Законы наследственности

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«БАЛАКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»

Методическое пособие

к внеаудиторной самостоятельной работе

по теме: «Законы наследственности»

для студентов 1 курса

по дисциплине: «Биология»

Одобрено

предметной цикловой комиссией

___________________ дисциплин

Председатель:

__________________________

«____» ____________ 200__ г.

Разработал преподаватель: Горбатова М.А.

1 Введение …4

2 Рекомендации…5

3 Правила решения…6

4 Примеры решения задач Моногибридное скрещивание…8

5 Задачи для самостоятельного решения…9

6 Примеры решения задач. Неполное доминирование и кодоминирование.10

7 Задачи для самостоятельного решения…11

8 Примеры решения задач. Дигибридное скрещивание…13

9 Задачи для самостоятельного решения. Дигибридное скрещивание…14

10 Литература…16

Введение

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

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

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

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

? Прежде всего, внимательно изучите условие задачи.

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

? Определите число классов фенотипов и количественное соотношение этих классов.

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

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

? Генотип организма, несущего доминантный признак, может быть гомозиготным — АА или гетерозиготным — Аа.

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

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

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

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

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

? Конечный этап решения — это запись схемы скрещивания.

Правила, применяемые при решении задач:

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

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

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

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

— Гетерозиготные организмы при полном доминировании всегда проявляют доминантный признак. Организм с рецессивным признаком всегда гомозиготный Оформление задач по генетике

+ — женский организм >— мужской организм

x — знак скрещивания

Р — родительские организмы

F₁ — дочерние организмы первого поколения

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

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

АА — генотип особей моно гомозиготных по доминантному признаку

Аа — генотип моно гетерозиготных особей

аа — генотип рецессивной особи

АаВb — генотип дигетерозигот

— гаметы

Моногибридное скрещивание

Пример решения и оформления задачи

Задача 1−1

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

Решение

А — нормальная пигментация

а — альбинизм

+? нормальной пигментации

>? альбинос

F₁ нормальной пигментации и альбинос

1) Запись брака по фенотипам Р + А* x > аа

норма альбинос

F₁ аа А*

альбинос норма

2) Определение генотипов организмов по генотипам родителей и потомков.

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

2.2 Женщина и здоровый ребенок имеют в своем генотипе доминантный ген А, потому что у них проявляется доминантный признак.

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

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

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

Р + Аа x > аа

норма альбинос гаметы

F₁ аа Аа

альбинос норма Ответ. Генотипы родителей > аа, + Аа, ребенка с нормальной пигментацией — Аа, альбиноса — аа

Моногибдное скрещивание

Пример решения и оформления задачи

Задача 1−2

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

Решение

А — ген черной масти

а — ген красной масти

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

+ — генотип аа (Красные коровы несут рецессивные гены, их генотип аа)

Запись скрещивания

Р + аа x > АА

красные черный гаметы

F₁ Аа

100% черные

F₁ + Аа x > Аа

черные черные гаметы

F₂ АА; Аа; Аа; аа

75% черные 25% красные Ответ. При скрещивании чистопородного черного быка с красными коровами все потомство будет черного цвета. При скрещивании гибридов F₁ в их потомстве (F₂) будет наблюдать расщепление:? особей будет черного цвета,? — красного.

Задачи для самостоятельного решения

Задача 1−3

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

Задача 1−4

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

Задача 1−5

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

Задача 1−6

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

Задача 1−7

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

Задача 1−8

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

Задача 1−9

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

Задача 1−10

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

Задача 1−11

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

Неполное доминирование и кодоминирование

Пример решения и оформления задачи

Задача 2−1

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

Решение

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

аа — белые плоды

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

Р + АА x > Аа

красноплодная розовоплодная гаметы

F₁ АА Аа

красноплодная розовоплодная

50% 50%

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

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

Задача 2−2

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

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

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

(II группа), другой родитель имеет ген В. Его генотип ВО (III группа) Ответ. У родителей II и III группа крови.

Неполное доминирование и кодоминирование

Задачи для самостоятельного решения

Задача 2−3

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

Задача 2−4

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

Какое потомство ожидается от скрещивания кохинуровых с белыми норками?

Задача 2−5

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

Задача 2−6

У редиса круглые и длинные корнеплоды — гомозиготные признаки. От скрещивания растений с круглыми и длинными корнеплодами образуются растения с овальными корнеплодами. Какое потомство можно ожидать от скрещивания растений с овальными и круглыми корнеплодами?

Задача 2−7

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

Задача 2−8

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

Задача 2−9

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

Задача 2−10

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

Задача 2−11

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

Задача 2−12

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

Независимое наследование

Дигибридное скрещивание

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

Пример решения и оформления задачи

Задача 3−1

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

Решение

А — желтая окраска семян (ж)

а — зеленая окраска семян (з)

В — гладкая форма семян (г)

в — морщинистая форма семян (м) Решётка Пеннета:

Р + АаВв x > АаВв

Гаметы:

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

Ответ. Ожидается независимое наследование признаков в соотношении:

Ж.г. — 9 ж.м. — 3 з.г. — 3 з.м. — 1

Независимое наследование

Дигибридное скрещивание

Задачи для самостоятельного решения

Задача 3−2

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

Задача 3−3

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

Задача 3−4

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

Задача 3−5

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

Задача 3−6

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

Задача 3−7

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

Задача 3−8

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

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

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

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