При скрещивании гетерозиготных красных томатов с желтыми. Задачи на моногибридное и дигибридное скрещивание. На дигибридное скрещивание

Задача № 4. Высокое растение душистого горошка с зелеными морщинистыми семенами скрещено с растением, имеющим карликовый рост и зеленые круглые семена. В потомстве получено расщепление: 3/4 высоких растений с зелеными круглыми семенами и 1/4 – высоких с желтыми круглыми семенами. Определите генотипы исходных растений и гибридов F 1 .

Дано :

А – высокий рост
а – карликовость
В – зеленые семена
b – желтые семена
С – круглые семена
с – морщинистые семена

Генотипы P и F 1 – ?

Решение

Исходя из характера расщепления признаков у гибридов делаем выводы о характере генов и кодируемых ими признаках. По паре генов, определяющих высоту растений, высокое растение было гомозиготным, так как среди гибридов по этому признаку отсутствует расщепление. По паре генов, определяющих окраску семени, оба растения были гетерозиготными, так как среди гибридов по этому признаку имеет место расщепление 3: 1. Родительское растение с круглыми семенами было доминантной гомозиготой, так как у всех гибридов семена оказались круглыми.

Ответ

III. Домашнее задание

Решить генетическую задачу.

У кур оперенные ноги (А ) доминируют над голыми (а ), розовидный гребень (В ) – над простым (b ), белое оперение (С ) – над окрашенным (с ). Курица с оперенными ногами, розовидным гребнем и белым оперением скрещена с таким же петухом. Среди потомства оказался цыпленок с голыми ногами, простым гребнем и окрашенными перьями. Определите генотипы родителей.

Урок № 12–13. Сцепленное наследование генов. Полное и неполное сцепление. Генетические карты

Оборудование : таблицы по общей биологии, иллюстрирующие сцепленное наследование генов и признаков.

Ход урока

I. Проверка знаний

Проверка решения задачи дома.

Дано :

А – оперенные ноги
а – голые ноги
В – розовидный гребень
b – простой гребень
С – белое оперение
с – окрашенное оперение

Генотипы Р –?

Решение

При скрещивании двух родительских особей, каждая из которых являлась носителем трех доминантных признаков, среди гибридов появляется носитель трех рецессивных признаков. Это указывает на тригетерозиготность каждого из родителей.

(31 опер., роз., белых: 9 гол., роз., белых: 3 гол., пр., белых: 5 опер., пр., белых: 9 опер., роз., окрашенных: 3 опер., пр., окрашенных: 3 гол., роз., окрашенных: 1 гол., пр., окрашенный.)

Ответ :

Самостоятельная работа

Каждый учащийся получает карточку с текстом генетической задачи и решает ее в тетради.

Задача № 1. Растения томата сорта Золотая красавица имеют желтые плоды и высокий рост, сорт Карлик – низкорослый с красными плодами. Как, используя эти сорта, можно получить гомозиготный карликовый сорт с желтыми плодами?

Задача № 2. Плоды томатов бывают красные и желтые, гладкие и пушистые. Ген красного цвета доминантный, ген пушистости рецессивный. Обе пары находятся в разных хромосомах. Какое потомство можно ожидать от скрещивания гетерозиготных томатов с особью гомозиготной по обоим рецессивным генам?

Задача № 3. Плоды томатов бывают красные и желтые, гладкие и пушистые. Ген красного цвета доминантный, ген пушистости рецессивный. Обе пары находятся в разных хромосомах. Из собранного в колхозе урожая помидоров оказалось 36 т гладких красных и 12 т красных пушистых. Сколько в колхозном урожае будет желтых пушистых помидоров, если исходный материал был гетерозиготным по обоим признакам?

Задача № 4. У крупного рогатого скота ген комолости доминирует над геном рогатости, а ген черного цвета – над геном красного. Обе пары генов не сцеплены, то есть находятся в разных парах хромосом. В племсовхозе в течение ряда лет скрещивались черные комолые коровы с черным комолым быком. Было получено 896 голов молодняка, из них 535 черных комолых телят и 161 – красный комолый. Сколько было рогатых телят и какая часть из них красного цвета?

Задача № 5. У крупного рогатого скота ген комолости доминирует над геном рогатости, а ген черного цвета – над геном красного. Обе пары генов не сцеплены, то есть находятся в разных парах хромосом. В хозяйстве от 1000 рогатых красных коров получено 984 теленка. Из них красных – 472, комолых – 483, рогатых – 501. Определите генотипы родителей и процент черных телят.

Задача № 6. У человека ген карих глаз доминирует над геном голубых глаз, а умение владеть преимущественно правой рукой – над леворукостью. Обе пары генов расположены в разных хромосомах. Какими могут быть дети, если отец левша, но гетерозиготен по цвету глаз, а мать голубоглазая, но гетерозиготна в отношении умения владеть руками?

Задача № 7. У человека ген карих глаз доминирует над геном голубых глаз, а умение владеть преимущественно правой рукой – над леворукостью. Обе пары генов расположены в разных хромосомах. Голубоглазый правша женился на кареглазой правше. У них родились двое детей: кареглазый левша и голубоглазый правша. Определите вероятность рождения в этой семье голубоглазых детей, владеющих преимущественно левой рукой.

Задача № 8. От скрещивания растений флокса с белыми воронковидными цветками с растением, имеющим кремовые блюдцеобразные цветки, получили 96 растений с белыми блюдцеобразными цветками. Определите генотипы исходных растений, если известно, что каждый из признаков наследуется по моногенному типу и признаки наследуются независимо. Какие признаки доминантны?

Задача № 9. От скрещивания двух белоцветковых растений флокса с блюдцеобразными цветками в F 1 было получено: 49 растений с белыми блюдцеобразными цветками, 24 – с белыми воронковидными, 17 – с кремовыми блюдцеобразными и 5 – с кремовыми воронковидными цветками. Можно ли на основе результатов данного скрещивания определить, как наследуются эти признаки? Определите генотипы исходных растений. Какое расщепление должно произойти, если скрестить исходные растения с растением с кремовыми воронковидными цветками из F 1 ?

Задача № 10. При самоопылении двух растений томатов с красными двугнездными плодами одно из них дало только растения с красными двугнездными плодами, а от второго было получено 24 растения с красными двугнездными плодами и 10 растений с красными многогнездными плодами. Можно ли определить генотипы исходных растений? Какие скрещивания необходимо провести для проверки вашего предположения?

II. Изучение нового материала

Сцепленное наследование генов

Г.Мендель проследил наследование семи пар признаков у гороха. Многие исследователи, повторяя опыты Менделя, подтвердили открытые им законы. Было признано, что эти законы носят всеобщий характер. Однако в 1906 г. английские генетики В.Бэтсон и Р.Пеннет, проводя скрещивание растений душистого горошка и анализируя наследование формы пыльцы и окраски цветков, обнаружили, что эти признаки не дают независимого распределения в потомстве. Потомки всегда повторяли признаки родительских форм. Постепенно факты исключений из третьего закона Менделя накапливались. Стало ясно, что не для всех генов характерно независимое распределение в потомстве и свободное комбинирование.

Любой организм обладает многообразием морфологических, физиологических, биохимических и прочих признаков и свойств, причем каждый признак или свойство контролируется одним или несколькими генами, локализованными в хромосомах.

Однако если число генов организма огромно и может исчисляться десятками тысяч, то число хромосом сравнительно невелико и, как правило, измеряется несколькими десятками. Поэтому в каждой паре хромосом локализованы сотни и тысячи аллельных генов, образующих группы сцепления.

Установлено полное соответствие между числом групп сцепления и числом пар хромосом. Например, у кукурузы набор хромосом 2n = 20 и 10 групп сцепления, а у дрозофилы 2n = 8 и 4 группы сцепления, то есть число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом.

Закон Томаса Моргана

Гены, локализованные в одной хромосоме, передаются совместно, и способ их наследования отличается от наследования генов, локализованных в разных парах гомологичных хромосом.

Так, например, при независимом распределении хромосом дигибрид АаВb образует четыре типа гамет (АВ , аВ , Аb , аb ), а при условии полного сцепления такой же дигибрид даст только два типа гамет (АВ и аb ), так как эти гены расположены в одной хромосоме.

Разработка проблемы сцепленного наследования генов принадлежит школе Т.Моргана (1866–1945). Если Мендель проводил свои опыты на горохе, то для Моргана основным объектом стала плодовая мушка дрозофила. Мушка каждые две недели при температуре 25 °С дает многочисленное потомство. Самец и самка хорошо различимы – у самца брюшко меньше и темнее. Кроме того, они имеют различия по многочисленным признакам и могут размножаться в пробирках на дешевой питательной среде.

Изучая закономерности наследования генов, локализанных в одной и той же хромосоме , Морган пришел к выводу, что они наследуются сцепленно . Это и есть закон Т.Моргана.

Полное и неполное сцепление

Для определения типа наследования двух пар генов (сцепленное или независимое) необходимо провести анализирующее скрещивание и по его результатам сделать вывод о характере наследования генов. Рассмотрим три возможных варианта результатов анализирующего скрещивания.

1) Независимое наследование .

Если в результате анализирующего скрещивания среди гибридов образуется четыре класса фенотипов, значит, гены наследуются независимо.

2) Полное сцепление генов .

При полном сцеплении генов А и В по результатам анализирующего скрещивания обнаруживают-
ся два фенотипических класса гибридов, полностью копирующих родителей.

3) Неполное сцепление генов .

В случае неполного сцепления генов А и В при анализирующем скрещивании появляются четыре фенотипа, два из которых имеют новое сочетание генов: Аb ‖аb ; аВ ‖аb . Появление подобных форм свидетельствует о том, что дигибрид с гаметами АВ │ и аb │ образует кроссоверные гаметы Аb │ и аВ │. Появление таких гамет возможно только в результате обмена участками гомологичных хромосом, то есть в процессе кроссинговера. Количество кроссоверных гамет значительно меньшее, чем некроссоверных.

Частота перекреста пропорциональна расстоянию между генами. Чем ближе расположены гены в хромосоме, тем теснее сцепление между ними и тем реже они разделяются при перекресте. И наоборот, чем дальше гены отстоят друг от друга, тем слабее сцепление между ними и чаще перекрест. Следовательно, о расстоянии между генами в хромосомах можно судить по частоте перекреста.

Генетические карты

Под генетическим картированием обычно понимают определение положения какого-либо гена по отношению к другим генам.

Рассмотрим порядок составления генетических карт.

1. Установление группы сцепления (то есть определение хромосомы, в которой локализован данный ген). Для этого необходимо иметь хотя бы по одному гену-маркеру в каждой группе сцепления.

2. Нахождение места локализации исследуемого гена в хромосоме. Для этого проводится скрещивание мутантной формы с нормальной и учитывается результат кроссинговера.

3. Определение расстояния между сцепленными генами, что позволяет составлять генетические карты хромосом, на которых указаны порядок расположения генов в хромосомах и относительные расстояния их друг от друга. Чем частота кроссинговера выше, тем на большем расстоянии друг от друга располагаются гены. Если установлено, что между сцепленными генами А и В частота кроссинговера 10%, а между генами В и С – 20%, то очевидно, что расстояние ВС в 2 раза больше, чем АВ . Расстояние между генами выражается в единицах, соответствующих 1% кроссинговера. Эти единицы называют морганидами.

Таким образом, на основе данных о частоте кроссинговера составляются генетические карты.

III. Закрепление знаний

Решение генетической задачи

Самку дрозофилы, гетерозиготную по рецессивным генам темной окраски тела и миниатюрных крыльев, скрестили с самцом, имевшим темное тело и миниатюрные крылья. От этого скрещивания было получено:

– 244 мухи с темным телом и миниатюрными крыльями;
– 20 мух с серой окраской тела и миниатюрными крыльями;
– 15 мух с темной окраской тела и нормальными крыльями;
– 216 мух с серой окраской тела и нормальными крыльями.

Исходя из приведенных данных определите, являются две эти пары генов сцепленными или нет. Как гены сцеплены?

Дано :

А – серое тело
а – темное тело
В – нормальные крылья
b – миниатюрные крылья

Характер наследования генов А и В – ?

Решение

Результаты расщепления среди гибридов (два фенотипических класса являются господствующими и повторяют фенотипически и генотипически родительские формы, а два других класса фенотипов представлены небольшим количеством особей) свидетельствуют о неполном сцепление генов А и В.

Ответ : гены А и В наследуются сцепленно; сцепление носит неполный характер.

IV. Домашнее задание

Изучить параграф учебника (сцепленное наследование генов, закон Т.Моргана, полное и неполное сцепление, генетические карты).

Решить генетическую задачу.

Определить частоту кроссинговера между генами, если при скрещивании серых длиннокрылых мух с черными короткокрылыми в F 1 все мухи были серыми длиннокрылыми, а в анализирующем скрещивании самок F 1 с черным короткокрылым самцом было получено:

– 722 мухи серые длиннокрылые;
– 139 мух серых короткокрылых;
– 161 муха черная длиннокрылая;
– 778 мух черных короткокрылых.

Урок № 14–15. Хромосомная теория наследственности. Нехромосомная (цитоплазматическая) наследственность

Оборудование : таблицы по общей биологии, иллюстрирующие сцепленное наследование генов и признаков; портреты ученых, которые внесли особый вклад в создание хромосомной теории наследственности.

Ход урока

I. Проверка знаний

1. Устная проверка знаний по вопросам:

Сцепленное наследование генов. Закон Т.Моргана.
Полное и неполное сцепление генов.
Генетические карты и порядок их составления.

2. Проверка решения задачи дома.

Дано :

А – серое тело
а – темное тело
В – длинные крылья
b – короткие крылья

Частота кроссинговера – ?

Решение

Составляем схемы первого и второго скрещиваний.

N (гибридов) = 722 + 778 + 161 + 139 = 1800 особей.

N (рекомбинантов) = 161 + 139 = 300 особей.

(300 × 100) : 1800 = 16,6%

Ответ : 16,6%.

II. Решение задач в классе

Задача № 1. Если допустить, что гены А и В сцеплены и перекрест между ними составляет 10%, то какие гаметы и в каком количестве будут образовываться дигетерозиготой АВ ‖аb ?

Решение

Перекрест между генами А и В составляет 10%, это значит, что кроссоверных гамет образуется в сумме 10% (по 5% каждого типа). На долю некроссоверных гамет остается 90% (по 45% каждого типа).

Ответ : АВ (45%); аb (45%); Аb (5%); аВ (5%).

Задача № 2. Гладкая форма семян кукурузы доминирует над морщинистой, окрашенные семена доминируют над неокрашенными. Оба признака сцеплены. При скрещивании кукурузы с гладкими окрашенными семенами с растением, имеющим морщинистые неокрашенные семена, получено потомство:

окрашенных гладких – 4152 особи;
окрашенных морщинистых – 149;
неокрашенных гладких – 152;
неокрашенных морщинистых – 4163.

Определите расстояние между генами.

Дано :

А – гладкие семена
а – морщинистые семена
В – окрашенные семена
b – неокрашенные семена

Расстояние АВ – ?

Решение

Cоставляем схему скрещивания.

2) Подсчитываем общее количество гибридов:

N (гибридов) = 4152 + 4163 + 152 + 149 = 8616 особей.

3) Подсчитываем количество особей-рекомбинантов:

N (рекомбинантов) = 152 + 149 = 301 особь.

4) Определяем частоту кроссинговера:

(301 × 100) : 8616 = 3,5%

5) Один процент кроссинговера равен 1 морганиде, поэтому расстояние между генами А и В равно 3,5 морганидам.

Ответ : 3,5 морганид.

III. Изучение нового материала

Хромосомная теория наследственности

Благодаря исследованиям А.Вейсмана, Т.Бовери, Т.Моргана и других выдающихся генетиков и цитологов к 40-м гг. XX в. была сформулирована хромосомная теория наследственности. Современная хромосомная теория наследственности включает следующие постулаты :

1) признаки организмов формируются под действием генов, расположенных в хромосомах;
2) хромосомы имеются в каждой клетке, и число их постоянно для каждого вида;
3) гаметы содержат гаплоидный набор хромосом;
4) в зиготе и соматических клетках – парный, диплоидный набор хромосом. Половина хромосом зиготы материнского происхождения, другая – отцовского;
5) хромосомы сохраняют структурную и генетическую индивидуальность в жизненном цикле организмов;
6) в хромосоме гены расположены линейно и в пределах одной хромосомы образуют группу сцепления. Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом;
7) частота кроссинговера, происходящего в мейозе, пропорциональна расстоянию между генами.

Таким образом, хромосомная теория наследственности – выдающееся достижение биологической науки. Она стала результатом объединения знаний, полученных в двух биологических дисциплинах: генетике и цитологии.

Цитоплазматическая наследственность

Наряду с фактами, подтверждающими хромосомную теорию наследственности, в процессе формирования генетики как науки стали накапливаться факты о наследственности, не подчиняющиеся установленным закономерностям: наследование только по материнской линии, отклонения от менделевских числовых отношений и др.

Эти случаи можно было объяснить лишь локализацией генов, определяющих данный признак, в цитоплазме, то есть цитоплазма тоже играет определенную роль в формировании некоторых признаков. Это явление получило название цитоплазматической, или внехромосомной, наследственности. Например, хлоропласты высших растений при половом размножении передаются по материнской линии, мужские гаметы их не содержат, следовательно, зигота содержит хлоропласты, которые были в яйцеклетке. Хлоропласты содержат свою кольцевую ДНК, которая обеспечивает синтез некоторых белков и РНК, отвечающих за ряд признаков.

У ночной красавицы и львиного зева известны явления пестролистности, связанные с мутациями ДНК некоторых хлоропластов. Эти мутации могут привести к тому, что хлоропласты утрачивают зеленую окраску. Когда клетка делится, распределение хлоропластов по дочерним клеткам происходит случайно, в дочерних клетках могут оказаться окрашенные, бесцветные или те и другие хлоропласты. Если яйцеклетка содержала бесцветные хлоропласты, то из зиготы будет развиваться неокрашенное растение, израсходовав запас питательных веществ, оно погибает. Если в яйцеклетке только зеленые хлоропласты – разовьется нормальное зеленое растение. Если в яйцеклетку попали и зеленые и бесцветные хлоропласты, то растение будет пестролистным. Таким же образом наследуются признаки, связанные с мутациями, произошедшими в митохондриях.

IV. Домашнее задание

Изучить параграф учебника и записи, сделанные в классе (положения хромосомной теории наследственности, цитоплазматическая наследственность).

1. Закончите предложения.

При скрещивании чистых линий гороха с жёлтыми и зелёными семенами всё первое поколение потомков имело семена ЖЕЛТОГО цвета, так как этот признак является ДОМИНАНТНЫМ. Он подавляет проявление РЕЦЕССИВНОЙ (ЗЕЛЕНОЙ) окраски семян и обозначается буквой ЛАТИНСКОЙ МАЛЕНЬКОЙ БУКВОЙ а. Подавляемый признак Г. Мендель назвал ДОМИНАНТЫМ. Он обозначается буквой А – ЛАТИСКЙО БОЛЬШОЙ БУКВОЙ.

2. Используя предложенные фенотипы, определите и запишите генотипы растений гороха, участвующих в скрещивании, типы гамет и генотип полученного потомства (F1).

Р: жёлтые семена х зелёные семена

F1: Аа (желтая окраска)

Проявлением какого закона Г. Менделя является описанный вами пример скрещивания?

Закон единообразия гибридов первого поколения.

3. Заполните пропуски в предложенном алгоритме решения следующей генетической задачи.

Тёмно-зелёная окраска плода арбуза доминирует над полосатой. Какая окраска будет у арбузов, выращенных из семян, полученных при скрещивании гетерозиготных растений и растений сорта с полосатыми плодами? Каково будет соотношение потомства по фенотипу и генотипу?

3. Определим генотипы родителей, типы гамет и запишем схему скрещивания:

Р: зелёные плоды х полосатые плоды

F1: Аа (зеленые плоды) ; аа (полосатые плоды)

4. Запишем соотношение генотипов и фенотипов:

Расщепление по генотипу: 1:1

Расщепление по фенотипу: 50:50.

4. Проанализировав условия и результаты, полученные в задании 2, ответьте на следующий вопрос: какие гибриды и в каком соотношении по генотипу и фенотипу могут быть получены от скрещивания: а) гомозиготной формы с рецессивной; б) гетерозиготной формы с доминантной; в) гетерозиготной формы с гетерозиготной?

а) при скрещивании гомозиготной формы (АА) с рецессивной (аа) получим все гибриды единообразные по генотипу (Аа) и фенотипу (желтые);

б) при скрещивании гетерозиготной формы (Аа) с доминантной (АА) получим гибридов с двумя возможными генотипами АА и Аа, в соотношении 1:1, и единообразными по фентипу (все желтые);

в) при скрещивании гетерозиготной формы (Аа) с гетерозиготной (Аа) получим 3 возможных варианта генотипов: АА, Аа, аа, и по фенотипу ¾ будут желтые, ¼ будут зеленые.

Длинная шерсть у кошек рецессивна по отношению к короткой. Длинношёрстная кошка, скрещенная с гетерозиготным короткошёрстным котом, принесла 8 котят. 1. Сколько типов гамет может образоваться у кота? 2. Сколько типов гамет может образоваться у кошки? 3. Сколько разных фенотипов будет среди котят? 4. Сколько разных генотипов будет среди котят? 5. Сколько котят теоретически будут иметь длинную шерсть?

Ответ: 1 - два типа гамет, 2 – один тип, 3 – будет два фенотипа, 4 – будет два генотипа, 5 – теоритически 50 % котят.

Белая окраска венчика у флокса доминирует над розовой. Скрещено гомозиготное растение с белой окраской венчика с растением, имеющим розовую окраску. Из полученных семян вырастили гибридные растения Рг, которые затем переопылили, а полученные семена высеяли. 1. Сколько типов гамет может образовать исходное материнское растение с розовой окраской венчика? 2. Сколько разных генотипов будет в F1 ? 3. Сколько разных фенотипов будет в F2 ? 4. Каково будет соотношение фенотипов и генотипов в поколении F2?

Ответ: 1 – один тип гамет (а); 2 – в первом поколении будет один генотип (Аа); 3 – во втором поколении будет два фенотипа; 4 – соотношение генотипов будет (АА, 2 Аа, аа), фенотипов (¾ будут с белой окраской, ¼ будет с розовой).

1. Темноволосая голубоглазая женщина, дигомозиготная, вступила в брак с темноволосым голубоглазым мужчиной, гетерозиготным по первой аллели. Темный цвет волос и карие глаза - это доминантные признаки. Определите генотипы родителей и потомства, типы гамет и вероятные генотипы детей.

Решение:

А - темные волосы

а - светлые волосы

В - карие глаза

в - голубые глаза

Запишем генотипы родителей

(мать) ААвв х (отец) Аавв

Получаются следующие гаметы:

Г: Ав х Ав, ав

П1: ААвв - темные волосы и голубые глаза

Аавв - темные волосы и голубые глаза

Вероятность появления детей с каждым из генотипов равнозначка - 50%, фенотип будет один и тот же у всех детей.

2. Темноволосая женщина с кудрявыми волосами, гетерозиготная по первому признаку вступила в брак с мужчиной, имеющим темные гладкие волосы, гетерозиготным по первой аллели. Темные и кудрявые волосы - это доминантные признаки. Определите генотипы родителей, типы гамет, которые они вырабатывают, вероятные генотипы и фенотипы потомства.

Решение:

А - темные волосы

а - светлые волосы

В - кудрявые волосы

в - гладкие волосы

Получаем следующие генотипы родителей:

Р: (мать) АаВВ х (отец) Аавв

Г: АВ, аВ х Ав, ав

П1: в итоге получили 4 генотипа. Вероятность появления ребенка с каждым из генотипов неодинакова.

ААВв - темные и кудрявые волосы - 25%

АаВв - темные и кудрявые волосы (дигетерозиготный организм) - 50%

ааВв - светлые и кудрявые волосы - 25%

Вероятность появления ребенка с темными и кдрявыми волосами - 75%.

3. Темноволосая кареглазая женщина, гетерозиготная по первой аллели вступила в брак со светловолосым кареглазым мужчиной, гетерозиготным по второму признаку. Темные волосы и карие глаза - доминантные признаки, светлые волосы и голубые глаза - рецессивные признаки. Определите генотипы родителей и гаметы, которые они вырабатывают, вероятные генотипы и фенотипы потомства.

Решение:

А - темные волосы

а - светлые волосы

В - карие глаза

в - голубые глаза

Имеем следующие генотипы родителей:

Р: (мать) АаВВ х (отец) ааВв

Получаем гаметы:

Г: АВ, аВ х аВ, ав

Расщепление по генотипу: 1:1:1:1

Расщепление по фенотипу: 1:1 (50%:50%)

АаВВ и АаВв - темные волосы и карие глаза

ааВВ и ааВв - светлые волосы и карие глаза

4. Скрестили красноглазую серую (А) дрозофилу, гетерозиготную по двум аллелям, с красноглазой черной (Х В) дрозофилой, гетерозиготной по первой аллели. Определите генотипы родителей, гаметы, которые они вырабатывают, численное соотношение расщепления потомства по генотипу и фенотипу.

Решение:

А - серый цвет

а - черный цвет

Х В - красные глаза

Х в - вишневые глаза

Генотипы родителей:

Р: Х В Х в Аа х Х В Х в аа

Гаметы: Х В А, Х в а, Х В а, Х в А х Х В а, Х в а

Имеем 4 фенотипа:

Красноглазые серые особи: 1Х В Х В Аа, 2Х В Х в Аа

Красноглазые черные особи: 2Х В Х в аа, 1Х В Х В аа

Вишневоглазые черные особи: Х в Х в аа

Вишневоглазые серые особи: Х в Х в Аа

5. Черную мохнатую крольчиху, гетерозиготную по двум аллелям, скрестили с белым мохнатым кроликом, гетерозиготным по второй аллели. Черный мохнатый мех - доминантные признаки, белый гладкий мех - рецессивные признаки. Определите генотипы родителей и гаметы, которые они вырабатывают, численное соотношение расщепления потомства по фенотипам.

Решение:

А - черный цвет

а - белый мех

В - мохнатый мех

в - гладкий мех

Генотипы родителей:

Р: (мать) АаВВ х (отец) ааВв

Гаметы:

АВ, аВ, Ав, ав х аВ, ав

Имеем фенотипы потомства:

Черный мохнатый мех - 1АаВВ, 2АаВв

Белый мохнатый мех - 1ааВВ, 2ааВв

Черный гладкий мех - Аавв

Белый гладкий мех - аавв

6. У матери 3-я группа крови и положительный резус-фактор, а у отца - четвертая группа крови и отрицательный резус-фактор. Определите генотипы родителей, гаметы, которые они вырабатывают, и возможные генотипы детей.

Решение:

ВВ - третья группа крови

АВ - четвертая группа крови

DD (или Dd) - положительный резус-фактор

Генотипы родителей:

(мать) BBDD x (отец) ABdd

Гаметы: BD x Ad, Bd

Генотипы и фенотипы детей:

Так как в условии задачи не уточники гомо- или гетерозиготна мать по резус-фактору, то возмножно два варианта развития событий.

Генотипы родителей:

(мать) BBDd х (отец) ABdd

Гаметы: BD, Bd x Ad, Bd

Расщепление по генотипу и фенотипу:

ABDd - четвертая группа крови, положительный резус-фактор

BBDd - вторая группа крови, положительный резус-фактор

ABdd - четвертая группа крови, отрицательный резус-фактор

BBdd - вторая группа крови, отрицательный резус-фактор

7. От черной кошки родился один черепаховый и несколько черных котят. Указанные признаки сцеплены с полом, то есть гены окраски находятся только в половых Х-хромосомах. Ген черной окраски и ген рыжей окраски дает неполное доминирование, при сочетании этих двух генов получается черепаховая окраска. Определите генотип и фенотип отца, гаметы, которые вырабатывают родители, пол котят.

Решение:

Х А Х А - черная самка

Х а У - рыжий самец

Генотипы родителей:

(самка) Х А Х А х (самец) Х а У

Гаметы: Х А х Х а, У

Имеем фенотипы детей:

Х А Х а - черепаховые котята - самки (50%)

Х А У - черные котята - самцы (50%)

8. Гетерозиготную самку дрозофилы скрестили с серым самцом. Указанные признаки сцеплены с полом, то есть гены находятся только в половых Х-хромосомах. Серая окраска тела доминирует над желтой. Определите генотипы родителей, гаметы, которые они вырабатывают, и численное расщепление потомства по полу и окраске тела.

Решение:

Х В Х в - серая самка

Х В У - серый самец

Скрестим родителей:

(мать) Х В Х в х (отец) Х В У

Гаметы: Х В, Х в х Х В, У

Имеем расщепление в потомстве по полу:

Х В Х В, Х В У, Х В Х в, Х в У - 50%:50% или 1:1

По окраске тела:

Х В Х В - серая самка

Х В У - серый самец

Х В Х в - серая самка

Х в У - желтый самец

Имеем расщепление - 3:1

9. У томата гены, обусловливающие высокий рост растения (А) и круглую форму плода (В), сцеплены и локализованы в одной хромосоме, а гены, обусловливающие низкий рост и грушевидную форму, - в аутосоме. Скрестили гетерозиготное растение томата, имеющее высокий рост и круглую форму плода, с низким грушеплодным растением. Определите генотипы и фенотипы потомства родителей, гаметы, образующиеся в мейозе, если перекреста хромосом не было.

Растение:

А - высокое растение

а - низкое растение

В - круглые плоды

в - грушевидные плоды

Сцеплены гены: АВ, ав

Р: АаВв х аавв

Г: АВ, ав х ав

Получаем потомство:

АаВв - высокое растение с круглыми плодами

аавв - низкое растение с грушевидными плодами

Так как гены сцеплены попарно, они и наследуются парами - А и В, а и в, а так как перекреста хромосом не было, гены будут наследоваться сцепленно.

10. У дрозофилы домимнтные гены нормального крыла и серой окраски тела сцеплены и локализованы в одной хромосоме, а рецессивные гены зачаточности крыла и черной окраски тела - в другой гомологичной хромосоме. Скрестили двух дигетерозиготных дрозофил, имеющих нормальные крылья и серую окраску тела. Определите генотип родителей и гаметы, образующиеся без перекреста хромосом, а также численное соотношение расщепление потомства по генотипу и фенотипу.

Решение:

А - нормальное крыло

а - зачаточное крыло

В - серая окраска

в - черное крыло

Гены АВ и ав сцеплены (локализованы в одной хромосоме), следовательно, наследуются вместе (сцепленно).

Скрещиваем двух дигетерозиготных особей:

АаВв х АаВВ

Образуются гаметы: АВ, ав х АВ, ав

Получаем расщепление по генотипу: 1ААВВ: 2АаВв: 1аавв

Расщепление по фенотипу: 3:1, то есть 3 особи с серой окраской и нормальными крыльями (1ААВВ и 2АаВв) и 1 особь с черной окраской и зачаточными крыльями - 1аавв.

11. Каковы генотипы родителей и детей, если у светловолосой матери и темноволосого отца в браке родилось пять детей, все темноволосые? Какой закон наследования проявляется?

Решение: А - темные волосы

а - светлые волосы

В задаче существует два решения, так как отец может быть гомозиготен или гетерозиготен.

Мать - аа

Отец - АА

Р: аа х АА

Г: а х А

П1: Аа - проявляется закон единообразия, то есть у всех детей одинаковый генотип и фенотип (все темноволосые)

Мать - аа

Отец - Аа

Р: аа х Аа

Г: а х А, а

П1: Аа или аа

Расщепление по генотипу: 1Аа: 1аа

Расщепление по фенотипу: 50% Аа - темные волосы

50% аа - светлые волосы

Такое расщепление не дает гарантии рождения потомства с полученным соотношение.

12. Каковы генотипы родителей и потомства, если от скрещивания коровы с красной окраской шерсти с черным быком все потомство получено черное? Определите доминантный и рецессивный гены и характер доминирования.

Решение: задача имеет два решения, так как бык может быть гомозиготен или гетерозиготен.

А - черная окраска

а - красная окраска

I аа - корова

АА - бык

Р: АА х аа

Г: А х а

П1: Аа - проявляется закон единообразия, так как все потомство получено черное

II аа - корова

АА - бык

Р: Аа х аа

Г: А, а х а

П1: получаем 50% черных особей (Аа) и 50% красных особей (аа). Такое расщепление не дает гарантии рождения потомства с представленным соотношением.

13. Какие фенотипы и генотипы возможны у детей, если у матери первая группа крови и гомозиготный положительный резус-фактор, а у отца четвертая группа крови и отрицательный резус фактор (рецессивный признак)? Определите вероятность рождения детей с каждым из указанным признаков.

Решение:

00 - первая группа крови

АВ - четвертая группа крови

DD - положительный резус-фактор

dd - отрицательный резус-фактор

Р: (мать) 00DD х (отец) АВdd

Г: 0D x Ad, Bd

П1: 0ADd - вторая группа крови, положительный резус-фактор

0BDd - третья группа крови, положительный резус-фактор

Расщепление по генотипу и фенотипу: 1:1

Вероятность рождения детей с каждым из полученных генотипов - 50%.

14. В семье родился голубоглазый ребенок, похожий по этому признаку на отца. Мать у ребенка кареглазая, бабушка по материнской линии - голубоглазая, а дедушка - кареглазый. По отцовской линии бабушка и дедушка - кареглазые. Определите генотипы родителей и бабушки с дедушкой по отцовской линии. Какова вероятеость рождения в этой семье кареглазого ребенка?

Решение:

Р: (бабушка) аа х (дедушка) АА (бабушка) Аа х (дедушка) Аа

П1: (мать) Аа х (отец) аа

П2: 50% Аа (кареглазых) и 50% аа (голубоглазых)

Если мать ребенка гомозиготна, тогда проявился бы закон единообразия, но ребенок гомозиготен по рецессивному признаку, значит мать гетерозиготна. Ее отец скорее всего гомозиготен (и тогда проявится закон единообразия). А родители отца оба с карими глазами и могут быть только гетерозиготны, иначе отец бы не родился с голубыми глазами. вероятность рождения в этой семье кареглазого ребенка (как и голубоглазого) - 50%.

15. Женщина со светлыми волосами и прямым носом вступила в брак с мужчиной, имеющим темные волосы и римский нос, гетерозиготный по первому признаку и гомозиготный по второму. Темные волосы и римский нос - доминантные признаки. Каковы генотипы и гаметы родителей? Каковы вероятные генотипы и фенотипы деетей?

Решение:

А - темные волосы

а - светлые волосы

В - римский нос

в - прямой нос

Р: (мать) аавв х (отец) ААВв

Г: ав х АВ, Ав

П1: АаВв - темные волосы и римский нос

Аавв - темные волосы и прямой нос

Расщепление по генотипу: 1:1

Расщепление по фенотипу: 1:1

Вероятность появления ребенка с каждым из генотипов одинакова - 50%.

16. У черепаховой кошки родилось несколько котят, один из которых оказался рыжей кошкой. У кошек гены окраски шерсти сцеплены с полом и находятся только в Х-хромосомах. Черепаховая окраска шерсти возможна при сочетании гена черной и рыжей окраски. Определите генотипы родителей и фенотип отца, а также генотипы потомков.

Решение:

Х А Х а - черепаховая кошка

Так как при скрещивании получилась рыжая кошка - Х а Х а, значит черепаховая кошка скрещивалась с рыжим котом.

Р: Х А Х а х Х а У

Г: Х А, Х а х Х а, У

П1: получаем следующие фенотипы и генотипы

Х А Х а - черепаховая кошка (25%)

Х а Х а - рыжая кошка (25%)

Х А У - черный кот (25%)

Х а У - рыжий кот (25%)

По фенотипу получаем расщепление: 1 (черный) : 2 (черепаховых) : 1 (рыжий)

17. Гетерозиготную серую самку дрозофилы скрестили с серым самцом. Определите гаметы, вырабатываемые родителями, а также численное соотношение расщепления гибридов по генотипу и фенотипу (по полу и окраске тела). Указанные признаки сцеплены с полом и находятся только в Х-хромосомах. Серая окраска тела - доминантный признак.

Решение:

Х А - серая окраска

Х а - черная окраска

Р: Х А Х а х Х А У

Г: Х А, Х а х Х А, У

П1: Х А Х А - серая самка

Х А Х а - серая самка

Х А У - серый самец

Х а У - черый самец

Расщепление по полу: 50% : 50%

Расщепление по окраске: 75% : 25% (3: 1)

18. У кукурузы доминантные гены коричневой окраски и гладкой формы семян сцеплены и локализованы в одной хромосоме, а рецессивные гены белой окраски и морщинистой формы - в другой гомологичной хромосоме. Какое по генотипу и фенотипу потомство следует ожидать при скрещивании дигетерозиготного растения с белыми гладкими семенами с растением, имеющим белые морщинистые семена. Кроссинговер в мейозе не произошел. Определите гаметы, вырабатываемые родителями.

Решение: А - коричневая окраска

а - белая окраска

В - гладкая форма

в - морщинистая форма

АВ и ав - сцеплены и локализованы в одной хромосоме, значит наследуются вместе (кроссинговер не идет).

Р: АаВв х аавв

Г: АВ, ав х ав

П1: АаВв - коричневая окраска, гладкие семена

аавв - белая окраска, морщинистые семена

Расщепление: 50% : 50%.

19. У кукурузы доминантные гены коричневой окраски и гладкой формы семян сцеплены и локализованы в одной хромосоме, а рецессивные гены белой окраски и морщинистой формы - в другой гомологичной хромосоме. Какое по генотипу и фенотипу потомство следует ожидать при скрещивании дигетерозиготного растения с коричневыми морщинистыми семенами и гомозиготным растением, имеющим темные гладкие семена. В мейозе происходит кроссинговер. Определите гаметы, вырабатываемые родителями, без кроссинговера и после кроссинговера.

Решение:

А - коричневая окраска

а - белая окраска

В - гладкая форма

в - морщинистая форма

Р: АаВв х аавв

Г: АВ, ав х ав

(без кроссинговера)

И Ав и аВ - после кроссинговера

П1: АаВв - коричневые растения с гладкими семенами (50%)

аавв - белые растения с морщинистыми семенами (50%)

Расщепление по генотипу: 1: 1.

20. При скрещивании мохнатой белой крольчихи с мохнатым черным кроликом в потомстве появился один гладкий белый крольчонок. Определите генотипы родителей. В каком численном соотношении можно ожидать расщепления потомства по генотипу и фенотипу?

Решение: А - мохнатый кролик

а - гладкий кролик

В - черная окраска

в - белая окраска

Р: Аавв х АаВв

Г: Ав, ав х АВ, ав, Ав, аВ

Расщепление по генотипу: 1ААВв: 2АаВв: 2Аавв: 1ААвв: 1аавв: 1ааВв

Расщепление по фенотипу:

Черные мохнатые кролики - 37,5% (1ААВв, 2АаВв)

Мохнатые белые кролики - 37,5% (2Аавв, 1ААвв)

Гладкие черные кролики - 12,5% (1ааВв)

Гладкие белые кролики - 12,5% (1аавв)

21. Охотник купил собаку, которая имеет короткую шерсть. Ему важно знать, что она чистопородна. Какие действия помогут охотнику определить, что его собака не несет рецессивных генов - длинной шерсти? Составьте схему решения задачи и определите соотношение генотипов потомства полученного от скрещивания чистопородной собаки с гетерозиготной.

Решение: А - короткая шерсть

а - длинная шерсть

Для выявления рецессивных генов у собаки нужно скрестить ее с длинношерстной и если собака гетерозиготна, то вероятно появление длинношерстных щенят.

Р: Аа х аа

Г: А, а Х а

П1: Аа - короткая шерсть (50%)

аа - длинная шерсть (50%)

А если наша собака гомозиготна, то в первом поколении увидим проявление закона единообразия - все щенята будут короткошерстны.

Теперь, в соответствии с условиями задачи, скрестим чистопородную собаку с гетерозиготной.

Р: АА х Аа

Г: А х А, а

П1: АА и Аа - короткая шерсть

Расщепление по генотипу: 1:1

Расщепление по фенотипу: все щенки с короткой шерстью.

22. Мужчина страдает гемофилией. Родители его жены здоровы по этому признаку. Ген гемофилии (h) находится в половой Х-хромосоме. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы супружеской пары, возможного потомства, вероятность рождения дочерей-носительниц этого заболевания.

Решение: Х h - гемофилия

X h Y - мужчина, больной гемофилией

X H X H - здоровая женщина

Р: X h Y x X H X H

Г: X h , Y x X H

П1: X H X h - девочки - носительницы заболеваний

X H Y - здоровые мальчики

Вероятность рождения детей с каждым из генотипов - 50%, но все дочери, появившиеся в этой паре будут носительницами, то есть вероятность - 100%.

23. Гипертрихоз передается у человека с У хромосомой, а полидактилия (многопалость) - аутосомный доминантный признак. В семье, где отец имел гипертрихоз, а мать - полидактилию, родилась нормальная дочь. Составьте схему решения задачи и определите генотип рожденной дочери и вероятность того, что следующий ребенок будет с двумя аномальными признаками?

Решение: А - полидактилия

а - отсутствие полидактилии

У - гипертрихоз

Отец имеет гипертрихоз - ХУаа

Мать имеет полидактилию - ХХАа

Р: ХХАа х ХУаа

Г: ХА, Ха х Ха, Уа

П1: ХХАа - девочка с полидактилией и без гипертрихоза

ХХаа - здоровая девочка

ХУАа - мальчик с полидактилией и гипертрихозом

ХУаа - мальчик с гипертрихозом, без полидактилии

Вероятность рождения здоровой девочки - 25%

Вероятность рождения ребенка с двумя аномалиями - 25%.

24. Скрестили дигетерозиготные растения томатов с округлыми плодами (А) и с опушенными листьями (В) с растениями, имеющими овальные плоды и неопушенный эпидермис листа. Гены, отвечающие за строение эпидермиса листа и форму плодов, наследуются сцепленно. Составьте схему решения хадачи. Определите генотипы родителей, генотипы и фенотипы потомства, вероятность появления в потомстве растений с рецессивными признаками.

Решение: А - округлые плоды

а - овальные плоды

В - опушенные листья

в - неопушенные листья

АВ и ав - сцеплены

Р: АаВв х аавв

Г: АВ, ав х ав

П1: АаВв - округлые плоды, опушенные листья

аавв - овальные плоды, неопушенные листья

Расщепление по генопиту: 1:1.

Расщепление по фенотипу: 50% : 50%.

25. При скрещивании томата с пурпурным стеблем (А) и красными плодами (В) и томата с зеленым стеблем и красными плодами получили 750 растений с пурпурным стеблем и красными плодами и 250 растений с пурпурным стеблем и желтыми плодами. Доминантные гены пурпурной окраски стебля и красного цвета плодов наследуются независимо. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, потомства в первом поколении и соотношение генотипов и фенотипов у потомства.

Решение: А - пурпурный стебель

а - зеленый стебель

В - красные плоды

в - желтые плоды

Р: А_В_ х ааВ_

П1: 750 А_В_

250 А_вв

В первом поколении по гену цвета стебля наблюдаем единообразие, значит оба растения гомозиготны, но одно - по доминантному признаку, а второе - по рецессивному. По цвету плода получаем 75% красных плодов и 25% желтых, такое расщепление возможно только при скрещивании двух гетерозигот:

Р: ААВв х ааВв

Г: АВ, Ав х аВ, ав

П1: расщепление по генотипу: 1АаВВ: 2АаВв: 1Аавв

Расщепление по фенотипу: 3:1.

26. Известно, что хорея Гентингтона (А) - заболевание, проявляющееся после 35-40 лет и сопровождающееся прогрессирующим нарушением функций головного мозга, и положительный резус-фактор (В) наследуются как несцепленные аутосомно-доминантные признаки. Отец является дигетерозиготой по этим генам, а мать имеет отрицательный резус и здорова. Составьте схему решения задачи и определите генотипы родителей, возможного потомства и вероятность рождения резус-отрицательных детей с хореей Гентингтона.

Решение: А - хорея Гентингтона

а - нет заболевания

В - положительный резус

в - отрицательный резус

Признаки наследуются несцепленно

Отец - АаВв - есть хорея Гентингтона, положительный резус-фактор

Мать - аавв, здорова, отрицательный резус-фактор

Р: аавв х АаВв

Г: ав х АВ, Ав, аВ, ав

П1: имеем 4 разных генотипа, вероятность проявления каждого - 25%

АаВв - есть хорея Гентингтона, положительный резус-фактор

Аавв - есть хорея Гентингтона, отрицательный резус-фактор

ааВв - здорова, положительный резус-фактор

аавв - здорова, отрицательный резус-фактор

Вероятность рождения ребенка с отрицательным резус-фактором и с хореей Гентингтона - 25%.

27. Известно, что хорея Гентингтона (А) - заболевание, проявляющееся после 35-40 лет и сопровождающееся прогрессирующим нарушением функций головного мозга, и положительный резус-фактор (В) наследуются как несцепленные аутосомно-доминантные признаки. Отец является дигетерозиготой по этим генам, а мать имеет отрицательный резус и здорова. Составьте схему решения задачи и определите генотипы родителей, возможного потомства и вероятность рождения резус-положительных детей с хореей Гентингтона.

Решение: см задачу 26.

Ответ: вероятность рождения ребенка с положительным резус-фактором и с хореей Гентингтона - 25%.

28. Известно, что хорея Гентингтона (А) - заболевание, проявляющееся после 35-40 лет и сопровождающееся прогрессирующим нарушением функций головного мозга, и положительный резус-фактор (В) наследуются как несцепленные аутосомно-доминантные признаки. Отец является дигетерозиготой по этим генам, а мать имеет отрицательный резус и здорова. Составьте схему решения задачи и определите генотипы родителей, возможного потомства и вероятность рождения здоровых детей с положительным резус-фактором.

Решение: см. задачу 26.

Ответ: вероятность рождения ребенка с положительным резус-фактором - 25%.

Среди заданий по генетике можно выделить 6 основных типов, встречающихся в ЕГЭ. Первые два (на определение числа типов гамет и моногибридное скрещивание) встречаются чаще всего в части А экзамена (вопросы А7 , А8 и А30 ).

Задачи типов 3 , 4 и 5 посвящены дигибридному скрещиванию, наследованию групп крови и признаков, сцепленных с полом. Такие задачи составляют большинство вопросов С6 в ЕГЭ .

Задания шестого типа представляют собой задачи смешанного типа. В них рассматривается наследование двух пар признаков: одна пара сцеплена с Х-хромосомой (или определяет группы крови человека), а гены второй пары признаков расположены в аутосомах. Этот класс задач считается самым трудным для абитуриентов.

Ниже изложены теоретические основы генетики, необходимые для успешной подготовки к заданию С6, а также рассмотрены решения задач всех типов и приведены примеры для самостоятельной работы.

Основные термины генетики

Ген - это участок молекулы ДНК, несущий информацию о первичной структуре одного белка. Ген - это структурная и функциональная единица наследственности.

Аллельные гены (аллели) - разные варианты одного гена, кодирующие альтернативное проявление одного и того же признака. Альтернативные признаки - признаки, которые не могут быть в организме одновременно.

Гомозиготный организм - организм, не дающий расщепления по тем или иным признакам. Его аллельные гены одинаково влияют на развитие данного признака.

Гетерозиготный организм - организм, дающий расщепление по тем или иным признакам. Его аллельные гены по-разному влияют на развитие данного признака.

Доминантный ген отвечает за развитие признака, который проявляется у гетерозиготного организма.

Рецессивный ген отвечает за признак, развитие которого подавляется доминантным геном. Рецессивный признак проявляется у гомозиготного организма, содержащего два рецессивных гена.

Генотип - совокупность генов в диплоидном наборе организма. Совокупность генов в гаплоидном наборе хромосом называется геномом .

Фенотип - совокупность всех признаков организма.

Законы Г. Менделя

Первый закон Менделя - закон единообразия гибридов F 1

Этот закон выведен на основании результатов моногибридного скрещивания. Для опытов было взято два сорта гороха, отличающихся друг от друга одной парой признаков - цветом семян: один сорт имел желтую окраску, второй - зеленую. Скрещивающиеся растения были гомозиготными.

Для записи результатов скрещивания Менделем была предложена следующая схема:

А - желтая окраска семян
а - зеленая окраска семян

Формулировка закона: при скрещивании организмов, различающихся по одной паре альтернативных признаков, первое поколение единообразно по фенотипу и генотипу .

Второй закон Менделя - закон расщепления

Из семян, полученных при скрещивании гомозиготного растения с желтой окраской семян с растением с зеленой окраской семян, были выращены растения, и путем самоопыления было получено F 2 .

Р (F 1)	Aa	Aa
Г	А; a	А; a
F 2	АА; Аа; Аа; аа (75% растений имеют доминантный признак, 25% - рецессивный)

Формулировка закона: у потомства, полученного от скрещивания гибридов первого поколения, наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 3:1 , а по генотипу - 1:2:1 .

Третий закон Менделя - закон независимого наследования

Этот закон был выведен на основании данных, полученных при дигибридном скрещивании. Мендель рассматривал наследование двух пар признаков у гороха: окраски и формы семян.

В качестве родительских форм Мендель использовал гомозиготные по обоим парам признаков растения: один сорт имел желтые семена с гладкой кожицей, другой - зеленые и морщинистые.

А - желтая окраска семян, а - зеленая окраска семян,
В - гладкая форма, в - морщинистая форма.

Затем Мендель из семян F 1 вырастил растения и путем самоопыления получил гибриды второго поколения.

Р	АаВв	АаВв
Г	АВ, Ав, аВ, ав	АВ, Ав, аВ, ав
F 2	Для записи и определения генотипов используется решетка Пеннета Гаметы АВ Ав аВ ав АВ ААВВ ААВв АаВВ АаВв Ав ААВв Аавв АаВв Аавв аВ АаВВ АаВв ааВВ ааВв ав АаВв Аавв ааВв аавв

В F 2 произошло расщепление на 4 фенотипических класса в соотношении 9:3:3:1 . 9/16 всех семян имели оба доминантных признака (желтые и гладкие), 3/16 - первый доминантный и второй рецессивный (желтые и морщинистые), 3/16 - первый рецессивный и второй доминантный (зеленые и гладкие), 1/16 - оба рецессивных признака (зеленые и морщинистые).

При анализе наследования каждой пары признаков получаются следующие результаты. В F 2 12 частей желтых семян и 4 части зеленых семян, т.е. соотношение 3:1 . Точно такое же соотношение будет и по второй паре признаков (форме семян).

Формулировка закона: при скрещивании организмов, отличающихся друг от друга двумя и более парами альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всевозможных сочетаниях .

Третий закон Менделя выполняется только в том случае, если гены находятся в разных парах гомологичных хромосом.

Закон (гипотеза) «чистоты» гамет

При анализе признаков гибридов первого и второго поколений Мендель установил, что рецессивный ген не исчезает и не смешивается с доминантным. В F 2 проявляются оба гена, что возможно только в том случае, если гибриды F 1 образуют два типа гамет: одни несут доминантный ген, другие - рецессивный. Это явление и получило название гипотезы чистоты гамет: каждая гамета несет только один ген из каждой аллельной пары. Гипотеза чистоты гамет была доказана после изучения процессов, происходящих в мейозе.

Гипотеза «чистоты» гамет - это цитологическая основа первого и второго законов Менделя. С ее помощью можно объяснить расщепление по фенотипу и генотипу.

Анализирующее скрещивание

Этот метод был предложен Менделем для выяснения генотипов организмов с доминантным признаком, имеющих одинаковый фенотип. Для этого их скрещивали с гомозиготными рецессивными формами.

Если в результате скрещивания все поколение оказывалось одинаковым и похожим на анализируемый организм, то можно было сделать вывод: исходный организм является гомозиготным по изучаемому признаку.

Если в результате скрещивания в поколении наблюдалось расщепление в соотношении 1:1 , то исходный организм содержит гены в гетерозиготном состоянии.

Наследование групп крови (система АВ0)

Наследование групп крови в этой системе является примером множественного аллелизма (это существование у вида более двух аллелей одного гена). В человеческой популяции имеется три гена (i 0 , I А, I В), кодирующие белки-антигены эритроцитов, которые определяют группы крови людей. В генотипе каждого человека содержится только два гена, определяющих его группу крови: первая группа i 0 i 0 ; вторая I А i 0 и I А I А; третья I В I В и I В i 0 и четвертая I А I В.

Наследование признаков, сцепленных с полом

У большинства организмов пол определяется во время оплодотворения и зависит от набора хромосом. Такой способ называют хромосомным определением пола. У организмов с таким типом определения пола есть аутосомы и половые хромосомы - Y и Х.

У млекопитающих (в т.ч. у человека) женский пол обладает набором половых хромосом ХХ, мужской пол - ХY. Женский пол называют гомогаметным (образует один тип гамет); а мужской - гетерогаметным (образует два типа гамет). У птиц и бабочек гомогаметным полом являются самцы (ХХ), а гетерогаметным - самки (ХY).

В ЕГЭ включены задачи только на признаки, сцепленные с Х-хромосомой. В основном они касаются двух признаков человека: свертываемость крови (Х Н - норма; X h - гемофилия), цветовое зрение (Х D - норма, X d - дальтонизм). Гораздо реже встречаются задачи на наследование признаков, сцепленных с полом, у птиц.

У человека женский пол может быть гомозиготным или гетерозиготным по отношению к этим генам. Рассмотрим возможные генетические наборы у женщины на примере гемофилии (аналогичная картина наблюдается при дальтонизме): Х Н Х Н - здорова; Х Н X h - здорова, но является носительницей; Х h Х h - больна. Мужской пол по этим генам является гомозиготным, т.к. Y-хромосома не имеет аллелей этих генов: Х Н Y - здоров; X h Y - болен. Поэтому чаще всего этими заболеваниями страдают мужчины, а женщины являются их носителями.

Типичные задания ЕГЭ по генетике

Определение числа типов гамет

Определение числа типов гамет проводится по формуле: 2 n , где n - число пар генов в гетерозиготном состоянии. Например, у организма с генотипом ААввСС генов в гетерозиготном состоянии нет, т.е. n = 0 , следовательно, 2 0 = 1 , и он образует один тип гамет (АвС). У организма с генотипом АаВВсс одна пара генов в гетерозиготном состоянии (Аа), т.е. n = 1 , следовательно, 2 1 = 2 , и он образует два типа гамет. У организма с генотипом АаВвСс три пары генов в гетерозиготном состоянии, т.е. n = 3 , следовательно, 2 3 = 8 , и он образует восемь типов гамет.

Задачи на моно- и дигибридное скрещивание

На моногибридное скрещивание

Задача : Скрестили белых кроликов с черными кроликами (черный цвет - доминантный признак). В F 1 - 50% белых и 50% черных. Определите генотипы родителей и потомства.

Решение : Поскольку в потомстве наблюдается расщепление по изучаемому признаку, следовательно, родитель с доминантным признаком гетерозиготен.

На дигибридное скрещивание

Доминантные гены известны

Задача : Скрестили томаты нормального роста с красными плодами с томатами-карликами с красными плодами. В F 1 все растения были нормального роста; 75% - с красными плодами и 25% - с желтыми. Определите генотипы родителей и потомков, если известно, что у томатов красный цвет плодов доминирует над желтым, а нормальный рост - над карликовостью.

Решение : Обозначим доминантные и рецессивные гены: А - нормальный рост, а - карликовость; В - красные плоды, в - желтые плоды.

Проанализируем наследование каждого признака по отдельности. В F 1 все потомки имеют нормальный рост, т.е. расщепления по этому признаку не наблюдается, поэтому исходные формы - гомозиготны. По цвету плодов наблюдается расщепление 3:1 , поэтому исходные формы гетерозиготны.

Доминантные гены неизвестны

Задача : Скрестили два сорта флоксов: один имеет красные блюдцевидные цветки, второй - красные воронковидные цветки. В потомстве было получено 3/8 красных блюдцевидных, 3/8 красных воронковидных, 1/8 белых блюдцевидных и 1/8 белых воронковидных. Определите доминантные гены и генотипы родительских форм, а также их потомков.

Решение : Проанализируем расщепление по каждому признаку в отдельности. Среди потомков растения с красными цветами составляют 6/8 , с белыми цветами - 2/8 , т.е. 3:1 . Поэтому А - красный цвет, а - белый цвет, а родительские формы - гетерозиготны по этому признаку (т.к. есть расщепление в потомстве).

По форме цветка также наблюдается расщепление: половина потомства имеет блюдцеобразные цветки, половина - воронковидные. На основании этих данных однозначно определить доминантный признак не представляется возможным. Поэтому примем, что В - блюдцевидные цветки, в - воронковидные цветки.

Р	АаВв (красные цветки, блюдцевидная форма)	Аавв (красные цветки, воронковидная форма)
Г	АВ, Ав, аВ, ав	Ав, ав
F 1	Гаметы АВ Ав аВ ав Ав ААВв ААвв АаВв Аавв ав АаВв Аавв ааВв аавв

3/8 А_В_ - красные блюдцевидные цветки,
3/8 А_вв - красные воронковидные цветки,
1/8 ааВв - белые блюдцевидные цветки,
1/8 аавв - белые воронковидные цветки.

Решение задач на группы крови (система АВ0)

Задача : у матери вторая группа крови (она гетерозиготна), у отца - четвертая. Какие группы крови возможны у детей?

Решение :

Решение задач на наследование признаков, сцепленных с полом

Такие задачи вполне могут встретиться как в части А, так и в части С ЕГЭ.

Задача : носительница гемофилии вышла замуж за здорового мужчину. Какие могут родиться дети?

Решение :

Решение задач смешанного типа

Задача : Мужчина с карими глазами и 3 группой крови женился на женщине с карими глазами и 1 группой крови. У них родился голубоглазый ребенок с 1 группой крови. Определите генотипы всех лиц, указанных в задаче.

Решение : Карий цвет глаз доминирует над голубым, поэтому А - карие глаза, а - голубые глаза. У ребенка голубые глаза, поэтому его отец и мать гетерозиготны по этому признаку. Третья группа крови может иметь генотип I В I В или I В i 0 , первая - только i 0 i 0 . Поскольку у ребенка первая группа крови, следовательно, он получил ген i 0 и от отца, и от матери, поэтому у его отца генотип I В i 0 .

Задача : Мужчина дальтоник, правша (его мать была левшой) женат на женщине с нормальным зрением (ее отец и мать были полностью здоровы), левше. Какие могут родиться дети у этой пары?

Решение : У человека лучшее владение правой рукой доминирует над леворукостью, поэтому А - правша, а - левша. Генотип мужчины Аа (т.к. он получил ген а от матери-левши), а женщины - аа.

Мужчина-дальтоник имеет генотип X d Y, а его жена - Х D Х D , т.к. ее родители были полностью здоровы.

Задачи для самостоятельного решения

1. Определите число типов гамет у организма с генотипом АаВВСс.
2. Определите число типов гамет у организма с генотипом АаВвХ д Y.
3. Определите число типов гамет у организма с генотипом ааВВI В i 0 .
4. Скрестили высокие растения с низкими растениями. В F 1 - все растения среднего размера. Какое будет F 2 ?
5. Скрестили белого кролика с черным кроликом. В F 1 все кролики черные. Какое будет F 2 ?
6. Скрестили двух кроликов с серой шерстью. В F 1 - 25% с черной шерстью, 50% - с серой и 25% с белой. Определите генотипы и объясните такое расщепление.
7. Скрестили черного безрогого быка с белой рогатой коровой. В F 1 получили 25% черных безрогих, 25% черных рогатых, 25% белых рогатых и 25% белых безрогих. Объясните это расщепление, если черный цвет и отсутствие рогов - доминантные признаки.
8. Скрестили дрозофил с красными глазами и нормальными крыльями с дрозофилами с белыми глазами и дефектными крыльями. В потомстве все мухи с красными глазами и дефектными крыльями. Какое будет потомство от скрещивания этих мух с обоими родителями?
9. Голубоглазый брюнет женился на кареглазой блондинке. Какие могут родиться дети, если оба родителя гетерозиготны?
10. Мужчина правша с положительным резус-фактором женился на женщине левше с отрицательным резусом. Какие могут родиться дети, если мужчина гетерозиготен только по второму признаку?
11. У матери и у отца 3 группа крови (оба родителя гетерозиготны). Какая группа крови возможна у детей?
12. У матери 1 группа крови, у ребенка - 3 группа. Какая группа крови невозможна для отца?
13. У отца первая группа крови, у матери - вторая. Какова вероятность рождения ребенка с первой группой крови?
14. Голубоглазая женщина с 3 группой крови (ее родители имели третью группу крови) вышла замуж за кареглазого мужчину со 2 группой крови (его отец имел голубые глаза и первую группу крови). Какие могут родиться дети?
15. Мужчина-гемофилик, правша (его мать была левшой) женился на женщине левше с нормальной кровью (ее отец и мать были здоровы). Какие могут родиться дети от этого брака?
16. Скрестили растения земляники с красными плодами и длинночерешковыми листьями с растениями земляники с белыми плодами и короткочерешковыми листьями. Какое может быть потомство, если красная окраска и короткочерешковые листья доминируют, при этом оба родительских растения гетерозиготны?
17. Мужчина с карими глазами и 3 группой крови женился на женщине с карими глазами и 3 группой крови. У них родился голубоглазый ребенок с 1 группой крови. Определите генотипы всех лиц, указанных в задаче.
18. Скрестили дыни с белыми овальными плодами с растениями, имевшими белые шаровидные плоды. В потомстве получены следующие растения: 3/8 с белыми овальными, 3/8 с белыми шаровидными, 1/8 с желтыми овальными и 1/8 с желтыми шаровидными плодами. Определите генотипы исходных растений и потомков, если у дыни белая окраска доминирует над жел той, овальная форма плода - над шаровидной.

Ответы

1. 4 типа гамет.
2. 8 типов гамет.
3. 2 типа гамет.
4. 1/4 высоких, 2/4 средних и 1/4 низких (неполное доминирование).
5. 3/4 черных и 1/4 белых.
6. АА - черные, аа - белые, Аа - серые. Неполное доминирование.
7. Бык: АаВв, корова - аавв. Потомство: АаВв (черные безрогие), Аавв (черные рогатые), ааВв (белые рогатые), аавв (белые безрогие).
8. А - красные глаза, а - белые глаза; В - дефектные крылья, в - нормальные. Исходные формы - ААвв и ааВВ, потомство АаВв.
   Результаты скрещивания:
   а) АаВв х ААвв
   • F 2
   • АаВв красные глаза, дефектные крылья
   • ААвв красные глаза, нормальные крылья
   • Аавв красные глаза, нормальные крылья

   б) АаВв х ааВВ

   • F 2 АаВВ красные глаза, дефектные крылья
   • АаВв красные глаза, дефектные крылья
   • ааВв белые глаза, дефектные крылья
   • ааВВ белые глаза, дефектные крылья
9. А - карие глаза, а - голубые; В - темные волосы, в - светлые. Отец ааВв, мать - Аавв.
   
10. А - правша, а - левша; В - положительный резус, в - отрицательный. Отец ААВв, мать - аавв. Дети: 50% АаВв (правша, положительный резус) и 50% Аавв (правша, отрицательный резус).
11. Отец и мать - I В i 0 . У детей возможна третья группа крови (вероятность рождения - 75% ) или первая группа крови (вероятность рождения - 25% ).
12. Мать i 0 i 0 , ребенок I В i 0 ; от матери он получил ген i 0 , а от отца - I В. Для отца невозможны следующие группы крови: вторая I А I А, третья I В I В, первая i 0 i 0 , четвертая I А I В.
13. Ребенок с первой группой крови может родиться только в том случае, если его мать гетерозиготна. В этом случае вероятность рождения составляет 50% .
14. А - карие глаза, а - голубые. Женщина ааI В I В, мужчина АаI А i 0 . Дети: АаI А I В (карие глаза, четвертая группа), АаI В i 0 (карие глаза, третья группа), ааI А I В (голубые глаза, четвертая группа), ааI В i 0 (голубые глаза, третья группа).
15. А - правша, а - левша. Мужчина АаX h Y, женщина ааX H X H . Дети АаX H Y (здоровый мальчик, правша), АаX H X h (здоровая девочка, носительница, правша), ааX H Y (здоровый мальчик, левша), ааX H X h (здоровая девочка, носительница, левша).
16. А - красные плоды, а - белые; В - короткочерешковые, в - длинночерешковые.
    Родители: Аавв и ааВв. Потомство: АаВв (красные плоды, короткочерешковые), Аавв (красные плоды, длинночерешковые), ааВв (белые плоды, короткочерешковые), аавв (белые плоды, длинночерешковые).
    Скрестили растения земляники с красными плодами и длинночерешковыми листьями с растениями земляники с белыми плодами и короткочерешковыми листьями. Какое может быть потомство, если красная окраска и короткочерешковые листья доминируют, при этом оба родительских растения гетерозиготны?
17. А - карие глаза, а - голубые. Женщина АаI В I 0 , мужчина АаI В i 0 . Ребенок: ааI 0 I 0
18. А - белая окраска, а - желтая; В - овальные плоды, в - круглые. Исходные растения: АаВв и Аавв. Потомство:
    А_Вв - 3/8 с белыми овальными плодами,
    А_вв - 3/8 с белы ми шаровидными плодами,
    ааВв - 1/8 с желтыми овальными плодами,
    аавв - 1/8 с желтыми шаровидными плодами.