ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ И СЕЛЕКЦИИ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ ПРИ РЕШЕНИИ
ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
символ ♀ - женская особь символ ♂ - мужская особь х - скрещивание
А, В, С - гены, отвечающие за доминантный признак а, b, c - ген, отвечающий за рецессивный признак
Р - родительское поколение
F1 - первое поколение потомков
F2 - второе поколение потомков
G – гаметы
Генотип F1 – генотип первого поколения потомков ХХ – половые хромосомы женской особи
ХY - половые хромосомы мужской особи
ХА – доминантный ген, локализованный в Х хромосоме
Xa – рецессивный ген, локализованный в Х хромосоме
Ph – фенотип
Фенотип F1 – фенотип первого поколения потомков
ИНСТРУКЦИЯ ПО РЕШЕНИЮ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
Внимательно прочесть условие задачи.
Сделать краткую запись условия задачи.
Записать генотипы и фенотипы скрещиваемых особей.
17
Определить и записать типы гамет, которые образуют скрещиваемые особи.
Определить и записать генотипы и фенотипы полученного от скрещивания
потомства.
Проанализировать результаты скрещивания. Для этого определить количество классов потомства по фенотипу и генотипу и записать их в виде числового соотношения.
Записать ответ на вопрос задачи.
ТРЕБОВАНИЯ К ОФРМЛЕНИЮ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
Существует определенный алгоритм записи генетических задач с использованием символов, на первом месте записывается генотип женской особи, затем – мужской.
Пример: ♀ААВВх♂аавв.
Записать гены одной аллельной пары рядом (верная запись – ♀ААВВ;
неверная запись ♀АВАВ).
Записать генотип, при этом буквы, обозначающие признаки, всегда пишутся в алфавитном порядке, независимо, от того, какой признак – доминантный или рецессивный – они обозначают (верная запись - ♀ааВВ; неверная запись -♀ВВаа).
Если известен только фенотип особи, то при записи генотипа записать те гены, наличие которых бесспорно. Ген, который невозможно определить по фенотипу,
обозначить значком «_» (например, если жёлтая окраска (А) и гладкая форма (В) семян гороха – доминантные признаки, а зелёная окраска (а) и морщинистая форма (в) –
рецессивные, то генотип особи с жёлтыми морщинистыми семенами записатьА_вв).
Записать под генотипом фенотип особей.
Определить и записать типы гамет у особей, а не их количество:
Верная запись | Неверная запись |
♀АА | ♀АА |
А | А А |
Записать ход решения задачи с обоснованием каждого вывода и полученных результатов. При решении задач на ди - и полигибридное скрещивание для определения генотипов потомства рекомендуется пользоваться решёткой Пеннета. По вертикали записать типы гамет от материнской особи, а по горизонтали – отцовской. На пересечении столбца и горизонтальной линии записать сочетание гамет,
соответствующие генотипу образующейся дочерней особи.
18
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ Задачи на моногибридное скрещивание
1. Условие задачи: У человека ген длинных ресниц доминирует над геном коротких. Женщина с длинными ресницами, у отца которой были короткие ресницы,
вышла замуж за мужчину с короткими ресницами.
Определить количество типов гамет, которое образуется у женщины, мужчины;
Определить вероятность (в %) рождения в данной семье ребенка с длинными ресницами; Установить количество разных генотипов и фенотипов среди детей этой супружеской
пары.
2.Записать объект исследования и обозначение генов:
Дано: Объект исследования– человек
Исследуемый признак – длина ресниц:
Ген А – длинные ресницы;
Ген а – короткие ресницы.
Найти: Количество образуемых гамет у матери (♀) и отца (♂); вероятность
рождения ребенка с длинными ресницами; генотип F1, фенотип F1.
Решение. Определить генотипы родителей. Женщина имеет длинные ресницы,
следовательно, ее генотип может быть АА или Аа. По условию задачи отец женщины имел короткие ресницы, значит, его генотип — аа. Каждый организм из пары аллельных генов получает один — от отца, другой — от матери, значит, генотип женщины — Аа. Генотип ее
супруга — аа, так как он с короткими ресницами.
3. Записать схему брака
Р | ♀Аа | х | ♂ аа |
Гаметы | А а | а | |
F1 | Аа | аа | |
Фенотип: длинные | короткие |
Расщепление по генотипу у гибридов составляет: 1Аа:1аа, или 1:1. Расщепление по фенотипу: 1:1, одна половина детей (50%) будет с длинными ресницами, а другая (50%)
— с короткими.
19
Ответ: У женщины 2 типа гамет, у мужчины - 1 тип; вероятность рождения ребенка с длинными ресницами составляет 50%, с короткими – 50%; генотипов среди детей – 2 типа.
Задачи на дигибридное скрещивание
1. Условие задачи: У фигурной тыквы белая окраска плодов А доминирует над желтой а, дисковидная форма В — над шаровидной b. Установить генотип и фенотипF1и
F2от скрещивания гомозиготной белой шаровидной тыквы с гомозиготной желтой дисковидной.
Записать объект исследования и обозначение генов:
Дано: Объект исследования –растение тыква Исследуемые признаки:
– цвет плодов: Ген А – белый цвет;
Ген а – желтый цвет;
– форма плодов: Ген В – дисковидная форма;
Ген b – шаровидная форма.
Найти: генотип F1 , фенотип F1
Решение. Определить генотипы родительских особей. По условию задачи, родительские особи гомозиготны, следовательно, содержат две одинаковые аллели каждого признака.
Записать схему скрещивания
Р | ♀ ААbbх | ♂aaВВ |
Гаметы: | Аb | аB |
F1 | ♀АaBb х | ♂ АaBb |
Гаметы: АВ, Аb, аВ, аb | АВ, Аb, аВ, аb |
4. Найти F2: Построить решетку Пеннета и записать все возможные типы гамет: по горизонтали записать гаметы мужской особи, по вертикали – женской.
Определить возможные генотипы у потомства.
♀ | АВ | Аb | аВ | аb |
♂ | ||||
АВ | ААВВ* | ААВb* | АaВB* | АaВb* |
Аb | AABb* | AAbb** | AaBb* | Aabb** |
аВ | AaBB* | AaBb* | aaBB | aaBb |
20
аb | AaBb* | Aabb** | aaBb | аabb*** |
5. Выписать расщепление гибридов по фенотипу: 9 растений с белой окраской плодов и дисковидной формой, 3 – с белой окраской плодов и шаровидной формой, 3 –с
желтой окраской и дисковидной формой, 1 - с желтой окраской и шаровидной формой.
Ответ: F1 – все растения тыквы имеют белую окраску плодов и дисковидную форму, F2: 9 растений тыквы имеют белую окраску плодов и дисковидную форму, 3 -
белую окраску плодов и шаровидную форму, 3 - желтую окраску плодов и дисковидную форму, 1 - желтую окраску плодов и шаровидную форму.
Задачи на сцепленное с полом наследование
- Условие задачи: 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. Установить генотип и фенотип будущих детей.
- Записать объект исследования и обозначение генов:
Дано: Объект исследования – человек Исследуемый признак – восприятие цвета (ген локализован в Х хромосоме):
Ген А – нормальное восприятие цвета;
Ген а – дальтонизм.
Найти: генотип F1 , фенотип F1
Решение. Определить генотипы родителей. Половые хромосомы женщины ХХ,
мужчины – ХY. Девушка получает одну Х хромосому от матери, а одну от отца. По условию задачи ген локализован в Х хромосоме. Отец девушки страдает дальтонизмом,
значит имеет генотип ХаY, мать и все ее предки здоровы, значит ее генотип — XAXA.
Каждый организм из пары аллельных генов получает один — от отца, другой — от матери,
значит, генотип девушки — XAХа. Генотип ее супруга — ХАY, так как он здоров по условию задачи.
3. Записать схему брака | |||
Р | ♀XAХа х | ♂ХАY | |
Гаметы | XA Ха | ХА Y | |
F1 | XAXA XAY | XAXa | X Y |
Фенотип: здоровая здоровый здоровая больной
Ответ: Дочка может быть здоровой (XAXA) или быть здоровой, но являться носителем
21
гена гемофилии (XAX) , а сын может как здоровым (XAY), так и больным (XaY).
Наследование групп крови
Группа крови зависит от действия не двух, а трех аллельных генов, обозначаемых
символами А, В, 0. Они, комбинируясь в диплоидных клетках по два, могут образовать 6
генотипов (00 – 1 группа крови; АА, АО – II группа крови; ВО, ВВ – III группа крови; АВ
– IV группа крови). Предполагают, что над рецессивным геном 0 доминирует как аллельный ген А, так и В, но А и В друг друга не подавляют.
генотип | 00 | ААА0 | ВВВ0 | АВ |
Группы крови | ||||
фенотип | I | II | III | IV |
В пособиях, изданных в последние годы, группы крови обозначаются следующим образом: I0I0 (I); IAIA, IAI0 (II); IBIB, IB0 (III); IAIB (IV).
Кроме группы крови, в настоящее время определяется и резус-фактор, который может быть Rh+ и rh–.
ЗАДАЧИ Задача№1. У матери четвертая группа крови, а у отца третья. Определить группы
крови у их детей. Рассмотрите оба случая – а) отец гомозиготен; б) отец гетерозиготен.
Задача №2. У матери «+» резус-фактор (она гомозиготна), а у отца «-» резус -
фактор. Установить резус-фактор у детей.
Задача №3. Один из родителей имеет 3 группу крови, а ребенок 4. Определить группу крови у второго родителя.
Задача №4. Одну из форм наследственной глухонемоты вызывает рецессивный ген. От брака глухонемой женщины с нормальным мужчиной родились два глухонемых ребенка. Рассчитать вероятность того, что третий ребенок окажется глухонемым.
Задача №5. Мех «платиновой» норки стоит во много раз дороже, чем мех обычной, но может резко снизиться в цене, когда мода изменится. Установить тип скрещивания, чтобы в кратчайший срок получить максимальное количество
«платиновых» потомков. Ген «платиновости» рецессивен.
Задача №6. Людям присущи некоторые особенности: высокий рост (Н),
недостаток зрения – куриная слепота (С), раннее облысение (Л), вьющиеся волосы (В),
низкий рост (н), карие глаза (К), веснушки на лице (Ш), отсутствие веснушек (ш),
темные волосы (Т), светлые волосы (т), большие глаза (Б), толстые губы (Г). Установить из перечисленных признаков те, которые формируются под действием аллельных
22
генов. Определить признаки, не имеющие аллеломорф. О чем свидетельствуют заглавные буквы?
Задача №7. У кролика черная окраска шерсти доминирует над белой. Фермер приобрел самца черной окраски, точный генотип которого неизвестен. Определить мероприятия, которые должен провести хозяин кролика для определения генотипа.
Задача №8. Плоды арбуза могут иметь зеленую или полосатую окраску. Все арбузы, полученные от скрещивания растений с зелеными и полосатыми плодами, имели только зеленый цвет корки плода. Определить окраску плодов арбуза во втором поколении.
Задача №9. От скрещивания безрогого быка и безрогой коровы получено только безрогое потомство. В потомстве, полученном от другой пары безрогого быка и безрогой коровы, оказались не только безрогие, но и рогатые особи. Проанализировать первый и второй случаи скрещивания.
Задача №10. У фигурной тыквы белая окраска плода доминирует над желтой.
Скрещивали тыквы с белой и желтой окраской плода и получили в F1 все плоды с белой окраской. Затем скрестили между собой гибриды F1 и получили 36 плодов. Рассчитать число плодов с желтой окраской в результате скрещивания гибридов F1 между собой.
Задача №11. Гетерозиготного петуха с оперенными лапами скрестили с курицей,
имеющей неоперенные лапы. Установить численное соотношение расщепления гибридного потомства по фенотипу и генотипу. Оперенность лап у кур – доминантный признак.
Задача №12. У родителей, имеющих маленький рост, родился сын нормального роста. Рассчитать вероятность рождения в этой семье следующего ребенка с нормальным ростом; двоих детей с нормальным ростом. Нормальный рост человека наследуется как доминантный признак.
Задача №13. От скрещивания белого кролика с черной крольчихой получены как белые, так и черные крольчата. Объяснить, почему расщепление произошло в первом же поколении. Установить генотипы родителей и потомства.
Задача №14. От скрещивания дрозофилы с серой окраской тела и черной,
получено потомство с одинаковым количеством черных и серых дрозофил. Определить генотипы родителей и потомства. Установить генотипы родителей и потомства, если получено 280 черных и 920 серых дрозофил.
Задача №15. У растения фасоль черная окраска семенной кожуры доминирует над белой. Рассчитать вероятность появления семян разной окраски при скрещивании:
Аа x АаАА x аа
23
аа x АА
аа x Аа
Задача №16. При скрещивании растения земляники с красными и белыми плодами все потомство оказалось с розовыми плодами. Определить:
фенотип и генотип потомства во втором поколении; вероятность появления растений с красными, белыми и розовыми плодами.
Задача №17. У растения пшеница карликовый стебель доминирует над нормальным. В потомстве 75% растений оказались карликовыми. Установить генотипы исходных форм пшеницы.
Задача №18. У человека владение правой рукой определяется доминантным геном А, а толстые губы доминантным геном В. Женщина, имеющая толстые губы и свободно владеющая правой рукой, гетерозиготная по второму признаку, вступила в брак с толстогубым левшой, гетерозиготным по первому признаку. Определить вероятные генотипы их детей.
Задача №19. У коров безрогость (А) доминирует над рогатостью, а черная окраска (В) над рыжей. От скрещивания рыжих рогатых коров с черным безрогим быком получено 84 теленка. Известно, что бык гетерозиготен по обоим признакам. Определить:
количество телят, похожих на быка; количество генотипов у телят; количество рыжих телят; количество полных гомозигот;
расщепление по фенотипу в первом поколении.
Задача №20. Мужчина – левша, родители которого были правшами, женился на женщине – правше, отец которой был левшой, а мать была правшой. Установить фенотипы и генотипы детей.
Задача №21. Гетерозиготную черную крольчиху скрестили с гомозиготным белым кроликом. Рассчитать численное соотношение расщепления гибридного потомства по фенотипу и генотипу.
Задача №22.Определить группы крови у детей, если у матери II группа, а у отца
IV группа.
Задача №23. Темноволосая короткопалая женщина, гетерозиготная по обоим признакам, вступила в брак с нормальнопалым мужчиной. Темные волосы и короткопалость у человека наследуются как доминантные признаки. Установить фенотипы и генотипы детей.
Задача №24. Отец имеет третью группу крови (гетерозигота), а мать первую.
Определить группу крови у их детей. Рассмотреть оба случая.
Задача №25. Может ли пара с первой группой крови иметь ребенка с четвертой группой крови?
Задача №26. У матери первая группа крови с положительным резус-фактором
(гетерозигота), у отца – третья (гомозигота) с отрицательным резус-фактором.
Установить фенотипы и генотипы детей.
Задача №27. У человека кареглазость доминирует над зеленоглазостью.
Кареглазый мужчина (мать которого также имела карие глаза, а отец был зеленоглазый),
женился на зеленоглазой женщине. От этого брака родилось 8 детей. Определить:
количество разных генотипов у детей; количество детей с карими глазами;
количество детей гомозиготных по данному признаку; количество типов гамет у отца; количество типов гамет у зеленоглазого ребенка.
Задача №28. Ген, вызывающий дальтонизм, рецессивен по отношению к гену нормального состояния и локализован в Х-хромосоме. Это заболевание вызвано нарушением цветового восприятия. У здоровых супругов родился сын, страдающий дальтонизмом. Установить:
количество типов гамет у отца; количество типов гамет у матери;
вероятность рождения здорового ребенка в данной семье; количество разных генотипов среди детей;
вероятность, что второй ребенок в семье тоже будет дальтоником.
Задача №29. Полидактилия (шестипалость) у человека определяется доминантными аллелями аутосомных генов, а сахарный диабет рецессивными аллелями. Мужчина с полидактилией женился на женщине страдающей сахарным диабетом. В семье родился ребенок, не имеющий вышеуказанных аномалий. Определить:
количество типов гамет у мужчины; количество разных генотипов среди детей; количество типов гамет у матери;
вероятность рождения ребенка без вышеуказанных аномалий; вероятность рождения ребенка с одной из аномалий.
25
Задача №30. У человека черные волосы и карие глаза доминируют над светлыми волосами и голубыми глазами. Черноволосый, голубоглазый мужчина женился на светловолосой, кареглазой женщине. В этой семье двое детей, не похожих на родителей:
один темноволосый и кареглазый, а другой светловолосый и голубоглазый. Установить:
вероятность рождения ребенка похожего на мать; вероятность рождения ребенка похожего на отца;
количество разных генотипов среди детей у этой супружеской пары; вероятность рождения в семье голубоглазых детей;
вероятность рождения гомозиготных детей по рецессивным признакам.
Задача №31. Гипертрихоз (рост волос по краю ушной раковины) определяется геном, локализованным в Y-хромосоме, а гемофилия зависит от рецессивного гена,
локализованного в Х-хромосоме. Мужчина с гипертрихозом женился на здоровой женщине, отец которой страдал гемофилией. Определить:
количество типов гамет у женщины; количество разных генотипов среди детей у этой супружеской пары;
вероятность того, что ребенок в семье родится с гемофилией; вероятность того, что ребенок в семье родится с гипертрихозом; вероятность рождения здорового ребенка по обоим признакам.
Задача №32. У мужа и жены зрение нормальное, а единственный сын в семье плохо различает цвета – дальтоник. Это заболевание находится под контролем рецессивного гена, расположенного в Х-хромосоме. Установить:
вероятностью рождения здоровой девочки; вероятностью рождения здорового мальчика;
вероятность рождения ребенка-дальтоника от дочери этих родителей, если она выйдет замуж за здорового мужчину.
Задача №33. Альбинизм зависит от аутосомного рецессивного гена (в), а
гемофилия - от сцепленного с полом рецессивного гена (а). Мужчина-альбинос с нормальной свёртываемостью крови женится на здоровой темноволосой женщине. Отец этой женщины болел гемофилией и был темноволосым, а у матери не было пигмента в волосах, но кровь свёртывалась нормально у всех её предков. Определить фенотип сыновей и дочерей. Рассчитать вероятность рождения мальчика, больного гемофилией и без пигментации волос.
Задача №34. У кошек ген чёрной окраски (А) неполностью доминирует над геном рыжей окраски, гены расположены в Х-хромосоме. Гетерозиготные животные
26
имеют пёструю (трёхцветную) окраску. Скрестили рыжую кошку с чёрным котом и
получили 8 котят. Определить:
количество разных фенотипов котят; количество чёрных, рыжих и черепаховых котят и определить пол котят.
Задача №35. Светловолосая женщина, родители которой имели черные волосы,
вступает в брак с черноволосым мужчиной, у матери которого волосы светлые, а у отца – черные. Единственный ребенок в этой семье - светловолосый. Рассчитать вероятность появления в семье светловолосого ребенка, если известно, что ген черноволосости доминирует над геном светловолосости.
Задача №36. У мальчика 1 группа крови, у его сестры – 4 группа. Установить группы крови их родителей.
Задача №37. Комолость у крупного рогатого скота доминирует над рогатостью.
Комолый бык Васька был скрещен с тремя коровами. От скрещивания с рогатой коровой Зорькой родился рогатый теленок, с рогатой коровой Буренкой - комолый. От скрещивания с комолой коровой Звездочкой родился рогатый теленок. Установить генотипы всех животных, участвовавших в скрещивании.
Задача №38. В родильном доме перепутали двух детей. Первая пара родителей имеет 1и 2группы крови, вторая пара – 2 и 4. Один ребенок имеет 2 группу, а второй - 1
группу. Определить родителей обоих детей.
Задача №39. Одна из форм шизофрении наследуется как рецессивный признак.
Определить вероятность рождения ребенка с шизофренией от здоровых родителей, если известно, что бабушка со стороны отца и дед со стороны матери страдали этими заболеваниями.
Задача №40. Голубоглазый мужчина женат на кареглазой женщине, родители которой были кареглазыми, а сестра женщины - голубоглазая. Рассчитать вероятность рождения голубоглазого ребенка в семье.
Задача №41. У Саши и Паши глаза серые, а у их сестры Маши глаза 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.
Задача №42. Мать брюнетка; отец блондин, в его родословной брюнетов не было.
Родились три ребёнка: две дочери блондинки и сын брюнет. Ген данного признака расположен в аутосоме. Установить генотипы потомства и родителей.
Задача №43. Отец с курчавыми волосами (доминантный признак) и без веснушек и мать с прямыми волосами и с веснушками доминантный признак) имеют троих детей.
Все дети имеют веснушки и курчавые волосы. Определить генотипы родителей и детей.
Задача №44. Муж и жена имеют вьющиеся (А) и темные (В) волосы. У них родился ребенок с вьющимися (А) и светлыми (в) волосами. Установить возможные генотипы родителей.
Задача №45. Записать возможные генотипы человека, если по фенотипу у него:
большие карие глаза; большие голубые глаза;
тонкие губы и римский нос; тонкие губы и прямой нос.
Справка. Доминантные признаки: большие глаза, карие глаза, римский нос. Рецессивные признаки: голубые глаза, тонкие губы, прямой нос.
Задача №46. От серых крольчих и серых кроликов было получено потомство: 503
серых и 137 белых крольчат. Определитьдоминантный и рецессивный признак.
Задача №47. У человека ген курчавых волос доминирует над геном гладких волос. Ген, обуславливающий нормальную пигментацию над геном, детерминирующим отсутствие пигмента в коже. У родителей, имеющих нормальную пигментацию кожи и курчавые волосы, родился альбинос с гладкими волосами. Определить генотипы родителей и вероятность рождения детей с курчавыми волосами и нормальной пигментацией кожи.
Задача №48. Перед судебно-медицинской экспертизой поставлена задача:
выяснить, является ли мальчик, имеющийся в семье супругов, родным или приемным сыном. Исследование крови всех трех членов семьи дало следующие результаты.
Женщина имеет резус-положительную кровь 4 группы с антигеном М. Ее супруг имеет резус-отрицательную кровь 1 группы с антигеном N. Кровь ребенка резус-
положительная 1 группы с антигеном М. Какое заключение должен дать эксперт и на чем оно основывается?
Задача №49. Мохнатость доминирует над гладкошерстностью. Мохнатая крольчиха скрещена с таким же кроликом. Определить генотип и фенотип потомства,
если родительские формы были гетерозиготные.
Задача №50. На звероферме получен приплод в 225 норок. Из них 167 норок имеют коричневый мех и 58 – голубовато – серый. Определить генотипы исходных форм, если известно, что коричневый мех доминирует над голубовато – серым.
28
Задача №51. Сибирский длинношерстный кот Васька скрещивался с соседской кошкой Муркой. В результате этого скрещивания родились 4 короткошерстных и 2
длинношерстных котенка. Известно, что у кошек короткая шерсть - доминантный признак. Определить генотипы Васьки, Мурки и всех котят.
