Биология: Законы наследственности, Учебное пособие

Одобрено

предметной цикловой комиссией

___________________ дисциплин

Председатель:

__________________________

«____» ____________ 200__ г.

Разработал преподаватель: Горбатова М.А.

Содержание

1 Введение …………………………………………………........................…….4

2 Рекомендации……………………………………………….............................5

3 Правила решения………………………………………………........................6

4 Примеры решения задач Моногибридное скрещивание……........................8

5 Задачи для самостоятельного решения……………….......................……….9

6 Примеры решения задач. Неполное доминирование и кодоминирование.10

7 Задачи для самостоятельного решения........................……………………..11

8 Примеры решения задач. Дигибридное скрещивание..................................13

9 Задачи для самостоятельного решения. Дигибридное скрещивание...…...14

10 Литература........................…………………………………………………...16

Введение

Раздел «Генетика» является одним из самых сложных для понимания в курсе биологии. Лучшему усвоению этого раздела может способствовать решение задач по генетике разных уровней сложности. Использование таких задач развивает логическое мышление студентов, позволяет глубже понять теоретический материал по теме, убеждает в необходимости знаний в практической деятельности. У преподавателя появляется возможность осуществлять эффективный контроль уровня усвоенных знаний. Задачи основаны на реальных примерах из области генетики растений, животных и человека.

В пособии рассматриваются общие принципы решения и оформления генетических задач, тексты задач разного уровня сложности. Пособия и сборники подобного содержания, как правило, немногочисленны, в учебнике по биологии отсутствуют задачи генетического содержания и методические рекомендации по их решению.

Контроль результатов самостоятельной работы по решению задач генетического содержания легко осуществлять в учебное время.

Для успешного решения задачи по генетике научитесь выполнять некоторые несложные операции, прочитайте рекомендации.

− Прежде всего, внимательно изучите условие задачи.

− Определите тип задачи. Для этого выясните, сколько пар признаков рассматривается в задаче, сколько пар генов кодирует эти признаки.

− Определите число классов фенотипов и количественное соотношение этих классов.

− Запишите схему скрещивания (брака) на черновике, отмечая генотипы и фенотипы, известных по условию задачи. Затем выполняйте операции по выяснению неизвестных генотипов.

− Решение задачи всегда надо начинать с особей, несущих рецессивный признак, т.к. они гомозиготные и их генотип однозначный – аа.

− Генотип организма, несущего доминантный признак, может быть гомозиготным – АА или гетерозиготным – Аа.

− Гомозиготные организмы являются представителями «чистых линий», т.е. их предки несли тот же признак. Гомозиготными являются также особи, оба родителя которых были гомозиготными по этому признаку, а также особи, в потомстве которых (F₁) не наблюдается расщепление.

− Организм гетерозиготный (Аа), если один из его родителей или потомков несет рецессивный признак, и если в его потомстве наблюдается расщепление.

− Доминантный признак во всех случаях, кроме неполного доминирования, проявляется у гетерозиготный особей. Он всегда проявляется у потомства при моногенном наследовании при скрещивании гомозиготных родителей с разным фенотипом.

− Не следует повторять гаметы одинаковых типов, т.е. содержащие одни и те же сочетания генов.

− Гены одной аллельной пары следует писать рядом (например, ААВВ, а не АВАВ).

− Конечный этап решения – это запись схемы скрещивания.

Правила, применяемые при решении задач:

– Каждая гамета получает гаплоидный набор хромосом (генов). Все хромосомы имеются в гаметах.

– В каждую гамету попадает только одна гомологичная хромосома из каждой пары (только один ген из каждой аллели)

– Число возможных вариантов гамет равно 2ⁿ , где n – число хромосом, содержащих гены в гетерозиготном состоянии

– Одно гомологичную хромосому (один аллельный ген) из каждой пары ребенок получает от отца, а другую от матери

– Гетерозиготные организмы при полном доминировании всегда проявляют доминантный признак. Организм с рецессивным признаком всегда гомозиготный

Оформление задач по генетике

♀ – женский организм ♂– мужской организм

x – знак скрещивания

Р – родительские организмы

F₁ – дочерние организмы первого поколения

A, B, C… – гены, кодирующие доминантные признаки

a, b, c … – аллельные им гены, кодирующие рецессивные признаки

АА – генотип особей моно гомозиготных по доминантному признаку

Аа – генотип моно гетерозиготных особей

аа – генотип рецессивной особи

АаВb – генотип дигетерозигот

                                    – гаметы     

Моногибридное скрещивание

Пример решения и оформления задачи

Задача 1-1

У человека альбинизм – рецессивный признак. Мужчина альбинос женился на девушке с нормальной пигментацией. У них родилось двое детей – нормальный и альбинос. Определить генотипы всех указанных членов семьи.

Решение

А – нормальная пигментация

а – альбинизм

♀ − нормальной пигментации

♂− альбинос

F₁ нормальной пигментации и альбинос

1)  Запись брака по фенотипам Р ♀ А* x ♂ аа

норма альбинос

                                    F₁          аа              А*

альбинос    норма

2)  Определение генотипов организмов по генотипам родителей и потомков.

2.1 Генотип мужчины и ребенка альбиноса аа, так как оба они несут рецессивный признак.

2.2 Женщина и здоровый ребенок имеют в своем генотипе доминантный

ген А, потому что у них проявляется доминантный признак.

2.3 Генотип ребенка с нормальной пигментацией – Аа, поскольку его отец гомозиготен по рецессиву (аа) и мог передать ему только один ген а.

2.4 Один из детей имеет генотип аа, один аллельный ген ребенок получает от матери, а другой от отца. Поэтому мать должна нести рецессивный ген а. Её генотип – Аа.

3)  Запись хода задачи по выяснению генотипов и схемы брака:

 

Р ♀ Аа          x ♂ аа

норма             альбинос

гаметы

F₁        аа             Аа

альбинос   норма

Ответ. Генотипы родителей ♂ аа, ♀ Аа, ребенка с нормальной пигментацией – Аа, альбиноса – аа

Моногибдное скрещивание

Пример решения и оформления задачи

Задача 1-2

Ген черной масти у крупного рогатого скота доминирует над геном красной масти. Какое потомство F₁ получиться от скрещивания чистопородного черного быка с красными коровами. Какое потомство F₂ получится от скрещивания между собой гибридов?

Решение

А – ген черной масти

а – ген красной масти

♂- генотип АА (Бык несет доминантный признак и является чистопородным, т.е. гомозиготным. Следовательно, его генотип АА)

♀ - генотип аа (Красные коровы несут рецессивные гены, их генотип аа)

Запись скрещивания

Р ♀ аа    x     ♂ АА

красные       черный

гаметы                                                                

F₁ Аа

100 % черные

F₁ ♀ Аа      x ♂ Аа

черные       черные

гаметы

F₂ АА; Аа; Аа; аа

75 % черные 25 % красные

Ответ. При скрещивании чистопородного черного быка с красными коровами все потомство будет черного цвета. При скрещивании гибридов F₁ в их потомстве (F₂) будет наблюдать расщепление: ¾ особей будет черного цвета, ¼ - красного.

Задачи для самостоятельного решения

Задача 1-3

Гладкая окраска арбузов наследуется как рецессивный признак. Какое потомство можно ожидать от скрещивания двух гетерозиготных растений с полосатыми плодами?

Задача 1-4

Способность человека ощущать горький вкус фенилтиомочевины (ФТМ) – доминантный признак. В семье мать и сын ощущают вкус ФТМ, отец и дочь не ощущают. Определить генотипы всех членов семьи.

Задача 1-5

У человека ген, вызывающий одну из форм наследственной глухонемоты, рецессивен по отношению к гену нормального слуха. От брака глухонемой женщины с нормальным мужчиной родился глухонемой ребенок. Определить генотипы всех членов семьи.

Задача 1-6

Седая прядь волос у человека – доминантный признак. Определить генотипы родителей и детей, если известно, что матери есть седая прядь, а у отца – нет. Из двух детей в семье один имеет седую прядь, а другой не имеет.

Задача 1-7

Комолость (безрогость) у крупнорогато скота доминирует над рогатостью. Какое потомство можно ожидать при скрещивании комолого гетерозиготного быка с рогатыми коровами?

Задача 1-8

Одна из форм шизофрении наследуется как рецессивный признак. Определить вероятность рождения ребенка с шизофренией у здоровых гетерозиготных родителей.

Задача 1-9

Фенилкетонурия (нарушение аминокислотного обмена) наследуется как рецессивный признак. Жена гетерозиготна по гену фенилкетонурии, а муж гомозиготен по нормальному аллелю этого гена. Какова вероятность рождения у них больного ребенка?

Задача 1-10

У двух здоровых родителей родился ребенок альбинос. Второй ребенок был нормальным. Определить генотипы родителей и детей.

Задача 1-11

Организм с резус-положительным фактором несет доминантный ген R, а резус-отрицательный − рецессивный ген r. Жена резус-положительная гетерозиготная, у мужа резус-отрицательный ген. Какова вероятность рождения ребенка с резус-отрицательным фактором?

Неполное доминирование и кодоминирование

Пример решения и оформления задачи

Задача 2-1

При скрещивании между собой растений красноплодной земляники всегда получаются растения с красными ягодами, а белоплодной – с белыми. В результате скрещивания обоих сортов получаются розовые ягоды. Какое потомство получится при опылении красноплодной земляники пыльцой растения с розовыми ягодами?

Решение

АА – красные плоды, т.к. в их потомстве расщепления не было

аа – белые плоды

Аа – розовые плоды, т.к. фенотип отличается от предыдущих

Р  ♀  АА    x    ♂    Аа

красноплодная розовоплодная

гаметы                                                          

F₁  АА                      Аа

красноплодная розовоплодная

                                             50%         50%

Ответ. 50 % растений будут иметь красные и 50% - розовые плоды.

Группы крови наследуются в системе АВО. Фенотипы и генотипы лиц с разными группами: I – OO, II – AO, III – BO, IV – AB.

Задача 2-2

У мальчика I группа, у его сестры – IV. Что можно сказать о группах крови их родителей?

Решение

Генотип мальчика ОО, следовательно, каждый из родителей несет ген О.

Генотип его сестры – АВ, значит, один из родителей несет ген А, его генотип АО

(II группа), другой родитель имеет ген В. Его генотип ВО (III группа)

Ответ. У родителей II и III группа крови.

Неполное доминирование и кодоминирование

Задачи для самостоятельного решения

Задача 2-3

У растения ночная красавица наследование окраски цветов осуществляется по промежуточному типу. Гомозиготные растения имеют красные и белые цветы, у гетерозигот – розовые. При скрещивании двух растений половина гибридов имела розовые, а половина – белые цветы. Определить генотипы и фенотипы родителей.

Задача 2-4

Кохинуровые норки (светлые, с черным крестом на спине) получаются в результате скрещивания белых норок с темными. Белые и темные норки гомозиготны. Какое потомство можно ожидать от скрещивания между собой кохинуровых норок?

Какое потомство ожидается от скрещивания кохинуровых с белыми норками?

Задача 2-5

Пестрые куры получаются от скрещивания белых и черных птиц. Какого цвета оперение у петуха, если известно, что курица белая, оперение гибридов F₁ белое и пестрое?

Задача 2-6

У редиса круглые и длинные корнеплоды – гомозиготные признаки. От скрещивания растений с круглыми и длинными корнеплодами образуются

растения с овальными корнеплодами. Какое потомство можно ожидать от скрещивания растений с овальными и круглыми корнеплодами?

Задача 2-7

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

Задача 2-8

Родители имеют II и III группы крови. Какие группы следует ожидать от потомства?

Задача 2-9

Родители имеют II и I группы крови. Может ли у них появиться ребенок с III группой?

Задача 2-10

У женщины III группа крови, у её ребенка – I. Что можно сказать о группе крови отца?

Задача 2-11

В каких случаях с большой вероятностью можно определить группы крови детей? Родителей?

Задача 2-12

У родителей II и IV группы. Каковы группы крови у детей?

Независимое наследование

Дигибридное скрещивание

Дигибридным называется скрещивание, при котором рассматривается наследования двух альтернативных признаков, кодируемых генов, расположенными в разных парах гомологичных хромосом. Для определения генотипов и фенотипов потомства удобно пользоваться решеткой Пеннета, для построения которой по вертикальной оси следует отметить гаметы одного родительского организма, а по горизонтали – другого.

Пример решения и оформления задачи

Задача 3-1

Какое можно ожидать потомство при скрещивании растений гороха с желтыми гладкими семенами, гетерозиготными по обоим признакам?

Решение

А – желтая окраска семян (ж)

а – зеленая окраска семян (з)

В – гладкая форма семян (г)

в – морщинистая форма семян (м)

Решётка Пеннета:

Р ♀ АаВв x ♂ АаВв

Гаметы:

♂ ♀
	ААВВ ж.г.	ААВв ж.г.	АаВВ ж.г.	АаВв ж.г.
	ААВв ж.г.	ААвв ж.м.	АаВв ж.г.	Аавв ж.м.
	АаВВ ж.г.	АаВв ж.г.	ааВВ з.г.	ааВв з.г.
	АаВв ж.г.	Аавв ж.м.	ааВв з.г.	Аавв з.м.

ж.г. А*В* – 9 ж.м. А*вв – 3 з.г. ааВ* – 3 з.м. – 1

Ответ. Ожидается независимое наследование признаков в соотношении:

Ж.г. – 9 ж.м. – 3 з.г. – 3 з.м. – 1

Независимое наследование

Дигибридное скрещивание

Задачи для самостоятельного решения

Задача 3-2

У человека альбинизм и способность преимущественно владеть левой рукой – рецессивные признаки. Какова вероятность рождения ребенка альбиноса и левши у гетерозиготных по обоим признакам родителей?

Задача 3-3

У дрозофилы серая окраска тела и наличие щетинок – доминантные признаки. Какое следует ожидать потомство от гетерозиготной по двум признакам самки и желтого без щетинок самца?

Задача 3-4

Чистопородного черного комолого быка (доминантные признаки) скрестили с красными рогатыми коровами. Какими будут гибриды F₁?

Задача 3-5

У человека ген близорукости доминантен по отношению к гену нормального зрения, а ген кареглазости доминирует над геном голубоглазости. Какова вероятность рождения в семье кареглазого с нормальным зрением ребенка, если у матери голубые глаза и она гетерозиготна по гену близорукости. У отца нормальное зрение, ген кареглазости гетерозиготен.

Задача 3-6

У человека праворукость доминирует над леворукостью, кареглазость над голубоглазостью. Голубоглазый правша (ген гетерозиготный) женился на кареглазой (ген гетерозиготный) левше. Может у них родиться голубоглазый левша?

Задача 3-7

У голубоглазого темноволосого отца и кареглазой светловолосой матери четверо детей, каждый из которых отличается от другого по одному из данных признаков. Каковы генотипы родителей?

Задача 3-8

У собак черный цвет шерсти доминирует над кофейным, а короткая шерсть над длинной. Какое потомство можно ожидать при скрещивании гетерозиготного черного короткошерстного самца и кофейной длинношерстной самки?

Литература

1 Общая биология. Учебник для 10 – 11 классов школ с углубленным изучением биологии./ Под редакцией А.О. Рувинского – М.: Просвещение, 1993.

2 Биология для поступающих в ВУЗы. / Под редакцией В.Н. Ярыгина – М.: Высшая школа, 1997.

3 Крестьянинов В.Ю. Вайнер Г.Б. Сборник задач по генетике с решениями. – Саратов: Издательство Лицей, 1998.

Еще из раздела Биология:

• Курсовая работа: Менделевская генетика
• Доклад: Неожиданный гибрид
• Доклад: Марианский желоб (Австралия)
• Реферат: Атф индуцированное изменение внутриклеточной концентрации кальция в нейронах неокортекса крыс
• Реферат: Семейство лилейные
• Реферат: Происхождение и эволюция жизни на Земле
• Учебное пособие: Репликация различных ДНК, ее регуляция и репарация

---