Генетические загадки человека.

(пособие для учащихся 1курса

учреждений среднего профессионального образования)

г.Тольятти 2014

Автор: Л.М. Петрова, преподаватель биологии ГАОУ СПО Тольяттинский техникум технического и художественного образования.

Введение.

Генетика – это наука об одном из самых сокровенных таинств природы – наследственности и изменчивости (хромосомах и генах). Тех самых генов и хромосомах, о которых в любом современном издании по биологии говориться, что именно через них передается наследственность.

В наши дни трудно, а может быть и даже невозможно отыскать в научном мире человека, рискнувшего бы отрицать увлекательность познаний генов и хромосом, изучение их функций. Генетика увлекает своей логикой, загадочностью явлений.

Нельзя не вспомнить имена таких великих генетиков, Г. Менделя,  Де. Фриза, Э. Корренса, Э. Чермака, Т. Морган, С.С. Четверикова, Дж. Уотсона, Ф. Крика, которые внесли большой вклад в развитие генетики. Ведь именно на законах открытых этими учеными будет основаться теоретическая база решения генетических задач.

Одним из наиболее эффективных методов изучения генетики будет являться метод решения задач. В процессе решения задач студенты закрепляют теоретический материал и учатся активно его использовать для применения на практике.

Содержание

Введение. 3

1. Необходимые предварительные сведения. 5

1.1 Генетические символы. 5

1.2. Основные генетические термины. 5

1.3. Принцип решения типовых задач. 7

Тема 1 «Моногибридное скрещивание». 11

Тема 2 «Полигибридное скрещивание». 12

Тема 3 «Наследование признаков, сцепленных с полом». 13

Тема 4 «Явление множественного аллелизма». 14

Тема 5 «Взаимодействие неаллельных генов». 15

Тема 6 «Сцепленное наследование генов». 16

1. Необходимые предварительные сведения.

1.1 Генетические символы.

Р – родители (от латинского «Parenta»)

♂ - знак  самца, мужской пол («копье и щит Марса»)

♀ - знак самки, женский пол («зеркало Венеры»)

х – знак скрещивания (в виде зависимости от объекта задачи: дрозофила, кукуруза, мышь или человек, который, как всем хорошо известно, тоже является животным, и с целью оставления потомства люди все – таки скрещиваются, а не ждут аиста или совершают экскурсию на ближайшие капустные грядки).

F₁ – первое поколение, т.е. дети данных родителей (от латинского «Filii»);

F₂ – второе поколение, т.е. внуки;

F₃, F₄  и т.д.

А - (или В, или С, и т.п.) – доминантный аллель;

а – (или b, или с, и т.п.) – рецессивный аллель.

Поэтому примерное оформление задач будет следующим:

А – правша                       Р: ♀ Аа х ♂ аа

а – левша                          F₁: Аа, Аа, аа, аа

(или сокращено – 1 Аа: 1 аа)

1.2. Основные генетические термины.

1.3. Принцип решения типовых задач.

Для успешного решения задач на законы Менделя  необходимо уметь выписывать гаметы. Следует помнить, что из каждой пары аллельных генов в гамету попадает один.

Гомозиготы дают один тип гамет:

Гетерозиготы по одному признаку дают два типа гамет:

Гетерозиготы по двум признакам дают четыре типа гамет:

Гетерозиготы по трем признакам дают восемь типов гамет. При выписывании гамет тригибрида необходимо соблюдать следующий порядок: сначала выписывают 4 типа гамет, как у дигибрида, условно временно считая организм гомозиготным по третьей паре аллеей,

а затем меняют ген С на с и получают четыре типа гамет:

Задача 1. У человека ген карего цвета глаз доминирует над нормальным зрением (m), а карий цвет глаз (В) – над голубым (b). Геторозиготная кареглазая женщина, а отец голубоглазый?

Условие задачи необходимо оформлять в виде таблицы:

Гетерозиготный организм дает два типа гамет, гомозиготный – один. В результате такого брака вероятность рождения с карими и голубыми глазами равна 1:1 (по 50 %).

Задача 2. Красная окраска цветков у ночной красавицы определяется геном А, белая – геном а. Гетерозиготы Аа имеют розовые цветки (промежуточное наследование)

. скрещены два розовых растения. Какой генотип и фенотип будут иметь гибриды F₁?

Отношение потомков в F₁ в будет: одна часть (25%) – красные (АА), две части (50%) – розовые (Аа) и одна часть (25%) - белые (аа). Вследствие промежуточного наследования расщепление по генотипу и фенотипу одинаково – 1:2:1.

Задача 3. У человека близорукость (М) доминирует над нормальным зрением (m), а карий цвет глаз (В) – над голубым (b). Гетерозиготная кареглазая женщина с нормальным зрением вышла замуж за голубоглазого гетерозиготного близорукого мужчину. Определить возможные фенотип и генотип их детей.

Возможны 4 комбинации генов у потомков: один ребенок – кареглазый близорукий гетерозиготный по обеим парам аллелей; другой – кареглазый, гетерозиготный с нормальным зрением; третий – голубоглазый близорукий гетерозиготный по второй паре аллелей и четвертый – голубоглазый с нормальным зрением. Вероятность рождение каждого из них – 25%.

Тема 1 «Моногибридное скрещивание».

Задача №1.1

Определите генотипы и фенотипы потомства от брака кареглазых гетерозиготных родителей.

Задача №1.2.

Умение человека владеть преимущественно правой рукой доминирует над умением владеть преимущественно левой рукой. Мужчина-правша, мать которого была левшой, женился на женщине-правше, имевшей трех братьев и сестер, двое из которых левши. Определите возможные генотипы женщины и вероятность того, что дети, родившиеся от этого брака, будут левшами.

Задача №1.3.

У человека праворукость доминирует над леворукостью. Муж-правша (но мать его была левшой), его жена также правша, но имеет от первого брака ребенка-левшу. Какова вероятность рождения в этой семье детей-правшей?

Задача №1.4.

У человека альбинизм – аутосомный рецессивный признак. Мужчина альбинос женился на девушке с нормальной пигментацией. У них родилось двое детей – нормальный и альбинос. Определить генотипы всех указанных членов семьи.

Задача №1.5.

Способность человека ощущать горький вкус фенилтиомочевины (ФТМ) – доминантный признак, ген которого (Т) локализован в 17 аутосоме. В семье мать и дочь ощущают вкус ФТМ, а отец и сын не ощущают. Определить генотипы всех членов семьи.

Задача№1.6.

Седая прядь волос у человека – доминантный признак. Определить генотипы родителей и детей, если известно, что у матери есть седая прядь волос, у отца – нет, а из двух детей в семье один имеет седую прядь, а другой не имеет.

Задача№1.7.

Фенилкетонурия (нарушение аминокислотного обмена) наследуется как рецессивный признак. Жена гетерозиготная по гену фенилкетонурии, а муж гомозиготен по нормальному аллею этого гена. Какова вероятность рождения у них больного ребенка?

Тема 2 «Полигибридное скрещивание»

Задача№2.1.

У человека умение преимущественно владеть правой рукой доминирует, а голубоглазость является рецессивным признаком. Кареглазый правша женился на голубоглазой правше, мать которой была левшой. В семье родился голубоглазый левша. Какова вероятность рождения у этих родителей детей-левшей с карими глазами?

Задача№2.2.

У человека альбинизм и способность преимущественно владеть левой рукой – рецессивные признаки, наследующиеся независимо. Каковы генотипы родителей с нормальной пигментацией и владеющих правой

Рукой, если у них родился ребенок альбинос и левша.

Задача№2.3.

У голубоглазой близорукой женщины от брака с кареглазым зрением родилась кареглазая близорукая девочка и голубоглазый с нормальным зрением мальчик. Ген близорукости (В) доминирует по отношению к гену нормального зрения (в), а ген кареглазости (С) доминирует над геном голубоглазости (с). Какова вероятность рождения в этой семье кареглазого с нормальным зрением ребенка?

 Задача№2.4.

У человека праворукость доминирует над леворукостью, кареглазость над голубоглазостью. Голубоглазость правша женился на кареглазой правше. У них родилось двое детей – кареглазый левша и голубоглазый правша. От второго брака этого же мужчины с кареглазой правшой родилось 9 кареглазых детей, оказавшихся правшами. Определить генотипы мужчины и обеих женщин.

Задача№2.5.

Полидактилия (многопалость) и отсутствие малых коренных зубов передаются, как доминантные аутосомные признаки. Гены этих признаков находятся в разных парах хромосом. Какова вероятность рождения детей без аномалий в семье, где оба родителя страдают обоими болезнями и гетозиготны по этим парам генов?

Задача№2.6.

У человека брахидактилия (укорочение пальцев) – доминантный признак, а альбинизм – рецессивный. Какова вероятность рождения ребенка с двумя аномалиями у гетерозиготных по обоим признакам родителей?

Задача№2.7.

Темноволосый (доминантный признак), не имеющий веснушек мужчина на светловолосой женщине с веснушками ( доминантный признак). У них родился светловолосый сын без веснушек. Определить вероятность рождения у них темноволосого ребенка с веснушками.

Задача№2.8.

Короткопалость, близорукость и альбинизм кодируются рецессивными генами, расположенными в разных хромосомах. Короткопалый, близорукий с нормальной пигментацией мужчина женился на здоровой женщине альбиноске. Их первый ребенок был короткопал, второй – близорук, третий – альбинос. Определить генотипы родителей и детей. 

Тема 3 «Наследование признаков, сцепленных с полом»

Задача №3.1.

У канареек зеленая окраска определяется доминантным,  сцеплением с полом геном. В F₁ получено 24 коричневых самки, 26 зеленых самца, 25 зеленых самок и 25 коричневых самцов. Сколько среди них гемизигот?

Задача №3.2.

Мужчина,  больной гемофилией, женился на здоровой женщине (все ее предки были здоровы). У них родилась здоровая дочь. Определите вероятность рождения больного гемофилией ребенка, от брака этой дочери со здоровым мужчиной.

Задача №3.3.

Отсутствие потовых желез у людей – рецессивный признак, сцепленный с Х – хромосомой. Мужчина, у которого отсутствует потовые железы, женился на женщине, в семье которой никогда не встречалось это заболевание. Какова вероятность рождения у них детей с этой аномалией?

Задача №3.4.

У человека цветовая слепота обусловлена рецессивным геном, сцепленным с Х – хромосомой. Нормальное зрение определяется доминантным аллелем этого гена. От брака родителей с нормальным зрением родился ребенок с цветовой слепотой. Определите генотипы всех членов семьи.

Задача №3.5.

Перепончатопалость передается через У – хромосому. Определить возможные фенотипы детей от брака перепончатопалого мужчины и нормальной женщины.

Тема 4 «Явление множественного аллелизма»

Задача №4.1.

У мальчика первая группа крови, у его сестры четвертая. Могут ли другие их братья или сестры иметь группу крови своих родителей?

Задача №4.2.

У мужчины вторая группа крови, а у его женщины первая группа. У них родился сын с первой группой крови. Можно ли без предварительного исследования переливать ему кровь его родной сестры?

Задача №4.3.

Кареглазый мужчина со второй группой крови женился на голубоглазой женщине третьей группы крови. У них родился голубоглазый сын с первой группой крови. Какова вероятность рождения кареглазых детей с четвертой группой крови?

Задача №4.4.

Женщина, отец которой болел гипоплазией имеет сына с первой группой крови, который болен гипертрихозом (сцепленный с У – хромосомой) и дочь с четвертой группой крови. Какова вероятность проявления в этой семье обеих аномалий у других детей, имеющих группу крови своих родителей.

Задача №4.5.

Женщина со второй группой крови имеет нормальное зрение, но ее мать страдала ночною слепотой, ее отец дальтоник. Он имеет первую группу крови. Ее муж дальтоник, его родителя были гомозиготами с третьей и четвертой группами крови. Определите вероятность рождения с ночной слепотой и четвертой группой крови, а также дочерей – дальтоников со второй группой крови.

Тема 5 «Взаимодействие неаллельных генов»

Задача №5.1.

У тыквы окраска плодов определяется аутосомным геном, причем его доминантный аллель формирует желтый цвет, а рецессивный – зеленый. Однако, окраска подавляется доминантным аллелем другого не сцепленного с предыдущим аутосомного гена. Сколько в F₁ при скрещивании дигетерозигот по этим двум генам будет желтых особей, если  всего получено 114 тыкв?

Задача №5.2.

При скрещивании кукурузы с белыми зернами в F₁ все потомство было с белыми плодами. Когда гибридов F₁ скрестили между собой, в F₂ получили 158 растений с белыми зернами и 35 растений с пурпурными. Как это можно объяснить? Какая доля растений с белыми плодами будет получаться при скрещивании гетерозиготной кукурузы с пурпурными зернами и с F₂ между собой?

Задача №5.3.

При скрещивании  кур имеющих ореховидный гребень, F₁ было получено 5 птиц с гороховидным гребнем, 19 с ореховидным, 6 с розовидным и 2 – с листовидным г8ребнем. Сколько гомозиготных и дигетерозиготных особой будет в F₁ при скрещивании куриц с гороховидным и розовидным гребнем, если планируется получить примерно 120 птиц? Известно, что среди родителей скрещиваемых кур были птицы с листовидным гребнем.

Задача №5.4.

Окраска лошадей определяется тремя комплементарными генами. Скрещивали гнедых лошадей и с мышастыми конями. Можно ли ожидать в их потомстве саврасых, булано-мышастых и соловых потомков, если известно, что матери скрещиваемых лошадей и отцы скрещиваемых коней были рыжими.

Задача №5.5.

При скрещивании коричневых норок было получено 5 платиновых животных и 77 коричневых. Сколько среди них было гетерозиготных и гомозиготных особей? Какое расщепление можно ожидать от скрещивании платиновых и коричневых норок, если среди их родителей были платиновые самцы?

Тема 6 «Сцепленное наследование генов»

Задача №6.1.

Гомозиготные по обоим признакам гладкосеменное (А) растение гороха с усиками (В) скрестили с морщинистыми (а) растениями гороха без усиков (b). Гены указанных признаков (форма семени и наличие или отсутствие усиков) локализованы в одной хромосоме, поэтому эти два признака наследуются сцеплено. Каковы генотипы и фенотипы F₁ и F₂.

Задача №6.2.

При скрещивании самки дрозофилы, дигетерозиготной по генам А и В, с рецессивным самцом  получено следующее расщепление по фенотипу: 47:3:3:47. Определите расстояние между генами А и В.

Задача №6.3.

У кроликов пятнистая шерсть доминирует над сплошной, а нормальная шерсть – над ангорской; причем оба гена находятся в одной аутосоме. В F₁ получено 144 пятнистых нормальных кроликов, 21 ангорских пятнистых, 23 нормальных сплошных и 140 ангорских сплошных. Каковы генотипы родителей этих животных и каково расстояние между указанными генами в данном опыте?

Задача №6.4.

У томатов доминирует аутосомные сцепленные признаки высокого роста и шаровидной формы плода. В F₁ получено 88 растений с высоким стеблем и шаровидными плодами; 359 – с низким ростом и шаровидными плодами; 357 – с высоким стеблем и грушевидными плодами и 92 – с низким ростом и грушевидными плодами. Какое расстояние между указанными генами получается по результатм данного скрещивания?

Задача №6.5.

У мышей аутосомные доминантные признаки длинной и нормальной шерсти сцеплены. В F₁ получено 49 животных с извилистой длинной шерстью, 13 – с прямой длинной шерстью, 48 – с прямой нормальной шерстью и 12 – с извилистой нормальной шерстью. Каково расстояние между данными генами.

Список литературы.

1. Крестьянинов В.Ю., Вайнер Г.Б. Сборник задач по генетике с решением (методическое пособие для школьников, абитуриентов и учителей). – Саратов: «Лицей», 1998. – 156 с.
2. Муртазин Г. М. Задачи и упражнения по общей

биологии. – М., 1981

Интернет-ресурс:

1.    Федеральный центр информационных образовательных ресурсов. Каталог //Режим доступа: http://fcior.edu.ru/

2.    Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» // Режим доступа: http://festival.1september.ru/