При оформлении задач необходимо уметь пользоваться символами, принятыми в традиционной генетике и приведенными ниже:
| ♀ | женский организм | ||||
| ♂ | мужской организм | ||||
| × | знак скрещивания | ||||
| P | родительские организмы | ||||
| F1, F2 | дочерние организмы первого и второго поколения | ||||
| А, В, С... | гены, кодирующие доминантные признаки | ||||
| а, b, с... | аллельные им гены, кодирующие рецессивные признаки | ||||
| АА, ВВ, СС... | генотипы особей, моногомозиготных по доминантному признаку | ||||
| Аа, Вb, Сс... | генотипы моногетерозиготных особей | ||||
| аа, bb, сс... | генотипы рецессивных особей | ||||
| АаВb, AaBbCc | генотипы ди- и тригетерозигот | ||||
| АB, CD, ab, cd | генотипы дигетерозигот в хромосомной форме при независимом и сцепленном наследовании | ||||
| гаметы |
Пример записи схемы скрещивания (брака)
А – желтая окраска семян, а – зеленая окраска семян.
| Запись в буквенной форме: | Запись в хромосомной форме: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ
ЗАДАЧА №1.
Определите генотипы родительских растений гороха, если при их скрещивании образовалось 50% растений с жёлтыми и 50% - с зелёными семенами (рецессивный признак).
Решение задачи:
ЗАДАЧА № 2.
У кукурузы гены зелёной окраски проростков (А) и матовых листьев (В) сцеплены друг с другом и находятся в одной хромосоме, а рецессивные гены жёлтой окраски проростков и блестящих листьев также сцеплены. При скрещивании растений, имеющих зелёные проростки и матовые листья, и растений, имеющих жёлтые проростки и блестящие листья, было получено 390 растений с зелёными проростками и матовыми листьями растений с жёлтыми проростками и 388 и блестящими листьями. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родительских форм и потомства. Обоснуйте результаты скрещивания.
1. Условие задачи.
| Признак, фенотип | Ген, генотип |
| Зелёная окраска проростков | А |
| Жёлтая окраска проростков | а |
| Матовые листья | В |
| Блестящие листья | в |
| Р: зелёные проростки, матовые листья | ? |
| жёлтые проростки, блестящие листья | ? |
| F: зелёные проростки, матовые листья (390 растений) | ? |
| жёлтые проростки, блестящие листья (388 растений) | ? |
2. Схема решения задачи:
3. Объяснения решения задачи.
Т.к. по условию задачи гены находятся в одной хромосоме и сцеплены, а при скрещивании появилось потомство в соотношении 1: 1 (390: 388) с признаками, характерными для родительских форм, то один из родителей был дигетерозиготен, а другой – дигомозиготен по двум парам признаков. Гены сцеплены, следовательно, между ними процесс кроссинговера не происходит (поэтому у родительской формы с генотипом АаВв образуется два типа гамет, а не четыре).
4. Ответ:
1) генотипы родителей: ♀ (зелёные проростки, матовые листья) – АаВв (гаметы АВ, ав), ♂ (жёлтые проростки, блестящие листья) – аавв (гаметы ав);
2) генотипы потомков – АаВв: аавв.
3) фенотипы потомков: зелёные проростки, матовые листья (390 растений), жёлтые проростки, блестящие листья (388 растений).
ЗАДАЧА № 3.
Известно, что при дигибридном анализирующем скрещивании у потомков происходит расщепление по фенотипу в соотношении 1: 1: 1: 1. Объясните, почему же в опытах, которые проводил Т. Морган, при скрещивании самки дрозофилы, имеющей серое тело и нормальные крылья (дигетерозиготная), с самцом, у которого чёрное тело и зачаточные крылья (рецессивные признаки), произошло расщепление по фенотипу в следующем соотношении: 41,5% дрозофил с серым телом и нормальными крыльями, 41,5% мух имели чёрное тело и зачаточные крылья, 8,5% - с серым телом, зачаточными крыльями и 8,5% - с чёрным телом и нормальными крыльями. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родительских форм. Обоснуйте результаты скрещивания.
1. Условие задачи.
| Признак, фенотип | Ген, генотип |
| Серое тело | А |
| Чёрное тело | а |
| Нормальные крылья | В |
| Зачаточные крылья | в |
| Р: ♀ серое тело, нормальные крылья | ? |
| ♂ чёрное тело, зачаточные крылья | ? |
| F: 41,5% серое тело, нормальные крылья | ? |
| 41,5% чёрное тело, зачаточные крылья | ? |
| 8,5% серое тело, зачаточные крылья | ? |
| 8,5% чёрное тело, нормальные крылья | ? |
2. Схема решения задачи:
3. Объяснения решения задачи.
В скрещивании участвуют особи: гетерогенная по двум парам признаков (АаВв) и дигомозиготная (аавв). В процессе образования гамет в мейозе может происходить конъюгация и кроссинговер. В результате этого идёт перекомбинация генов и возникают новые сочетания. Но если гены расположены в одной хромосоме и очень близко (т.е. сцеплены), то вероятность кроссинговера снижается. Этим можно объяснить то, что нарушается закономерность, установленная Г.Менделем. эта закономерность была выявлена американским генетиком Т. Морганом и названа законом сцепленного наследования.
4. Ответ:
1) генотипы родителей: ♀ (серое тело, нормальные крылья) – АаВв, ♂ (чёрное тело, зачаточные крылья) – аавв; 2) у самки образуются два типа некроссоверных гамет (АВ, ав), т.к. кроссинговер не происходит, и два типа кроссоверных гамет за счёт процесса кроссинговера (Ав, аВ); у самца образуется один тип гамет (ав); 3) случайное сочетание гамет друг с другом при оплодотворении формирует четыре вида фенотипов, но так как гены сцеплены, то исходные фенотипы образуются чаще (по 41,5%).
ЗАДАЧА № 4.
У человека наследование серповидноклеточной анемии не сцеплено с полом (Ā - нормальный гемоглобин, а – серповидноклеточная анемия), а гипертрихоза (волосатые уши) – сцеплено с Y-хромосомой. Определите генотипы родителей, а также возможные генотипы, пол и фенотипы детей от брака дигомозиготной нормальной по обеим аллелям женщины и мужчины с серповидноклеточной анемией и гипертрихозом. Составьте схему решения задачи.
1. Условие задачи.
| Признак, фенотип | Ген, генотип |
| Нормальный гемоглобин | Ā |
| Серповидноклеточная анемия | а |
| Норма | Y |
| Гипертрихоз (волосатые уши) | Yg |
| Р: ♀ здорова | ĀĀХХ |
| ♂ серповидноклеточная анемия и гипертрихоз | ааХYg |
| F: | ? |
2. Схема решения задачи:
3. Объяснения решения задачи.
Так как женщина по обеим аллелям является дигомозиготной, то её генотип – ĀĀХХ. А так как мужчина страдает и серповидноклеточной анемией, и гипертрихозом, то его генотип – ааXYg. У женщины образуется один тип гамет (ĀХ), а у мужчины – два типа (аХ, аYg). При оплодотворении происходит случайное сочетание гамет, что приводит к образованию различных генотипов и фенотипов: ♀ (50%) – имеют часть эритроцитов серповидной формы и не страдают гипертрихозом (ĀаХХ), ♂ (50%) – страдают гипертрихозом, часть эритроцитов серповидной формы (ĀаХ Yg).
4. Ответ:
1) генотипы родителей: ♀ (здорова) – ĀĀХХ (гаметы ĀХ), ♂ (серповидноклеточная анемия и гипертрихоз) - аа ХYg (гаметы аХ, аYg) 2) генотипы и пол возможных потомков: ♀ часть эритроцитов серповидные, гипертрихоз отсутствует; ♂ часть эритроцитов серповидные и гипертрихоз; 3) генотипы детей: - ♀ - ĀаХХ, ♂ - ĀаХYg.
ЗАДАЧА № 5.
У человека ген длинных ресниц доминирует над геном коротких, а широкие пушистые брови – над нормальными. Женщина с длинными ресницами и широкими пушистыми бровями, у отца которой были короткие ресницы и нормальные брови, вышла замуж за мужчину с доминантными признаками, гомозиготного по обеим аллелям. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, фенотипы и генотипы возможного потомства.
1. Условие задачи.
| Признак, фенотип | Ген, генотип |
| Длинные ресницы | А |
| Короткие ресницы | а |
| Широкие пушистые брови | В |
| Нормальные брови | в |
| Р: ♀ длинные ресницы и широкие пушистые брови | А?В? |
| ♂ длинные ресницы и широкие пушистые брови | ААВВ |
| F: | ? |
2. Схема решения задачи:
3. Объяснения решения задачи.
По условию задачи и женщина, и мужчина имеют фенотипическое проявление доминантных признаков, но отец женщины имел рецессивные признаки, поэтому генотипы родителей будут: у женщины (дигетерозиготная) – АаВв, а у мужчины (дигомозиготный) – ААВВ. У женщины образуется четыре типа гамет (АВ, Ав, аВ, ав), у её мужа – один тип (АВ). В этой семье могут родиться только дети с доминантными признаками, но с различными генотипами.
4. Ответ: 1) генотипы родителей: ♀ (длинные ресницы и широкие пушистые брови) – АаВв (гаметы АВ, Ав, аВ, ав), ♂ (длинные ресницы и широкие пушистые брови) – ААВВ (гаметы АВ); 2) генотипы потомков: ААВВ, АаВВ, ААВв, АаВв; 3) фенотипы потомков: 100% с длинными ресницами и широкими пушистыми бровями.
ЗАДАЧА № 6.
У фасоли жёлтая окраска бобов доминирует над зелёной окраской, а чёрная окраска семян – над белой. При скрещивании фасоли с жёлтыми бобами и чёрными семенами с растением, которое имеет жёлтые бобы и белые семена, получили 53 растения с жёлтыми бобами и чёрными семенами, 48 – с жёлтыми бобами и белыми семенами, 19 – с зелёными бобами и чёрными семенами и 15 – с зелёными бобами и белыми семенами. Определите генотипы родительских форм и потомков. Как можно объяснить появление четырёх фенотипических классов? Каков характер наследования этих признаков?
1. Условие задачи.
| Признак, фенотип | Ген, генотип |
| Жёлтая окраска бобов | А |
| Зелёная окраска бобов | а |
| Чёрная окраска семян | В |
| Белая окраска семян | в |
| Р: ♀ жёлтые бобы, чёрные семена | ? |
| ♂ жёлтые бобы, белые семена | ? |
| F: 53 – жёлтые бобы, чёрные семена | ? |
| 48 – жёлтые бобы, белые семена | ? |
| 19 – зелёные бобы, чёрные семена | ? |
| 15 – зелёные бобы, белые семена | ? |
2. Схема решения задачи:
3. Объяснения решения задачи.
Так как у гибридов наблюдается расщепление по окраске бобов в соотношении жёлтые бобы: зелёные бобы = 6: 2 = 3: 1, следовательно, родительские формы были гетерозиготными по этой паре признаков, а по окраске семян – чёрные семена: белые семена = 4: 4 = 1: 1 (как при анализирующем скрещивании), следовательно, по этой паре признаков один организм – гетерозиготен; их генотипы – АаВв, Аавв. Появление четырёх фенотипических классов объясняется тем, что гены, отвечающие за окраску бобов и семян, не сцеплены; наследование признаков независимое.
4. Ответ:
1) генотипы родителей: ♀ (жёлтые бобы, чёрные семена) – АаВв (гаметы АВ, Ав, аВ, ав), ♂ (жёлтые бобы, белые семена) – Аавв (гаметы Ав, ав) 2) фенотипы и генотипы потомков: жёлтые бобы, чёрные семена (2 АаВв, ААВв), жёлтые бобы, белые семена (2 Аавв, ААвв), зелёные бобы, чёрные семена (ааВв), зелёные бобы, белые семена (Аавв); 3) появление четырёх фенотипических классов объясняется тем, что гены, отвечающие за окраску бобов и семян, не сцеплены; наследование признаков независимое.
ЗАДАЧА № 7.
Дигетерозиготную чёрную длинношёрстную самку морской свинки скрестили с коричневым короткошёрстным самцом. Доминантные гены (чёрная и длинная шерсть) локализованы в одной хромосоме, кроссинговер не происходит. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, фенотипы и генотипы потомства. Каков характер наследования этих признаков?
1. Условие задачи.
| Признак, фенотип | Ген, генотип |
| Чёрная окраска шерсти | А |
| Коричневая окраска шерсти | а |
| Длинная шерсть | В |
| Короткая шерсть | в |
| Р: ♀ чёрная длинношёрстная | АаВв |
| ♂ коричневый короткошёрстный | ? |
| F:? | ? |
| Характер наследования признаков | ? |
2. Схема решения задачи:
3. Объяснения решения задачи.
Самка дигетерозиготная, у самца фенотипически проявляются рецессивные признаки, следовательно, их генотипы - ♀АаВв, ♂аавв. У самки образуются два типа гамет (АВ, ав), так как по условию задачи гены находятся в одной хромосоме и кроссинговер между ними не происходит. В результате скрещивания образуется два фенотипических класса потомков – чёрные длинношёрстные (АаВв) и коричневые короткошёрстные (аавв). Признаки окраски и длины шерсти наследуются сцеплено.
4. Ответ: 1) генотипы родителей: ♀ (чёрная длинношёрстная) – АаВв (гаметы АВ, ав), ♂ (коричневый короткошёрстный) – Аавв (гаметы ав); 2) генотипы и фенотипы потомков: чёрные длинношёрстные – АаВв, коричневые короткошёрстные – Аавв; 3) признаки окраски и длины шерсти наследуются сцеплено.
ЗАДАЧА № 7.
У кур чёрный цвет оперения (R) доминирует над красным, наличие гребня (S) над его отсутствием. Гены не сцеплены. Красного петуха с гребнем скрещивают с чёрной курицей без гребня. Всё потомство имеет гребень, половина с чёрным оперением, половина – с красным. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и потомства. Какова вероятность появления во втором поколении чёрных с гребнем?
генотипы: ♀ - Rrss, ♂ - rrSS; гибридов I поколения – RrSS, rrSs
1. Условие задачи.
| Признак, фенотип | Ген, генотип |
| Чёрное оперение | R |
| Красное оперение | r |
| Наличие гребня | S |
| Отсутствие гребня | s |
| Р: ♀ чёрная без гребня | R?ss |
| ♂ красный с гребнем | rrS? |
| F1: 50% с чёрным оперением и гребнем | ? |
| 50% с красным оперением и гребнем | ? |
2. Схема решения задачи:
2. Объяснения решения задачи.
Так как в первом поколении произошло расщепление признака, то окраска оперения по фенотипу в соотношении 1: 1, можно сделать вывод, что петух по этому признаку гомозиготен, а курица – гетерозиготна. Всё потомство имеет гребень, следовательно, петух и курица по этому признаку гомозиготны и имеют генотипы - ♀Rrss, ♂rrSS. Во втором поколении вероятность появления птиц с чёрным оперением и гребнем составляет 3/8, или 37,5%.
4. Ответ: 1) генотипы родителей: ♀ - Rrss (гаметы Rs, rs), ♂ - rrSS (гаметы rS); 2) генотипы и фенотипы гибридов первого поколения – RrSS (чёрные с гребнем), rrSs (красные с гребнем); 3) вероятность появления во втором поколении чёрных птиц с гребнем - 3/8, или 37,5%.
ЗАДАЧА № 8.
У человека карий цвет глаз доминирует над голубым, а способность владеть правой рукой – над способностью владеть левой рукой. Гены обоих признаков находятся в различных хромосомах. Кареглазый правша, мать которого была голубоглазой правшой, а отец – кареглазым правшой, женился на голубоглазой левше. Определите генотипы родителей, генотипы и фенотипы потомков. Составьте схему решения задачи. Ответ поясните.
1. Условие задачи.
| Признак, фенотип | Ген, генотип |
| Карий цвет глаз | А |
| Голубой цвет глаз | а |
| Правша | В |
| Левша | в |
| Р: ♀ голубоглазая левша | аавв |
| ♂ кареглазый правша | А?ВВ |
| F:? | ? |
2. Схема решения задачи:
3. Объяснения решения задачи.
Кареглазый правша, мать которого была голубоглазой, имеет генотип АаВВ (гаметы АВ, аВ), а голубоглазый левша – аавв (гаметы ав). В этой семье могут родиться дети: кареглазые правши и голубоглазые правши.
4. Ответ: 1) генотипы родителей: ♀ (голубоглазая левша) – аавв (гаметы ав), ♂ (кареглазый правша) – АаВВ (гаметы АВ, аВ) 2) генотипы потомков – 50% АаВв, 50% ааВв. 3) фенотипы потомков: голубоглазые правши и кареглазые правши.
ЗАДАЧА № 9.
У дурмана пурпурная окраска цветков (А) доминирует над белой (а), колючие семенные коробочки (В) – над гладкими (в). От скрещивания дурмана с пурпурными цветками и гладкими коробочками с растением, имеющим белые цветки и колючие коробочки, получено 394 растения с пурпурными цветками и колючими коробочками и 402 – с пурпурными цветками и гладкими коробочками. Каковы генотипы родителей и потомков? Каков характер наследования признаков?
1. Условие задачи.
| Признак, фенотип | Ген, генотип |
| Пурпурная окраска венчика | А |
| Белая окраска венчика | а |
| Колючие семенные коробочки | В |
| Гладкие семенные коробочки | в |
| Р: ♀ пурпурные цветки и гладкие коробочки | А?вв |
| ♂ белые цветки и колючие коробочки | ааВ? |
| F: 394 пурпурные цветки и колючие коробочки | ? |
| 402 пурпурные цветки и гладкие коробочки | ? |
2. Схема решения задачи:
3. Объяснения решения задачи.
Так как у потомков венчик имеет только пурпурную окраску, можно сделать вывод, что родительская форма с пурпурными цветками по этому признаку гомозиготна. А по форме семенных коробочек другая родительская форма гетерозиготна: у потомков происходит расщепление по этой аллели в соотношении приблизительно 1: 1.
4. Ответ: 1) генотипы родителей: ♀Аавв (пурпурные цветки и гладкие коробочки), ♂ааВв (белые цветки и колючие коробочки); 2) генотипы потомков: АаВв (пурпурные цветки и колючие коробочки), Аавв (пурпурные цветки и гладкие коробочки); 3) характер наследования признаков – независимое наследование.
ЗАДАЧА № 10.
У человека признак полные губы доминируют над признаком тонкие губы, а ямочки на щеках – над гладкими (без ямочек) щеками. Гены не сцеплены, наследуются как аутосомные признаки. Отец дигомозиготен, а мать – дигетерозиготна. Определите генотипы и фенотипы родителей, возможных детей. Составьте схему решения задачи. Какой закон наследственности проявляется в данном случае? Какова вероятность рождения ребёнка с признаками матери?
1. Условие задачи.
| Признак, фенотип | Ген, генотип |
| Полные губы | А |
| Тонкие губы | а |
| Ямочки на щеках | В |
| Гладкие щёки | в |
| Р: ♀ дигетерозиготная | ? |
| ♂ дигомозиготный | ? |
| F1:? | ? |
| Какой закон наследственности проявляется? | ? |
2. Схема решения задачи:
3. Объяснения решения задачи.
Отец дигомозиготен, мать – дигетерозиготная (гены не сцеплены), их генотипы: ♂ - аавв (гаметы ав). ♀ - АаВв (гаметы АВ, Ав, аВ, ав). В этой семье могут появиться дети со следующими генотипами и фенотипами: АаВв (полные губы, ямочки на щеках), Аавв (полные губы, гладкие щёки), ааВв (тонкие губы, ямочки на щеках), аавв (тонкие губы, гладкие щёки). В данном случае проявляется закон независимого наследования признаков (III закон Г.Менделя). вероятность рождения ребёнка с признаками матери (АаВв, полные губы, ямочки на щеках) составляет 25%, или ¼.
4. Ответ: 1) генотипы родителей: ♀ (полные губы, ямочки на щеках) – АаВв (гаметы АВ, Ав, аВ, ав), ♂ тонкие губы, гладкие щёки) – аавв (гаметы ав); 2) генотипы и фенотипы возможных детей – ♂ Аавв (гамет ав); 3) в данном случае проявляется закон независимого наследования признаков (III закон Г.Менделя). Вероятность рождения ребёнка с признаками матери (АаВв, полные губы, ямочки на щеках) составляет 25%, или ¼.
ЭТО ИНТЕРЕСНО!
Из-за генетической связи цвета шерсти и хромосомы, определяющей пол, в подавляющем большинстве случаев трёхцветными бывают кошки, а не коты.
