Задачі для самостійного розв'язання

1. Які типи гамет утворюють морські свинки таких генотипів:

а) СсДд; б) ссДД?

2. Які типи гамет утворюють рослини таких генотипів: а)АаВвСС; б)ААВвсс?

3. У людини темна емаль зубів і нормальний слух – домінантні ознаки, нормальний колір емалі і спадкова глухота – рецесивні ознаки. Яка ймовірність народження дітей з нормальним кольором емалі і нормальним слухом від шлюбу дигетерозиготних батьків, які мали темну емаль зубів і нормальний слух?

4. Від схрещування гороху з жовтим насінням і високим стеблом 1/16 потомства мала зелене насіння і карликове стебло. Установити генотипи батьківських форм. Відповідь підтвердити схемою схрещування. Слід зазначити, що жовте насіння і високе стебло – домінантні ознаки, а зелене насіння і карликове стебло – рецесивні ознаки.

5. Яка ймовірність одержання чорних коротковусих і брунатних довговухих мишенят унаслідок схрещування дигетерозиготних чорних довговухих мишей? Чорний колір шерсті і довгі вуха – домінантні ознаки.

6.У свиней біла щетина і коротконогість – домінантні ознаки, а чорна щетина і ноги нормальної довжини – рецесивні ознаки. На свинофермі від схрещування білого кнура з короткими ногами і чорних свиноматок, у яких теж короткі ноги, все потомство було білим, але 86 поросят були коротконогими і 27 поросят мали ноги нормальної довжини. Визначити генотипи батьківських форм.

7. У людини краще володіння правою рукою (правша) і короткопалість –домінантні ознаки, а краще володіння лівою рукою (лівша) і пальці нормальної довжини – рецесивні ознаки. Короткопалий юнак-правша одружився з короткопалою гомозиготною дівчиною-лівшею. Батько юнака мав пальці нормальної довжини, а мати була лівшею. Яка ймовірність народження дитини з фенотипними ознаками юнака?

8. У людини темна емаль зубів і спадкова карликовість – домінантні ознаки, а нормальний колір емалі зубів і нормальний ріст – рецесивні ознаки. Дівчина карликового росту з темною емаллю зубів вийшла заміж за юнака карликового росту (гомозиготного за цією ознакою), який мав нормальний колір емалі зубів. Мати дівчини була нормального росту, а батько мав нормальний колір емалі..Яка ймовірність народження від цього шлюбу дітей, які за фенотипом і генотипом будуть подібні до дівчини?

9. Чоловік страждає на глухоту (рецесивна ознака) і на одну із форм катаракти, яка успадковується як домінантна ознака. У жінки ці вади відсутні, але її мати була глухою. Яка ймовірність народження від їх шлюбу дітей, фенотипно подібних до жінки, якщо члени родоводу чоловіка по материнській лінії катаракти не мали?

10. Батько багатопалий (домінантна ознака) і має руде волосся (рецесивна ознака), а мати має нормальну кількість пальців і не руде волосся. Від їх шлюбу народилась багатопала дитина з рудим волоссям. Чи можна стверджувати, що обидві ці ознаки дитина успадкувала лише від батька? Висновок підтвердити відповідним розв’язком.

11. У людини далекозорість і біле пасмо волосся – домінантні ознаки, а нормальний зір і відсутність білого пасма – рецесивні ознаки. Далекозорий юнак (гетерозиготний за цією ознакою) без білого пасма одружився з далекозорою дівчиною, яка мала біле пасмо. Які за фенотипом можуть бути їхні діти, якщо у батька дівчини нормальний зір і відсутнє біле пасмо волосся?

12. Темноволосий чоловік, який страждає на мігрень, одружився з темноволосою (гомозиготною за цією ознакою) дівчиною, яка не мала зазначеної хвороби. Батько юнака був світловолосим і не хворів на мігрень. Яка ймовірність захворювання їхніх дітей на мігрень? Темний колір волосся і захворювання на мігрень — домінантні ознаки.

13. Яка ймовірність народження дітей без ластовиння на обличчі і з товстими губами від шлюбу чоловіка і жінки з ластовинням на обличчі і товстими губами, якщо у чоловіка батько був без ластовиння на обличчі і мав тонкі губи, і такий же фенотип був у матері жінки? Ластовиння на обличчі і товсті губи – домінантні ознаки.

14. У людини ямки на щоках і монголоїдний розріз очей – домінантні ознаки, а відсутність ямок на щоках і європеоїдний розріз очей –рецесивні ознаки. Від шлюбу чоловіка і жінки, які мали ямки на щоках і монголоїдний розріз очей, народилась дитина без ямок на щоках і з європеоїдним розрізом очей. Установити генотипи батьків.

15. Від шлюбу чоловіка і жінки народилось четверо дітей: кароока дитина з римським носом, кароока дитина з прямим носом, сіроока дитина з римським носом і сіроока дитина з прямим носом. Визначити генотип і фенотип батьків, якщо карі очі і римський ніс – домінантні ознаки.

16. Глухонімий чоловік з нормальною пігментацією шкіри одружився з дівчиною, яка мала нормальний слух, але була альбіносом. Від їх шлюбу народилась глухоніма дитина-альбінос. У сім'ї знову чекають на дитину. Яка ймовірність, що і друга дитина теж успадкує ці аномалії? Глухонімота і альбінізм – рецесивні ознаки.

17. У кішок ген чорного забарвлення вовни (В) домінує над геном рудого забарвлення (в), а ген короткої вовни (S) домінує над геном довгої вовни (s). Побудуйте решітку Пеннета для кожного із наступних схрещувань: a) ВвSs х Ввss; б) ВВSs х Ввss; в) ВвSs х ввss.

18. У рослин томата ген пурпурного забарвлення стебел (А) домінує над геном зеленого забарвлення (а), а ген червоного забарвлення плодів (R) домінує над геном жовтого забарвлення (r). Якщо схрестити дві рослини томата, гетерозиготні за обома цими ознаками, то якою буде серед нащадків частка рослин: а) із пурпурними стеблами і червоними плодами; б) із зеленими стеблами і червоними плодами; в) із пурпурними стеблами і жовтими плодами?

19. У людини хвилясте волосся (А) домінує над прямим волоссям (а), полідактилія (В) над нормальною кількістю пальців (b). Чоловік з генотипом АаВb одружився із жінкою з генотипом ааbb. Визначте фенотипи батьків, а також фенотипи й генотипи дітей від цього шлюбу.

 

 

Практична робота №6

Тема. Розв’язання типових задач з генетики. Хромосомна теорія спадковості.

Мета:сформувати практичні уміння і навички розв'язування задач і вправ по темі "Хромосомна теорія спадковості. Зчеплене успадкування". Обладнання та матеріали: збірники задач, таблиці "ДНК", "РНК".

Методичні вказівки.

Вивчаючи та порівнюючи хромосомні набори самців і самок, учені встановили, що у багатьох випадках визначення статі залежить від генотипу. У соматичних клітинах самця та самки всі пари хромосом, крім однієї, схожі і несуть однакові типи генів. Хромосоми, представлені в обох статей однаковими гомологічними парами, називаються аутосомами. Пара хромосом, за якою відрізняють самця від самки, називається статевою. У людини 22 пари аутосом і одна пара статевих хромосом.

Статеві хромосоми бувають двох типів: X і Y. Стать визначається їхнім сполученням (XX або XY). Стать, яка визначається наявністю XX –хромосом, на­зивається гомогаметною, а наявністю XY – хромосом — гетерогаметною. Гетерогаметні утворюють 2 типи гамет за статевими хромосомами: X, Y; гомогаметні — один тип: X. У більшості організмів (ссавці і людина, рептилії, амфібії, мухи тощо) жіноча стать гомогаметна (XX), чоловіча — гетерогаметна (XY). У птахів, деяких риб, метеликів самці гомогаметні (XX), а самки — гетерогаметні (XY). У деяких випадках стать визначається відсутністю однієї хромосоми у парі: у прямокрилих, павуків самки мають XX – набір, а самці — XО – набір хромосом. Крім хромосомного, є інші механізми визначення статі. Наприклад, у деяких безхребетних (коловерток, черв’яка-динофілюса) стать визначається до запліднення. З яйцеклітин, багатих на жовток і великих, утворюються самки, з дрібніших — самці. На формування статі деяких риб і земноводних впливають умови довкілля — у них закладаються водночас зачатки чоловічих і жіночих статевих залоз, але розвивається тільки один тип. У випадках визначення статі за хромосомним набором співвідношення становить 1:1.

Успадкування ознак, зчеплених зі статтю. Є ознаки, на характер успадкування яких впливає стать організму. Це пояснюється неоднаковим генним складом X та Y – хромосом. Втрата X – хромосоми спричиняє загибель зиготи. Y – хромосома зустрічається тільки у особин однієї статі. Більшість ознак у цій парі зосереджені в X – хромосомі, бо в Y – хромосомі кількість генів обмежена. У гетерогаметних особинах деякі гени не мають пари, ці ознаки несе тільки X– NT>хромосома. Тому ознаки, розташовані в статевих хромосомах (зчеплені зі статтю), по-іншому проявляються у різних статей. Так, ген дальтонізму у людини знаходиться в статевій X – хромосомі і є рецесивним. Його носієм може бути жінка, а прояв ознаки спостерігається у чоловіків.

Хромосомна теорія спадковості багато в чому визначила розвиток не тільки генетики, але й усієї біології. За її допомогою з'ясували матеріальну основу законів спадковості, встановлених Г.Менделем, і стало зрозумілим, чому у певних випадках успадкування ознак відхиляється від цих законів.

Основні положення хромосомної теорії спадковості. 1. Гени розташовані вздовж хромосом у лінійному порядку.
2. Кожен ген займає в хромосомі певну ділянку – локус, алельні гени заповнюють однакові локуси гомологічних хромосом.
3. Усі гени однієї хромосоми утворюють групу зчеплення, завдяки чому відбувається успадкування деяких ознак; сила зчеплення між двома генами обернено пропорційна відстані між ними;
4. Зчеплення між генами, розташованими в одній хромосомі, порушується внаслідок кросинговеру, під час якого гомологічні хромосоми обмінюються своїми ділянками.
5. Кожен біологічний вид характеризується певним каріотипом.

Усі гени, розташовані в одній хромосомі, утворюють групу зчеплення, внаслідок чого ознаки, які визначаються ними, успадковуються зчеплено. Сила зчеплення між двома генами, розміщеними в одній хромосомі, обернено пропорційна відстані між ними. Кількість груп зчеплення в організмів певного виду дорівнює числу хромосом у його геномі.

При розв’язанні задач щодо визначення кількості груп зчеплення звичайно приймається до уваги диплоїдний набір хромосом, характерний для того чи іншого виду без урахування статі.

З метою полегшення розв’язування задач використовують особливий запис генотипу і гамет, який дає змогу в письмовій формі диференціювати зчеплені ознаки від ознак, гени яких знаходяться в різних хромосомах. Наприклад, генотип дигетерозиготи АаВв можна записати як або .

Дві паралельні лінії символізують гомологічні хромосоми, а комбінації генів над і під цими лініями – групи зчеплення, успадковані організмом від матері (верхня) і від батька (під низом). Гамети з вихідними групами зчеплення (незмінною комбінацією генів) називають некросоверними, а гамети з новими комбінаціями генів – кросоверними. У запису гамет теж використовують символічні хромосоми. Наприклад, в особини з генотипом за умов повного зчеплення утворюються лише некросоверні гамети (АВ) і (ав), а за умов неповного зчеплення, окрім уже записаних сортів гамет, утворюються ще і кросоверні гамет (Ав) і (аВ). Отже, при повному зчепленні дигетерозиготний організм продукує два сорти гамет, а при неповному зчепленні – чотири сорти гамет.

Такий вид запису генотипів і гамет використовується для позначення зчеплених ознак, гени яких локалізовані в аутосомах.

Зчеплення між генами порушується у результаті кросинговеру (перехресту хромосом). Частота кросинговеру для кожної пари зчеплених генів відносно стала та пропорційна відстані між ними.

На підставі цих закономірностей було зроблено висновок, що гени розташовані в хромосомі по її довжині один за одним (в лінійному порядку). Згодом це підтвердили відкриттям будови молекули ДНК, у якій нуклеотиди - носії спадкової інформації - розміщені послідовно один за одним.

За одиницю відстані між генами у хромосомі прийнято морганіду (названу на честь Т.Х.Моргана) - відстань між двома генами, яка дорівнює 1% кросинговера. Отже, 12 % кросоверів означають, що дигетерозигота утворила 12% кросоверних гамет і що відстань між генами А і В (а також а і в, А і в, а і В) становить 12% або і 2 морганід.

Частота кросинговеру для різних пар генів варіює від часток одиниці до 50. Якщо відстань становить 50 морганід і більше - стани ознак успадковуються незалежно, незважаючи на розміщення генів в одній хромосомі.

Наприклад, у дрозофіли відстань між геном, що визначає колір тіла і геном, який визначає довжину крил, дорівнює 18 морганідам. Це означає, що при мейозі утворюватиметься 18% кросоверних гамет та 82% некросоверних, і 18% особин будуть мати новий генотип і фенотип, який не спостерігався у батьківських форм.

Хід роботи

Розв’язування задач

1. Який буде зір у дітей від шлюбу дальтоніка з жінкою яка не є носієм гену дальтонізму?

D- нормальний зір.

d- дальтонізм.

б) Р ХDХ^D x X^dУ
Г Х^D, Х^D; X^d , У
F1 Х^DХ^d, Х^DУ, Х^DХ^{d, XDY}

д зд. зд. Д зд. зд.

Відповідь. Усі діти мають нормальний зір.

 

Задача 2

У томатів високий зріст стебла домінує над карликовим, а ку­ляста форма плоду — над грушоподібною, гени висоти стебла й фор­ми плоду зчеплені й перебувають на відстані 20 морганід один від одного. Які нащадки з'являться при схрещуванні гетерозиготної за обома ознаками рослини з карликовою, яка має грушоподібні плоди?

Орієнтир до розв'язання задачі

Відстань 20 морганід між генами означає, що кросинговер між цими генами дорівнює 20 %. Виходить, у нащадків буде утворюва­тися 20 % кросоверних генотипів.

А — ген, що визначає високий зріст стебла, а — ген, що визна­чає карликовий зріст.

В — ген, що визначає кулясту форму плоду, в — ген, що визна­чає грушоподібну форму плоду.

Генотип гетерозиготної за обома ознаками рослини — АаВв. Генотип карликової рослини, що має грушоподібні плоди,— аавв.

Р АаВв х аавв

 

	АВ	ав	Ав (кросоверні гамети)	аВ (кросоверні гамети)
ав	АаВв	аавв	Аавв (кросоверні генотипи)	ааВв (кросоверні генотипи)

При зчепленому успадковуванні мало б відбутися розщеплен­ня відповідно 1:1, але кросинговер привів до формування нових фенотипічних класів. Кросоверних генотипів за умовою задачі має бути 20 %.

Тоді розщеплення виглядає так: 40 % нащадків мають висо­кий зріст і кулясту форму плодів, 40 % — карликові з грушоподіб­ними плодами, 10 % мають високий зріст і грушоподібну форму плодів, 10 % — карликовий зріст і кулясту форму плодів.

Задача 3

Гладка форма насіння кукурудзи домінує над зморшкуватою, забарвлене насіння домінує над безколірним. Обидві ознаки зчеп­лені. При схрещуванні кукурудзи з гладеньким забарвленим на­сінням із рослиною, що має зморшкувате безколірне насіння, отримано нащадків: забарвлених гладеньких — 449 особин, забарв­лених зморшкуватих — 49, безколірних гладеньких — 52, безко­лірних зморшкуватих — 451. Визначте відстань між генами.

Орієнтир до розв'язання задачі

Задача, обернена до попередньої. Необхідно визначити відсо­ток кросоверних особин і за ним дізнатися про відстань між гена­ми. З умови задачі очевидно, що кросоверних особин 101, а всього отримано нащадків 1001. Виходить, що кросоверних особин 10 %.

Значить, відстань між генами — 10 морганід.