Сборник задач по учебной дисциплине « Основы зоотехнии »
учебно-методическое пособие

Министерство сельского хозяйства и продовольственных ресурсов Нижегородской области

                    ГБПОУ  «Работкинский аграрный колледж»

 Сборник задач

по учебной дисциплине

« Основы зоотехнии »

  для студентов 2 курса по специальности «Зоотехния»

(учебное пособие )

п. Волжский

2017 г.

Содержание

1.Введение

2. Тема 1. Генетический код и синтез белков в клетке

3. Тема 2. Закономерности наследования признаков при половом размножении

4. Тема 3. Сцепленное с полом наследование

5.Тема 4 .Генетический состав популяций.

6.Приложения

7.Список используемых источников

                                                              Введение

    Сборник задач предназначается в качестве учебного пособия для студентов 2 курса специальности  Зоотехния. Оно составлено из задач ,которых нет в практикумах и учебниках по дисциплине  « Основы зоотехнии».    В пособии представлены задачи разной степени сложности с разбором их решения ,что поможет студентам разобраться с ходом их выполнения .

    Задача предлагаемого пособия заключается в том ,чтобы помочь обучающемуся освоить на практических занятиях основные   методы генетики, научиться моделировать строение нуклеиновых кислот ,работать с таблицей генетического кода ,вводить обозначения генов ,составлять схемы моногибридного и дигибридного скрещивания,, проводить анализ схем скрещивания, познать генетический состав популяций.

     В пособии рассматриваются преимущественно примеры,   имеющие значение для последуюшей практической работы в  области  зоотехнии

    Пособие включает три раздела учебной дисциплины и следующие темы:

 Генетический код и синтез белков в клетке.

 Закономерности наследования признаков при половом размножении.

 Сцепленное с полом наследование .

 Генетический состав популяций.

    В начале каждой темы имеются методические указания и пояснения ,затем приводится разбор решения типовых заданий и представлены задания для самостоятельной работы.

   В пособии имеются приложения: таблица генетического кода и словарь основных терминов и определений .В конце сборника дан список используемой литературы .

   Тема 1.Генетический код и синтез белков в клетке.

Цель занятий: научиться пользоваться таблицей генетического кода, строить графические модели нуклеиновых кислот, определять аминокислоты

Методические указания

Нуклеиновые кислоты содержаться в клетках в двух видах- в виде рибонуклеиновой кислоты (РНК),находящейся как в цитоплазме ,так и в ядре, и в виде дезоксирибонуклеиновой кислоты(ДНК),содержащейся в основном в хромосомах и являющейся веществом наследственности ,Структура нуклеиновых кислот :молекула РНК представляет собой длинную цепь , состоящую из последовательно расположенных звеньев- нуклеотидов. Вещества с таким строением называются линейными полимерами ,а входящие в состав цепи звенья – мономерами . РНК представляет собой линейный полимер ,а его мономерами являются нуклеотиды.

      Нуклеотид состоит из трех компонентов – фосфата,т.е. остатка фосфорной кислоты (Ф),пятиатомного сахара – рибозы (Р)и одного из четырех азотистых оснований :адкнина (А),гуанина (Г),цитозина (Ц),урацила (У).Структура РНК может быть представлена следующей моделью:

     Ф-  Р - Ф-  Р - Ф-  Р – Ф -  Р  -  Ф -  Р

!        !          !        !        !

А        Г         Ц         У              Г

На данной схеме изображен небольшой участок молекулы РНК ,состоящей из пяти нуклеотидов. Вся же полимерная молекула РНК состоит из сотен или тысяч последовательно соединенных нуклеотидов.

      Поскольку остов РНК всех видов практически одинаков ,различие между ними заключается лишь в последовательности оснований. Это позволяет использовать для демонстрации различий в строении молекул РНК более простые модели,в которых рибозо- фосфатный остов изображен прямой линией.

   _____________________________________

!        !       !        !       !        !        !

            А      Г      У       Г      Ц      Ц       А

   _____________________________________

!        !       !        !       !        !        !

            Г     Г       Ц     Г      Ц       У      А

 _____________________________________

 !        !       !        !       !        !        !

            У     Г       У      Ц      Ц       А       Г

 Молекула ДНК тоже состоит их нуклеотидов;последние отличаются от нуклеотидов РНК тем,что в их состав вместо рибозы входит дезоксирибоза (Д),а вместо урацила – тимин (Т),кроме того ,молекула ДНК состоит из двух связанных между собой полинуклеотидных цепей ,скрученных в виде спирали .В раскрученном виде участок молекулы ДНК представлен моделью :

Ф-   Д- Ф –Д -  Ф-   Д – Ф -  Д-  Ф -  Д

       !           !            !              !             !

      А          Г           Ц              Т           Г

       :           :             :               :             :      

       Т         Ц            Г             А           Ц

        !          !                !        !              !

  Ф- Д  - Ф- Д- Ф-   Д – Ф -   Д  -  Ф -  Д

Остов молекулы ДНК образован двумя цепями ,в которых регулярно повторяются группы фосфата и дезоксирибозы ,причем ,напротив аденина всегда располагается тимин  и наоборот ;напротив гуанина – цитозин и наоборот. Такие связи называются комплементарными .Определенная последовательность расположения пар азотистых оснований придает  каждой молекуле ее уникальные ,неповторимые свойства .

Так как дезоксирибозо – фосфатный остов в молекулах ДНК идентичен ,различие между ними можно отразить простыми моделями,в которых показано только чередование комплементарных пар азотистых оснований .

_____________________________________

!        !       !        !        !        !         !

            А      Г       Ц       Г      Ц      Ц       А

            Т      Ц       Г     Ц       Г       Г       Т

 !        !       !        !        !        !        !

_____________________________________          

Специфика любого белка определяется взаиморасположением в его молекуле аминокислот ,т.е. его первичной структурой ,которая зависит от строения молекулы ДНК. Гены  в ДНК хромосом расположены в линейном порядке ( один за другим ) . Специфика каждого гена определяется различным количеством и взаиморасположением нуклеотидов .В ДНК имеются группы нуклеотидов ,кодирующие определенные аминокислоты . Каждой аминокислоте белка соответствует последовательность из трех расположенных друг за другом нуклеотидов.

    Чтобы определить аминокислоту ,в таблице генетического кода берем первый нуклеотид из левого вертикального ряда ,второй – из горизонтального ,а третий – из правого вертикального . На пересечении трех граф  находится и соответствующая нуклеотидам аминокислота .

Например, требуется определить какой аминокислоте соответствует следующая последовательность расположения азотистых оснований молекулы ДНК  : ГГА    ТАА   .

      Пользуясь таблицей генетического кода, находим ,что основанию ГГА соответствует аминокислота пролин,а основанию ТАА – изолейцин

Генный контроль биосинтеза белков.

Генный контроль биосинтеза белка осуществляется не прямым путем. Посредником между геном и белком служит информационная РНК. В процессе синтеза И-РНК происходит транскрипция (считывание ) последовательности азотистых оснований гена ,которая отражается в последовательности оснований синтезируемой  молекулы И- РНК.     Поступая в цитоплазму на рибосомы ,И-РНК становится матрицей для синтеза белка . При этом она транслирует (передает ) информацию гена синтезируемому белку. Информация передается с помощью кодонов (триплетов азотистых оснований ).

      Передача информации от гена белку отражается моделью.

                 __________________________________________  

             !        !       !        !        !        !         !       !       !

                        А       Т      Ц       Г      Ц      Ц       А       Т      Г

Ген    

ДНК                Т       А      Г     Ц       Г       Г       Т        А      Ц

             !        !       !        !        !        !        !        !       !

                    ________________________________________          

            !        !       !        !        !        !        !         !       !

И-РНК           А      У      Ц      Г       Ц       Ц      А         У      Г

Белок

При передачи информации от гена к белку ,напротив аденина ДНК располагается урацил И-РНК,напротив гуанина – цитозин и наоборот ,напротив тимина – аденин

        Передача информации от гена не заканчивается белками . Синтезированный белок может обладать ферментативной активностью . В таком случае он катализирует определенную биохимическую реакцию ,которая в его отсутствие не происходит .Биохимические реакции лежат в основе развития наследственных признаков организма.

В итоге каждый ген через ряд ступеней определяет развитие того или иного признака . Процесс происходит по схеме : ген ,И-РНК ,белок (фермент ) ,биохимическая реакция ,признак

Генетический код

Примечание  :первый нуклеотид триплета берут из левого вертикально ряда ,второй - - из горизонтального ряда ,третий – из правого вертикального .

Выполните задания :

1. Участок полимерной молекулы РНК содержит азотистые основания ,расположенные в последовательности : ГГЦЦАГЦГ. Представьте в виде графической модели расположение в молекуле РНК фосфатных, рибозных групп и азотистых оснований .

2.Изобразите графически модель строения молекулы ДНК ,содержащей в одной из полинуклеотидных цепей следующие азотистые основания : АТГЦТТГАГ

3.Вирус ФХ 174 паразитирует в кишечной палочке .Зрелые вирусные частицы ,выходящие после распада бактериальной клетки во внешнюю среду ,имеют одноцепочную ДНК,после заражения новых бактериальных клеток на цепи по принципу комплементарности  достраивается  цепь и вирусная ДНК приобретает двуцепочное строение.

    Изобразите графически модель цепи вируса ,образующейся при заражении бактерий вирусом с нижеперечисленными последовательностями азотистых оснований в первой цепи .

     1) Т Ц А Ц Ц А Г Т

     2) Ц Г Т А А Ц Т А

4.Определите ,каким аминокислотам соответствует следующая последовательность азотистых оснований молекулы ДНК: ТТГ АТГ ГГТ ТТА ЦАА ТТЦ

5.В цепи рибонуклеазы поджелудочной железы один из полипептидов имеет следующие аминокислоты : лизин – аспарагиновая кислота – глутаминовая кислота – цистеин. Определите информационную РНК ,управляющую синтезом данного полипептида.

6.Какой последовательностью азотистых оснований ДНК кодируется участок белка ,если он имеет следующее строение : пролин- аргинин –пролин – лейцин- валин – аргинин?

7. Какой последовательностью азотистых оснований  РНК кодируется участок белка ,если он имеет следующее строение :  фенилаланин - аргинин – серин - лейцин- валин – аргинин?

 8.В молекуле ДНК находится 130 нуклеотидов с гуанином,что составляет 16 % от их общего числа.определите сколько нуклеотидов с аденином, цитозином и тимином содержится в молекуле ДНК ?

 9. Если в молекуле ДНК аденин составляет 36 % от общего числа нуклеотидов ,то % -ное содержание гуанина в ней составляет- …?

  10   В молекуле ДНК находится 130 нуклеотидов с гуанином,что составляет 16 % от их общего числа.определите сколько нуклеотидов с аденином, цитозином и тимином содержится в молекуле ДНК ?

  11 Если в молекуле ДНК аденин составляет 36 % от общего числа нуклеотидов ,то % -ное содержание гуанина в ней составляет- …?

  12. В молекуле ДНК находится 130 нуклеотидов с гуанином,что составляет 16 % от их общего числа.определите сколько нуклеотидов с аденином, цитозином и тимином содержится в молекуле ДНК ?

   13. Если в молекуле ДНК аденин составляет 36 % от общего числа нуклеотидов ,то % -ное содержание гуанина в ней составляет-  …?

  14.Используя данные о комплементарности азотистых оснований при синтезе И-РНК на ДНК– матрице ,составьте модели транскрипции и трансляции наследственной информации от гена к белку при указанных последовательностях азотистых оснований в матричной цепи молекулы ДНК:

         а) АТТГГЦАГТТТА

         б) ГГАТЦАТАГГЦА

         в)ТГЦТАЦАЦАГГА

15.Составьте модели транскрипции и трансляции информации гена на белок для случаев, когда полинуклеотидная цепь ДНК ,комплементарная матричной цепи ,содержит нижеприведенную последовательность азотистых оснований :

           а) ТТАГГЦЦАТТГЦ

           б) АГЦЦТЦАГГАТТ

Тема 2.Закономерности наследования признаков при половом размножении

Цель занятия :научиться вводить обозначения генов, научиться составлять схемы моногибридного и дигибридного скрещивания, проводить анализ схем скрещивания.

 При составлении схем скрещивания используют определенные символы .Родителей обозначают – Р ,детей - F1  ( первое поколение потомков ),внуков - F2  (второе поколение потомков ).Между родителями ставят знак скрещивания  (х). Гаметы (половые клетки обозначаются- G  .

 Обязательным условием составления схем моногибридного и полигибридного скрещивания является правильное написание формул гамет Гаметы  несут лишь по одной из гомологичных хромосом ,то есть по одной аллели каждого гена . Поэтому у гомозигот образуется по одному типу гамет .

    Анализ результатов скрещивания начинают с определения типов гамет ,образуемых родительскими парами .У гомозигот число гамет равно единице. Например ,особь с генотипом АА образует только один тип гамет – А, особь аа  - только а.

   У гетерозигот число гамет равно двум( при моногибридном скрешивании ).У особи с генотипом Аа образуются два типа гамет : А и а .

               Генотипы           Формулы гамет

                   АА                          А

         аа            а

        ААВВ           АВ

        аавв            ав

        ААВВСС           АВС

Моногибридное – это скрещивание по одной паре признаков. При полном доминировании проявляется только доминантный признак.

 Дигибридное – это скрещивание по двум парам признаков

 Неполное доминирование –потомки не похожи на своих родителей ,а занимают как бы промежуточное положение между ними .В этом случае у  всех особей  по одному генотипу и фенотипу .

Схемы моногибридного и дигибридного скрещивания

Моногибридное скрещивание

Р         АА          х         аа

G          А                        а

F1                      Аа

Скрещивание гибридов

Р1         Аа         х        Аа

G          А, а                 А, а

Дигибридное скрещивание

Р             ААВВ           х              ааbb

G                АВ                               аb

F1                               АаВb

 Получение потомков второго поколения

Р1                АаВb         х           АаВb  

G          АВ, Аb, аВ, аb      АВ, Аb, аВ ,аb

F2          АВ            Аb           аВ           аb

АВ     ААВВ    ААВb      АаВВ       АаВb

Аb      АААb    ААbb       АаАb        Ааbb

аВ       АаВВ     АаВb       ааАb         ааВb

аb         АаВb     Ааbb      ааВb          ааbb

9 А_В_ : 3 А_bb : 3 ааВ_ : 1 ааbb

Обязательным условием составления схем моногибридного и полигибридного скрещивания является правильное написание формул гамет Гаметы  несут лишь по одной из гомологичных хромосом ,то есть по одной аллели каждого гена . Поэтому у гомозигот образуется по одному типу гамет .

Примеры решения генетических задач

1.Задача на второй закон Менделя

    У каракульских овец серый цвет шерстного покрова /ген А/ доминирует над черным /ген в/. От скрещивания серых овец с черными баранами получено половина серых и половина черных ягнят . Определить  генотипы родителей и составить схему скрещивания.

 Решение : Так как серый цвет шерсти доминирует над черным ,серые животные в соответствии с законом Менделя ,могут иметь два генотипа: АА,Аа.У черных животных ,так как черный цвет признак рецессивный только один генотип – аа.

Если мы возьмем генотип серого животного АА .то при скрещивании его с черными животными ,все потомки будут 100 процентов серыми ,что противоречит решению задачи  

   Следовательно ,остается только один вариант- генотип серых животных – Аа.

                   Аа х аа и получаем половину животных с генотипом Аа и половину животных с генотипом аа.

 2 Задача на неполное доминирование.

     У андалузских кур черная окраска оперения не полностью доминирует над белой (в).Гетерозиготная птица имеет голубое оперение. Какое потомство даст голубая андалузская курица при скрещивании ее с белым ,голубым и черным петухами ?

Решение : Обозначим черную окраску буквой В (генотип ВВ ) ,белую в ( генотип вв) ,а так как гетерозиготная птица имеет голубое оперение, то ее   генотип – Вв.

     Скрещиваем голубую курицу Вв с белым петухом вв

                    Вв х вв ,получаем 50  %  Вв и 50 % вв

   Скрещиваем голубую курицу Вв с  голубым петухом Вв  

                    Вв х Вв, получаем 1 часть ВВ ,2 части Вв и одну часть вв

   Скрещиваем голубую курицу Вв с   черным петухом ВВ

                   Вв х ВВ ,получаем 2 части ВВ и 2 части Вв

3. Задача на третий закон Менделя

Черная масть кроликов (А) доминирует над белой (а),а короткая шерсть (В) -  над длинной (в). Определите ,какое потомство ожидается при спаривании белого длинношерстного кролика с черной короткошерстной гомозиготной самкой ?

Решение : Обозначим черную масть А (генотиты черной масти –АА, Аа)

        Белую – а  ,генотип белой масти – аа

        Короткую шерсть – В (генотипы  ВВ,Вв)

        Длинную шерсть -  в  (генотипы вв )

Определяем генотип белого длинношерстного кролика. Его генотип будет – аавв

Находим генотип гомозиготной черной короткошерстной самки. Ее генотип –ААВВ

Составляем схему скрещивания :  аавв х ААВВ

Определяем типы гамет. У особи с генотипом аавв – тип гамет один –ав

У особи с генотипом ААВВ тоже только один тип гамет – АВ.

Скрещиваем ав х АВ и получаем АаВв- все 100 процентов черные короткошерстные

Выполните задания :

1. У свиней белая щетина доминирует над черной, а сростнопалость над двупалостью. Какой фенотип и генотип будет иметь потомство в  F1 и F2 от спаривания гомозиготных белых сростнопалых свиноматок с гомозиготным черным двупалым хряком?

2. При скрещивании особей с генотипом ААВb и ааВb в последующей генерации не может быть генотипа:

       а) ааВb

       б) АаВb

       в) АаВВ

       г) Ааbb

 3.У кролика белая окраска шерсти рецессивна по отношению к серой, а волнистая шерсть доминирует над гладкой. Серый волнистый кролик скрещивается с серой гладкой крольчихой. В потомстве получены белые волнистые кролики. Определите генотип родителей и составьте схему скрещивания

 4. У КРС ген комолости (т.е. безрогости) доминирует над геном рогатости. Какое потомство F1 можно ожидать от скрещивания рогатого быка с гомозиготными комолыми коровами? Каким будет потомство F2 от скрещивания между собой таких гибридов.

  5.Желтая морская свинка при скрещивании с белой всегда дает кремовое потомство. При скрещивании кремовых свинок между собой наблюдается расщепление потомства 1 : 2 : 1. Каков характер наследования окраски шерсти морских свинок?  Составьте схемы скрещиваний в соответствии с условием задачи.

  6.У свиней черная масть (А) доминирует над рыжей (а), прямой профиль головы (ген В) – над изогнутым (b). От черного с прямой головой хряка и такой же свиноматки за 2 опороса получено 20 поросят в, т.ч. 7 черных прямоголовых, 4 черных с изогнутым профилем, 6 рыжих прямоголовых и 3 рыжих с изогнутым профилем. Составьте схему скрещивания и определите генотип и фенотип родителей и потомков.

 7. У норки стандартный окрас (С) доминирует над белым (альбинос – с). Требуется установить:

а) какое потомство появится при спаривании гомозиготной стандартной норки с норкой альбинос;

б) какого генотипа и фенотипа ожидается потомство при спаривании норки альбинос со стандартной, гетерозиготной норкой.

  8.Черная масть кроликов доминирует над белой, а короткая шерсть – над длинной.

Определить:

а) какое потомство ожидается при спаривании белого длинношерстного кролика с черной короткошерстной гомозиготной самкой;

б)  какое потомство будет при спаривании двух гетерозиготных черных короткошерстных особей;

  9.У морских свинок черная окраска шерсти (ген А) доминирует над белой (а). При спаривании черного самца с черной самкой получено 20 потомков, из которых 6 было белых, остальные – черные. Определите генотип каждого родителя . Составьте схему скрещивания и выясните соотношение генотипов полученного потомства

    10.У свиней белая щетина (В) доминирует над черной (b), а наличие сережек (С) – над их отсутствием. Определите генотип белого хряка с сережками, если от спаривания его с черным без сережек свиноматками получено 50 % белых поросят с сережками и 50 % черных поросят с сережками.

  11. От скрещивания с одним и тем же черным быком красная корова Вишня родила черного теленка, черная корова Зорька – черного теленка, а черная корова Смелая – красного теленка. Каковы генотипы родителей? Черная масть доминирует над красной.  

   12.У морских свинок черная окраска шерсти (ген «В») доминирует над белой (ген «b»), а короткая шерсть (ген «А») над длинной (ген «а»). Гомозиготные черно-длинношерстные животные были спарены с гомозиготными короткошерстными белыми. Определите генотип и фенотип потомства в F1 и F2 (F2 получено от спаривания животных F1 между собой).

    13.У собак черная окраска шерсти (ген «В») доминирует над коричневой (ген «b»). Три самки были спарены с одним и тем же черным самцом. Самка №1, коричневая, ощенилась несколькими щенками, один из которых был коричневый. У самки № 2 (черной) один щенок был коричневый. Самка № 3 (черная) принесла всех черных щенков. Составьте схемы скрещиваний и определите генотипы самца и всех трех самок. 

    14. У арбуза зеленая окраска плода доминирует над полосатой. От скрещивания зеленоплодного сорта с полосатоплодным получены гибриды первого поколения, имеющие плоды зеленой окраски. Гибриды переопылили и получили 172 гибрида второго поколения. 1) Сколько типов гамет образует растение зеленоплодного сорта? 2) Сколько растений F2 будут гетерозиготными? 3) Сколько разных генотипов будет в F2? 4) Сколько в F2 будет растений с полосатой окраской плодов? 5) Сколько гомозиготных растений с зеленой окраской плодов будет в F2

   15. Длинная шерсть у кошек рецессивна по отношению к короткой. Длинношерстная кошка, скрещенная с гетерозиготным короткошерстным котом, принесла 8 котят. 1) Сколько типов гамет образуется у кота? 2) Сколько типов гамет образуется у кошки? 3) Сколько фенотипически разных котят в помете? 4) Сколько генотипически разных котят в помете?  5) Сколько котят в помете с длинной шерстью?

   16. Белая окраска венчика у флокса доминирует над розовой. Скрещено растение с белой окраской венчика с растением, имеющим розовую окраску. Получено 96 гибридных растений, из которых 51 имеет белую окраску, а 45 – розовую. 1) Какие генотипы имеют родительские растения? 2) Сколько типов гамет может образовать растение с белой окраской венчика? 3) Сколько типов гамет может образовать растение с розовой окраской венчика? 4) Какое соотношение по фенотипу можно ожидать в поколении F2 от скрещивания между собой гибридных растений F1 с белыми цветками

   17.  У собак короткая шерсть доминирует над длинной, а черная окраска – над коричневой. Длинношерстная коричневая самка скрещена  с  короткощерстным  черным самцом, гетерозиготным по обоим  признакам. Определить генотип родителей и составить схему скрещиваний.

   18. Сколько типов гамет и каких именно образует организм:

        А) с генотипом АаВВ

        Б)с генотипом АаВв

       В) гетерозиготный по одной паре генов

        Г)гомозиготный

       Д)гетерозиготный по двум парам генов.

   19. Шортгорнская корова принесла за один отел трех телят ,в том числе одного бычка красной масти ,одного бычка чалой масти и одного теленка белой масти. Определить масти быка и коровы ,от которых родились эти телята.

 20.  У свиней сростнопалость доминирует над нормальным строением ноги(парнокопытностью).Какое ожидается расщепление в потомстве ,если гетерозиготный хряк скрещен с такой же свиноматкой.

  21.У собак жесткая шерсть доминантна, мягкая – рецессивна. От жесткошерстных родителей получены жесткошерстные щенки. Могут ли эти щенки получить от родителей ген мягкой шерсти? С кем его надо скрестить, чтобы выяснить имеет ли он в генотипе ген мягкошерстности? Сделайте схемы всех скрещиваний.

  22.У кроликов шерсть нормальной длины (ген «В») доминантна, короткая (ген «b») – рецессивна. У короткошерстной крольчихи родилось 5 крольчат: 3 короткошерстных и 2 с нормальной шерстью. Составьте схему скрещивания. Определите генотип и фенотип отца, генотипы матери и потомков

  23.Белая масть тонкорунных овец доминирует над черной шерстью. Подозревается, что среди тонкорунных баранов имеются особи, гетерозиготные масти. Как это можно проверить? Составьте схемы скрещивания.

  24.У крупного рогатого скота черная масть (В) доминирует над красной (b). Какая масть будет у потомства при скрещивании красных коров с гомозиготным черным быком? Какую масть будет иметь потомство при спаривании гетерозиготных животных?

  25.У морских свинок черная окраска шерсти доминирует над коричневой, а короткая шерсть над длинной. Коричневая длинношерстная самка была спарена с гетерозиготным черным короткошерстным самцом. Составьте схему скрещивания и выясните фенотип и генотип потомков первого поколения.

  26. Черная окраска у кошек доминирует над палевой, а короткая шерсть над – длинной. Скрещивались чистопородные персидские кошки (черные длинношерстные) с сиамскими (палевые короткошерстные). Полученные гибриды скрещивались между собой. Какова вероятность получения в F2 чистопородного сиамского котенка; котенка, фенотипически похожего на персидского; длинношерстного палевого котенка (выразить в частях)?

   27. У томатов округлая форма плодов доминирует грушевидной, а красная окраска плодов – над желтой. От скрещивания гетерозиготного растения с красной окраской и грушевидной формой плодов и желтоплодного с округлыми плодами получено 120 растений. 1) Сколько типов гамет образует гетерозиготное растение с красной окраской плодов и грушевидной формой? 2) Сколько разных фенотипов получилось от такого скрещивания? 3) Сколько разных генотипов получилось от такого скрещивания? 4) Сколько получилось растений с красной окраской и округлой формой плодов? 5) Сколько получилось растений с желтой окраской и округлой формой плодов?

   28. У человека ген длинных ресниц доминирует над геном коротких ресниц. Женщина с длинными ресницами, у отца которой были короткие ресницы, вышла замуж за мужчину с короткими ресницами. 1) Сколько типов гамет образуется у женщины? 2) Сколько типов

гамет образуется у мужчины? 3) Какова вероятность рождения в данной семье ребенка с длинными ресницами (в %)? 4) Сколько разных генотипов и сколько фенотипов может быть среди детей данной супружеской пары?

 Тема 3. Сцепленные с полом признаки

Цель занятия :научиться вводить обозначения генов, научиться составлять схемы   скрещивания при наследовании признаков ,сцепленных с полом, проводить анализ схем скрещивания.

Признаки, гены которых локализованы в половых хромосомах, называются сцепленными с полом.

Если одна из Х хромосом содержит рецессивный ген, определяющий проявления аномального признака, то носителем признака является женщина, а признак проявляется у мужчин. Рецессивный признак от матерей передается сыновьям и проявляется, а от отцов передается дочерям. Примером наследования признаков, сцепленных с полом у человека, является гемофилия и дальтонизм.

Р      ♀        ХХ          х        ХY          ♂

G               Х; Х*                 Х, Y

F            ХХ, ХХ* - носитель

               ХY, Х* Y – проявление

                                   признака

II.

Р      ♀        ХХ          х        Х*Y          ♂

G                  Х;                    Х*, Y

F             ХХ* - носитель

               ХY – норма

Пример решения задачи на наследование признаков ,сцепленных с полом

Мужчина страдает гемофилией ,а родители его были здоровы по этому признаку .Женщина здорова и не является носительницей гена гемофилии .Ген гемофилии

 д  находится в половой Х хромосоме. Определите генотип родителей мужа ,супружеской пары ,а также генотипы и фенотипы вероятного потомства.

Делаем обозначения генотипов:

ХD – нет гемофилии (ХD ХD, ХD Хd, ХDУ)

Хd – гемофилия (Хd Хd ; Хd У)

                          Хd                    У

ХD                 ХD Хd                    ХD  У                    мальчики здоровы

ХD                 ХD Хd               ХD  У

Родители :

                     ХD  У –отец

ХD                         ХD ХD         ХD  У               

Хd                ХD Хd           ХD  У

мать

Выполните задания :

1.У кошек ,гены ,определяющие окраску шерсти сцеплены с полом . Рыжая окраска ( ген В ) доминирует над черной (ген в ) ,а у гетерозигот формируется пестрая « черепаховая « окраска . Каким будет потомство ,полученное от спаривания черного кота с пестрой кошкой ? С рыжей кошкой ?

2. У кошек ,гены ,определяющие окраску шерсти сцеплены с полом . Рыжая окраска ( ген В ) доминирует над черной (ген в ) ,а у гетерозигот формируется пестрая « черепаховая « окраска .Черная кошка принесла несколько котят ,один из которых имел пеструю масть ,остальные – черную . Какую окраску шерсти имел отец этих котят ?Какого пола черные котята ?

3.У человека ген дальнозоркости (А) доминантен по отношению к гену нормального зрения ,а ген дальтонизма рецессивен и сцеплен с Х – хромосомой . Дальнозоркая женщина ,не страдающая дальтонизмом ,отец которой был дальтоником ,выходит  замуж за мужчину  с нормальным зрением и не страдающего цветовой слепотой . Составьте схему решения задачи . Определите генотипы родителей и возможного потомства вероятность рождения в этой семье дальнозорких детей – дальтоников и их пол .

4.Гемофилия ( несвертываемость крови ) типа А у собак определяется рецессивным сцеплением с Х – хромосомой геном . В помете  из 8 щенков ,среди которых было 4 самца ,у одного щенка появились признаки гемофилии .У скольких еще щенят можно ожидать появление в дальнейшем признаков этого заболевания ? Сколько в этом помете таких ,о которых можно сразу сказать ,что они не будут болеть гемофилией ? Почему ?

5.Гены черного и рыжего цвета у кошек аллельны и сцеплены с Х – хромосомой . Сочетание рыжего и черного цвета формируются в черепаховую ( трехцветную окраску )

    Если черная кошка принесла котят ,один из которых имел черепаховую окраску шерсти ,а три черную ,то что можно сказать об окраске отца этих котят?

Тема4. Генетический состав популяций

Цель занятия : научиться определять частоту доминантного и рецессивного гена структуру популяции, концентрацию генов

   Под популяцией понимают группу  особей  одного вида ,населяющих определенную территорию и свободно скрещивающихся между собой.

Генетическая структура популяции определяется концентрацией (частотой гомозигот и гетерозигот по отдельным генам и концентрацией аллелей ,содержащихся в разных типах гамет родительских организмов ).В свободно скрещивающихся популяциях устанавливается равновесие генных частот в соответствии с законом Харди – Вайнберга

       В идеальных популяциях соотношение генотипов АА, аа, Аа из поколение в поколение остается постоянным. Частота аллельных генов А, а, в популяции определяется по формуле:

                              p + q = 1           p2  АА+ 2 p q  Аа+ q2   аа= 1

где p – частота встречаемости гена А,

      q – частота встречаемости гена а.

      p2  - частота встречаемости доминантных гомозигот

     2 p q  - частота встречаемости гетерозигот

     q2        частота встречаемости  рецессивных гомозигот

Закон Харди – Вайнберга применим при следующих условиях :

 1)отсутствуют мутации ,отбор ,миграция генов

 2) происходит случайное сочетание особей и гамет в достаточно представительной и изолированной популяции ,где гомо и гетерозиготы обладают одинаковой жизнеспособностью и плодовитостью.

Пример решения задачи на  определение генетической структуры популяции

  В свободно размножающейся популяции доля особей АА равна 0,81 .Какая часть особей должна быть гетерозиготной? Вычислите это ,используя формулу Харди – Вайнберга

  АА =  p2  ,для того ,чтобы найти р, нужно извлечь квадратный корень из 0,81;получается 0,9. Далее находим  q. Для того ,чтобы найти q,нужно из единицы вычесть 0,9.

                              p + q = 1          

                              q=1-0,9

                              q=0,1

Мы нашли ,чему равно p  и  q. Теперь определяем частоту встречаемости генотипов.

   Для определения частоты встречаемости генотипов используем формулу:

                                   p2  АА+ 2 p q Аа+ q2  аа= 1

АА=0,81            Аа=2х0,9х0,1          аа=0,1х0,1

                           Аа= 0,18                  аа= 0,01

Для того ,чтобы найти концентрацию гена А ,необходимо к 0,81 прибавить половину от 0,18 (так как в доли гетерозигот половина генов А ).Получается концентрация доминантного гена равна 0,9. Следовательно ,концентрация рецессивного гена равна

1-0,9=0,1

Выполните задания :

  1.В свободно размножающейся популяции доля особей АА равна 0,49 Какая часть особей должна быть гетерозиготной Аа? Вычислите это используя формулу Хайди-Вайенберга

  2.У крупного рогатого скота черная масть (А) доминирует над красной (а).

        В популяции ярославского скота состоящей из 850 животных, 799 имели черную масть и 51-красную масть. Определите концентрацию генов А и а и структуру популяции по генотипам.

  3.У крупного рогатого скота гидроцефалия (водянка головного мозга) приводит к смерти телят на 2-3 день жизни. Заболевание обусловлено действием аутосомного рецессивного гена. На одной из ферм из 600 родившихся телят 3 погибли от гидроцефалии. Пользуясь формулой Хайди-Вайенберга, определите количество телят-носителей гена данного заболевания.

    4.У крупного рогатого скота шортгорнской породы было установлено следующее расщепление по масти: 4169 красных ,3780 чалых и 756 белых особей .Красная масть обусловлена геном «А»,белая - геном «а»,у гетерозигот формируется чалая масть. Определите концентрацию генов «А» и «а» и теоретически ожидаемое ,рассчитанное по формуле Харди-Вайнберга ,соотношения генотипов

5.Альбинизм у овец наследуется как аутосомный рецессивный признак , В обследованном стаде среди 16000 особей обнаружили 1 альбиноса . Определите частоту альбинизма у овец .

6. Определите вероятное количество гетерозигот в шиншилловом стаде кроликов ,насчитывающем 500 животных ,если в нем выщепляется примерно 4 % альбиносов . Каким будет количество гетерозигот в этом стаде ,если альбиносов 10 % и если их 0,5 процента .

7. Какова концентрация гамет с доминантными и рецессивными генами в стаде кроликов ,где родилось 800 черных крольчат 605 шиншилловых и 41 альбинос.

8.В популяции диких зайцев на 1000 серых встречается 10 белых особей . Определите концентрацию аллелей А (серая окраска ) и а ( белая окраска ) ,количество гомозиготных и гетерозиготных особей .

9.У крупного рогатого скота породы шортгорн красная масть не полностью доминирует над белой . Гибриды от скрещивания красных с белыми имеют чалую масть . В районе зарегистрировано 4169 красных животных ,3780 чалых и 756 белых .Определите частоту генов красной и белой масти .

10. В свободно размножающейся популяции доля особей с генотипом аа  равна 0, 36.Какая часть особей должна быть гетерозиготной Аа? Вычислите это используя формулу Хайди-Вайенберга

11. Какова концентрация доминантного гена (А) ,если гомозиготы по рецессивному гену (а) составляют такой процент от всей популяции :25;4. Определите генетическую структуру этих популяций .

                                                        Приложение

         Основные термины и определения

Альбинизм – врожденное отсутствие пигментации кожи ,возникающее у рецессивных гомозигот

Аллельные гены – гены, расположенные в одних и тех же местах (локусах) гомологичных хромосом.

Альтернативные признаки – противоположные качества одного признака, гена.

Ген – участок молекулы ДНК, ответственный за проявление одного признака и синтез определенной молекулы белка.

Генотип – совокупность наследственных признаков, полученных от родителей. Набор генов.

Генетический код –каждой аминокислоте белка соответствует последовательность из трех расположенных друг за другом нуклеотидов ДНК

Гомологичные хромосомы – парные хромосомы, одинаковые по форме, величине и характеру наследственной информации.

Гомозигота – зигота, имеющая одинаковые аллели одного гена (АА, аа).

Гетерозигота – зигота, имеющая противоположные аллели одного гена (Аа).

 Гемофилия –несвертываемость крови. Связана с отсутствием различных факторов свертывания крови ,участвующих в образовании плазматического тромбопластина .

Доминантный признак – преобладающий признак, проявляющийся всегда в потомстве, в гомо- и гетерозиготном состоянии.

Полидактилия – когда у ребенка развиваются дополнительные пальцы. Проявляется заболевание только в гомозиготном состоянии (АА).

Рецессивный признак – подавляемый признак, проявляющийся только в гомозиготном состоянии.

Фенотип – совокупность признаков и свойств организма, проявляющаяся при взаимодействии генотипа со средой и меняющаяся в процессе жизни в зависимости от среды обитания.

Фенилкетонурия –отсутствие фермента ,превращающего фенилаланин в тирозин.  Развивается идиотия, которая является следствием поражения центральной нервной системы, Наследование аутосомно – рецессивное .

Список используемых источников

1. Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. - Биология, - М.: Дрофа, 2008.
2. Елкина Л.В. – Биология. Минск: Современная школа, 2011.
3. Чернова Н.М., Галушин В.М., Константинов В.М. – Экология, - М.: Дрофа, 2008.
4. Медников Б.М., Биология: формы и уровни жизни: Пособие для учащихся, - М.: Просвещение, 1994.
5. Реймерс Н.Ф. Основные биологические понятия и термины. – М.: Просвещение, 1988.
6. Солодова Е.А., Богданова Т.Л. Биология: учебное пособие. – М.: Вентана – граф, 2007.
7. Гофман П.Б. - Кадошников и Ларцева С.Х. Руководство к практическим занятиям по генетике, - М.: Колос, 1989.
8. Кириленко А.А. ,Колесников С.И. Биология. Подготовка к ЕГЭ.- Легион: учебно – методическое пособие,2011.