. Ведь, как показывает история, уже более шестисот лет назад люди понимали примитивные закономерности наследования, но не могли их объяснить.

Предлагаем ознакомиться:  Что такое дальтонизм виды и лечение

Задачи по биологии — Генетика

Задачи по генетике: примеры, решение с объяснениями

Изучение основных законов наследственности и изменчивости организмов является одной из наиболее сложных, но очень перспективных задач, стоящих перед современным естествознанием. В данной статье мы рассмотрим как основные теоретические понятия и постулаты науки, так и разберемся с тем, как решать задачи по генетике.

Решение типичных задач по генетики

• определите количество признаков, которые анализируются;

• определите варианты проявления названных признаков (доминантные, рецессивные, промежуточные);

• определите тип скрещивания;

• проанализируйте фенотипы, описанные в условии задачи, и запишите генотипы родительских особей;

• воссоздайте схему скрещивания;

• запишите ответ.

Задачи по генетике: примеры, решение с объяснениями

Образец решения задачи по генетике

Задача.У человека карий цвет глаз доминирует над голубым. Гомозиготный кареглазый мужчина вступил в брак с голубоглазой женщиной. Какой цвет глаз будут иметь их дети? 

Ответ: все дети будут иметь карий цвет глаз.

Задачипо генетике

  1. У человека умения владеть преимущественно правой рукой — доминантный признак, левой -рецессивный. Мужчина-правша, мать которого была левшой, вступил в брак с женьщиной-правшой, каторая имела 2 сестер, одна из которых левша. Какая вероятность рождения ребенка-левши?
  2. У мушки дрозофилы серый цвет тела доминирует над черным. При скрещивании серых мух в потомстве появилось 1 390 особей серого цвета и 460 особей черного цвета. Определите генотипы родительских особей.
  3. Голубоглазый правша, отец которого был левшой, вступил в брак с кареглазой левшой из семьи, все члены которой в течение нескольких поколений имели карие глаза. Какими у них могут быть дети?
  4. У морской свинки волнистая шерсть доминирует над гладкой. Запишите генотипы всех животных в таких скрещиваниях: а) с волнистой шерстью ? с гладкой шерстью = все потомки с волнистой шерстью; б) с волнистой шерстью ? с гладкой шерстью = половина потомков с волнистой шерстью, половина — с гладкой; в) с гладкой шерстью ? с гладкой шерстью = все потомки гладкошерстные.
  5. Сложные задачи по генетике.

  6. У человека карие глаза — доминантный признак, голубые — рецессивный. Голубоглазый мужчина, родители которого имели карие глаза, вступил в брак с кареглазой женщиной, у отца которой глаза были голубые, а в матери — карие. Какие глаза могут быть у их детей? Определите генотипы всех упомянутых лиц.
  7. Долгошерстного черного самца морской свинки скрестили с черной короткошерстной самкой. Получено 15 свинок с короткой черной шерстью, 13 — с длинной черной, 4-с короткой белой, 5-с длинной белой. Определите генотипы родителей, если черная и длинная шерсть является доминирующими проявлениями признаков.
  8. Задачи по генетике — Отклонения при расщеплении от типичных количественных соотношений.

    Тренировочныезадачи

  9. Какими могут быть дети от брака юноши и женщины с волнистыми волосами, если кудрявые волосы — доминантный признак, а прямое — рецессивен?
  10. У матери І группа крови, а у отца — IV. Могут ли дети унаследовать группу крови одного из родителей?
  11. В потомстве от скрещивания серой дрозофилы с черной получили 290 черных и 286 серых дрозофил. Какие генотипы их потомков?
  12. У морской свинки кудрявая шерсть и черная окраска — доминантные признаки, а гладенькая шерсть и белая окраска — рецессивные. В результате скрещивания черной кудрявой свинки с белой гладкошерстной в потомстве получен 9 кудрявых черных свинок 11 кудрявых белых. Определите генотипы родителей.
  13. Лисицы с генотипом Рр имеют платиновую окраск, рр — серебристое. Доминантная аллель Р имеет летальное действие. Каким будет потомство от скрещивания платиновой и серебристой лисиц?
  14. При скрещивании между собою черных мышей всегда появляется черное потомство. При скрещивании между собою желтых мышей одна треть потомства оказывается черной, а две трети — желтой. Как это можно объяснить?
  15. В родителей с II и III группами крови родился ребенок с І группой крови, больной на серпоподобноклеточную анемию (несцепленное с группами крови аутосомное наследования с неполным доминированием). Определите вероятность рождения: а) больных детей с І группой крови; б) больных детей со II группой крови; в) больных детей с IV группой крови.
  16. Задачи по генетике на тему Хромосомная теория наследственности

    Решениязадач

  17. По данным гибридологического анализа, фенотипные признака окраски тела и строения крыльев у дрозофилы наследуются сцеплено, тем не менее это сцепление не является абсолютным. Серая окраска тела доминирует над черным, а нормальное строение крыльев — над зачаточными крыльями. В результате скрещивания дигетерозиготных самок с самцами, которые имеют черное тело и недоразвитые крылья, в потомстве получили таких мушек: 1 394 -серых с нормальными крыльями, 1 418- черных с зачаточными крыльями, 288 — серых с зачаточными крыльями и 287 — черных с нормальными крыльями. Определите генотип родителей и потомков, а также расстояние между генами.
  18. По данным гибридологического анализа, гены К, L и М содержатся в одной группе сцепления. Кроссинговер между генами К и L происходит с частотой 8%, между генами К и М -с частотой 11%. Постройте генетическую карту этой хромосомы.
  19. Творческие задачи по генетике

    У помидор высокое стебель (А) доминирует над карликовым, круглые плоды (В) — над грушевидными. Гены, которые определяют высоту стебля и форму плодов, сцеплены и содержатся в хромосоме на расстоянии 10 морганид. Гомозиготные высокие растения с круглыми плодами скрещенные с карликовыми растениями, которые имеют грушевидные плоды. Какие генотипы родителей, гибридов и какие типы гамет и в каком процентном соотношении образовывают гибриды первого поколения?

    Задачи — Генетика пола. Наследование, сцепленное с полом

    Сцепленное с полом наследование признаков

  20. У кошек рыжая окраска шерсти доминирует над черным. Гетерозиготы имеют черепаховую окраску. Ген окраски сцепленный с полом (X-хромосома). Какими могут быть потомки, если: а) кот черный, а кошка -рыжая; б) кот черный, а кошка черепаховая; в) кот рыжий, а кошка — черная?
  21. Дальтонизм — рецессивный признак, ген которого находится в Х-хромосоме. Каких детей можно ждать от брака: а) мужчина — норма, женщина — носитель; б) мужчинадальтоник, женщина — норма; в)мужчина — дальтоник, женщина — носитель.
  22. ТВОРЧЕСКАЯЗАДАЧА

    Женщина, у матери которой был дальтонизм, а у отца — гемофилия, состоящая в браке с мужчиной, который имеет оба заболевания. Определите вероятность рождения в этой семье детей, которые также будут иметь обе эти болезни.

    Задачи — Взаимодействие генов

    Решение задач по взаимодействию генов.

  23. У волнистых попугаев аллель А определяет желтый цвет пера, В — голубой, при взаимодействии А и В цвет зеленый, особь с генотипом aabb — белые. При скрещивании гетерозиготных особ с желтым и голубым перьям получено 20 попугаев. Сколько среди них белых?
  24. При скрещивании белоплодых и зеленоплодых тыкв в первом поколении получен 50% белоплодых и 50% желтоплодных. Определите генотипы родителей и гибридов.
  25. Рост человека контролируется несколькими парами несцепленных генов, которые взаимодействуют за типом полимерии. Если презреть факторами среды и условно ограничиться лишь тремя парами генов, то можно предположить, что в какой-то популяции самые низкорослые люди имеют все рецессивные гены и рост 150 см, а высочайшие — все доминантные гены и рост 180 см. Определите рост людей, гетерозиготных за всеми тремя парами генов роста.

Сложные задачи

У человека одна из форм наследственной глухоты определяется двумя рецессивными аллелями разных генов. Для нормального слуха необходимое наличие двух доминантных аллелей, один из которых определяет развитие улитки, а второй — слухового нерва. В семье родители глухие, а двое их детей — с нормальным слухом. Определите тип взаимодействия генов и генотипы членов семьи.

Решениязадачиупражнений

Задача 1. В одной из популяций животных количество хромосомных мутаций составляет близко 7 на 1 000 новорожденных. Рассчитайте частоту возникновения хромосомных мутаций в данной популяции. (Частоту мутаций можно вычислить за формулой: Рт = М / 2N, где Рт — частота появления мутаций, М — количество выявленных мутантных фенотипов, N — общее количество обследованных организмов).

Задача 2. Заполните таблицу изменения количества хромосом у разных организмов в результате мутационной побежалости.

Актуальность изучения закономерностей наследственности

Закономерности передачи свойств организма были открыты Менделем благодаря опытам, которые он проводил с широко известным растением — горохом посевным. Гибридологический метод представляет собой скрещивание двух единиц, которые отличаются друг от друга одной парой признаков (моногибридное скрещивание).

В этой записи F1 – гибриды первого (I) поколения. Они все абсолютно единообразны (одинаковы), так как содержат доминантный ген А, контролирующий желтую окраску семян. Вышеприведенная запись соответствует первому закону Менделя (Правило единообразия гибридов F1). Знание его объясняет учащимся, как решать задачи по генетике.

9 класс имеет программу по биологии, в которой детально изучается гибридологический метод генетических исследований. В ней также рассматривается и второе (ІІ) правило Менделя, называемое законом расщепления. Согласно ему, у гибридов F2, полученных от скрещивания двух гибридов первого поколения друг с другом, наблюдается расщепление в соотношении по фенотипу 3 к 1, а по генотипу 1 к 2 и к 1.

Используя вышеприведенные формулы, вы поймете, как решать задачи по генетике без ошибок, если в их условиях можно применить первый или уже известный II закон Менделя, учитывая, что скрещивание происходит при полном доминировании одного из генов.

Абсолютно все гибриды, которые являются первым поколением, подчиняются правилу единообразия Менделя. То есть они желтые, с гладкой поверхностью. Продолжая скрещивать между собой растения из F1, мы получим гибриды второго поколения. Чтобы выяснить, как решать задачи по генетике, 10 класс на уроках биологии использует запись дигибридного скрещивания, применяя формулу расщепления по фенотипу 9:3:3:1.

Предлагаем ознакомиться:  Противопоказания в спорте при близорукости

Упражнение 1. Одна из пород кур отличается укороченными ногами (такие куры не разрывают огородов). Этот признак – доминирующий. Управляющий им ген вызывает одновременно и 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?

Упражнение 2. В медицине имеет большое значение различие между четырьмя группами человеческой крови. Группа крови является наследственным признаком, зависящим от одного гена. Ген этот имеет не две, а три аллели, обозначаемые символами А. В. 0. Лица с генотипом 00 имеют первую группу крови, с генотипами АА или А0 – вторую, BB или В0 – третью, АВ – четвертую (мы можем сказать, что аллели А и В доминируют над аллелью 0. тогда как друг друга они не подавляют). Какие группы крови возможны у детей, если у их матери – вторая группа крови, а у отца – первая?

Ответ: обе задачи на моногибридное скрещивание, так как речь идет об одном гене. (Ключевые слова выделены в тексте задач .)

Все генетические задачи, какой бы темы они ни касались (моно- или полигибридное скрещивание, аутосомное или сцепленное с полом наследование, наследование моно- или полигенных признаков), сводятся к трем типам: 1) расчетные; 2) на определение генотипа; 3) на определение характера наследования признака.

– прямо или косвенно (через фенотип) должны быть указаны генотипы родительского поколения.

Задача 2. У человека ген полидактилии (многопалости) доминирует над нормальным строением кисти. У жены кисть нормальная, муж гетерозиготен по гену полидактилии. Определите вероятность рождения в этой семье многопалого ребенка.

Решение этой задачи начинается с записи ее условия и обозначения генов. Затем определяются (предположительно) генотипы родителей. Генотип мужа известен, генотип жены легко установить по фенотипу – она носительница рецессивного признака, значит, гомозиготна по соответствующему гену. Следующий этап – написание значений гамет.

Следует обратить внимание на то, что гомозиготный организм образует один тип гамет, поэтому нередко встречающееся написание в этом случае двух одинаковых гамет не имеет смысла. Гетерозиготный организм формирует два типа гамет. Соединение гамет случайно, поэтому появление двух типов зигот равновероятно: 1:1.

Ответ: вероятность рождения многопалого ребенка составляет примерно 50%.

– о генотипах потомства (прямо или косвенно).

Записываем условие задачи, вводя обозначения генов. Решение начинаем с составления схемы скрещивания. Самка обладает доминантным признаком. Она может быть как гомо- (АА ), так и гетерозиготной (Аа ). Неопределенность генотипа обозначаем А_. Самец с рецессивным признаком гомозиготен по соответствующему гену – аа.

Потомки с коричневой окраской меха наследовали этот ген от матери, а от отца – ген голубой окраски, следовательно, их генотипы гетерозиготны. По генотипу коричневых щенков установить генотип матери невозможно. Голубой щенок от каждого из родителей получил ген голубой окраски. Следовательно, мать гетерозиготна (нечистопородна).

Ответ: генотип самки – Аа. то есть она нечистопородна.

– предлагаются только фенотипы следующих друг за другом поколений (то есть фенотипы родителей и фенотипы потомства);

В вопросе такой задачи требуется установить характер наследования признака.

При решении этой задачи логика рассуждения может быть следующей. Расщепление в потомстве свидетельствует о гетерозиготности родителей. Соотношение близкое к 1. 2. 1 говорит о гетерозиготности по одной паре генов. Согласно полученным долям (1/4 белые, 1/2 пестрые, 1/4 черные), черные и белые цыплята гомозиготны, а пестрые гетерозиготны.

гаметы: (А ) (А ) (А ) (А )

Ответ: окраска оперения у кур определяется парой полудоминантных генов, каждый из которых обуславливает белый или черный цвет, а вместе они контролируют развитие пестрого оперения.

Теория наследственности Моргана

Возвратимся к разделу нашей статьи «Закон независимого комбинирования состояний признаков», в котором мы рассмотрели, как решать задачи по генетике. Дигибридное скрещивание, как и сам ІІІ закон Менделя, которому оно подчиняется, применимо для аллельных генов, находящихся в гомологичных хромосомах каждой пары.

В середине 20 века американский ученый-генетик Т. Морган доказал, что большинство признаков контролируется генами, которые расположены в одной и той же хромосоме. Они имеют линейное расположение и образуют группы сцепления. И их количество равно именно гаплоидному набору хромосом. В процессе мейоза, приводящего к образованию гамет, в половые клетки попадают не отдельные гены, как считал Мендель, а целые их комплексы, названные Морганом группами сцепления.

Общие правила

Чтобы научиться решать задачи по генетике, необходимо:

  • Уметь читать условие задачи, выбирая из него необходимую информацию.
  • Уметь различать аллельные и неаллельные гены.
  • Различать наследование, сцепленное с полом и аутосомное.
  • Уметь пользоваться терминологией и правилами оформления задач.
  • Уметь пользоваться решеткой Пеннета.

Если вы уже имеете представление о генетике как о науке, знаете терминологию и теорию, то половина пути уже пройдена – можно приступать к решению задач.

Основные понятия и термины

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.

Каждая отрасль имеет специфический, только ей присущий, набор основных определений. Если речь зашла о науке, изучающей процессы передачи наследственных признаков, под последними будем понимать следующие термины: ген, генотип, фенотип, родительские особи, гибриды, гаметы и так далее. С каждым из них мы встретимся, когда будем изучать правила, объясняющие нам, как решать задачи по биологии на генетику.

Как наследуются признаки?

Это особый тип задач, при решении которых надо знать, каким именно образом наследуется та или иная группа крови. Для этого необходимо воспользоваться специальной таблицей, изображенной на рисунке ниже.

Теперь, узнав главные закономерности, давайте попробуем решить задачу по генетике следующего содержания: у матери 1-я группа крови, а у отца – 4-я. Определите группы крови ребенка.

Разберем задачу по-порядку:

  • Согласно таблице, данной выше, 1-я группа крови обозначается, как IOIO, а 4-я – IAIB.
  • Учитывая генотипы родителей, группа крови ребенка будет либо 2(IAIO), либо 3 (IBIO), в соотношении 50 процентов.

Попробуем решить еще одну задачу, но уже на резус-фактор. Для этого воспользуемся другой показательной таблицей, представленной на рисунке.

Итак, дано: оба родителя имею отрицательный резус фактор, а ребенок – положительный. Отец решил сделать тест на подтверждение родства. Какой будет результат данного теста?

Ответ: по результатам теста на определение отцовства, ребенок не будет являться родным. Так как положительный резус-фактор означает, что он должен иметь хотя бы одного родителя с положительным резус-фактором.

Механизм передачи такого признака, как группа крови у человека, не соответствует закономерностям, рассмотренным нами ранее. То есть он не подчиняется первому и второму закону Менделя. Это объясняется тем, что такой признак, как группа крови, согласно исследованиям Ландштейнера, контролируется тремя аллелями гена I: А, В и 0. Соответственно генотипы будут такими:

  • Первая группа – 00.
  • Вторая – АА или А0.
  • Третья группа – ВВ или В0.
  • Четвертая – АВ.

Ген 0 является рецессивной аллелью к генам А и В. А четвертая группа является результатом кодоминирования (взаимного присутствия генов А и В). Именно это правило нужно обязательно учитывать, чтобы знать, как решать задачи по генетике на группы крови. Но это еще не все. Для установления генотипов детей по группе крови, родившихся от родителей с различными ее группами, воспользуемся таблицей, расположенной ниже.

Решетка Пеннета

Решетка Пеннета – это специальная таблица, которой очень удобно пользоваться при решении задач по генетике, в условиях которых фигурируют более одной пары признаков.

Предлагаем ознакомиться:  Операция при астигматизме на глаза

Она представляет собой таблицу, по правую сторону которой вертикально пишется мужской генотип, а горизонтально сверху – женский. Середина заполняется предполагаемым генотипом потомков.

Если задачи по теме генетика даются школьнику с трудом, то рекомендовано решать даже самые легкие из них с помощью этой решетки. Она поможет правильно расписать генотип, не запутавшись.

Рассмотрим задачи по генетике также с дигибридным скрещиванием, но уже по-сложнее.

Возьмем потомков первого поколения из условия выше, то есть томаты с красной гладкой кожицей и генотипом АаВв и скрестим их с рецессивной чистой линией (аавв).

Чтобы узнать генотипы и фенотипы потомков, для удобства нам необходимо составить таблицу.

Родители АВ Ав аВ ав ав АаВв Аавв ааВв аавв

Теперь по известным генотипам очень легко определить внешний вид потомков:

  • 1 потомок с красной кожурой и гладкой кожицей (АаВв);
  • 1 с красной кожурой и пушком (Аавв);
  • 1 с желтой кожурой и гладкой кожицей (ааВв);
  • 1 желтый с пушком.

Вот так легко решается задача по генетике на скрещивание по двум и более признакам.

Многибридное скрещивание

Теперь, когда основные генетические принципы рассмотрены, можно приступать к объяснению задач по генетике. Начнем изучение с самых простых примеров на моногибридное скрещивание, в которых рассматривается только одна пара признаков.

Возьмем такой пример задачи по генетике: ген глухоты является рецессивным, в отличие от гена нормального слуха. У неслышащего мужчины и нормальной женщины родился ребенок с нарушением слуха. Необходимо определить генотипы всех членов семьи.

Как решить задачу по генетике? Начнем разбор по-порядку:

  1. Ген глухоты рецессивный, значит обозначим его “а”, ген нормального слуха будет “А”.
  2. В задаче ничего не сказано про половые хромосомы, значит ген локализуется в аутосоме.
  3. Подберем генотип отца. Он не слышит, и, учитывая, что ген глухоты рецессивный, этот мужчина должен иметь чистую линию следующего типа – “аа”.
  4. Тот же принцип будет у потомка. Полная глухота возможна лишь при чистой линии рецессивного признака, иначе бы доминантный ген нормального слуха перекрыл его.
  5. Подберем генотип матери, у который по условию нормальный слух. Согласно первому закону Менделя о том, что при скрещивании двух чистых линий потомки всегда носят доминантный фенотип, можно сделать вывод, что мать является гетерозиготной по данному признаку.

Таким образом ответ этой задаче по генетике следующий: аа – отец, аа – ребенок, Аа – мать.

Решение задач по биологии на генетику такого типа предполагает использование решеток Пеннета. В данных задачах рассматривается наследование двух независимых признаков.

Приступим к решению данной задачи по генетике:

  • Определим важные моменты задачи: красную окраску, которая является более сильным признаком, обозначим, как “А”, соответственно желтую, как – “а”. Гладкую кожицу, как “В”, а кожицу с пушком, как “в”.
  • Известно, что родители являются чистыми линиями, следовательно их генотипы примут следующий вид: ААВВ и аавв.
  • Чтобы определить генотипы и фенотипы потомков в первом поколении не нужно даже составлять решетку Пеннета. Согласно первому закону все потомки будут гетерозиготны (АаВв) и иметь фенотип доминантный фенотип, то есть красную окраску и гладкую кожицу.

Половые хромосомы

В кариотипе человека они имеют специфическое строение: у женских особей представлены двумя одинаковыми Х-хромосомами, а у мужчин в половой паре, кроме Х-хромосомы, есть еще и У-вариант, отличающийся как по форме, так и по набору генов. Это значит, что он не гомологичен Х-хромосоме. Такие наследственные болезни человека, как гемофилия и дальтонизм, возникают вследствие «поломки» отдельных генов в Х-хромосоме. Например, от брака носительницы гемофилии со здоровым мужчиной возможно рождение такого потомства.

Выше приведенный ход генетического скрещивания подтверждает факт сцепления гена, контролирующего свертываемость крови, с половой Х-хромосомой. Данная научная информация используется для обучения учащихся приемам, определяющим, как решать задачи по генетике. 11 класс имеет программу по биологии, в которой детально рассматриваются такие разделы, как «генетика», «медицина» и «генетика человека». Они позволяют учащимся изучить наследственные болезни человека и знать причины, по которым они возникают.

Взаимодействие генов

Передача наследственных признаков — процесс достаточно сложный. Приведенные ранее схемы становятся понятными только при наличии у учащихся базового минимума знаний. Он необходим, так как обеспечивает механизмы, дающие ответ на вопрос о том, как научиться решать задачи по биологии. Генетика изучает формы взаимодействие генов. Это полимерия, эпистаз, комплементарность. Поговорим о них подробней.

Пример наследования слуха у человека является иллюстрацией такого типа взаимодействия, как комплементарность. Слух контролируется двумя парами различных генов. Первая отвечает за нормальное развитие улитки внутреннего уха, а вторая – за функционирование слухового нерва. В браке глухих родителей, каждый из которых является рецессивной гомозиготой по каждой одной из двух пар генов, рождаются дети с нормальным слухом. В их генотипе присутствуют оба доминантных гена, контролирующих нормальное развитие слухового аппарата.

Задачи повышенной сложности

Рассмотрев, простые задачи по генетике, давайте попытаемся решить более сложные. Возьмем, пример, задачу, которая будет содержать в совокупности и аутосомные признаки и половые.

Итак, дано: у человека генетически обусловлено доминирование карих глаз над голубыми. А дальтонизм считается рецессивным по отношению к нормальному зрению.

Решаем пошаговым способом:

  • Как известно из ранее решенных задач, дальтонизм сцеплен с полом, а, если конкретно, то с Х хромосомой, и обозначается, как Ха. Про признак цвета глаз ничего не сказано, значит делаем вывод, что он аутосомный и обозначаем его В(карие) и в(голубые).
  • Определим генотип матери. Известно, что она кареглазая и имеет нормальное зрение, но она не может быть чистой линией, потому что ее отец имел голубые глаза и проблемы с восприятием цвета. Таким образом, ее генотип будет ВвХАХа.
  • Определим генотип отца. Из условия это сделать не сложно: он имеет голубые глаза и нормальное зрение, значит – ввХАУ.
  • Для того, чтобы определить генотип потомков, составляем решетку:
Родители ВХА ВХа вХА вХа вХА ВвХАХА ВвХАХа ввХАХА ввХАХа вУ ВвХАУ ВвХаУ ввХАУ ввХаУ

Наглядные генотипы готовы. Теперь осталось определить вероятность появления в этой семье кареглазых детей с нарушениями цветовосприятия и определить их пол. Для этого внимательно рассмотрим таблицу. Кареглазый дальтоник появится только в одном случае, и это будет мальчик. Таким образом вероятность его появления равна 1/8.

Плейотропия

Это интересный случай взаимодействия генов, при котором от одного гена, присутствующего в генотипе, зависит фенотипическое проявление сразу нескольких признаков. Например, на западе Пакистана обнаружены человеческие популяции некоторых представителей. У них отсутствуют потовые железы на определенных участках тела. Одновременно у таких людей диагностировали отсутствие некоторых коренных зубов. Они не смогли сформироваться в процессе онтогенеза.

У животных, например, каракульских овец, присутствует доминантный ген W, который контролирует как окраску меха, так и нормальное развитие желудка. Рассмотрим, как наследуется ген W при скрещивании двух гетерозиготных особей. Оказывается, что в их потомстве ¼ ягнят, имеющих генотип WW, погибает из-за аномалий в развитии желудка. При этом ½ (имеющие серый мех) гетерозиготные и жизнеспособные, а ¼ — это особи с черным мехом и нормальным развитием желудка (их генотип WW).

Генетика в Едином Государственном Экзамене

Выпускники, нацеленные на сдачу биологии в этом году, должны знать, что встречаются в ЕГЭ задачи по генетике. Чтобы успешно сдать экзамен, не достаточно уметь решать простые задания на изменчивость и наследование, но еще обладать навыками решения более сложных заданий.

Согласно статистке в Едином государственном тестировании встречаются несколько вариантов генетических задач, как в первой части, так и в последней, которая дает большее количество баллов.

Задачи по генетике на моногибридное скрещивание очень часто фигурируют в части А демонстрационных вариантов, под номерами (7, 8 и 30).

А вот задания на дигибридное и полигибридное скрещивание, на половое наследование и на группы крови чаще всего составляют последнюю, саму сложную часть вопросов Единого Государственного экзамена. Они фигурируют под номером 6.

За правильно решенную и, что немаловажно, правильно оформленную задачу могут дать три балла.

Также возможно встретить и смешанный тип, который рассмотрен в данной статье как задачи повышенной сложности. Им тоже необходимо уделять внимание при подготовке к поступлению, потому что на первом курсе профиля естественных наук будут решаться такие задачи.

Чтобы успешно сдать ЕГЭ, необходимо уделять внимание не только теоретической подготовке, но и практиковаться в решении задач. Систематичность и регулярность в этом деле вознаградят выпускников высокими баллами за экзамен и поступлением в выбранный институт на хорошую специальность.

Генотип – целостная система

Множественное действие генов, полигибридное скрещивание, явление сцепленного наследования служат неоспоримым доказательством того факта, что совокупность генов нашего организма является целостной системой, хотя и представлена индивидуальными аллелями генов. Они могут наследоваться по законам Менделя, независимо или локусами, сцеплено подчиняясь постулатам теории Моргана.

Загрузка ...
Adblock detector