Ремонт 

Дихибридно кръстосване. Примери за решаване на типични задачи


Закономерности на наследствеността, техните цитологични основи. Закономерности на унаследяването, установени от G. Mendel, тяхната цитологична основа (моно- и дихибридно кръстосване). Законите на Т. Морган: свързано наследяване на черти, нарушаване на генната връзка. Генетика на пола. Наследяване на черти, свързани с пола. Взаимодействие на гените. Генотипът като интегрална система. Човешка генетика. Методи за изследване на човешката генетика. Решаване на генетични проблеми. Изготвяне на схеми за преминаване

Закономерности на наследствеността, техните цитологични основи

Според хромозомната теория за наследствеността всяка двойка гени е локализирана в двойка хомоложни хромозоми и всяка от хромозомите носи само един от тези фактори. Ако си представим, че гените са точкови обекти на прави линии - хромозоми, тогава схематично хомозиготните индивиди могат да бъдат записани като A || A или a || a, докато хетерозиготните - A || a. Когато гаметите се образуват по време на мейоза, всеки от гените на хетерозиготна двойка ще бъде в една от половите клетки.

Например, ако кръстосате два хетерозиготни индивида, тогава при условие, че във всяка от тях се образува само двойка гамети, е възможно да се получат само четири дъщерни организма, три от които ще носят поне един доминиращ ген А и само един ще бъдат хомозиготни за рецесивния ген а, тоест моделите на наследственост имат статистически характер.

В случаите, когато гените са разположени в различни хромозоми, тогава по време на образуването на гамети, разпределението на алелите от дадена двойка хомоложни хромозоми между тях се случва напълно независимо от разпределението на алелите от други двойки. Това е произволното подреждане на хомоложни хромозоми на екватора на вретеното в метафаза I на мейозата и последващата им дивергенция в анафаза I, което води до различни алелни рекомбинации в гаметите.

Броят на възможните комбинации от алели в мъжките или женските гамети може да се определи по общата формула 2 n, където n е броят на хромозомите, характерни за хаплоидния набор. При хората n = 23, а възможният брой комбинации е 2 23 = 8388608. Следващото обединяване на гамети по време на оплождането също е произволно и следователно в потомството може да се запише независимо разделяне за всяка двойка знаци.

Въпреки това, броят на признаците във всеки организъм е многократно по-голям от броя на неговите хромозоми, които могат да бъдат разграничени под микроскоп, следователно всяка хромозома трябва да съдържа много фактори. Ако си представим, че гаметите се образуват в някои индивидуални хетерозиготни за две двойки гени, разположени в хомоложни хромозоми, тогава трябва да се вземе предвид не само вероятността за образуване на гамети с оригиналните хромозоми, но и гамети, които са получили хромозоми, променени като резултат от преминаване в профаза I на мейозата. Следователно в потомството ще се появят нови комбинации от черти. Данните, получени при експерименти с дрозофила, формират основата хромозомна теория за наследствеността.

Друго фундаментално потвърждение на цитологичната основа на наследствеността е получено при изследването на различни заболявания. Така че при хората една от формите на рак се причинява от загубата на малка част от една от хромозомите.

Закономерности на унаследяването, установени от G. Mendel, тяхната цитологична основа (моно- и дихибридно кръстосване)

Основните закономерности на независимото унаследяване на признаци са открити от Г. Мендел, който постига успех, като прилага в своите изследвания нов по това време хибридологичен метод.

Успехът на Г. Мендел се дължи на следните фактори:

  • добър избор на обекта на изследване (грах за сеитба), който има кратък вегетационен период, е самоопрашващо се растение, дава значително количество семена и е представен от голям брой сортове с добре различими характеристики;
  • използване само на чисти линии грах, които в продължение на няколко поколения не са дали разделяне на черти в потомството;
  • концентрация само върху един или два знака;
  • планиране на експеримента и изготвяне на ясни схеми за преминаване;
  • точно количествено изчисление на полученото потомство.

За изследването Г. Мендел избра само седем знака с алтернативни (контрастни) прояви. Още при първите кръстосвания той забеляза, че при потомството от първо поколение, при кръстосване на растения с жълти и зелени семена, цялото потомство има жълти семена. Подобни резултати са получени при изследването на други признаци. Знаците, преобладаващи в първото поколение, са назовани от Г. Мендел доминантен... Поименувани са същите, които не са се появили в първото поколение рецесивен.

Индивидите, които са дали разделяне в потомството, са поименни хетерозиготнии лица, които не са се разделили, - хомозиготни.

Характеристики на граха, чието унаследяване е изследвано от Г. Мендел

Нарича се кръстосване, при което се изследва проявата само на една черта монохибрид... В този случай се проследяват моделите на унаследяване само на два варианта на една черта, чието развитие се дължи на двойка алелни гени. Например чертата "цвят на цветното венче" в граха има само две прояви - червено и бяло. Всички други признаци, характерни за тези организми, не се вземат предвид и не се вземат предвид при изчисленията.

Схемата за монохибридно кръстосване е както следва:

След като кръстосва две грахови растения, едното от които има жълти семена, а другото – зелено, в първото поколение Г. Мендел получава растения изключително с жълти семена, независимо кое растение е избрано за майка и кое е баща. Същите резултати са получени при кръстосвания на други основания, което дава основание да формулира Г. Мендел законът за еднородност на хибридите от първо поколениесъщо наричан Първият закон на Мендели законът на господството.

Първият закон на Мендел:

При кръстосване на хомозиготни родителски форми, които се различават по една двойка алтернативни черти, всички хибриди от първо поколение ще бъдат еднакви както по генотип, така и по фенотип.

А - жълти семена; а- зелени семена.

При самоопрашване (кръстосване) на хибридите от първо поколение се оказа, че 6022 семена са жълти, а 2001 - зелени, което приблизително съответства на съотношение 3: 1. Откритият модел е наречен закон за разделяне, или Вторият закон на Мендел.

Вторият закон на Мендел:

При кръстосване на хетерозиготни хибриди от първо поколение в потомството ще има преобладаване на един от признаците в съотношение 3: 1 по фенотип (1: 2: 1 по генотип).

Въпреки това, според фенотипа на индивида, далеч не винаги е възможно да се установи неговия генотип, тъй като като хомозиготи за доминиращия ген ( AA) и хетерозиготи ( Аа) ще има проява на доминиращ ген във фенотипа. Следователно, за организми с кръстосано торене, те използват анализиращ кръст- кръстосване, при което организъм с неизвестен генотип се кръстосва с хомозигота за рецесивен ген за проверка на генотипа. В същото време хомозиготните индивиди за доминантния ген не се разделят в потомството, докато в потомството на хетерозиготни индивиди има равен брой индивиди с доминантни и рецесивни черти:

Въз основа на резултатите от собствените си експерименти Г. Мендел предполага, че наследствените фактори по време на образуването на хибриди не се смесват, а остават непроменени. Тъй като връзката между поколенията се осъществява чрез гамети, той призна, че в процеса на тяхното формиране във всяка от гаметите попада само един фактор от една двойка (тоест гаметите са генетично чисти), а по време на оплождането двойката е възстановен. Тези предположения се наричат правила за чистота на гаметите.

Правило за чистота на гаметите:

По време на гаметогенезата гените на една двойка се разделят, тоест всяка гамета носи само един вариант на гена.

Въпреки това организмите се различават един от друг по много начини, следователно е възможно да се установят моделите на тяхното наследяване само чрез анализиране на два или повече знака в потомството.

Кръстосване, при което се отчита наследяването и се прави точно количествено отчитане на потомството по две двойки признаци, се нарича дихибриден... Ако се анализира проявата на по-голям брой наследствени черти, това вече е така полихибридно кръстосване.

Схема на дихибридно кръстосване:

При по-голямо разнообразие от гамети определянето на генотипите на потомството става трудно, поради което за анализ широко се използва решетката на Pennett, в която мъжките гамети се въвеждат хоризонтално, а женските гамети се въвеждат вертикално. Генотиповете на потомството се определят от комбинацията от гени в колони и редове.

$♀$/$♂$ aB аб
АБ AaBB AaBb
Ab AaBb Aabb

За дихибридното кръстосване Г. Мендел избра два признака: цвета на семената (жълто и зелено) и формата им (гладка и набръчкана). При първото поколение е спазен законът за еднородност на хибридите от първо поколение, а във второто поколение има 315 жълти гладки семена, 108 зелени гладки семена, 101 жълти набръчкани и 32 зелени набръчкани семена. Изчислението показа, че разцепването е близко до 9: 3: 3: 1, но за всеки от признаците се запазва съотношението 3: 1 (жълто - зелено, гладко - набръчкано). Този модел беше наречен законът за независимото разделяне на характеристиките, или Трети закон на Мендел.

Трети закон на Мендел:

При кръстосване на хомозиготни родителски форми, различаващи се по две или повече двойки признаци, във второто поколение ще има независимо разделяне на тези признаци в съотношение 3: 1 (9: 3: 3: 1 при дихибридно кръстосване).

$♀$/$♂$ АБ Ab aB аб
АБ AABB AABb AaBB AaBb
Ab AABb AAbb AaBb Aabb
aB AaBB AaBb aaBB aaBb
аб AaBb Aabb aaBb aabb

$ F_2 (9A_B_) ↙ (\ текст "гладко жълто"): (3A_bb) ↙ (\ текст "набръчкано жълто"): (3aaB_) ↙ (\ текст "гладко зелено"): (1aabb) ↙ (\ текст "зелено набръчкана") $

Третият закон на Мендел се прилага само за случаите на независимо наследяване, когато гените са разположени в различни двойки хомоложни хромозоми. В случаите, когато гените са разположени в една двойка хомоложни хромозоми, законите на свързаното наследяване са валидни. Моделите на независимо унаследяване на черти, установени от Г. Мендел, също често се нарушават при взаимодействието на гените.

Законите на Т. Морган: свързано наследяване на черти, нарушаване на генната връзка

Новият организъм получава от родителите не разпръскване на гени, а цели хромозоми, докато броят на чертите и съответно гените, които ги определят, са много по-големи от броя на хромозомите. Според хромозомната теория за наследствеността, гените, разположени на една и съща хромозома, се наследяват свързани. В резултат на това при дихибридно кръстосване те не дават очакваното разделяне от 9: 3: 3: 1 и не се подчиняват на третия закон на Мендел. Може да се очаква, че връзката на гените е завършена и при кръстосване на индивиди, хомозиготни за тези гени във второ поколение, то дава първоначалните фенотипове в съотношение 3: 1, а при анализиране на кръстосването на хибриди от първо поколение, разцепването трябва да бъде 1:1.

За да провери това предположение, американският генетик Т. Морган избра двойка гени в Drosophila, които контролират цвета на тялото (сиво – черно) и формата на крилата (дълги – рудиментарни), които са разположени в една двойка хомоложни хромозоми. Сивото тяло и дългите крила са доминиращи черти. При кръстосване на хомозиготна муха със сиво тяло и дълги крила и хомозиготна муха с черно тяло и рудиментарни крила във второ поколение, всъщност се получават главно родителски фенотипове в съотношение, близко до 3: 1, но имаше и малък брой на индивиди с нови комбинации от тези черти... Тези лица се наричат рекомбинантен.

Въпреки това, след анализ на кръстосването на хибриди от първо поколение с хомозиготи за рецесивни гени, Т. Морган установи, че 41,5% от индивидите имат сиво тяло и дълги крила, 41,5% имат черно тяло и рудиментарни крила, 8,5% имат сиво тяло и рудиментарни крила, и 8,5% - черно тяло и рудиментарни крила. Той свързва полученото разцепване с кръстосване, което се случва в профаза I на мейозата, и предполага, че единицата за разстояние между гените в хромозомата е 1% кръстосване, което по-късно е кръстено на него. морганида.

Моделите на свързано наследяване, установени по време на експерименти върху Drosophila, бяха наречени Законът на Т. Морган.

Закон на Морган:

Гените, локализирани в една хромозома, заемат определено място, наречено локус, и се наследяват свързани, а силата на връзката е обратно пропорционална на разстоянието между гените.

Гените, разположени в хромозомата директно един след друг (вероятността за кръстосване е изключително малка), се наричат ​​напълно свързани и ако между тях има поне още един ген, тогава те не са напълно свързани и тяхното свързване се нарушава по време на кръстосването в резултат на обмена на участъци от хомоложни хромозоми.

Феномените на генно свързване и кръстосване позволяват да се конструират карти на хромозоми с приложения ред на гените. Създадени са генетични карти на хромозомите за много генетично добре проучени обекти: дрозофила, мишки, хора, царевица, пшеница, грах и др. Изучаването на генетичните карти ни позволява да сравним структурата на генома в различни видове организми, които е важно за генетиката и развъждането, както и за еволюционните изследвания ...

Генетика на пола

етаж- Това е набор от морфологични и физиологични характеристики на организма, които осигуряват сексуално размножаване, чиято същност се свежда до оплождане, тоест сливане на мъжки и женски зародишни клетки в зигота, от която се развива нов организъм.

Признаците, по които един пол се различава от друг, се делят на първични и вторични. Първичните полови характеристики включват гениталиите, а всички останали са вторични.

При хората вторичните полови белези са телесният тип, тембърът на гласа, преобладаването на мускулна или мастна тъкан, наличието на косми по лицето, адамовата ябълка и млечните жлези. Така че при жените тазът обикновено е по-широк от раменете, преобладава мастната тъкан, млечните жлези са изразени, гласът е висок. Мъжете, от друга страна, се различават от тях по по-широки рамене, преобладаване на мускулна тъкан, наличие на косми по лицето и адамовата ябълка, а също и по нисък глас. Човечеството отдавна се интересува от въпроса защо мъжете и жените се раждат в съотношение приблизително 1: 1. Обяснението за това е получено чрез изследване на кариотипите на насекомите. Оказа се, че женските на някои буболечки, скакалци и пеперуди имат една хромозома повече от мъжките. От своя страна мъжете произвеждат гамети, които се различават по броя на хромозомите, като по този начин предварително определят пола на потомството. По-късно обаче беше установено, че в повечето организми броят на хромозомите при мъже и жени все още не се различава, но единият от половете има двойка хромозоми, които не отговарят един на друг по размер, докато другият има всички хромозоми в двойки.

Подобна разлика е открита и в човешкия кариотип: мъжете имат две несдвоени хромозоми. По форма тези хромозоми в началото на деленето наподобяват латинските букви X и Y и затова са наречени X- и Y-хромозоми. Спермата на мъжа може да носи една от тези хромозоми и да определи пола на нероденото дете. В тази връзка хромозомите на хората и много други организми са разделени на две групи: автозоми и хетерохромозоми или полови хромозоми.

ДА СЕ автозомивключват хромозоми, които са еднакви и за двата пола, докато полови хромозоми- Това са хромозоми, които се различават при различните полове и носят информация за полови характеристики. В случаите, когато полът носи едни и същи полови хромозоми, например XX, се казва, че той хомозиготни, или хомогаметичен(образува едни и същи гамети). Другият пол, който има различни полови хромозоми (XY), се нарича хемизиготни(няма пълен алелен генен еквивалент), или хетерогаметичен... При хората, повечето бозайници, мухата Drosophila и други организми, женският пол е хомогаметичен (XX), а мъжкият е хетерогаметичен (XY), докато при птиците мъжкият пол е хомогаметичен (ZZ, или XX), а женският е хетерогаметичен (ZW или XY) ...

Х хромозомата е голяма неравна хромозома, която носи над 1500 гена и много от техните мутантни алели причиняват тежки наследствени заболявания като хемофилия и цветна слепота при хората. Y хромозомата, от друга страна, е много малка, тя съдържа само около дузина гени, включително специфични гени, отговорни за развитието на мъжете.

Мъжкият кариотип се изписва като $ ♂ $ 46, XY, а женският кариотип е $ ♀ $ 46, XX.

Тъй като гаметите с полови хромозоми се произвеждат при мъже с еднаква вероятност, очакваното съотношение на пола в потомството е 1: 1, което съвпада с реално наблюдаваното.

Пчелите се различават от другите организми по това, че женските се развиват от оплодени яйца, а мъжките от неоплодени. Съотношението на пола при тях се различава от посоченото по-горе, тъй като процесът на оплождане се регулира от матката, в гениталния тракт на която сперматозоидите се съхраняват от пролетта за цялата година.

При редица организми полът може да се определи по различен начин: преди оплождането или след него, в зависимост от условията на околната среда.

Наследяване на черти, свързани с пола

Тъй като някои гени се намират в полови хромозоми, които не са еднакви при представители на противоположния пол, естеството на унаследяване на чертите, кодирани от тези гени, се различава от общото. Този тип наследяване се нарича кръстосано наследяване, тъй като мъжете наследяват характеристиките на майката, а жените наследяват характеристиките на бащата. Чертите, определени от гените, които са разположени върху половите хромозоми, се наричат ​​свързани с пола. Примери за знаци свързани с пола, са рецесивни признаци на хемофилия и цветна слепота, които се проявяват главно при мъжете, тъй като няма алелни гени в Y хромозомата. Жените страдат от такива заболявания само ако са получили такива симптоми както от бащата, така и от майката.

Например, ако майката е била хетерозиготна носителка на хемофилия, тогава половината от нейните синове ще имат нарушено съсирване на кръвта:

X H - нормално съсирване на кръвта

X h - инкоагулация на кръвта (хемофилия)

Чертите, кодирани в гените на Y хромозомата, се предават изключително по мъжката линия и се наричат холандски(наличието на мембрана между пръстите на краката, повишен растеж на косата на ръба на ушната мида).

Взаимодействие на гените

Проверката на моделите на независимо наследяване на различни обекти още в началото на 20-ти век показа, че например при нощна красота при кръстосване на растения с червено и бяло венче, хибридите от първо поколение имат венчета, боядисани в розово, докато в второ поколение има индивиди с червени, розови и бели цветя в съотношение 1: 2: 1. Това доведе изследователите до идеята, че алелните гени могат да имат определен ефект един върху друг. Впоследствие беше установено също, че неалелните гени допринасят за проявата на черти на други гени или ги потискат. Тези наблюдения станаха основа за концепцията за генотипа като система от взаимодействащи гени. Понастоящем се разграничава взаимодействието на алелни и неалелни гени.

Взаимодействието на алелните гени включва пълно и непълно доминиране, кодоминиране и свръхдоминиране. Пълна доминацияразгледайте всички случаи на взаимодействие на алелни гени, при които се наблюдава проява на изключително доминантна черта в хетерозигота, като например цвета и формата на семето в граха.

Непълно доминиране- това е вид взаимодействие на алелни гени, при което проявата на рецесивен алел в по-голяма или по-малка степен отслабва проявата на доминантния, както в случая с цвета на венчето на нощна красавица ( бяло + червено = розово) и вълна при едър рогат добитък.

Кодоминиращонаричат ​​този тип взаимодействие на алелни гени, при което и двата алела се появяват, без да отслабват ефектите един на друг. Типичен пример за кодоминиране е унаследяването на кръвни групи по системата АВ0.

Както се вижда от таблицата, кръвните групи I, II и III се унаследяват според вида на пълно доминиране, докато група IV (АВ) (генотип - I A I B) е случай на кодоминация.

Свръхдоминиране- това е явление, при което в хетерозиготно състояние доминантният признак се проявява много по-силно, отколкото в хомозиготно; свръхдоминирането често се използва в развъждането и се счита за причина хетерозис- феномени на хибридна власт.

Частен случай на взаимодействие на алелни гени може да се счита т.нар смъртоносни гени, които в хомозиготно състояние водят до смърт на организма най-често в ембрионалния период. Причината за смъртта на потомството е плейотропният ефект на гените за сив цвят на козината при каракули овце, платинен цвят при лисици и липса на люспи при огледални шарани. При кръстосване на два хетерозиготни по тези гени индивида, разделянето според изследваната черта в потомството ще бъде равно на 2: 1 поради смъртта на 1/4 от потомството.

Основните видове взаимодействие на неалелните гени са комплементарност, епистаза и полимерия. Допълняемост- Това е вид взаимодействие на неалелни гени, при което наличието на поне два доминантни алела от различни двойки е необходимо за проява на определено състояние на даден признак. Например при тиквата при кръстосване на растения със сферични (AAbb) и дълги (aaBB) плодове в първо поколение се появяват растения с дисковидни плодове (AaBb).

ДА СЕ епистазавключват такива явления на взаимодействие на неалелни гени, при които един неалелен ген потиска развитието на черта на друг. Например, при пилетата цветът на оперението се определя от един доминиращ ген, докато друг доминиращ ген потиска развитието на цвета, в резултат на което повечето пилета имат бяло оперение.

Полимернисе нарича феномен, при който неалелните гени имат същия ефект върху развитието на даден белег. По този начин най-често се кодират количествените характеристики. Например цветът на кожата на човек се определя от поне четири двойки неалелни гени – колкото по-доминиращи алели в генотипа, толкова по-тъмна е кожата.

Генотипът като интегрална система

Генотипът не е механична сума от гени, тъй като възможността за проявление на гена и формата на неговото проявление зависят от условията на околната среда. В случая под околната среда се разбира не само околната среда, но и генотипната среда – други гени.

Проявата на качествени признаци рядко зависи от условията на околната среда, въпреки че ако при заек от хермелин се обръсне участък от тялото с бяла коса и се приложи леден пакет, тогава с течение на времето на това място ще расте черна вълна .

Развитието на количествените характеристики е много по-зависимо от условията на околната среда. Например, ако съвременните сортове пшеница се отглеждат без използване на минерални торове, тогава добивът й ще се различава значително от генетично програмираните 100 или повече центнера от хектар.

Така в генотипа се записват само „способностите“ на организма, но те се проявяват само във взаимодействие с условията на околната среда.

Освен това гените взаимодействат помежду си и, като са в един и същ генотип, могат силно да повлияят на проявата на действието на съседните гени. Така за всеки отделен ген има генотипна среда. Възможно е развитието на която и да е черта да е свързано с действието на много гени. Освен това е разкрита зависимостта на няколко черти от един ген. Например при овеса цветът на цветните люспи и дължината на тяхната ост се определят от един ген. При Drosophila генът за белия цвят на окото едновременно влияе върху цвета на тялото и вътрешните органи, дължината на крилата, намаляването на плодовитостта и намаляването на продължителността на живота. Възможно е всеки ген да е едновременно ген на основното действие за "своя" черта и модификатор за други белези. По този начин фенотипът е резултат от взаимодействието на гените на целия генотип с околната среда в онтогенезата на индивида.

В тази връзка известният руски генетик М. Е. Лобашев определи генотипа като система от взаимодействащи гени... Тази интегрална система се е формирала в процеса на еволюция на органичния свят, докато са оцелели само онези организми, в които взаимодействието на гените е дало най-благоприятната реакция в онтогенезата.

Човешка генетика

За хората като биологичен вид генетичните закони на наследствеността и променливостта, установени за растенията и животните, са напълно валидни. В същото време човешката генетика, която изучава закономерностите на наследствеността и изменчивостта при човека на всички нива на неговата организация и съществуване, заема специално място сред другите клонове на генетиката.

Човешката генетика е както фундаментална, така и приложна наука, тъй като се занимава с изучаване на наследствени човешки заболявания, от които вече са описани повече от 4 хил. Тя стимулира развитието на съвременните тенденции в общата и молекулярната генетика, молекулярната биология и клиничната медицина . В зависимост от проблематиката, човешката генетика се разделя на няколко области, които са се развили в независими науки: генетика на нормалните човешки черти, медицинска генетика, генетика на поведението и интелигентността, генетика на човешката популация. В тази връзка в наше време човекът като генетичен обект е проучен почти по-добре от основните моделни обекти на генетиката: Drosophila, Arabidopsis и др.

Биосоциалната природа на човека оставя значителен отпечатък върху изследванията в областта на неговата генетика поради късния пубертет и големи времеви интервали между поколенията, малкия брой на потомството, невъзможността за насочени кръстоски за генетичен анализ, липсата на чисти линии, недостатъчното точност при регистриране на наследствени черти и малки родословия, невъзможност за създаване на идентични и строго контролирани условия за развитие на потомство от различни бракове, относително голям брой слабо разграничени хромозоми и невъзможност за получаване на експериментални мутации.

Методи за изследване на човешката генетика

Методите, използвани в човешката генетика, не се различават фундаментално от общоприетите за други обекти - това са генеалогичен, близнак, цитогенетичен, дерматоглифичен, молекулярно-биологични и популационни статистически методи, метод за хибридизация на соматичните клетки и метод за моделиране... Използването им в човешката генетика отчита спецификата на човека като генетичен обект.

Метод на близнаципомага да се определи приносът на наследствеността и влиянието на условията на околната среда върху проявата на даден белег въз основа на анализа на съвпадението на тези черти при еднояйчни и еднояйчни близнаци. Така че повечето еднояйчни близнаци имат еднакви кръвни групи, цвят на очите и косата, както и редица други признаци, докато и двата типа близнаци се разболяват едновременно.

Дерматоглифичен методвъз основа на изследване на индивидуалните характеристики на моделите на кожата на пръстите на ръцете (пръстови отпечатъци), дланите и стъпалата. Въз основа на тези характеристики често прави възможно навременното идентифициране на наследствени заболявания, по-специално хромозомни аномалии, като синдром на Даун, синдром на Шерешевски-Търнър и др.

Генеалогичен метод- това е метод за съставяне на родословия, с помощта на който се определя характерът на унаследяване на изследваните черти, включително наследствени заболявания, и се прогнозира раждането на потомство със съответните белези. Това даде възможност да се разкрие наследствената природа на такива заболявания като хемофилия, цветна слепота, хорея на Хънтингтън и др. още преди откриването на основните закони на наследствеността. При съставянето на родословия те водят записи на всеки от членовете на семейството и отчитат степента на родство между тях. Освен това, въз основа на получените данни, се изгражда родословно дърво с помощта на специални символи.

Генеалогичният метод може да се използва за едно семейство, ако има информация за достатъчен брой преки роднини на лице, чието родословие е съставено - пробанд, - по бащина и майчина линия, в противен случай те събират информация за няколко семейства, в които се проявява този знак. Генеалогичният метод дава възможност да се установи не само наследствеността на чертата, но и естеството на унаследяването: доминантно или рецесивно, автозомно или свързано с пола и т.н. Така според портретите на австрийските монарси от Хабсбургите, унаследяването на прогнатия (силно изпъкнала долна устна) и "кралска хемофилия" е установено от потомците на британската кралица Виктория.

Решаване на генетични проблеми. Изготвяне на схеми за преминаване

Цялото разнообразие от генетични проблеми може да се сведе до три вида:

  1. Изчислителни задачи.
  2. Задачи за определяне на генотипа.
  3. Задачи за установяване вида на унаследяване на даден признак.

Отличителен белег изчислителни задачие наличието на информация за унаследяването на признака и фенотиповете на родителите, чрез които лесно се установяват генотипите на родителите. Те трябва да установят генотипите и фенотипите на потомството.

Цел 1.Какъв цвят ще имат семената на соргото, получени при кръстосване на чисти линии на това растение с тъмен и светъл цвят на семената, ако се знае, че тъмният цвят доминира над светлия? Какъв цвят ще имат семената на растенията, получени от самоопрашването на тези хибриди?

Решение.

1. Да обозначим гени:

A - тъмен цвят на семената, а- светъл цвят на семената.

2. Изготвяме схема на пресичане:

а) първо записваме генотипите на родителите, които са хомозиготни според състоянието на проблема:

$ R (♀AA) ↙ (\ текст "тъмни семена") × (♂аа) ↙ (\ текст "светли семена") $

б) след това записваме гаметите в съответствие с правилото за чистота на гаметите:

ГаметиА а

в) обединете гаметите по двойки и запишете генотипите на потомството:

F 1 A а

г) според закона за господство всички хибриди от първо поколение ще имат тъмен цвят, следователно, ние подписваме фенотипа под генотипа.

Фенотиптъмни семена

3. Записваме схемата на следното пресичане:

Отговор:при първото поколение всички растения ще имат тъмен цвят на семената, а във второто 3/4 от растенията ще имат тъмни семена, а 1/4 ще имат светли семена.

Цел 2.При плъховете черният цвят на козината доминира над кафявия, а нормалната дължина на опашката над скъсената опашка. Колко потомства във второ поколение от кръстосване на хомозиготни плъхове с черна коса и нормална опашка с хомозиготни плъхове с кафява коса и скъсена опашка са имали черна коса и скъсена опашка, ако са родени общо 80 плъха?

Решение.

1. Записваме условието на задачата:

А - черна вълна, а- кафява вълна;

B е нормалната дължина на опашката, б- скъсена опашка.

F 2 A_ бб ?

2. Записваме схемата на пресичане:

Забележка.Трябва да се помни, че буквените обозначения на гените се изписват по азбучен ред, докато в генотипите главната буква винаги ще бъде пред малката: A - преди а, Напред би т.н.

От решетката на Pennett следва, че делът на малките плъхове с черна коса и скъсена опашка е 3/16.

3. Изчисляваме броя на малките с посочения фенотип в потомството от второ поколение:

80 × 3/16 × 15.

Отговор: 15 малки имат черна коса и скъсена опашка.

V задачи за определяне на генотипае даден и характерът на унаследяване на признака и задачата е да се определят генотипите на потомството по генотипите на родителите или обратно.

Цел 3.В семейство, в което бащата е имал III (В) кръвна група по система АВ0, а майката - II (А) група, се ражда дете с I (0) кръвна група. Определете генотипите на родителите.

Решение.

1. Припомняме естеството на унаследяването на кръвните групи:

Унаследяване на кръвни групи по системата АВ0

2. Тъй като са възможни два варианта на генотипове с II и III кръвна група, ние записваме схемата на кръстосване, както следва:

3. От горната схема на кръстосване виждаме, че детето е получило рецесивни алели i от всеки от родителите, следователно родителите са били хетерозиготни за гените на кръвната група.

4. Допълваме схемата за пресичане и проверяваме нашите предположения:

Така нашите предположения се потвърдиха.

Отговор:родителите са хетерозиготни за гени от кръвни групи: генотип на майката - I A i, генотип на бащата - I B i.

Задача 4.Цветната слепота (цветната слепота) се наследява като рецесивна черта, свързана с пола. Какви деца могат да се раждат мъж и жена, които могат да различават нормално цветовете, въпреки че родителите им са били далтонисти, а майките и близките им са здрави?

Решение.

1. Да обозначим гени:

X D - нормално цветно зрение;

X d - цветна слепота.

2. Установяваме генотипите на мъжете и жените, чиито бащи са били далтонисти.

3. Записваме схемата на кръстосване, за да определим възможните генотипове на децата:

Отговор:всички момичета ще имат нормално цветно зрение (все пак 1/2 от момичетата ще носят гена за цветна слепота), 1/2 от момчетата ще бъдат здрави, а 1/2 ще са далтонисти.

V задачи за определяне естеството на унаследяване на даден белегса дадени само фенотипите на родителите и потомството. Въпросите на подобни задачи са именно изясняване на естеството на унаследяването на даден признак.

Задача 5.От кръстосване на пилета с къси крака са получени 240 пилета, от които 161 късокраки, а останалите дългокраки. Как се наследява тази черта?

Решение.

1. Определете разделянето в потомството:

161: 79 $≈$ 2: 1.

Това разделяне е типично за кръстосване в случай на смъртоносни гени.

2. Тъй като имаше два пъти повече пилета с къси крака, отколкото с дълги, нека приемем, че това е доминираща черта и именно този алел има летален ефект. Тогава първоначалните пилета бяха хетерозиготни. Ние обозначаваме гени:

C - къси крака, c - дълги крака.

3. Записваме схемата на пресичане:

Нашите предположения се потвърдиха.

Отговор:късокраките доминират над дългокраките, този алел има летален ефект.

Дихибридно кръстосване. Примери за решаване на типични задачи

Цел 1.При хората сложните форми на миопия доминират над нормалното зрение, кафявият цвят на очите над синия. Мъж с кафяви очи и късоглед, чиято майка имаше сини очи и нормално зрение, се жени за синеока жена с нормално зрение. Каква е % вероятността да имате бебе с признаци на майка?

Решение

Генен знак

Аразвитие на миопия

анормално зрение

Бкафяви очи

бСини очи

P ♀ aabb x ♂ AaBb

G ab, AB, Ab aB, ab

F 1 AaBb; Aabb; aaBb; aabb

Отговор: дете с генотип aabb има сини очи и нормално зрение. Вероятността да имате бебе с тези признаци е 25%.

Задача 2... При хората червеният цвят на косата доминира над светлокафявата, а луничките над отсъствието им. Хетерозиготен червенокос мъж без лунички се ожени за светлокоса жена с лунички. Определете в % вероятността да имате червенокосо дете с лунички.

Решение

Генен знак

Червена коса

светлокафява коса

Лунички

b липса на лунички

P ♀ Aabb x ♂ aaBB

F 1 AaBb; aaBb

Червенокосо дете с лунички има генотип AaBb. Вероятността да имате такова дете е 50%.

Отговор: Има 50% шанс да имате червенокоса с лунички.

Проблем 3... Хетерозиготна жена с нормална ръка и лунички се омъжи за хетерозиготен мъж с шест пръста, който няма лунички. Каква е вероятността да имате бебе с нормална ръка и без лунички?

Решение

Генен знак

Ашестопръстен (полидактилия),

анормална четка

Бналичието на лунички

ббез лунички

P ♀ aaBb x ♂ Aаbb

G aB, ab, Ab, ab

F 1 AaBb; Aabb; aaBb; aabb

Отговор: Вероятността да имате бебе с генотип aabb (с нормална ръка, без лунички) е 25%.

Проблем 4... Гените за предразположение към катаракта и червена коса се намират в различни двойки хромозоми. Червенокоса жена с нормално зрение се омъжи за светлокос мъж с катаракта. С какви фенотипове могат да имат деца, ако майката на мъжа има същия фенотип като жена му?

Решение

Генен знак

Аруса коса,

ачервена коса

Бразвитие на катаракта

бнормално зрение

P ♀ aabb x ♂ AaBb

G ab, AB, Ab, aB, ab

F 1 AaBb; Aabb; aaBb; aabb

Отговор: фенотип на деца - блондинка с катаракта (AaBb); блондинка без катаракта (Aabb); червенокоса с катаракта (aaBb); червенокоса без катаракта (aabb).

Задача 5.Каква е процентната вероятност за раждане на дете със захарен диабет, ако и двамата родители са носители на рецесивния ген за захарен диабет? В същото време Rh факторът на майката в кръвта е положителен, а на бащата е отрицателен. И двамата родители са хомозиготни за гена, който определя развитието на Rh фактора. Кръв, с какъв резус фактор ще са децата на тази семейна двойка?

Решение

Генен знак

Анормален въглехидратен метаболизъм

аразвитие на захарен диабет

Rh+ Rh положителна кръв

rh - Rh отрицателна кръв.

P♀ AaRh + Rh + x ♂ Aarh - rh -

G ARh +, aRh +, Arh - , арх -

F 1 AARh + rh - ; AaRh + rh - ; AaRh + rh - ; aaRh + rh -

Отговор:вероятността да имате дете с диабет е 25%, всички деца в това семейство ще имат положителен Rh фактор.

Проблем 6... Нормалният растеж при овеса доминира над гигантизма, ранозрелостта над късната. Гените и за двете черти са на различни двойки хромозоми. Какъв процент къснозреещи растения с нормален растеж може да се очаква от кръстосване на растения, хетерозиготни и по двата признака?

Решение

P ♀ AaBb x ♂ AaBb

G AB, Ab, AB, Ab,

При хората тъмният цвят на косата (A) доминира над светлия цвят (a), кафявият цвят на очите (B) - над синия (b). Запишете генотипите на родителите, възможните фенотипове и генотипове на децата, родени от брака на русокос мъж със сини очи с хетерозиготна руса жена с кафяви очи.

Отговор

Руси сини очи мъжки aabb.
Хетерозиготна руса жена с кафяви очи aaBb.


Вродената късогледство се унаследява като автозомно доминантна черта, липсата на лунички се наследява като автозомно рецесивна черта. Признаците са на различни двойки хромозоми. Бащата е с вродена късогледство и липса на лунички, майката е с нормално зрение и лунички. Семейството има три деца, две са късогледи без лунички, едното е с нормално зрение и лунички. Направете схема за решаване на проблема. Определете генотипите на родителите и родените деца. Изчислете вероятността да имате деца с късогледство и лунички. Обяснете какъв е законът в случая.

Отговор

А - вродена миопия и - нормално зрение.
B - лунички, b - без лунички.

Баща A_bb, майка aaB_.
Деца A_bb, aaB_.

Ако бащата е bb, тогава всичките му деца имат b, тогава второто дете е aaBb.
Ако майката е aa, тогава всичките й деца имат a, тогава първото дете е Aabb.
Ако първото дете има bb, тогава е взел едно b от майката и едно от бащата, тогава майката е aaBb.
Ако второто дете има aa, тогава той е взел едно a от майката и едно от бащата, тогава бащата е Aabb.


Вероятността да имате деца с късогледство с лунички е 25%, действа законът за независимото наследяване.

Родители със свободна ушна мида и триъгълна ямка на брадичката раждат дете със слята ушна мида и гладка брадичка. Идентифицирайте генотиповете на родителите, първото дете, фенотипите и генотиповете на други възможни потомци. Направете схема за решаване на проблема. Чертите се наследяват независимо.

Отговор

Потомството показва рецесивни признаци, които са латентни при родителите.

А - свободна ушна мида и - слята ушна мида.
B - триъгълна ямка на брадичката, b - гладка брадичка.

Дете aabb, родители A_B_.
Детето аа получи едното а от баща си, другото от майка си; единият b от бащата, другият от майката, следователно родителите са AaBb.


АБ Ab aB аб
АБ AABB AABb AaBB AaBb
Ab AABb AAbb AaBb Aabb
aB AaBB AaBb aaBB aaBb
аб AaBb Aabb aaBb aabb

9 A_B_ свободна ушна мида, триъгълна ямка на брадичката
3 A_bb свободна ушна мида, гладка брадичка
3 aaB_ слята ушна мида, триъгълна ямка на брадичката
1 aabb слята ушна мида, гладък конус

Черен гребен петел се кръстосва с подобна кокошка. От тях са получени 20 пилета: 10 черни гребени, 5 кафяви гребени, 3 черни без гребен и 2 кафяви без гребен. Определете генотиповете на родителите, потомството и модела на унаследяване на чертите. Гените на двете черти не са свързани, като доминантните белези са черно оперение (А), гребени (В).

Отговор

А - черно оперение и - кафяво оперение.
B - гребен, b - без гребен.

Петел A_B_, пиле A_B_.
Пилета A_B_ 10 бр., AaB_ 5 бр., A_bb 3 бр., Aabb 2 бр.

Ако детето има аа, то е взело едно а от майката и едно от бащата, тогава родителите са AaB_.
Ако детето има bb, тогава е взело едно b от майката и едно от бащата, тогава родителите са AaBb.


АБ Ab aB аб
АБ AABB AABb AaBB AaBb
Ab AABb AAbb AaBb Aabb
aB AaBB AaBb aaBB aaBb
аб AaBb Aabb aaBb aabb

9 A_B_ черен гребен
3 A_bb черен без гребен
3 aaB_ кафяв гребен
1 aabb кафяво без гребен

Редовността на унаследяването на черти е законът за независимото наследяване.

Сред задачите по генетика на изпита по биология могат да се разграничат 6 основни типа. Първите две – за определяне на броя на видовете гамети и монохибридно кръстосване – се намират най-често в част А на изпита (въпроси A7, A8 и A30).

Проблеми от тип 3, 4 и 5 са ​​посветени на дихибридно кръстосване, наследяване на кръвни групи и свързани с пола черти. Такива задачи съставляват повечето от въпросите C6 в изпита.

Шестият тип проблем е смесен. Те разглеждат наследяването на две двойки черти: едната двойка е свързана с Х хромозомата (или определя кръвните групи на човек), а гените на втората двойка черти са разположени в автозомите. Този клас проблеми се счита за най-трудния за кандидатите.

Тази статия излага теоретични основи на генетикатанеобходими за успешна подготовка за задача C6, както и са разгледани решения на задачи от всякакъв вид и са дадени примери за самостоятелна работа.

Основни термини на генетиката

гене участък от ДНК молекула, който носи информация за първичната структура на един протеин. Генът е структурна и функционална единица на наследяване.

Алелни гени (алели)- различни варианти на един и същи ген, кодиращи алтернативно проявление на една и съща черта. Алтернативните знаци са знаци, които не могат да бъдат в тялото по едно и също време.

Хомозиготен организъм- организъм, който не се разцепва по един или друг начин. Алелните му гени също влияят върху развитието на тази черта.

Хетерозиготен организъм- организъм, който се разделя по една или друга характеристика. Неговите алелни гени влияят върху развитието на тази черта по различни начини.

Доминиращ гене отговорен за развитието на черта, която се проявява в хетерозиготен организъм.

Рецесивен гене отговорен за чертата, чието развитие се потиска от доминантния ген. Рецесивен признак се проявява в хомозиготен организъм, съдържащ два рецесивни гена.

генотип- набор от гени в диплоиден набор на организъм. Наборът от гени в хаплоиден набор от хромозоми се нарича генома.

Фенотип- съвкупността от всички признаци на един организъм.

Законите на Г. Мендел

Първият закон на Мендел - законът за еднородност на хибридите

Този закон е получен от резултатите от монохибридно кръстосване. За експериментите бяха взети два сорта грах, които се различават един от друг по един чифт признаци - цвета на семената: единият сорт имаше жълт цвят, вторият - зелен. Кръстосванията бяха хомозиготни.

За да запише резултатите от кръстосването, Мендел предложи следната схема:

Жълт цвят на семената
- зелен цвят на семената

(родители)
(игри)
(първо поколение)
(всички растения имаха жълти семена)

Формулиране на закона: при кръстосване на организми, които се различават по една двойка алтернативни белези, първото поколение е еднородно по фенотип и генотип.

Вторият закон на Мендел - законът за разделянето

От семена, получени чрез кръстосване на хомозиготно растение с жълт цвят на семената с растение със зелен цвят на семената, са отгледани растения, получени чрез самоопрашване.


(растенията имат доминираща черта - рецесивен)

Текстът на закона: в потомството, получено от кръстосване на хибриди от първо поколение, има разделяне според фенотипа в съотношението, а според генотипа -.

Третият закон на Мендел - законът за независимото наследяване

Този закон е изведен въз основа на данни, получени от дихибридно кръстосване. Мендел разглежда наследяването на две двойки черти в граха: цвят и форма на семената.

Мендел използва растения, хомозиготни по двете двойки признаци като родителски форми: единият сорт имаше жълти семена с гладка кожа, другият зелен и набръчкан.

Жълт цвят на семената, - зелен цвят на семената,
- гладка форма, - набръчкана форма.


(жълта гладка).

Тогава Мендел отглежда растения от семена и чрез самоопрашване получава хибриди от второ поколение.

Мрежата на Punnett се използва за записване и дефиниране на генотипове.
Гамети

Имаше разделяне на фенотипни класове в съотношението. от всички семена имаха и двете доминантни черти (жълто и гладко), - първата доминантна и втората рецесивна (жълта и набръчкана), - първата рецесивна и втората доминантна (зелена и гладка), - и двете рецесивни черти (зелена и набръчкана) .

При анализиране на унаследяването на всяка двойка черти се получават следните резултати. В части от жълти семена и части от зелени семена, т.е. съотношение. Точно същото съотношение ще бъде за втората двойка знаци (форма на семената).

Формулиране на закона: когато се кръстосват организми, които се различават един от друг с две или повече двойки алтернативни черти, гените и съответните им черти се наследяват независимо един от друг и се комбинират във всички възможни комбинации.

Третият закон на Мендел е изпълнен само ако гените са в различни двойки хомоложни хромозоми.

Законът (хипотезата) за "чистота" на гаметите

Когато анализира чертите на хибридите от първо и второ поколение, Мендел установи, че рецесивният ген не изчезва и не се смесва с доминантния. И двата гена се проявяват в, което е възможно само ако хибридите образуват два вида гамети: някои носят доминантен ген, други рецесивен. Това явление се нарича хипотеза за чистота на гаметите: всяка гамета носи само един ген от всяка алелна двойка. Хипотезата за чистотата на гаметите е доказана след изследване на процесите, протичащи в мейозата.

Хипотезата за "чистота" на гаметите е цитологичната основа на първия и втория закон на Мендел. С негова помощ е възможно да се обясни сегрегацията по фенотип и генотип.

Анализиращ кръст

Този метод е предложен от Мендел за изясняване на генотипите на организми с доминираща черта, които имат същия фенотип. За това те бяха кръстосани с хомозиготни рецесивни форми.

Ако в резултат на кръстосване цялото поколение се окаже еднакво и сходно с анализирания организъм, тогава може да се заключи, че оригиналният организъм е хомозиготен по изследвания признак.

Ако в резултат на кръстосване в поколение се наблюдава разделяне в съотношението, тогава оригиналният организъм съдържа гени в хетерозиготно състояние.

Наследяване на кръвни групи (система АВ0)

Наследяването на кръвните групи в тази система е пример за множествен алелизъм (това е съществуването на повече от два алела от един и същи ген в един вид). В човешката популация има три гена, кодиращи еритроцитните антигенни протеини, които определят кръвните групи на хората. Генотипът на всеки човек съдържа само два гена, които определят кръвната му група: първата група; второ и; трети и четвърти.

Наследяване на черти, свързани с пола

При повечето организми полът се определя по време на оплождането и зависи от набора от хромозоми. Този метод се нарича хромозомно определяне на пола. Организмите с този тип определяне на пола имат автозоми и полови хромозоми - и.

При бозайниците (включително хората) женският пол има набор от полови хромозоми, мъжкият пол. Женският пол се нарича хомогаметичен (образува един вид гамети); а мъжкият е хетерогаметичен (образува два вида гамети). При птиците и пеперудите мъжките са хомогаметични, а женските са хетерогаметни.

USE включва задачи само за символи, свързани с -хромозомата. По принцип те се отнасят до два признака на човек: съсирване на кръвта (- норма; - хемофилия), цветно зрение (- норма, - цветна слепота). Много по-рядко срещан е проблемът с унаследяването на черти, свързани с пола при птиците.

При хората женският пол може да бъде хомозиготен или хетерозиготен за тези гени. Нека разгледаме възможните генетични набори при жена, използваща хемофилия като пример (подобна картина се наблюдава при цветна слепота): - здрави; - здрав е, но е носител; - болен. Мъжкият пол за тези гени е хомозиготен, т.к - хромозомата няма алели на тези гени: - здрави; - е болен. Затова мъжете най-често страдат от тези заболявания, а жените са техни носители.

Типични USE задачи в генетиката

Определяне на броя на видовете гамети

Определянето на броя на видовете гамети се извършва по формулата:, където е броят на двойките гени в хетерозиготно състояние. Например, организъм с генотип няма гени в хетерозиготно състояние, т.е. следователно, и образува един тип гамети. Организъм с генотип има една двойка гени в хетерозиготно състояние, т.е. следователно образува и два вида гамети. Организъм с генотип има три двойки гени в хетерозиготно състояние, т.е. следователно, и образува осем вида гамети.

Проблеми за моно- и дихибридно кръстосване

За монохибридно кръстосване

Задача: Бели зайци бяха кръстосани с черни зайци (черният е доминиращ). В бели и черни. Определете генотипите на родителите и потомството.

Решение: Тъй като в потомството има разцепване според изследвания признак, следователно родителят с доминиращ белег е хетерозиготен.

(черен) (бяло)
(Черно бяла)

За дихибридно кръстосване

Доминиращите гени са известни

Задача: Домати с нормален растеж с червени плодове бяха кръстосани с домати джуджета с червени плодове. Всички растения са с нормален растеж; - с червени плодове и - с жълти. Определете генотипите на родителите и потомството, ако е известно, че при доматите червеният цвят на плода доминира над жълтия, а нормалният растеж над джуджетата.

Решение: Да обозначим доминантни и рецесивни гени: - нормален растеж, - джуджество; - червени плодове, - жълти плодове.

Нека анализираме наследяването на всяка черта поотделно. Всички потомци са с нормален ръст, т.е. разделяне за този признак не се наблюдава, следователно оригиналните форми са хомозиготни. По цвета на плода се наблюдава разцепване, поради което оригиналните форми са хетерозиготни.
(джуджета, червени плодове)
(нормален растеж, червени плодове)
(нормален растеж, червени плодове)
(нормален растеж, червени плодове)
(нормален растеж, жълти плодове)
Неизвестни доминиращи гени

Задача: Кръстосани са два вида флокс: единият има червени цветя с форма на чинийка, а вторият има червени фуниевидни цветя. В потомството се получават червена чинийка, червена фуниевидна, бяла чинийка и бяла фуниевидна. Идентифицирайте доминантните гени и генотипове на родителските форми, както и тяхното потомство.

Решение: Нека анализираме разделянето за всяка характеристика поотделно. Сред потомците са растения с червени цветя, с бели цветя - т.е. ... Следователно - червено, - бяла, а родителските форми са хетерозиготни по този признак (защото има разцепване в потомството).

Разцепването се наблюдава и във формата на цветето: половината от потомството имат цветя с форма на чинийка, половината са с форма на фуния. Въз основа на тези данни не е възможно еднозначно да се определи доминиращият признак. Следователно ще приемем, че - цветя с форма на чинийка, - цветя с форма на фуния.


(червени цветя, форма на чинийка)
(червени цветя, с форма на фуния)
Гамети

Червена чинийка цветя,
- червени фуниевидни цветя,
- бели цветя от чинийка,
- бели фуниевидни цветя.

Решаване на проблеми за кръвни групи (система АВ0)

Задача: майката е с втора кръвна група (тя е хетерозиготна), бащата е с четвърта. Какви кръвни групи са възможни при деца?

Решение:


(вероятността да имате дете с втора кръвна група е, с трета -, с четвърта -).

Решаване на проблеми за унаследяване на белези, свързани с пола

Такива задачи могат да се срещнат както в част А, така и в част В на изпита.

Задача: носител на хемофилия се омъжи за здрав мъж. Какви деца могат да се раждат?

Решение:

момиче, здраво ()
момиче, здраво, носител ()
момче, здраво ()
момче с хемофилия ()

Смесено решаване на проблеми

Задача: Мъж с кафяви очи и кръвна група се ожени за жена с кафяви очи и кръвна група. Имаха синеоко бебе с кръвна група. Определете генотипите на всички лица, посочени в задачата.

Решение: Кафявите очи доминират над сините, следователно кафявите очи, - Сини очи. Детето има сини очи, така че баща му и майка му са хетерозиготни за тази черта. Третата кръвна група може да има генотип или първата - само. Тъй като детето има първа кръвна група, следователно, то е получило гена както от баща си, така и от майка си, следователно баща му има генотип.

(баща) (майка)
(е роден)

Задача: Мъжът е далтонист, десник (майка му е била лява ръка), женен за жена с нормално зрение (баща и майка й са били напълно здрави), левичар. Какви деца може да има тази двойка?

Решение: При човек най-добрият контрол на дясната ръка доминира над лявата ръка, следователно - дясната, - левичар. Мъжки генотип (откакто е получил ген от майка лява ръка), а жените -.

Мъжът с далтонизъм има генотип, а жена му има генотип. родителите й бяха напълно здрави.

Р
момиче с дясна ръка, здраво, носител ()
ляво момиче, здраво, носител ()
момче с дясна ръка, здраво ()
ляво момче, здраво ()

Задачи за самостоятелно решаване

  1. Определете броя на видовете гамети в организъм с генотип.
  2. Определете броя на видовете гамети в организъм с генотип.
  3. Те кръстосват високи растения с ниски растения. B - всички средни растения. Какво ще се случи?
  4. Кръстосахме бял заек с черен заек. Всички зайци са черни. Какво ще се случи?
  5. Кръстосахме два заека със сива коса. Б с черна вълна, - със сиво и бяло. Идентифицирайте генотиповете и обяснете това разделяне.
  6. Те кръстосаха черен безрог бик с бяла рогата крава. Получихме черен безрог, чернорога, бял рога и бял безрог. Обяснете това разцепване, ако черният цвят и липсата на рога са доминиращи.
  7. Дрозофила с червени очи и нормални крила бяха кръстосани с плодови мухи с бели очи и дефектни крила. В потомството всички мухи с червени очи и дефектни крила. Какво ще бъде потомството от кръстосването на тези мухи с двамата родители?
  8. Синеока брюнетка се омъжи за кафява блондинка. Какви деца могат да се раждат, ако и двамата родители са хетерозиготни?
  9. Мъж с дясна ръка с положителен Rh фактор се ожени за лява жена с отрицателен резус фактор. Какви деца могат да се раждат, ако мъжът е хетерозиготен само по втората черта?
  10. Майката и бащата имат кръвна група (и двамата родители са хетерозиготни). Каква кръвна група е възможна при деца?
  11. Майката има кръвна група, детето има кръвна група. Каква кръвна група е невъзможна за баща?
  12. Бащата има първа кръвна група, майката е втора. Каква е вероятността да имате бебе с първа кръвна група?
  13. Синеока жена с кръвна група (родителите й имаха трета кръвна група) се омъжи за мъж с кафяви очи с кръвна група (баща му имаше сини очи и първа кръвна група). Какви деца могат да се раждат?
  14. Мъж хемофил с дясна ръка (майка му беше лява ръка) се ожени за лява жена с нормална кръв (баща и майка й бяха здрави). Какви деца могат да се раждат от този брак?
  15. Кръстосахме ягодови растения с червени плодове и дългостъблени листа с ягодови растения с бели плодове и къси листа. Какво потомство може да има, ако червеният цвят и късите листа са доминиращи, докато и двете родителски растения са хетерозиготни?
  16. Мъж с кафяви очи и кръвна група се ожени за жена с кафяви очи и кръвна група. Имаха синеоко бебе с кръвна група. Определете генотипите на всички лица, посочени в задачата.
  17. Пъпешите с бели овални плодове бяха кръстосани с растения, които имат бели кълбовидни плодове. В потомството са получени следните растения: с бели овални, бели кълбовидни, жълти овални и жълти кълбовидни плодове. Определете генотипите на оригиналните растения и потомство, ако белият цвят на пъпеша доминира над жълтия, овалната форма на плода - над сферичната.

Отговори

  1. вид гамети.
  2. видове гамети.
  3. вид гамети.
  4. високо, средно и ниско (непълно доминиране).
  5. Черно и бяло.
  6. - черно, - бяло, - сиво. Непълно доминиране.
  7. Бик:, крава -. Потомство: (черно безрог), (черно рога), (бяло рога), (бяло без рога).
  8. - Червени очи, - бели очи; - дефектни крила, - нормални. Първоначални форми - и, потомство.
    Резултати от пресичане:
    а)
  9. - Кафяви очи, - син; - тъмна коса, - светла. Баща майка - .
    - кафяви очи, тъмна коса
    - кафяви очи, руса коса
    - сини очи, тъмна коса
    - сини очи, руса коса
  10. - десняк, - левичар; - Rh положителен, - отрицателен. Баща майка - . Деца: (десница, Rh положителна) и (десница, Rh отрицателна).
  11. Баща и майка - . Децата могат да имат трета кръвна група (вероятност за раждане -) или първа кръвна група (вероятност за раждане -).
  12. Майка, дете; от майка си е получил гена, а от баща си -. Следните кръвни групи са невъзможни за бащата: втора, трета, първа, четвърта.
  13. Дете с първа кръвна група може да се роди само ако майка му е хетерозиготна. В този случай вероятността за раждане е.
  14. - Кафяви очи, - син. Жена мъж. Деца: (кафяви очи, четвърта група), (кафяви очи, трета група), (сини очи, четвърта група), (сини очи, трета група).
  15. - десняк, - левичар. Мъж жена . Деца (здраво момче, дясна ръка), (здраво момиче, носител, дясна ръка), (здраво момче, ляворъко), (здраво момиче, носител, ляворъка).
  16. - червени плодове, - бяло; - къса дръжка, - дълга дръжка.
    Родители: и. Потомство: (червени плодове, къси дръжки), (червени плодове, дълги дръжки), (бели плодове, къси дръжки), (бели плодове, дълги дръжки).
    Кръстосахме ягодови растения с червени плодове и дългостъблени листа с ягодови растения с бели плодове и къси листа. Какво потомство може да има, ако червеният цвят и късите листа са доминиращи, докато и двете родителски растения са хетерозиготни?
  17. - Кафяви очи, - син. Жена мъж. дете:
  18. - бял цвят, - жълто; - овални плодове, - кръгли. Изходни растения: и. Потомство:
    с бели овални плодове,
    с бели кълбовидни плодове,
    с жълти овални плодове,
    с жълти кълбовидни плодове.

Шестият корпус на Единния държавен изпит по биология е задача. За хората, които тепърва започват да учат биология или се готвят за изпит по-специално, те ужасяват. напразно е. Човек трябва само да разбере как всичко ще стане просто и лесно. 🙂

Отнася се до основното ниво, с верния отговор можете да получите 1 основна точка.

За да изпълните успешно тази задача, трябва да знаете следните теми, дадени в кодификатора:

Теми в кодификатора за задание 6

Генетиката, нейните задачи. Наследствеността и променливостта са свойства на организмите. Методи на генетиката. Основни генетични понятия и символи. Хромозомна теория за наследствеността. Съвременни концепции за гена и генома

Закономерности на наследствеността, техните цитологични основи. Закономерности на унаследяването, установени от G. Mendel, тяхната цитологична основа (моно- и дихибридно кръстосване). Законите на Т. Морган: свързано наследяване на черти, нарушаване на генната връзка. Генетика на пола. Наследяване на черти, свързани с пола. Взаимодействие на гените. Генотипът като интегрална система. Човешка генетика. Методи за изследване на човешката генетика. Решаване на генетични проблеми. Изготвяне на схеми за преминаване.

„Ще реша изпита“ разделя задачите на две големи групи: монохибридно кръстосване и дихибридно кръстосване.

Преди да решим проблеми, предлагаме да съставим малък речник на термини и понятия, за да разберем какво се изисква от нас.

Теория за задачи за кръстосване

Знаците са разделени на два вида: рецесивни и доминантни.

« Доминантният признак потиска рецесивния„Е стабилна фраза. Какво означава да се потисне? Това означава, че при избора между доминиращ и рецесивен признак ще се появи доминантният. Така или иначе. Доминантният признак се обозначава с главна буква, а рецесивният с малка буква. Всичко е логично. За да се появи рецесивен признак в потомството, е необходимо генът да носи рецесивен признак както от женската, така и от мъжката.

За по-голяма яснота: нека си представим знак, например, цвета на козината на коте. Нека имаме два варианта за развитие на събитията:

  1. Черна вълна
  2. Бяла вълна

Черната вълна доминира над бялата. Като цяло проблемите винаги показват какво доминира над какво, от кандидатите не се изисква да знаят всичко, особено от генетиката.

След това черната вълна ще бъде обозначена с главна буква. Най-често се използват A, B, C и по-нататък по азбучен ред. Бяла вълна, съответно, с малка буква.

А - черна вълна.

а - бяла вълна.

Ако при сливане на гаметите се получат комбинации: AA, Aa, aA, тогава това означава, че вълната на потомците от първото поколение ще бъде черна.

Ако при сливане на гаметите се получи комбинация от аа, тогава козината ще бъде бяла.

Какви гамети имат родителите ще бъде обсъдено в постановката на проблема.

Гамети, или полови клетки, са репродуктивни клетки, които имат хаплоиден (единичен) набор от хромозоми и участват по-специално в сексуалното размножаване.

зигота- диплоидна клетка, образувана в резултат на оплождане.

Хетерозигота - два гена, които определят една черта - една и съща (AA или aa)

Хомозигота - два гена, които определят една черта - различна (Aa)

Дихибридно кръстосване- кръстосване на организми, различаващи се по две двойки алтернативни признаци.

Монохибридно кръстосване- кръстосване, при което кръстосаните организми се различават само по един признак.

Анализиращ кръст- кръстосване на хибриден индивид с индивид, хомозиготен по рецесивни алели.

Грегор Мендел - "бащата" на генетиката

И така, как да различим тези видове кръстове:

При монохибридно кръстосване говорим за една черта: цвят, размер, форма.

При дихибридно кръстосване говорим за двойка черти.

Когато се анализира кръстосването, един индивид може да бъде абсолютно всеки, но в другия гаметите трябва да носят изключително рецесивни знаци.

Алели- различни форми на един и същ ген, разположени в едни и същи региони на хомоложни хромозоми.

Не звучи много ясно. Нека го разберем:

1 ген носи 1 черта.

1 алел носи една стойност на черта (може да бъде доминиращ или рецесивен).

генотип- набор от гени на даден организъм.

Фенотип- набор от характеристики, присъщи на индивида на определен етап от развитие.

Задачите често ви молят да посочите процента на индивидите с конкретен генотип или фенотип или да посочите разделяне по генотип или фенотип. Ако опростим дефиницията на фенотипа, тогава фенотипът е външна проява на черти от генотипа.

В допълнение към всички понятия, трябва да знаете законите на Грегор Мендел - бащата на генетиката.

Грегор Мендел кръстосва грах с плодове, които се различават по цвят и гладкост на кожата. Благодарение на неговите наблюдения се появиха три закона на генетиката:

I. Закон за еднородност на хибридите от първо поколение:

При монохибридно кръстосване на различни хомозиготи, всички потомци от първо поколение ще имат един и същ фенотип.

II. Закон за разделяне

При кръстосване на потомството от първо поколение се наблюдава разделяне от 3:1 според фенотипа и 1:2:1 според генотипа.

III. Закон за независимото разделяне

В случай на дихибридно кръстосване на две различни хомозиготи във второ поколение се наблюдава разделяне на фенотипа в съотношение 9: 3: 3: 1.

Когато се придобие умението за решаване на генетични проблеми, може да възникне въпросът: защо трябва да познавам законите на Мендел, ако мога перфектно да реша проблема и да намеря разделянето в специални случаи? Внимание отговор: в някои задачи може да е необходимо да се посочи по какъв закон е настъпило разделянето, но това важи по-скоро за задачите с подробен отговор.

С известни познания по теория най-накрая можете да преминете към задачите. 😉

Анализ на типични задачи No 6 от изпита по биология

Видове гамети в индивида

Колко вида гамети се образуват в индивид с генотип aabb?

Имаме две двойки алелни хромозоми:

Първа двойка: аа

Втора двойка: bb

Всички те са хомозиготи. Можете да направите само една комбинация: ab.

Видове гамети при кръстосване

Колко вида гамети се образуват в дихетерозиготни грахови растения по време на дихибридно кръстосване (гените не образуват група за свързване)? Запишете числото в отговор.

Тъй като растенията са дихетерозиготни, това означава, че и за двата признака те имат един доминантен алел, а другият рецесивен.

Получаваме генотипите AaBb и AaBb.

Гаметите в задачите се означават с буквата G, освен това, без запетаи, в кръгове, първо се посочват гаметите на един индивид, след това се поставя точка и запетая (;), гаметите на друг индивид се записват, също в кръгове.

Пресичането е обозначено с "x".

Нека напишем гаметите, за това ще подредим всички комбинации:

Гаметите при първия и втория индивид се оказаха еднакви, така че и техният генотип също беше един и същ. И така, имаме 4 различни типа гамети:

Изчисляване на дела на дихетерозиготите

Когато индивиди с генотип AaBb се кръстосват с AaBb (гените не са свързани), делът (%) на хетерозиготите за двата алела (дихетерозиготи) в потомството ще бъде....

Нека направим решетка Punnet. За да направите това, ние записваме гаметите на един индивид в колона, гаметите на друг в ред, получаваме таблица:

Нека намерим дихетерозиготите в таблицата:

Общо зиготи: 16

Дигетерозиготи: 4

Нека изчислим процента: =

Прилагане на законите на Мендел

Правилото за еднородност от първо поколение ще се прояви, ако генотипът на единия от родителите е aabb, а на другия е

Съгласно правилото за еднородност, монохибридните хомозиготи трябва да се кръстосват, единият с доминиращ белег, а другият с рецесивен признак. Следователно, генотипът на другия индивид трябва да бъде AABB.

Отговор: AABB.

Съотношение на фенотипове

Генотипът на единия от родителите ще бъде AaBb, ако по време на анализирането на дихибридно кръстосване и независимо унаследяване на признаци се наблюдава разцепване на фенотипа в потомството в съотношението. Напишете отговора под формата на поредица от числа, показващи съотношението на получените фенотипове, в низходящ ред.

Анализирането на дихибридно кръстосване означава, че вторият индивид има рецесивен дихомозигот: aabb.

Тук можете да направите без решетката Pennett.

Поколенията са обозначени с буквата F.

F1: AaBb; Aabb; aaBb; aabb

И четирите варианта на фенотипа са различни, така че те се отнасят един към друг като 1: 1: 1: 1.

Отговор: 1111

Съотношение на генотипа

Какво е съотношението на генотиповете в потомството, получено от кръстосване на индивиди с генотипове AaBb x AABB?

AaBb x AABB

F1: AaBb; Aabb; aaBb; aabb

Всичките 4 генотипа са различни.

Наследяване на определени черти или заболявания

Каква е вероятността за раждане на здрави момчета в семейство, в което майката е здрава, а бащата има хипертрихоза, заболяване, причинено от наличието на ген, свързан с Y хромозомата?

Ако дадена черта е свързана с Y хромозомата, тогава тя не се отразява на X хромозомата по никакъв начин.

Женският пол е хомозиготен: XX, а мъжкият е хетерозиготен XY.

Решаването на проблеми с половите хромозоми практически не се различава от решаването на проблеми с автозомите.

Ще изготвим табличка за гени и черти, които също трябва да бъдат съставени за задачи за автозомни хромозоми, ако са посочени черти и това е важно.

Буквата над Y показва, че ген е свързан с тази хромозома. Знаците са доминантни и рецесивни, обозначени са с главни и малки букви, могат да се отнасят както за Н хромозомата, така и за Y хромозомата, в зависимост от задачата.

♀XX x XY а

F1: ХХ-момиче, здраво

XY a - момче, болно

Момчетата, родени от тази двойка, ще бъдат 100% болни, което означава, че 0% са здрави.

Кръвни групи

Каква кръвна група според системата ABO има човек с генотип I B I 0? Запишете числото в отговор.

Нека използваме чинията:

В нашия генотип са записани аглутиногени В и 0. Тази двойка дава третата кръвна група.

Работа с диаграма

Използвайки родословието, показано на фигурата, определете вероятността (в проценти) за раждане на родители 1 и 2 на дете с черта, посочена в черно, с пълното доминиране на тази черта. Запишете отговора си като число.

И така, ние се учим да анализираме такива схеми.

Виждаме, че знакът се проявява както при мъжете, така и при жените, което означава, че не е свързан с пола.

Той се появява във всяко поколение, което означава, че е доминиращ.

Тъй като едно от децата на двойка не показва знак, това означава, че родителите са хетерозиготи.

F1: AA- се появява

А- се появява

А- се появява

аа - не се появява

3 - излиза от 4