ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Федеральное государственное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
«БАЛАКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»
Методическое пособие
к внеаудиторной самостоятельной работе
по теме: «Законы наследственности»
для студентов 1 курса
по дисциплине: «Биология»
2009
Одобрено
предметной цикловой комиссией
___________________ дисциплин
Председатель:
__________________________
«____» ____________ 200__ г.
Разработал преподаватель: Горбатова М.А.
Содержание
1 Введение …………………………………………………........................…….4
2 Рекомендации……………………………………………….............................5
3 Правила решения………………………………………………........................6
4 Примеры решения задач Моногибридное скрещивание……........................8
5 Задачи для самостоятельного решения……………….......................……….9
6 Примеры решения задач. Неполное доминирование и кодоминирование.10
7 Задачи для самостоятельного решения........................……………………..11
8 Примеры решения задач. Дигибридное скрещивание..................................13
9 Задачи для самостоятельного решения. Дигибридное скрещивание...…...14
10 Литература........................…………………………………………………...16
Введение
Раздел «Генетика» является одним из самых сложных для понимания в курсе биологии. Лучшему усвоению этого раздела может способствовать решение задач по генетике разных уровней сложности. Использование таких задач развивает логическое мышление студентов, позволяет глубже понять теоретический материал по теме, убеждает в необходимости знаний в практической деятельности. У преподавателя появляется возможность осуществлять эффективный контроль уровня усвоенных знаний. Задачи основаны на реальных примерах из области генетики растений, животных и человека.
В пособии рассматриваются общие принципы решения и оформления генетических задач, тексты задач разного уровня сложности. Пособия и сборники подобного содержания, как правило, немногочисленны, в учебнике по биологии отсутствуют задачи генетического содержания и методические рекомендации по их решению.
Контроль результатов самостоятельной работы по решению задач генетического содержания легко осуществлять в учебное время.
Для успешного решения задачи по генетике научитесь выполнять некоторые несложные операции, прочитайте рекомендации
.
− Прежде всего, внимательно изучите условие задачи
.
− Определите тип задачи
. Для этого выясните, сколько пар признаков рассматривается в задаче, сколько пар генов кодирует эти признаки.
− Определите число классов фенотипов и количественное соотношение этих классов.
− Запишите схему скрещивания (брака) на черновике, отмечая генотипы и фенотипы, известных по условию задачи. Затем выполняйте операции по выяснению неизвестных генотипов.
− Решение задачи всегда надо начинать с особей, несущих рецессивный признак, т.к. они гомозиготные и их генотип однозначный – аа
.
− Генотип организма, несущего доминантный признак, может быть гомозиготным – АА
или гетерозиготным – Аа
.
− Гомозиготные организмы являются представителями «чистых линий», т.е. их предки несли тот же признак. Гомозиготными являются также особи, оба родителя которых были гомозиготными по этому признаку, а также особи, в потомстве которых (F1
) не наблюдается расщепление.
− Организм гетерозиготный (Аа
), если один из его родителей или потомков несет рецессивный признак, и если в его потомстве наблюдается расщепление.
− Доминантный признак во всех случаях, кроме неполного доминирования, проявляется у гетерозиготный особей. Он всегда проявляется у потомства при моногенном наследовании при скрещивании гомозиготных родителей с разным фенотипом.
− Не следует повторять гаметы одинаковых типов, т.е. содержащие одни и те же сочетания генов.
− Гены одной аллельной пары следует писать рядом (например, ААВВ
, а не АВАВ
).
− Конечный этап решения – это запись схемы скрещивания
.
Правила, применяемые при решении задач:
– Каждая гамета получает гаплоидный набор хромосом (генов). Все хромосомы имеются в гаметах.
– В каждую гамету попадает только одна гомологичная хромосома из каждой пары (только один ген из каждой аллели)
– Число возможных вариантов гамет равно 2n
, где n – число хромосом, содержащих гены в гетерозиготном состоянии
– Одно гомологичную хромосому (один аллельный ген) из каждой пары ребенок получает от отца, а другую от матери
– Гетерозиготные организмы при полном доминировании всегда проявляют доминантный признак. Организм с рецессивным признаком всегда гомозиготный
Оформление задач по генетике
♀
– женский организм ♂
– мужской организм
x
– знак скрещивания
Р
– родительские организмы
F
1
– дочерние организмы первого поколения
A
,
B
,
C
… – гены, кодирующие доминантные признаки
a
,
b
,
c
… – аллельные им гены, кодирующие рецессивные признаки
АА
– генотип особей моно гомозиготных по доминантному признаку
Аа
– генотип моно гетерозиготных особей
аа
– генотип рецессивной особи
АаВ
b
– генотип дигетерозигот
– гаметы
Моногибридное скрещивание
Пример решения и оформления задачи
Задача 1-1
У человека альбинизм – рецессивный признак. Мужчина альбинос женился на девушке с нормальной пигментацией. У них родилось двое детей – нормальный и альбинос. Определить генотипы всех указанных членов семьи.
Решение
А
– нормальная пигментация
а
– альбинизм
♀
− нормальной пигментации
♂−
альбинос
F
1
нормальной пигментации и альбинос
1) Запись брака по фенотипам Р ♀ А*
x
♂ аа
норма альбинос
F
1
аа А*
альбинос норма
2) Определение генотипов организмов по генотипам родителей и потомков.
2.1 Генотип мужчины и ребенка альбиноса аа,
так как оба они несут рецессивный признак.
2.2 Женщина и здоровый ребенок имеют в своем генотипе доминантный
ген А,
потому что у них проявляется доминантный признак.
2.3 Генотип ребенка с нормальной пигментацией – Аа,
поскольку его отец гомозиготен по рецессиву (аа
) и мог передать ему только один ген а
.
2.4 Один из детей имеет генотип аа,
один аллельный ген ребенок получает от матери, а другой от отца. Поэтому мать должна нести рецессивный ген а
. Её генотип – Аа.
3) Запись хода задачи по выяснению генотипов и схемы брака:
Р ♀ Аа
x
♂ аа
норма альбинос
  гаметы
F
1
аа Аа
альбинос норма
Ответ. Генотипы родителей ♂ аа, ♀ Аа,
ребенка с нормальной пигментацией – Аа
, альбиноса – аа
Моногибдное скрещивание
Пример решения и оформления задачи
Задача 1-2
Ген черной масти у крупного рогатого скота доминирует над геном красной масти. Какое потомство F
1
получиться от скрещивания чистопородного черного быка с красными коровами. Какое потомство F
2
получится от скрещивания между собой гибридов?
Решение
А
– ген черной масти
а
– ген красной масти
♂-
генотип АА
(Бык несет доминантный признак и является чистопородным, т.е. гомозиготным. Следовательно, его генотип АА)
♀
- генотип аа (
Красные коровы несут рецессивные гены, их генотип аа
)
Запись скрещивания
Р ♀ аа
x
♂ АА
красные черный
гаметы
F
1
Аа
100 % черные
F
1
♀ Аа
x
♂ Аа
черные черные
гаметы
F
2
АА; Аа; Аа; аа
75 % черные 25 % красные
Ответ. При скрещивании чистопородного черного быка с красными коровами все потомство будет черного цвета. При скрещивании гибридов F
1
в их потомстве (F
2
) будет наблюдать расщепление: ¾ особей будет черного цвета, ¼ - красного.
Задачи для самостоятельного решения
Задача 1-3
Гладкая окраска арбузов наследуется как рецессивный признак. Какое потомство можно ожидать от скрещивания двух гетерозиготных растений с полосатыми плодами?
Задача 1-4
Способность человека ощущать горький вкус фенилтиомочевины (ФТМ) – доминантный признак. В семье мать и сын ощущают вкус ФТМ, отец и дочь не ощущают. Определить генотипы всех членов семьи.
Задача 1-5
У человека ген, вызывающий одну из форм наследственной глухонемоты, рецессивен по отношению к гену нормального слуха. От брака глухонемой женщины с нормальным мужчиной родился глухонемой ребенок. Определить генотипы всех членов семьи.
Задача 1-6
Седая прядь волос у человека – доминантный признак. Определить генотипы родителей и детей, если известно, что матери есть седая прядь, а у отца – нет. Из двух детей в семье один имеет седую прядь, а другой не имеет.
Задача 1-7
Комолость (безрогость) у крупнорогато скота доминирует над рогатостью. Какое потомство можно ожидать при скрещивании комолого гетерозиготного быка с рогатыми коровами?
Задача 1-8
Одна из форм шизофрении наследуется как рецессивный признак. Определить вероятность рождения ребенка с шизофренией у здоровых гетерозиготных родителей.
Задача 1-9
Фенилкетонурия (нарушение аминокислотного обмена) наследуется как рецессивный признак. Жена гетерозиготна по гену фенилкетонурии, а муж гомозиготен по нормальному аллелю этого гена. Какова вероятность рождения у них больного ребенка?
Задача 1-10
У двух здоровых родителей родился ребенок альбинос. Второй ребенок был нормальным. Определить генотипы родителей и детей.
Задача 1-11
Организм с резус-положительным фактором несет доминантный ген R
, а резус-отрицательный − рецессивный ген r
. Жена резус-положительная гетерозиготная, у мужа резус-отрицательный ген. Какова вероятность рождения ребенка с резус-отрицательным фактором?
Неполное доминирование и кодоминирование
Пример решения и оформления задачи
Задача 2-1
При скрещивании между собой растений красноплодной земляники всегда получаются растения с красными ягодами, а белоплодной – с белыми. В результате скрещивания обоих сортов получаются розовые ягоды. Какое потомство получится при опылении красноплодной земляники пыльцой растения с розовыми ягодами?
Решение
АА
– красные плоды, т.к. в их потомстве расщепления не было
аа
– белые плоды
Аа
– розовые плоды, т.к. фенотип отличается от предыдущих
Р ♀ АА
x
♂ Аа
красноплодная розовоплодная
гаметы
F
1
АА Аа
красноплодная розовоплодная
50% 50%
Ответ. 50 % растений будут иметь красные и 50% - розовые плоды.
Группы крови наследуются в системе АВО. Фенотипы и генотипы лиц с разными группами: I – OO
, II – AO
, III – BO
, IV – AB
.
Задача 2-2
У мальчика I группа, у его сестры – IV. Что можно сказать о группах крови их родителей?
Решение
Генотип мальчика ОО
, следовательно, каждый из родителей несет ген О
.
Генотип его сестры – АВ
, значит, один из родителей несет ген А
, его генотип АО
(II группа), другой родитель имеет ген В.
Его генотип ВО
(III группа)
Ответ. У родителей II и III группа крови.
Неполное доминирование и кодоминирование
Задачи для самостоятельного решения
Задача 2-3
У растения ночная красавица наследование окраски цветов осуществляется по промежуточному типу. Гомозиготные растения имеют красные и белые цветы, у гетерозигот – розовые. При скрещивании двух растений половина гибридов имела розовые, а половина – белые цветы. Определить генотипы и фенотипы родителей.
Задача 2-4
Кохинуровые норки (светлые, с черным крестом на спине) получаются в результате скрещивания белых норок с темными. Белые и темные норки гомозиготны. Какое потомство можно ожидать от скрещивания между собой кохинуровых норок?
Какое потомство ожидается от скрещивания кохинуровых с белыми норками?
Задача 2-5
Пестрые куры получаются от скрещивания белых и черных птиц. Какого цвета оперение у петуха, если известно, что курица белая, оперение гибридов F
1
белое и пестрое?
Задача 2-6
У редиса круглые и длинные корнеплоды – гомозиготные признаки. От скрещивания растений с круглыми и длинными корнеплодами образуются
растения с овальными корнеплодами. Какое потомство можно ожидать от скрещивания растений с овальными и круглыми корнеплодами?
Задача 2-7
У отца IV группа крови, у матери I. Может ли ребенок унаследовать группу крови отца? Матери?
Задача 2-8
Родители имеют II и III группы крови. Какие группы следует ожидать от потомства?
Задача 2-9
Родители имеют II и I группы крови. Может ли у них появиться ребенок с III группой?
Задача 2-10
У женщины III группа крови, у её ребенка – I. Что можно сказать о группе крови отца?
Задача 2-11
В каких случаях с большой вероятностью можно определить группы крови детей? Родителей?
Задача 2-12
У родителей II и IV группы. Каковы группы крови у детей?
Независимое наследование
Дигибридное скрещивание
Дигибридным называется скрещивание, при котором рассматривается наследования двух альтернативных признаков, кодируемых генов, расположенными в разных парах гомологичных хромосом. Для определения генотипов и фенотипов потомства удобно пользоваться решеткой Пеннета, для построения которой по вертикальной оси следует отметить гаметы одного родительского организма, а по горизонтали – другого.
Пример решения и оформления задачи
Задача 3-1
Какое можно ожидать потомство при скрещивании растений гороха с желтыми гладкими семенами, гетерозиготными по обоим признакам?
Решение
А
– желтая окраска семян (ж)
а
– зеленая окраска семян (з)
В
– гладкая форма семян (г)
в
– морщинистая форма семян (м)
Решётка Пеннета:
Р ♀ АаВв
x
♂ АаВв
Гаметы:
♂
♀
|
|
|
|
|
|
ААВВ
ж.г.
|
ААВв
ж.г.
|
АаВВ
ж.г.
|
АаВв
ж.г.
|
 |
ААВв
ж.г.
|
ААвв
ж.м.
|
АаВв
ж.г.
|
Аавв
ж.м.
|
 |
АаВВ
ж.г.
|
АаВв
ж.г.
|
ааВВ
з.г.
|
ааВв
з.г.
|
 |
АаВв
ж.г.
|
Аавв
ж.м.
|
ааВв
з.г.
|
Аавв
з.м.
|
ж.г. А*В* – 9 ж.м. А*вв – 3 з.г. ааВ* – 3 з.м. – 1
Ответ. Ожидается независимое наследование признаков в соотношении:
Ж.г. – 9 ж.м. – 3 з.г. – 3 з.м. – 1
Независимое наследование
Дигибридное скрещивание
Задачи для самостоятельного решения
Задача 3-2
У человека альбинизм и способность преимущественно владеть левой рукой – рецессивные признаки. Какова вероятность рождения ребенка альбиноса и левши у гетерозиготных по обоим признакам родителей?
Задача 3-3
У дрозофилы серая окраска тела и наличие щетинок – доминантные признаки. Какое следует ожидать потомство от гетерозиготной по двум признакам самки и желтого без щетинок самца?
Задача 3-4
Чистопородного черного комолого быка (доминантные признаки) скрестили с красными рогатыми коровами. Какими будут гибриды F1
?
Задача 3-5
У человека ген близорукости доминантен по отношению к гену нормального зрения, а ген кареглазости доминирует над геном голубоглазости. Какова вероятность рождения в семье кареглазого с нормальным зрением ребенка, если у матери голубые глаза и она гетерозиготна по гену близорукости. У отца нормальное зрение, ген кареглазости гетерозиготен.
Задача 3-6
У человека праворукость доминирует над леворукостью, кареглазость над голубоглазостью. Голубоглазый правша (ген гетерозиготный) женился на кареглазой (ген гетерозиготный) левше. Может у них родиться голубоглазый левша?
Задача 3-7
У голубоглазого темноволосого отца и кареглазой светловолосой матери четверо детей, каждый из которых отличается от другого по одному из данных признаков. Каковы генотипы родителей?
Задача 3-8
У собак черный цвет шерсти доминирует над кофейным, а короткая шерсть над длинной. Какое потомство можно ожидать при скрещивании гетерозиготного черного короткошерстного самца и кофейной длинношерстной самки?
Литература
1 Общая биология. Учебник для 10 – 11 классов школ с углубленным изучением биологии./ Под редакцией А.О. Рувинского – М.: Просвещение, 1993.
2 Биология для поступающих в ВУЗы. / Под редакцией В.Н. Ярыгина – М.: Высшая школа, 1997.
3 Крестьянинов В.Ю. Вайнер Г.Б. Сборник задач по генетике с решениями. – Саратов: Издательство Лицей, 1998.
|