Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Департамент научно-технологической политики и образования Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный аграрный университет» Хакасский филиал |
ГЕНЕТИКА И БИОМЕТРИЯ |
Практикум |
Абакан 2012 |
ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ
Тип. 1. Наследование отдельного признака (моногибридное скрещивание) при неполном доминировании
l. У львиного зева растения с широкими листьями при скрещивании между собой всегда дают потомство тоже с широкими листьями, а растения с узкими листьями — только лишь потомство с узкими листьями. В результате скрещивания широколиственной особи с узколиственной возникает растение с листьями промежуточной ширины. Каким будет потомство от скрещивания двух особей с листьями промежуточной ширины? Что получится, если скрестить узколиственное растение с растением, имеющим листья промежуточной ширины?
2. При скрещивании между собой куры с белым оперением всегда дают белое потомство, а куры с черным оперением. — черное. Потомство от скрещивания белой и черной особей' оказывается голубым. Какое оперение будут иметь потомки белого петуха и голубой курицы? А потомки двух особей с голубым оперением-?
3. При скрещивании между собой растения красноплодной земляники всегда дают потомство с красными ягодами, а растения белоплодной земляники — с белыми ягодами. В результате скрещивания обоих сортов друг с другом получаются розовые ягоды. Какое потомство возникает при скрещивании между собой двух растений земляники с розовыми ягодами? Какое потомство получится, если опылить красноплодную землянику пыльцой земляники с розовыми ягодами?
4. Кохинуровые норки (светлая окраска с черным крестом на спине) получаются в результате скрещивания белых норок с темными. Скрещивание между собой белых норок дает белое потомство, а скрещивание между собой темных — темное. Какое потомство возникает при скрещивании между собой кохинуровых норок? Какое потомство получится от скрещивания кохинуровых норок с белыми?
5. Цвет волосяного покрова морских свинок зависит от содержания темного пигмента меланина. Белые свинки (альбиносы) при скрещивании между собой дают белое потомство. Точно так же и темные свинки (шеншилла), скрещиваясь друг с другом, дают темное потомство. Гибриды же альбиносов с шеншиллой имеют промежуточную (полутемную) окраску.
Какое потомство получится в результате скрещивания между собой темных гибридов? А в результате скрещивания такого гибрида с белой свинкой?
Тип. 2. Наследование отдельного признака (моногибридное скрещивание) при полном доминировании
6. Ген черной окраски крупного рогатого скота доминирует над геном красной окраски. Какое потомство F1 получится от скрещивания черного гомозиготного быка с красными коровами? Каким будет потомство F2 от скрещивания между собой таких гибридов? Какие телята родятся от красного быка и гибридных коров из F1?
7. Стандартные норки имеют коричневый мех, а алеутские — голубовато-серый. И те и другие — гомозиготны, при чем коричневая окраска доминирует. Какое потомство F1 получится от скрещивания двух названных пород? Что получится в результате скрещивания между собой таких гибридов?
Какой результат даст возвратное скрещивание алеутского отца с его гибридной дочерью?
8. У томатов ген, обусловливающий нормальный рост, доминирует над геном карликовости. Какого роста будут потомки F1 от скрещивания гомозиготных высоких растений карликовыми? А какое потомство F2 следует ожидать от скрещивания только что упомянутых гибридов? Какой результат дает возвратное скрещивание представителей F1 с родительской формой карликового роста?
9. Иммунность (невосприимчивость; к головне у овса доминирует над поражаемостыо этой болезнью. Какое потомство получится от скрещивания гомозиготных иммунных особей с растениями, поражаемыми головней? Что получится от скрещивания между собой таких гибридов? Какой результат даст возвратное скрещивание растений F1 с этой родительской формой, которая лишена иммунитета?
10. Ген фертильности (т. е. способности к оплодотворению) метелки у кукурузы доминирует над геном ее ядерной стерильности. Какие метелки будут у кукурузы, полученной от скрещивания гомозиготных растений с фертильными метелками и растений со стерильными метелками? Что получится от скрещивания между собой таких гибридов? Какой результат даст возвратное скрещивание растений F, с той родительской формой, которая имеет стерильные метелки?
3. Наследование отдельного признака (моногибридное скрещивание) при полном доминировании
11. У томатов ген, обусловливающий красный цвет плодов, доминирует над геном желтой окраски их. Какие по цвету плоды окажутся у растений, полученных от скрещивания гомозиготных красноплодных растений с желтоплодными? Какие плоды будут у Fa? Перечислите все формы, какие могут получиться от скрещивания одного из красноплодных представителей F2 с F1. Что получится от скрещивания между собой желтоплодных представителей F2?
12. У крупного рогатого скота ген комолости (т. е. безрогости) доминирует над геном рогатости. Какое потомство F1 можно ожидать от скрещивания рогатого быка с гомозиготными комолыми коровами? Каким будет потомство F2 от скрещивания между собой таких гибридов? Какие телята могут родиться от комолого быка из поколения F2 и гибридной коровы из поколения Fi? А от скрещивания между собой двух рогатых представителей поколения F2?
13. Ген раннего созревания ячменя доминирует над позднеспелостью. Какими окажутся растения Fb полученные в результате опыления гомозиготного раннеспелого растения пыльцой позднеспелого? Каким будет ячмень второго поколения Рг? А что может получиться от скрещивания одного из позднеспелых представителей F2 с F1?
14. У овса иммунность к ржавчине доминирует над поражаемостыо этой болезнью. Какими окажутся гибриды F, от скрещивания поражаемого ржавчиной овса с гомозиготным иммунным? Каким будет второе поколение F2? Что получится,
если скрестить между собой поражаемые ржавчиной растения из поколения F2? Перечислите все формы, которые могут возникнуть от скрещивания одного из иммунных представителей F2 с F[.
15. Зерно пшеницы может быть стекловидным или мучнистым, причем стекловидность является доминантным признаком. Какие зерна окажутся у гибридов F1 от скрещивания гомозиготных растений со стекловидными зернами с растениями, имеющими мучнистые зерна? Какие растения получатся во втором поколении F2? Какие зерна можно ожидать у растений, полученных от скрещивания одного из представителей поколения F2 со стекловидными зернами с растением из F1? Какой результат даст скрещивание между собой двух представителей F2 с мучнистыми зернами?
Тип 4. Наследование отдельного признака (моногибридное скрещивание) при полном доминировании
16. Ген ранней спелости овса доминирует над геном, определяющим позднеспелость. В потомстве от скрещивания двух растений обнаружилось расщепление, близкое к 1:1. Что можно сказать о генотипах исходных форм? А каковы были бы эти генотипы, если бы расщепление приближалось к 3: 1? При каких фенотипах скрещиваемых растений получится фенотипически однородное потомство?
17. У пшеницы ген карликовости доминирует над геном нормального роста. Каковы генотипы исходных форм, если в потомстве получилось расщепление по этому признаку в отношении 3:1? А какое заключение об исходных генотипах следовало бы сделать, получив расщепление 1:1? При каких фенотипах скрещиваемых растений получится фенотипически однородное потомство?
18. Плоды томатов бывают грушевидными и круглыми. Ген круглой формы плодов доминирует. Какими должны быть генотипы родительских растений, чтобы в потомстве получилось по данному признаку расщепление в отношении 1:1? А в отношении 1 : 3? При каких фенотипах скрещиваемых томатов потомство окажется фенотипически однородным?
19. Гигантский рост растений овса является рецессивным признаком. Что можно сказать о генотипах родительской пары, если половина потомства имеет нормальный, а половина — гигантский рост? А если только четверть потомства отличается гигантизмов? Какие сорта овса надо скрестить, чтобы потомство получилось заведомо однородным по данному видимому признаку?
20. У томатов ген высокого роста растения доминирует над геном карликовости. Какой вывод о генотипах родительских растений можно сделать, если в потомстве обнаружено расщепление по данному признаку в отношении 1 : 1? А в случае расщепления в отношении 1 : 3? Растения с какими фенотипами нужно скрестить, чтобы получить однородное потомство?
Тип. 5. Наследование двух признаков (дигибридное скрещивание)
21. Черный комолый бык — представитель чистой линии— скрещивается с красными рогатыми коровами. Какими будут гибриды? Каким окажется следующее поколение, полученное от скрещивания этих гибридов между собой, если известно, что комолость доминирует над рогатостью, а черный цвет шерсти над красным, причем гены обоих признаков находятся в разных хромосомах?
22. Какими признаками будут обладать гибридные томаты, полученные в результате опыления красноплодных растений нормального роста пыльцой желтоплодных карликовых томатов? Какой результат даст дальнейшее скрещивание таких гибридов? Известно, что красный цвет плодов—доминантный признак, карликовость же — рецессивна. Все исходные растения гомозиготны; гены обоих признаков находятся в разных хромосомах.
23. Нормальный рост у овса доминирует над гигантизмом, а раннеспелость над позднеспелостью. Все исходные растения гомозиготны и гены обоих признаков находятся в разных хромосомах. Какими признаками будут обладать гибриды раннеспелого овса нормального роста с позднеспелым гигантского? Какой результат даст дальнейшее скрещивание между собой таких гибридов?
24. Окрашенность шерсти кроликов (в противоположность альбинизму) определяется доминантным геном. Цвет же окраски контролируется другим геном, расположенным в иной хромосоме, причем серый цвет доминирует над черным (у кроликов-альбиносов гены цвета окраски бездействуют). Какими признаками будут обладать гибридные формы, полученные от скрещивания серых кроликов с альбиносами, несущими ген черной окраски? Предполагается, что исходные животные гомозиготны по обоим упомянутым здесь генам. Какая часть кроликов F2 окажется черной?
25. Оперенность ног у кур (в противоположность голым) определяется доминантным геном. Гороховидный гребень доминирует над простым. Какими признаками будут обладать гибридные формы, полученные от скрещивания, кур с гороховидными гребнями, имеющими оперенные ноги, с голоногими курами, имеющими простые гребни? Предполагается, что исходные животные гомозиготны но обоим упомянутым здесь генам. Какая часть F2 окажется с гороховидным гребнем и голыми ногами?
Тип 6. Наследование признаков, сцепленных с полом
26. Рецессивный ген гемофилии (несвертываемости крови) находится в Х-хромосоме. Отец девушки страдает гемофилией, тогда как мать ее в этом отношении здорова и происходит из семьи, благополучной по этому заболеванию. Девушка выходит замуж за здорового юношу. Что можно сказать об их будущих сыновьях, дочерях, а также внуках обоего пола (при условии, что сыновья и дочери не будут вступать в брак с носителями гена гемофилии)?
27. У дрозофилы рецессивный ген желтой окраски тела находится в Х-хромосоме. В лаборатории путем скрещивания гомозиготной серой самки и желтого самца получено потомство; серая самка из этого потомства, в свою очередь, скрещивается с серым самцом. Какими будут потомки от этого скрещивания и от дальнейших скрещиваний с гомозиготными серыми дрозофилами?
28. Рецессивный ген дальтонизма (цветовой слепоты) находится в Х-хромосоме. Отец девушки страдает дальтонизмом, а мать, как и все ее предки, различает цвета нормально. Девушка выходит замуж за здорового юношу. Что можно сказать об их будущих сыновьях, дочерях, а также внуках обоего пола (при условии, что сыновья и дочери не будут Вступать в брак с носителями гена дальтонизма)?
29. У одного двудомного цветкового растения встречается иногда рецессивный ген «узкие листья», расположенный в Х-хромосоме. Гомозиготное широколистное растение было оплодотворено пыльцой узколистного. Выращенное из полученных плодов женское растение было скрещено с широколистным мужским. Какими будут мужские и женские потомкиот этого скрещивания и от дальнейших скрещиваний этих потомков с гомозиготными широколистными растениями? Система определения пола у данного растения такая же, как у дрозофилы и человека.
30. Отсутствие потовых желез у людей передается по наследству как рецессивный признак, сцепленный с Х-хромосомой. Юноша, не страдающий этим недостатком, женится на девушке, отец которой лишен потовых желез, а мать и ее предки здоровы. Какова вероятность, что сыновья и дочери от этого брака будут страдать отсутствием потовых желез? А каков прогноз в отношении внуков того и другого пола в предположении, что жены сыновей и мужья дочерей будут здоровыми людьми?
РАЗЛИЧНЫЕ ЗАДАЧИ
Наследование отдельного признака (моногибридное скрещивание)
31. Одна из пород кур отличается укороченными ногами (такие куры не разрывают огородов). Признак этот — доминирующий. Управляющий им ген вызывает одновременно также и укорочение клюва. При этом у гомозиготных цыплят клюв так мал, что они не в состоянии пробить яичную скорлупу и гибнут, не вылупившись из яйца. В инкубаторе хозяйства, разводящего только коротконогих кур, получено 3000-цыплят. Сколько среди них коротконогих?
32. У крупного рогатого скота комолость доминирует над рогатостью. Какое потомство можно ожидать от скрещивания комолого быка с рогатыми коровами, если известно, что в прошлом одна из этих коров принесла от этого быка рогатого теленка?
33. Мех «платиновой» норки стоит во много раз дороже, чем мех стандартной, но может резко упасть в цене, когда мода изменится. Как нужно вести скрещивание, чтобы от имеющейся на ферме стандартной самки и платинового самца в кратчайший срок (пока не прошла мода) получить максимальное количество платиновых ;потомков? Ген платиновости рецессивен.
34. Скрещивание между собой морских свинок, отличающихся всклокоченной шерстью, дало 18 всклокоченных и 5гладких потомков. Какая часть всклокоченных потомков гомозиготна по этому признаку?
35. Аллель черной окраски шерсти у Крупного рогатого скота доминирует над аллелью красной. При скрещивании с одним и тем же черным быком красная корова Зорька родила черного теленка, черная корова Майка — черного же теленка, а корова Ветка — красного теленка. Что можно сказать о генотипах указанных животных?
36. Голубоглазый 'мужчина, родители которого имели карие глаза, женился на кареглазой женщине, у отца которой лаза были голубые, а у матери — карие. От этого брака родился один ребенок, глаза которого оказались карими. Каковы генотипы всех упомянутых здесь лиц?
37. В медицине имеет большое значение различие между четырьмя группами человеческой крови. Группа крови является наследственным признаком, зависящим от одного гена. Ген этот имеет не две, а три аллели, обозначаемые символамиА, В, 0. Лица с генотипом 00 имеют первую группу крови, с генотипом АА или АО — вторую, с генотипами ВВ и ВО —третью, а с генотипом АВ — четвертую (мы можем сказать, что аллели А и В доминируют над аллелью 0, тогда как друг друга они не подавляют). Какие группы крови возможны у детей, если у их матери =— вторая группа, а у отца.— первая?
38. У матери первая группа крови, а у отца — четвертая. Могут ли дети унаследовать группу крови одного из своих родителей? (См. предыдущую задачу).
39. У матери первая группа крови, а у отца — третья. Могут ли дети унаследовать группу крови своей матери? (См. задачу 37.)
40. Родители имеют вторую и третью группу крови. Какие группы крови можно ожидать у детей? (См. задачу 37.)
41. Б родильном доме перепутали двух мальчиков. Родители одного из них имеют первую и вторую группу крови, родители другого — вторую и четвертую. Исследование показало, что дети имеют первую и вторую группу крови. Определить, кто чей сын. Возможно ли это сделать наверняка при других комбинациях групп крови? (Приведите примеры). В каких случаях можно было бы обойтись без исследования крови отцов? (См. задачу 37.)
42. У мальчика первая группа крови, а у его сестры — четвертая. Что можно сказать о группах крови их родителей? (См. задачу 37.)
43. Известно, что кровь первой группы можно переливать всем людям, кровь второй группы — только лицам второй или четвертой группы, кровь третьей группы — только лицам третьей или четвертой группы, а кровь четвертой группы —только людям четвертой же группы. Всегда ли возможно переливание крови матери ее детям? А крови сестры — ее родному брату?
44. В следующих пяти человеческих родословных (см. рисунок) особи, отмеченные черным, несут указанный признак. Квадратики изображают мужчин, а кружочки — женщин. Определите для каждой родословной способ наследования изучаемого признака (доминантен, рецессивен) и, где возможно, определите по данному признаку генотип каждой особи, встречающейся в родословной.
Наследование нескольких признаков (дигибридные и более сложные скрещивания)
45. У дрозофилы доминантный ген, определяющий собой «лопастную» форму глаз, располагается в той же хромосоме, что и рецессивный ген укороченности тела. * Гомозиготную укороченную дрозофилу с лопастными глазами скрестили с нормальной дрозофилой, имеющей круглые глаза и обычные размеры тела. Какими окажутся гибриды первого поколения
Имеются в виду гены Lobe и chubby. (Примечание для учителя.) (F1) и каким будет потомство, полученное от скрещивания этих гибридов между собой?
46. У человека карий цвет глаз доминирует над голубым, а способность лучше владеть правой рукой — над леворукостью, причем гены обоих признаков находятся в различных хромосомах. Кареглазый правша женится на голубоглазой левше. 'Какое потомство в отношении указанных признаков следует ожидать в такой семье? Рассмотрите два случая: когда юноша гомозиготен по обоим признакам и когда он по ним гетерозиготен.
47. Какими могут быть дети, если родители их кареглазые правши, гетерозиготные по обоим признакам? (См. предыдущую задачу.)
48. Голубоглазый правша, отец которого был левшой, женится на кареглазой левше из семейства, все члены которого в течение нескольких поколений имели карие глаза. Какое потомство в отношении этих двух признаков следует ожидать от такого брака? (См. задачу 46.)
49. Голубоглазый правша женится на кареглазой правше. У них родились двое детей — кареглазый левша и голубоглазый правша. От второго брака с другой кареглазой правшой у этого же мужчины родилось 9 кареглазых детей, все оказавшиеся правшами. Каковы генотипы всех трех родителей? (См. задачу 46.)
50. При разведении норок стандартной окраски па одной из звероводческих ферм в Висконсине в результате мутации появились норки «платинового» оттенка. Дальнейшие скрещивания показали, что платиновая окраска определяется одним рецессивным геном. Внешне очень похожие платиновые норки возникли в результате мутации также и на другой ферме в Орегоне, причем и в этом случае был установлен рецессивный характер гена, ответственного за платиновую окраску. Однако, когда скрестили платиновую норку из Висконсина с платиновой же норкой из Орегона и получили потомство, то сразу же стало ясно, что орегонская норка имеет иной генотип, чем висконсинская (иными словами, наблюдалось не повторение той же самой мутации, а новая мутация, затронувшая другой ген). Как это было выявлено? Какое значение может иметь этот факт для звероводства (мех платиновой норки значительно ценнее стандартного)?
51. Упомянутую в предыдущей задаче платиновую порку из Висконсина скрестили с платиновой же норкой из Орегона, а затем полученных таким образом гибридов скрестили между собой. Каким будет потомство, если рецессивные гены платиновости висконсинской и орегонской норок расположены в разных хромосомах? Если будет происходить расщепление, то в каком отношении?
52. Наследственная слепота у людей может быть обусловлена многими различными причинами. В этой и следующей задаче мы будем иметь в виду только два вида слепоты, при чем причина каждого определяется своим рецессивным геном. Сколь вероятно, что ребенок родится слепым, если отец и мать его оба страдают одним и тем же видом наследственной слепоты? А если различными? Свяжите полученный ответ с необходимостью особенно тщательно следить за тем, чтобы между вступающими в брак между собой слепыми не было даже и отдаленного родства.
53. Оцените вероятность рождения ребенка слепым, если родители его — зрячие, а обе бабушки страдают одинаковым видом наследственной слепоты (см. предыдущую задачу). А если слепота бабушек обусловлена различными генами? В обоих случаях предполагается, что генотипы дедушек не отягощены генами слепоты.
54. Дрозофила желтого цвета, с очень узкими крыльями и без щетинок скрещена с обычной дрозофилой. Какими будут гибриды и какое потомство получится в результате скрещивания между собой этих гибридов? Известно, что рецессивный ген желтой окраски и доминантный ген узких крыльев находится во второй хромосоме, а рецессивный ген отсутствия щетинок — в третьей.
Генетика пола
55. Как отец, так и сын — дальтоники, а мать различает цвета нормально. Правильно ли будет сказать, что в этой семье сын унаследовал свой недостаток от отца?
56. Дочь дальтоника выходит замуж за сына дальтоника,
* Имеются в виду гены straw, Jammed и spineless. (Примечание для учителя.) причем жених и невеста различают цвета нормально. Каким' будет зрение их детей?
57. Ген черной масти у кошек сцеплен с полом. Аллель, этого гена соответствует рыжей масти. Ни одна из этих аллелей не доминирует, так как гетерозиготные животные имеют пятнистую окраску (ее называют иногда «черепаховой» или «мраморной»). Почему черепаховые коты встречаютсякрайне редко? Какими будут котята от скрещивания черепаховой кошки с черным котом? А с рыжим?
58. У молодых цыплят нет внешне заметных половых признаков, а между тем экономически целесообразно устанавливать для будущих петушков и курочек различные режимы кормления. Нельзя ли для выявления пола воспользоваться тем обстоятельством, что ген, определяющий черную или рябую окраску, находится в Х-хромосоме, причем рябая окраска доминирует? Различие между обеими окрасками становится заметным сразу же после вылупления цыплят. Примите во внимание, что у птиц гетерогаметный пол — женский.
59. В генотипе людей, страдающих болезнью Кляйнфельтера, имеется не пара, а тройка половых хромосом — X, X, Y. С какими нарушениями хода мейоза может быть связано возникновение такого ненормального хромосомного набора? Перебирая все возможные случаи, укажите другие возможные отклонения от нормы комплекса половых хромосом в генотипе человека.
60. У одной небольшой рыбки встречаются белые и красные особи. Проведено три опыта по скрещиванию, причем в каждом получены были гибриды первого и второго поколения. Что можно сказать о способе наследования красной и белой окраски, если известно, что у данной рыбы система: определения пола такая же, как у дрозофилы и человека?
Задачи для повторения
61. В генетике говорят о генах различных признаков таких, как цвет глаз, дальтонизм, серповидно-клеточная анемия и т. д. В молекулярной биологии мы узнали, что ген — это участок молекулы ДНК, кодирующий последовательность аминокислот в белке. Как связаны между собой эти представления?
62. Аня и Ася — идентичные сестры-близнецы, а Ваня и Вася — идентичные братья-близнецы. Ваня женился на Ане, а Вася — на Асе. В обеих семьях родились сыновья. Будут ли эти мальчики похожи друг на друга как однояйцевые близнецы?
63. При скрещивании между собой черных мышей всегда получается черное потомство. При скрещивании же между собой желтых мышей одна треть потомства оказывается черной и две трети — желтой. Как это можно истолковать?
64. У человека катаракта (болезнь глаз) и многопалость (полидактилия) вызываются доминантными аллелями двух генов, располагающихся в одной и той же хромосоме. Одна молодая женщина унаследовала катаракту от отца и многопалость — от матери. Ее муж нормален по этим признакам. Сравните (качественно) вероятности того, что их ребенок:
а) будет одновременно страдать обеими аномалиями;
б) будет страдать только какой-нибудь одной из них;
в) будет вполне нормальным.
Как изменится ответ, если принять во внимание явление перекреста?
65. На пустынный островок случайно попало зерно пшеницы, гетерозиготное по некоторому гену А. Оно взошло и дало начало серии поколений, размножавшихся путем самоопыления. Какими будут доли гетерозиготных растений среди представителей второго, третьего, четвертого, ..., п = го поколений, если контролируемый рассматриваемым геном признак в данных условиях никак не сказывается на выживаемости растений и способности их производить потомство?
