Изпит по генетика по биология. Методическа разработка по биология в помощ на студентите при успешно полагане на изпита. Проблеми в генетиката. Задачи за самостоятелно решаване

Генетиката, нейните задачи. Наследствеността и променливостта са свойства на организмите. Основни генетични концепции. Хромозомна теория за наследствеността. Генотипът като интегрална система. Развитие на знания за генотипа. Човешкият геном.

Модели на наследственост, тяхната цитологична основа. Моно- и дихибридно кръстосване. Модели на наследяване, установени от Г. Мендел. Свързано наследяване на черти, нарушаване на връзката на гените. Законите на Т. Морган. Сексуална генетика. Наследяване на черти, свързани с пола. Взаимодействие на гените. Решение на генетични проблеми. Изготвяне на схеми за кръстосване.

Променливост на признаците в организмите: модификация, мутация, комбиниране. Видове мутации и техните причини. Стойността на променливостта в живота на организмите и в еволюцията. скорост на реакция. Вредното въздействие на мутагените, алкохола, лекарствата, никотина върху генетичния апарат на клетката. Опазване на околната среда от замърсяване с мутагени. Идентифициране на източниците на мутагени в околната среда (косвено) и оценка на възможните последици от тяхното влияние върху собственото тяло. Наследствени заболявания на човека, техните причини, превенция.

Изборът, неговите задачи и практическо значение. Учението на Н.И. Вавилов за центровете на разнообразие и произход на културните растения. Законът за хомоложните редове в наследствената изменчивост. Методи за отглеждане на нови сортове растения, породи животни, щамове микроорганизми. Стойността на генетиката за селекция. Биологични основи за отглеждане на културни растения и домашни животни.

Биотехнология, клетъчно и генно инженерство, клониране. Ролята на клетъчната теория във формирането и развитието на биотехнологиите. Значението на биотехнологиите за развитието на развъждането, селското стопанство, микробиологичната индустрия и опазването на генофонда на планетата. Етични аспекти на развитието на някои изследвания в областта на биотехнологиите (клониране на хора, насочени промени в генома).

Основни термини на генетиката

ген- Това е участък от молекулата на ДНК, който носи информация за първичната структура на един протеин. Генът е структурна и функционална единица на наследствеността.
Алелни гени (алели)- различни варианти на един и същ ген, кодиращ алтернативно проявление на същата черта. Алтернативни знаци - знаци, които не могат да бъдат едновременно в тялото.
Хомозиготен организъм- организъм, който не дава разцепване по една или друга причина. Алелните му гени също влияят върху развитието на тази черта.
хетерозиготен организъм- организъм, който дава разцепване по един или друг признак. Неговите алелни гени влияят върху развитието на тази черта по различни начини.
доминиращ гене отговорен за развитието на черта, която се проявява в хетерозиготен организъм.
рецесивен гене отговорен за чертата, чието развитие се потиска от доминантния ген. Рецесивен признак се появява в хомозиготен организъм, съдържащ два рецесивни гена.
генотип- набор от гени в диплоидния набор на организма. Наборът от гени в хаплоиден набор от хромозоми се нарича геном.
Фенотип- съвкупността от всички характеристики на един организъм.

При решаване на проблеми в генетиката е необходимо:

Определете видовете кръстосване и взаимодействията на алелните и неалелните гени (определете естеството на кръстосването).
Определете доминиращата и рецесивната черта(и) по условието на задачата, чертежа, схемата или по резултатите от кръстосването F 1 и F 2.
Въведете буквените обозначения на доминантните (главна буква) и рецесивните (главни букви) черти, ако не са дадени в формулировката на проблема.
Запишете фенотипите и генотипите на родителските форми.
Запишете фенотипите и генотипите на потомството.
Начертайте схема на кръстосване, не забравяйте да посочите гаметите, които образуват родителските форми.
Запишете отговора.

При решаване на проблеми за взаимодействието на неалелни гени е необходимо:

Направете кратка бележка за задачата.
Направете анализ на всяка характеристика поотделно, като направите подходящ запис за всяка характеристика.
Приложете монохибридни кръстосани формули, ако нито една от тях не е подходяща, тогава
- Добавете теглото на числата в потомството, разделете сбора на 16, намерете една част и изразете всички числа на части.
- Въз основа на факта, че разделянето във F 2 при дихибридно кръстосване протича по формулата 9A_B_: 3A_bb: 3 aaB_: l aabb, намерете Fr генотипите
- Чрез F 2 намерете F генотипове
- F за намиране на генотипите на родителите.

Формули за определяне естеството на пресичане:

където n е броят на алелите, двойки признаци

Разделяне по генотип - (3:1) n
Разделяне по фенотип - (1:2:1) n
Брой видове гамети - 2 n
Брой фенотипни класове - 2 n
Брой генотипни класове - 3 n
Броят на възможните комбинации, комбинации от гамети - 4 n

Основни правила за решаване на генетични проблеми:

Ако, когато два фенотипно идентични индивида се кръстосват, тяхното потомство показва разделяне на черти, тогава тези индивиди са хетерозиготни.
Ако в резултат на кръстосване на индивиди, които се различават фенотипно по една двойка черти, се получи потомство, при което се наблюдава разделяне в една и съща двойка черти, тогава единият от родителските индивиди е бил хетерозиготен, а другият е бил хомозиготен за рецесивен признак .
Ако при кръстосване на фенотипно идентични (една двойка признаци) индивиди в първото поколение хибриди, признаците се разделят на три фенотипни групи в съотношение 1:2:1, това показва непълно доминиране и че родителските индивиди са хетерозиготни.
Ако, когато се кръстосват два фенотипно идентични индивида, характерите в потомството се разделят в съотношение 9:3:3:1, тогава първоначалните индивиди са били дихетерозиготни.

Модели на наследственост, тяхната цитологична основа. Модели на унаследяване, установени от G. Mendel, техните цитологични основи (моно- и дихибридно кръстосване). Закони на Т. Морган: свързано наследяване на черти, нарушаване на връзката на гените. Сексуална генетика. Наследяване на черти, свързани с пола. Взаимодействие на гените. Генотипът като интегрална система. Човешка генетика. Методи за изследване на човешката генетика. Решение на генетични проблеми. Изготвяне на схеми за кръстосване

Модели на наследственост, тяхната цитологична основа

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

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

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

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

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

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

Модели на унаследяване, установени от G. Mendel, техните цитологични основи (моно- и дихибридно кръстосване)

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

Успехът на Г. Мендел се осигурява от следните фактори:

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

За изследването Г. Мендел избра само седем знака, които имат алтернативни (контрастни) прояви. Още при първите кръстосвания той забеляза, че при потомството от първо поколение, когато се кръстосват растения с жълти и зелени семена, цялото потомство има жълти семена. Подобни резултати са получени при изследването на други характеристики. Знаците, които преобладават в първото поколение, Г. Мендел нарече доминантен. Тези от тях, които не се появиха в първото поколение, бяха наречени рецесивен.

Призовават се индивиди, които са дали разделяне в потомството хетерозиготнии лица, които не са дали разделяне - хомозиготни.

Признаци на грах, чието наследяване е изследвано от Г. Мендел

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

Схемата на монохибридно кръстосване е както следва:

При кръстосване на две грахови растения, едното от които има жълти семена, а другото зелено, в първото поколение Г. Мендел получава растения изключително с жълти семена, независимо кое растение е избрано за майка и кое е баща. Същите резултати са получени при кръстосвания за други белези, което дава основание на Г. Мендел да формулира закон за еднородност на хибридите от първо поколение, който също се нарича Първият закон на Мендели законът на господството.

Първият закон на Мендел:

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

А - жълти семена; а- зелени семена

При самоопрашване (кръстосване) на хибриди от първо поколение се оказа, че 6022 семена са жълти, а 2001 са зелени, което приблизително съответства на съотношение 3:1. Откритата закономерност се нарича закон за разделяне, или Вторият закон на Мендел.

Вторият закон на Мендел:

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

Въпреки това, по фенотипа на индивида, далеч не винаги е възможно да се установи неговия генотип, тъй като и двете хомозиготи за доминиращия ген ( AA) и хетерозиготи ( ах) ще има проява на доминиращия ген във фенотипа. Следователно, за организми с кръстосано оплождане се прилага анализиращ кръстКръстосване, при което организъм с неизвестен генотип се кръстосва с хомозиготен рецесивен ген за тестване на генотипа. В същото време хомозиготните индивиди за доминантния ген не дават разделяне в потомството, докато в потомството на хетерозиготни индивиди се наблюдава равен брой индивиди с доминантни и рецесивни черти:

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

Правило за чистота на гаметите:

По време на гаметогенезата гените на една двойка са разделени, т.е. всяка гамета носи само един вариант на гена.

Въпреки това организмите се различават един от друг по много начини, така че е възможно да се установят модели на тяхното унаследяване само чрез анализиране на две или повече черти в потомството.

Кръстосването, при което се разглежда наследяването и се прави точен количествен отчет на потомството по две двойки белези, се нарича дихибриден. Ако се анализира проявата на по-голям брой наследствени черти, това вече е така полихибридно кръстосване.

Дихибридна кръстосана схема:

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

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

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

Трети закон на Мендел:

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

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

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

Третият закон на Мендел е приложим само за случаи на независимо наследяване, когато гените са разположени в различни двойки хомоложни хромозоми. В случаите, когато гените са разположени в една и съща двойка хомоложни хромозоми, моделите на свързано наследяване са валидни. Моделите на независимо унаследяване на черти, установени от Г. Мендел, също често се нарушават по време на взаимодействието на гените.

Закони на Т. Морган: свързано наследяване на черти, нарушение на генната връзка

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

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

Въпреки това, след анализ на кръстосването на хибриди от първо поколение с хомозиготи за рецесивни гени, Т. Морган установи, че 41,5% от индивидите имат сиво тяло и дълги крила, 41,5% имат черно тяло и рудиментарни крила, 8,5% имат сиво тяло и рудиментарни крила, и 8,5% - черно тяло и рудиментарни крила. Той свързва полученото разделяне с кръстосването, настъпващо в профаза I на мейозата, и предлага да се разглежда 1% от кръстосването като единица за разстояние между гените в хромозомата, впоследствие кръстена на него. морганид.

Моделите на свързано наследяване, установени в хода на експериментите върху дрозофила, се наричат Законът на Т. Морган.

Закон на Морган:

Гените, разположени в една и съща хромозома, заемат определено място, наречено локус, и се наследяват по свързан начин, като силата на връзката е обратно пропорционална на разстоянието между гените.

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

Феномените на генна връзка и кръстосване позволяват да се изградят карти на хромозоми с реда на гените, начертан върху тях. Създадени са генетични карти на хромозомите за много генетично добре проучени обекти: дрозофила, мишки, хора, царевица, пшеница, грах и др. Изучаването на генетични карти ви позволява да сравните структурата на генома в различни видове организми, които е важно за генетиката и развъждането, както и за еволюционните изследвания.

Сексуална генетика

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

Признаците, по които единият пол се различава от другия, се разделят на първични и вторични. Първичните полови характеристики са гениталиите, а всички останали са вторични.

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

Подобна разлика е открита и в човешкия кариотип: мъжете имат две несдвоени хромозоми. По форма тези хромозоми в началото на деленето наподобяват латинските букви X и Y и затова са наречени X- и Y-хромозоми. Сперматозоидите на мъжа могат да носят една от тези хромозоми и да определят пола на нероденото дете. В това отношение човешките хромозоми и много други организми са разделени на две групи: автозоми и хетерохромозоми или полови хромозоми.

Да се автозоминосят хромозоми, които са еднакви и за двата пола, докато полови хромозоми- това са хромозоми, които се различават при различните полове и носят информация за полови характеристики. В случаите, когато полът носи едни и същи полови хромозоми, например XX, казват, че той хомозиготни, или хомогаметичен(образува идентични гамети). Другият пол, който има различни полови хромозоми (XY), се нарича хемизиготни(няма пълен еквивалент на алелни гени), или хетерогаметичен. При хората, повечето бозайници, мухите Drosophila и други организми, женската е хомогаметична (XX), а мъжкият е хетерогаметичен (XY), докато при птиците мъжкият е хомогаметичен (ZZ, или XX), а женската е хетерогаметична (ZW или XY).

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

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

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

Пчелите се различават от другите организми по това, че развиват женски от оплодени яйца и мъжки от неоплодени. Съотношението им по пол се различава от посоченото по-горе, тъй като процесът на оплождане се регулира от матката, в гениталния тракт на която сперматозоидите се съхраняват от пролетта за цялата година.

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

Наследяване на черти, свързани с пола

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

Например, ако майката е била хетерозиготна носителка на хемофилия, тогава половината от нейните синове ще имат нарушение на кръвосъсирването:

X H - нормално съсирване на кръвта

X h - инкоагулация на кръвта (хемофилия)

Чертите, кодирани в гените на Y хромозомата, се предават чисто по мъжката линия и се наричат холандски(наличие на мембрана между пръстите на краката, повишена окосменост на ръба на ушната мида).

Взаимодействие на гени

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

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

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

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

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

свръхдоминиране- това е явление, при което в хетерозиготното състояние доминантният признак се проявява много по-силно, отколкото в хомозиготното състояние; свръхдоминирането често се използва в развъждането и се смята, че е причината хетерозис- феномени на хибридна власт.

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

Основните видове взаимодействие на неалелните гени са комплементарност, епистаза и полимеризация. допълване- това е вид взаимодействие на неалелни гени, при което наличието на поне два доминантни алела от различни двойки е необходимо за проявата на определено състояние на даден признак. Например при тиква, когато се кръстосват растения със сферични (AAbb) и дълги (aaBB) плодове, в първото поколение се появяват растения с дисковидни плодове (AaBb).

Да се епистазавключват такива явления на взаимодействие на неалелни гени, при които един неалелен ген потиска развитието на черта на друг. Например, при пилетата, един доминиращ ген определя цвета на оперението, докато друг доминиращ ген потиска развитието на цвета, което води до това, че повечето пилета имат бяло оперение.

Полимериянаречено явлението, при което неалелните гени имат същия ефект върху развитието на даден признак. Така най-често се кодират количествени признаци. Например цветът на човешката кожа се определя от най-малко четири двойки неалелни гени – колкото по-доминиращи алели в генотипа, толкова по-тъмна е кожата.

Генотипът като интегрална система

Генотипът не е механична сума от гени, тъй като възможността за генно проявление и формата на неговото проявление зависят от условията на околната среда. В този случай средата се разбира не само като среда, но и като генотипна среда – други гени.

Проявата на качествени признаци рядко зависи от условията на околната среда, въпреки че ако се обръсне бяла коса от тялото на заек от хермелин и върху него се приложи пакет с лед, тогава черната коса ще расте на това място с течение на времето .

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

По този начин в генотипа се записват само "способностите" на организма, но те се проявяват само при взаимодействие с условията на околната среда.

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

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

човешката генетика

За човека като биологичен вид генетичните модели на наследственост и изменчивост, установени за растенията и животните, са напълно валидни. В същото време човешката генетика, която изучава моделите на наследственост и вариабилност при човека на всички нива на неговата организация и съществуване, заема специално място сред останалите раздели на генетиката.

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

Биосоциалната природа на човека оставя значителен отпечатък върху изследванията в областта на неговата генетика поради късния пубертет и големи времеви интервали между поколенията, малък брой потомство, невъзможност за насочени кръстосвания за генетичен анализ, липса на чисти линии, недостатъчна точност на регистрация на наследствени черти и малки родословия, невъзможност за създаване на еднакви и строго контролирани условия за развитие на потомство от различни бракове, относително голям брой слабо различаващи се хромозоми и невъзможност за експериментално получаване на мутации.

Методи за изследване на човешката генетика

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

двоен методпомага да се определи приносът на наследствеността и влиянието на условията на околната среда върху проявата на черта въз основа на анализа на съвпадението на тези черти при еднояйчни и еднояйчни близнаци. И така, повечето еднояйчни близнаци имат еднакви кръвни групи, цвят на очите и косата, както и редица други признаци, докато и двата типа близнаци боледуват от морбили по едно и също време.

Дерматоглифичен методсе основава на изследване на индивидуалните характеристики на кожните модели на пръстите на ръцете (дактилоскопия), дланите и стъпалата. Въз основа на тези характеристики често позволява навременно откриване на наследствени заболявания, по-специално хромозомни аномалии, като синдром на Даун, синдром на Шерешевски-Търнър и др.

генеалогичен метод- това е метод за съставяне на родословия, с помощта на който се определя естеството на унаследяване на изследваните черти, включително наследствени заболявания, и се прогнозира раждането на потомство със съответните белези. Той направи възможно да се разкрие наследствената природа на такива заболявания като хемофилия, цветна слепота, хорея на Хънтингтън и други още преди откриването на основните модели на наследственост. При съставянето на родословия се водят записи за всеки от членовете на семейството и се отчита степента на родство между тях. Освен това, въз основа на получените данни, се изгражда родословно дърво с помощта на специални символи.

Генеалогичният метод може да се използва за едно семейство, ако има информация за достатъчен брой преки роднини на лицето, чието родословие се съставя − пробанд, - по бащина и майчина линия, в противен случай те събират информация за няколко семейства, в които се проявява тази особеност. Генеалогичният метод ви позволява да установите не само наследствеността на чертата, но и естеството на наследяването: доминантно или рецесивно, автозомно или свързано с пола и т. н. Така, според портретите на австрийските монарси от Хабсбургите, наследството на прогнатия (силно изпъкнала долна устна) и "кралска хемофилия" потомци на британската кралица Виктория.

Решение на генетични проблеми. Изготвяне на схеми за кръстосване

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

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

отличителен белег проблеми с изчислениятае наличието на информация за унаследяването на признака и фенотиповете на родителите, по които лесно се установяват генотипите на родителите. Те трябва да установят генотипите и фенотипите на потомството.

Задача 1.Какъв цвят ще имат семената на соргото, получени чрез кръстосване на чисти линии на това растение с тъмни и светли цветове на семената, ако се знае, че тъмният цвят доминира над светлия цвят? Какъв цвят ще имат семената на растенията, получени от самоопрашването на тези хибриди?

Решение.

1. Ние обозначаваме гени:

A - тъмен цвят на семената, а- Светли семена.

2. Изготвяме схема на пресичане:

а) първо записваме генотипите на родителите, които според условието на задачата са хомозиготни:

$P (♀AA)↙(\text"тъмни семена")×(♂aa)↙(\text"светли семена")$

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

ГаметиНО а

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

F 1 A а

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

Фенотиптъмни семена

3. Записваме схемата на следното пресичане:

Отговор:в първото поколение всички растения ще имат тъмни семена, а във второто 3/4 от растенията ще имат тъмни семена, а 1/4 ще имат светли семена.

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

Решение.

1. Запишете условието на проблема:

А - черна вълна а- кафява вълна;

B - нормална дължина на опашката, б- скъсена опашка

F 2 A_ бб ?

2. Записваме схемата на пресичане:

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

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

3. Изчислете броя на малките с посочения фенотип във второ поколение поколение:

80×3/16×15.

Отговор: 15 малки плъхове имаха черна коса и скъсена опашка.

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

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

Решение.

1. Припомняме естеството на унаследяването на кръвните групи:

Унаследяване на кръвни групи по системата АВ0

2. Тъй като са възможни два варианта на генотипове с II и III кръвна група, ние записваме схемата за кръстосване по следния начин:

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

4. Допълваме схемата за пресичане и проверяваме нашите предположения:

Така нашите предположения се потвърдиха.

Отговор:родителите са хетерозиготни за гените на кръвните групи: генотипът на майката е I A i, генотипът на бащата е I B i.

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

Решение.

1. Ние обозначаваме гени:

X D - нормално цветно зрение;

X d - цветна слепота.

2. Установяваме генотипите на мъж и жена, чиито бащи са били далтонисти.

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

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

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

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

Решение.

1. Определете разделянето в потомството:

161: 79 $≈$ 2: 1.

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

2. Тъй като имаше два пъти повече кокошки с къси крака, отколкото с дълги, нека приемем, че това е доминираща черта и този алел се характеризира с летален ефект. Тогава първоначалните пилета са били хетерозиготни. Нека назовем гените:

C - къси крака, c - дълги крака.

3. Записваме схемата на пресичане:

Нашите предположения се потвърдиха.

Отговор:късокраките доминират над дългокраките, този алел се характеризира с летален ефект.

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

Задачи от тип 3, 4 и 5 са посветени на дихибридно кръстосване, унаследяване на кръвни групи и свързани с пола черти. Такива задачи съставляват по-голямата част от въпросите C6 в изпита.

Шестият тип задачи е смесен. Те разглеждат унаследяването на две двойки черти: едната двойка е свързана с Х хромозомата (или определя човешките кръвни групи), а гените на втората двойка черти са разположени върху автозомите. Този клас задачи се счита за най-трудния за кандидатите.

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

Основни термини на генетиката

ген- Това е участък от молекулата на ДНК, който носи информация за първичната структура на един протеин. Генът е структурна и функционална единица на наследствеността.

Алелни гени (алели)- различни варианти на един и същ ген, кодиращ алтернативно проявление на същата черта. Алтернативни знаци - знаци, които не могат да бъдат едновременно в тялото.

Хомозиготен организъм- организъм, който не дава разцепване по една или друга причина. Алелните му гени също влияят върху развитието на тази черта.

хетерозиготен организъм- организъм, който дава разцепване по един или друг признак. Неговите алелни гени влияят върху развитието на тази черта по различни начини.

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

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

генотип- набор от гени в диплоидния набор на организма. Наборът от гени в хаплоиден набор от хромозоми се нарича генома.

Фенотип- съвкупността от всички характеристики на един организъм.

Законите на Г. Мендел

Първият закон на Мендел - законът за еднородност на хибридите

Този закон се извежда въз основа на резултатите от монохибридно кръстосване. За експериментите са взети два сорта грах, които се различават един от друг по една двойка черти - цвета на семената: единият сорт е имал жълт цвят, вторият - зелен. Кръстосаните растения са хомозиготни.

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

Жълт цвят на семената
- зелен цвят на семената

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

Формулировката на закона: при кръстосване на организми, които се различават по една двойка алтернативни белези, първото поколение е еднакво по фенотипа и генотип.

Вторият закон на Мендел - законът за разделянето

Растенията се отглеждат от семена, получени чрез кръстосване на хомозиготно растение с жълти семена с растение със зелени семена, и се получава чрез самоопрашване.



	(растенията имат доминираща черта, - рецесивен)

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

Третият закон на Мендел - законът за независимото наследяване

Този закон е получен на базата на данни, получени по време на дихибридно кръстосване. Мендел разглежда наследяването на две двойки черти в граха: цвят и форма на семената.

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

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



	(жълта гладка).

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

Мрежата на Punnett се използва за записване и определяне на генотипове.

Гамети

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

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

Формулировката на закона: при кръстосване на организми, които се различават един от друг с две или повече двойки алтернативни белези, гените и съответните им белези се наследяват независимо един от друг и се комбинират във всички възможни комбинации.

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

Закон (хипотеза) за "чистота" на гаметите

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

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

Анализиращ кръст

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

Ако в резултат на кръстосване цялото поколение се окаже еднакво и подобно на анализирания организъм, тогава може да се заключи, че оригиналният организъм е хомозиготен за изследваната черта.

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

Наследяване на кръвни групи (система АВ0)

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

Наследяване на черти, свързани с пола

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

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

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

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

Типични USE задачи в генетиката

Определяне на броя на видовете гамети

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

Задачи за моно- и дихибридно кръстосване

За монохибридно кръстосване

Задача: Кръстосани бели зайци с черни зайци (черният цвят е доминираща черта). В бяло и черно. Определете генотипите на родителите и потомството.

Решение: Тъй като при потомството се наблюдава разделяне според изследваната черта, следователно, родителят с доминираща черта е хетерозиготен.

	(черен)	(бял)

	(Черно бяла)

За дихибридно кръстосване

Доминиращите гени са известни

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

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

Нека анализираме наследяването на всяка черта поотделно. Всички потомци имат нормален растеж, т.е. разделяне на тази основа не се наблюдава, така че оригиналните форми са хомозиготни. При цвета на плодовете се наблюдава разцепване, така че оригиналните форми са хетерозиготни.

		(джуджета, червени плодове)

	(нормален растеж, червени плодове) (нормален растеж, червени плодове) (нормален растеж, червени плодове) (нормален растеж, жълти плодове)

Неизвестни доминиращи гени

Задача: Кръстосани са два вида флокс: единият има червени цветя с форма на чинийка, а вторият има червени фуниевидни цветя. Потомството произвежда червени чинии, червени фунии, бели чинии и бели фунии. Определете доминантните гени и генотипове на родителските форми, както и техните потомци.

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

Разцепването се наблюдава и във формата на цветето: половината от потомството имат цветя с форма на чинийка, половината са с форма на фуния. Въз основа на тези данни не е възможно еднозначно да се определи доминиращата черта. Затова приемаме, че - цветя с форма на чинийка, - цветя с форма на фуния.

(червени цветя, с форма на чинийка)

(червени цветя, с форма на фуния)

Гамети

червени цветя с форма на чинийка,
- червени фуниевидни цветя,
- бели цветя с форма на чинийка,
- бели фуниевидни цветя.

Решаване на проблеми с кръвните групи (система АВ0)

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

Решение:



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

Решаване на проблеми за унаследяване на белези, свързани с пола

Такива задачи могат да възникнат както в част A, така и в част C на USE.

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

Решение:



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

Решаване на задачи от смесен тип

Задача: Мъж с кафяви очи и кръвна група се жени за жена с кафяви очи и кръвна група. Имаха синеоко дете с кръвна група. Определете генотипите на всички индивиди, посочени в задачата.

Решение: Кафяв цвят на очите доминира синьото, следователно - кафяви очи, - Сини очи. Детето има сини очи, така че баща му и майка му са хетерозиготни за тази черта. Третата кръвна група може да има генотип или първата - само. Тъй като детето има първа кръвна група, следователно, то е получило гена както от баща си, така и от майка си, следователно баща му има генотип.

	(баща)	(майка)

	(е роден)

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

Решение: При човек най-доброто притежание на дясната ръка доминира над левичарите, следователно - дясната, - левичар. Мъжки генотип (защото е получил ген от майка лява ръка), а жените -.

Един далтонист има генотип, а жена му -, т.к. родителите й бяха напълно здрави.

Р

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

Задачи за самостоятелно решаване

Определете броя на видовете гамети в организъм с генотип.
Определете броя на видовете гамети в организъм с генотип.
Те кръстосват високи растения с къси растения. B - всички растения са средни по размер. Какво ще бъде?
Те кръстосаха бял заек с черен заек. Всички зайци са черни. Какво ще бъде?
Те кръстосаха два заека със сива вълна. Б с черна вълна, - със сива и бяла. Определете генотипите и обяснете това разделяне.
Те кръстосаха черен безрог бик с бяла рогата крава. Те получиха черни безроги, черни рога, бели рога и бели безроги. Обяснете това разделение, ако черното и липсата на рога са доминиращи черти.
Дрозофила с червени очи и нормални крила бяха кръстосани с плодови мухи с бели очи и дефектни крила. Всички потомци са мухи с червени очи и дефектни крила. Какво ще бъде потомството от кръстосването на тези мухи с двамата родители?
Синеока брюнетка се омъжи за кафява блондинка. Какви деца могат да се раждат, ако и двамата родители са хетерозиготни?
Мъж с дясна ръка с положителен Rh фактор се ожени за жена с лява ръка с отрицателен Rh фактор. Какви деца могат да се раждат, ако мъжът е хетерозиготен само по втората черта?
Майката и бащата имат кръвна група (и двамата родители са хетерозиготни). Каква кръвна група е възможна при деца?
Майката е с кръвна група, детето е с кръвна група. Каква кръвна група е невъзможна за баща?
Бащата има първа кръвна група, майката втора. Каква е вероятността да имате дете с първа кръвна група?
Синеока жена с кръвна група (родителите й имаха трета кръвна група) се омъжи за мъж с кафяви очи с кръвна група (баща му имаше сини очи и първа кръвна група). Какви деца могат да се раждат?
Мъж хемофил с дясна ръка (майка му беше лява ръка) се ожени за лява жена с нормална кръв (баща и майка й бяха здрави). Какви деца могат да се раждат от този брак?
Ягодовите растения с червени плодове и дълголистни листа бяха кръстосани с ягодови растения с бели плодове и късолистни листа. Какво потомство може да има, ако червеният цвят и късолистните листа доминират, докато и двете родителски растения са хетерозиготни?
Мъж с кафяви очи и кръвна група се жени за жена с кафяви очи и кръвна група. Имаха синеоко дете с кръвна група. Определете генотипите на всички индивиди, посочени в задачата.
Те кръстосват пъпеши с бели овални плодове с растения, които имат бели сферични плодове. В потомството са получени следните растения: с бели овални, с бели сферични, с жълти овални и с жълти сферични плодове. Определете генотипите на оригиналните растения и потомци, ако белият цвят на пъпеша доминира над жълтия, овалната форма на плода е над сферичната.

Отговори

тип гамети.
видове гамети.
тип гамети.
високо, средно и ниско (непълно доминиране).
Черно и бяло.
- черно, - бяло, - сиво. непълно господство.
Бик:, крава -. Потомство: (черно безрог), (черно рога), (бяло рога), (бяло без рога).
- Червени очи, - бели очи; - дефектни крила, - нормални. Първоначални форми - и, потомство.
Резултати от пресичане:
а)
- Кафяви очи, - син; - тъмна коса, - светла. Баща майка - .

- кафяви очи, тъмна коса
- кафяви очи, руса коса
- сини очи, тъмна коса
- сини очи, руса коса
- десняк, - левичар; Rh положителен, Rh отрицателен. Баща майка - . Деца: (десница, Rh положителна) и (десница, Rh отрицателна).
Баща и майка - . При деца е възможна трета кръвна група (вероятност за раждане -) или първа кръвна група (вероятност за раждане -).
Майка, дете; Той получи гена от майка си, а от баща си -. Следните кръвни групи са невъзможни за бащата: втора, трета, първа, четвърта.
Дете с първа кръвна група може да се роди само ако майка му е хетерозиготна. В този случай вероятността за раждане е .
- Кафяви очи, - син. Жена мъж . Деца: (кафяви очи, четвърта група), (кафяви очи, трета група), (сини очи, четвърта група), (сини очи, трета група).
- десняк, - левичар. Мъж жена . Деца (здраво момче, дясна ръка), (здраво момиче, носител, десничар), (здраво момче, ляворъко), (здраво момиче, носач, левичак).
- червени плодове - бяло; - късостъблен, - дългостъблен.
Родители: и Потомство: (червен плод, късо стъбло), (червен плод, дълго стъбло), (бял плод, късо стъбло), (бял плод, дълго стъбло).
Ягодовите растения с червени плодове и дълголистни листа бяха кръстосани с ягодови растения с бели плодове и късолистни листа. Какво потомство може да има, ако червеният цвят и късолистните листа доминират, докато и двете родителски растения са хетерозиготни?
- Кафяви очи, - син. Жена мъж . дете:
- бял цвят, - жълто; - овални плодове, - кръгли. Изходни растения: и. Потомство:
с бели овални плодове,
с бели сферични плодове,
с жълти овални плодове,
с жълти сферични плодове.

Шестият корпус на Единния държавен изпит по биология е задачи. За хората, които тепърва започват да се занимават с биология или в частност подготовката за изпити, те са ужасяващи. Много напразно. Човек трябва само да разбере как всичко ще стане просто и лесно. 🙂

Отнася се за основно ниво, с верен отговор можете да получите 1 основна точка.

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

Теми в кодификатора за задача No6

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

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

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

Теория за задачи за кръстосване

Има два вида черти: рецесивни и доминантни.

« Доминиращата черта отменя рецесивната черта' е фиксирана фраза. Какво означава да се потисне? Това означава, че при избора между доминиращ и рецесивен признак задължително ще се появи доминантният. Така или иначе. Доминантната черта се обозначава с главна буква, а рецесивната - с малка буква. Всичко е логично. За да се появи рецесивен признак в потомството, е необходимо генът да носи рецесивен признак както от женската, така и от мъжката.

За по-голяма яснота, нека си представим знак, например, цвета на козината на коте. Да предположим, че имаме две възможности за развитие на събитията:

Черна вълна
Бяла вълна

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

Черната вълна тогава ще бъде обозначена с главна буква. Най-често използваните са A, B, C и т.н. по азбучен ред. Бяла вълна, съответно, с малки букви.

Черна вълна.

бяла вълна.

Ако сливането на гаметите доведе до комбинации: AA, Aa, aA, тогава това означава, че вълната на потомците от първото поколение ще бъде черна.

Ако при сливането на гаметите се получи комбинацията аа, тогава вълната ще бъде бяла.

За това какви гамети имат родителите ще бъде казано в състоянието на проблема.

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

зиготаДиплоидна клетка в резултат на оплождане.

Хетерозиготни - два гена, които определят една черта, са еднакви (AA или aa)

Хомозиготни - два гена, които определят една черта, са различни (Aa)

Дихибридно кръстосване- кръстосващи организми, които се различават по две двойки алтернативни белези.

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

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

Грегор Мендел - "баща" на генетиката

И така, как да разграничим тези видове пресичане:

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

При дихибридно кръстосване говорим за двойка черти.

При анализиране на кръстосвания един индивид може да бъде абсолютно всеки, но другите гамети трябва да носят изключително рецесивни черти.

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

Не звучи много ясно. Нека го разберем:

1 ген носи 1 черта.

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

генотипе съвкупността от гените на един организъм.

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

От проблемите често се иска да се посочи процентът на индивидите с конкретен генотип или фенотип или да се посочи разделянето по генотип или фенотип. Ако опростим дефиницията на фенотипа, тогава фенотипът е външната проява на черти от генотипа.

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

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

I. Законът за еднородност на хибридите от първо поколение:

При монохибридно кръстосване на различни хомозиготи, всички потомци от първо поколение ще бъдат еднакви по фенотип.

II. закон за разделяне

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

III. Закон за независимото разделяне

При дихибридно кръстосване на две различни хомозиготи във второ поколение се наблюдава фенотипно разделяне в съотношение 9:3:3:1.

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

След като сте разбирали на теория, най-накрая можете да преминете към задачите. 😉

Анализ на типични задачи No 6 УПОТРЕБА по биология

Видове гамети в индивида

Колко вида гамети се образуват в индивид с генотип aabb?

Имаме две двойки алелни хромозоми:

Първа двойка: аа

Втора двойка: bb

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

Видове гамети при кръстосване

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

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

Получаваме генотипите AaBb и AaBb.

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

Пресичането е обозначено с "x".

Нека напишем гаметите, за това ще сортираме всички комбинации:

Оказа се, че гаметите на първия и втория индивид са еднакви, така че техният генотип също е един и същ. И така, имаме 4 различни типа гамети:

Изчисляване на дела на дихетерозиготите

При кръстосване на индивиди с генотип AaBb с AaBb (гените не са свързани), съотношението (%) на хетерозиготите за двата алела (дихетерозиготи) в потомството ще бъде ....

Нека създадем решетка на Punnett. За да направите това, записваме гаметите на единия индивид в колона, гаметите на другия в ред, получаваме таблица:

Нека намерим дихетерозиготите в таблицата:

Общо зиготи: 16

Дихетерозиготи: 4

Нека изчислим процента: =

Прилагане на законите на Мендел

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

Съгласно правилото за еднородност трябва да се кръстосват монохибридни хомозиготи, единият с доминантен признак, а вторият с рецесивен. Следователно, генотипът на другия индивид трябва да бъде AABB.

Отговор: AABB.

Съотношение на фенотипа

Генотипът на единия от родителите ще бъде AaBb, ако при анализиране на дихибридно кръстосване и независимо унаследяване на признаци се наблюдава разделяне на фенотипа в потомството в съотношението. Запишете отговора под формата на поредица от числа, показващи съотношението на получените фенотипове, в низходящ ред.

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

Тук можете да направите без решетката Punnett.

Поколенията се обозначават с буквата F.

F1: AaBb; abb; aaBb; aabb

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

Отговор: 1111

Съотношение на генотипа

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

AaBb x AABB

F1: AaBb; abb; aaBb; aabb

Всичките 4 генотипа са различни.

Наследяване на определени черти или заболявания

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

Ако чертата е свързана с Y хромозомата, тогава тя не засяга X хромозомата.

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

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

Нека направим таблица с гени и признаци, която също трябва да бъде съставена за задачи за автозомни хромозоми, ако са посочени чертите и това е важно.

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

♀XX x XY а

F1: ХХ-момиче, здраво

XY a - момче, болно

Момчетата, родени от тази двойка, ще бъдат 100% болни, така че 0% здрави.

Кръвни групи

Каква кръвна група според системата ABO има човек с генотип I B I 0? Запишете число за вашия отговор.

Нека използваме таблицата:

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

Работа със схема

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

И така, ние се учим да анализираме такива схеми.

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

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

Тъй като едно от децата на двойката не показва черта, тогава родителите са хетерозиготи.

F1: Появява се AA-

Аа- се появява

аа - не се появява

3 - се появява от 4



	- кафяви очи, тъмна коса - кафяви очи, руса коса - сини очи, тъмна коса - сини очи, руса коса