Генетика
методическая разработка по биологии (11 класс) на тему

Содержание

     Введение…………………………………………………………..3

1. Основные понятия генетики……………………………..5
2. Общие методические рекомендации

по решению генетических задач………………………….8

1.Условные обозначения и термины…………………….11

2. Основные этапы решения и

оформления задач по генетике………………………..12

3. Правила, помогающие в решении

генетических задач……………………………………..15

3. Задачи, тесты и задания по общей генетике……………16

1.Моногибридное скрещивание…………………………..16  

2. Дигибридное скрещивание……………………………..22

3. Взаимодействие генов…………………………………..30

4. Сцепленное наследование………………………………40

   IV.   Заключение…………………………………………………...44

    V.    Список литературы…………………………………………45

    VI.    Приложение…………………………………………………46

Введение.

Одним из приоритетных направлений современной биологической науки является генетика. Велико её как теоретическое, так и прикладное значение. Генетика является одной из основополагающих дисциплин биологического образования.

Поэтому, на наш взгляд, весьма актуальным, является углубленное содержание  этого раздела в рамках предмета «Общая биология» для изучения в старших классах средней школы химико-биологического и естественнонаучного профилей. Это актуально и с позиций концепции профильного обучения, и с позиций  воспитания биологической и экологической культуры молодого поколения.

Разделы «Генетика» и «Молекулярная биология» являются одними из самых сложных для понимания в школьном курсе общей биологии. Облегчению усвоения этих разделов может способствовать решение задач по генетике разных уровней сложности.

Решение генетических задач в старших классах помогает не только лучше понять главные законы наследственности, но и дает дополнительную возможность тренировки логического мышления, что является важным элементом любого обучения. Именно генетика позволяет вызвать заинтересованное отношение к биологии у старшеклассников.

Опыт использования в 10 – 11 классах средней школы генетических задач, показал, что средний учащийся решает их с большим трудом. К тому же при коллективном обучении учителю трудно проверить решения множества разных задач. Старшеклассники часто считают генетические задачи скучными, поэтому в этом пособии мы постарались сделать их более живыми и наглядными. Предлагаемые задачи средний учащийся способен решить за 10 – 20 минут, а проверка их решения в классе занимает очень мало времени. Таким образом, благодаря задачам по генетике часть каждого урока биологии своим интеллектуальным напряжением может сравниться с уроком математики.

Кроме задач в нашем пособии представлены и тестовые задания, так как в настоящее время общепризнанно, что наиболее объективной формой контроля качества знаний учащихся является тестовый контроль. Основным достоинством тестов является их объективность. Тестирование вполне соответствует принципу самостоятельности в работе ученика и является одним из средств индивидуализации в учебном процессе.

Пособие может сослужить хорошую службу при подготовке к сдаче ЕГЭ. Поскольку задания в пособии по типологии и уровню сложности соответствуют аттестационным материалам ЕГЭ и материалам приемных экзаменов в ВУЗы.

Также пособие содержит таблицы, которые помогут структурировать теоретический материал, способствуя его осмыслению и словарь генетических терминов.

Данное пособие не дублирует учебник, а дополняет и расширяет материалы учебника. Предназначено для учащихся 10 – 11 классов естественнонаучного профиля и общеобразовательной школы.

1. Основные понятия генетики

Генетика занимает особое место среди фундаментальных биологических дисциплин. Она изучает универсальные для всех живых существ законы наследственности и изменчивости. Без знаний современной генетики невозможно понять сущность жизни и главные свойства живого (самообновления, самовоспроизведения и саморегуляцию) независимо от уровня его организации. [1]

        Генетика – это наука о закономерностях наследственности и изменчивости.

Под наследственностью понимают свойство живых систем сохранять из поколения в поколение сходные признаки и обеспечивать специфический характер индивидуального развития в определенных условиях среды.

        Материальной основой наследственности, связывающей поколения, являются гаметы (при половом размножении) и соматические клетки (при бесполом). Клетки несут в себе не признаки и свойства будущих организмов, а лишь задатки, дающие возможность развития этих признаков и свойств. Этими задатками являются гены.

        Ген – это участок молекулы ДНК дающий информацию о синтезе определенного полипептида или нуклеиновой кислоты.

Совокупность всех генов организма называют генотипом.

Совокупность всех признаков организма называют фенотипом. Сюда относят не только видимые признаки (цвет глаз, волос и т.д.), но и биохимические (структура белков, активность ферментов и т.д.), гистологические (форма и размеры клеток, строение тканей и органов), анатомические. Таким образом, признаком может быть названа любая особенность строения, любое свойство организма. Хорошо заметные, контрастные признаки называют альтернативными.

Гибрид –  организм, сформировавшийся в результате скрещивания особей, различающихся по ряду признаков.

Локус – местоположение гена в хромосоме.

Аллельные гены – два гена, занимающие одинаковые локусы в гомологичных хромосомах и определяющие альтернативные признаки.

Неаллельные гены – гены, занимающие разные локусы в хромосомах.

Под изменчивостью понимают свойство организмов приобретать новые признаки под действием различных факторов. Изменчивость заключается в изменении наследственных задатков, то есть генов.

Основным методом генетики является гибридологический метод  -  система скрещиваний, позволяющая проследить закономерности наследования и изменения признаков в ряду поколений. Метод разработан Г. Менделем. От обычных скрещиваний с последующим наблюдением за потомством этот метод отличается следующими особенностями:

• Целенаправленный подбор родителей, различающихся по одной, двум, трем и т.д. парам альтернативных стабильных признаков;
• Учет наследования признаков отдельно по каждой такой паре в каждом поколении;
• Строгий количественный учет наследования признаков у гибридов ряда последовательных поколений;
• Индивидуальная оценка потомства от каждого родителя в ряду поколений.

В генетических исследованиях используются различные типы скрещивания:

• Возвратное скрещивание – скрещивание гибрида с одной из родительских форм;
• Анализирующее скрещивание – скрещивание гибрида или особи с известным генотипом с особью, гомозиготной по рецессивному признаку;
• Реципрокные скрещивания – пар скрещиваний, характеризующихся взаимно противоположным сочетанием анализируемого признака и пола у скрещиваемых форм (первое скрещивание - ♀ АА × ♂ аа, второе скрещивание - ♀аа × ♂АА).

2. Общие методические рекомендации по решению генетических задач

Для того, чтобы правильно решить задачу, нужно, прежде всего, внимательно прочитать и осмыслить её условие. Чтобы определить тип задачи, необходимо выяснить:

• Сколько пар признаков рассматривается в задаче;
• Сколько пар генов контролируют развитие признаков;
• Какие организмы (гомозиготные, гетерозиготные) скрещиваются;
• Каков тип скрещивания (прямое, возвратное, анализирующее и т.д.);
• Сцеплено или независимо наследуются гены, контролирующие развитие признаков;
• Связано ли наследование признака с половыми хромосомами;
• Сколько классов фенотипов (или генотипов) образуется в потомстве, полученном от скрещивания, и каково их количественное соотношение.

Иногда в задаче требуется определить, какой из рассматриваемых признаков является доминантным, а какой рецессивным. Для этого нужно помнить, что доминантный признак всегда проявляется фенотипически (за исключением неполного доминирования).

При решении задач не возникнет затруднений с определением числа и типов гамет, образуемых организмом, если учитывать следующее:

1. Соматические клетки – диплоидны, поэтому каждый ген представлен двумя аллелями гомологичной пары (по одной аллели в каждой хромосоме).
2. Гаметы всегда гаплоидны. Так как во время мейоза происходит равномерное распределение хромосом между образующимися гаметами, каждая гамета содержит только по одной хромосоме из каждой гомологичной пары.
3. Так как каждая гамета получает только одну хромосому из каждой гомологичной пары, она получает и одну аллель из каждой аллельной пары генов.
4. Число типов гамет равно 2n , где n – число генов, находящихся в гетерозиготном состоянии. Например, особь с генотипом АаВВСС образует два типа гамет (21 =2), с генотипом АаВВСс – 4 типа (22 =4), а с генотипом АаВbСс – 8 типов (23 =8).
5. При оплодотворении происходит слияние мужской и женской гамет, поэтому дочерняя особь получает одну гомологичную хромосому (одну аллель гена) от отца, а другую (другую аллель) – от матери.

По условию многих генетических задач генотип скрещиваемых особей неизвестен. Умение определять генотипы – одно из главнейших умений, которыми необходимо овладеть. Решение задач такого типа начинают с анализа родителей по потомству. Анализ можно проводить как по фенотипу, так и по генотипу.

1. Анализ генотипа родителей по фенотипу потомства

1. Анализ начинают с особей, у которых фенотипически проявляется рецессивный признак. Такие особи всегда гомозиготные, и их однозначен (аа, ааbb).
2. Особи, несущие доминантный признак, могут быть как гомозиготными, так и гетерозиготными (при полном доминировании).
3. Если потомство, полученное от скрещивания, единообразно и несет доминантный признак, то точно определить генотип родителей невозможно, так как возможны два варианта:                                               обе родительские особи гомозиготны;                                                     одна      из родительских особей гомозиготна, а другая гетерозиготна.

2. Анализ генотипа родителей по генотипу потомства

1. Потомство с гомозиготным генотипом можно получить только от скрещивания таких же родителей.
2. Единообразное гетерозиготное потомство можно получить только от скрещивания родителей, один из которых гомозиготен по доминантному признаку, а другой – по рецессивному.
3. Если в потомстве наблюдается расщепление, то возможны два варианта (в зависимости от формулы расщепления):

• Одна родительская особь гетерозиготна, другая гомозиготна по рецессивному признаку;
• Обе родительские особи гетерозиготны.

3. При определении генотипов родительских особей всегда следует помнить, что один ген из аллельной пары дочерняя особь получает от материнского организма, а другой – от отцовского.

1. Условные обозначения и термины

При оформлении задач необходимо уметь пользоваться символами, принятыми в традиционной генетике.

♀ - женский организм 

♂ - мужской организм

× - знак скрещивания

Р – родительские организмы (Р1 , Р2  - скрещивание первое и второе соответственно)

F1 , F2  - дети (гибриды) , первого и второго поколения

А,В,С… - доминантные гены

а, b,с… - рецессивные гены

« _ » - радикал, ген (точнее аллель гена), который пока неизвестен и его предстоит определить, исходя из условий задачи

Моногибридное скрещивание

АА, ВВ, аа, bb– гомозиготы (в каждом случае одна пара одинаковых генов)

Аа, аb, АВ, Аb, аВ, Вb – гетерозиготы

Дигибридное скрещивание

ААВВ, ааbb, ААbb, ааВВ – гомозиготы (две пары одинаковых генов)

АаВb, ААВb, АаВВ, ааВb – гетерозиготы

АаВb – дигетерозигота

А                                              - гаметы

2. Основные этапы решения и оформления задач по генетике.

Дать  универсальную схему для решения разных типов задач по генетике, в сущности, невозможно, но мы попытаемся рассмотреть основные этапы, в той или иной степени присутствующие при решении задач разного типа.

                      Алгоритм решения задач:

1. Читая условия задачи, необходимо сразу заготовить схему решения данной задачи, записав с помощью общепринятых символов исходные данные.
2. Если первое поколение единообразно, то фенотипический признак доминантен.
3. Если родительские особи гомозиготы, то первое поколение единообразно.
4. Чистые линии (гомозиготы) дают всегда один сорт гамет.
5. Если особь имеет рецессивный фенотип, то она гомозигота рецессивная (аа).
6. Гетерозиготы  дают всегда четное число гамет, которое определяется степенью гетерозиготности данной особи (например, тригетерозигота будет образовывать восемь типов гамет: 2 необходимо возвести в третью степень).
7. При скрещивании   гибридов всегда наблюдается расщепление по  изучаемым признакам, и, наоборот, если в поколении есть расщепление, то родительская (ие) особь с доминантным фенотипом – гетерозиготы.
8. При анализирующих скрещиваниях число образованных в поколении фенотипических классов указывает на число сортов гамет, образуемых гибридом, причем все фенотипические классы будут представлены равными пропорциями (1:1, 1:1:1:1 и т.д.).

Пример оформления задачи.

Задача на моногибридное скрещивание.

У человека карий цвет глаз доминирует над голубым цветом: А) гомозиготный кареглазый мужчина женился на голубоглазой женщине. Какой цвет глаз будут иметь их дети? Б) гетерозиготная кареглазая женщина вышла замуж за гетерозиготного кареглазого мужчину. Может ли ребенок от этого брака быть голубоглазым?

Решение :

Оформляем условие задачи в виде таблицы:

Рассуждаем по условию задачи: генотип голубоглазой женщины аа, гомозиготного кареглазого мужчины АА.(устно)

Составим схемы скрещивания:

А) Р: ♀аа × ♂АА

Запишем гаметы: так как и мужчина и женщина гомозиготны  по условию задачи, то они будут образовывать один тип гамет.

G:

Запишем генотип гибридов первого поколения:

F1 : Аа

Ответ: Дети будут кареглазые (единообразие первого поколения).

Б) Составим схемы скрещивания:

Р: ♀Аа × ♂Аа

Запишем гаметы: так как мужчина и женщина по условию задачи гетерозиготные, то они образуют по два типа гамет.

G:  

F1 :             АА          Аа       аа                 Аа

Наблюдается расщепление по генотипу – 1:2:1; по фенотипу 3:1.

     Ответ: От данного брака могут быть дети с голубыми глазами  (вероятность рождения 25%).

3. Правила, помогающие в решении генетических задач

Правило 1.

Если при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в их потомстве наблюдается расщепление признаков в соотношении 3 : 1, то эти особи гетерозиготные. (Моногибридное скрещивание при полном доминировании).

Правило 2.

Если при скрещивании фенотипически одинаковых (по одной паре признаков) особей в первом поколении гибридов происходит расщепление признака на три фенотипические группы в соотношении 1 : 2 : 1, то это свидетельствует о неполном доминировании и о том, что родительские особи гетерозиготны. (Моногибридное скрещивание при неполном доминировании).

Правило 3. Если в результате скрещивания особей, отличающихся друг от друга фенотипически по одной паре признаков, получается потомство, у которого наблюдается расщепление по той же паре признаков в соотношении 1 : 1, то одна из родительских особей была гетерозиготна, а другая – гомозиготна по рецессивному признаку.

Правило 4.

Если при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в потомстве происходит расщепление признаков в соотношении 9 : 3 : 3 : 1, то исходные (данные) особи были дигетерозиготными. (Дигибридное скрещивание).

3. Задачи, тесты и задания по общей генетике.                              

1. Моногибридное  скрещивание.

При решении задач на моногибридное скрещивание учащиеся должны уметь составлять схемы менделирующих признаков при моногибридном скрещивании (моногенное наследование доминантных и рецессивных генов); уметь определять генотип и фенотип потомков по генотипу родителей, а также генотип родителей по фенотипу детей.

        Задачи для отработки и закрепления навыков оформления решения.

Задача 1 (пример решения).

Ген диабета рецессивен по отношению к гену нормального состояния. У здоровых супругов родился ребенок, больной диабетом.

А. Сколько типов гамет может образоваться у отца?

Б. Сколько типов гамет может образоваться у матери?

В. Какова вероятность рождения здорового ребенка в данной семье?

Г. Сколько разных генотипов может быть у детей в этой семье?

Д. какова вероятность того, что второй ребенок родится больным?

1.Краткая запись условий задачи.

2.Фенотипы и схема скрещивания.

Р         женщина здорова     ×     мужчина здоров

F1                                 сын диабет

3. Генотипы.

Р ♀ (А_) × ♂ (А_)

 F1   (аа)

Все организмы, размножающиеся половым способом, содержат две копии любого гена. Одна копия достается от матери, а другая – от отца. У сына две копии гена (а), они достались ему от родителей. У них этот ген не проявлялся, так как он рецессивен и маскируется доминантным геном (А) (родители здоровы). Следовательно, генотипы родителе теперь известны:

Р: ♀ Аа   ×   ♀ Аа

4.  Гаметы. У женщины образуется два типа гамет (А и а), у мужчины также два типа гамет (А и а).

G:  

5.Можно составить решетку Пеннета.

F1:                             аа

6. Анализ решетки.

А. У мужчины два типа гамет – А и а.

Б.  У женщины два типа гамет -  А и а.

В. Здоровый ребенок имеет генотип АА или Аа, следовательно, в трех случаях из четырех родится здоровый ребенок: ¾ - 0,75 =75%.

Г. В семье у детей могут быть: 1 генотип АА, 2 генотипа Аа и 1 генотип аа, все они разные, следовательно, их 3.

Д. Гаметы встречаются в первый раз, и людей только одно их сочетание (зигота), как правило, выживает. Женщина обычно рождает одного ребенка. Вероятность события в данном случае равна ¼ (1 зигота из 4 возможных).затем гаметы встречаются второй раз, чтобы родился второй ребенок, и опять с той же вероятностью ¼.  По законам математики вероятность совместного появления нескольких независимых событий равна произведению вероятностей этих событий. Отсюда ¼ × ¼ = 1/16= 0,06= 6%. С такой вероятностью может вслед за первым больным ребенком родится второй больной ребенок.

Задача 2. У куздриков серебристый мех доминирует над черным. Гетерозиготных серебристых куздриков скрестили друг с другом и получили 44 куздренка.

А. Сколько разных гамет  образуется у гетерозиготных животных?

Б. Сколько разных генотипов у потомков?

В. Сколько разных фенотипов у потомков?

Г. Сколько получилось гетерозиготных животных?

Д. Сколько среди потомков рецессивных гомозиготных животных?

Задача 3. У человека серповидноклеточная анемия наследуется как неполностью доминантный признак. У рецессивных гомозигот развивается сильная анемия, приводящая к быстрой смерти, а у гетерозигот анемия проявляется в легкой форме. Малярийный плазмодий не может усваивать измененный гемоглобин, поэтому люди имеющие ген серповидноклеточной анемии, не болеют малярией. В семье у обоих супругов легкая форма анемии.

А. Сколько типов гамет образуется у каждого супруга?

Б. Сколько разных фенотипов может быть среди детей этой пары?

В. Какова вероятность рождения ребенка, который скоро умрет от анемии?

Г. Какова вероятность рождения ребенка, который будет жить не опасаясь малярии?

Д. Какова вероятность рождения ребенка, которому придется опасаться малярии?

Задача 4. У драконов круглая голова доминирует над овальной. При скрещивании круглоголового гомозиготного дракона с овальноголовым получили 48 животных, а затем, после взаимного скрещивания  уже во втором поколении, 192 животных.

А. Сколько типов гамет у драконов с овальной головой?

Б. Сколько животных в F1  будут иметь круглые головы?

В. Сколько животных в F2   будут доминантными гомозиготами?

Г. Сколько в F2  будет животных с круглой головой?

Д. Сколько разных генотипов будет в F2 ?

Задача 5.  Слияние нижних молочных резцов наследуется как доминантный признак. В одной семье у первенца обнаружили, что нижние резцы срослись. Родители не помнят, была ли у них эта аномалия. Определите возможные генотипы родителей и для каждого их варианта высчитайте вероятность рождения следующего ребенка без аномалии.

Задача 6. У человека ген D определяет наличие в его крови резус-фактора, который наследуется по доминантному типу. Женщина с генотипом dd, имеющая резус-отрицательный фактор, вышла замуж  за гетерозиготного мужчину с генотипом Dd и резус-положительным фактором. Какое потомство F1 можно ожидать в таком браке по резус-фактору?

Задача 7. Нормальный слух у человека обусловлен доминантным геном S, а наследственная глухонемота определяется рецессивным геном s. От брака глухонемой женщины с нормальным мужчиной родился глухонемой ребенок. Определите генотипы родителей.

Задача 8. В семье пятеро детей со смуглой кожей, а у их матери кожа белая. Определите: 1) какой признак доминирует;  2) каков цвет кожи у отца этих детей.

Задача 9.  Полидактилия (шестипалость) у человека наследуется как доминантный признак. Мать – шестипалая, отец и сын – пятипалые. Какова вероятность рождения в этой семье: 1) еще одного пятипалого ребенка; 2) шестипалого ребенка.

Наследование летальных и сублетальных генов.

Одной из причин возникновения отклонений от ожидаемого расщепления является разная жизнеспособность зигот. Например, потомстве от скрещивания двух гетерозиготных линейных карпов наблюдается расщепление по характеру чешуи в соотношении 2 линейных : 1 чешуйчатый (теоретически ожидаемое расщепление 3 линейных : 1 чешуйчатый). Это связано с тем, что гомозиготные по доминантной аллели формы гибнут на эмбриональной стадии развития. Гены, вызывающие нарушения в развитии организма и приводящие к его гибели, называют летальными. Гибель организма происходит на ранних этапах индивидуального развития, чаще всего на стадии зиготы. Сублетальные  (полулетальные) гены настолько понижают жизнеспособность особей, что они чаще всего погибают, не достигнув половой зрелости.

        Летальные и сублетальные гены могут быть как доминантными, так и рецессивными. Гетерозиготные особи, несущие летальный ген, часто оказываются жизнеспособными.

        При решении задач на наследование летальных генов прежде всего определите тип задачи, а затем решите её, пользуясь соответствующим алгоритмом. Помните, что расщепление потомства часто отличается от классического менделевского. 

Задача 10 (пример решения).

Хохлатые утки гетерозиготны по гену А, который в гомозиготном состоянии вызывает гибель эмбрионов. Рецессивная аллель этого гена обусловливает нормальное развитие признака. От скрещивания хохлатых уток и селезней было получено 38 утят.

А. Сколько типов гамет может образовать хохлатая утка?

Б. Сколько утят не вылупилось из яиц?

В. Сколько утят, полученных в этом скрещивании, могли быть хохлатыми?

Г. Сколько всего нужно было положить яиц в инкубатор, чтобы получить 38 утят?

Краткая запись решения задачи.

Дано:

АА – гибель эмбриона

Р: ♀Аа  ×   ♂Аа

       Хохл.    Хохл.

F1 : 38 утят

Записываем схему скрещивания.

Р: ♀Аа  ×   ♂Аа

       Хохл.    Хохл.

Определяем типы гамет.

G:  

Получаем потомков F1 , определяем их генотипы и фенотипы.

F1 : АА         Аа         Аа         аа

   Гибель      хохл.       хохл.        без хохла

Анализируем результаты скрещивания

В потомстве теоретически ожидается расщепление: по генотипу – 1(АА) : 2(Аа) :1(аа), по фенотипу – 3 (хохлатые) : 1 (нормальные). Поскольку гомозиготы АА погибают на эмбриональной стадии развития, фактически полученное расщепление: по генотипу – 2 (Аа) : 1(аа), по фенотипу – 2(хохлатые) : 1(нормальные).

Ответ: А – генотип хохлатой утки Аа, поэтому она образует два типа гамет;

Б – вылупилось 38 утят. Это три части от теоретически ожидаемых четырех. Погибшие утята составляют 1 часть. Вычисляем, сколько утят приходится на 1 часть. 38: 3=12,7≈13 утят. Не вылупилось 13 утят.

В – хохлатые утки составляют 2/3 от числа вылупившихся, значит, хохлатых утят 13×2=26 утят.

Г – чтобы определить сколько нужно было положить яиц в инкубатор, чтобы получить 38 утят, складываем количество вылупившихся и погибших утят 38+ 13=51 яйцо.

Задача 11.  У мексиканского дога ген, вызывающий отсутствие шерсти, в гомозиготном состоянии ведет к гибели потомства. При скрещивании двух догов с нормальными фенотипами некоторая часть потомства погибла. При скрещивании того же самца с другой самкой гибели в потомстве не было. Однако при скрещивании потомков от  этих двух скрещиваний опять наблюдалась гибель щенков. Определите возможные генотипы всех скрещиваемых особей и потомства.

2. Дигибридное скрещивание.

Дигибридным называют скрещивание, при котором анализируется наследование двух пар альтернативных признаков. Гибриды, полученные от такого скрещивания, называются дигетерозиготами. При скрещивании двух гомозиготных особей, отличающимися друг от друга по двум и более парам признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях. При дигибридном скрещивании двух дигетерозигот (особей F1 ) между собой во втором поколении гибридов (F2 ) будет наблюдаться расщепление признаков по фенотипу 9 : 3 : 3 : 1 (III закон Менделя). Это соотношение фенотипов – результат наложения двух моногибридных расщеплений: (3 : 1) ×  (3 : 1) =     = 9 : 3 : 3 :1, или (3 : 1)n , где «n» - число пар признаков.

Число возможных вариантов гамет равно 2n , где n – число гетерозиготных пар генов в геноме, а 2 – возможное число гамет у моногибридов.

Примеры а)Аа,  2¹ =2               и                  

Б) АаВb,   2²=4

Образование 4 сортов гамет возможно, т. к. в мейозе (профаза I) происходит конъюгация и кроссинговер хромосом.

Задача 1 (пример решения).  У дурмана красная окраска цветков (А) доминирует над белой, а шиповатые семенные коробочки (В) – над гладкими. Скрещивали гетерозиготные растения и получили 64 потомка.

А. Сколько типов гамет образует каждое родительское растение?

Б. Сколько разных генотипов образуется при таком скрещивании?

В. Сколько получится растений с красными цветками?

Г. Сколько получится растений с белыми цветками и шиповатыми семенными коробочками?

Д. Сколько разных генотипов будет среди растений с красными цветками и гладкими семенными коробочками?

1. Краткая запись условий задачи.

2. Запишем схему скрещивания генотипы и фенотипы.

Р:       ♀АаВb × ♂АаBb

      Красн. Шип.    Красн. Шип.

3. Запишем типы гамет. Гетерозигота по двум генам (дигетерозигота) образует 4 типа гамет:

G:

4.Составление решетки Пеннета.

5. Анализ решетки.

А. Каждый родитель образует 4 типа гамет: АВ, Аb, аВ, аb.

Б. Образуются генотипы: 4 АаВb, 2 ААВb, 2 АаВВ, 2 Ааbb, 2 ааВb, 1 ААВВ, 1 Ааbb, 1 ааВВ, 1 ааbb (всего 9 разных генотипов).

В. растения с красными цветками будут иметь один ген А, а второй –  А или а, в общем виде обозначим как А_. таких генотипов в таблице 12 из 16. Зная, что растений в потомстве 64 можно составить пропорцию 12 генотипов А_ из 16 генотипов, а х – из 64 растений. Отсюда х= (12×64) : 16 = 48 растений.

Г. Фенотип растений с белыми цветками и шиповатыми коробочками имеют обобщенный генотип ааВ_. Таких генотипов в решетке 3, следовательно составляем пропорцию: 3 :16, как х : 64, отсюда х= (3×64):16 = 12 растений.

Д. Растения с красными цветками и гладкими семенными коробочками имеют генотипы ААbb или Ааbb, таких всего два.

Ответ: 4/9/48/12/2.

Задача 2.  У бегемотов пристрастие к пиву (А) является доминантным признаком, а у генов зеленой (В) и белой (b) окраски наблюдается неполное доминирование: особи с генотипом Вb окрашены в салатовый цвет. Скрестили дигетерозиготных бегемотов. С какой вероятностью у потомков в F1  будут присутствовать следующие признаки?

А. Равнодушие к пиву.

Б. Салатовая окраска.

В. Белая окраска.

Г. Белая окраска и любовь к пиву.

Д. Равнодушие к пиву и салатовая окраска.

Задача 3.  У человека сварливый характер (А) и крючковатый нос (В) определяются доминантными аллелями генов. Мужчина с плохим характером и обычным носом вступает в брак с женщиной, у которой характер хороший, но нос как у бабы-яги. В семье родился ребенок без этих тревожных признаков.

А. Сколько типов гамет образуется  у мужчины?

Б. Сколько разных генотипов может быть у детей в этой семье?

В. Какова вероятность рождения в этой семье ребенка, похожего на бабу-ягу сразу по двум признакам?

Г. Какова вероятность рождения ребенка без этих неприятных признаков?

Д. Какова вероятность рождения ребенка с одним из этих признаков?

Задача 4. У тыквы белая окраска плодов определяется геном W, окрашенность – w; дисковидная форма плода – S, сферическая – s. Сколько разных генотипов может быть в отношении окраски и формы плодов? Какие фенотипы соответствуют этим генотипам? Сколько возможно различных гомозиготных форм?

Задача 5.  Если женщина с веснушками и с волнистыми волосами, отец которой не имел веснушек и имел прямые волосы, выходит замуж за мужчину с веснушками и прямыми волосами (оба его родителя имели такие же признаки), то какие дети у них могут быть?

Внимание тесты!

Наследование признаков при моно- и дигибридном скрещиваниях

I. Укажите правильные варианты ответов:

1. Аллель – это:                                                                                                          а) место гена в хромосоме;                                                                                     б) число генов в хромосоме;                                                                                       в) форма существования гена;  

г) одна из хромосом гомологичной пары.

2. Аллелизм – это:

а) явление парности генов;  

б) явление расщепления признаков у гибридов;  

в) явление совместного наследования признаков;  

г) преобладание у гибридов признака одного из родителей.

3. Какое количество аллелей одного гена в норме содержится в соматических клетках?

А) 1;    б) 2;     в) 4;       г) 12.

4. Альтернативными называются :  

а) любые два признака организма;

 б) взаимоисключающие, контрастные признаки;  

в) признаки гибридов;  

г) признаки, определяемые генами, локализованными в одной хромосоме.

5. Генотип – это совокупность:

а) генов в гаплоидном наборе хромосом;

б) только внешних признаков;  

в) генов в диплоидном наборе хромосом;

 г) внешних и внутренних признаков организма;

д) только внутренних признаков организма.

6. Фенотип – это совокупность:

а) генов в гаплоидном наборе хромосом;

б) только внешних признаков;  

в) генов в диплоидном наборе хромосом;

 г) внешних и внутренних признаков организма;

д) только внутренних признаков организма.

7. Сколько пар гомологичных хромосом содержат гены, отвечающие за наследование формы семян у гороха:  а) 1;     б) 2;     в) 3;      г) 4.

8. Доминированием называется:

а) совместное наследование признаков;  

б) зависимость проявления признака от пола организма;  

в) наличие у гибридов признака одного из родителей;  

г) степень выраженности признака.

9. Свойства гомозиготного организма:  

а) образует один тип гамет;  

б) образует два типа гамет;    

в) содержит одинаковые аллельные гены;  

г) не дает расщепления при скрещивании с аналогичной по генотипу особью;  

д) дает расщепление при скрещивании с аналогичной по генотипу особью.

 10. Свойства гетерозиготного организма:

 а) образует один тип гамет;  

б) образует два типа гамет;    

в) содержит одинаковые аллельные гены;  

г) не дает расщепления при скрещивании с аналогичной по генотипу особью;  

д) дает расщепление при скрещивании с аналогичной по генотипу особью.

11. Расщепление – это:  

а) проявление у потомков признаков одного из родителей;  

б) явление, при котором часть особей несет доминантный, а часть особей – рецессивный признак;  

в) явление совместного наследования признаков;  

г) проявление признака у особей женского пола в одной форме, а мужского – в другой.

12. Анализирующее скрещивание применяют:  

а) для установления фенотипа особи;  

б) для установления генотипа особи с доминантным признаком;  

в) для установления генотипа особи с рецессивным признаком.

13. Запись анализирующего скрещивания:  

а) аа × аа;     б) Аа × Аа;    

в) Аа × АА;     г) Аа × аа;     д) АА × АА.

14. Особь с генотипом Аа: 

а) гомозиготна по рецессивному признаку;  

б) гомозиготна по доминантному признаку;  

в) гетерозиготна;  

г) образует один тип гамет.

15. Особь с генотипом аа:  

а) гомозиготна по рецессивному признаку;  

б) гомозиготна по доминантному признаку;  

в) гетерозиготна;  

г) образует два типа гамет.

16. Какая часть гибридов от скрещивания  Аа × Аа является гетерозиготной?   а) 1/2;     б) 1/3 ;    в) 1/4;    г) 3/4.

17. Каким будет расщепление по фенотипу гибридов от скрещивания двух гетерозиготных растений?  

а) 1 :1;    б) 1 : 2 : 1;    в) 3 : 1;   г) расщепления нет.

18.   Каким будет расщепление по генотипу гибридов от скрещивания двух гетерозиготных растений?  

а) 1 :1;    б) 1 : 2 : 1;    в) 3 : 1;   г) расщепления нет.

19. Каким будет расщепление по фенотипу гибридов от скрещивания двух гомозиготных растений?  

а) 1 :1;    б) 1 : 2 : 1;    в) 3 : 1;   г) расщепления нет.

20. Каким будет расщепление по фенотипу гибридов от скрещивания  гомозиготного по рецессивному признаку и гетерозиготного растений?  

а) 1 :1;    б) 1 : 2 : 1;    в) 3 : 1;   г) расщепления нет.

21. Гомозиготный по двум признакам организм образует:

а) 2 типа гамет;   б) 4 типа гамет;    в) 1 тип гамет;  

г) 8 типов гамет;   д) 6 типов гамет.

22.  Гетерозиготный по двум признакам организм образует:

а) 2 типа гамет;   б) 4 типа гамет;    в) 1 тип гамет;  

г) 8 типов гамет;   д) 6 типов гамет.

23. Количество различных типов гамет, образуемых растением фасоли с генотипом ААВb:  а) 1;    б) 2;    в) 3;    г) 4.

24. Количество различных типов гамет, образуемых растением томата с генотипом Ааbb:  а) 1;    б) 2;    в) 3;    г) 4.

25. Сколько различных генотипов можно ожидать в потомстве от скрещивания дигеторозиготного растения томата с гладкими шаровидными плодами с растением, имеющим грушевидные опушенные плоды?    

а) 1;    б) 2;   в) 3;   г)  4;   д) 6;  е) 9.

II. Заполните пропуски в следующих утверждениях:

3. Для скрещивания Мендель брал разные сорта гороха с … признаками.
4. Одно из основных условий гибридологического метода – использование в качестве родителей … особей.
5. По каждой паре признаков, наследование которых изучал Мендель, в F2 наблюдалось расщепление в соотношении … .
6. Под «чистотой гамет» Мендель понимал присутствие в них только одного из пары … генов.
7. При анализе результатов дигибридного скрещивания в дополнение к I и II законам Мендель сформулировал закон … .

III. Задание на определение правильности суждений (поставьте знак «+» около номеров правильных суждений).

1. Моногибридное скрещивание – это получение гибридов, родители которых отличаются друг от друга по одному признаку.
2. В основе единообразия гибридов первого поколения лежит гомозиготность родительских форм.
3. В  экспериментах Менделя гомозиготными особями с обоими рецессивными признаками были растения гороха с зелеными и гладкими семенами.
4. Количество гамет, которое образует особь, зависит от числа доминантных генов.
5. При фенотипе семени гороха: желтое и гладкое (оба признака доминантны) число генотипов равно четырем.
6. Расщепление признаков у гибридов при дигибридном скрещивании наблюдается уже в первом поколении.
7. При дигибридном скрещивании число классов по фенотипу во втором поколении равно девяти.
8. При дигибридном скрещивании число классов по генотипу во втором поколении равно шестнадцати.

3. Взаимодействие генов.

Взаимодействие между генами и признаками часто носит сложный характер:

• Проявление одного признака может определяться двумя и более парами генов (комлементарность и полимерное наследование).
• Один и тот же признак может развиваться под влиянием многих генов. Одна пара генов может влиять на проявление нескольких признаков (множественное действие генов).
• Одни гены могут подавлять действие других (эпистаз).

Как правило, взаимодействие генов имеет биохимическую природу, то есть оно основано на совместном действии белков, синтез которых контролируется определенными генами.

При взаимодействии двух пар генов вероятность появления организмов каждого фенотипа определяется различными сочетаниями двух пар генов, участвующих в развитии признака. Так же, как и в случае дигибридного скрещивания, эти сочетания, можно рассматривать с помощью решетки  Пеннета. В большинстве случаев различные соотношения фенотипов при скрещивании дигетерозигот образованы из соотношений 9 : 3 : 3 : 1путем сложения отдельных элементов, например, расщепление 9 : 7 при комплементарном наследовании может быть представлено как 9 : (3+3+1).

При решении задач такого типа следует обращать внимание на то, сколько классов фенотипов и в каком количественном соотношении образуется при скрещивании особей с различными генотипами.

Кодоминирование – это взаимодействие аллельных генов, при котором у гетерозигот в фенотипе присутствует продукт обоих генов. Примером  кодоминирования является наследование у человека группы крови систем АВ0.

Другие взаимодействия аллельных генов, полное и неполное (промежуточное) доминирование нами были рассмотрены в решении задач на моно- и дигибридные скрещивания.

Задача 1.  Группа крови – наследственный признак, детерминированный геном, который имеет не две, а три аллели (множественный аллелизм), обозначаемые как IА , IВ, I0. Лица с генотипом I0 I0 имеют первую группу крови, с генотипами  IА IА и IА I0  - вторую, с генотипом  IВ IВ и  IВ I0 – третью, а с генотипом IА IВ – четвертую (аллели IА и  IВ кодоминанты и доминируют над аллелью  I0). Какие группы крови возможны у детей, если у их матери – вторая группа, а у отца – первая?

Краткая запись решения задачи.

Запишем схему скрещивания

Р: ♀ IА IА × ♂ I0 I0

G:

F1:          IА I0

Ответ. Мать со второй группой крови может быть либо гомозиготной, либо гетерозиготной. в первом случае ребенок будет иметь II группу крови, во втором случае – II или I группы.

Задача 2.  У матери первая группа крови, а у отца – четвертая. Могут ли дети унаследовать группу крови одного из своих родителей?

Задача 3. В родильном доме перепутали двух мальчиков. Родители одного из них имеют первую и вторую группы крови, родители другого – вторую и четвертую. Исследование показало, что дети имеют первую и вторую группы крови. Определите, кто чей сын. Возможно ли, это сделать наверняка при других комбинациях групп крови (приведите примеры)? В каких случаях можно было бы обойтись без исследования крови отцов?

Задача 4. У мальчика первая группа крови, а у его сестры – четвертая. Что можно сказать о группах крови их родителей?

Задача 5. Родители имеют II и III группы крови. Какие группы крови можно ожидать у их детей?

Задача 6.*  В одной семье у кареглазых родителей (доминантный признак) – четверо детей. Двое голубоглазых детей (рецессивный признак) имеют I и IV группы крови, а двое кареглазых – II и III группы крови. Определите вероятность рождения следующего ребенка кареглазого с I группой крови.

Взаимодействие неаллельных генов.

Комплементарность.

задача 1.  При скрещивании двух растений тыквы со сферической формой плодов получено потомство, имеющее только дисковидные плоды. При скрещивании этих гибридов между собой были получены растения с тремя типами плодов: 9 частей – с дисковидными плодами;

6 частей – со сферической формой плодов;

1 часть – с удлиненными плодами.

Какая закономерность наблюдается в данном случае?  Каковы генотипы родителей и потомства?

Решение.

1. Потомство F1 отличалось от родителей, и было единообразным, следовательно, оно является гетерозиготным, а исходные особи были гомозиготными.
2. Исходные особи должны отличаться по генотипу друг от друга, так как при одинаковом генотипе их потомство не отличалось бы от них. Это указывает на то, что в данном случае имеет место комплементарное взаимодействие генов. Генотип родительских особей – ААbb и aaBB, а потомства F1 – АаВb
3. Таким образом, форма плодов определяется двумя парами генов. Если обе пары находятся в доминантном состоянии (генотипы AABB, AaBb, AABb, AaBB), то форма плодов дисковидная. Если в доминантном состоянии находится только одна пара генов (генотипы AAbb, Aabb, aaBB, aaBb), - форма плодов сферическая.
4. Расщепление в потомстве F2 (9: 6: 1) отличается от расщепления 9 : 7, обычно наблюдаемого при комплементарном взаимодействии. 1/16 часть растений имела плоды удлиненной формы. Это может быть только в том случае, если генотип особей – ааbb, то есть оба гена находятся в рецессивном состоянии.
5. Анализ решетки Пеннета подтверждает полученные результаты.

Задача 2.  При скрещивании белых морских свинок с черными потомство получается серое, а в F2 наблюдается расщепление 9 (серые) : 3 (черные) :

4 (белые). Определите :

1. Каков характер наследования окраски шерсти у морских свинок;
2. Какое потомство можно ожидать от скрещивания дигетерозиготного самца с гомозиготной по первому рецессивному и гетерозиготной по второму  признаку самкой.

Задача 3.  Собаки породы кокер-спаниель при генотипе А_В_  имеют черную масть, при генотипе А_bb – рыжую, при генотипе ааВ_ - коричневую, а при генотипе ааbb – светло-желтую. При скрещивании черного  кокер-спаниеля со светло-желтым родился светло-желтый щенок. Какое соотношение по масти следует ожидать от спаривания того же черного спаниеля с собакой одинакового с ним генотипа?

Эпистаз.

Эпистаз может быть доминантным и рецессивным. Расщепление потомков F2 при доминантном эпистазе может быть различным (см. таблицу 7).

Полимерия  - это взаимодействие неаллельных генов, однозначно влияющих на развитие одного и того же признака. Такие гены называются полимерными , или множественными, и обозначаются одинаковыми буквами с соответствующим индексом.

Полимерия может быть кумулятивной (суммирующей) и некумулятивной. При кумулятивной полимерии степень проявления зависит от числа доминантных аллелей соответствующих полимерных генов, содержащихся в генотипе  особи. Например, чем больше доминантных аллелей генов, отвечающих за окраску кожи, содержится в генотипе человека, тем его кожа темнее.

При некумулятивной полимерии степень развития признака зависит не от количества доминантных аллелей соответствующих полимерных генов, а лишь от их наличия в генотипе. Например, куры с генотипом а1 а1а2а2  имеют неоперенные ноги,  во всех остальных случаях – ноги оперены, причем степень оперенности ног одинакова при  любом числе доминантных аллелей в генотипе.

Задача 1.  Длина ушей у кроликов породы Баран составляет 28см, у других пород – около 12см. Предположим, что различия в длине ушей зависят от двух пар  генов с однозначным кумулятивным действием. Генотип кроликов породы Баран – D1D1D2D2 , обычных пород – d1 d1 d2 d2. Следовательно, каждый доминантный ген увеличивает длину ушей на 4 см. Какова вероятность рождения кроликов с длинной ушей 20 см от скрещивания самки кролика породы Баран и самца, имеющего длину ушей 16см?

Задача 2. От брака негров и белых рождаются мулаты. Анализ потомства большого числа браков между мулатами дал расщепление 1 : 4 : 6 : 4 : 1. Фенотипически это были черные и белые потомки, мулаты, а также темные и светлые мулаты. Определите количество генов, обуславливающих окраску кожи, характер их взаимодействия и генотипы родителей и потомков. Как, по- вашему, может ли от брака белой женщины с африканским негром родиться совершенно черный ребенок?  Почему? Если два мулата (А1а1 А2а2) имеют детей, то можно ли ожидать среди них полных негров, белых, мулатов? Какую долю составляют дети каждого типа?

Задача 3.  Человек с генотипом А1 А1 А2 А2  - имеет высокий рост, а с генотипом а1 а1 а2 а2 – низкий рост. Напишите варианты генотипов у людей среднего роста.

Внимание тесты!

Наследование при взаимодействии генов.

1. Укажите правильные варианты ответов:

1.Разновидности внутриаллельного взаимодействия генов:

1. Полное дрминирование;
2. Неполное доминирование;
3. Комплементарность;
4. Кодоминирование;
5. Эпистаз.

2.Характеристика кодоминирования:

1. Доминантный ген полностью подавляет действие рецессивного;
2. Доминантный ген не полностью подавляет действие рецессивного;
3. Ни один из генов не подавляет действие другого;
4. Рецессивный ген подавляет действие доминантного;
5. Гены равноценны.

3.Характеристика неполного доминирования:

1. Доминантный ген полностью подавляет действие рецессивного;
2. Доминантный ген не полностью подавляет действие рецессивного;
3. Ни один из генов не подавляет действие другого;
4. Рецессивный ген подавляет действие доминантного;
5. Гены равноценны.

4. При моногибридном скрещивании расщепление по фенотипу 1 :2 :1:

1. Невозможно;
2. Возможно, если доминирование полное;
3. Возможно, если доминирование неполное;
4. Возможно, если наследование сцеплено с полом;
5. Возможно всегда.

5. Примером взаимодействия неаллельных генов является:

1. Полимерия;
2. Кодоминирование;
3. Эпистаз;
4. Плейтропия;
5. Комплементарность.

6. Комплементарным  называют:

1. Взаимодействие неаллельных генов, обуславливающих при совместном сочетании в генотипе появление нового фенотипического проявления признака;
2. Взаимодействие неаллельных генов, при котором аллель одного гена подавляет действие аллелей других генов;
3. Взаимодействие неаллельных генов, при котором несколько генов однозначно влияют на развитие одного итого же признака;
4. Взаимодействие аллельных генов, при котором фенотип гетерозигот формируется в результате совместного действия двух генов.

7. Полимерным  называют:

1. Взаимодействие неаллельных генов, обуславливающих при совместном сочетании в генотипе появление нового фенотипического проявления признака;
2. Взаимодействие неаллельных генов, при котором аллель одного гена подавляет действие аллелей других генов;
3. Взаимодействие неаллельных генов, при котором несколько генов однозначно влияют на развитие одного итого же признака;
4. Взаимодействие аллельных генов, при котором фенотип гетерозигот формируется в результате совместного действия двух генов.

8. Эпистатичным  называют:

1. Взаимодействие неаллельных генов, обуславливающих при совместном сочетании в генотипе появление нового фенотипического проявления признака;
2. Взаимодействие неаллельных генов, при котором аллель одного гена подавляет действие аллелей других генов;
3. Взаимодействие неаллельных генов, при котором несколько генов однозначно влияют на развитие одного итого же признака;
4. Взаимодействие аллельных генов, при котором фенотип гетерозигот формируется в результате совместного действия двух генов.

9. Плейтропией  называют явление, при котором:

1. Ген одной аллельной пары подавляет действие гена другой аллельной пары;
2. Одновременное присутствие в генотипе двух генов разных аллельных пар приводит к появлению нового признака;
3. Один ген отвечает за проявление нескольких признаков;
4. Несколько генов влияют на степень проявления одного признака;
5. Гены разных аллельных пар не влияют друг на друга.

10.  Какую окраску будет иметь кожа мулата с генотипом А1а1 А2А2 , если цвет кожи наследуется по принципу полимерии?

1. Белую;
2. Светло-шоколадную;
3. Шоколадную;
4. Темно-шоколадную.

2. Заполните пропуски в следующих утверждениях.

4. Если в гетерозиготном состоянии оба аллельных гена полностью проявляют свое действие, то такое явление называется … .
5. Организмы, в генотипе которых представлены два разных мутантных аллеля одного гена, носят название … .
6. Неаллельные гены взаимодействуют, когда они оказывают влияние на развитие … признака.
7. Ген, подавляющий действие другого неаллельного гена, называется … .
8. Влияние одного гена на развитие нескольких признаков носит название … .

3. Задание на определение правильности суждений (поставьте знак «+» около номеров правильных суждений).

1. При неполном доминировании расщепление по фенотипу не совпадает с расщеплением по генотипу.
2. Взаимодействие генов наблюдается в том случае, если они контролируют развитие одного и того же признака.
3. Гипостатичным называется ген, который не имеет фенотипического проявления.
4. При кумулятивной полимерии действие генов суммируется.
5. Плейтропный эффект характерен только для доминантных генов.

4. Сцепленное наследование.

Наследование сцепленных признаков.

Число признаков организма многократно превышает число хромосом. Следовательно, в одной хромосоме располагается  множество генов. Наследование признаков, гены которых находятся в одной паре гомологичных хромосом, называется сцепленным наследованием (закон Моргана). Гены, расположенные в одной хромосоме, образуют группу сцепления. Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом.

При решении этого типа задач нужно уметь определять типы гамет, а также понимать механизмы кроссинговера. Учитывать тот факт, что при сцепленном наследовании доминантные и рецессивные гены могут находится в одной из гомологичных хромосом (тран-положение) или в разных гомологичных хромосомах (цис-положение).

Задача 1.  Катаракта и полидактилия (многопалость) вызываются доминантными аллелями двух генов, расположенных в одной паре аутосом. Женщина унаследовала катаракту от отца, а многопалость – от матери. Определить возможные фенотипы детей от её брака со здоровым мужчиной. Кроссинговер отсутствует.

Решение:                                                                                                            

1. Мужчина несет два рецессивных признака. Значит, его генотип – ═ 
2. Женщина страдает обоими заболеваниями, следовательно, содержит доминантные гены А и В и их рецессивные аллели а и b. Одну долезнь она унаследовала от отца, а другую -  от матери,  значит, доминантные гены расположены не в одной, а в разных гомологичных хромосомах, и генотип женщины -
3. Схема брака

Р:  ♀               × ♂

   Катаракта,                  здоров,

Полидактилия                здоров

G:

F1 :                

                     Катаракта 50%                    полидактилия 50%

Ответ. 50%  детей будут многопалыми, а 50% - унаследуют катаракту.

Задача 2.  У кролика один из типов пятнистости доминирует над сплошной окраской, а нормальная шерсть над ангорской.  Скрещивают пятнистого нормально-шерстяного кролика со сплошь окрашенной ангорской крольчихой. В потомстве от скрещивания гибридов F1 со сплошь окрашенными ангорскими кроликами получено 26 пятнистых ангорских крольчат, 144 сплошь окрашенных ангорских, 157 пятнистых с нормальной шерстью и 23 сплошь окрашенных с нормальной шерстью. Как наследуются пятнистость и длина шерсти по отношению друг к другу?

Задача 3. У кукурузы гены, обусловливающие скрученные листья (cr) и карликовость (d) наследуются сцеплено. Расстояние между ними 18 морганид. Скрещивали растения CrCr dd и crcrDD. Определите: 1) генотипы и фенотипы растений F1 ; 2) ожидаемое соотношение фенотипических классов в F2 (потомство от анализирующего скрещивания гибридов F1).

Наследование сцепленных с полом признаков.

Для успешного решения этого типа задач необходимо четко представлять механизм наследования половых хромосом:

Р: ♀XX × ♂XY

G:         

F1:          ♀XX                      ♂XY

                50%                         50%

У человека, как у большинства других организмов, женщина продуцирует гаметы, содержащие только X-хромосомы (гомогаметные). Мужчины являются гетерогаметными и производят два типа гамет (с X и сY-хромосомой).  У некоторых организмов: птиц, бабочек, отдельных видов рыб и растений (например, земляники) гетерогаметными являются женские особи, а мужские  - гомогаметными.

Половые хромосомы не являются полностью гомологичными друг другу. Поэтому наследование признаков, гены которых находятся в негомологичных участках половых хромосом, имеет свои особенности:

Отец всегда передает свою X-хромосому дочери, а Y-хромосому – сыну. Мать передает X-хромосому или сыну, или дочери.

Признаки, развитие которых определяется генами, расположенными в негомологичных участках Y-хромосомы, всегда встречаются у мужчин .

Рецессивные гены, расположенные в X-хромосомах, всегда проявляются у мужчин, а у женщин – только в гомозиготном состоянии.

Доминантные гены в X-хромосомах у женщин могут быть в гомозиготном или гетерозиготном состоянии, а мужчин – только в гомозиготном.

Решение задач, в которых рассматриваются признаки, гены которых расположены в X-хромосомах, следует начинать с мужских особей, так как у них всегда проявляется действие и рецессивных, и доминантных генов. Затем можно определить генотип матери по генотипу сыновей и генотип дочерей по генотипу отца или братьев.

Задача 1. У канареек коричневая окраска зависит от рецессивного,  сцепленного с полом гена (а). скрещивали двух зеленых канареек и получили одного птенца – коричневую самку.

А. Сколько типов гамет образуется у самца?

Б. Сколько типов гамет образуется у самки?

В. Сколько разных фенотипов может получиться от такого скрещивания?

Г. Какова вероятность получения птенца зеленой окраски?

Д. какова вероятность получения в потомстве коричневого самца?

Задача 2. Если мужчина с цветной слепотой женится на нормальной женщине, и они имеют двоих детей, причем сына с цветной слепотой, а дочь нормальную, что можно сказать о генотипе матери?

Задача 3. У людей любопытство – признак рецессивный (а) по отношению к равнодушию и сцеплен с полом. Любопытный юноша женится на равнодушной девушке. Отец девушки отличается любопытством, а мать и все её предки были людьми равнодушными.

А. Какова вероятность того,  что сыновья от такого брака будут людьми любопытными?

Б. Какова вероятность того, что дочери будут равнодушными?

В. Если дочери, повзрослев, выйдут замуж за равнодушных мужчин и родят много детей, то с какой вероятностью в их совместном потомстве могут быть дети, отличающиеся любопытством?

Г. Если равнодушный мужчина женится на равнодушной женщине, может ли у них родится любопытный ребенок?

Д. С какой вероятностью у них родится такой ребенок?

Е. Назовите одним словом генотип такой равнодушной женщины?

Задача 4. Потребность в курении табака зависит от рецессивного гена (а), сцепленного с полом, а пристрастие к алкоголю – от доминантного аутосомного гена (В). курящий и пьющий мужчина уговорил некурящую женщину, которая тоже любит выпить, создать семью. Оба гетерозиготны по указанным генам.

А. сколько различных генотипов может быть у детей в этой семье?

Б. сколько различных фенотипов может быть у детей в этой семье?

В. с какой вероятностью могут родиться дети без указанных недостатков?

Г. С какой вероятностью могут родиться дети с двумя этими недостатками?

Д. с какой вероятностью среди этих детей будут девочки?

4. Заключение

Данное пособие рассчитано на то, чтобы заинтересовать учащихся и облегчить труд  учителя. Сборник включает задачи и тесты разных уровней сложности. Для того чтобы сделать оценку знаний учащихся более точной, были включены задачи с пояснениями и, как правило включающих пять вопросов, что соответствует пятибалльной системе оценки знаний и делает оценку решений более объективной.

Большая часть задач включенных в сборник взяты из сборников таких известных авторов Б.Х. Соколовская, О.В. Гончаров, Г.Б. Вайнер, а также  ряда других. Все они указаны в списке используемой литературы.

 Некоторые задачи можно использовать, как сюжет для проблемного урока. Есть задачи, которые в процессе изучения темы в обычных классах использовать трудно из-за недостатка времени, поэтому этот сборник можно также будет использовать  на элективных курсах и для самостоятельной работы.

Особую благодарность хотелось бы выразить Наталье Петровне Стецук  преподавателю ОГПУ,  за её  прекрасные лекции и сборники по генетике. Благодаря её сборникам некоторые ученики нашей школы выбрали биологический профиль для дальнейшего обучения в ВУЗах. Данные сборники помогли мне в работе и подготовке учащихся 11 класса к экзаменам.

                                                  литература.

1. Гончаров, О.В. Генетика. Задачи. – Саратов: Лицей, 2005. – 352с.

2. Дикарев, С.Д. Сборник задач. – М.: издательство «Первое сентября», 2002. – 112с.

3. Заяц, Р.Г. и др. Общая и медицинская генетика. Лекции и задачи/ серия «Учебники, учебные пособия» - Ростов-на-Дону: Феникс,2002. – 320с.

4. Крестьянинов, В.Ю., Вайнер Г.Б. Сборник задач по генетике с решениями. – Саратов: Лицей, 2007. – 128с.

5. Стецук, Н.П. Практикум по генетике. – Оренбург: изд-во ОГПУ, 2006. – 164с.

6. Стецук, Н.П. Тестовые задания по генетике. – Оренбург: изд-во ОГПУ, 2007. – 76с.

7. Топорина, Н.А., Стволинская, Н.С. Генетика человека: Практикум для вузов. – М.: Гуманитарный издательский центр ВЛАДОС, 2003. – 96с.

8. Шишкинская, Н.А. Генетика и селекция. Теория. Задания. Ответы. – Саратов: Лицей, 2005. – 240с.

Таблица  2.

Примеры моногенного наследования аутосомных признаков.

Таблица 3.

Примеры моногенного наследования аутосомных полудоминантных признаков.

Таблица 4.

Модели расщепления при взаимодействии неаллельных генов.

Таблица 5.

Соотношение между числом пар генов, участвующих в скрещивании, и числом фенотипических и генотипических классов в F2 .

Таблица 6.

 Основные генетические законы.

Таблица 7.

Некоторые примеры наследования признаков  при взаимодействии неаллельных генов.

Таблица 8.

Генотип и фенотип групп крови  системы АВО.

Таблица 9.

Примеры некоторых заболеваний человека, наследующихся сцеплено с Х- или У-хромосомой.

Министерство образования и науки РФ

ГУО ВПО «Оренбургский Государственный Педагогический

Университет»

Н.С. Ротова

Генетика.

Задачи и тесты.

Учебное пособие для 10 – 11 класса

Оренбург 2009

Автор-составитель данного пособия

Ротова Наталья Сергеевна, учитель биологии Залесовской общеобразовательной средней школы Красногвардейского района.

Стаж работы по специальности 8 лет.

Пособие рассчитано на учащихся общеобразовательных школ, школ с углубленным изучением биологии, может быть использовано на уроках, а также для самостоятельной работы школьников и подготовки к  сдаче ЕГЭ,  для преподавателей и всех интересующихся генетикой.

        В пособии  разбираются приёмы решения и оформления задач, дается алгоритм решения. Кроме того, пособие содержит тестовые задания и краткие сведения из истории развития генетики, а также словарь терминов и таблицы.