задачи по генетике
генетике Данный сборник задач по генетике предназначен для учителей и учащихся общеобразовательных школ. Он содержит задачи на различные типы наследования и предназначен для самостоятельной работы учащихся при подготовке к экзаменам, а также для закрепления навыков решения генетических задач на уроках . МОНОГИБРИДНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ Моногибридным называется скрещивание двух особей , отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков. Мендель учитывал один признак- цвет семян гороха, который мог проявляться альтернативно- желтый и зеленый. Все остальные признаки растения не учитывались. В первом поколении все полученные гибриды имели желтый цвет семян, зеленая окраска как бы исчезает, не проявляется. Эту закономерность Мендель назвал правилом единообразия гибридов первого поколения, или первый закон Менделя : при скрещивании гомозиготных особей , отличающихся одной парой альтернативных признаков все потомство единообразно по фенотипу и по генотипу. При дальнейшем скрещивании гибридов первого поколения , или их самоопылении, во втором поколении наблюдается расщепление и появляются растения с признаками обоих родителей – семена желтой и зеленой окраски. В количественном соотношении желтых семян в три раза больше, чем зеленых. Это соответствует фенотипическому соотношению 3:1. На основе этого был выведен второй закон Менделя: при скрещивании гибридов первого поколения (F1) между собой , во втором поколении (F2)наблюдается расщепление в соотношении 3:1 по фенотипу и 1:2:1по генотипу. Для объяснения своих законов Мендель использовал гипотезу чистоты гамет. Он предположил, что наследственные факторы при образовании гибридов не смешиваются , а сохраняются в неизменном виде. Расщепление во втором поколении объясняется тем, что гибриды первого поколения (F1) дают два сорта гамет несущих в чистом виде признак желтого и зеленого цвета: А и а . При оплодотворении возникают разные сочетания гамет, поэтому наблюдается расщепление. Но иногда проявление признаков может иметь промежуточный характер- неполное доминирование. Это объясняется тем, что доминантный ген не полностью подавляет рецессивный, и гибриды оказываются с промежуточным проявлением признака. Кроме полного и неполного доминирования известны случаи кодоминирования. Примером этой формы взаимодействия аллелей служит наследование групп крови человека по системе АВО детерминируемых геном I. Люди с 1 группой крови имеют генотип ОО; 2-АА,АО; 3-ВВ,ВО; 4-АВ. Наследование групп крови можно рассматривать и как пример множественного аллелизма. В генетике используется еще анализирующее скрещивание- для определения генотипа ососби. Для этого гибридная особь скрещивается с рецессивной гомозиготой по изучаемому признаку. Анализирующее скрещивание позволяет установить генотип гибрида . ПОЛНОЕ ДОМИНИРОВАНИЕ У томатов ген нормального роста доминирует над геном карликовости. Каким будет потомство от скрещивания а)гомозиготных высоких растений с карликовыми? б) гибридов между собой? в) гибридных растений и карликовых? Решение Обозначим доминантный ген нормального роста буквой А , рецессивную аллель этого гена – карликовый рост, буквой а. Генотип гомозиготного по нормальному росту томата – АА, он образует один тип гамет- А, Генотип карликового растения – аа - образует один тип гамет - а. Записываем данные задачи: Дано: А- ген нормального роста а – ген карликового роста АА- генотип томата, гомозиготного по доминантной аллели аа – генотип томата , гомозиготного по рецессивной аллели Решение: а)Р: АА х аа нормальные карликовые растения растения G А а F1 Аа Нормальные растения 100% б) Р: Аа х Аа нормальные нормальные растения растения F2: А а А АА норм. Аа норм. а Аа норм. аа карлик. По фенотипу: 75%- нормальные растения 25%- карликовые растения По генотипу: 25% АА:50% Аа:25% аа, т.е. 1:2:1 в) Р Аа х аа нормальные карликовые растения растения G: А ,а а F: Аа аа нормальные карликовые растения растения 50%- нормальные растения 50%- карликовые растения Ответ: а) F1единообразно как по фенотипу так и по генотипу. б)F2 : по фенотипу :75% потомства –нормальные растения, 25% - карликовые растения. По генотипу:1:2:1 в) 50% потомства- нормальные растения, 50% карликовые растения. ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ 1.У овса иммунность (невосприимчивость) к ржавчине доминирует над поражаемостью этой болезнью. Какими окажутся гибриды F 1 от скрещивания поражаемого ржавчиной овса с гомозиготным иммунным? Каким будет второе поколение ? Что получится , если скрестить между собой поражаемые ржавчиной растения из поколения F 2? Перечислите все формы , которые могут возникнуть от скрещивания одного из иммунных представителей F2 с F1 . 2. Стандартные норки имеют коричневый мех, а алеутские – голубовато-серый. И те , и другие гомозиготны, причем коричневая окраска доминирует . Какое потомство F1получится от скрещивания двух названных пород? Что получится при скрещивании между собой таких гибридов? Какой результат даст возвратное скрещивание алеутского отца с его гибридной дочерью? 3. У томатов ген, обусловливающий красный цвет плодов , доминирует над геном желтой окраски. Какого цвета плоды окажутся у растений , полученных от скрещивания гомозиготных красноплодных растений с желтоплодными? Какие плоды будут у F2 ? Перечислите все формы , какие могут получиться от скрещивания одного из красноплодных представителей F2 с F1 . Что получится от скрещивания между собой желтоплодных представителей F2 ? 4. При скрещивании коричневых полевок с черными получено потомство (F1) черного цвета. а) Укажите генотипы родительских особей и гибридов F 1 б) В решетке Пеннета запишите генотипы и фенотипы гибридов F 2 . в) Каково соотношение трех генотипов и характер наследования окраски шерсти у гибридов F2 ? г) Проявление какого генетического закона наблюдается в данном скрещивании? 5. Каковы генотипы родителей и детей если: а) у светловолосой матери и темноволосого отца 3 детей, все темноволосые б) у голубоглазого отца и кареглазой матери 5 детей , из них 2 ребенка – голубоглазые? ( темные волосы и карие глаза-доминируют) 6. У человека ген длинных ресниц доминирует над геном коротких ресниц. Женщина с длинными ресницами , у отца которой ресницы были короткими, вышла замуж за мужчину с короткими ресницами. Какова вероятность рождения в данной семье ребенка с длинными ресницами? Сколько разных генотипов и фенотипов может быть у детей в этой семье? 7.Ген диабета рецессивен по отношению к гену нормального состояния. У здоровых супругов родился ребенок больной диабетом. Какова вероятность рождения здорового ребенка в этой семье? 8. У человека ген дальнозоркости доминирует над геном нормального зрения. В семье муж и жена страдают дальнозоркостью, однако матери обоих супругов имели нормальное зрение. Сколько разных генотипов и фенотипов может быть у детей в данной семье? Какова вероятность рождения в этой семье ребенка с нормальным зрением? , страдающего дальнозоркостью? 9. У человека ген тонких губ рецессивен по отношению к гену толстых губ. В семье у женщины тонкие губы , а у мужчины- толстые. У отца мужчины губы были тонкими. Определите вероятность рождения ребенка с тонкими губами. 10. У кошек длинная шерсть рецессивна по отношению к короткой. Гомозиготную длинношерстную кошку скрестили с гетерозиготным серым котом. Определите фенотип и генотип потомства. Какова вероятность рождения котят с длинной шерстью? 11. Ген раннеспелости овса доминирует над геном позднеспелости. В потомстве от скрещивания 2 растений обнаружилось расщепление 1:1. Что можно сказать о генотипах исходных форм? 12. Мохнатую гетерозиготную крольчиху скрестили с таким же кроликом. Определите генотип и фенотип потомства. (мохнатый мех- доминантный признак) 13. Скрещивали пшеницу с красной и белой окраской колоса. Полученные красные растения опыляли пыльцой белого растения . Определите генотипы и фенотипы растений в F1 и F2 14. У крупного рогатого скота ген комолости (безрогости) доминирует над геном рогатости. Каких соотношений фенотипов можно ожидать в потомстве от следующих скрещиваний? а) рогатого быка с гомозиготными комолыми коровами б) комолого быка с рогатой коровой , если известно , что в прошлом корова принесла от этого быка рогатого теленка в) гетерозиготного комолого быка с гетерозиготными коровами? 14. У человека группы крови (АВО) определяются тремя аллелями одного гена. Родители имеют II и III группы крови. Какие группы крови можно ожидать у их детей? 15. У матери первая группа крови, а у отца – третья. Могут ли дети унаследовать группы крови своей матери? 16. Какие группы крови будут у детей, если у одного из родителей I группа крови, а у другого- III ? 17. В родильном доме перепутали двух детей. Родители одного из них имеют I и II группы крови, родители другого – II и IV крови. Исследование показало , что дети имеют I и II группы . Определите , кто чей ребенок? ПРОМЕЖУТОЧНОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ 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 ? Дано: А- ген красной окраски плодов а- ген белой окраски плодов АА-генотип красноплодной земляники аа- генотип белоплодной земляники Аа – генотип гибридного растения ------------------------------------------------ Решение: Р: Аа х Аа розовые розовые ягоды ягоды G А,а А,а F : АА, Аа,Аа, аа 1 : 2 : 1 красные розовые белые 25% 50% 25% Ответ: 25% потомства – красноплодные 50% - имеют розовые ягоды 25% - белые ягоды ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ 1. При скрещивании между собой чистопородных белых голубей потомство оказывается белым, а при скрещивании черных- черным. Потомство от скрещивания белой и черной особей оказывается “ голубым”(пестрым). Какое оперение будут иметь потомки белого самца и “голубой ” самки? А потомки двух особей с “голубым ”оперением? 2. Уовец некоторых пород среди особей с ушами нормальной длины (назовем их длинноухими) встречаются и полностью безухие. При скрещивании длинноухих между собой , а также безухих между собой получается потомство , сходное по этому признаку с родителями. Гибриды же между длинноухими и безухими имеют короткие уши. Какое потомство получится при скрещивании таких гибридов между собой? А в результате скрещивания такого гибрида с безухой особью? 3. Кохинуровые норки (светлая окраска с черным крестом на спине) получаются в результате скрещивания белых норок с темными. Скрещивание между собой белых норок дает белое потомство, а скрещивание между собой темных только темное. Какое потомство возникает при скрещивании между собой кохинуровых норок? Какое потомство получится от скрещивания кохинуровых норок с белыми? 4. При скрещивании ночной красавицы с красными цветками и того же растения с белыми цветками получаются растения с розовыми цветками. Определите соотношение фенотипических классов 160 растений , полученных при скрещивании двух сортов с розовыми цветками. ДИГИБРИДНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ Дигибридное скрещивание- это скрещивание особей отличающихся по двум парам альтернативных признаков. Мендель изучал наследование у гороха двух признаков: окраски семени(желтая, зеленая) и формы семени(гладкая, морщинистая).При скрещивании родительские гомозиготные формы давали по одному сорту гамет, поэтому полученные в F1 гибриды оказались единообразны. При дальнейшем скрещивании гибридов первого поколения между собой , они дают четыре сорта гамет. Для написания всех возможных сочетаний гамет , необходимо пользоваться решеткой Пеннета, где записываются генотипы гибридов второго поколения. При дигибридном скрещивании происходит независимое комбинирование признаков в соотношении 9 желтых гладких (А – В -) : 3 желтых морщинистых (А - вв) : 3 зеленых гладких (3ааВ -) : 1 зеленых морщинистых (аавв). Это явление лежит в основе 3 закона Менделя : при скрещивании двух гомозиготных особей отличающихся по двум парам альтернативных признаков , во втором поколении наблюдается независимое расщепление по каждой паре признаков (3:1) и каждая пара аллелей наследуется независимо друг от друга и комбинируются в различных сочетаниях у гибридов. Необходимо отметить , что третий закон Менделя справедлив при двух условиях : 1) если происходит полное доминирование 2)если учитываемые признаки (гены) расположены в разных негомологических хромосомах. У дурмана красная окраска цветков (А) доминирует над белой, а шиповатые семенные коробочки (В) – над гладкими. а) Какими признаками будут обладать гибриды полученные при скрещивании дурмана с красными цветками и шиповатыми семенными коробочками? б) Какой результат даст скрещивание гибридов между собой? Все исходные растения гомозиготны, гены обоих признаков находятся в разных хромосомах. Дано: А – ген красной окраски цветков а – ген белой окраски цветков В – ген шиповатости коробочек в – ген гладких семенных коробочек ------------------------------------------------ а) F1 (ААВВ Х аавв )-? б) F2 (скрещивание гибридов F1 между собой) - ? Решение: Р: ААВВ х аавв красные белые шиповатые гладкие G: АВ ав F1 АаВв Гибриды дигетерозиготны 100 % - имеют красные цветки и шиповатые семенные коробочки б) АаВв Х АаВв красные красные шиповатые шиповатые G:АВ, Ав, АВ, Ав, аВ, ав аВ, ав Заполняем решетку Пеннета: по горизонтали -записываем формулы гамет одного из родителей, по вертикали -другого. F2 : АВ Ав аВ ав АВ ААВВ кр. ш. ААВв кр.ш. АаВВ кр.ш. АаВв Кр.ш. Ав ААВв кр.ш. ААвв кр.гл. АаВв кр.ш. Аавв Кр.гл. аВ АаВВ кр.ш. АаВв кр.ш. ааВВ бел.ш. ааВв бел.ш. ав АаВв кр.ш. Аавв кр.гл. ааВв бел.ш. аавв бел.гл. 9/16 - красноцветковых растений , имеющих шиповатые семенные коробочки 3/16- красноцветковых растений, имеющих гладкие семенные коробочки 3/16 – растений, имеющих белые цветки и шиповатые семенные коробочки 1/16 - растений, имеющих белые цветки и гладкие семенные коробочки Внимание! Число типов гамет определяется по формуле-2 n , где n – степень гетерозиготности. В данном случае скрещиваемые особи дигетерозиготны. Значит, они образуют 4 типа гамет . ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ 1.Учеловека свободная мочка уха (А) доминирует над несвободной, а подбородок с треугольной ямкой (В) над гладким подбородком. У мужчины - несвободная мочка уха и подбородок с треугольной ямкой, а у женщины- свободная мочка уха и гладкий подбородок. Какова вероятность рождения у супругов ребенка с несвободной мочкой уха и гладким подбородком? 2. Какими будут дети , если родители их кареглазые правши, гетерозиготные по обоим признакам? 3. Каковы генотипы родителей и детей, если : а) у светловолосой матери и темноволосого отца 3 детей, все темноволосые? б) у голубоглазого отца и кареглазой матери 5 детей, из них 2 ребенка – голубоглазые? 5. Мохнатую белую морскую свинку , гетерозиготную по первому признаку, скрестили с самцом, имеющим такой же фенотип. Определите фенотип и генотип потомства. (мохнатый мех и черная окраска меха – доминируют) 6. Какими признаками будут обладать гибриды от скрещивания курицы с гороховидным гребнем и оперенными ногами с голоногим петухом , имеющим простой гребень. Все исходные формы гомозиготны. Проанализируйте F1 по фенотипу и генотипу. ( Гороховидный гребень и оперенные ноги – доминируют) 7. У собак черная шерсть(А) доминирует над коричневой (а), а коротконогость (В) над нормальной (в) длиной ног: а) при скрещивании дигетерозигот было получено 480 щенят. Сколько среди них черных с нормальной длиной ног и коричневых с нормальной длиной ног? б) черный кобель с короткими ногами предназначен для продажи, но покупатель требует доказать, что он не несет генов длинноногости и коричневого цвета шерсти. Как это можно сделать? 8. У томатов круглые плоды (А) доминируют над грушевидными, а красная окраска плодов (В) – над желтой. Растение с круглыми красными плодами скрестили с растением , обладающим грушевидными желтыми плодами. В потомстве все растения имели круглые красные плоды. Какое расщепление по фенотипу и генотипу должно быть в потомстве , если растение с грушевидными желтыми плодами скрестили с дигетерозиготным (по этим признакам) растением? 9. У человека черный цвет глаз (А) доминирует над голубым, а наличие веснушек (В) – над их отсутствием. Женщина с голубыми глазами и без веснушек выходит замуж за мужчину с черными глазами и веснушками. Известно, что мать мужчины была голубоглазой и у нее не было веснушек. Сколько разных фенотипов и генотипов может быть у детей в этой семье? 10. У человека сварливый характер (А) и крючковатый нос (В) определяются доминантными аллелями генов. Мужчина с плохим характером и обычным носом вступает в брак с женщиной , у которой характер хороший, но нос как у бабы-яги. а)Какова вероятность рождения в семье ребенка без этих тревожных признаков? б) Какова вероятность рождения ребенка с одним из этих признаков? 11.Уодной породы собак длинное тело (А) и мохнатые ноги (В) доминируют над коротким телом и обычными ногами. Скрещивали гомозиготных собак с длинным телом и мохнатыми ногами с собаками , у которых тело кроткое и обычные ноги. Полученных гибридов затем скрещивали между собой. а) Сколько разных генотипов и фенотипов будет у щенков во втором поколении? б) С какой вероятностью во втором поколении получатся полные гомозиготы? в) С какой вероятностью во втором поколении получатся генотипы , аналогичные генотипам в первом поколении? 11. У морской свинки курчавая шерсть (А) доминирует над гладкой шерстью, а короткая шерсть (В) доминирует над длинной. Скрещивали двух свинок, одна была полной доминантной дигомозиготной, а вторая – полной рецессивной дигомозиготой. а) Определите фенотип и генотип первого поколения. б) Какой фенотип и генотип будут иметь морские свинки , полученные при скрещивании гибридов между собой? в) Каким будет расщепление по фенотипу во втором поколении, если гаметы самца, содержащие гены Ав и ав окажутся нежизнеспособными? г) Какой фенотип будет в данном случае отсутствовать полностью? 12. У человека карий цвет глаз доминирует над голубым, а способность лучше владеть правой рукой – над леворукостью, причем гены обоих признаков находятся в различных хромосомах. Кареглазый правша женится на голубоглазой левше. Какое потомство в отношении указанных признаков следует ожидать в такой семье, если: а) Мужчина гомозиготен по обоим признакам б) Когда он гетерозиготен по обоим признакам? 13. Какие могут быть дети, если родители их кареглазые правши, гетерозиготные по обоим признакам? 14. Наследственная слепота у людей может быть вызвана разными причинами. Имеется в виду два вида слепоты, каждая из которых определяется своим рецессивным геном : «а» и «в» (нормальное зрение- «А» и «В»). какова вероятность рождения ребенка слепым, если отец и мать его страдают одни и тем же видом наследственной слепоты? А если различным? 15. Оцените вероятность рождения ребенка слепым, если его родители зрячие, а обе бабушки страдали одинаковым видом наследственной слепоты, определяемым геном «а». А если слепота определяется различными генами (у матери - «а»; у отца- «в»?). в обоих случаях генотипы дедушек не отягощены генами слепоты. СЦЕПЛЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ Третий закон Менделя справедлив , если рассматриваемые признаки расположены в разных , негомологичных хромосомах. Если же при дигибридном скрещивании рассматриваемые гены локализованы в одной хромосоме , расщепление по закону Менделя нарушается. В данном случае речь идет о сцепленном , совместном наследовании признаков, гены которых находятся в одной хромосоме. При полном сцеплении генов образуется два типа гамет в равных количествах , при неполном сцеплении может образоваться четыре типа гамет: 2 типа со сцепленными генами (некроссоверные гаметы), 2 типа с хромосомами , которые обменялись гомологичными участками (кроссоверные гаметы). Частота расхождения признаков при кроссинговере прямо пропорционально расстоянию между генами и измеряется в морганидах(1 морганида=1 % кроссинговера). У яблони высокий рост(А) стебля доминирует над карликовым(а), а шаровидная форма плода(В) над грушевидной(в). Гены высоты стебля и формы плода сцеплены и находятся друг от друга на расстоянии 30 морганид. Скрестили гетерозиготное по обоим признакам растения с карликовым растением , имеющим грушевидные плоды. Определите потомство от этого скрещивания. Решение: В условии задачи дается расстояние между генами, что свидетельствует о наличии кроссинговера и образование кроссоверных гамет. Количество кроссоверных гамет определяется расстоянием между сцепленными генами. В данном случае можно предположить , что у дигетерозиготной особи образуется 4 типа гамет , но в разном количестве. Обозначим ген высокого роста буквой «А», ген карликовости – «а», ген шаровидной формы-«В», грушевидной –«в». Гетерозиготная особь имеет генотип – АаВв и образует 30 % кроссоверных гамет :Ав, аВ.(по 15 % каждого типа)(частота кроссинговера показывает количество кроссоверных гамет) Общее количество гамет составляет 100%, если вычесть количество кроссоверных гамет, то количество некроссоверных гамет составит 70 % :АВ, ав (по 35 % каждого типа) АВ Ав Ав ав ав АаВв в.ш. (35%) Аавв в.гр. (15%) Аавв в.гр. (15%) аавв к.гр. (35%) Ответ: 35%- высокие растения с шаровидными плодами 35% - карликовые растения с грушевидными плодами 15% - высокие растения с грушевидными плодами 15 % - карликовые растения с грушевидными плодами ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ 1.Гены А и В находятся в аутосоме. Какие типы кроссоверных и некроссоверных гамет производит дигетерозиготная особь , у которой доминантные гены А и В находятся в одной хромосоме, а их рецессивные аллели – в другой. 2. Определите частоту кроссинговера между генами, если при скрещивании красных круглоплодных томатов с желтыми грушевидными все потомство оказалось красными круглоплодными. Провели анализирующее скрещивание , и во втором поколении произошло расщепление : 890 –красных круглоплодных, 860 – желтых грушевидных, 110 – красных грушевидных, 140 – желтых круглоплодных. 3. При скрещивании серых мохнатых кроликов с белыми гладкими , в первом поколении все потомство оказалось серым мохнатым. При анализирующем скрещивании во втором поколении произошло расщепление 41 % серых мохнатых , 38 % белых гладких , 9 % серых гладких, 12 % белых мохнатых. Определите частоту кроссинговера (гены окраски и формы шерсти наследуются сцепленно). 4. Гомозиготное по обоим признакам красноцветковое (А) растение левкоя , узколистное (С) скрестили с белоцветковым (а) широколистным (с) растением. Гены указанных признаков локализованы в одной хромосоме, сцеплены между собой и наследуются вместе. Определите , каковы фенотипы и генотипы F1 и F2 . 5. Дигетерозиготное красноцветковое (А) узколистное (С) растение левкоя (АаСс) скрещено с таким же растением (АаСс) из первого поколения; названные гены сцеплены. Допустим у этих растений 50 % мужских гамет образовались в результате перекреста гомологичных хромосом, а остальные мужские и все женские гаметы - без перекреста . Определите формулы расщепления потомства F1 по фенотипу и генотипу . 6. Скрещены 2 линии мышей : в одной из них животные имели черную шерсть нормальной длины, а в другой – длинную серую. Гибриды F1 имеют шерсть нормальной длины серого цвета. В анализирующем скрещиванииполучилось следующее расщепление : мышат с нормальной серой шерстью –89 , с нормальной черной - 36 , с длинной серой – 35 , длинной черной – 88. Как наследуются эти две пары признаков ? какой процент составят кроссоверные мышата? НАСЛЕДОВАНИЕ ПРИЗНАКОВ , СЦЕПЛЕННЫХ С ПОЛОМ. Сцепленными с полом называются признаки, гены которых расположены не в аутосомах, а в гетеросомах. Хромосомы определяющие пол , отличаются одна от другой и их называют Х и Y хромосомами. В них есть какие-то участки, гомологичные друг другу и содержащие аллельные гены. Признаки таких генов подчиняются закону расщепления в отношении 3:1. Но, как в Х , так и в Y- хромосоме имеются негомологичные участки. В таких участках Х-хромосомы содержат гены аллелей , которых в Y –хромосоме нет, и наоборот. Если ген сцеплен с Y-хромосомой , он может передаваться из поколения в поколение только мужчинам. Если ген сцеплен с Х-хромосомой , он может передаваться от отца только дочерям, а от матери в равной степени распределяться между дочерьми и сыновьями. Если ген сцеплен с Х-хромосомой и является рецессивным , то у женщин он проявляется только в гомозиготном состоянии. У мужчин второй хромосомы нет, поэтому такой ген проявляется всегда. У млекопитающих (у человека тоже) клетки женского организма содержат две одинаковые половые хромосомы –ХХ . Женский организм является гомогаметным. Клетки мужского организма содержат две разные –Х и Y- хромосомы. Он является гетерогаметным. У птиц , рептилий, некоторых насекомых – наоборот. У человека с Х- хромосомой сцеплены – гемофилия (несвертываемость крови) , дальтонизм (цветовая слепота) и др. Эти признаки – рецессивны и чаще всего проявляются у мужчин, т. к. в генотипе у мужчин ХY , одна Х хромосома , и если в ней есть ген гемофилии, то в другой Y хромосоме нет противодействующего гена нормальной свертываемости крови , и заболевание проявляется. Женщины чаще всего бывают носительницами этих генов (гетерозиготными) , сами же бывают здоровы. Женщина больна только если она гомозиготна по рецессивному гену гемофилии. Примеры : Н – норма h- ген гемофилии Р: ХH Хh здор. х ХH Y здор. G: XH, Xh X,H Y F1 Х HХ H, Х H Х h, здор. здор. Хh Y, X HY болен здор. С Y-хромосомой сцеплены признаки (плешивости, волосатости ушей и др.) которые передаются только по мужской линии. Всего с полом сцеплено около 120 признаков. ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ 1.Дальтонизм – одна из форм цветной слепоты , заболевание , сцепленное с полом и наследуемое по рецессивному гену. Проявление этого признака характерно для мужчин , хотя ген дальтонизма сцеплен с Х- хромосомой. Дочь дальтоника выходит замуж за сына дальтоника. Оба различают цвета нормально. а) Укажите генотипы родителей и первого поколения б) Определите , каким будет зрение у первого поколения (сыновей и дочерей) 2.Отец и сын – дальтоники, а мать различает цвета нормально. Правильно ли будет сказать , что в этой семье сын унаследовал свой недостаток зрения от отца? 3. У кошек ген черной шерсти а сцеплен с полом , другой аллель в определяет шерсть рыжей окраски и тоже сцеплен с полом. Гетерозиготные животные (ав) имеют пятнистую окраску. Пятнистую кошку скрестили с черным котом. Определите пол рыжих котят. 4. У цыплят нет внешне заметных половых признаков, но экономически выгодно для петушков и курочек устанавливать различные режимы кормления. Для быстрого выявления пола цыплят нужно помнить , что ген, определяющий черную и рябую окраску, сцеплен с полом , причем рябая окраска А доминирует. Рассмотрите следующие варианты скрещивания : а) петух черный , курица черная б) петух черный, курица рябая в) петух рябой, курица черная г) петух рябой, курица рябая Ответьте на вопросы: 1) Какими должны быть родители, чтобы все цыплята были рябыми? 2) Какими должны быть родители, чтобы пол цыплят выявился сразу после рождения? 3) Какими должны быть родители , чтобы у цыплят было расщепление по окраске 1:1? 4) Какими должны быть родители, чтобы расщепление было 3:1? 5) Можно ли однозначно определить генотип рябого петуха? 6) Можно ли однозначно определить генотип рябой курицы? 5. У человека дальтонизм (цветовая слепота) – рецессивный признак а , сцепленный с полом, а альбинизм (отсутствие пигментации) обусловлен аутосомным рецессивным геном б . У родителей , нормальных по этим признакам , родился сын-дальтоник и альбинос. Можно ли однозначно определить генотип родителей? Какова вероятность рождения здорового ребенка? 6. В семье у отца гемофилия и альбинизм, а мать является носительницей этих генов, но эти признаки у нее не проявились. Какова вероятность рождения у супругов здорового по этим двум признакам ребенка? 7. У дрозофилы имеется пара аллельных генов, сцепленных с полом Один из них определяет развитие белых глаз, а другой – красных. Скрещивается самка, у которой красные глаза, с белоглазым самцом. Все потомство в первом поколении (и самки и самцы) только с красными глазами, а самцы во втором поколении, как с теми , так и с другими. Напишите схему скрещивания , определите, какой из двух аллелей доминантный, а какой рецессивный. Какова вероятность появления во втором поколении белоглазых самцов? 8. У кошек ген черной масти расположен в Х- хромосоме. Его аллельный ген определяет рыжую масть. Гетерозиготные по этим двум аллелям кошки имеют пятнистую окраску (получившую название «мраморной» или «черепаховой»). Почему пятнистые коты встречаются крайне редко? 9. У некоторых пород голубей гены, определяющие белый цвет и пеструю окраску оперенья, сцеплены с Х- хромосомой. Пестрая окраска доминирует над белой сплошной окраской. Самки у голубей гетерогаметны, самцы- гомогаметны . При скрещивании пестрых и белых голубей получено 50 пестрых голубей(самцов и самок), 49 белых голубей(самцов и самок). Определите генотипы родителей и потомства. 10. У попугаев сцепленный с полом ген В определяет зеленую окраску оперения, в- коричневую. Зеленого самца скрещивают с коричневой самкой. Каковы будут F1 и F2 ? 11. Здоровая женщина вступает в брак со здоровым мужчиной. У них рождается пять сыновей. Двое из них страдают дальтонизмом, но имеют нормальную кровь; двое страдают гемофилией, но имеют нормальное зрение; один страдает и дальтонизмом, и гемофилией. Определите генотип матери и объясните, почему она имеет сыновей трех типов? ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕАЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ Выделяют 4 типа взаимодействия неаллельных генов : 1. Комплементарность (дополнительное действие). Один доминантный ген дополняет действие другого неаллельного доминантного гена. Например: у кроликов на формирование окраски шерсти влияют два гена: А-ген неравномерного распределения пигмента по длине волоса, а- нет распределения, ген С- отвечает за выработку черного пигмента, ген с –определяет белую окраску. Скрестили белых и черных кроликов. В потомстве получили серых. Это пример дополнительного действия генов и пример новообразования признака. а) Р : ССаа х ссАА черные белые G: Са Са F СсАа- серые б) Р: ССАА х ссаа серые белые G: СА са F СсАа –все серые F 9 серых: 3 черных : 4 белых новообразование В примере б) – при скрещивании гомозигот серых и белых во втором поколении появляется новый признак- черный цвет шерсти. Другие примеры комплементарности: у человека формирование нормального слуха зависит от взаимодействия зависит от взаимодействия двух доминантных генов : Д- ген отвечающий за развитие улитки и ген Е – за развитие слухового нерва. Если в генотипе человека присутствуют оба доминантных гена - нормальный слух. Синтез белка гемоглобина зависит от взаимодействия четырех неаллельных генов. При комплементарном взаимодействии двух гетерозигот может иметь место следующие типы расщепления:9:3:3:1; 9:6:1; 9:7; 9:3:4. 2. Эпистаз- взаимодействие неаллельных генов противоположное комплементарности , один доминантный ген подавляет действие другого доминантного гена. Например : у кур есть ген черной окраски –С и ген –супрессор I (или подавитель) . Если скрестить черных кур с белыми , то в первом поколении все куры будут белыми, т.к. в их генотипе есть ген – супрессор, подавляющий ген черного цвета. Р: СС ii x cc JJ черные белые F CcJj Белые У человека по типу эпистаза возникают многие болезни веществ. При расщеплении во втором поколении 12:3:1 и 13:3 имеет место доминантный эпистаз, а при расщеплении 9:3:4 –рецессивный эпистаз 3. Полимерия- несколько неаллельных генов оказывают влияние на один признак. Чем больше генов в доминантном состоянии, тем ярче этот признак проявляется. Например: у пшеницы окраска семян контролируется двумя парами неаллельных генов: А1А1 А2А2 – красные семена А1 а1 А2а 2– светлоокрашенные, а1а1 а2а2 - белые. У человека по типу полимерии наследуется пигментация кожи, рост, масса тела и т. д. Все количественные признаки у организмов формируются по типу полимерии. В противоположность этому , наблюдается явление , когда один ген влияет на формирование многих признаков, т.е. множественное (плейотропное ) действие одного гена. Например, у дрозофиллы ген , определяющий отсутствие пигмента в глазах , одновременно снижает плодовитость, влияет на окраску некоторых органов. При расщеплении 1:4:6:4:1 и 15:1 имеет место полимерное взаимодействие генов. Чтобы правильно рассчитать расщепление, нужно суммарное число особей в поколении разделить на 16, а затем разделить число особей каждого фенотипического класса на полученную величину. ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ 1. В первом поколении от скрещивания зеленого и белого волнистого попугайчиков все потомство оказалось зеленым. Во втором поколении выделяются следующие фенотипические классы в отношении : 29 зеленых: 8 желтых: 9 голубых: 2 белых. Каковы генотипы родителей и потомства? Какие еще два фенотипических класса попугайчиков можно скрестить , чтобы получить такое же расщепление во втором поколении? 2. При скрещивании собак черной и белой масти было получено примерно половина белых , 3/8 – черных, 1/8 – коричневых щенков. Как это можно объяснить? Каковы генотипы родителей и потомков? 3. В прерии долгое время жили два табуна мустангов. Одни лошади были песочного цвета, а другие – серые с темным хвостом и гривой. Паслись они далеко друг от друга, никогда не встречались , скрещивались только в пределах своих табунов, и другой масти в табунах никогда не встречалось. Но однажды , после большого пожара , оба табуна встретились и перемешались. От смешанных браков стали рождаться жеребята , причем все песочного цвета. Когда же жеребята подросли и стали скрещиваться между собой, в их потомстве единообразия не было. Из 178 жеребят 134 были песочного цвета, 11 серых с темным хвостом и гривой, 33 были золотистыми с черной полосой вдоль хребта. Определите генотипы мустангов – родителей и их потомков. 4. При скрещивании двух белозерных растений кукурузы в первом поколении все поколении все растения также были белозерными, а во втором поколении получено 138 белозерных семян и 39 пурпурных. К какому типу наследования относится этот случай? Определите генотипы всех форм. 5. В глухом лесу жили когда-то круглоухие чебурашки. Однажды во время охоты они нашли чебурашку из другого племени, который заблудился и сломал ногу. Охотники принесли его к себе в селение , вылечили и хотели отправить домой. Но он полюбил одну очаровательную чебурашечку и решил остаться с ней. Вскоре у них родились дети. Как же были потрясены родители все жители селения, когда оказалось , что у всех детей уши были квадратные! Колдуны решили, что духи леса карают племя, но не убили маленьких чебурашек, а только отселили их, запретив браки между ними и круглоухими чебурашками. Вскоре у чебурашек с квадратными ушами появилось потомство, но среди детишек оказалось 36 чебурашек с квадратными ушами, 25 – с круглыми , а 4 – с треугольными. Чебурашки не знали законов генетики. Можете ли вы объяснить, что произошло, определив генотипы родителей и потомство? 6. Жил в пустыне красивый верблюд. Давно пришла пора обзавестись семьей, но он мечтал взять в жены только белую же верблюдицу, чтобы у них были белоснежные дети. И вот однажды встретил он красавицу с шерстью белой как снег на вершинах гор. Они поженились и вскоре верблюд стал отцом, но каково же было его разочарование, когда среди родившихся верблюжат оказались обычные желтые. верблюдица поклялась , что не изменяла мужу, и верблюд ей поверил. Стали у них рождаться дети, но всегда среди белых верблюжат появлялись и желтые. В общей сложности родилось у них 48 потомков , среди которых было 27 белых и 21 желтый. Прав ли был верблюд, поверив жене? Как могла бы верблюдица объяснить ситуацию, если бы знала генетику? 7. Сороконог шоколадного цвета взял в жены шоколадную же сороконожку. в Положенный срок родились у них сороконожки, однако среди них были не только похожие на папу и маму , но и малыши красивого золотистого цветаи темно- коричневые. Рождались у них еще дети , но каждый раз у них повторялось одно и то же. В общей сложности у них родились 330 сороконожек, из которых 190 были шоколадными, 60- красивыми золотистыми, 80- темно- коричневыми. Определите генотипы сороконога сороконожки и сороконожек- детишек. 8. От брака негров и белых рождаются мулаты. Анализ потомства большого числа браков между мулатами дал расщепление1:4:6:4:1. Фенотипически это были черные и белые потомки, мулаты, а также темные и светлые мулаты. Определите количество генов , обусловливающих окраску кожи, характер их взаимодействия и генотипы родителей и потомков. Как по-вашему , может ли от брака белой женщины с мулатом или с африканским негром родиться совершенно черный ребенок-негр? Почему? ПОПУЛЯЦИОННАЯ ГЕНЕТИКА На стыке классического дарвинизма и генетики возникла популяционная генетика. Генофонд популяции может быть описан либо частотами генов, либо частотами генотипов. Частоту рецессивного аллеля (а) принято обозначать q , частота доминантного аллеля (А) обозначают –p. Сумма частот генов А и а равняется единице: p + q =1, отсюда, q= 1-p. Частоту возможных генотипов определяют по формуле: (p + q) = p2 + 2pq + q2 = 1 А а АА Аа аа p- гомозиготный доминантный генотип q- гомозиготный рецессивный генотип 2pq- гетерозиготный генотип Эту зависимость между частотами аллелей и частотами генотипов установили независимо друг от друга математик Дж. Харди в Англии и врач В. Вайнберг в Германии , и называется законом Харди- Вайнберга. Одним из основных положений этого закона является : частоты генов , а соответственно и частоты генотипов остаются неизменными из поколения в поколение. Но при этом должны соблюдаться следующие условия: - популяция должна быть многочисленной - отсутствует естественный отбор - не возникают новые мутации - не происходит ни эмиграции, ни иммиграции особей из соседних популяций. С помощью закона Харди – Вайнберга , зная частоту встречаемости гомозиготных носителей рецессивного признака в популяции, можно рассчитать частоту гетерозигот и частоту гомозигот по доминантному аллелю. Альбинизм встречается у людей в соотношении 1 на 10000 человек с нормальной пигментацией. Вычислить количество носителей гена альбинизма. Решение а- ген альбинизма А- ген нормальной пигментации аа- генотип альбиносов Аа, АА –норма По уравнению p+ 2pq +q =1, q=1/10000= 0,0001, q=0,01 По уравнению p+q=1, p=1-q, p= 1-0,01= 0,99. Количество гетерозигот (носителей) определяется: 2pq = 2х 0,99х 0,01 = 0,0198=0,02или 2 %. Итак, 2% людей являются носителями гена альбинизма. ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ 1. Кистозный фиброз поджелудочной железы встречается среди населения с частотой 1 на 2000. Вычислите частоту носителей. 2. У человека альбинизм - рецессивный признак. Нормальная пигментация – доминантный. В обследованной по этому признаку популяции среди 20000 , 19500 имели нормальную пигментацию. Сколько из них гомозигот? 3. Вычислите частоту носителей фенилкетонурии (умственная отсталость) если частота встречаемости этого заболевания 1:100000. Фенилкетонурия – рецессивный признак . 4. Вычислите частоту носителей серповидноклеточной анемии (рецессивный признак) , если частота встречаемости гомозигот составляет 1:700. Источник: http://hab-lit.ucoz.ru/larisa/zadachi_po_genetike.doc | |
| Категория: Учеба | Добавил: lirisa (12.06.2015) | |
| Просмотров: 10934 |