Программа элективного курса по биологии "Занимательная генетика в задачах"

Программа элективного курса по биологии

для девятых классов общеобразовательных школ

ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ГЕНЕТИКА В ЗАДАЧАХ

	Составитель: Вержбицкая Галина Богдановна учитель биологии МБОУ «Новониколаевская школа»  Кемеровская область,  Яйский район

 

Содержание

Пояснительная записка  ……………………………………………………………3

Тематический план…………………………………………………………………. 4

Программа….…………………………………………………………………….…. 5

Приложение………………………………………………………………………..…6

1. Условные обозначения при оформлении задач ……………………………….. 6

2. Моногибридное скрещивание ………………………………………………….. 6

3. Дигибридное и тригибридное скрещивание ………………………………...… 9 4.Комплементарное и эпистатическое взаимодействие генов …..……….……. 15

5. Наследование сцепленное с полом ………………………………………..….. 17

6. Наследование групп крови у человека …………………………………….…. 19

7. Контрольная работа ……………………………………………………….….... 21

Список литературы …...............................................................................................23

Пояснительная записка

Курс «Занимательная генетика в задачах» предназначен для учащихся 9 классов общеобразовательных школ, в целях подготовки к профилю в области биологии.

Необходимость данного курса возникла в связи с изменениями в программе по биологии в 9 классах, которые не предусматривают достаточное количество часов для решения генетических задач.

Настоящий курс способствует развитию практических навыков при решении задач, аналитического мышления и позволяет глубже понять учебный материал.

В условиях задач используется тесная связь с жизнью человека, животных и растений. А так же, с целью сделать задачи более живыми и занимательными, используются сюжеты со сказочными героями, для этого пришлось пожертвовать научной достоверностью.

Задачи курса:

1. Привлечь интерес учащихся к изучению генетики.

2. Научить старшеклассников навыкам и приемам в решении генетических задач.

3. Развивать у учащихся творческий подход и логическое мышление при решении задач.

В программе выделены следующие разделы:

1) Введение

2) Условные обозначения при оформлении задач;

3) Моногибридное скрещивание;

4) Дигибридное и тригибридное скрещивание;

5) Комплементарное и эпистатическое взаимодействие генов;

6) Наследование, сцепленное с полом;

7) Наследование групп крови у человека;

8) Список литературы.

            Программа составлена на 10 часов + 1 час резервный, предусмотрена итоговая контрольная работа.

            Прилагается методический материал, который учитель может использовать при проведении курса.

Тематический план

Темы	Количество часов
	Всего	Лекции	Практика (решение задач)
1. Условные обозначения при оформлении задач 2. Моногибридное скрещивание 3. Дигибридное и тригибридное скрещивание 4.Комплементарное и эпистатическое взаимодействие генов 5. Наследование, сцепленное с полом 6. Наследование групп крови у человека 7. Контрольная работа	1 2 2 1 2 1 1	1 1 1 1 1 - -	- 1 1 - 1 1 1
Итого Резервное время	10 1	5 -	5 -

Программа

1. Условные обозначения при оформлении задач (1 час).

            Учащиеся знакомятся с основными обозначениями при оформлении задач: родители, гибриды, доминантные гены, рецессивные гены, гомозигота, гетерозигота, решетка Пиннета.

2. Моногибридное скрещивание (2 часа)

            Учащиеся знакомятся с правилами, используемыми при решении задач на моногибридное скрещивание. Повторяют определения моногибридного скрещивания, первый закон Менделя, единообразие гибридов F₁ , второй закон Менделя, правило «чистоты гамет».

3. Дигибридное и тригибридное скрещивание (2 часа)

Знакомство с правилами, используемыми при решении задач на дигибридное и тригибридное скрещивание, на наследование признаков при полном и неполном доминировании полигибридного скрещивания.

4. Комплементарное и эпистатическое взаимодействие генов (1 час)

            Знакомство с решением задач на комплементарное и эпистатическое взаимодействие генов.

5. Наследование, сцепленное с полом (2 часа)

            Повторим законы Моргана, группы сцепления, наследование генов локализованных в половых хромосомах.

6. Наследование групп крови у человека (1 час)

            Дать понятия о наследовании группы крови. Научить учащихся прогнозировать вероятность наследования той или иной группы крови.  

ПРИЛОЖЕНИЕ

1. Условные обозначения при оформлении задач (1 час).

P₁ , P₂ - родители, скрещивание 1-е и 2-е соответственно.

F₁ , F₂ - дети (гибриды), поколения 1-е и 2-е соответственно. Число рядом, например, F₁ = 36, обозначает число особей в первом поколении, F₂ = 19 обозначает 19 особей во втором поколении и т.д.

А, В, С - доминантные гены (A> a, B > b, С> с).

а, в, с - рецессивные гены (а < А, b < В, с < С).

? -радикал. Ген (точнее аллель гена), который пока неизвестен и его предстоит определить, исходя из условий задачи.

х - символ скрещивания особей.

Соматические клетки (клетки тела) содержат в два раза больше генов, чем гаметы (половые клетки), Например, Аb - обозначение организма, в таком. случае А и b - его гаметы. Или, например, ААВb - организм, тогда - АВ и Аb - его гаметы. Или ААВВСС - организм, а АВС - гаметы, точнее гены в его гаметах.

Моногибридное скрещивание

АА, ВВ, аа, bb - гомозиготы (в каждом случае одна пара одинаковых генов).

АВ, аb, Аb, аВ - гетерозиготы (одна пара разных генов).

Дигибридное скрещивание

ААВВ, ааbb, ААbb, ааВВ - гомозиготы (две пары одинаковых генов).

АаВb, АаВВ, Ааbb, ААВb, ааВb - гетерозиготы (пары разных генов).

АаВb - дигетерозигота (две пары разных генов).

АаВВ, Ааbb, ААВb, ааВb - моногетерозиготы, моногомозиготы, неполные гетеро- или гомозиготы (одна пара разных, другая - одинаковых генов).

2. Моногибридное скрещивание (2 часа).

Правило первое. Если при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в их потомстве наблюдается расщепление признаков, то эти особи гетерозиготны.

Задача. При скрещивании двух морских свинок с черной шерстью получено потомство: 5 черных свинок и 2 белых. Каковы генотипы родителей?

Из условия задачи нетрудно сделать вывод о том, что черная окраска шерсти доминирует над белой, и не потому, что в потомстве черных особей больше, чем белых, а потому, что у родителей, имеющих черную окраску, появились детеныши с белой шерстью. На основе этого введем условные обозначения: черная окраска - А, белая - а.

Запишем условия задачи в виде схемы:

P          А?       Х         А?

F₁        А?;      аа

Используя названное выше правило, мы можем сказать, что морские свинки с белой шерстью (гомозиготные по рецессивному признаку) могли появиться только в том случае, если их родители были гетерозиготными. Проверим это предположение построением схемы скрещивания:

Р          Аа       Х         Аа

Г    А, а;      А, а

F₁   АА; Аа; Аа; аа

Расщепление признаков по фенотипу - 3:1. Это соответствует условиям задачи.

Правило второе. Если в результате скрещивания особей, отличающихся фенотипически по одной паре признаков, получается потомство, у которого наблюдается расщепление по этой же паре признаков, то одна из родительских особей была гетерозиготна, а другая - гомозиготна по рецессивному признаку.

Задача. При скрещивании вихрастой и гладкошерстной морских свинок получено потомство: 2 гладкошерстные свинки и З вихрастые. Известно, что гладкошерстность является доминантным признаком. Каковы генотипы родителей?

Используя второе правило, мы можем сказать, что одна свинка (вихрастая) имела генотип Аа, а другая (гладкошерстная) -аа.

Проверим это построением схемы скрещивания:

Р          Аа         х    аа

Г          А,а;            а

F₁        Аа; аа.

Расщепление по генотипу и фенотипу - 1:1, что соответствует условиям задачи. Следовательно, решение было правильным.

Правило третье. Если при скрещивании фенотипически одинаковых (по одной паре признаков) особей в первом поколении гибридов происходит расщепление признаков на три фенотипические группы в отношениях 1:2:1, то это свидетельствует о неполном доминировании и о том, что родительские особи гетерозиготны.

Задача. При скрещивании петуха и курицы, имеющих пеструю окраску перьев, получено потомство: З черных цыпленка, 7 пестрых и 2 белых. Каковы генотипы родителей?

Согласно третьему правилу, в данном случае родители должны быть гетерозиготными. Учитывая это, запишем схему скрещивания:

Р          Аа       х    Аа

Г          А,а;     А,а

F₁         АА; Аа; Аа; аа.

Из записи видно, что расщепление признаков по генотипу составляет соотношение 1:2:1. Если предположить, что цыплята с пестрой окраской перьев имеют генотип Аа, то половина гибридов

первого поколения должны иметь пеструю окраску. В условиях задачи сказано, что в потомстве из 12 цыплят 7 были пестрыми, а это действительно составляет чуть больше половины. Каковы же генотипы черных и белых цыплят? Видимо, черные цыплята имели генотип АА, а белые - аа, так как черное оперение, или, точнее, наличие пигмента, как правило, доминантный признак, а отсутствие пигмента (белая окраска) - рецессивный признак. Таким образом, можно сделать вывод о том, что в данном случае черное оперение у кур неполно доминирует над белым; гетерозиготные особи имеют

пестрое оперение.

Решите самостоятельно

1. Скрещивание между собой тыкв с белыми плодами дало ³/₄ потомков с белыми и ¹/₄ - с желтыми плодами. Как это можно объяснить? Каковы генотипы исходных растений? Какое потомство получится от скрещивания исходных растений с растением с желтыми плодами?

2. При скрещивании лохмоногого петуха с двумя лохмоногими курами получено: от первой курицы 79 лохмоногих и 23 голоногих цыплёнка, от второй - 48 лохмоногих цыплят. Как наследуется признак? Как можно использовать появившихся голоногих цыплят для дальнейшей селекционной работы?

3. У человека ген длинных ресниц доминирует над геном коротких ресниц. Женщина с длинными ресницами, у отца которой ресницы были короткими, вышла замуж за мужчину с короткими ресницами.

А. Сколько типов гамет образуется у женщины?

Б. Сколько типов гамет образуется у мужчины?

В. Какова вероятность рождения в данной семье ребенка с длинными ресницами?

Г. Сколько разных генотипов может быть у детей в этой семье?

Д. Сколько разных фенотипов может быть у детей в этой семье?

4. Ген диабета рецессивен по отношению к гену нормального состояния. У здоровых супругов родился ребенок , больной диабетом.

            А. Сколько типов гамет может образоваться у отца?

            Б. Сколько типов гамет может образоваться у матери?

            В. Какова вероятность рождения здорового ребенка в данной семье?

            Г. Сколько разных генотипов может быть у детей в этой семье?

            Д. Какова вероятность того, что второй ребенок родится больным?

            5. У человека ген дальнозоркости доминирует над геном нормального зрения. В семье муж и жена страдают дальнозоркостью, однако матери обоих супругов имели нормальное зрение.

А. Сколько типов гамет образуется у жены?

В. Сколько разных генотипов может быть у детей в данной семье?

В. Сколько фенотипов может быть у детей в данной семье?

Г. Какова вероятность рождения в этой семье ребенка с нормальным зрением?

Д. Какова вероятность рождения в этой семье ребенка, страдающего дальнозоркостью?

6. У арбуза зеленая окраска плода доминирует над полосатой. От скрещивания гомозиготного зеленоплодного сорта с полосатым получили 217 гибридов первого поколения. Гибриды скрестили между собой и получили 172 гибрида во втором поколении.

А. Сколько типов гамет образует родительское растение с зелеными плодами?

Б. Сколько растений в F₁ будут гетерозиготными?

В. Сколько разных генотипов будет в F₂ ?

Г. Сколько растений в F₂ будет с полосатой окраской плодов?

Д. Сколько гомозиготных растений с зелеными плодами будет в F₂ ?

7. У драконов круглая голова доминирует над овальной при скрещивании круглоголового дракона с овальноголовым получили 48 животных, а затем, после взаимного скрещивания уже во втором поколении, 192 животных.

А. Сколько типов гамет у дракона с овальной головой?

Б. Сколько животных в  F₁ будут иметь круглую голову? 

В. Сколько животных в F₂ будут доминантными гомозиготами?

Г. Сколько в F₂ будет животных с круглой головой?

Д. Сколько разных генотипов будет в F₂ ?

8. У куздриков серебристый мех доминирует над черным. Гетерозиготных серебристых куздриков скрестили друг с другом и получили 44 куздренка.

А. Сколько разных гамет образуется у гетерозиготных животных?

Б. Сколько разных генотипов у потомков?

В. Сколько разных фенотипов у потомков?

Г. Сколько получилось гетерозиготных животных?

Д. Сколько среди потомков рецессивных гомозиготных животных?

3. Дигибридное и тригибридное скрещивание (2 часа).

Правило четвертое. Если при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в потомстве происходит расщепление признаков в соотношении 9:3:3:1, то исходные особи были дигетерозиготными.

Задача. При  скрещивании двух морских свинок с черной и вихрастой шерстью получены 10 черных свинок с вихрастой шерстью, З черных с гладкой шерстью, 4 белых с вихрастой шерстью и 1 белая с гладкой шерстью. Каковы генотипы родителей?

            Итак, расщепление признаков у гибридов первого поколения в данном случае было близко соотношению 9:3:3:1, т. е. к тому отношению, которое получается при скрещивании дигетерозигот между собой (АаВb Х АаВb, где А - черная окраска шерсти, а -белая; В - вихрастая шерсть, b - гладкая). Проверим это.

Р            АаВb         х        АаВb

Г      АВ, Ав, аВ, ав;         АВ, Ав, аВ, ав

F₁    1 ААВВ, 2 ААВb, 2 АаВВ, 4 АаВb

     1 ААbb, 2 Ааbb, 1 ааВВ, 2 ааВb, 1 ааbb

Расщепление по фенотипу 9:3:3:1.

Решение показывает, что полученное расщепление соответствует условиям задачи, а это значит, что родительские особи были дигетерозиготными.

Задача. У человека свободная мочка уха (А) доминирует над несвободной, а подбородок с треугольной ямкой (В) над гладким подбородком. У мужчины — несвободная мочка уха и подбородок с треугольной ямкой, а у женщины — свободная мочка уха и гладки подбородок. У них родился сын с несвободной мочкой уха и гладким подбородком.

А. Сколько типов гамет образуется у мужчины?

Б. Сколько разных фенотипов может быть у детей в этой семье?

В. Сколько разных генотипов может быть у детей в семье?

Г. Какова вероятность рождения ребенка со свободной уха и гладким подбородком?

Д. Какова вероятность рождения ребенка с треугольной ямкой на подбородке?

Е. Какова вероятность того, что в этой семье два раза родятся рецессивные гомозиготы?

Ж. Какова вероятность того, что в этой семье четыре раза

ряд родятся рецессивные гомозиготы?

Краткая запись условий задачи.

Ген А — свободная мочка уха;

ген а — несвободная мочка уха;

ген В — подбородок с треугольной ямкой;

ген в — гладкий подбородок.

Фенотипы и схема скрещивания.

Р          Женщина       х        Мужчина

     свободная,             несвободная,

      гладкий               треугольный

F₁                  Сын

               несвободная,

                  гладкий

Генотипы:

Р    Женщина         х        Мужчина

     свободная,               несвободная,

      гладкий                 треугольный

       (А?вв)                     (ааВ?)

F₁                    Сын

                 несвободная,

                   гладкий

                    (аавв)

Генотипы родителей можно определить по генотипу сына, так

как из двух аллелей каждого гена он один аллель получает от матери, а другой - от отца.

Таким образом, генотипы определяются однозначно:

Р     Женщина        х              Мужчина

      свободная,              несвободная,

       гладкий               треугольный

       (Аавв)                    (ааВв)

F₁                    Сын

                 несвободная,

                   гладкий

                    (аавв)

Гаметы.

У отца генотип ааВв, поэтому может быть только два сочетания генов в гаметах — аВ и ав; у матери генотип Аавв, поэтому могут быть лишь два сочетания — Ав и ав.

Составление решетки Пеннета.

	аВ	ав
Ав	АаВв	Аавв
ав	ааВв	аавв

Анализ решетки.

            А. У мужчины два типа гамет — аВ и ав (других сочетаний

генов быть не может).

Б. У детей возможны четыре разных фенотипа:

- свободная мочка, треугольный подбородок (генотип АаВв);

- свободная мочка, гладкий подбородок (генотип Аавв);

- несвободная мочка, треугольный подбородок (генотип ааВв); несвободная мочка, гладкий подбородок (генотип аавв).

В. Число генотипов соответствует числу фенотипов и равно четырем.

Г. Фенотип ребенка со свободной мочкой уха и гладким подбородком соответствует генотипу Аавв. Такой генотип может образоваться в одном случае из четырех возможных вариантов (см. решетку), следовательно, вероятность его образования 1/4 25%.

Д. Треугольная ямка на подбородке соответствует генотипам АаВв и ааВв (Для простоты можно искать только ген В с его радикалом В_). Такие генотипы образуются в двух случаях из четырех возможных (см. решетку), т. е. с вероятностью 2/4 = 1/2 = 50%.

Е. Генотип рецессивной гомозиготы — аавв. Такой генотип может образоваться в одном случае из четырех, т. е. с вероятностью 1/4. Поскольку при совместном появлении нескольких событий вероятности перемножаются, то 1/4 х 1/4 = 1/16. Так как мы договорились выражать вероятность для наглядности в процентах, т. е. искать число возможных событий среди сотни, поэтому в нашем случае 1 событие произойдет среди 16, а среди 100 можно определить это число с помощью пропорции: 1 из 16, х из 100. Отсюда х = 100/16 = 6% (число допустимо округлить).

Ж. Рождение четырех таких детей подряд равно произведению вероятностей: 1/4 х 1/4 х 1/4 х 1/4 = 1/256. Как и в предыдущем случае, определяем значение вероятности с помощью пропорции:

1 событие из 256, х из 100, отсюда 100/256 = 0,4%.

Ответ: 2/4/4/25%/50%/6%/0,4%.

Решите самостоятельно

            Дигибридное скрещивание.

9. У дурмана красная окраска цветков (А) доминирует над белой, а шиповатые семенные коробочки (В) — над гладкими. Скрещивали гетерозиготные растения и получили 64 потомка.

А. Сколько типов гамет образует каждое родительское растение?

Б. Сколько разных генотипов образуется при таком скрещивании?

В. Сколько получится растений с красными цветками?

Г. Сколько получится растений с белыми цветками и шиповаты ми семенными коробочками?

Д. Сколько разных генотипов будет среди растений с красными цветками и гладкими семенными коробочками?

10. У человека доминирует способность владеть правой рукой (А) лучше, чем левой, а карий цвет глаз (В) доминирует над голубым. В брак вступили кареглазый мужчина-правша и голубоглазая женщина-правша. Мать мужчины была голубоглазой левшой, и отец женщины был левшой.

А. Сколько типов гамет образуется у мужчины?

В. Сколько типов гамет образуется у женщины?

В. Сколько разных фенотипов может быть у их детей?

Г. Сколь разных генотипов может быть у их детей?

Д. Какова вероятность рождения ребенка-левши?

11. У человека карий цвет глаз (А) доминирует над голубым,способность лучше владеть левой рукой рецессивен по отношению к праворукости (В). У мужчины правши с голубыми глазами и кареглазой женщины-левши родился голубоглазый ребенок-левша.

А. Сколько типов гамет образуется у матери?

Б. Сколько типов гамет образуется у отца?

В. Сколько может быт разных фенотипов у детей?

Г. Сколько может быть разных генотипов у детей?

Д. Какова вероятность рождения в этой семье голубоглазого ребенка-левши?

Е. Какова вероятность рождения двух таких детей подряд?

Ж. Какова вероятность рождения трех Таких детей подряд?

З. С какой вероятностью в этой семье будут рождаться дети с карими глазам?

12. У человека сварливый характер (А) и крючковатый нос (В) определяются доминантными аллелями генов. Мужчина с плохим характером и обычным носом вступает в брак с женщиной, у которой характер хороший, но нос как у бабы-яги. В семье родился ребенок без этих тревожных признаков.

А. Сколько типов гамет образуется у мужчины?

Б. Сколько разных генотипов может быть в семье у детей?

В. Какова Вероятность рождения в этой семье ребенка, похожего на бабу-ягу сразу по двум признакам?

Г. Какова вероятность рождения ребенка без этих неприятных признаков?

Д. Какова вероятность рождения ребенка с одним из этих признаков?

13. У человека черный цвет глаз (А) доминирует над голубым, а наличие веснушек (В) - над их отсутствием. Женщина с голубыми глазами и без веснушек выходит замуж за мужчину с черными глазами и веснушками. Известно, что мать мужчины была голубоглазой и у нее не было веснушек.

А. Сколько типов гамет образуется у мужчины?

Б. Сколько разных фенотипов может быть у детей в этой семье?

В. Сколько разных генотипов может быть у детей в этой семье?

Г. Какова вероятность того, что ребенок будет похож на мать?

Д. Какова вероятность того, что ребенок будет похож на отца?

Е. Какова вероятность того, что в этой семье родятся подряд четыре ребенка, похожие на отца?

14. У коров безрогость (А) доминирует над рогатостью, а черная окраска шерсти (В) — над рыжей. От скрещивания рыжих рогатых коров с черным безрогим быком получили 84 теленка. Известно, что бык — потомок рыжей коровы и рогатого быка.

А. Сколько в данном потомстве будет телят, похожих на быка?

Б. Сколько будет разных генотипов у телят?

В. Сколько от такого скрещивания получится рыжих телят?

Г. Сколько от такого скрещивания получится полных гомозигот?

Д. Сколько от такого скрещивания получится неполных гомозигот?

Е. Какое расщепление будет по фенотипу, если гаметы с двумя доминантными генами окажутся нежизнеспособными?

15. У бегемотов пристрастие к пиву (А) является доминантным признаком, а у генов зеленой (В) и белой (Ь) окраски наблюдается неполное доминирование: особи с генотипом ВЬ окрашены в салатовый цвет. Скрестили дигетерозиготных бегемотов. С какой вероятностью у потомков в F₁ , будут присутствовать следующие признаки:

А. Равнодушие к пиву.

Б. Салатовая окраска.

В. Белая окраска.

Г. Белая окраска и любовь к пиву.

Д. Равнодушие к пиву и салатовая окраска.

16. Гомозиготного дракона с красной шкурой (А) и нормального роста (В) скрестили с карликовым драконом желтого цвета.

А. Какими будут фенотипы потомков первого поколения?

Б. Если скрестить этих потомков, то с какой вероятностью можно будет ожидать появления в F₂ красных драконов обычного роста?

В. Если скрестить этих потомков, то с какой вероятностью можно будет ожидать появления В F₂ красных карликов?

Г. Если скрестить этих потомков, то с какой вероятностью можно будет ожидать появления В F₂ желтых драконов нормального роста?

Д. Если крестить этих потомков, то с какой вероятностью можно будет ожидать появления в F₂ желтых карликов?

Тригибридное скрещивание.

17. У кур белое оперение (А) Доминирует над окрашенным, розовидная форма гребня (В) над листовидной, оперенные ноги (С) - над голыми. Скрестили гетерозиготную белую курицу с голыми ногами и листовидным гребнем с окрашенным петухом с оперенными ногами и розовидным гребнем. Известно, что петух — потомок белой курицы с голыми ногами и листовидным гребнем.

А. Сколько типов гамет образуется у курицы?

Б. Сколько типов гамет образуется у петуха?

В. Сколько разных фенотипов может быть у цыплят?

Г. Сколько разных генотипов может быть у цыплят?

Д. Оцените вероятность получения от такого скрещивания белого цыпленка с голыми ногами и листовидным гребнем гомозиготного по всем упомянутым аллелям.

18. У томатов красная окраска плодов (А) доминирует над желтой, округлая форма плодов (В) - над грушевидной а высокий рост растений (С) над низким. Низкорослые растения с желтыми грушевидными плодами опыляли пыльцой высокорослого растения с красными круглыми плодами. Известно, что мужское растение было потомком низкорослого растения с желтыми грушевидными плодами.

А. Сколько типов гамет образует низкорослое растение с желтыми грушевидными плодами?

Б. Сколько типов гамет образует высокорослое растение с красными круглыми плодами?

19. У морских свинок черная окраска шерсти (А) доминирует над белой, курчавая шерсть (В) над гладкой, а короткая шерсть (С) над длинной. Скрещивал свинок с белой гладкой длинной шерстью с тригетерозиготным свинками, у которых шерсть черная, курчавая и короткая.

А. Сколько типов гамет образуется в организме свинки с белой длинной гладкой шерстью?

Б. Сколько типов гамет образует тригетерозиготная свинка?

В. Сколько разных фенотипов может получиться в описанном скрещивании?

Г. Сколько разных генотипов получится в описанном скрещивании?

Д. С какой вероятностью среди потомков будут животных с белой длинной шерстью?

4. Комплементарное и эпистатическое взаимодействие генов (1 час)

Правило пятое. Если при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в потомстве происходит расщепление признаков в отношениях 9:3:4, 9:6:1. 9:7, 12:3:1, 13:3, 15:1, то это свидетельствует о явлении взаимодействия генов; при этом расщепление в отношениях 9:3:4, 9:6:1 и 9:7 свидетельствует о комплементарном взаимодействии генов, а расщепление в отношениях 12:3:1, 13:3 и 15:1 - об эпистатическом взаимодействии.

Задача. При скрещивании двух растений тыквы со сферической формой плодов получено потомство, имеющее только дисковидные плоды. При скрещивании этих гибридов между собой (с дисковидными плодами) были получены растения с тремя типами плодов: 9 частей с дисковидными плодами 6 - со сферическими

и 1 - с удлиненными. Каковы генотипы родителей и гибридов первого и второго поколений?

Исходя из результатов первого скрещивания, можно определить, что родительские растения были гомозиготны, так как в первом поколении гибридов все растения имеют одинаковую форму плодов. При скрещивании этих гибридов между собой происходит расщепление в отношении 9:6:1, что говорит о комплементарном взаимодействии генов (при таком взаимодействии генотипы, объединяют в себе два доминантных неаллельных гена А и В, как в гомо-, так и в гетерозиготном состоянии определяют появление нового признака).

Составим схему скрещивания:

Р        сферические Х сферические

F₁           дисковидные

F₂           9 дисковидных; 6 сферических;

        1 удлиненный

            Если в данном примере присутствует комплементарное взаимодействие генов, то можно предположить, что дисковидная форма плодов определяется генами A и B, а удлиненная, видимо, рецессивными генотипом аавв. Ген А при отсутствии гена В определяет сферическую форму, ген В при отсутствии гена А тоже определяет сферическую форму плода. Отсюда можно предположить, что родительские растения имели генотипы ААвв и ааВВ.

При скрещивании растений с генотипами ААвв и ааВВ в первом поколении гибридов все растения будут иметь дисковидную форму плодов с генотипом АаВв. При скрещивании этих гибридов между собой наблюдается то расщепление, которое дано в условии задачи, следовательно, в данном примере действительно имело место комплементарное взаимодействие генов.

Задача. У душистого горошка два белоцветковых, но разных по происхождению растения при скрещивании дали в первом поколении пурпурноцветковые гибриды. При скрещивании этих гибридов между собой в потомстве - наблюдалось следующее расщепление: 9 растений с пурпурными цветками, 7 — с белыми. Каковы генотипы родительских растений?

Составим условную схему скрещивания:

Р        белоцветковое Х белоцветковое

              растение            растение

F₁            пурпурноцветковые

F₂       9 пурпурноцветковых; 7 белоцветковых.

Анализируя результаты скрещивания, можно сделать вывод о том, что пурпурная окраска цветка определяется взаимодействием доминантных генов А и В. Отсюда генотип этих растений - АаВв.

Ген А при Отсутствии гена В и ген В при отсутствии гена А определяют белоцветковость. Отсутствие в генотипе доминантных генов А и В обусловливает отсутствие пигмента, т. е. растения с рецессивным генотипом аавв тоже будут иметь цветки белой окраски.

Отсюда следует, что исходные родительские растения имели генотипы ААвв и ааВВ. Первое поколение гибридов – АаВв (дигетерозиготные).

Задача. При скрещивании растений тыквы с белыми и желтыми плодами все потомство имело плоды белой окраски. При скрещивании полученных растений между собой наблюдалось следующее расщепление: 204 растения с белыми плодами, 53 - с желтыми и 17 — с зелеными плодами. Определите генотипы родителей и их потомства.

Запишем условную схему скрещивания:

Р        желтоплодное Х белоплодное

F₁             белоплодное        

F₂    204 белых; 53 желтых; 17 зеленых.

Расщепление 204:53:17 соответствует примерно отношению 12:3:1, что свидетельствует о явлении эпистатического взаимодействия генов (когда один доминантный ген, например А, доминирует над другим доминантным геном, например B).

Отсюда белая окраска плодов определяется присутствием доминантного гена А или наличием в генотипе доминантных генов двух аллелей АB; желтая окраска плодов определяется геном B, а зеленая окраска плодов генотипом аавв.

Следовательно, исходное растение с желтой окраской плодов имело генотип ааВВ а белоплодное — AAвв. При их скрещивании гибридные растения имели генотип АаВв (белые плоды).

При самоопылении растений с белыми плода ми было получено:

9 растений белоплодных (генотип А?В?),

З - белоплодных (генотип А?вв),

З - желтоплодных (генотип ааВ?),

1 - зеленоплодное (генотип аавв).

Соотношение фенотипов 12:3:1. Это соответствует условиям задачи.

5. Наследование сцепленное с полом (2 часа).

Задача. У человека ген дальтонизма (цветовая слепота) наследуется как сцепленный с Х -хромосомой. Ген рецессивен. Определите вероятность рождения здоровых детей в семье, о которой известно следующее. Отец и мать различают цвета нормально, но у них имеется сын дальтоник.

Обозначения: А - нормальное зрение, а - дальтонизм. Эти гены сцеплены с Х - хромосомой, поэтому удобнее ввести следующие обозначения:        

Х_А – нормальное зрение, Х_а - дальтонизм.           

Определим сначала генотипы родителей. Сказано, что отец различает цвета нормально, значит его Х - хромосома имеет доминантный ген, генотип отца Х_АУ. Мать так же различает цвета нормально, значит одна Х - хромосома матери несет ген Х_А. Но в этой семье сын дальтоник и поэтому генотип сына ХаУ. От отца сын получил У - хромосому, а от матери - Ха - хромосому. Но в задаче сказано, что мать различает цвета нормально, поэтому её генотип ХАХа, т.е. она является носительницей гена дальтонизма.

             Мать              отец

Р                 Х_АУ_а              Х_АУ

гаметы              Х_А , Х_а ,         Х_А, У

F           Х_аХ_А , Х_АХ_А , Х_АУ, Х_аУ

Вероятность рождения больных детей 25%, и все эти дети будут мальчиками.

Решите самостоятельно.

20. Отец и сын - дальтоники. Мать различает цвета нормально. Правильно ли будет сказать, что сын унаследовал свой недостаток от отца? Дальтонизм - рецессивный признак, сцепленный с Х – хромосомой.

            21. У мужа и жены нормальное зрение. Отцы обоих страдали цветовой слепотой. Какова вероятность того, что их ребёнок будет:

1. сыном-дальтоником;

2. сыном с нормальным зрением;

3. дочерью-дальтоником;

4. дочерью с нормальным зрением?

22. В семье здоровых родителей правшей, имеющих карие глаза, родился сын с признаками ихтиоза (рецессивный признак, сцепленный с Х –хромосомой), голубоглазый и левша. Определите генотипы родителей и сына. 

23. От двух нормальных по зрению родителей родилась дочь с нормальным зрением. Впоследствии она вышла замуж за мужчину -дальтоника, который имел нормальных по зрению брата и сестру. От этого брака родилась одна дочь - дальтоник. Определите генотипы всех членов семьи. Какова вероятность рождения здоровых и больных детей в этой семье? Дальтонизм - рецессивный признак, сцепленный с Х - хромосомой.

24. у человека слишком тонкий слой зубной эмали (гипоплазия) обусловлен доминантным геном (А), расположенным в Х - хромосоме. Женщина с нормальными зубами выходит замуж за мужчину с этим заболеванием.

А. Сколько типов гамет образуется у женщины?

Б. Сколько типов гамет образуется у мужчины?

В. Сколько разных фенотипов может быть у детей в этой семье?

Г. Какова вероятность, что мальчики в данной семье будут лишены этого дефекта?

Д. Какова вероятность рождения в этой семье здоровой дочери?

Е. Если девочки, повзрослев, выйдут замуж за здоровых мужчин, то с какой Вероятностью этот дефект может проявиться у их детей?

Ж. Какого пола будут их дети с этим заболеванием?

25. у человека гемофилия (несвертываемость крови) определяется рецессивным геном (а), расположенным в Х-хромосоме. У здоровых супругов родился сын с этим заболеванием.

А. Сколько типов гамет образуется у отца?

Б. Сколько типов гамет образуется у матери?

В. Будут ли дочери в данной семье различаться по фенотипу?

Г. Какова вероятность рождения в данной семье здорового ребенка?

Д. С какой вероятностью девочки в данной семье будут нести ген этого заболевания?

26. У кошек ген черной окраски (А) не полностью доминирует над геном рыжей окраски и расположены они в Х-хромосоме. Гетерозиготные животные имеют пеструю (трехцветную) окраску. Скрестили пеструю кошку с черным котом и получили 8 котят.

А. Сколько типов гамет образуется у кошки?

Б. Сколько типов гамет образуется у кота?

В. Сколько разных фенотипов должно получиться в потомстве от такого скрещивания?

Г. Сколько черных котят должно получиться в потомстве от такого скрещивания

Д. Сколько Трехцветных самцов должно получиться в потомстве от такого скрещивания?

27. У человека катаракта (заболевание глаз) зависит от доминантного аутосомного гена (А), а ихтиоз (заболевание кожи) - от рецессивного гена (в), сцепленного с полом. Женщина, больная ихтиозом, выходит замуж за мужчину, страдающего катарактой. У мужчины мать тоже страдала катарактой, а у отца этих заболеваний не было.

А. Сколько разных фенотипов может быть у детей в этой семье?

Б. Сколько типов гамет образуется у женщины?

В. Какова вероятность рождения в этой семье ребенка, предрасположенного к обоим заболеваниям?

Г. Какова вероятность рождения в этой семье здорового сына?

Д. Какова вероятность рождения в этой семье здоровой дочери?

Е. Какова вероятность рождения в этой семье двух здоровых дочерей подряд?

28. У людей любопытство - признак рецессивный (а) по отношению к равнодушию и сцепленный с полом. Любопытный юноша

женится на равнодушной девушке. Отец девушки отличается любопытством, а мать и все ее предки были людьми равнодушными.

А. Какова вероятность того, что сыновья от такого брака будут людьми любопытными?

Б. Какова вероятность того, что дочери будут равнодушными?

В. Если дочери, повзрослев, выйдут замуж за равнодушных людей и родят много детей, то с какой вероятностью в их совместном потомстве могут быть дети, отличающиеся любопытством?

Г. Если равнодушный мужчина женится на равнодушной женщине, может ли у них родиться любопытный ребенок?

Д. С какой вероятностью у них родится такой ребенок?

Е. Назовите одним словом генотип такой равнодушной женщины.

6. Наследование групп крови у человека (1 час).

Группа крови определяется одним геном, который имеет не два, а три аллеля. Они обозначаются А, В, 0. Гены А и В доминируют над геном 0, а сочетание генов А и В даёт новый признак.

   Генотипы                Группы крови

               00                  I или О

            АА, A0                II или А

            ВВ,ВО                 III или В

              АВ                 IV или АВ

Решите самостоятельно

29. Женщина с третьей группой крови имеет ребёнка с первой группой. Каковы их генотипы и каким не может быть генотип отца?

30. Две женщины имеют IV и II группы крови. Каждая имеет ребенка. Группы крови детей – I и III, общий отец детей со II группой крови. Определите кто чей ребенок.

31. У ребенка первая группа крови. Каковы возможные генотипы родителей?

32. Женщина с группой крови А и нормальной свёртываемостью крови выходит замуж за здорового мужчину с группой крови В. От этого брака родилось трое детей: Катя - здоровая и с группой крови А, Витя - здоровый и с группой крови 0, Глеб - гемофилия и с группой крови А. Известно, что родители женщины были здоровы, мать имела группу крови О, а отец - АВ. У мужчины отец и мать здоровы, их группы крови А и В со ответственно. Объясните, от кого Глеб унаследовал гемофилию? Определите генотипы всех членов этой семьи. Гемофилия - рецессивный признак, сцепленный с Х - хромосомой.

33. Если у родителей с третьей и первой группами крови появился ребёнок с первой группой крови, то какая вероятность, что следующий их ребёнок будет иметь вторую, третью, четвёртую группы крови?

34. В семье двое детей. У одного из них первая, у другого третья группа крови. Их дедушка по материнской линии имел четвёртую, а бабушка третью группы крови. Дедушка и бабушка по отцовской линии имеют первую группу крови. Определите группу крови и генотип матери этих детей.

35. Мужчина с группой крови АВ, страдающий дальтонизмом, женился на девушке с нормальным зрением и О группой крови. Отец этой девушки - дальтоник и имеет группу крови А. От этого брака родилось двое детей: девочка с нормальным зрением и группой крови А и мальчик с нормальным зрением и группой крови В. Укажите генотипы всех членов семьи. Какова вероятность рождения в этой семье детей - дальтоников? Могут ли дети унаследовать группу крови своих родителей?

7. Контрольная работа (1 час).

Вариант 1

            1. У мухи серая окраска тела доминирует над черной. При скрещивании гомозиготных мух с серым телом и черных мух получили 34 мухи. Гибриды из F₁ затем скрестили с черными мухами и в F₂ получили 96 мух.

А. Сколько типов гамет образуется у гибридов из F₁?

Б. Сколько серых мух было в F₁?

В. Сколько серых мух было в F₂?

Г. Сколько черных мух было в F₂?

Д. Сколько разных генотипов было в F₂?

            2. У томатов круглая форма плодов (А) доминирует над грушевидной, а красная окраска (В) — над желтой. Растение с круглым красными плодами скрестили с растением, у которого плоды грушевидные и желтые. В потомстве получили 25% растений с круглыми красными плодами, 25% — с грушевидными красными 25% — с круглыми желтыми и 25% — с грушевидными желтыми.

А. Какими цифрами отмечены ниже генотипы родителей?

Б. Какими цифрами отмечены ниже генотипы гибридов?

В. Какое расщепление было бы в потомстве, если бы первый родитель был бы гетерозиготным по одному из этих двух признаков?

Г. Опишите словами генотип первого родительского растения Д. Опишите словами генотип второго родительского растения.

1) ААВВ; 2) ааЬЬ; З) ААЬЬ; 4) ааВВ; 5) АаВЬ;

6) АаВВ; 7) АаЬЬ; 8) ААВЬ; 9) ааВЬ.

            3. У флоксов белая окраска цветков определяется геном А, кремовая - а, плоский венчик - геном В, воронковидный – в. Скрещивали растения с белыми воронковидными цветками с растением, у которого цветки кремовые и плоские. В потомстве F₁ получились растения с белыми плоскими цветками (25%), белыми воронковидными (25%), кремовыми плоскими (25%) и кремовыми воронковидными (25%).

А. Какими цифрами отмечены ниже генотипы исходных растений?

Б. Сколько типов гамет образуется у исходных растений?

В. Опишите словами генотипы родительских растений.

Г. Опишите словами генотипы растений из F₁ с белыми плоскими цветками.

Д. Опишите словами генотипы растений из F₁ с кремовыми воронковидными цветками.

1) ААВВ; 2) ааЬЬ; 3) ААЬЬ; 4) ааВВ; 5) АаВЬ;

6) АаВВ; 7) АаВЬ; 8) ААВЬ; 9 ааВЬ.

4. Гемофилия (несвертываемость крови) контролируется рецессивным геном (а), расположенным в Х-хромосоме, а сахарный диабет — аутосомным рецессивным геном (Ь). У здоровых супругов родился сын, больной гемофилией и диабетом.

А. Сколько типов гамет образуется у матери?

Б. Какова вероятность, что в этой семье родится здоровая дочь?

В. Сколько разных генотипов может быть у детей в этой семье?

Г. Сколько разных генотипов может быть у детей в этой семье?

Д. Какова вероятность рождения дочери с двумя этими заболеваниями?

Е. Сколько будет у детей неповторяющихся генотипов?

Вариант 2

1. У кошек длинная шерсть рецессивна по отношению к короткой. Гомозиготную длинношерстную кошку скрестили с гетерозиготным короткошерстным котом и получили 8 котят.

А. Сколько типов гамет образуется у кота?

Б. Сколько типов гамет образуется у кошки?

В. Сколько среди котят будет разных генотипов?

Г. Сколько среди котят будет разных генотипов?

Д. Сколько должно получиться котят с длинной шерстью?

2. У кур оперенные ноги (А) доминируют над голыми, розовидная форма гребня (В) - над простой. Курицу с голыми ногами и простым гребнем скрестили с петухом, имеющим оперенные ноги и розовидный гребень. Известно, что петух - потомок курицы с голыми ногами и петуха с простым гребнем.

А. Сколько типов гамет образуется у курицы?

Б. Сколько типов гамет образуется у петуха?

В. Сколько разных фенотипов получится от этого скрещивания?

Г. Сколько разных генотипов получится от этого скрещивания?

Д. Оцените вероятность того, что часть цыплят будет похожа на курицу.

Е. Какова вероятность рождения двух цыплят подряд с голыми ногами и простым гребнем?

3. У отца курчавые волосы (А) и нет веснушек, а у матери прямые волосы и есть веснушки (В). В семье трое детей, и у всех веснушки и курчавые волосы.

А. Какой цифрой отмечен ниже генотип отца?

Б. Какой цифрой отмечен ниже генотип матери?

В. Какими цифрами отмечены ниже генотипы детей?

Г. Сколько типов гамет образуется у матери?

д. Сколько типов гамет образуется у отца?

Е. Какова вероятность появления этих родителей внуков, похожих на детей, если дети впоследствии будут вынуждены вступать в брак друг с другом?

1) ААВВ; 2) ааЬЬ; 3) ААЬЬ; 4) ааВВ; 5) АаВЬ;

6) АаВВ; 7) АаЬЬ; 8) ААВЬ; 9) ааВЬ.

4. У человека дальтонизм (цветовая слепота) - рецессивный

признак (а), сцепленный с полом, а альбинизм (отсутствие пигментации) обусловлен аутосомным рецессивным геном (Ь). У родителей нормальных по этим признакам, родился сын - дальтоник и альбинос.

А. Можно ли однозначно определить генотип родителей?

Б. С какой вероятностью в этой семье может первым родиться мальчик?

В. С какой вероятностью этот мальчик будет страдать дальтонизмом?

Г. Определите вероятность рождения мальчика с двумя описанными дефектами одновременно.

Д. С какой вероятностью два таких мальчика могут родиться один за другим?

Список литературы

(для учителей)

1.    Атраментова Л. А. О составлении и использовании генетических задач.

Биология в школе, №6, 1990, с. 37-38.

2.    Белявская Л. И., Гудкова Н. С., Андронова Т.А. и др. Методическое

пособие к практическим занятиям по биологии. Саратов,

Изд-во СМИ, 1977. - 183 с.

3.    Белянина С. И., Кузьмина К.А., Боброва Л.А. и др. Биология. Методические

       указания для слушателей подготовительного отделения.

       Саратов, Изд-во СМИ, 1990. - 182 с.

4.    Кузьмина К. А., Боброва Л. А., Сигарева Л. Е. и др. Решение задач по

генетике. Методические рекомендации. Саратов,

Изд-во СМИ, 1991. - 52 с.

5.   Конькова Е. Ю. Задачи по цитогенетике. - Биология (приложение к

      газете “1 сентября”), №2, 1997.

6.   Муртазин Г. М. Иллюстрированные карточки-задачи по генетике.

Биология в школе, 1, 1988. с. 48-54.

7.   Дикарев С. Д. Генетика. Сборник задач. М.: “Первое сентября” 2002.

8.   Журнал «Биология в школе» №1 1990 с. 31-32.

 (для учащихся)

1.         Биология для поступающих в ВУЗы. /Под ред. В. Н. Ярыгина.

      М., Высшая школа, 1997.

2.         Галушкова Н. И. Биология для поступающих в ВУЗы.

Способы решения задач по генетике. Волгоград,

Братья Гринины.

3.    Общая биология. Учебник для 10—11 классов школ с углубленным

изучением биологии. /Под ред. А.О. Рувинского.

М., Просвещение, 1993. — 544 с.

4.         Сборник задач и упражнении по биологии для поступающих в ВУЗы.

      Волгоград, Репетитор, 1993. — 56 с.

5.     Хелевин Н. В. Лобанов А. М., Колесова О. Ф. Задачник по общей и

      медицинской генетике. М., Высшая школа, 1984.

6.    Петрова И. В. Учебно-методическое пособие для поступающих в СГМУ. 

      Томск 1998