Егэ по биологии генетика. Задачи на дигибридное скрещивание
В предыдущей статье мы говорили о заданиях линии С6 в целом. Начиная с этого поста будут разбираться конкретные задачи по генетике, которые входили в тестовые задания прошлых лет.
Иметь хорошее представление о такой биологической дисциплине как генетика — наука о наследственности и изменчивости — просто необходимо для жизни. Тем более, что генетика в нашей стране имеет такую многострадальную историю…
Подумать только, Россия из лидирующей страны в области изучения генетики в начале ХХ века, превращается в дремучего монстра по вытравливанию из сознания людей даже просто генетической терминологии начиная с конца 30-х до середины 50-х годов.
Разве можно простить режиму умерщвление пытками и голодом величайшего генетика, благороднейшего служителя народу и науке, создателя Всесоюзного института растениеводства в Ленинграде, академика (1887 — 1943).
Начнем разбор реальных заданий линии С6 с задач на дигибридное скрещивание , которые требуют знания по наследованию признаков двух пар аллельных генов (но являющихся по отношению друг к другу неаллельными), находящимися в разных парах гомологичных хромосом, поэтому наследуемых .
Самое удивительное, что уровень сложности этих заданий очень различается, в чем мы с вами сейчас и убедимся на примерах решения нескольких заданий.
Изучая далее материал этой статьи, благодаря моим подробным объяснениям, надеюсь, что и более сложные задания для вас окажутся понятными. А для более успешного освоения задач на дигибридное скрещивание предлагаю вашему вниманию свою книжку:
Задача 1. Про свиней на дигибридное скрещивание (самая простая)
У свиней ч ерная окраска шерсти (А) доминирует над рыжей (а), длинная щетина (В) — над короткой (в). Гены не сцеплены.Какое потомство может быть получено при скрещивании черного с длинной щетиной дигетерозиготного самца с гомозиготной черной самкой с короткой щетиной. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, потомства, фенотипы потомства и их соотношение.
Сначала хочу немного обратить ваше внимание на такие моменты:
Во-первых, почему эта задача на дигибридное скрещивание? В задании требуется определить распределение в наследовании двух признаков: окраски шерсти (А или а) и длины (В или в). Причем указано, что геныне сцеплены, то есть изучаемые признаки находятся в разных парах гомологичных хромосом и наследуютсянезависимо друг от друга по закону Менделя. Это значит, что потомство будет образовываться от всех возможных случайных сочетаний гамет, образуемых самцом и самкой.
Во-вторых, именно эта задача на дигибридное скрещивание является самой простой из такого типа заданий. В ней заранее оговаривается, что изучаемые признаки не сцеплены. К тому же, мысразу можем (без анализа всевозможных сочетаний рождения потомства) по данному фенотипу родителей записать их генотип.
Решение:
1) генотипы родителей:
самец АаВb — так как про самца сказано в условии задачи, что он дигетерозиготен, то есть гетерозиготен по обоим изучаемым признакам, то в записи его генотипа по каждому признаку присутствуют: А — доминантный черный цвет шерсти и а — рецессивный рыжий цвет шерсти; В — доминантная длинная щетина и b — рецессивная короткая;
самка ААbb — так как про неё сказано, что она гомо зиготна по цвету шерсти, которая у неё тоже черная, значит записываем только АА , а про длину шерсти не сказано гомо зиготна она или гете розиготна, так как эта информация была бы лишняя!!! (и так понятно, что если у самки шерсть короткая, то она может быть тоже только гомо зиготной по этому рецессивному признаку bb ).
Конечно , такие длинные рассуждения по поводу записи генотипа родителей по данному в условии задачи их фенотипу вам приводить не обязательно. Главное, что первым пунктом вы должны указать правильно, ни в коем случае не ошибившись, генотипы обоих родителей.
2) гаметы:
дигетеро зиготный самец будет производить с равной вероятностью четыре сорта сперматозоидов АВ, Аb, аВ, аb (по закону чистоты гамет, как следствие , каждая гамета может иметь только один аллель любого гена. А так как изучается наследование сразу двух признаков, то в каждую гамету мы вписываем по одному аллельному гену каждого изучаемого признака);
дигомо зиготная самка (ААbb — как мы выяснили у неё именно такой генотип) будет иметь все одинаковые яйцеклетки — Аb.
3) потомство:
так как все однотипные яйцеклетки самки Аb могут быть оплодотворены любыми четырьмя видами сперматозоидов АВ, Аb, аВ и аb с равной вероятностью, то возможно рождение потомков с такими
четырьмя генотипами: ААВb, ААbb, АаВb и Ааbb в соотношении 1: 1: 1: 1 (25%, 25%, 25%, 25%)
и двумя фенотипами: А-В- — черные длинношерстные — 50% и А-bb — черные короткошерстные — 50% (пробелами записаны те места, где совершенно без разницы для проявления фенотипа какой второй доминантный или рецессивный ген в этих парах аллельных генов может присутствовать).
Итак, мы полностью ответили на вопросы задания: решение составлено по стандартной схеме (родители, гаметы, потомство), определены генотипы родителей и потомства, определены фенотипы потомства и определено возможное соотношение генотипов и фенотипов потомства.
Задача 2. Про растение дурман на дигибридное скрещивание, но с более сложным условием .
Растение дурман с пурпурными цветками (А) и гладкими коробочками (b), скрестили с растением, имеющим пурпурные цветки и колючие коробочки. В потомстве получены следующие фенотипы: с пурпурными цветками и колючими коробочками, с пурпурными цветками и гладкими коробочками, с белыми цветками и колючими коробочками, с пурпурными цветками и гладкими коробочками. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, потомства и возможное соотношение фенотипов. Установите характер наследования признаков.
Обратите внимание, что в этом задании мы уже не можем сразу однозначно ответить на вопрос о генотипе родителей, а значит и сразу расписать полную информацию о гаметах, ими производимых. Это возможно сделать только внимательно проанализировав информацию о фенотипах потомства.
В ответе еще придется не забыть обязательно указать характер наследования признаков (независимо наследуются признаки или сцеплено). В предыдущем то задании это было дано.
Решение:
1) определим сначала пусть и неоднозначно возможные генотипы родителей
Р: А — bb (пурп., гладк.) и А — В — (пурп., колюч.)
2) также пока неоднозначно выписываем информацию о производимых ими гаметах
G: Аb, — b и АВ, А -, — В, — —
3) запишем исходя из известного фенотипа потомства их возможные генотипы
F1 А — В — (пурп.,колюч.) А — bb (пурп., гладк.)
……. ааВ — (белые, колюч.) ааbb (белые, гладк.)
Теперь, самые главные сведения, которые мы можем извлечь из всего вышеизложенного:
а) так как среди потомства есть растения с гладкими коробочками (а это рецессивный признак), то генотипы обоих родителей обязательно должны иметь ген b. То есть мы уже можем и в генотип второго родителя вписать b (маленькое): А-Вb;
б) так как среди потомства есть растения с белыми цветками (а это рецессивный признак), то генотипы обоих родителей должны иметь ген а (маленькое);
4) только теперь мы можем уже полностью выписать генотипы обоих родителей: .. … ………………….. Ааbb и АаВb и производимые ими………………………………………….
гаметы: …. Аb, аb и АВ, Аb, аВ, аb
5) поскольку по условию задачи в потомстве были обнаружены все возможные сочетания признаков растений:
…………. «с пурпурными цветками и колючими коробочками,
………….. с пурпурными цветками и гладкими коробочками,
………….. с белыми цветками и колючими коробочками,
………….. с белыми цветками и гладкими коробочками»,
то это возможно лишь при независимом наследовании признаков;
6) поскольку мы определили, что признаки не сцеплены и наследуются независимо друг от друга, то необходимо произвести все возможные сочетания скрещиваний имеющихся гамет. Удобнее всего произвести запись используя решетку Пеннета. В нашей задаче она будет, слава богу, не классическая (4 х 4 = 16), а всего 2 х 4 = 8:
G: АВ Аb аВ аb
Аb ААВb ААbb АаВb Ааbb
………….. пурп.колюч пурп.гладк пурп.колюч пурп.гладк
ав АаВb Ааbb ааВb ааbb
…………. пурп.колюч пурп.гладк бел.колюч бел.гладк
7) распределение в потомстве будет
по генотипу: 1 ААВb: 1 ААbb: 2 АаВb: 2 Ааbb: 1 ааВb: 1 ааbb
по фенотипу: 3/8 — пурпурные колючие (А-Вb);
………………….. 3/8 — пурпурные гладкие (А-bb);
………………….. 1/8 — белые колючие (ааВb);
………………….. 1/8 — белые гладкие (ааbb).
Задача 3. Совсем простая, если разбираться в смысле генетической терминологии
От скрещивания 2-х сортов ячменя, у одного из которых колос двурядный плотный, а у другого — многордный рыхлый, получили гибриды F 1 , с двурядным рыхлым колосом. Какие результаты по фенотипу и генотипу получатся в возвратных скрещиваниях, если наследование признаков независимое? Составьте схемы скрещиваний.
Поскольку сказано, что скрещивали сорта ячменя (да чего угодно, «фигурирует» слово сорт), значит речь идет о гомозиготных организмах по обоим изучаемым признакам. А какие признаки здесь рассматриваются:
а) форма колоса и б) его качество. Да еще и сказано, что наследование признаков независимое, значит мы можем применить выкладки, следуемые из 3-го закона Менделя для дигибридного скрещивания.
Также сказано и то, какими признаками обладали гибриды в F 1 . Они были с двурядным рыхлым колосом — значит эти признаки и являются доминантными над многорядностью и плотностью колоса. Поэтому мы можем теперь вводить обозначения аллелей генов этих двух изучаемых признаков и не ошибемся в правильности использования больших и малых букв алфавита.
Обозначим:
аллельный ген двурядного колоса А,
а многорядного — а;
аллельный ген рыхлого колоса В
, а плотного — b
,
тогда генотипы исходных двух сортов ячменя будут выглядеть так: ААbb
и aaBB
. От их скрещивания в F 1 получатся гибриды: AaBb
.
Ну а теперь уж провести возвратные скрещивания гибридов AaBb с каждой из исходных родительских форм по отдельности с AAbb , а потом и с aaBB , уверен, ни для кого не составит труда, не правда ли?
Задача 4. «Не рыжий, вовсе я не рыжий, не рыжий я, а золотой»
Женщина с карими глазами и рыжими волосами вышла замуж за мужчину с не рыжими волосами и голубыми глазами. Известно, что у отца женщины глаза были карие, а у матери - голубые, у обоих - рыжие волосы. У отца мужчины были не рыжие волосы и голубые глаза, у матери - карие глаза и рыжие волосы. Какими являются генотипы всех указанных людей? Какими могут быть глаза и волосы у детей этих супругов?
Аллельный ген, ответственный за проявление карего цвета глаз обозначим А (это всем хорошо известно, что карий цвет глаз доминирует над голубым цветом), а аллельный ему ген голубых глаз, соответственно, будет а . Обязательно одна и та же буква алфавита, так как это один признак - цвет глаз.
Аллельный ген не рыжих волос (цвет волос - второй изучаемый признак) обозначим В , так как он доминирует над аллелем, отвечающим за проявление рыжей окраски волос — b.
Генотип женщины с карими глазами и рыжими волосами мы можем записать сначала неполностью, а так А-bb . Но так как сказано, что её отец был кареглазый с рыжими волосами, то есть с генотипом А-bb , а мать её была голубоглазая и тоже с рыжими волосами (ааbb ), то второй аллель женщины при А мог быть только а , то есть её генотип будет Ааbb .
Генотип голубоглазого мужчины с не рыжими волосами можно сначала записать так: ааB- . Но так как у его матери были волосы рыжие, то есть bb , то второй аллельный ген при В у мужчины мог быть только b . Таким орбразом, генотип мужчины запишется aaBb . Генотипы его родителей: отца - aaB- ; матери - А-bb.
Дети от брака анализируемых супругов Ааbb x aaBb (а гаметы соответственно: Ab, ab и aB, ab ) будут с равновероятными генотипами AaBb, Aabb, aaBb, aabb или по фенотипу: кареглазые не рыжие, кареглазые рыжие, голубоглазые не рыжие, голубоглазые рыжие в соотношении 1:1:1:1 .
*************************************************************************
Да, теперь вы сами видите какие неравноценные по сложности могут быть задания. Несправедливо, да несправедливо, отвечаю я, как репетитор ЕГЭ по биологии. Нужна удача, да нужна удача!
Но согласитесь, что удача окажется полезной лишь для тех, кто реально «в теме». Без знания законов наследственности Грегора Менделя невозможно решить и первое задание, поэтому вывод может быть один: .
В следующей статье репетитора биологии по Скайпу разберем задачи на наследование, которые правильно решают еще меньшее количество учащихся.
Для тех, кто хочет хорошо разобраться как надо решать задачи по генетике на дигибридное скрещивание, могу предложить свою книгу: « «
***************************************
У кого будут вопросы к репетитору биологии по Скайпу ,обращайтесь в комментариях. У меня на блоге вы можете приобрести ответы на все тесты ОБЗ ФИПИ за все годы проведения экзаменов и .
Проработав эти темы, Вы должны уметь:
- Дать определения: ген, доминантный признак; рецессивный признак; аллель; гомологичные хромосомы; моногибридное скрещивание, кроссинговер, гомозиготный и гетерозиготный организм, независимое распределение, полное и неполное доминирование, генотип, фенотип.
- С помощью решетки Пеннета проиллюстрировать скрещивание по одному или двум признакам и указать, каких численных отношений генотипов и фенотипов следует ожидать в потомстве от этих скрещиваний.
- Изложить правила наследования, расщепления и независимого распределения признаков, открытие которых было вкладом Менделя в генетику.
- Объяснить как мутации могут повлиять на белок, кодируемым тем или иным геном.
- Указать возможные генотипы людей с группами крови А; В; АВ; О.
- Привести примеры полигенных признаков.
- Указать хромосомный механизм определения пола и типы наследования сцепленных с полом генов млекопитающих, использовать эти сведения при решении задач.
- Объяснить, в чем заключается различие между признаками, сцепленными с полом и признаками, зависимыми от пола; привести примеры.
- Объяснить, как наследуются такие генетические заболевания человека как гемофилия, дальтонизм, серповидно-клеточная анемия.
- Назвать особенности методов селекции растений, животных.
- Указать основные направления биотехнологии.
- Уметь решать по данному алгоритму простейшие генетические задачи:
Алгоритм решения задач
- Определите доминантный и рецессивный признак по результатам скрещивания первого поколения (F1) и второго (F2) (по условию задачи). Введите буквенные обозначения: А - доминантный а - рецессивный.
- Запишите генотип особи с рецессивным признаком или особи с известным по условию задачи генотипом и гаметы.
- Запишите генотип гибридов F1.
- Составьте схему второго скрещивания. Запишите гаметы гибридов F1 в решетку Пеннета по горизонтали и по вертикали.
- Запишите генотипы потомства в клетках пересечения гамет. Определите соотношения фенотипов в F1.
Схема оформления задач.
Буквенные обозначения:
а) доминантный признак _______________
б) рецессивный признак _______________
Гаметы
F1 (генотип первого поколения)
| гаметы | ||
| ? | ? |
Решетка Пеннета
| F2 |
|
Соотношение фенотипов в F2:
_____________________________
Ответ:_________________________
Примеры решения задач на моногибридное скрещивание.
Задача. "В семье Ивановых двое детей: кареглазая дочь и голубоглазый сын. Мама этих детей голубоглазая, но ее родители имели карие глаза. Как наследуется окраска глаз у человека? Каковы генотипы всех членов семьи? Окраска глаз - моногенный аутосомный признак".
Признак окраски глаз контролируется одним геном (по условию). Мама этих детей голубоглазая, а ее родители имели карие глаза. Это возможно только в ТОМслучае, если оба родителя были гетерозиготны, следовательно, карие глаза доминируют над голубыми. Таким образом, бабушка, дедушка, папа и дочь имели генотип (Аа), а мама и сын - аа.
Задача. "Петух с розовидным гребнем скрещен с двумя курицами, тоже имеющими розовидный гребень. Первая дала 14 цыплят, все с розовидным гребнем, а вторая - 9 цыплят, из них 7 с розовидным и 2 с листовидным гребнем. Форма гребня - моногенный аутосомный признак. Каковы генотипы всех трех родителей?"
До определения генотипов родителей необходимо выяснить характер наследования формы гребня у кур. При скрещивании петуха со второй курицей появились 2 цыпленка с листовидным гребнем. Это возможно при гетерозиготности родителей, следовательно, можно предположить, что розовидный гребень у кур доминирует над листовидным. Таким образом, генотипы петуха и второй курицы - Аа.
При скрещивании этого же петуха с первой курицей расщепления не наблюдалось, следовательно, первая курица была гомозиготной - АА.
Задача. "В семье кареглазых праворуких родителей родились разнояйцевые близнецы, один из которых кареглазый левша, а другой голубоглазый правша. Какова вероятность рождения следующего ребенка, похожим на своих родителей?"
Рождение у кареглазых родителей голубоглазого ребенка свидетельствует о рецессивности голубой окраски глаз, соответственно рождение у праворуких родителей леворукого ребенка указывает на рецессивность лучшего владения левой рукой по сравнению с правой. Введем обознанения аллелей: А - карие глаза, а - голубые глаза, В - правша, в - левша. Определим генотипы родителей и детей:
| Р | АаВв х АаВв |
| F, | А_вв, ааВ_ |
А_вв - фенотипический радикал, который показывает, что данный ребенок с левша с карими глазами. Генотип этого ребенка может быть - Аавв, ААвв.
Дальнейшее решение этой задачи осуществляется традиционным способом, путем построения решетки Пеннета.
| АВ | Ав | аВ | Ав | |
| АВ | ААВВ | ААВв | АаВВ | АаВв |
| Ав | ААВв | ААвв | АаВв | Аавв |
| аВ | АаВВ | АаВв | ааВВ | АаВв |
| ав | АаВв | Аавв | ааВв | Аавв |
Подчеркнуты 9 вариантов потомков, которые нас интересуют. Всего возможных вариантов 16, поэтому вероятность рождения ребенка, похожим на своих родителей равна 9/16.
Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мягкова А.Н. "Общая биология". Москва, "Просвещение", 2000
- Тема 10. "Моногибридное и дигибридное скрещивание." §23-24 стр. 63-67
- Тема 11. "Генетика пола." §28-29 стр. 71-85
- Тема 12. "Мутационная и модификационная изменчивость." §30-31 стр. 85-90
- Тема 13. "Селекция." §32-34 стр. 90-97
Дигибридное скрещивание. Примеры решения типовых задач
Задача 1. У человека сложные формы близорукости доминируют над нормальным зрением, карий цвет глаз – над голубым. Кареглазый близорукий мужчина, мать которого имела голубые глаза и нормальное зрение, женился на голубоглазой женщине с нормальным зрением. Какова вероятность в % рождения ребенка с признаками матери?
Решение
Ген Признак
A развитие близорукости
a нормальное зрение
B карие глаза
b голубые глаза
P ♀ aabb x ♂ AaBb
G ab, AB, Ab aB, ab
F 1 AaBb; Aabb; aaBb; aabb
Ответ : голубые глаза и нормальное зрение имеет ребенок с генотипом aabb. Вероятность рождения ребенка с такими признаками составляет 25 %.
Задача 2 . У человека рыжий цвет волос доминирует над русым, а веснушки – над их отсутствием. Гетерозиготный рыжеволосый без веснушек мужчина женился на русоволосой женщине с веснушками. Определить в % вероятность рождения ребенка рыжеволосого с веснушками.
Решение
Ген Признак
A рыжие волосы
a русые волосы
B наличие веснушек
b отсутствие веснушек
P ♀ Aabb x ♂ aaBB
F 1 AaBb ; aaBb
Рыжеволосый ребенок с веснушками имеет генотип AaBb. Вероятность рождения такого ребенка составляет 50 %.
Ответ : вероятность рождения рыжеволосого с веснушками ребенка составляет 50 %.
Задача 3 . Гетерозиготная женщина, имеющая нормальную кисть и веснушки, вступила в брак с шестипалым гетерозиготным мужчиной, у которого нет веснушек. Какова вероятность рождения у них ребенка с нормальной кистью и без веснушек?
Решение
Ген Признак
A шестипалость (полидактилия),
a нормальная кисть
B наличие веснушек
b отсутствие веснушек
P ♀ aaBb x ♂ Aаbb
G aB, ab, Ab, ab
F 1 AaBb; Aabb; aaBb; aabb
Ответ : вероятность рождения ребенка с генотипом aabb (c нормальной кистью, без веснушек) составляет 25 %.
Задача 4 . Гены, определяющие предрасположенность к катаракте и рыжие волосы, находятся в разных парах хромосом. Рыжеволосая с нормальным зрением женщина вышла замуж за светловолосого мужчину с катарактой. С какими фенотипами у них могут родиться дети, если мать мужчины имеет такой же фенотип, как и жена?
Решение
Ген Признак
A светлые волосы,
a рыжие волосы
B развитие катаракты
b нормальное зрение
P ♀ aabb x ♂ AaBb
G ab, AB, Ab, aB, ab
F 1 AaBb; Aabb; aaBb; aabb
Ответ : фенотипы детей – светловолосый с катарактой (AaBb); светловолосый без катаракты (Aabb); рыжеволосый с катарактой (aaBb); рыжеволосый без катаракты (aabb).
Задача 5. Какова вероятность в процентах рождения ребенка с сахарным диабетом, если оба родителя являются носителями рецессивного гена сахарного диабета. При этом у матери резус-фактор крови положительный, а у отца – отрицательный. Оба родителя являются гомозиготами по гену, определяющему развитие резус-фактора. Кровь, с каким резус-фактором будет у детей этой семейной пары?
Решение
Ген Признак
A нормальный углеводный обмен
a развитие сахарного диабета
Rh + резус-положительная кровь
rh - резус-отрицательная кровь.
P♀ AaRh + Rh + x ♂ Aarh - rh -
G ARh + , aRh + , Arh - , arh -
F 1 AARh + rh - ; AaRh + rh - ; AaRh + rh - ; aaRh + rh -
Ответ: вероятность рождения ребенка с сахарным диабетом – 25 %, у всех детей в этой семье будет положительный резус-фактор.
Задача 6 . Нормальный рост у овса доминирует над гигантизмом, раннеспелость над позднеспелостью. Гены обоих признаков находятся в разных парах хромосом. Какой процент позднеспелых растений нормального роста можно ожидать от скрещивания гетерозиготных по обоим признакам растений?
Решение
P ♀ AaBb x ♂ AaBb
G AB, Ab, AB , Ab,
Основные термины генетики
- Ген - это участок молекулы ДНК, несущий информацию о первичной структуре одного белка. Ген - это структурная и функциональная единица наследственности.
- Аллельные гены (аллели) - разные варианты одного гена, кодирующие альтернативное проявление одного и того же признака. Альтернативные признаки - признаки, которые не могут быть в организме одновременно.
- Гомозиготный организм - организм, не дающий расщепления по тем или иным признакам. Его аллельные гены одинаково влияют на развитие данного признака.
- Гетерозиготный организм - организм, дающий расщепление по тем или иным признакам. Его аллельные гены по-разному влияют на развитие данного признака.
- Доминантный ген отвечает за развитие признака, который проявляется у гетерозиготного организма.
- Рецессивный ген отвечает за признак, развитие которого подавляется доминантным геном. Рецессивный признак проявляется у гомозиготного организма, содержащего два рецессивных гена.
- Генотип - совокупность генов в диплоидном наборе организма. Совокупность генов в гаплоидном наборе хромосом называется геномом.
- Фенотип - совокупность всех признаков организма.
При решении задач по генетике необходимо:
- Определить виды скрещивания и взаимодействий аллельных и неалельных генов(определить характер скрещивания).
- Определить доминантный и рецессивный признак(-и) по условию задачи, рисунку, схеме или по результатам скрещивания F 1 и F 2 .
- Ввести буквенные обозначения доминантного (заглавной буквой) и рецессивного (прописной буквой) признаков, если они не даны в условии задачи.
- Записать фенотипы и генотипы родительских форм.
- Записать фенотипы и генотипы потомков.
- Составить схему скрещивания, обязательно указать гаметы, которые образуют родительские формы.
- Записать ответ.
При решении задач на взаимодействие неаллельных генов необходимо:
- Сделать краткую запись задачи.
- Вести анализ каждого признака отдельно, сделав по каждому признаку соответствующую запись.
- Применить формулы моногибридного скрещивания, если ни одна из них не подходит, то
- Сложить вес числовые показатели в потомстве, разделить сумму на 16, найти одну часть и выразить все числовые показатели в частях.
- Исходя из того, что расщепление в F 2 дигибридного скрещивания идёт по формуле 9А_В_ : 3A_bb: 3 ааВ_ : l aabb, найти генотипы Fr
- По F 2 найти генотипы F
- По F найти генотипы родителей.
Формулы для определения характера скрещивания:
где n - число аллелей, пар признаков
- Расщепление по генотипу – (3:1) n
- Расщепление по фенотипу – (1:2:1) n
- Количество типов гамет – 2 n
- Количество фенотипических классов - 2 n
- Количество генотипических классов - 3 n
- Число возможных комбинаций, сочетаний гамет – 4 n
Основные правила при решении генетических задач:
- Если при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в их потомстве наблюдается расщепление признаков, то эти особи гетерозиготны.
- Если в результате скрещивания особей, отличающихся феиотипически по одной паре признаков, получается потомство, у которого наблюдается расщепление по этой же паре признаков, то одна из родительских особей была гетерозиготна, а другая - гомозиготна по рецессивному признаку.
- Если при скрещивании феиотипически одинаковых (по одной паре признаков) особей в первом поколении гибридов происходит расщепление признаков на три фенотипические группы в отношениях 1:2:1, то это свидетельствует о неполном доминировании и о том, что родительские особи гетерозиготны.
- Если при скрещивании двух феиотипически одинаковых особей в потомстве происходит расщепление признаков в соотношении 9:3:3:1, то исходные особи были дигетерозиготными.
Задача 1
При скрещивании двух сортов томата с красными шаровидными и желтыми грушевидными плодами в первом поколении все плоды шаровидные, красные. Определите генотипы родителей, гибридов первого поколения, соотношение фенотипов второго поколения.
Решение:
Так как при скрещивании гороха все особи потомства имеют признак одного из родителей, значит, гены красного цвета (А) и гены шаровидной формы плодов (В) являются доминантными по отношению к генам жёлтой окраски (а) и грушевидной формы плодов (b). генотипы родителей: красные шаровидные плоды – ААВВ, желтые грушевидные плоды – ааbb.
Для определения генотипов первого поколения, соотношение фенотипов второго поколения неободимо составить схемы скрещивания:
Схема первого скрещивания:
Наблюдается единообразие первого поколения, генотипы особей AaBb (1-й закон Менделя).
Схема второго скрещивания:
Соотношение фенотипов второго поколения: 9 – красные шаровидные; 3 – красные грушевидные; 3 - желтые шаровидные; 1 – желтые грушевидные.
Ответ:
1) генотипы родителей: красные шаровидные плоды – ААВВ, желтые грушевидные плоды – ааbb.
2) генотипы F 1: красные шаровидные АаВb.
3) соотношение фенотипов F 2:
9 – красные шаровидные;
3 – красные грушевидные;
3 - желтые шаровидные;
1 – желтые грушевидные.
Задача 2
Отсутствие малых коренных зубов у человека наследуется как доминантный аутосомный признак. Определите возможные генотипы и фенотипы родителей и потомства, если один из супругов имеет малые коренные зубы, а у другого они отсутствуют и он гетерозиготен по этому признаку. Какова вероятность рождения детей с этой аномалией?
Решение:
Анализ условия задачи показывает, что скрещиваемые особи анализируются по одному признаку – коренные зубы, который представлен двумя альтернативными проявлениями: наличие коренных зубов и отсутствие коренных зубов. Причем сказано, что отсутствие коренных зубов является доминантным признаком, а наличие коренных зубов – рецессивным. Эта задача – на, и для обозначения аллелей достаточно будет взять одну букву алфавита. Доминантный аллель обозначим прописной буквой А, рецессивный аллель – строчной буквой а.
А - отсутствие коренных зубов;
а - наличие коренных зубов.
Запишем генотипы родителей. Помним, что генотип организма включает в себя два аллеля изучаемого гена “А”. Отсутствие малых коренных зубов – доминантный признак, поэтому родитель,у которого отсутствуют малые коренные зубы и он гетерозиготен, значит его генотип - Аа. Наличие малых коренных зубов - рецессивный признак, поэтому родитель, у которого отсутствуют малые коренные зубы гомозиготен по рецессивному гену, значит генотип его - аа.
При скрещивании гетерозиготного организма с гомозиготным рецесивным образуется потомство двух типов и по генотипу, и по фенотипу. Анализ скрещивания подтверждает это утверждение.
Схема скрещивания
Ответ:
1) генотипы и фенотипы Р: аа – с малыми коренными зубами, Аа – без малых коренных зубов;
2) генотипы и фенотипы потомства: Аа – без малых коренных зубов, аа – с малыми коренными зубами; вероятность рождения детей без малых коренных зубов – 50%.
Задача 3
У человека ген карих глаз (А) доминирует над голубым цветом глаз, а ген цветовой слепоты рецессивен (дальтонизм – d) и сцеплен с Х-хромосомой. Кареглазая женщина с нормальным зрением, отец которой имел голубые глаза и страдал цветовой слепотой, выходит замуж за голубоглазого мужчину с нормальным зрением. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и возможного потомства, вероятность рождения в этой семье детей-дальтоников с карими глазами и их пол.
Решение:
Так как женщина кареглазая, а её отец страдал цветовой слепотой и был голубоглазым, то она получила рецессивный ген голубоглазости и ген дальтонизма от отца. Следовательно, женщина гетерозиготна по гену окраски глаза и является носителем гена дальтонизма, так как получила одну Х-хромосому от отца-дальтоника, её генотип - АаX D X d . Так как мужчина голубоглазый с нормальным зрением, то его генотип будет гомозиготен по рецессивному гену а и Х-хромосома будет содержать доминантный ген нормального зрения, его генотип - ааX D Y.
Определим генотипы возможного потомства, вероятность рождения в этой семье детей-дальтоников с карими глазами и их пол, составив схему скрещивания:
Схема скрещивания
Ответ:
Схема решения задачи включает: 1) генотип матери – AaX D X d (гаметы: AX D , aX D , AX d , aX D), генотип отца – aaX D Y (гаметы: aX D , aY);
2) генотипы детей: девочки – AaX D X D , ааX D X D , AaX D X d , ааX D X d ; мальчики – AaX D Y, aaXDY, AaX d Y, aaX D Y;
3) вероятность рождения детей-дальтоников с карими глазами: 12,5% AaX d Y – мальчики.
Задача 4
При скрещивании растения гороха с гладкими семенами и усиками с растением с морщинистыми семенами без усиков все поколение было единообразно и имело гладкие семена и усики. При скрещивании другой пары растений с такими же фенотипами (гороха с гладкими семенами и усиками и гороха с морщинистыми семенами без усиков) в потомстве получили половину растений с гладкими семенами и усиками и половину растений с морщинистыми семенами без усиков. Составьте схему каждого скрещивания.
Определите генотипы родителей и потомства. Объясните полученные результаты. Как определяются доминантные признаки в данном случае? Какой закон генетики при этом проявляется?
Решение:
Эта задача – на дигибридное скрещивание, так как скрещиваемые организмы анализируют по двум парам альтернативных признаков. Первая пара альтернативных признаков: форма семени – гладкие семена и морщинистые семена; вторая пара альтернативных признаков: наличие усиков – отсутствие усиков. За эти признаки отвечают аллели двух разных генов. Поэтому для обозначения аллелей разных генов будем использовать две буквы алфавита: “А” и “В”. Гены расположены в аутосомах, поэтому будем обозначать их только с помощью этих букв, без использования символов Х- и Y – хромосом.
Так как при скрещивании растения гороха с гладкими семенами и усиками с растением с морщинистыми семенами без усиков все поколение было единообразно и имело гладкие семена и усики, то можно сделать вывод - признак гладкие семена гороха и признак отсутствия усиков - доминантные признаки.
А ген, определяющий гладкую форму гороха; а - ген, определяющий морщинистую форму гороха; В - ген, определяющий наличие усиков у гороха; b - ген, определяющий отсутствие усиков у гороха. Генотипы родителей: ААВВ, aabb.
Схема первого скрещивания
Так как при 2-м скрещивании произошло расщепление по двум парам признаков в соотношении 1:1, то можно считать, что гены, определяющие гладкие семена и наличие усиков (А, В), локализованы в одной хромосоме и наследуются сцеплено, растение с гладкими семенами и усиками гетерозиготно, значит генотипы родителей второй пары растений имеют вид: АаВb; aabb.
Анализ скрещивания подтверждает эти рассуждения.
Схема второго скрещивания
Ответ:
1. Гены, определяющие гладкие семена и наличие усиков, являются доминантными, так как при 1-м скрещивании всё поколение растений было одинаковым и имело гладкие семена и усики. Генотипы родителей: гладкие семена и усики - AABB (аметы АВ), морщинистые семена и без усиков - aabb (аметы - ab). Генотип потомков - AaBb. Проявляется закон единообразия первого поколения при скрещивании этой пары растений
2. При скрещивании второй пары растений гены, определяющие гладкие семена и наличие усиков (А, В), локализованы в одной хромосоме и наследуются сцеплено, так как при 2-м скрещивании произошло расщепление по двум парам признаков в соотношении 1:1. Проявляется закон сцепленного наследования.
Задача 5
Гены окраски шерсти кошек расположены в Х-хромосоме. Чёрная окраска определяется геном Х B , рыжая - геном Х b, гетерозиготы Х B Х b имеют черепаховую окраску. От чёрной кошки и рыжего кота родились: один черепаховый и один чёрный котёнок. Составьте схему решения задачи. Определите ьгенотипы родителей и потомства, возможный пол котят.
Решение:
Интересное сочетание: гены черного и рыжего цвета не доминируют друг над другом, а в сочетании дают черепаховую окраску. Здесь наблюдается кодоминирование (взаимодействие генов). Возьмем: Х B – ген отвечающий за черный цвет, Х b – ген отвечающий за рыжий цвет; гены Х В и Х b равнозначны и аллельны (Х В = Х b).
Так как скрещивались чёрная кошка и рыжий кот, то их гентипы будут иметь вид: кошка - Х B Х В (гаметы Х B), кот - Х b Y (гаметы Х b, Y). При данном типе скрещивания возможно рождение чёрных и черепаховых котят в соотношении 1:1. Анализ скрещивания подтверждает это суждение.
Схема скрещивания
Ответ:
1) генотипы родителей: кошка Х B Х В (гаметы Х B), кот - Х b Y (гаметы Х b , Y);
2) генотипы котят: черепаховый - Х B Х b , Х B Х b Y;
3) пол котят: самка - черепаховая, самец - чёрный.
При решении задачи использовали закон чистоты гамет и сцепленное с полом наследование. Взаимодействие генов - кодоминирование. Вид скрещивания - моногибридное.
Задача 6
Скрестили дигетерозиготных самцов мух дрозофил с серым телом и нормальными крыльями (признаки доминантные) с самками с чёрным телом и укороченными крыльями (рецессивные признаки). Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, а также возможные генотипы и фенотипы потмства F 1 , если доминантные и рецессивные гены данных признаков попарно сцеплены, а кроссинговер при образовании половых клеток не происходит. Объясните полученные результаты.
Решение:
Генотип дигетерозиготного самца: AaBb, генотип самки гомозиготной по рецессивным признакам имеет вид: aabb. Так как гены сцеплены, то самец даёт два типа гамет: АВ, аb, а самка - один тип гамет: ab, поэтому у потомства проявляется только два фенотипа в соотношении 1:1.
Анализ скрещивания подтверждает эти рассуждения.
Схема скрещивания
Ответ:
1) генотипы родителей: самка aabb (аметы: ab), самец АаBb (гаметы: AB, ab);
2) генотипы потомства: 1АаВb серое тело, нормальные крылья; 1 ааbb чёрное тело, укороченные крылья;
3) так как гены сцеплены, то самец даёт два типа гамет: АВ, аb, а самка - один тип гамет: ab, поэтому у потомства проявляется только два фенотипа в соотношении 1:1. Проявляется закон сцеплённого наследования.
Задача 7
У родителей со свободной мочкой уха и треугольной ямкой на подбородке родился ребёнок со сросшейся мочкой уха и гладким подбородком. Определите генотипы родителей, первого ребёнка, генотипы и фенотипы других возможных потомков. составьте схему решения задачи. Признаки наследуются независимо.
Решение:
Дано:
Каждый из родителей имеет свободную мочку уха и треугольную ямку и у них родился ребёнок со сросшейся мочкой уха и гладким подбородком, значит, свободная мочка уха и треугольный подбородок доминантные признаки, а сросшаяся мочка и гладкий подбородок рецессивные признаки. Из этих рассуждений делаем вывод: родители дигетерозиготны, а ребёнок дигомозиготный по рецессивным признакам. составим таблицу признаков:
Следовательно, генотипы родителей: мать АаВb (гаметы АВ, Аb, Ab, ab), отец АаВb (гаметы АВ, Аb, Ab, ab), генотип первого ребёнка: aabb - сросшаяся мочка, гладкий подбородок.
Анализ скрещивания подтверждает это суждение.
Фенотипы и генотипы потомства:
свободная мочка, треугольная ямка, А_В_
свободная мочка, гладкий подбородок, А_bb
сросшаяся мочка, треугольная ямка, ааВ_
Ответ:
1) генотипы родителей: мать АаВb (гаметы АВ, Аb, Ab, ab), отец АаВb (гаметы АВ, Аb, Ab, ab);
2) генотип первого ребёнка: aabb - сросшаяся мочка, гладкий подбородок;
3) генотипы и фенотипы возможных потомков:
свободная мочка, гладкий подбородок, А_bb;
свободная мочка, треугольная ямка, А_В_;
сросшаяся мочка, гладкий подбородок, aabb.
Задача 8
У кур встречается сцеплённый с полом летальный ген (а), вызывающий гибель эмбрионов, гетерозиготы по этому признаку жизнеспособны.. Скрестили нормальную курицу с гетерозиготным петухом (уптиц гетерогаметный пол - женский). Составьте схему решения задачи, определите генотипы родителей, пол, генотип возможного потомства и вероятность гибели эмбрионов.
Решение:
По условию задачи:
Х А - развитие нормального эмбриона;
Х a - гибель эмбриона;
Х А Х a - жизнеспособные особи.
Определим генотипы и фенотипы потомства
Схема скрещивания
Ответ:
1) генотипы родителей: Х А Y (гаметы Х А, Y), Х А Х А (гаметы Х А, Х А);
2) генотипы возможного потомства: Х А Y, Х А Х А, Х А Х a , Х a Y;
3) 25% - Х a Y нежизнеспособные.
адача 9
При скрещивании растения с длинными полосатыми плодами с растением, имеющим круглые зелёные плоды, в потомстве получили растения с длинными зелёными и круглыми зелёными плодами. При скрещивании такого же арбуза (с длинными полосатыми плодами) с растением, имеющим круглые полосатые плоды, всё потомство имело круглые полосатые плоды. Определите доминантные и рецессивные признаки, генотипы всех родительских растений арбуза.
Решение:
А - ген, отвечающий за формирование круглого плода
a - ген, отвечающий за формирование длинного плода
В - ген, отвечающий за формирование зелёной окраски плода
b - ген, отвечающий за формирование полосатого плода
Так как при скрещивании растения с длинными полосатыми плодами с растением, имеющим круглые зелёные плоды, в потомстве F 1 получили растения с длинными зелёными и круглыми зелёными плодами, то можно сделать вывод, что доминантными признаками являются круглые зелёные плоды, а рецессивными - длинные полосатые. Генотип растения с длинными полосатыми плодами - ааbb, а генотип растения с круглыми зхелёными плодами - АаВВ, потому что в потомстве все особи с зелёными плодами, и по 1/2 с круглыми и длинными плодами, значит, данное растение является гетерозиготй по доминантному признаку формы плода и гомозиготой по доминантному признаку окраски плода. Генотип потомства F 1: AaBb, aaBb. Учитывая, что при скрещивании родительского арбуза с длинными полосатыми плодами (дигомозигота по рецессивным признакам) с растением, имеющим круглые полосатые плоды, всё потомство F 2 имело круглые полосатые плоды, генотип родительского растения с зелёными полосатыми плодами, взятого для второго скрещивания, имеет вид: ААbb. Генотип потомства F 2 - Ааbb.
Анализы проведённых скрещиваний подтверждают наши предположения.
Схема первого скрещивания
Схема второго скрещивания
Ответ:
1) доминантные признаки - плоды круглые, зелёные, рецессивные признаки - плоды длинные, полосатые;
2) генотипы родителей F 1: aabb (длинные полосатые) и АаВВ (круглые зелёные);
3) генотипы родителей F 2: ааbb (длинные полосатые) и ААbb (круглые полосатые).
Задача 10
Растение дурман с пурпурными цветками (А) и гладкими коробочками (b) скрестили с растением, имеющим пурпурные цветки и колючие коробочки. В потомстве получены следующие фенотипы: с пурпурными цветками и колючими коробочками, с пурпурными цветками и гладкими коробочками, с белыми цветками и гладкими коробочками, с белыми цветками и колючими коробочками. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, потомства и возможное соотношение фенотипов. Установите характер наследования признаков.
Решение:
А ген пурпурной окраски цветка;
a - ген белой окраски цветка;
В - ген, формирующий колючую коробочку;
b - ген, формирующий гладкую коробочку.
Эта задача на дигибридное скрещивание (независимое наследование признаков при дигибридном скрещивании), так как растения анализируются по двум признакам: окраске цветка (пурпурная и белая) и форме коробочки (гладкая и колючая). Эти признаки обусловлены двумя разными генами. Поэтому для обозначения генов возьмем две буквы алфавита: “А” и “В”. Гены расположены в аутосомах, поэтому будем обозначать их только с помощью этих букв, без использования символов Х- и Y- хромосом. Гены, отвечающие за анализируемые признаки, не сцеплены друг с другом, поэтому будем использовать генную запись скрещивания.
Пурпурная окраска доминантный признак (А), а появившаяся в потомстве белая окраска - рецессивный признак (а). Каждый из родителей имеет пурпурную окраску цветка, значит, оба они несут доминантный ген А. Поскольку у них есть потомство с генотипом аа, то каждый из них должен нести также рецессивный ген а. Следовательно, генотип обоих родительских растений по гену окраски цветка – Аа. Признак колючая коробочка является доминантным по отношению к признаку гладкая коробочка, а так как при скрещивании растения с колючей коробочкой и растения с гладкой коробочкой появилось потомство и с колючей коробочкой, и с гладкой коробочкой, то генотип родителя с доминантным признаком по форме коробочки будет гетерозиготен (Bb), а по рецессивному - (bb). Тогда генотипы родителей: Aabb, aaBb.
Теперь определим генотипы потомства, проведя анализ скрещивания родительских растений:
Схема скрещивания
Ответ:
1) генотипы родителей: Aabb (гаметы Ab, ab) * АаВb (гаметы АВ, Ab, aB, ab);
2) генотипы и соотношение фенотипов:
3/8 пурпурные колючие (AABb и AaBb);
3/8 пурпурные гладкие (ААbb и Aabb);
1/8 белые колючие (ааВb);
1/8 белые гладкие (ааbb);
Задача 11
Известно, что хорея Гентингтона (А) - заболевание, проявляющееся после 35-40 лет и сопровождающееся прогрессирующим нарушением функций головного мозга, и положительный резус-фактор (В) наследуются как несцеплённые аутосомно-доминантные признаки. Отец является дигетерозиготой по этим генам, а мать имеет отрицательный резус-фактор и здорова. Составьте схему решения задачи и определите генотипы родителей, возможного потомства и вероятность рождения здоровых детей с положительным резус-фактором.
Решение:
А ген болезни Гентингтона;
a - ген нормального развития мозга;
В - ген положительного резус-фактора;
b - ген отрицательного резус-фактораю
Эта задача на дигибридное скрещивание (несцеплённые аутосомно-доминантные наследование признаков при дигидридном скрещивании). По условию задачи отец дигетерозигот, значит его генотип - АаВb. Мать фенотипически рецессивна по обоим признакам, значит её генотип - ааbb.
Теперь определим генотипы потомства, проведя анализ скрещивания родителей:
Схема скрещивания
Ответ:
1) генотипы родителей: отец - AaВb (гаметы АВ Ab, аВ, ab), мать ааbb (гаметы ab);
2) генотипы потомства: AaBb, Aabb, aaBb, aabb;
3)25% потомства с генотипом aaBb - резус-положительные и здоровы.
