Продовження. Початок див. №4 / 2004

Рішення задач з генетики з використанням законів Г. Менделя

IV. І ще одне вміння, без якого неможливо вирішити задачу, - визначати, до якого розділу вона відноситься : Моно-, ди- або полігібридне схрещування; успадкування, зчеплене зі статтю, або успадкування ознак при взаємодії генів ... Це дозволяє учням вибрати необхідні для вирішення завдання закони, закономірності, правила, співвідношення. З цією метою можна дати текст будь-якої задачі і запропонувати визначити, до якого розділу вона відноситься. Учні повинні пам'ятати, що успадковуються гени, а не ознаки.

Вправа 6.Одна з порід курей відрізняється укороченими ногами (такі кури не розривають городів). Ця ознака - домінуючий. керуючий їм генвикликає одночасно і вкорочення дзьоба. При цьому у гомозиготних курчат дзьоб такий малий, що вони не в змозі пробити яєчну шкаралупу і гинуть, що не вилупившись з яйця. В інкубаторі господарства, що розводить тільки коротконогих курей, отримано 3000 курчат. Скільки серед них коротконогих?

Вправа 7.У медицині має велике значення відмінність між чотирма групами людської крові. Група крові є спадковою ознакою, що залежать від одного гена. Ген цей має не дві, а три алелі, що позначаються символами А, В, 0 . Особи з генотипом 00 мають першу групу крові, з генотипами ААабо А0- другу, BBабо В0- третю, АВ- четверту (ми можемо сказати, що аллели Аі Вдомінують над аллелью 0 , Тоді як один одного вони не пригнічують). Які групи крові можливі у дітей, якщо у їх матері - друга група крові, а у батька - перша?

відповідь:обидва завдання на моногибридное схрещування, так як мова йде про одному гені. ( Ключові слова виділені в тексті завдань.)

типи завдань

Всі генетичні завдання, якої б теми вони не стосувалися (моно- або полігібридне схрещування, аутосомное або зчеплене з підлогою спадкування, спадкування моно- або полігенних ознак), зводяться до трьох типів: 1) розрахункові; 2) на визначення генотипу; 3) на визначення характеру успадкування ознаки.

В умови розрахункової завдання повинні міститися відомості:
- про характер успадкування ознаки (домінантний або рецесивний, аутосомний або зчеплений з підлогою і ін.);
- прямо або побічно (через фенотип) повинні бути вказані генотипи батьківського покоління.
Питання розрахункової завдання стосується прогнозу генетичної і фенотипова характеристик потомства. Наведемо приклад завдання розрахункового типу.

Завдання 2.У людини ген полідактилії (багатопалості) домінує над нормальною будовою кисті. У дружини кисть нормальна, чоловік гетерозиготен по гену полідактилії. Визначте ймовірність народження в цій сім'ї багатопалості дитини.

Вирішення цього завдання починається з записи її умови та позначення генів. Потім визначаються (імовірно) генотипи батьків. Генотип чоловіка відомий, генотип дружини легко встановити по фенотипу - вона носій рецесивного ознаки, значить, гомозиготна за відповідним гену. Наступний етап - написання значень гамет. Слід звернути увагу на те, що гомозиготний організм утворює один тип гамет, тому нерідко зустрічається написання в цьому випадку двох однакових гамет не має сенсу. Гетерозиготний організм формує два типи гамет. З'єднання гамет випадково, тому поява двох типів зигот равновероятно: 1: 1.

Рішення.

Р: аах Аа
гамети: ( а) (А) (а)
F 1: Аа,аа,
де: А- ген полідактилії, а- нормальний ген.

відповідь:ймовірність народження багатопалості дитини становить приблизно 50%.

Зверніть вашу увагу на неприпустимість давати відповідь в такій формі: «Одна дитина в сім'ї народиться нормальним і один багатопалості» або ще гірше: «Перша дитина буде багатопалості, а другий нормальним». Скільки і яких дітей буде у подружжя, точно сказати не можна, тому необхідно оперувати поняттям ймовірності.
В умови завдання на визначення генотипу повинна міститися інформація:
- про характер успадкування ознаки;
- про фенотипах батьків;
- про генотипах потомства (прямо чи опосередковано).
Питання такого завдання вимагає характеристики генотипу одного або обох батьків.

Завдання 3.У норок коричневе забарвлення хутра домінує над блакитною. Схрестили коричневу самку з самцем блакитного забарвлення. Серед потомства два цуценя коричневих і один блакитний. Чистопородна чи самка?

Записуємо умову задачі, вводячи позначення генів. Рішення починаємо з складання схеми схрещування. Самка має домінантним ознакою. Вона може бути як гомо- ( АА), Так і гетерозиготною ( Аа). Невизначеність генотипу позначаємо А_. Самець з рецесивним ознакою гомозиготен за відповідним гену - аа. Нащадки з коричневим забарвленням хутра успадковували цей ген від матері, а від батька - ген блакитного забарвлення, отже, їх генотипи гетерозиготності. За генотипу коричневих цуценят встановити генотип матері неможливо. Блакитне щеня від кожного з батьків отримав ген блакитного забарвлення. Отже, мати гетерозиготна (нечістопородна).

Рішення.

Р: Aaх aa
гамети: ( А) (а) (а)
F 1: 1 Aa: 1 aa,
де: А- ген коричневого забарвлення хутра, а- ген блакитного забарвлення хутра.

відповідь:генотип самки - Аа, Тобто вона нечістопородна.

В умовах задач на встановлення характеру успадкування ознаки:
- пропонуються тільки фенотип наступних один за одним поколінь (тобто фенотип батьків і фенотип потомства);
- міститься кількісна характеристика потомства.
У питанні такого завдання потрібно встановити характер успадкування ознаки.

Завдання 4.Схрестили строкатих півня і курку. Отримали 26 строкатих, 12 чорних і 13 білих курчат. Як успадковується забарвлення оперення у курей?

При вирішенні цього завдання логіка міркування може бути наступною. Розщеплення в потомстві свідчить про гетерозиготності батьків. Співвідношення близьке до 1: 2: 1 говорить про гетерозиготності по одній парі генів. Згідно з отриманими часток (1/4 білі, 1/2 строкаті, 1/4 чорні), чорні і білі курчата гомозиготні, а строкаті гетерозиготності.
Позначення генів і генотипів з подальшим складанням схеми схрещування показує, що зроблений висновок відповідає результату схрещування.

Рішення.

Р: A + Aх A + A
строкаті строкаті
гамети: ( А +) (А) (А +) (А)
F 1: 1А + А +: 2 А +A : 1AA
чорні строкаті білі

відповідь:забарвлення оперення у курей визначається парою полудомінантних генів, кожен з яких обумовлює білий або чорний колір, а разом вони контролюють розвиток строкатого оперення.

Використання на уроках ілюстрованих завдань

Завдання з генетики можна поділити на текстові та ілюстровані. Перевага ілюстрованих завдань перед текстовими очевидно. Воно засноване на тому, що зорове сприйняття зображень активізує увагу і інтерес учнів, сприяє кращому осмисленню умови задачі і досліджуваних закономірностей.

Завдання 5.

1. Яка забарвлення шерсті у кроликів домінує?
2. Які генотипи батьків і гібридів першого покоління за ознакою забарвлення шерсті?
3. Які генетичні закономірності проявляються при такій гібридизації?

Відповіді.

1. Домінує темне забарвлення шерсті.
2. Р: ААх аа; F 1: Aa.
3. Ми спостерігаємо прояви правил домінування ознак і одноманітності першого покоління.

Малюнки можуть бути схематичними.

Завдання 6.

1. Яка форма плода томата (куляста або грушоподібна) домінує?
2. Які генотипи батьків і гібридів 1 і 2 покоління?
3. Які генетичні закономірності, відкриті Менделем, проявляються при такій гібридизації?

Відповіді.

1. Домінує куляста форма плоду.
2. Р: аах АА; F 1: Аа; F 2: 25% АА, 50% Аа, 25% аа.
3. Закони одноманітності гібридів першого покоління (I закон Менделя) і закон розщеплення (II закон Менделя).

Завдання 7.

1. Які генотипи батьків і гібридів F 1, Якщо червоне забарвлення і кругла форма плодів томата - домінантні ознаки, а жовте забарвлення і грушоподібної форма - рецесивні ознаки?
2. Доведіть, що при такому схрещуванні проявляється закон незалежного розподілу генів.

відповіді.

1. Р: АаВbх АаВb; F 1: ааbb, 2AaBb, Aabb, aaBB, 2aaBb, aabb.
2. Спадкування ознаки забарвлення плодів томата йде незалежно від їх форми, а саме ставлення числа червоних плодів до жовтим дорівнює:
(37% + 14%) : (37% + 12%) = 1: 1,
а круглої форми до грушовидним:
(37% + 37%) : (14% + 12%) = 3: 1.

Рішення типових задач з використанням законів Г. Менделя

Моногибридное схрещування

Рішення задач на моногибридное схрещування при повному домінуванні зазвичай труднощів не викликає.
Тому зупинимося лише на прикладі рішення задач на успадкування окремого ознаки при неповному домінуванні.

Завдання 8.Рослини красноплодной суниці при схрещуванні між собою завжди дають потомство з червоними ягодами, а рослини белоплодной суниці - з білими ягодами. В результаті схрещування обох сортів один з одним виходять рожеві ягоди. Яке потомство виникає при схрещуванні між собою гібридних рослин суниці з рожевими ягодами? Яке потомство вийде, якщо опиліть красноплодной суницю пилком гібридної суниці з рожевими ягодами?

Рішення.

При схрещуванні між собою рослин з рожевими ягодами виходить 25% красноплодной, 50% з рожевими ягодами і 25% белоплодних.
Рослини з рожевими ягодами ( КБ) - гібриди F 1. при схрещуванні КБх КБутворюються гамети двох сортів: Донесуть ознака красноплодной і Бознака белоплодності. Користуючись гратами Пеннета, вносячи позначення гамет, визначаємо генотип і фенотип одержані рослин.

схрещування ККх КБдає розщеплення: 50% КК(Красноплодной) і 50% КБ(З рожевими ягодами).
Вищевикладене рішення (див. навчальний посібник«Біологія для вступників до ВНЗ. Способи вирішення завдань з генетики ». Укладач галушкового Н.І. - Волгоград. : Изд. Брати Гринина, 1999, с. 7) на мій погляд, створює певні труднощі для учнів, тому що для позначення однієї ознаки використовуються два буквених символу, що характерно для вирішення завдань на дигибридное схрещування.
При вирішенні даного завдання можна використовувати і інші варіанти буквеної символіки. наприклад:

А- ген ...
а- ген ...

Але в умові завдання не сказано, яка буде ознака домінуючий, і учні відчувають певні труднощі при записі умови задачі.
У своїй практиці при вирішенні задач на успадкування окремого ознаки при неповному домінуванні я використовую символи:

А +- ген ...
А- ген ...
(Див. Вправу 2 в № 4/2004 і завдання 4.)

Далі буде

при неповному домінуванніу гетерозигот не проявляється жоден ознака з наявних у батьків. при проміжному спадкуваннігібриди несуть середнє вираження ознак.

при кодоминированииу гетерозигот виявляються обидва батьківських ознаки. Прикладом проміжного успадкування може служити успадкування забарвлення плодів суниці або квіток нічної красуні, Кодомінування - успадкування чалої масті у великої рогатої худоби.

завдання 3-1

При схрещуванні між собою рослин красноплодной суниці завжди виходять рослини з червоними ягодами, а белоплодной - з білими. В результаті схрещування обох сортів виходять рожеві ягоди. Яке потомство вийде при запиленні красноплодной суниці пилком рослини з рожевими ягодами?

1. Рослини з червоними і білими плодами при схрещуванні між собою не давали в потомстві розщеплення. Це вказує на те, що вони є гомозиготними.
2. Схрещування гомозиготних особин, які відрізняються за фенотипом, призводить до утворення у гетерозигот нового фенотипу (рожеве забарвлення плодів). Це свідчить про те, що в даному випадку спостерігається явище проміжного успадкування.
3. Таким чином, рослини з рожевими плодами є гетерозиготними, а з білими і червоними - гомозиготними.

схема схрещування

AА - червоні плоди, аа - білі плоди, Aа - рожеві плоди.

50% рослин будуть мати червоні і 50% - рожеві плоди.

завдання 3-2

У рослини «нічна красуня» успадкування забарвлення квітів здійснюється по проміжному типу. Гомозиготні організми мають червоні або білі квіти, а у гетерозигот вони рожеві. При схрещуванні двох рослин половина гібридів мала рожеві, а половина - білі квіти. Визначити генотипи і фенотипи батьків.

завдання 3-3

Форма чашечки у суниці може бути нормальна і листоподібна. У гетерозигот чашечки мають проміжну форму між нормальною і листоподібною. Визначити можливі генотипи і фенотипи потомства від схрещування двох рослин, що мають проміжну форму чашечки.

завдання 3-4

Кохінуровие норки (світлі, з чорним хрестом на спині) виходять в результаті схрещування білих норок з темними. Схрещування між собою білих норок завжди дає біле потомство, а схрещування темних - темне. Яке потомство вийде від схрещування між собою кохінурових норок? Яке потомство вийде від схрещування кохінурових норок з білими?

завдання 3-5

Схрестили строкатих півня і курку. В результаті отримали 26 строкатих, 12 чорних і 13 білих курчат. Яка ознака домінує? Як успадковується забарвлення оперення у цієї породи курей?

завдання 3-6

У одного японського сорту бобів при самозапилення рослини, вирощеного з світлого плямистого насіння, отримано: 1/4 - темних плямистих насіння, 1/2 - світлих плямистих і 1/4 - насіння без плям. Яке потомство вийде від схрещування рослини з темними плямистими насінням з рослиною, що має насіння без плям?

1. Наявність розщеплення в потомстві вказує на те, що вихідне рослина була гетерозиготних.
2. Присутність у нащадків трьох класів фенотипів дозволяє припустити, що в даному випадку має місце кодоминирование. Розщеплення за фенотипом у співвідношенні 1: 2: 1 підтверджує це припущення.

При схрещуванні рослини з темними плямистими насінням з рослиною без плям (обидві форми гомозиготні) все потомство буде однаковим і буде мати світлі плямисті насіння.

завдання 3-7

У корів гени червоною (R) і білої (r) забарвлення Кодомінантність один одному. Гетерозиготні особини (Rr) - чалие. Фермер купив стадо чалих корів і вирішив залишати собі тільки їх, а червоних і білих продавати. Бика якої масті він повинен купити, щоб продати якомога більше телят?

завдання 3-8

Від схрещування між собою рослин редису з овальними коренеплодами отримано 68 рослин з круглими, 138 - з овальними і 71 - з довгими коренеплодами. Як здійснюється спадкування форми коренеплоду у редису? Яке потомство вийде від схрещування рослин з овальними і круглими коренеплодами?

завдання 3-9

При схрещуванні між собою суниці з рожевими плодами в потомстві виявилося 25% особин, що дають білі плоди, і 25% рослин з червоними плодами. Решта рослини мали рожеві плоди. Поясніть отримані результати. Який генотип розглянутих особин?

Завдання 100.
Рослини красноплодной суниці при схрещуванні між собою завжди дають потомство з червоними ягодами, а рослини белоплодной суниці - з білими ягодами. В результаті схрещування обох сортів один з одним виходять рожеві ягоди. Яке потомство виникає при схрещуванні між собою гібридних рослинсуниці з рожевими ягодами? Яке потомство вийде, якщо опиліть белоплодную суницю пилком гібридної суниці з рожевими ягодами?
Рішення:
А - ген червоного забарвлення ягід;
а - ген білого забарвлення ягід;
АА - гомозигота з фенотипом - червоне забарвлення ягід;
аа - гомозигота з фенотипом - біле забарвлення ягід;
Аа - гетерозигота з фенотипом - рожеве забарвлення ягід.

1. Визначимо потомство, яке виникає при схрещуванні між собою гібридних рослин суниці з рожевими ягодами

схема схрещування

Р: Аа х Аа
Г: А, а А, а


фенотипи:
25% (АА) - червоне забарвлення ягід;

25% (аа) - біле забарвлення ягід.

При неповному домінуванні при схрещуванні домінантною і чистої лінніі гомозигот один з одним спостерігається поява потомства з проміжною формою ознаки, в даному випадку все потомство мало рожеве забарвлення ягід. При цьому спостерігається одноманітність в F 1 покоління.
Таким чином, при неповному домінуванні ознаки розщеплення за фенотипом і за генотипом збігаються і становить - 1: 2: 1.

2. Визначимо потомство, якщо опиліть белоплодную суницю пилком гібридної суниці з рожевими ягодами

схема схрещування

Р: Аа х аа
Г: А, а а


фенотипи:
50% (Аа) - рожеве забарвлення ягід;
50% (аа) - біле забарвлення ягід.

Так як при схрещуванні відомої рецессивной гомозиготной белоплодной суниці з суницею з рожевими ягодами в потомстві F 1 прооізошло розщеплення у відношенні 1: 1 (тобто 50% особин матимуть домінантний і 50% рецесивний фенотип). Таким чином, при проведеному анализирующем скрещіваніі1 суниця з рожевими ягодами є гетерозиготною за домінантною і рецесивним ознаками.

Неповне домінування за ознакою забарвлення пера у курей

Завдання 101.
Схрестили строкатих півня і курку. В результаті отримали 26 блакитних, 52 строкатих і 25 білих курчат. Яка ознака домінує? Як успадковується забарвлення оперення у цієї породи курей?
Рішення:
Співвідношення фенотипів за ознакою оперення характеризується наступним співвідношенням: блакитні: строкаті: білі = 1: 2: 1 [(26/25) :( 54/25) :( 25/25) = 1,04: 2,16: 1], що і відповідає класичному розщепленню за фенотипом при схрещуванні двох гетерозигот (згідно II закону Г. Менделя в умовах неповного домінування).
А - ген чорна забарвлення;
а - ген білого забарвлення;
АА - гомозигота - чорне оперення;
аа - гомозигота - біле оперення;
Аа - гетерозигота - строката забарвлення оперення.

схема схрещування

Р: Аа х Аа
Г: А, а А, а
F 1: 1АА: 2Аа: 1аа; 25% (АА): 50% (Аа): 25% (аа)
Спостерігається три типи генотипу. Розщеплення за генотипом - 1: 2: 1.
фенотипи:
25% (АА) - чорне забарвлення оперення;
50% (Аа) - строката забарвлення оперення;
25% (аа) - біле забарвлення оперення.
Спостерігається три типи фенотипу. Розщеплення за фенотипом - 1: 2: 1.

Так як розщеплення за генотипом і фенотипом однаково і характеризується співвідношенням: 1: 2: 1, забарвлення оперення у цієї породи курей по типу неповного домінування.

Неповне домінування за ознакою масті у коней

завдання 102
В одному невеликому фермерському хозяйтве від двох кобил гнідий масті протягом десяти років було отримано 8 лошат. Все лошата мали золотисто-жовте забарвлення. Обидві Кобилиці штучно запліднюють спермою білого породистого жеребця. При схрещуванні золотисто-жовтих молодих кобил з гнідим жеребцем в їх потомстві ніколи не з'являлися білі лошата. Яка ознака домінує? Як успадковується масть у коней? Яка ймовірність появи лошат з білою мастю від золотисто-жовтого Кобилиці і гнідого жеребця? Які можливі генотипи при схрещуванні між собою золотисто-жовтих коней?
Рішення:

1. Визначення типу успадкування ознаки, для цього розглянемо схему схрещування гедой Кобилиці з білим конем

Р: АА х аа
Г: А а
F 1: 1АА: 1аа;
Спостерігається 1 тип генотипу.
фенотипи:
100% (Аа) - золотисто-жовта масть;
Спостерігається 1 тип фенотипу. Все потомство має золотисто-жовту масть

Так як всі лошата мають відмінний від батьків фенотип - золотисто-жовту масть, що має проміжне значення забарвлення, то можна припустити, що ознака проявляється в умовах неповного домінування.

2. Визначимо ймовірність появи лошат з гнідий мастю від золотисто-жовтого Кобилиці і гнідого жеребця

схема схрещування

Р: Аа х аа
Г: А, а а
F 1: 1АА: 1аа; 50% (Аа): 50% (аа)
Спостерігається 2 типу генотипу. Розщеплення за генотипом - 1: 1.
фенотипи:

0% - біла масть;
50% (аа) - гніда масть.
Спостерігається два типи фенотипу. Розщеплення за фенотипом - 1: 1.

Схрещування показує, що ймовірність появи білих лошат від золотисто-жовтого Кобилиці і гнідого жеребця дорівнює нулю (0%). Так як в потомстві від золотисто-жовтого Кобилиці і гнідого жеребця народжуються тільки гніді і золотисто-жовті лошата, то ген білої масті у коней неповно домінує над геном гнідий масті.

3. Визначення можливих генотипів потомства при схрещуванні між собою золотисто-жовтих коней

схема схрещування

Р: Аа х Аа
Г: А, а А, а
F 1: 1АА: 2Аа: 1аа; 25% (АА): 50% (Аа): 25% (аа)
Спостерігається три типи генотипу. Розщеплення за генотипом - 1: 2: 1.
фенотипи:
25% (АА) - біла масть;
50% (Аа) - золотисто-жовта масть;
25% (аа) - гніда масть.
Спостерігається три типи фенотипу. Розщеплення за фенотипом - 1: 2: 1.

Так як розщеплення за генотипом і фенотипом однаково і характеризується співвідношенням: 1: 2: 1, то масть у цієї породи коней успадковується за типом неповного домінування.

висновки:
1) При схрещуванні між собою коней з гнідий і білою мастю все потомство має золотисто-жовту масть, що вказує на наследовианіе ознаки з неповним домінуванням.
2) Імовірність появи лошат з білої масті від гнідий Кобилиці і золотисто-жовтого жеребця становить 0%, що вказує на домінантність ознаки білої масті над гнідий.
3) При схрещуванні золотисто-жовтих коней між собою в потомстві спостерігається три типи фенотипу в співвідношенні:
біла масть: золотисто-жовта масть: гніда масть = 1: 2: 1.
4) Ознака Бела масті коней неповно домінує по відношенню до ознаки гнідий масті.