Методическое пособие по решению генетических задач



страница1/2
Дата13.06.2018
Размер0,67 Mb.
  1   2
ООАУ СПО Липецкий медицинский колледж

Методическое пособие по решению генетических задач

автор:

преподаватель

Аносова Г. В.

г. Липецк 2013г.

Предисловие

Данное пособие составлено в помощь студентам при самоподготовке по решению генетических задач.

Как показывает практика, студенты испытывают трудности при ответах на вопросы, требующие знания особенностей типов наследования признаков. Эффективным средством, обеспечивающим отчетливое понимание и прочное усвоение этого важного материала, является решение задач по генетике. Это не только прекрасный метод пополнения, конкретизации и улучшения знаний учащихся, способствующий развитию у них логического мышления.

Пособие включает: основные этапы решения задач, оформление задач по генетике, наследование сцепленных с полом признаков, составление и анализ родословных.

Материал отобран таким образом, чтобы изучающий мог вначале овладеть навыками решения простейших генетических задач, а затем перейти к решению более сложных задач.


ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РЕШЕНИЮ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

Для того, чтобы правильно решить задачу, нужно прежде всего внимательно прочитать и осмыслить ее условие. Чтобы определить тип задачи, необходимо выяснить:



  • сколько пар признаков рассматривается в задаче;

  • сколько пар генов контролируют развитие признаков;

  • какие организмы (гомозиготные, гетерозиготные) скрещиваются;

  • каков тип скрещивания (прямое, возвратное, анализирующее и т.д.);

  • сцеплено или независимо наследуются гены, контролирующие развитие признаков;

  • связано ли наследование признака с половыми хромосомами;

  • сколько классов фенотипов (или генотипов) образуется в потомстве, полученном от скрещивания, и каково их количественное соотношение.

Иногда в задаче требуется определить, какой из рассматриваемых признаков является доминантным, а какой – рецессивным. Для этого достаточно помнить, что доминантный признак всегда проявляется фенотипически (за исключением неполного доминирования).

При решении задач не возникает затруднений с определением числа и типов гамет, образуемых организмом, если учитывать нижеследующее:



  1. Соматические клетки – диплоидны, поэтому каждый ген представлен двумя аллелями гомологичной пары (по одной аллели в каждой хромосоме).

  2. Гаметы всегда гаплоидны. Так как во время мейоза происходит равномерное распределение хромосом между образующимися гаметами, каждая гамета содержит только по одной хромосоме из каждой гомологичной пары. Например, соматические клетки гороха посевного содержит 14 хромосом (или 7 пар гомологичных хромосом), поэтому каждая гамета получает по 7 хромосом (по одной хромосоме из каждой гомологичной пары).

  3. Так как каждая гамета получает только одну хромосому из каждой гомологичной пары, она получает и аллель из каждой аллельной пары генов.

  4. Число типов гамет равно 2n, где n – число генов, находящихся в гетерозиготном состоянии. Например, особь с генотипом АаВВСС образует 2 типа гамет (2n = 2), с генотипом АаВВСс – 4 типа (2n = 4), а с генотипом АаВbСс – 8 типов (2n = 8).

  5. При оплодотворении происходит слияние мужской и женской гамет, поэтому дочерняя особь получает одну гомологичную хромосому (одну аллель гена) от отца, а другую (другую аллель) – от матери.

По условию многих генетических задач генотип скрещиваемых особей неизвестен. Умение определять генотипы – одно из главнейших умений, которым необходимо овладеть. Решение таких задач начинают с анализа родителей по потомству. Анализ можно производить как по фенотипу, так и по генотипу.



  1. Анализ генотипа родителей по фенотипу потомства

  1. Анализ начинают с особей , у которых фенотипически проявляется рецессивный признак. Такие особи всегда гомозиготны, и их генотип однозначен (аа, аасс).

  2. Особи, несущие доминантный(е) признак(и), могуткак гомозиготными, так и гетерозиготными (при полном доминировании).

  3. Если потомство, полученное от скрещивания, единообразно и несет доминантный признак, то точно определить генотип родителей невозможно, так как возможны два варианта:

  • обе родительские особи гомозиготны;

  • одна из родительских особей гомозиготна, а другая гетерозиготна.




  1. Анализ генотипа родителей по генотипу потомства

  1. Потомство с гомозиготным генотипом можно получить только от скрещивания таких же родителей.

  2. Единообразное гетерозиготное потомство можно получить только от скрещивания родителей, один из которых гомозиготен по доминантному признаку, а другой – по рецессивному.

  3. Если в потомстве наблюдается расщепление, то возможны два варианта (в зависимости от формулы расщепления):

  • одна родительская особь гетерозиготна, а другая – гомозиготна по рецессивному признаку;

  • обе родительские особи гетерозиготны.




  1. При определении генотипов родительских особей всегда следует помнить, что один ген из аллельной пары дочерняя особь получает от материнского организма, а другой – от отцовского.

Некоторые задачи по генетике имеют несколько вариантов решения (например, в случае, когда генотип особи, несущей доминантный признак, неизвестен). При решении таких задач необходимо все возможные варианты скрещивания.

Основные этапы решения задач по генетике

Дать универсальную схему для решения разных типов задач по генетике практически невозможно. Здесь рассматриваются лишь основные этапы, в той или иной степени присутствующие при решении задач разного типа. При решении задач по определенным темам последовательность этапов может изменяться, а их содержание модифицироваться.



  1. Внимательно прочтите условия задачи.

  2. Сделайте краткую запись условия задачи.

  3. Запишите генотипы и фенотипы скрещиваемых особей.

  4. Определите и запишите типы гамет, которые образуют скрещиваемые особи.

  5. Определите и запишите генотипы и фенотипы полученного от скрещивания потомства.

  6. Проанализируйте результаты скрещивания. Для этого определите количество классов потомства по генотипу и фенотипу и запишите их в виде числового соотношения.

  7. Запишите ответ на вопрос задачи.

Оформление задач по генетике

При решении задач по генетике используется специальная символика, предложенная Г. Менделем:

Р – родители;

F – потомство от скрещивания, число внизу или сразу после буквы указывает на порядковый номер поколения (F1 – гибриды первого поколения – прямые потомки родителей, F2 – потомки второго поколения – возникают в результате скрещивания между собой гибридов F1);

× - значок скрещивания;

♂ - мужская особь;

♀ - женская особь;

А, а, В, b, С, с – обозначение буквами латинского алфавита отдельно взятых наследственных признаков (заглавными – доминантных, строчными – рецессивных).

Делая записи, следует учитывать, что:



  1. Первым принято записывать генотип женской особи, а затем – мужской (верная запись - ААВВ × ♂ааbb; неверная запись - ♂ааbb × ♀ААВВ).

  2. Гены одной аллельной пары всегда пишут рядом (верная запись - ♀ААВВ, неверная запись – ААВВ).

  3. При записи генотипа буквы, обозначающие признаки, всегда пишутся в алфавитном порядке, независимо от того, какой признак – доминантный или рецессивный – они обозначают (верная запись - ♀ааВВ; неверная запись – ВВаа).

  4. Если известен только фенотип особи, то при записи его генотипа пишут лишь те гены, которые бесспорно. Ген, который невозможно определить по фенотипу, обозначают значком «_» (например, если желтая окраска (А) и гладкая форма (В) семян гороха – доминантные признаки, а зеленая окраска (а) и морщинистая форма (b) – рецессивные, то генотип особи с желтыми морщинистыми семенами записывают следующим образом: А_bb).

  5. Под генотипом всегда пишут фенотип.

  6. Гаметы записывают, обводя их кружком ( А ).

  7. У особей определяют и записывают типы гамет, а не их количество (тем более, что их может быть множество):



верная запись: неверная запись:

АА ♀АА

↓ ↓

А А


  1. Фенотипы и типы гамет пишутся строго под соответствующим генотипом.

  2. Записывают ход решения задачи с обоснованием каждого вывода и полученных результатов.

  3. При решении задач на ди- и полигибридное скрещивание для определения генотипов потомства рекомендуется пользоваться решеткой Пеннета. По вертикали записываются типы гамет материнской особи, а по горизонтали – отцовской. На пересечении столбца и горизонтальной линии записываются сочетания гамет, соответствующие генотипу образующейся дочерней особи.





AB

Ab

aB

ab

AB

AABB

AABb

AaBB

AaBb

Ab

AABb

AAbb

AaBb

Aabb

aB

AaBB

AaBb

aaBB

aaBb

ab

AaBb

Aabb

aaBb

aabb



  1. Результаты скрещивания всегда носят вероятностный характер и выражаются либо в процентах, либо в долях единицы (например, вероятность образования потомства, восприимчивого к головне, 50%, или 1/2 . соотношение классов потомства записывают в виде формулы расщепления (например, желтосеменные и зеленосемнные растения в соотношении 1:1).

Задача. У гороха желтая окраска семян (А) доминирует над зеленой (а). Определите генотипы и фенотипы F1 и F2, полученных от скрещивания гомозиготных растений, имеющих желтую и зеленую окраску семян.

Дано: Решение:

А – желтая окраска 1. Определяем и записываем генотипы

а – зеленая окраска скрещиваемых особей. По условию задачи

Р ♀АА × ♂аа родительские особи гомозиготны. Их генотип:

желт. зелен. желтосеменной – АА, зеленосеменные – аа.

F1 и F2 - ?



2. Записываем схему скрещивания.

Р ♀АА × ♂аа

желт. зелен.

. 3. Определяем типы гамет скрещиваемых особей.

Р ♀АА × ♂аа

желт. зелен.

Типы гамет А а


  1. Определяем генотипы и фенотипы потомков F1.

Р ♀АА × ♂аа

желт. зелен.

Типы гамет А а

F1 Аа

желт.


  1. Проводим анализ скрещивания. Потомство единообразно и по генотипу – Аа, и по фенотипу – желтая окраска семян.



  1. Записываем скрещивание потомков F1.

Аа × ♂Аа

желт. желт.



  1. Определяем типы гамет. Потомки F1 гетерозиготны, поэтому они образуют по два типа гамет.

Аа × ♂Аа

желт. желт.

Типы гамет А а А а


  1. Получаем потомков F2.

Аа × ♂Аа

желт. желт.

Типы гамет А а А а

F2 АА Аа Аа аа

желт. желт. желт. зелен.


  1. Проводим анализ скрещивания. В F2 произошло расщепление: по генотипу – 1(АА):2(Аа):1(аа); по фенотипу ¾ (желтосемянные растения) : ¼ (зеленосеменные растения).

Краткая запись решения задачи:

Р ♀АА × ♂аа

желт. зелен.

Типы гамет А а

F1 Аа

желт.


Аа × ♂Аа

желт. желт.

Типы гамет А а А а

F2 АА Аа Аа аа

желт. желт. желт. зелен.

1(АА) : 2(Аа) : 1(аа)

3 (желтые) : 1 (зеленые)

Ответ: F1 – 100% желтосеменных растений (Аа);

F2 – по генотипу: 1(АА) : 2(Аа) : 1(аа); по фенотипу: растения с

желтыми и зелеными семенами в соотношении 3:1, или 75%

желтосеменных и 25% зеленносеменных.


Задачи на наследование, сцепленное с полом, решают так же, как и на дигибридное, но при этом следует учитывать, что форма записи генотипов иная — обязательно указывается, в какой из половых хромосом локализован ген, контролирующий развитие рассматриваемого признака. Запись генотипа будет иметь такой, например, вид:Х У
При решении задач на наследование, сцепленное с полом, помните, что:

-один пол является гомогаметным, а другой — гетерогаметным;

-часто признаки, сцепленные с полом, контролируются генами, локализованными только в Х-хромосоме;

- существует четыре типа определения пола, поэтому осо­бое внимание следует обращать на то, какой пол явля­ется гомогаметным, а какой — гетерогаметным;

-гомогаметный пол образует один тип гамет, а гетерогаметный — два:

-если гомогаметным полом является женский, то сыновья всегда получают Х-хромосому от матери, а Y-хромосому от отца, дочери получают по одной Х-хромосоме от мате­ри и от отца;



-гены, локализованные в Y-хромосоме, всегда передают­ся только от отца к сыну;

- если гены локализованы в гомологичных участках X и Y-хромосом, их наследование подчиняется законам Менделя;

-при записи генотипов скрещиваемых организмов при ре­шении задач комбинированного типа (то есть когда рас­сматривается наследование признаков, гены которых локализованы в аутосомах и половых хромосомах) сначала пишутся аутосомные гены, а затем гены, локали­зованные в половых хромосомах (верная запись — АаХХ, неверная запись — ХХАа).



Задача. У дрозофилы рецессивный ген s, обуславливающий развитие укороченного тела, локализован в Х-хромосоме. Доминантный ген S обусловливает нормальные размеры тела. Гетерозиготная самка, имеющая нормальные размеры тела, скрещена с таким же самцом. В потомстве от скрещивания 38 мух.

1) Сколько типов гамет может образовать самка?

2) Сколько типов гамет может образовать самец?

3) Сколько самок, полученных при этом скрещивании имеют нормальные размеры тела?

4) Сколько из них являются гомозиготными?

5) Сколько самцов имеют укороченное тело?


Дано:

Хs – нормальное тело

Xs — укороченное тело

Р XsXs XsY

F1 — 38 мух

1) Сколько типов гамет образует самка?

2) Сколько типов гамет образует самец?

3) Сколько самок F1 име­ют нормальное тело?

4) Сколько самок F1 гомо­зиготны?

5) Сколько самцов F1 име­ют укороченное тело?
Решение:

1. Записываем схему скрещиния.

Р XsXs XsY

норма норма


2. Определяем типы гам скрещиваемых особей.

Р XSXS XsY

норма норма

Типы


гамет

3. Определяем генотипы и фенотипы потомков F1.

Р XSXS XsY

норма норма

Типы

гамет


F1 Х Х Х Х Х У Х У

Норма норма норма укороч.


4)Проводим анализ скрещивания. В F1 произошло расщепление: по генотипу -1 XSXS : 1 XSXS : 1 XSY : 1 XSY; фенотипу — 2 самки с нормальным телом : 1 самец с нормальным телом : 1 самец с укороченным телом.
5)Отвечаем на вопросы задачи.

1)Самка гетерозиготна, поэтому образует 2 типа гамет.

2) Самец гетерогаметен, поэтому образует 2 типа гамет

3) Всего в F1 38 мух. Самки с нормальным телом состав­ляют 1/4 потомства, поэтому их количество:

38 * 1/4 = 9,5, или =10 мух.

4) Всего в F1 38 мух. Гомозиготные самки составляют 1/4 потомства, поэтому их количество:

38 * 1/4 = 9,5, или =10 мух.

5) Всего в F1 38 мух. Самцы с укороченным телом со­ставляют 1/4 потомства, поэтому их количество:

38 • 1/4 = 9,5, или =10 мух.

Краткая запись решения задачи:

Р XSXS XsY

норма норма

Типы


гамет

F1 XSXS XSXS XSY XSY

норма норма норма укороч.

По генотипу — 1(XSXS) : 1(XSXS) :1(XSY) : 1(XSY);

по фенотипу — 2 (самки с нормальным телом) : 1 (сам­цы с нормальным телом): 1 (самцы с укороченным телом).

1) Самка гетерозиготна, следовательно, 2 типа гамет.

2) Самец гетерогаметен, следовательно, 2 типа гамет.

3) 38 * 1/4 = 9,5, или = 10 самок с нормальным телом.

4) 38 * 1/4 = 9,5, или = 10 гомозиготных самок.

5) 38-*1/4 = 9,5, или =10 самцов с укороченным телом.

Ответ: 1)2; 2)2; 3) = 10; 4) = 10; 5) = 10.
Задача. У человека отсутствие потовых желез на­следуется как сцепленный с полом рецессивный признак, альбинизм (отсутствие пигментации) — как аутосомный ре­цессивный. У родителей нормальное развитие признаков, а у сына — отсутствие пигментации и потовых желез. Оп­ределите:1) генотипы родителей; 2) вероятность рождения второго сына с двумя аномалиями3) вероятность рожде­ния здорового сына.

1.Вводим обозначения генов:

X — наличие потовых желез; X — отсутствие потовых желез; В — нормальная пигментация; b — альбинизм.

2. Определяем генотипы сына и родителей. Сын несет рецессивные признаки. Значит, его генотип — bbXaY От матери он получает Х-хромосому, а от отца Y-xpомосому. Родители имеют нормальные признаки, значит Х-хромосома отца содержит доминантную аллель гена, отвечающего за наличие потовых желез. Мать имеет Х-хромосомы, следовательно, хотя бы одна из них несет доминантную аллель гена. Таким образом, по половым хромосомам генотип родителей можно записать следующим образом: Х Х , XAY. У родителей нормаль пигментация, поэтому в их генотипе содержится хотя по одному доминантному гену, отвечающему за наличие пигмента. По данному гену их генотип можно записать

в следующем виде — В_. Итак, генотип родителей по двум парам аллельных генов имеет следующий вид: В_ХАХ , B_XAY.

3. Делаем краткую запись условия задачи и решаем ее.



Дано:

Х — наличие пот.желез

Ха — отсутств. пот.желез

В — норма

b — альбинизм

Р В_Х Х B_XAY

норма норма норма норма

F1— bbXaY

альбинос без желез

1) Генотипы Р — ?

2) Вероятность рождения второго сына с двумя аномалиями — ?

3) Вероятность рождения здорового сына — ?


Решение:

4. Записываем схему брака.

Р В_ХДХ B_XAY

норма норма норма норма

F1 bbXaY

альбинос без желез

5. Анализируем генотип родителей по потомству.

С получает по одному рецессипому гену из каждой аллельной пары от отца и от матер От матери — гены альбинизма и отстутствия потовых желез, от отца — ген альбинизм. Следовательно, генотип матри — ВЬХ Ха, генотип отца BbXAY.

Переписываем схему скрещивания, используя установ­ленные генотипы родителей.

Р ВЬХ Ха BbXAY

норма норма норма норма

7. Определяем типы гамет родителей.

Мать и отец дигетерозиготны, значит, образуют по четыре типа гамет.

Р ВЬХ Ха BbXAY

норма норма норма норма

Типы


гамет

Получаем потомков F1. Так как у родителей образуется по четыре типа гамет, используем решетку Пеннета.

Р ВЬХХа BbXAY

норма норма норма норма

Типы гамет.




ВХ

bX

BY

bY

ВХ

ВВХ Х

НОРМА


НОРМА

ВbХ Х

Норма


Норма

ВВХ У

Норма


норма

ВbХ У

Норма


норма

bX

ВbХ Х

Норма


норма

BbХ Х

Норма


альбинизм

ВbХ У

Норма


норма

bbХ У

норма


альбинизм

BY

ВВХ Х

НОРМА


НОРМА

ВbХ Х

Норма


норма

ВВХ У

Без желез

норма


ВbХ У

Без желез

норма


bY

ВbХ Х

Норма


норма

BbХ Х

Норма


альбинизм

ВbХ У

Без желез

норма


bbХ У

без желез

альбинизм


9- Проводим анализ F1. Возможно рождение нормальных Девочек, нормальных мальчиков, девочек-альбиносов, мальчиков-альбиносов, мальчиков без потовых желез и мальчиков-альбиносов без потовых желез в соотношении 6:3:2:1:3:1. Вероятность рождения второго сына с двумя аномалиями 1/16, здорового сына — 3/16.



Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница