Задания по генетике на ЕГЭ по биологии. Задача С6. Решение задач по генетике с использованием законов Г.Менделя Задания к урокам по генетике
Главная » Пол » Задания по генетике на ЕГЭ по биологии. Задача С6. Решение задач по генетике с использованием законов Г.Менделя Задания к урокам по генетике

Задания по генетике на ЕГЭ по биологии. Задача С6. Решение задач по генетике с использованием законов Г.Менделя Задания к урокам по генетике

1. Предмет генетики. Методы и задачи генетики. Генетика - теоретическая основа селекции и семеноводства.

2. Краткая история развития генетики.

3. Строение клетки. Роль клеточных органоидов в наследственности.

4. Хромосомы, их морфология и биологическое значение. Понятие о кариотипе.

5. Передача наследственной информации в процессе деления клеток митозом. Фазы митоза. Биологическое значение митоза.

6. Передача наследственной информации при половом размножении. Редукционное и эквационное деление. Биологическое значение мейоза.

7. Микроспорогенез и микрогаметогенез у растений.

8. Макроспорогенез и макрогаметогенез у растений.

9. Двойное оплодотворение у покрытосеменных растений. Апомиксис, его типы.

10. Метод генетического анализа, разработанный Г.Менделем. Генетическая символика. Запись скрещиваний и их результатов.

11. Моногибридное скрещивание, I и II законы Менделя.

12. Анализирующие, реципрокные и возвратные скрещивания, их значение для генетико-селекционных исследований.

13. Дигибридные и полигибридные скрещивания. III закон Менделя.

14. Хромосомная теория наследственности. Типы определения пола.

15. Наследование признаков, сцепленных с полом.

16. Влияние факторов внутренней и внешней среды на развитие признаков пола. Экспериментальное изменение соотношения полов.

17. Наследование признаков при полном сцеплении генов.

18. Наследование признаков при неполном сцеплении генов.

19. Кроссинговер, его типы и факторы, влияющие на перекрест хромосом.

20. Исследования, установившие роль в наследственности нуклеиновых кислот (трансформация у бактерий, трансдукция).

21. Структура, функции ДНК, репликация ДНК.

22. Структура, функции и типы РНК в клетке, особенности их строения.

23. Генетический код, его свойства.

24. Матричный принцип реализации наследственности: транскрипция, трансляция.

25. Синтез белка в клетке, его этапы.

26. Регуляция белкового синтеза.

27. Строение гена эукариот: экзоны, интроны.

28. Генная инженерия. Методы получения генов и их перенос.

29. Цитоплазматическая мужская стерильность (ЦМС).

30. Типы изменчивости. Модификационная изменчивость.

31. Мутационная изменчивость. Основные положения мутационной теории.

32. Естественный (спонтанный) мутагенез, его факторы.

33. Классификация мутаций по действию на организм.

34. Классификация мутаций по действию на структуры клетки: геномные и хромосомные мутации.

35. Генные мутации. Молекулярный механизм генных мутаций. Транзиции, трансверсии.

36. Индуцированный физический и химический мутагенез, использование его в практической селекции.


37. Репарация повреждений генетического материала. Темновая репарация, ферменты репарации.

38. Множественный аллелизм. Закон гомологических рядов изменчивости Н.И.Вавилова. Использование искусственного мутагенеза в селекции растений.

39. Автополиплоидия, особенности мейоза и характер расщепления у тетраплоидов. Триплоидия, ее использование в практической селекции.

40. Аллополиплоидия, ее роль в эволюции и селекции растений.

41. Анеуплоидия, гаплоидия. Их получение и использование в генетико-селекционных исследованиях.

42. Нескрещиваемость видов, ее причины. Методы преодоления нескрещиваемости.

43. Бесплодие отдаленных гибридов, его причины и способы преодоления.

44. Инбридинг, инцухт, его генетическая сущность. Характеристика инцухт-линий их получение и практическое использование.

45. Явление гетерозиса, типы гетерозиса, теории гетерозиса.

46. Практическое использование гетерозиса на примере получения двойных межлинейных гибридов кукурузы с использованием ЦМС.

47. Понятие о популяциях. Динамика популяций у самоопылителей.

48. Динамика популяций у перекрестников. Закон Харди-Вайнберга.

49. Изменение генетического состава популяций под влиянием мутаций, миграций и отбора.

50. Изменение генетического состава популяций под влиянием дрейфа генов и изоляции.

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

Актуальность изучения закономерностей наследственности

Две важнейшие отрасли современной науки - медицина и селекция - развиваются благодаря исследованиям ученых-генетиков. Сама же биологическая дисциплина, название которой было предложено в 1906 году английским ученым У. Бетсоном, является не столько теоретической, сколько практической. Всем, кто решит серьезно разобраться в механизме наследования различных признаков (например, таких как цвет глаз, волос, группа крови), придется сначала изучить законы наследственности и изменчивости, а также выяснить, как решать задачи по генетике человека. Именно этим вопросом мы и займемся.

Основные понятия и термины

Каждая отрасль имеет специфический, только ей присущий, набор основных определений. Если речь зашла о науке, изучающей процессы передачи наследственных признаков, под последними будем понимать следующие термины: ген, генотип, фенотип, родительские особи, гибриды, гаметы и так далее. С каждым из них мы встретимся, когда будем изучать правила, объясняющие нам, как решать задачи по биологии на генетику. Но в начале мы изучим гибридологический метод. Ведь именно он лежит в основе генетических исследований. Он был предложен чешским естествоиспытателем Г. Менделем в 19 веке.

Как наследуются признаки?

Закономерности передачи свойств организма были открыты Менделем благодаря опытам, которые он проводил с широко известным растением - Гибридологический метод представляет собой скрещивание двух единиц, которые отличаются друг от друга одной парой признаков (моногибридное скрещивание). Если в опыте участвуют организмы, которые имеют несколько пар альтернативных (противоположных) признаков, тогда говорят о полигибридном скрещивании. Ученый предложил следующую форму записи хода гибридизации двух растений гороха, которые отличаются окраской семян. А - желтая краска, а - зеленая.

В этой записи F1 - гибриды первого (I) поколения. Они все абсолютно единообразны (одинаковы), так как содержат А, контролирующий желтую окраску семян. Вышеприведенная запись соответствует первому (Правило единообразия гибридов F1). Знание его объясняет учащимся, как решать задачи по генетике. 9 класс имеет программу по биологии, в которой детально изучается гибридологический метод генетических исследований. В ней также рассматривается и второе (ІІ) правило Менделя, называемое законом расщепления. Согласно ему, у гибридов F2, полученных от скрещивания двух гибридов первого поколения друг с другом, наблюдается расщепление в соотношении по фенотипу 3 к 1, а по генотипу 1 к 2 и к 1.

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

Закон независимого комбинирования состояний признаков

Если родительские особи различаются двумя парами альтернативных признаков, например, окраской семян и их формой, у таких растений, как горох посевной, тогда в ходе генетического скрещивания нужно использовать решетку Пиннета.

Абсолютно все гибриды, которые являются первым поколением, подчиняются правилу единообразия Менделя. То есть они желтые, с гладкой поверхностью. Продолжая скрещивать между собой растения из F1, мы получим гибриды второго поколения. Чтобы выяснить, как решать задачи по генетике, 10 класс на уроках биологии использует запись дигибридного скрещивания, применяя формулу расщепления по фенотипу 9:3:3:1. При условии, что гены расположены в различных парах, можно использовать третий постулат Менделя - закон независимых комбинирований состояний признаков.

Как наследуются группы крови?

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

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

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

Теория наследственности Моргана

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

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

Кроссинговер

Во время профазы I (ее еще называют первым делением мейоза) между внутренними хроматидами гомологичных хромосом происходит обмен участками (лукусами). Это явление получило название кроссинговера. Оно лежит в основе наследственной изменчивости. Кроссинговер особенно важен для изучения разделов биологии, занимающихся изучением наследственных заболеваний человека. Применяя постулаты, изложенные в хромосомной теории наследственности Моргана, мы определим алгоритм, отвечающий на вопрос, как решать задачи по генетике.

Сцепленные с полом случаи наследования являются частным случаем передачи генов, которые расположены в одной и той же хромосоме. Расстояние, которое существует между генами в группах сцепления, выражается в процентах - морганидах. А сила сцепления между данными генами прямо пропорциональна расстоянию. Поэтому кроссинговер чаще всего возникает между генами, которые располагаются далеко друг от друга. Рассмотрим явление сцепленного наследования более подробно. Но в начале вспомним, какие элементы наследственности отвечают за половые признаки организмов.

Половые хромосомы

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

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

Взаимодействие генов

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

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

Плейотропия

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

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

Генотип - целостная система

Множественное действие генов, полигибридное скрещивание, явление сцепленного наследования служат неоспоримым доказательством того факта, что совокупность генов нашего организма является целостной системой, хотя и представлена индивидуальными аллелями генов. Они могут наследоваться по законам Менделя, независимо или локусами, сцеплено подчиняясь постулатам теории Моргана. Рассматривая правила, отвечающие за то, как решать задачи по генетике, мы убедились, что фенотип любого организма формируется под воздействием как аллельных, так и влияющих на развитие одного или нескольких признаков.

«СКАЗОЧНЫЕ» ЗАДАЧИ ПО ГЕНЕТИКЕ

Хоть задачи и сказочные, все в них подчиняется известным генетическим законам. Решать такие задачи интереснее, чем обычные о горохе и петушином гребне.

Монодигибридное скрещивание

1. На астероиде 2244-Р живут цветохвосты. Окраска у них бывает желтая, зеленая и зеленая в желтый горошек. При скрещивании самца зеленого цвета с самкой желтого цвета вывелись детеныши зеленые, желтые и зеленые в желтый горошек. Как наследуется окраска у цветохвостов, если зеленый цвет доминантный? Каковы генотипы родителей и детенышей?

2. Жар-птица имеет ярко-желтое оперение, Синяя птица – синее. При скрещивании Жар-птицы с Синей птицей вылупились птенцы синего цвета. Каковы генотипы родителей и потомства? Какой признак доминантный?

3. При скрещивании Аленьких цветочков с красными и розовыми лепестками (встречаются и такие) было получено потомство с красными и белыми цветками. Объясните полученные результаты.

4. У Колобков ген лысости доминирует над геном волосатости. Волосатая колобиха, имеющая лысого брата и лысого отца, выкатилась замуж за лысого колобка. У них родилась лысая колобочка. Колобочка выкатилась за волосатого колобка. Какова вероятность, что у них родится лысый колобок; волосатый колобок?

5. У Белоснежки вторая группа крови (А), а у принца – третья (В). Какова вероятность рождения наследника с первой группой крови (0), в каком случае это возможно?

6. Конек-Горбунок родился у кобылицы нормального роста. Каковы генотипы родителей, если нормальный рост – признак доминантный и у Конька-Горбунка два брата тоже были нормального роста?

7. В сказке «Джек и бобовое зернышко» Джек посадил боб, из которого выросло растение высотой до неба. Оказалось, что семя боба получилось при скрещивании растений нормального роста. Таких гигантских семян была только часть от всех полученных. Каковы генотипы родительских форм растений?

8. Ген, определяющий лень, доминирует над работоспособностью. Есть подозрение, что Емеля из сказки «По щучьему велению» гетерозиготен. Каков процент этой вероятности, если известно, что мать Емели была работящей, а отец – очень ленивый?

9. На планете Вестер жители очень похожи на людей, но отличатся только тем, что имеют сиреневые глаза и шесть пальцев на руках. Женщина с сиреневыми глазами и шестью пальцами вышла замуж за землянина с голубыми глазами и пятью пальцами. У них родилась дочь с сиреневыми глазами и пятью пальцами. Какова вероятность, что другой ребенок тоже будет такой же? Каковы генотипы родителей и детей?

10. У единорогов с планеты Крина белый цвет зависит от доминантного гена В, а желтый – от его рецессивной аллели b. Бег рысью зависит от доминантного гена Р, а ходьба шагом – от рецессивного р. Каким будет фенотип первого поколения при скрещивании гомозиготного белого единорога-иноходца с гомозиготным желтым рысаком? Какое потомство и в каких соотношениях будет получено при скрещивании двух особей первого поколения?

11. Жители планеты Блук имеют большие уши, поэтому их называют Ушанами. Ушанка с тремя ушами выходит замуж за Ушана с тремя ушами, один из родителей которого имел два уха. От этого брака родился один ребенок с двумя ушами. Составьте родословную семьи. Определите генотипы.

12. У Черномора маленький рост, его брат был великаном, а родители и сестра были нормального человеческого роста. Каковы генотипы всех представителей семьи, если высокий рост – признак доминантный?

13. Малышу из сказки «Малыш и Карлсон» на день рождения подарили белого щенка с длинной шерстью. Родители щенка были оба черные с короткой шерстью. У них родилось два щенка: черный с короткой шерстью и белый с длинной шерстью. Объясните, какие признаки являются рецессивными, какие доминантными. Как это можно проверить? Каковы генотипы всех членов этой семьи?

14. В деревне умер мельник.

Похоронив отца,

Наследство поделили

Три брата-молодца.

Взял старший братец мельницу,

Второй прибрал осла,

А кот достался младшему,

Кота взял младший брат.

По закону ли поделили наследство братья, ведь многие соседи считали, что не все братья были родными сыновьями мельника? Можно ли на основании групп крови считать братьев сыновьями мельника? Группы крови таковы: мельник – 0А, мать – АВ, первый сын – 00, второй сын – АА, третий сын – 0В.

15. У Мальчика-с-пальчик группа крови АВ, его матушка имеет группу крови 0А. Какую группу крови может иметь отец?

Наследование признаков, сцепленных с полом

1. У птиц женский пол гетерогаметный. У Курочки Рябы сцепленный с полом ген D определяет черную окраску, а ген d – рябую. Скрестили черную курочку с рябым петухом. Каковы генотипы родителей и птенцов? Какова окраска этих птенцов? Сколько из них будет рябых курочек?

2. У Чебурашки большие уши определяются рецессивными генами, локализованными в

Х-хромосоме. Чебурашка с большими ушами выходит замуж за Чебураха с маленькими уша-

ми. Какова вероятность появления в семье Чебурашек и Чебурахов с большими ушами?

3. В одном из рассказов Кира Булычева говорится о пирате Крысе. Этот пират мог превращаться в разных людей. Его папа тоже мог, а мама не умела. Выяснилось, что в роду все мужчины умели это делать, так как ген превращения сцеплен с полом. Объясните, почему только мужчины в семье имели способность к превращению.

4. Карлсон очень любит сладкое. Ген, определяющий этот признак, рецессивный и находится в Х-хромосоме. Бабушка Карлсона тоже сладкоежка, а мама нет. Запишите генотипы семьи. Если бы у Карлсона были братья и сестры, какова вероятность, что они были бы сладкоежками? Решите два варианта задачи: папа любит сладкое и не любит.

5. Иванушка поймал Жар-птицу, когда насыпал в корыто зерна с вином. Одна из птиц попалась. Оказывается, ген любви к вину рецессивен и находится в Х-хромосоме. Определите генотип и пол Жар-птицы, если женский пол у нее, как и всех птиц, гетерогаметный.

6. Соловей-разбойник и его отец имеют очень мощный голос. У матери – голос нормальной силы. Правильно ли будет сказать, что в этой семье сын унаследовал голос от отца, если ген соловьиного свиста находится в Х-хромосоме?

7. Ген золотоносности яиц находится в Х-хромосоме. Курочка Ряба может нести золотые и простые яйца. Причем золотые яйца получаются только в случае, если обе Х-хромосомы несут этот ген. Какими должны быть генотипы Курочки и Петуха, чтобы яйцо получилось золотым?

8. У Золотой рыбки ген а является рецессивным, сцепленным с полом и летальным. Каково будет численное соотношение полов в потомстве от скрещивания самки Аа с нормальным самцом?

9. При скрещивании красноглазой самки Золотой рыбки с синеглазым самцом получено 8 самцов с красными глазами и 8 самок с синими глазами. Определите генотипы.

Взаимодействие неаллельных генов

1. На планете Брасак (из рассказа Кира Булычева) жители брасаки имели голубые и желтые глаза. Причем выяснилось, что брасаки с голубыми глазами были честными, а с желтыми – предателями, которые помогали пиратам. Цвет глаз наследуется двумя парами генов, и глаза бывают голубыми, желтыми, оранжевыми. Чем ярче проявлялась склонность к предательству, тем желтее были глаза. Объясните, как наследуется окраска глаз у брасаков.

2. На планете Голубого Солнца растут очень красивые цветы, имеющие различную форму венчика. При скрещивании растений с воронковидной формой венчика (А) с растением, имеющим бокаловидную форму (В), в первом поколении все гибриды имели чашевидную форму. Рецессивная аллель определяет цилиндрическую форму. Определите, как наследуется форма венчика у растений и какие гибриды получатся во втором поколении при скрещивании гибридов первого поколения.

3. На Третьей планете системы Медуза Алиса Селезнева обнаружила цветы с зеркальной сердцевиной, которая наследуется двумя парами генов. Оказалось, что зеркальные сердцевины получаются, если скрестить два растения с обычными сердцевинами. Как наследуется зеркальность у растения? Каковы генотипы растения?

4. Птицы Говоруны отличаются умом и сообразительностью. Хохолки на голове бывают белые и красные, окраска наследуется двумя парами генов. Скрещиваются две птицы с белыми хохолками, и у них выводится птенец с красным хохолком на голове. Как наследуется окраска хохолка у Говорунов? Каковы генотипы родителей и птенца?

5. Исследуя вновь открытую планету, ученые обнаружили две расы растения душистый колокольчик, имеющие белые цветки. В дальнейшем, скрестив их в первом поколении, получили все растения с фиолетовыми цветками, а во втором получили расщепление: 53 фиолетовых, 19 синих, 56 белых. Как можно объяснить этот факт?

6. При скрещивании Тигрокрысов черной и рыжей масти с планеты Пенелопа в первом поколении было получено примерно 1/2 рыжих, 3/8 черных и 1/8 коричневых. Как наследуется окраска шерсти? Каковы генотипы родителей и потомков?

7. При скрещивании дракона с тремя головами с драконом с шестью головами получились девятиголовые драконы. При скрещивании их между собой во втором поколении обнаружили драконов всех четырех форм: 6 девятиголовых, 4 шестиголовых, 3 трехголовых и 1 двенадцатиголового. Объясните полученные результаты.

с примерами

объяснений и решений

для решения задач по генетике необходимо:

    ввести условные обозначения признаков. Доминантный ген обозначают заглавной буквой, а рецессивный ген – прописной;

    выяснить, какое скрещивание в данном случае имеет место (моно-, ди- или полигибридное);

    записать решение задачи схематично и сделать вывод о вероятности запрошенного события в % или долях от единицы.

Моногибридное скрещивание.

Учитывается одна пара альтернативных (взаимоисключающих) признаков, следовательно, одна пара аллельных генов.

Задача № 1

У томатов ген, обеспечивающий красный цвет плодов, доминирует над геном желтой окраски. Какие по цвету плоды окажутся у растений, полученных от скрещивания гетерозиготных красноплодных растений с желтоплодными? Каковы их генотипы?

Решение задачи № 1

Ген, отвечающий за красный цвет плодов доминантный, обозначим А, ген желтой окраски плодов рецессивный, обозначим – а. Задача на моногибридное скрещивание, т.к. в условии растения отличаются 1 парой взаимоисключающих признаков (цвет плодов). Одна из родительских особей гетерозиготна, следовательно, эта особь несет гены одной аллельной пары в разном состоянии, один ген является доминантным, другой – рецессивным (Аа). Такая особь дает два типа гамет (А, а). Вторая особь желтоплодная, у нее оба гена находятся в одинаковом состоянии (аа), значит, особь гомозиготна и дает один тип гамет (а).

Зная генотипы родителей, запишем решение задачи и ответим на поставленный вопрос.

А – красные плоды

а – желтые плоды

Р – родители

Г – гаметы

F 1 – первое поколение

х – знак скрещивания

Р Аа х аа

красн. желт.

красн. желт.

Ответ: гибриды F 1 демонстрируют расщепление по фенотипу в соотношении 1:1 – 50% красноплодных, 50% желтоплодных томатов. По генотипу расщепление в соотношении 1:1 – 50% гетерозиготных особей (Аа), 50% гомозиготных особей (аа).

Задачи для самостоятельного решения.

3Адача №2.

У дрозофилы серый цвет тела доминирует над черным. От скрещивания мух с серым телом и мух, имеющих черное тело, получились гибриды F 1 , которые впоследствии при скрещивании между собой дали 192 особи следующего поколения.

1. Сколько типов гамет образуется у гибрида F I ?

2. Сколько разных фенотипов среди потомков F 2 ?

3. Сколько разных генотипов среди потомков F 2 ?

4. Сколько в F 2 гомозиготных серых мух (теоретически)?

5. Сколько черных в F 2 (теоретически)?

Задача № 3.

У человека ген длинных ресниц доминирует над геном коротких ресниц. Женщина с длинными ресницами, у отца которой были ресницы короткие, вступает в брак с мужчиной, имеющим короткие ресницы.

1.Сколько типов гамет образуется у мужчины?

2. Сколько типов гамет образуется у женщины?

3. Сколько разных генотипов может быть среди детей этой супружеской пары?

4. Какова вероятность, что ребёнок в этой семье родится с длинными ресницами?

5. Какова вероятность, что ребёнок в этой семье родится с короткими ресницами?

Задача № 4.

У человека ген раннего развития гипертонической болезни доминирует над геном, детерминирующим нормальное развитие признака. В семье оба супруга страдают гипертонической болезнью с ранним началом, у их единственной дочери нормальное кровяное давление. Она замужем и имеет двоих детей. Один из детей дочери имеет нормальное кровяное давление, а у другого рано развилась гипертония.

1.Сколько разных генотипов может быть среди детей вышеуказанных супругов?

2. Сколько типов гамет образуется у дочери?

3. Сколько типов гамет образуется у мужа дочери?

4. Какова вероятность рождения у дочери этих супругов ребёнка с гипертонией?

5. Сколько разных генотипов может быть среди внуков от дочери?

Решение задач по генетике с использованием законов Г.Менделя

Одной из задач обучения биологии является формирование у учащихся представлений о практическом значении биологических знаний как научной основы многих современных отраслей производства, здравоохранения, медицины. Широкие возможности в реализации этой задачи у генетики. Важными практическими задачами генетики являются:

    выбор оптимальной системы скрещивания в селекционной работе и наиболее эффективного метода отбора;

    управление развитием наследственных признаков;

    использование мутагенеза в селекции.

В медицине использование генетических знаний способствует разработке мероприятий по защите наследственности человека от мутагенного действия факторов окружающей среды.

Решение задач по генетике способствует лучшему усвоению теории. Из-за ограничения во времени на занятии рассматриваем только решение задач по генетике с использованием законов Г.Менделя

Цели занятия:

    ознакомиться с общими требованиями к оформлению записи условия задачи и ее решения;

    рассмотреть различные типы задач и примеры их решения;

    рассмотреть различные способы решения задач при дигибридном скрещивании;

    ознакомиться с приемами составления различных типов задач.

Основная задача данной статьи – оказать помощь начинающим педагогам в решении задач и составлении различных типов задач с использованием законов Г.Менделя.

ХОД ЗАНЯТИЯ

Методика овладения приемами решения задач

Общие требования к оформлению записей условия задачи и ее решения.

А , В , С и т.д. – гены, определяющие проявление доминантного признака.
а , b , с и т.д. – гены, определяющие проявление рецессивного признака.
А – ген желтой окраски семян гороха;
а – ген зеленой окраски семян гороха.
Запись неверная: А – желтая окраска семян гороха; а – зеленая окраска семян гороха.
Символ («зеркало Венеры») – используют при записи генотипа матери (или женского пола);
Символ («щит и копье Марса») – используют при записи генотипа отца (или мужского пола).
Скрещивание записывают знаком «х».
В схемах скрещивания генотип матери следует писать слева, генотип отца справа.
(Например, в случае моногибридного скрещивания запись будет иметь вид: АА х аа ).
Для обозначения родителей используют букву Р , потомков первого поколения - F 1 , второго - F 2 и т.д.
Буквенные обозначения того или иного типа гамет следует писать под обозначениями генотипов, на основе которых они образуются.
Запись фенотипов помещать под формулами соответствующих им генотипов.
Цифровое соотношение результатов расщепления записывать под соответствующими им фенотипами или вместе с генотипами.

Рассмотрим пример записи условия задачи и ее решения.

Задача 1. Голубоглазый юноша женился на кареглазой девушке, у отца которой глаза были голубые. От этого брака родился кареглазый ребенок. Каков генотип ребенка? (Сведения об альтернативных признаках см. в табл. 1.)

Доминантный признак

Рецессивный признак

1. Курчавые волосы (у гетерозигот волнистые)
2. Раннее облысение
3. Не рыжие волосы
4. Карий цвет глаз
5. Веснушки
6. Карликовость
7. Полидактилия (лишние пальцы)
8. Темные волосы
9. Резус-положительный фактор крови
10. Праворукость

1. Прямые волосы
2. Норма
3. Рыжие волосы
4. Голубой или серый цвет глаз
5. Отсутствие веснушек
6. Нормальный рост
7. Нормальное число пальцев
8. Светлые волосы
9. Резус-отрицательный фактор крови
10. Леворукость

1. Желтая окраска смеян
2. Гладкая поверхность семян
3. Красная окраска венчика
4. Пазушное положение цветков
5. Вздутая форма бобов
6. Зеленая окраска бобов
7. Высокорослость

1. Зеленая окраска семян
2. Морщинистая поверхность семян
3. Белая окраска венчика
4. Верхушечное положение цветков
5. Плоская форма бобов
6. Желтая окраска бобов
7. Низкорослость

1. Круглые плоды
2. Красная окраска плода
3. Высокорослость

1. Грушевидные плоды
2. Желтая окраска плода
3. Низкорослость

1. Гороховидный гребень
2. Оперенные ноги

1. Простой гребень
2. Неоперенные ноги

Рогатый скот

1. Комолость
2. Черная шерсть

1. Наличие рогов
2. Красная шерсть

Дрозофила

1. Серая окраска тела
2. Нормальные крылья

1. Черная окраска тела
2. Зачаточные крылья

Дано:

А – ген кареглазости
а – ген голубоглазости
аа
Аа
F 1
– кареглазый.

Определить генотип F 1

Решение .

Ответ: Аа.

Объяснение этой задачи должно быть таким.
Сначала запишем кратко условие задачи. Согласно данным таблицы «Альтернативные признаки» карий цвет глаз является доминантным признаком, поэтому ген, определяющий этот признак обозначим как «А », а ген, определяющий голубой цвет глаз (рецессивный признак), – как «а ».

Дано:

А – ген кареглазости;
а - ген голубоглазости.

Теперь определим генотипы родителей ребенка. Отец голубоглазый, следовательно, в его генотипе оба аллельных гена, определяющие цвет глаз, рецессивны, т.е. его генотип аа .
Мать ребенка кареглазая. Проявление этого цвета глаз возможно в следующих случаях.

1. При условии, что оба аллельных гена являются доминантными.
2. При условии, что один из аллельных генов – доминантный, а другой – рецессивный. Поскольку отец матери ребенка был голубоглазый, т.е. его генотип аа , то у нее один аллельный ген рецессивный. Значит, мать ребенка гетерозиготна по данному признаку, ее генотип Аа .

В задаче известен фенотип ребенка – кареглазый. Требуется узнать его генотип.

F 1 – кареглазый
Генотип F 1 – ?

Решение.

Запишем генотипы родителей справа от условия задачи.

Р : Aa х аа

Зная генотипы родителей, можно определить, какие типы гамет у них образуются. У матери образуются гаметы двух типов – А и а , у отца – только одного типа – а .

Р : Aa хаа
гаметы: А а а

В этом браке возможны дети с двумя генотипами по признаку цвета глаз:

Aa - кареглазые и аа – голубоглазые.

Фенотип ребенка известен из условия задачи: ребенок кареглазый. Следовательно, его генотип – Аа .

Ответ: кареглазый ребенок имеет генотип Аа .

Примечание. В F 1 возможна другая запись:

Необходимые для решения задач умения и навыки

I. Прежде, чем приступить к решению задач, учащимся необходимо прочно овладеть навыками использования буквенных символов для обозначения доминантных и рецессивных генов, гомо- и гетерозиготных состояний аллелей, генотипов родителей и потомства.
Для более прочного овладения этими понятиями можно предложить тренировочные упражнения, которые нетрудно составить, используя данные табл. 1–3. А можно использовать текст готовой задачи, в этом случае учащимся предлагается проанализировать и записать условие задачи.

Таблица 2. Примеры моногенного наследования аутосомных признаков

Доминантный

Рецессивный

Тыква
Томаты
Арбуз
Лук
Тутовый шелкопряд
Золотая рыбка
Попугайчики
Норка
Человек

Форма плода
Форма плода
Окраска плода
Окраска чешуи
Окраска гусениц
Строение глаз
Окраска оперения
Окраска шерсти
Строение скелета
Слух
Зрение

Дисковидная
Шаровидная
Полосатая
Красная
Полосатые
Обычные
Зеленая
Коричневая
Карликовость
Норма
Норма

Шаровидная
Грушевидная
Гладкая
Желтая
Гладкие
Телескопические
Голубая
Голубая
Норма
Глухота
Слепота

Таблица 3. Примеры моногенного наследования аутосомных полудоминантных признаков

Упражнение 1 (по таблице). У крупного рогатого скота ген комолости (т.е. безрогости) доминирует над геном рогатости, а черный цвет шерсти – над красным, причем гены обоих признаков находятся в разных хромосомах.

Какие генотипы у коров:

а) черных комолых;
б) черных рогатых;
в) красных рогатых;
г) красных комолых?

Дано:

А - ген комолости;
а - ген рогатости;
В - ген черной окраски шерсти;
b – ген красной окраски шерсти.

Ответ:

а) А _ В _ (т.е. ААBB , АаBB , ААВb, АаВb )
б) аа В _ (т.е. ааBB , ааBb )
в) аа bb
г) А _ bb (т.е. ААbb , Ааbb )

Упражнение 2 (из текста задачи). Растения красноплодной земляники при скрещивании между собой всегда дают потомство с красными ягодами, а растения белоплодной земляники - с белыми ягодами. В результате скрещивания обоих сортов друг с другом получаются розовые ягоды. Какое потомство возникает при скрещивании между собой гибридных растений земляники с розовыми ягодами? Какое потомство получится, если опылить красноплодную землянику пыльцой гибридной земляники с розовыми ягодами?
Запишите условие задачи и скрещивания, упомянутые в задаче.

Ответ:

A + – ген красноплодности;
А – ген белоплодности;
АА – белоплодная земляника;
A + A + - красноплодная земляника;
A + А – земляника с розовыми ягодами.
A + A + х АА ; A + A х A + A ;
A + A + х A + A

II. Другое важное умение, которое необходимо отработать – умение определять фенотип по генотипу .

Упражнение 3. Какова окраска семян гороха при следующих генотипах: АА , аа , Аа ? (См. табл. 1.)

Ответ: желтая; зеленая; желтая.

Упражнение 4. Какова форма корнеплода у редиса при следующих генотипах: АА , Аа , аа ? (См. табл. 3.)

Ответ: длинная; овальная; круглая.

3. Очень важно научить записывать гаметы . Для вычисления количества различных сортов гамет используется формула 2 n , где n – число пар гетерозиготных состояний аллелей.

Например:

АА BB CC DD , n = 0; 2 n = 2 0 = 1 (1 сорт гамет) ABCD .

Аа BB CC DD , n = 1; 2 n = 2 1 = 2 (2 сорта гамет) гаметы: ABCD , aBCD.

Аа Bb CС DD, n = 2; 2 n = 4.

Аа Bb Cc DD , n = 3; 2 n = 8.

Аа Bb Cc Dd , n = 4; 2 n = 16.

Для последнего случая рассмотрим запись гамет. Всего их должно быть 16.

Необходимо обратить внимание учащихся на то, что пары генов Аа , Bb , Cc , Dd находятся в разных хромосомах. При образовании гамет в процессе мейоза происходит расхождение гомологичных хромосом, и в каждой половой клетке оказывается гаплоидный набор хромосом, то есть в каждой гамете должны присутствовать хромосомы с генами А (или а ), В (b ), С (с ), D (d ). Недопустима запись гамет: Аа , Bb , Cc , Dd или A , a , B , b , C , c , D , d .

Так как каждая пара признаков наследуется независимо от других, то по каждой паре альтернативных признаков будет происходить распределение генов по гаметам в соотношении:

Т.е. в записи 16 гамет каждый ген должен повториться 8 раз.

1) Записываем № по порядку:

4) ген b

1. АВ
2. АВ
3. АВ
4. АВ
5. Аb
6. Аb
7. Аb
8. Аb

9. aB
10. аВ
11. аВ
12. аВ
13. ab
14. ab
15. ab
16. ab

5) ген С

1. АВС
2. AВС
3. АВ
4. АВ
5. AbС
6. AbС
7. Ab
8. Ab

9. аВС
10. аВС
11. аВ
12. аВ
13. abC
14. abC
15. ab
16. ab

6) ген с

1. АВС
2. АВС
3. АВс
4. АВс
4. АВс
5. AbС
6. AbС
7. Abc
8. Abc

9. аВС
10. аВС
11. aBc
12. aBc
13. abC
14. abC
15. abc
16. abc

7) ген D

1. ABCD
2. АВС
3. ABcD
4. АВс
5. AbCD
6. AbС
7. AbcD
8. Abс

9. aBCD
10. аВС
11. aBcD
12. aBc
13. abCD
14. abC
15. abcD
16. abc

8) ген d

1. ABCD
2. ABCd
3. ABcD
4. ABcd
5. AbCD
6. AbCd
7. AbcD
8. Abсd

9. aBCD
10. aBCd
11. aBcD
12. aBcd
13. abCD
14. abCd
15. abcD
16. abcd

Такая последовательность позволяет быстро записать все возможные комбинации распределения генов по гаметам.

Упражнение 5. Какие типы гамет образуются у растений, имеющих генотипы:

1) AABbccDd ,
2) AaBbCCDd?

Ответ:

1) AA Bb cc Dd, n = 2; 2 n = 4
(4 сорта гамет).

1. ABcD. 2. ABcd. 3. AbcD. 4. Abсd.

2) Aa Bb CC Dd, n = 3; 2 n = 8
(8 сортов гамет).

1. ABCD. 2. ABCd. 3. AbСD.
4. AbCd .5. aBCD. 6. aBCd.
7. abCD. 8. abCd.

Мы рассмотрели наиболее сложные примеры записи гамет. На первых этапах обучения задания должны быть простыми. Например, записать гаметы для генотипов АА , Аа , аа .

Продолжение следует



Предыдущая статья: Следующая статья:

© 2015 .
О сайте | Контакты
| Карта сайта