Как найти генотип отца

Как определить генотипы родителей

Определить генотипы (совокупность генов данного организма) родителей можно, зная генотипы детей, в идеале нескольких. Генотипы можно частично или даже полностью составить по фенотипам (совокупностям всех признаков и свойств организма).

Инструкция

Решайте задачи по определению генотипа родителей с известными фенотипами по следующему алгоритму:
1. Определите какие признаки являются доминантными(проявляются как в гомозиготном, так и в гетерозиготном состоянии), а какие рецессивными(проявляются только в гомозиготном состоянии). Попытайтесь это сделать по условию задачи. Если по условию определить не получается, воспользуйтесь специальными таблицами, в которых указаны доминантные и рецессивные признаки.
2. Нарисуйте условие задачи схематично, используя общепринятые обозначения: А, В – доминантные гены, а, b – рецессивные гены.
3. Из схемы будет видно какими являются недостающие гены: доминантными или рецессивными.
Если же известны генотипы детей, задача упрощается. Записывайте генотипы детей, затем анализируйте какой из пары генов мог пойти от матери или отца.

Разберитесь подробнее на примере задачи. У Захара и Елисея глаза серые, а у их сестры Алефтины — зелёные. Мать этих детей сероглазая, хотя оба её родителя имели зелёные глаза. Ген, ответственный за цвет глаз расположен в неполовой хромосоме (аутосоме). Определить генотипы родителей и детей.
По линии матери видите, что серый цвет глаз, это рецессивный признак, т.к. он проявляется только в гомозиготном состоянии, т.е. при встрече двух одинаковых генов. В гетерозиготном же состоянии этот признак вытесняет доминантный ген, в данном случае отвечающий за зеленый цвет глаз.
Записывайте решение так: А – ген, отвечающий за зеленый цвет глаз(доминантный), а – ген, отвечающий за серый цвет глаз(рецессивный). Обозначьте известные признаки буквами.
P: мать: аа отец: __
G: мать: a отец: __
F: aa, aa, Aa
Далее рассуждайте так: если у сыновей серые глаза(признак, который проявляется в гомозиготном состоянии), один ген у них от матери, а другой от отца, следовательно, у отца тоже имеется рецессивный ген. Если у дочери присутствует доминантный ген, то он точно пошел от отца, т.к. у матери его быть не может(из-за того что ее глаза серого цвета).
Составляйте полную схему:
P: мать: аа отец: Аа
G: мать: a отец: А, а
F: aa, aa, Aa
Задача решена.

Полезный совет

Решайте все поэтапно, не торопясь, и тогда все ваши задачи будут решены.

Источники:

• «Биология», В.Н. Ярыгин, 2004.
• как составить генотип

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

Алгоритм
решения задач по генетике (задание 28)

1.  
Внимательно читаем условие задачи (2
раза).

2.  
Записываем его, выделяя доминантные и
рецессивные признаки и используем генетическую символику (фенотипы
записывать обязательно!). Вначале записываем, что дано (признаки
родительских форм), а затем то, что нужно найти (признаки потомков).

v Родительские
организмы  обозначаем буквой Р, на
первом месте ставим женский пол — ♀, на втором – мужской ♂.

v  Потомство
от скрещивания (гибриды) обозначаем буквой
F,
цифрой обозначаем порядок поколения, например F₁,F_2,
……

v Доминантный
признак обозначаем произвольно (если в условии
задачи не дается определенное обозначение признака) любой заглавной буквой
латинского алфавита, а рецессивный признак (аллельный) – той же
строчной буквой, например. А-а, B-b, C-c.

3.  
Вносим в условие известные гены: если
проявляется доминантный признак – один ген (А_), а если рецессивный – оба (аа).
Выясняем, сколько пар генов кодируют перечисленные в задаче признаки, число
фенотипических классов в потомстве и их количественное соотношение. Кроме
этого, учитываем, связано ли наследование признака с половыми хромосомами,
сцепленное оно или независимое, а также какие гены взаимодействуют  при
наследовании –аллельные или неаллельные.

4.  
 Уточняем генотипы родительских форм и
потомков и приступаем к решению задачи, соблюдая определенную
последовательность. Сначала составляем цитологическую схему скрещивания
родительских форм (обязательно указываем фенотипы!).

5.  
Зная генотипы родителей, определяем, какие
гаметы они дают. При записи гамет нужно помнить, что

v   каждая
гамета получает гаплоидный (одинарный) набор хромосом (генов);

v  все
гены имеются в гаметах;

v  в
каждую гамету попадает только одна гомологичная хромосома из каждой пары, то
есть только один ген из каждой аллели;

v  потомок
получает только одну гомологичную хромосому (один аллельный ген) от отца, а
другой аллельный ген – от матери;

v  гетерозиготные
организмы при полном доминировании всегда проявляют доминантный признак, а организмы
с рецессивным признаком всегда гомозиготны;

v  буквенные
обозначения того или иного типа гамет записываем под обозначениями генотипов,
на основе которых они образуются.

6.  
Заполняем решетку Пеннета, находим в ней
интересующие нас генотипы и фенотипы потомков и вычисляем вероятность их
проявления. В решетке Пеннета по горизонтали располагаем женские гаметы, а по
вертикали – мужские. В ячейках решетки вписываем образующиеся сочетания гамет –
зиготы. Затем записываем фенотипы потомства.

7.  
Даем ответы на все вопросы задачи.

Основные правила, помогающие в решении
генетических задач

Правило	Если ….	То….
1	при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в их потомстве наблюдается расщепление признаков  в соотношении 3:1,	эти особи гетерозиготны (моногибридное скрещивание, полное доминирование)
2	при скрещивании фенотипически одинаковых (по одной паре признаков) особей в первом поколении гибридов происходит расщепление признака на три фенотипические группы в соотношении 1:2:1,	эти особи гетерозиготны (моногибридное скрещивание, неполное доминирование)
3	в результате скрещивания особей, отличающихся друг от друга фенотипически по одной паре признаков, получается потомство, у которого наблюдается расщепление признаков в соотношении 1:1,	одна из родительских особей была гетерозиготна, а другая – гомозиготна по рецессивному признаку (моногибридное анализирующее скрещивание).
4	при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в потомстве происходит расщепление признаков в соотношении 9:3:3:1	родительские особи были дигетерозиготными (дигибридное скрещивание).
5	в результате скрещивания особей, отличающихся друг от друга фенотипически по двум парам признаков, получается потомство, у которого наблюдается расщепление признаков в соотношении 1:1:1:1,	одна из родительских особей была дигетерозиготна, а другая – дигомозиготна по рецессивному признаку (дигибридное анализирующее скрещивание).
6	в результате скрещивания особей, отличающихся друг от друга фенотипически по двум парам признаков, получается потомство, у которого наблюдается расщепление признаков в соотношении 1:1,	одна из родительских особей была дигетерозиготна, а другая – дигомозиготна по рецессивному признаку (дигибридное анализирующее скрещивание, проявляется закон Т. Моргана — закон сцепленного наследования).
7	в результате скрещивания особей, отличающихся друг от друга фенотипически по двум парам признаков, получается потомство, у которого наблюдается расщепление признаков, при чем  особей с признаками родительских форм появляется значительно больше, чем особей с перекомбинированными признаками,	одна из родительских особей была дигетерозиготна, а другая – дигомозиготна по рецессивному признаку (дигибридное анализирующее скрещивание, проявляется закон Т. Моргана — закон сцепленного наследования, нарушение сцепления генов  в результате кроссинговера).
8	при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в потомстве происходит расщепление признаков в соотношении 9:3:4; 9:6:1; 9:7,	это свидетельствует о комплементарном  взаимодействии неалельных генов.
9	при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в потомстве происходит расщепление признаков в соотношении 12:3:1; 13:3; 9:3:4,	это свидетельствует об эпистатическом  взаимодействии неалельных генов.
10	при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в потомстве происходит расщепление признаков в соотношении 15:1; 1:4:6:4:1,	это свидетельствует о полимерном взаимодействии неалельных генов.
11	признаки от матери передаются сыновьям, а от отца – к дочерям («крисс-кросс» — наследование),	гены, отвечающие за развитие этих признаков, находятся в половых хромосомах (в Х-хромосоме) и наследуются сцеплено с полом.
12	признак наследуется только по линии отца,	ген находится в Y-хромосоме и наследуется сцеплено с полом, имеющим – Y— хромосому (голандрический признак).

Задача
1. У человека ген длинных ресниц доминирует
над геном кротких, а широкие пушистые брови – над нормальными. Женщина с
длинными ресницами и широкими пушистыми бровями, у отца которой были короткие
ресницы и нормальные брови, вышла замуж за мужчину с доминантыми признаками,
гомозиготного по обеим аллелям. Составьте хему решения задачи. Определите
генотипы родителей, фенотипы и генотипы возможного потомтва. Объясните
полученные результаты.

1.      Записываем
условие задачи

Признак, фенотип	Ген, генотип
Длинные ресницы Короткие ресницы Широкие пушистые брови Нормальные брови Р: ♀ длинные ресницы и широкие пушистые брови     ♂ длинные ресницы и широкие пушистые брови F1	А а В b А_В_ ААВВ ?

Т.к. в условии задачи не даны буквы для обозначения
генов, используем произвольное обозначение.

2. Составляем схему скрещивания.  Обязательно
записываем фенотипы родителей, строго под ними генотипы, а затем гаметы.

Р: ♀ длинные ресницы и широкие пушистые брови	Х	♂ длинные ресницы и широкие пушистые брови
АаВb		ААВВ
G: АВ, Аb, аВ,   ab		AB

3.Заполняем
решетку Пеннета:

F1               ♀ ♂	АВ	Аb	аВ	Ab
АВ	ААВВ длинные ресницы и широкие пушистые брови	ААВb длинные ресницы и широкие пушистые брови	AaBB длинные ресницы и широкие пушистые брови	AaBb длинные ресницы и широкие пушистые брови

4.Объяснеям
решение задачи: Скрещивание дигибридное (расматривается наследование двух
пар признаков – длина ресниц и форма бровей), гены расположены в разных
хромосомах (наследование признаков по законам Г.Менделя). По условию задачи
женщина, и мужчина имеют фенотипическое проявление доминантных признаков, но
отец женщины имел рецессивные признаки, поэтому генотипы родителей будут
следующими: у женщины (дигетерозиготная) – АаВb,
а у мужчины (дигомозиготный по условию задачи) – ААВВ. У женщины обраузется 4
типа гамет (АВ,   Аb,   аВ,   ab),
у ее мужа – 1 тип (АВ). В этой семье могут родиться дети  только с доминантыми
признаками, но с различными генотипами.

5.
Записываем ответ.

1) генотипы
родителей: ♀ (длинные ресницы и широкие пушистые брови) – АаВb
(гаметы АВ,Аb,аВ,ab),
♂ (длинные ресницы и широкие пушистые брови) – ААВВ (гаметы АВ);

2) фенотипы
потомков – 100 % длинными ресницами и широкими пушистыми бровями;

3) генотипы
потомков- ААВВ, АаВВ, ААВb, АаВb.

Задача
2. У человека ген курчавых волос (А) не
полностью доминирует над геном прямых волос, а оттопыренные уши (b)
являются рецессивным признаком. Обе пары генов находятся в разных хромосомах. В
семье, где родители имели нормальные уши и один – курчавые волос, а другой –
прямые, родился ребенок с оттопыренными ушами и волнистыми волосами. Их второй
ребенок имел нормальные уши. Составьте схему решения задачи. Определите
генотипы родителей, их родившихся детей и вероятность дальнейшего появления
детей с оттопыренными ушами и волнистыми волосами.

1.      Записываем
условие задачи

Признак, фенотип	Ген, генотип
Курчавые волосы Прямые волосы Волнистые волосы Нормальные уши Оттопыренные уши Р: ♀ курчавые волосы, нормальные уши     ♂ прямые волосы, оттопыренные уши F1:волнистые волосы, оттопыренные уши     ? волосы, нормальные уши	А а Аа B b ААВ_ ааВ_ ? ?

При записи условия для обозначения генов
используем буквы, данные в условияи задачи.

2.      Составляем
схему скрещивания.  Обязательно записываем фенотипы
родителей, строго под ними генотипы, а затем гаметы.

Р: ♀ курчавые волосы, нормальные уши	Х	♂ прямые волосы, нормальные уши
ААВb		aаВb
G: АВ, Аb		аB, аb

3.Заполняем
решетку Пеннета:

F1               ♀ ♂	АВ	Аb
aB	AaBB волнистые волосы, нормальные уши	AaBb волнистые волосы, нормальные уши
ab	AaBb волнистые волосы, нормальные уши	Aabb волнистые волосы, оттопыренные уши

4.Объяснеям
решение задачи: Дигибридное скрещивание (расматривается наследование двух пар
признаков – структура волос и форма ушей), гены расположены в разных хромосомах,
доминирование признака структура волос неполная. Так как в семье появвился
ребенок с оттопыренными ушами, то родители по этой аллели гетерозиготные и их
генотипы: ♀ ААВb, ♂ ааВb.
Признак курчавые волосы доминирует не полностью, поэтому у всех  детей в этой
семье могут быть только волнистые волосы. Вероятность появления в дальнейшем
детей с волнистыми волосами и оттопыренными ушами – 25% (1/4).

5.Записываем
ответ.

1)
генотипы родителей: ♀ (курчавые волосы,
нормальные уши) – ААВb (гаметы АВ,Аb),
♂ (прямые волосы, нормальные уши) – ааВb
(гаметы aВ,
ab);

2)
генотипы и фенотипы родившихся детей – 750
% (3/4)волнистын волосы, нормальные уши (АаВ_) 25% (1/4) волнистые волосы,
оттопыренные уши Ааbb;

3)
вероятность рождения детей с волнистыми волосами и
оттопыренными ушами – 25% (1/4).

Задача 3. У
кукурузы гены коричневой окраски (А)и гладкой формы (В)семян сцеплены друг с
другом и находятся в одной хромосоме, а рецессивные гены белой окраски и
морщинистой формы семян также сцеплены. При скрещивании двух растений с
коричневыми гладкими семенами и белыми морщинистыми семенами было получено 400
растений с коричневыми гладкими семенами и 398 растений с белыми морщинистыми
семенами. Составьте схему решения задачи. Определеите генотипы родительских
форм и потоства. Обоснуйте результаты скрещивания, укажите какой закон
наследственности действует в данном случае.

1.  
Записываем условие задачи

Признак, фенотип	Ген, генотип
Коричневая окраска семян Белая окраска семян Гладкая форма семян Морщинистая форма семян Р: ♀ коричневы гладкие семена      ♂ белые морщинистые семена F1:коричневые гладкие семена (400 растений)      Белые морщинистые семена (398 растений)	А а В b А_В_ aаbb ? ?

При записи условия для обозначения генов
используем буквы, данные в условияи задачи.

2.Составляем
схему скрещивания. Обязательно записываем фенотипы
родителей, строго под ними генотипы, а затем гаметы.

Р: ♀ коричневые гладкие семена	Х	♂ белые морщинистые семена
АаВb А   В a   b		ааbb a   b a   b
G:           АВ,   ab ,		аb

В
данном случае решетка Пеннета не нужна.

3.Объясняем
решение задачи. Дигибридное скрещивание (рассматривается
наследовани двух пар признаков – окраска семян и их форма), гены сцеплены.
(находятся в одной хромосоме). Так как по условию задачи гены находятся в одной
хромосоме и сцеплены, а при скрещивании появилось потомство в соотношении:
(400:398) с признаками, характерными для родительских форм, то один из
родителей был дигетерозиготен, а другой- дигомозиготен по двум парам признаков.
Гены сцеплены, следовательно, между ними процесс кроссинговера не происходит
(поэтому у родительской формы с генотипом АаВb 
образуется два типа гамет, а не четыре.

4.
Записываем ответ:

1) генотипы родителей: ♀(коричневые
гладкие семена) – АаВb (гаметы АВ, аb),
♂ (белые морщинистые семена) – ааbb
(гаметы ab);

2) фенотипы потомков – коричневые гладкие
семена (400 растений), белые морщинистые семена (398 растений); генотипы
потомков – АаВи (коричневые гладкие семена) : ааbb
(белые морщинистые семена);

3) проявляется действие закона сцепленного
наследования признаком (закон Т. Моргана)

Задача
4. У кошек и котов ген черной окраски шерсти
(А) и рыжей окраски (В) локализованы в Х-хромосоме и при сочетании дают
неполное доминирование – черепаховую окраску (АВ). От черной кошки родились
черепаховый и два черных котенка. Определите генотип кошки, фенотип и генотип
кота, а также пол черепахового и черных котят. Составьте схему решения задачи.
Обоснуйте результаты скрещивания.

1.Записываем
условие задачи

Признак, фенотип	Ген, генотип
Черная окраска шерсти Рыжая окраска шерсти Черепаховая окраска шерсти Р: ♀ черная       ♂ ? F1:черепаховый      2 черных	ХА ХВ ХАХВ Х?Х? Х?Y ? ?

При записи условия для обозначения генов
используем буквы, данные в условияи задачи.

2.Составляем
схему скрещивания. Обязательно записываем фенотипы
родителей, строго под ними генотипы, а затем гаметы.

Р: ♀ черная	Х	♂ рыжий
ХА ХА		ХВY
G: ХА		ХВ,Y
F1:  1 черепаховый : 2 черных
♀ ХА ХВ               ♂ ХАY

В
данном случае решетка Пеннета не нужна.

3.Объяснеям
решение задачи. Признаки наследуются сцеплено с
полом. У кошек пол определяется так же, как у человека, т.е. самка
гомогаметная, а самец –гетерогеметный. Генотип черной кошки – Х^АХ^А.
среди котят один имеет черпаховую окраску, а это возможно только при сочетании
двух генов в генотипе: гена черной окраски (Х^А) и гена рыжей окраски
(Х^В), следовательно, черепаховый котенок – кошечка с генотипом – Х^АХ^В.
Так как в потомстве появился котенок с черепаховой окраской, то кот имел рыжую
окраску, его генотип — Х^ВY.
Черные котята – это котики с генотипом Х^АY.

4.Записываем
ответ.

1)    
Генотип кошки: ♀ (черная) — Х^А
Х^А (гаметы Х^А);

2)    
Геноти и фенотип кота: ♂ (рыжий) — Х^ВY
(гаметы Х^В ,Y);

3)    
Фенотипы, генотипы и пол котят: ♀ Х^А
Х^В— черепахова кошка, ♂ Х^ВY—
черные коты.

Задача
5. Группа крови и резус –фактор –
аутосомные, несцепленныые признаки. Группа крови контролируется тремя аллелями
одного гена – I⁰,I^A,I^B.
Аллели I^Aи
I^Bдоминируют
надаллелем I⁰.
Первую группу (0) определяют рецессивные гены I⁰,
вторую группу (А) определяет доминантный аллель I^A,
третью группу (В) – доминантный аллель I^B,
а четвертую (АВ) – оба аллеля I^AI^B.
Положительный резус — фактор (R)
доминирует над отрицательным (r). Женщина со второй резус – положительной
кровью, имеющая сына с первой резус-отрицательной кровью, подала заявление  в
суд на мужчину с третьей резус –положительной кровью для установления
отцовства. Составьте схему решения задачи. Определеите генотипы родителей и
ребенка. Может ли этот мужчина быть отцом ребенка? Объясните механизм
наследования признаков группы крови и резус фактор.

1.Записываем
условие задачи

Признак, фенотип	Ген, генотип
I (0) II (A) III (B) IV (AB) Положительный резус — фактор Отрицательный резус -фактор Р: ♀II (А) полож. (+)     ♂ III (B)  полож. (+) F1:I группа крови, отрицательный резус-фактор  Установить отцовство       Механизм наследования признаков	I0 IA IB IAIB R r ? ? ? ? ?

При записи условия для обозначения генов
используем буквы, данные в условияи задачи.

2.Составляем
схему скрещивания. Обязательно записываем фенотипы
родителей, строго под ними генотипы, а затем гаметы.

Р:               ♀ II (А) полож. (+)	Х	♂ III (B)  полож. (+)
IA I0Rr		IВI0Rr
G:                IAR, IAr, I0R, I0r		IВR, IВr,I0R,I0r

3.Заполняем
решетку Пеннета:

F1       ♀ ♂	IAR	IAr	I0R	I0r
IВR	IAIВRR IV (AB) полож (+)	IAIВRr IV (AB) полож (+)	IВI0RR III (B) полож (+)	IВI0Rr III (B) полож (+)
IВr	IAIВRr IV (AB) полож (+)	IAIВrr IV (AB) отр. (—)	IВI0Rr III (B) полож (+)	IBI0rr III (B) отр. (—)
I0R	IAI0RR II (A) полож (+)	IAI0Rr II (A) полож (+)	I0I0RR I (0) полож (+)	I0I0Rr I (0) полож (+)
I0r	IAI0Rr II (A) полож (+)	IAI0rr II (A) отр. (—)	I0I0RR I (0) полож (+)	I0I0rr I (0) отр. (—)

4.Объясняем
решение задачи. Дигибридное скрещивание (рассматривается наследование двух
пар признаков – группа крови и резус-фактор), гены находятся в разных
хромосомах. Сын этой женщины имеет I
(0) группу кровт, отрицательный резус-фактор, его генотип  I⁰I⁰rr.
Это возможно, если родители гетерозиготны по обеим парам признаков и имеют
следующие генотипы: ♀ I^AI⁰Rr
(II
(А) полож. (+)), ♂ I^ВI⁰Rr
(III
(B)
полож.(+)). Мужчину могут признать отцом этого ребенка в том случае, если
женщина и мужчина гетерозиготрны по обеим парам признаков. Группа крови по
система АВ0 наследуется по принципу кодоминирования, а резус-фактор-полного
доминирования.

5.
Записываем ответ.

1) генотипы
родителей: ♀ II (А)
полож. (+)-I^A
I⁰Rr (гаметы I^AR, I^Ar,
I⁰R, I⁰r), ♂ III (B)  полож. (+)-I^ВI⁰Rr (гаметы I^ВR, I^Вr,I⁰R,I⁰r).

2) генотип сына: ♂I⁰I⁰rr (I группа
крови, отрицательный резус-фактор); мужчину могут признать отцом этого ребенка
в том случае, если женщина и мужчина гетерозиготрны по обеим парам признаков.

3) группа крови по
система АВ0 наследуется по принципу кодоминирования, а резус-фактор-полного
доминирования.

Задача 6. На
основании родословной установите характер наследования признака (доминантый или
рецессивный, сцеплен или не сцеплен с полом), генотипы детей в первом и втором
поколении.

Составьте
схему решения задачи. Ответ поясните.

1.Записываем
условие задачи

Признак, фенотип	Ген, генотип
Норма Патология Р: ♀больна     ♂ здоров F1: 2 ♀ здоровы, 1♂ болен F2. ♀больна, ♀ здорова, ♂болен, ♂ здоров	ХА Ха ХаХа ХаY ? ?

Т.к. в условии
задачи не даны буквы для обозначения генов, используем произвольное
обозначение.

2.Составляем
схему скрещивания. Обязательно записываем фенотипы
родителей, строго под ними генотипы, а затем гаметы.

Р:               ♀ больна	Х	♂ здоров
ХаХа		ХАY
G:                Ха		ХА,Y
F1: ♀ ХАХа        :       ♀ ХАХа        :♂ ХаY           здорова              здорова                   болен носители гена паталогии
F2: ♀ ХаХа: ♂ХаY:♂ ХАY:♀ ХАХа больнаболенздоров        здорова, носитель гена паталогии

3.Объясняем
решение задачи. Анализ родословной позволяет сделать следующий вывод:
признак рецессивный, сцеплен с полом, так как признак передается от матери
сыну, а дочери оказались здоровыми.Девочки (первое поколение) в этой семье
являются носителями гена исследуемого признака, мальчик болен. Во втором
поколении: двое детей (сын и дочь) больны, двое (сын и дочь) – здоровы, но
девочка является носителем гена исследуемого признака.

4.
Записываем ответ:

1) признак
рецессивный , сцеплен с полом;

2) генотипы детей
первого поколения: девочки –носители гена паталогии (генотип Х^АХ^а),
мальчик болен (генотип — Х^аY);

3) генотипы детей
второго поколения: девочки – Х^АХ^а (здорова, носитель гена
паталогии), Х^аХ^а (больна); мальчики — Х^АY (здоров),
Х^аY— болен.

Умение решать задачи по генетике очень важно, особенно, если школьник собирается сдавать Единый Государственный Экзамен по предмету биология. На первый взгляд, генетические задачи представляют собой что-то запутанное и непонятное. Но если разобраться в процессе решения, то все окажется не так уж и страшно. Давайте разберемся, как решать задачи по генетике.

История

Генетика — это сравнительно новая наука, заключающаяся в изучении наследования и изменчивости живых организмов. Огромный вклад в ее развитие привнес знаменитый ученый-биолог Грегор Мендель. Именно он сформулировал три самых главных закона, от которых в дальнейшем оттолкнулось развитие данной научной области и ввел понятие «генетика».

Несмотря на то, что имя этого выдающегося ученого фигурирует во многих учебниках как имя первооткрывателя данной биологической области, не стоит думать, что он первый задумался о наследственности. За его открытиями и тремя постулатами генетики стоит титанический труд его последователей, пытавшихся изучить данную область. Ведь, как показывает история, уже более шестисот лет назад люди понимали примитивные закономерности наследования, но не могли их объяснить.

Законы Менделя

Без знания трех основных законов наследования и изменчивости невозможно заниматься решением задач по генетике.

Первый закон объясняет принципы единообразия гибридов первого поколения и звучит следующим образом:

При скрещивании двух гомозиготных организмов, относящихся к разным чистым линиям и отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных проявлений признака, все первое поколение гибридов (F1) окажется единообразным и будет нести проявление признака одного из родителей.

Данный закон означает, что если скрестить две чистые линии по одному признаку, например, зеленый и желтый горох, то абсолютно у всех потомков проявится только один цвет (либо желтый, либо зеленый), в зависимости от того, чей признак более сильный (доминантный).

Второй закон, который объясняет расщепление признаков, звучит следующим образом:

При скрещивании двух гетерозиготных потомков первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление в определенном числовом отношении: по фенотипу -3:1, по генотипу — 1:2:1.

Это означает, что у родителей, которые не являются чистыми линиями, в любом случае, с меньшей вероятностью, но появится у потомства внешнее различие, не говоря уже о генотипе.

Третий закон о независимом наследовании звучит как:

При скрещивании двух особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях.

Это означает то, что один независимо наследуемый признак никак не может повлиять на проявление или не проявление другого независимого признака.

Общие правила

Чтобы научиться решать задачи по генетике, необходимо:

• Уметь читать условие задачи, выбирая из него необходимую информацию.
• Уметь различать аллельные и неаллельные гены.
• Различать наследование, сцепленное с полом и аутосомное.
• Уметь пользоваться терминологией и правилами оформления задач.
• Уметь пользоваться решеткой Пеннета.

Если вы уже имеете представление о генетике как о науке, знаете терминологию и теорию, то половина пути уже пройдена — можно приступать к решению задач.

Оформление

Задачи по биологии на генетику имеют свою специфику оформления, для который необходимо знать и уметь пользоваться особой символикой. Данные символы представлены в таблице.

Пользование данной символикой поможет облегчить решение задач и уменьшит громоздкие записи сложных заданий.

Решетка Пеннета

Решетка Пеннета — это специальная таблица, которой очень удобно пользоваться при решении задач по генетике, в условиях которых фигурируют более одной пары признаков.

Она представляет собой таблицу, по правую сторону которой вертикально пишется мужской генотип, а горизонтально сверху — женский. Середина заполняется предполагаемым генотипом потомков.

Если задачи по теме генетика даются школьнику с трудом, то рекомендовано решать даже самые легкие из них с помощью этой решетки. Она поможет правильно расписать генотип, не запутавшись.

Многибридное скрещивание

Теперь, когда основные генетические принципы рассмотрены, можно приступать к объяснению задач по генетике. Начнем изучение с самых простых примеров на моногибридное скрещивание, в которых рассматривается только одна пара признаков.

Возьмем такой пример задачи по генетике: ген глухоты является рецессивным, в отличие от гена нормального слуха. У неслышащего мужчины и нормальной женщины родился ребенок с нарушением слуха. Необходимо определить генотипы всех членов семьи.

Как решить задачу по генетике? Начнем разбор по-порядку:

1. Ген глухоты рецессивный, значит обозначим его «а», ген нормального слуха будет «А».
2. В задаче ничего не сказано про половые хромосомы, значит ген локализуется в аутосоме.
3. Подберем генотип отца. Он не слышит, и, учитывая, что ген глухоты рецессивный, этот мужчина должен иметь чистую линию следующего типа — «аа».
4. Тот же принцип будет у потомка. Полная глухота возможна лишь при чистой линии рецессивного признака, иначе бы доминантный ген нормального слуха перекрыл его.
5. Подберем генотип матери, у который по условию нормальный слух. Согласно первому закону Менделя о том, что при скрещивании двух чистых линий потомки всегда носят доминантный фенотип, можно сделать вывод, что мать является гетерозиготной по данному признаку.

Таким образом ответ этой задаче по генетике следующий: аа — отец, аа — ребенок, Аа — мать.

Дигибридное скрещивание

Решение задач по биологии на генетику такого типа предполагает использование решеток Пеннета. В данных задачах рассматривается наследование двух независимых признаков.

Итак, условие, взятое из учебника:

У томатов красная окраска плодов доминирует над желтой, а гладкая кожица плодов доминирует над опушенной. Скрестили между собой гомозиготные растения томатов с красными и гладкими плодами с гомозиготным растением томатов с желтыми и опушенными плодами. Определите генотип и фенотип потомства.

Приступим к решению данной задачи по генетике:

• Определим важные моменты задачи: красную окраску, которая является более сильным признаком, обозначим, как «А», соответственно желтую, как — «а». Гладкую кожицу, как «В», а кожицу с пушком, как «в».
• Известно, что родители являются чистыми линиями, следовательно их генотипы примут следующий вид: ААВВ и аавв.
• Чтобы определить генотипы и фенотипы потомков в первом поколении не нужно даже составлять решетку Пеннета. Согласно первому закону все потомки будут гетерозиготны (АаВв) и иметь фенотип доминантный фенотип, то есть красную окраску и гладкую кожицу.

Задачи с решеткой Пеннета

Рассмотрим задачи по генетике также с дигибридным скрещиванием, но уже по-сложнее.

Возьмем потомков первого поколения из условия выше, то есть томаты с красной гладкой кожицей и генотипом АаВв и скрестим их с рецессивной чистой линией (аавв).

Чтобы узнать генотипы и фенотипы потомков, для удобства нам необходимо составить таблицу.

Родители	АВ	Ав	аВ	ав
ав	АаВв	Аавв	ааВв	аавв

Теперь по известным генотипам очень легко определить внешний вид потомков:

• 1 потомок с красной кожурой и гладкой кожицей (АаВв);
• 1 с красной кожурой и пушком (Аавв);
• 1 с желтой кожурой и гладкой кожицей (ааВв);
• 1 желтый с пушком.

Вот так легко решается задача по генетике на скрещивание по двум и более признакам.

Наследование, сцепленное с полом

Помимо признаков, наследуемых по аутосомному типу, у человека и животных существует огромное количество признаков, которые локализуются в половых хромосомах.

Известно, что у человека, не страдающего какими-либо серьезными генетическими отклонениями, их две (ХХ у женщин; ХУ у мужчин). Большинство признаков несет именно Х хромосома.

Рассмотрим пример решения задач по генетике на данную тему. Возьмем условие из учебника:

От родителей, по фенотипу имеющих нормальное зрение, родилось несколько детей с нормальным зрением и один мальчик-дальтоник (не различает красный и зеленый цвета). Чем это объяснить? Каковы генотипы родителей и детей?

Решение данной биологической задачи по генетике будет следующим:

• Как известно, дальтонизм сцеплен с Х хромосомой как рецессивный признак. Обозначим дальтонизм как Х^а, а нормальное зрение, как Х^А.
• Определим генотип родителем. Если отец имеет нормальное зрение, то он не может быть носителем гена дальтонизма в виду своей половой особенности. Его генотип — Х^АУ. Учитывая то, что в семье все-же появился дальтоник, мать была носителем этого дефекта, хотя сама им не страдала. Ее генотип Х^АХ^а.
• Чтобы определить генотипы детей, составим для большего удобства специальную таблицу:

Родители	ХА	У
ХА	ХАХА	ХАУ
Ха	ХАХа	ХаУ

Таким образом мы определили все генотипы в данной задаче по генетике.

Задачи на группы крови

Это особый тип задач, при решении которых надо знать, каким именно образом наследуется та или иная группа крови. Для этого необходимо воспользоваться специальной таблицей, изображенной на рисунке ниже.

Теперь, узнав главные закономерности, давайте попробуем решить задачу по генетике следующего содержания: у матери 1-я группа крови, а у отца — 4-я. Определите группы крови ребенка.

Разберем задачу по-порядку:

• Согласно таблице, данной выше, 1-я группа крови обозначается, как I^OI^O, а 4-я — I^AI^B.
• Учитывая генотипы родителей, группа крови ребенка будет либо 2(I^AI^O), либо 3 (I^BI^O), в соотношении 50 процентов.

Попробуем решить еще одну задачу, но уже на резус-фактор. Для этого воспользуемся другой показательной таблицей, представленной на рисунке.

Итак, дано: оба родителя имею отрицательный резус фактор, а ребенок — положительный. Отец решил сделать тест на подтверждение родства. Какой будет результат данного теста?

Ответ: по результатам теста на определение отцовства, ребенок не будет являться родным. Так как положительный резус-фактор означает, что он должен иметь хотя бы одного родителя с положительным резус-фактором.

Задачи повышенной сложности

Рассмотрев, простые задачи по генетике, давайте попытаемся решить более сложные. Возьмем, пример, задачу, которая будет содержать в совокупности и аутосомные признаки и половые.

Итак, дано: у человека генетически обусловлено доминирование карих глаз над голубыми. А дальтонизм считается рецессивным по отношению к нормальному зрению.

Кареглазая женщина с нормальным зрением, отец которой имел голубые глаза и страдал цветовой слепотой, выходит замуж за голубоглазого мужчину с нормальным зрением. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и возможного потомства, вероятность рождения в этой семье детей — дальтоников с карими глазами и их пол.

Решаем пошаговым способом:

• Как известно из ранее решенных задач, дальтонизм сцеплен с полом, а, если конкретно, то с Х хромосомой, и обозначается, как Х^а. Про признак цвета глаз ничего не сказано, значит делаем вывод, что он аутосомный и обозначаем его В(карие) и в(голубые).
• Определим генотип матери. Известно, что она кареглазая и имеет нормальное зрение, но она не может быть чистой линией, потому что ее отец имел голубые глаза и проблемы с восприятием цвета. Таким образом, ее генотип будет ВвХ^АХ^а.
• Определим генотип отца. Из условия это сделать не сложно: он имеет голубые глаза и нормальное зрение, значит — ввХ^АУ.
• Для того, чтобы определить генотип потомков, составляем решетку:

Родители	ВХА	ВХа	вХА	вХа
вХА	ВвХАХА	ВвХАХа	ввХАХА	ввХАХа
вУ	ВвХАУ	ВвХаУ	ввХАУ	ввХаУ

Наглядные генотипы готовы. Теперь осталось определить вероятность появления в этой семье кареглазых детей с нарушениями цветовосприятия и определить их пол. Для этого внимательно рассмотрим таблицу. Кареглазый дальтоник появится только в одном случае, и это будет мальчик. Таким образом вероятность его появления равна 1/8.

Генетика в Едином Государственном Экзамене

Выпускники, нацеленные на сдачу биологии в этом году, должны знать, что встречаются в ЕГЭ задачи по генетике. Чтобы успешно сдать экзамен, не достаточно уметь решать простые задания на изменчивость и наследование, но еще обладать навыками решения более сложных заданий.

Согласно статистке в Едином государственном тестировании встречаются несколько вариантов генетических задач, как в первой части, так и в последней, которая дает большее количество баллов.

Задачи по генетике на моногибридное скрещивание очень часто фигурируют в части А демонстрационных вариантов, под номерами (7, 8 и 30).

А вот задания на дигибридное и полигибридное скрещивание, на половое наследование и на группы крови чаще всего составляют последнюю, саму сложную часть вопросов Единого Государственного экзамена. Они фигурируют под номером 6.

За правильно решенную и, что немаловажно, правильно оформленную задачу могут дать три балла.

Также возможно встретить и смешанный тип, который рассмотрен в данной статье как задачи повышенной сложности. Им тоже необходимо уделять внимание при подготовке к поступлению, потому что на первом курсе профиля естественных наук будут решаться такие задачи.

Чтобы успешно сдать ЕГЭ, необходимо уделять внимание не только теоретической подготовке, но и практиковаться в решении задач. Систематичность и регулярность в этом деле вознаградят выпускников высокими баллами за экзамен и поступлением в выбранный институт на хорошую специальность.

При определении генотипа пробанда
необходимо знать основные закономерности
наследования генов и хромосом и помнить,
что ребенок может иметь в своем генотипе
только те гены, которые были у его
родителей и которые он в ходе оплодотворения
получил от них в составе половых клеток.

Определяя генотип пробанда, мы фактически
решаем простейшую генетическую задачу
на моногибридное скрещивание, где
информация о признаках у тех или иных
членов семьи представлена не в виде
текста, а в виде графического изображения.
Например, для фрагмента родословной,
изображенного на рис. 4 и содержащего
графические изображения членов семьи
пробанда, такой текст будет иметь
следующий вид: “Для изучаемого признака
характерен рецессивный сцепленный с
Х-хромосомой тип наследования. Мальчик
имеет изучаемый признак, а у его родителей,
двух старших сестер и младшего брата
изучаемый признак отсутствует. Каков
генотип мальчика?” Поэтому при определении
генотипа пробанда необходимо придерживаться
той последовательности действий, которую
рекомендуют при решении типовых
генетических задач.

Во избежание ошибки в определении
генотипа пробанда мы рекомендуем
определять не только генотип пробанда,
но и генотипы всех членов родословной.
В этом случае рекомендуется придерживаться
следующей последовательности действий.

1. Рядом с графическим изображением
   родословной напишите название
   альтернативных признаков и обусловливающие
   их аллели, то есть изобразите видоизмененную
   таблицу “Признак — ген”.

2. Учитывая парность хромосом, парность
   аллелей изучаемого аутосомного гена
   и особенности расположения генов в
   половых хромосомах, запишите будущий
   генотип, используя точки для
   обозначения аллелей. Предварительная
   запись генотипа будет иметь следующий
   вид:

— для аутосомного наследования: . .
;

— для сцепленного с Х-хромосомой
наследования: Х^.Х^.
и Х^.Y;

— для сцепленного с Y-хромосомой
наследования: Х Х и Х Y^..

2. Тем членам родословной, которые имеют
изучаемый признак, поставьте вместо
точки соответствующее обозначение
аллеля гена – строчную или заглавную
букву:

— для аутосомного и сцепленного с
Х-хромосомой доминантного наследования:
один аллель А;

— для аутосомно-рецессивного наследования:
два аллеля а;

— для рецессивного сцепленного с
Х-хромосомой наследования: Х^аХ^а
и Х^аY;

— для сцепленного с Y-хромосомой
наследования можно использовать любое
изображение буквы.

3. Соответствующее обозначение аллеля
гена поставьте вместо точки тем членам
родословной, у которых изучаемый признак
отсутствует:

— для аутосомно-доминантного наследования:
два аллеля а;

— для аутосомного и сцепленного с
Х-хромосомой рецессивного наследования:
один аллель А;

— для доминантного сцепленного с
Х-хромосомой наследования: Х^аХ^а
и Х^аY;

— для сцепленного с Y-хромосомой
наследования следует использовать
изображение буквы, отличное от
используемого для обозначения генотипа
особи с изучаемым признаком.

4. Определите аллели в тех генотипах,
которые нельзя определить по личному
фенотипу особи, но можно определить по
генотипу ее родителей или детей. При
этом необходимо учитывать, что в генотипе
особи могут быть только те аллели,
которые были в генотипе его родителей.
Например, если при аутосомно-рецессивном
типе наследования женщина не имеет
изучаемого признака, но этот признак
был у ее отца, то генотип этой женщины
будет содержать рецессивный аллель а
и будет иметь вид Аа. Аллель А
мы нашли по фенотипу женщины, а аллель
а – по генотипу ее отца. Укажите
стрелкой направление передачи найденного
аллеля от родителя к ребенку.

В качестве примера рассмотрим
последовательность рассуждений при
определении генотипа пробанда в
родословной, фрагмент которой имеет
следующий вид:

Тип наследования признака – рецессивный
сцепленный с Х-хромосомой.

Для обозначения гена, обусловливающего
развитие изучаемого и альтернативного
ему признака, возьмем одну букву алфавита,
например, букву “А”. Если символ “А”
будет обозначать название гена, то
символ А будет обозначать доминантный
аллель этого гена, а символ а – рецессивный
аллель гена “А”. Поскольку по условию
задачи изучаемый ген находится в
Х-хромосоме, то аллели этого гена
необходимо записывать с Х-хромосомой.

Учитывая вышесказанное, рядом с фрагментом
родословной напишем названия альтернативных
признаков с указанием обусловливающих
их аллелей гена “А”.

Рядом с графическим изображением каждого
члена родословной напишем его половые
хромосомы, учитывая пол человека и ставя
точку (.) на том месте, где в последующем
будет написано обозначение аллеля гена.
После этого фрагмент родословной
приобретает следующий вид.

Поместим рецессивный аллель а в
обозначение генотипа члена родословной,
имеющего изучаемый признак. После этого
фрагмент родословной приобретает
следующий вид.

Поместим доминантный аллель А в
обозначение генотипов членов родословной,
не имеющих изучаемый признак, после
чего фрагмент родословной приобретает
следующий вид.

Мать пробанда имеет в своем генотипе
рецессивный аллель а, поскольку
только она могла передать пробанду
имеющийся в его Х-хромосоме рецессивный
аллель а (от отца пробанд получил
Y-хромосому). Нарисуем
стрелку от генотипа матери пробанда к
генотипу пробанда, обозначая таким
образом направление передачи рецессивного
аллеля а. Сестры пробанда могут
иметь генотип Х^АХ^А или
Х^АХ^а, так как аллель А
они получили от отца вместе с его
Х-хромосомой, а от матери могут получить
или аллель А, или аллель а с той
или иной ее Х-хромосомой. Напишем под
генотипами сестер пробанда их возможные
генотипы, после чего фрагмент родословной
приобретает следующий вид.

Таким образом, мы нашли, что генотип
пробанда – Х^аY, и
убедились, что действительно имеем дело
с родословной, для которой характерен
рецессивный сцепленный с Х-хромосомой
тип наследования признака.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #