Учебное пособие: Законы наследственности

Учебное пособие: Законы наследственности

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«БАЛАКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»

Методическое пособие

к внеаудиторной самостоятельной работе

по теме: «Законы наследственности»

для студентов 1 курса

по дисциплине: «Биология»

2009

Одобрено

предметной цикловой комиссией

___________________ дисциплин

Председатель:

__________________________

«____» ____________ 200__ г.

Разработал преподаватель: Горбатова М.А.

Содержание

1 Введение …………………………………………………........................…….4

2 Рекомендации……………………………………………….............................5

3 Правила решения………………………………………………........................6

4 Примеры решения задач Моногибридное скрещивание……........................8

5 Задачи для самостоятельного решения……………….......................……….9

6 Примеры решения задач. Неполное доминирование и кодоминирование.10

7 Задачи для самостоятельного решения........................……………………..11

8 Примеры решения задач. Дигибридное скрещивание..................................13

9 Задачи для самостоятельного решения. Дигибридное скрещивание...…...14

10 Литература........................…………………………………………………...16

Введение

Раздел «Генетика» является одним из самых сложных для понимания в курсе биологии. Лучшему усвоению этого раздела может способствовать решение задач по генетике разных уровней сложности. Использование таких задач развивает логическое мышление студентов, позволяет глубже понять теоретический материал по теме, убеждает в необходимости знаний в практической деятельности. У преподавателя появляется возможность осуществлять эффективный контроль уровня усвоенных знаний. Задачи основаны на реальных примерах из области генетики растений, животных и человека.

В пособии рассматриваются общие принципы решения и оформления генетических задач, тексты задач разного уровня сложности. Пособия и сборники подобного содержания, как правило, немногочисленны, в учебнике по биологии отсутствуют задачи генетического содержания и методические рекомендации по их решению.

Контроль результатов самостоятельной работы по решению задач генетического содержания легко осуществлять в учебное время.

Для успешного решения задачи по генетике научитесь выполнять некоторые несложные операции, прочитайте рекомендации.

− Прежде всего, внимательно изучите условие задачи.

− Определите тип задачи. Для этого выясните, сколько пар признаков рассматривается в задаче, сколько пар генов кодирует эти признаки.

− Определите число классов фенотипов и количественное соотношение этих классов.

− Запишите схему скрещивания (брака) на черновике, отмечая генотипы и фенотипы, известных по условию задачи. Затем выполняйте операции по выяснению неизвестных генотипов.

− Решение задачи всегда надо начинать с особей, несущих рецессивный признак, т.к. они гомозиготные и их генотип однозначный – аа.

− Генотип организма, несущего доминантный признак, может быть гомозиготным – АА или гетерозиготным – Аа.

− Гомозиготные организмы являются представителями «чистых линий», т.е. их предки несли тот же признак. Гомозиготными являются также особи, оба родителя которых были гомозиготными по этому признаку, а также особи, в потомстве которых (F1) не наблюдается расщепление.

− Организм гетерозиготный (Аа), если один из его родителей или потомков несет рецессивный признак, и если в его потомстве наблюдается расщепление.

− Доминантный признак во всех случаях, кроме неполного доминирования, проявляется у гетерозиготный особей. Он всегда проявляется у потомства при моногенном наследовании при скрещивании гомозиготных родителей с разным фенотипом.

− Не следует повторять гаметы одинаковых типов, т.е. содержащие одни и те же сочетания генов.

− Гены одной аллельной пары следует писать рядом (например, ААВВ, а не АВАВ).

− Конечный этап решения – это запись схемы скрещивания.

Правила, применяемые при решении задач:

– Каждая гамета получает гаплоидный набор хромосом (генов). Все хромосомы имеются в гаметах.

– В каждую гамету попадает только одна гомологичная хромосома из каждой пары (только один ген из каждой аллели)

– Число возможных вариантов гамет равно 2n , где n – число хромосом, содержащих гены в гетерозиготном состоянии

– Одно гомологичную хромосому (один аллельный ген) из каждой пары ребенок получает от отца, а другую от матери

– Гетерозиготные организмы при полном доминировании всегда проявляют доминантный признак. Организм с рецессивным признаком всегда гомозиготный

Оформление задач по генетике

♀ – женский организм ♂– мужской организм

x – знак скрещивания

Р – родительские организмы

F1 – дочерние организмы первого поколения

A, B, C… – гены, кодирующие доминантные признаки

a, b, c … – аллельные им гены, кодирующие рецессивные признаки

АА – генотип особей моно гомозиготных по доминантному признаку

Аа – генотип моно гетерозиготных особей

аа – генотип рецессивной особи

АаВb – генотип дигетерозигот

                                    – гаметы     

Моногибридное скрещивание

Пример решения и оформления задачи

Задача 1-1

У человека альбинизм – рецессивный признак. Мужчина альбинос женился на девушке с нормальной пигментацией. У них родилось двое детей – нормальный и альбинос. Определить генотипы всех указанных членов семьи.

Решение

А – нормальная пигментация

а – альбинизм

♀ − нормальной пигментации

♂− альбинос

F1 нормальной пигментации и альбинос

1)  Запись брака по фенотипам Р ♀ А* x ♂ аа

норма альбинос

                                    F1          аа              А*

альбинос    норма

2)  Определение генотипов организмов по генотипам родителей и потомков.

2.1 Генотип мужчины и ребенка альбиноса аа, так как оба они несут рецессивный признак.

2.2 Женщина и здоровый ребенок имеют в своем генотипе доминантный

ген А, потому что у них проявляется доминантный признак.

2.3 Генотип ребенка с нормальной пигментацией – Аа, поскольку его отец гомозиготен по рецессиву (аа) и мог передать ему только один ген а.

2.4 Один из детей имеет генотип аа, один аллельный ген ребенок получает от матери, а другой от отца. Поэтому мать должна нести рецессивный ген а. Её генотип – Аа.

3)  Запись хода задачи по выяснению генотипов и схемы брака:

Р ♀ Аа          x ♂ аа

норма             альбинос

гаметы

F1        аа             Аа

альбинос   норма

Ответ. Генотипы родителей ♂ аа, ♀ Аа, ребенка с нормальной пигментацией – Аа, альбиноса – аа

Моногибдное скрещивание

Пример решения и оформления задачи

Задача 1-2

Ген черной масти у крупного рогатого скота доминирует над геном красной масти. Какое потомство F1 получиться от скрещивания чистопородного черного быка с красными коровами. Какое потомство F2 получится от скрещивания между собой гибридов?

Решение

А – ген черной масти

а – ген красной масти

♂- генотип АА (Бык несет доминантный признак и является чистопородным, т.е. гомозиготным. Следовательно, его генотип АА)

♀ - генотип аа (Красные коровы несут рецессивные гены, их генотип аа)

Запись скрещивания

Р ♀ аа    x     ♂ АА

красные       черный

гаметы                                                                

F1 Аа

100 % черные

F1 ♀ Аа      x ♂ Аа

черные       черные

гаметы

F2 АА; Аа; Аа; аа

75 % черные 25 % красные

Ответ. При скрещивании чистопородного черного быка с красными коровами все потомство будет черного цвета. При скрещивании гибридов F1 в их потомстве (F2) будет наблюдать расщепление: ¾ особей будет черного цвета, ¼ - красного.

Задачи для самостоятельного решения

Задача 1-3

Гладкая окраска арбузов наследуется как рецессивный признак. Какое потомство можно ожидать от скрещивания двух гетерозиготных растений с полосатыми плодами?

Задача 1-4

Способность человека ощущать горький вкус фенилтиомочевины (ФТМ) – доминантный признак. В семье мать и сын ощущают вкус ФТМ, отец и дочь не ощущают. Определить генотипы всех членов семьи.

Задача 1-5

У человека ген, вызывающий одну из форм наследственной глухонемоты, рецессивен по отношению к гену нормального слуха. От брака глухонемой женщины с нормальным мужчиной родился глухонемой ребенок. Определить генотипы всех членов семьи.

Задача 1-6

Седая прядь волос у человека – доминантный признак. Определить генотипы родителей и детей, если известно, что матери есть седая прядь, а у отца – нет. Из двух детей в семье один имеет седую прядь, а другой не имеет.

Задача 1-7

Комолость (безрогость) у крупнорогато скота доминирует над рогатостью. Какое потомство можно ожидать при скрещивании комолого гетерозиготного быка с рогатыми коровами?

Задача 1-8

Одна из форм шизофрении наследуется как рецессивный признак. Определить вероятность рождения ребенка с шизофренией у здоровых гетерозиготных родителей.

Задача 1-9

Фенилкетонурия (нарушение аминокислотного обмена) наследуется как рецессивный признак. Жена гетерозиготна по гену фенилкетонурии, а муж гомозиготен по нормальному аллелю этого гена. Какова вероятность рождения у них больного ребенка?

Задача 1-10

У двух здоровых родителей родился ребенок альбинос. Второй ребенок был нормальным. Определить генотипы родителей и детей.

Задача 1-11

Организм с резус-положительным фактором несет доминантный ген R, а резус-отрицательный − рецессивный ген r. Жена резус-положительная гетерозиготная, у мужа резус-отрицательный ген. Какова вероятность рождения ребенка с резус-отрицательным фактором?

Неполное доминирование и кодоминирование

Пример решения и оформления задачи

Задача 2-1

При скрещивании между собой растений красноплодной земляники всегда получаются растения с красными ягодами, а белоплодной – с белыми. В результате скрещивания обоих сортов получаются розовые ягоды. Какое потомство получится при опылении красноплодной земляники пыльцой растения с розовыми ягодами?

Решение

АА – красные плоды, т.к. в их потомстве расщепления не было

аа – белые плоды

Аа – розовые плоды, т.к. фенотип отличается от предыдущих

Р  ♀  АА    x    ♂    Аа

красноплодная розовоплодная

гаметы                                                          

F1  АА                      Аа

красноплодная розовоплодная

                                             50%         50%

Ответ. 50 % растений будут иметь красные и 50% - розовые плоды.

Группы крови наследуются в системе АВО. Фенотипы и генотипы лиц с разными группами: I – OO, II – AO, III – BO, IV – AB.

Задача 2-2

У мальчика I группа, у его сестры – IV. Что можно сказать о группах крови их родителей?

Решение

Генотип мальчика ОО, следовательно, каждый из родителей несет ген О.

Генотип его сестры – АВ, значит, один из родителей несет ген А, его генотип АО

(II группа), другой родитель имеет ген В. Его генотип ВО (III группа)

Ответ. У родителей II и III группа крови.

Неполное доминирование и кодоминирование

Задачи для самостоятельного решения

Задача 2-3

У растения ночная красавица наследование окраски цветов осуществляется по промежуточному типу. Гомозиготные растения имеют красные и белые цветы, у гетерозигот – розовые. При скрещивании двух растений половина гибридов имела розовые, а половина – белые цветы. Определить генотипы и фенотипы родителей.

Задача 2-4

Кохинуровые норки (светлые, с черным крестом на спине) получаются в результате скрещивания белых норок с темными. Белые и темные норки гомозиготны. Какое потомство можно ожидать от скрещивания между собой кохинуровых норок?

Какое потомство ожидается от скрещивания кохинуровых с белыми норками?

Задача 2-5

Пестрые куры получаются от скрещивания белых и черных птиц. Какого цвета оперение у петуха, если известно, что курица белая, оперение гибридов F1 белое и пестрое?

Задача 2-6

У редиса круглые и длинные корнеплоды – гомозиготные признаки. От скрещивания растений с круглыми и длинными корнеплодами образуются

растения с овальными корнеплодами. Какое потомство можно ожидать от скрещивания растений с овальными и круглыми корнеплодами?

Задача 2-7

У отца IV группа крови, у матери I. Может ли ребенок унаследовать группу крови отца? Матери?

Задача 2-8

Родители имеют II и III группы крови. Какие группы следует ожидать от потомства?

Задача 2-9

Родители имеют II и I группы крови. Может ли у них появиться ребенок с III группой?

Задача 2-10

У женщины III группа крови, у её ребенка – I. Что можно сказать о группе крови отца?

Задача 2-11

В каких случаях с большой вероятностью можно определить группы крови детей? Родителей?

Задача 2-12

У родителей II и IV группы. Каковы группы крови у детей?

Независимое наследование

Дигибридное скрещивание

Дигибридным называется скрещивание, при котором рассматривается наследования двух альтернативных признаков, кодируемых генов, расположенными в разных парах гомологичных хромосом. Для определения генотипов и фенотипов потомства удобно пользоваться решеткой Пеннета, для построения которой по вертикальной оси следует отметить гаметы одного родительского организма, а по горизонтали – другого.

Пример решения и оформления задачи

Задача 3-1

Какое можно ожидать потомство при скрещивании растений гороха с желтыми гладкими семенами, гетерозиготными по обоим признакам?

Решение

А – желтая окраска семян (ж)

а – зеленая окраска семян (з)

В – гладкая форма семян (г)

в – морщинистая форма семян (м)

Решётка Пеннета:

Р ♀ АаВв x ♂ АаВв

Гаметы:

ж.г. А*В* – 9 ж.м. А*вв – 3 з.г. ааВ* – 3 з.м. – 1

Ответ. Ожидается независимое наследование признаков в соотношении:

Ж.г. – 9 ж.м. – 3 з.г. – 3 з.м. – 1

Независимое наследование

Дигибридное скрещивание

Задачи для самостоятельного решения

Задача 3-2

У человека альбинизм и способность преимущественно владеть левой рукой – рецессивные признаки. Какова вероятность рождения ребенка альбиноса и левши у гетерозиготных по обоим признакам родителей?

Задача 3-3

У дрозофилы серая окраска тела и наличие щетинок – доминантные признаки. Какое следует ожидать потомство от гетерозиготной по двум признакам самки и желтого без щетинок самца?

Задача 3-4

Чистопородного черного комолого быка (доминантные признаки) скрестили с красными рогатыми коровами. Какими будут гибриды F1?

Задача 3-5

У человека ген близорукости доминантен по отношению к гену нормального зрения, а ген кареглазости доминирует над геном голубоглазости. Какова вероятность рождения в семье кареглазого с нормальным зрением ребенка, если у матери голубые глаза и она гетерозиготна по гену близорукости. У отца нормальное зрение, ген кареглазости гетерозиготен.

Задача 3-6

У человека праворукость доминирует над леворукостью, кареглазость над голубоглазостью. Голубоглазый правша (ген гетерозиготный) женился на кареглазой (ген гетерозиготный) левше. Может у них родиться голубоглазый левша?

Задача 3-7

У голубоглазого темноволосого отца и кареглазой светловолосой матери четверо детей, каждый из которых отличается от другого по одному из данных признаков. Каковы генотипы родителей?

Задача 3-8

У собак черный цвет шерсти доминирует над кофейным, а короткая шерсть над длинной. Какое потомство можно ожидать при скрещивании гетерозиготного черного короткошерстного самца и кофейной длинношерстной самки?

Литература

1 Общая биология. Учебник для 10 – 11 классов школ с углубленным изучением биологии./ Под редакцией А.О. Рувинского – М.: Просвещение, 1993.

2 Биология для поступающих в ВУЗы. / Под редакцией В.Н. Ярыгина – М.: Высшая школа, 1997.

3 Крестьянинов В.Ю. Вайнер Г.Б. Сборник задач по генетике с решениями. – Саратов: Издательство Лицей, 1998.