Розв’язання вправ та завдань до підручника «Біологія» С. В. Межжерін 11 клас - 2011 рік

Практична робота № 1

Розв’язування типових задач з генетики (моно- і дигібридне схрещування)

Мета: Навчитися розв’язувати типові генетичні задачі, ознайомитися з ілюстраціями дії законів Г. Менделя на різних прикладах. Навчитися аналізувати розподіл ознак під час гібридизації.

Обладнання: текст практичної роботи в підручнику.

Хід роботи

Варіант 1.

Задача 1. У флоксів біле забарвлення квітів визначається геном В, червоне — геном в. Гібриди першого покоління мають рожеве забарвлення. Рослину з рожевими квітами схрестили з рослиною з червоними квітами. Які квіти матимуть нащадки від цього схрещування?

Дано:

В — біле забарвлення пелюстків

в — червоне забарвлення пелюстків

F ₂ - ?

Розв’язання:

1. Позначимо генотипи батьків і гібридів F₁:

Р: ♀ ВВ × ♂ вв

G B × в

F₁ Bв (рожеві пелюстки)

2. В F₁ спостерігаємо такий тип взаємодії алельних генів, як неповне домінування, або проміжний характер успадкування. При схрещуванні гібридів F₁ з рослиною з червоними квітками спостерігаємо розщеплення ознак у відношенні 1:1.

Р: ♀ Bв × ♂ вв

G В, в × в

F₂ Bв, вв (50 % Bв — рожеві, 50 % вв — червоні пелюстки)

Відповідь: При схрещуванні рослин з рожевими і червоними квітками в F₂ розщеплення за фенотипом 1:1.

Задача 2. У баклажана нормальна висота рослини домінує над карликовою формою. На дослідній ділянці від схрещування карликової рослини з гетерозиготною рослиною нормальної висоти одержали 56 рослин нормальної висоти, а також особини-карлики. Визначте, скільки приблизно було карликових рослин.

Дано:

А — нормальна висота

а — карликова форма

F₁ - ?

Розв’язання:

1. Позначимо генотипи батьків і знайдемо генотипи F₁ згідно з умовою задачі:

Р: ♀ аа × ♂Аа

G а × А, а

F₁ Аа, аа (50 % — нормальна висота, 50 % — карлики)

Відповідь: У потомстві розщеплення ознак за фенотипом 1:1. Це означає, що рослин-карликів буде приблизно стільки ж, як і з нормальною висотою, тобто 56.

Задача 3. У дрозофіли сіре забарвлення тіла домінує над чорним. Яке буде потомство при схрещуванні чистих ліній сірих і чорних мух? Чи буде спостерігатись розщеплення ознак при схрещуванні гібридів F₁ з чорними мухами?

Дано:

А — сіре забарвлення тіла

а — чорне забарвлення тіла

F ₁—?

F₂ — ?

Розв’язання:

1. Позначимо чисті лінії батьків і знайдемо генотипи нащадків в F₁:

Р: ♂ АА × ♀ аа

G А × а

F₁ Аа (сіре забарвлення тіла)

2. При схрещуванні гібридів F_t з чорними мухами спостерігаємо розщеплення ознак у відношенні 1 : 1 (аналізуюче схрещування):

Р: ♀ Аа × ♂ аа

G А, а × а

F₁ Аа, аа (50 % сіре забарвлення тіла, 50 % чорне забарвлення тіла)

Відповідь: При схрещуванні чистих ліній в F₁ буде однорідне за фенотипом потомство (сірі мухи). При подальшому схрещуванні з чорними мухами спостерігаємо розщеплення ознак у відношенні 1:1.

Задача 4. У людини алель, що визначає кирпатий ніс (А), домінує над алелем, відповідальним за розвиток прямого носа (а), а алель, який спричиняє появу ямки на підборідді (В), над алелем, що забезпечує формування підборіддя без ямки (в). Який генотип кирпатого батька без ямки на підборідді, якщо у шлюбі з жінкою, яка має прямий ніс і ямку на підборідді, народжуються тільки кирпаті діти з ямкою на підборідді?

Дано:

А — кирпатий ніс

а — прямий ніс

В — ямка на підборідді

в — без ямки на підборідді

Генотип батька — ?

Розв’язання:

1. Можливі генотипи батьків згідно з умовою задачі:

♂ААвв ♀ааВВ

Аавв ааВв

2. Відомо, що діти в шлюбі цих батьків мають тільки домінантні ознаки (кирпаті і з ямкою на підборідді). Тому підбираємо такі генотипи батьків, які «чисті» за домінантною ознакою. В цьому випадку не буде спостерігатись розщеплення ознак.

Р ♂ AАвв × ♀ ааВВ

G Ав × а В

F¹ АаВв (100 % кирпаті діти з ямкою на підборідді)

Відповідь: Генотип батька ААвв, матері ааВВ.

Додаткове завдання. У родині, де батько і мати мають міцне здоров’я, є три дочки. Чи можна вважати, що ці дочки так само, як і всі наступні дочки, якщо вони будуть народжуватися в цій родині, виявляться такими ж стійкими до інфекційних захворювань, якщо відомо, що в бабусі цих дітей по материнській лінії. й дідуся по батьківській лінії — дуже слабке здоров’я, викликане хворобою Брутона (вродженим недоліком гама-глобулінів)? Ген, відповідальний за розвиток стану дефіциту гама-глобуліну, — рецесивний ген і локалізований в Х-хромосомі.

Дано:

X^а — наявність гама-глобуліну

X^а — відсутність гама-глобуліну

F₁ — ?

Розв’язання:

1. Встановимо генотипи бабусі і дідуся дівчаток. Відомо, що вони страждали на хворобу Брутона, Тобто рецесивні гени відсутності гама-глобуліну в них проявились фенотипічно. Рецесивний ген зчеплений з Х-хромосомою, тому генотипи бабусі і дідуся такі:

♀ Х^аХ^а ♂X^аY

2. Бабуся обов’язково передала своїй доньці одну X-хромосому з рецесивним геном. Тому мати дівчаток, хоч і має міцне здоров’я, але буде носієм цього гену. Очевидно, її батько мав хромосому з домінантним геном.

Р ♀ Х^аХ^а × ♂ X^AY

G X^а × X^а, Y

F₁ ♀ X^AX^a (носій рецесивного гену — мати дівчаток) X^aY (хворий)

3. Дідусь передав своєму сину Y-хромосому, тому його син мав генотип Х^АY і був абсолютно здоровий, за умови, що його мати передала йому домінантний ген.

Р ♀ Х^АХ^А × ♂ X^аY

G X^а × Х^а, Y

F₁ Х^АХ^а (носій рецесивного гену) X^аY (батько дівчаток)

4. Прослідкуємо можливі генотипи дітей в цій родині:

Р ♀ Х^АХ^а × ♂ X^AY

G X^а, Х^а × Х^А, Y

F₁

Відповідь: Всі дівчатка в цій родині здорові, але половина з них буде носіями рецесивного гену. Якщо в родині будуть народжуватись хлопчики, 50 % з них будуть хворими. Y-хромосома не має алельного гену, і рецесивний ген дефіциту гама-глобуліну обов’язково проявиться.

Варіант 2

Задача 1. У суниці червоне забарвлення ягід неповно домінує над білим. Яке потомство слід очікувати від схрещування двох рослин з рожевими ягодами?

Дано:

А — червоні ягоди

а — білі ягоди

Аа — рожеві ягоди

F₁— ?

Розв’язання:

1. При неповному домінуванні розщеплення гібридів в F₂ за генотипом і фенотипом співпадає (1:2:1)

Р ♀ АА × ♂ аа

G А × а

F₁ Аа (рожеві ягоди)

Р ♀ Аа × ♂ Аа

G А, а × А, а

F₂ АА, (червоні ягоди) Аа, Аа, (рожеві ягоди) аа (білі ягоди)

Відповідь: В F₂ розщеплення за генотипом 1:2:1 (АА : 2Аа : аа), за фенотипом 1:2:1 (25 % — червоні ягоди, 50 % — рожеві ягоди, 25 % — білі ягоди).

Задача 2. У людини ластовиння успадковується як домінантна ознака. У родині, де батько має ластовиння, а в матері його немає, народився син з ластовинням і дві дочки без ластовиння. Визначте генотипи батьків і дітей.

Дано:

А — ген ластовиння

а — ген відсутності ластовиння

Р — ?

F₁— ?

Розв’язання:

1. Можливі генотипи батьків:

♂ АА, Аа ♀ аа

Якби батько був гомозиготним за ознакою ластовиння (генотип АА), то всі діти успадкували б цей ген і він би проявився фенотипічно.

Р ♂ АА × ♂ аа

G А × а

F₁ Аа (все потомcтво має ластовиння)

2. Це суперечить умові задачі, тому що дочки не мають ластовиння. Отже, генотип батька Аа, тобто він гетерозиготний за цією ознакою. Можливі генотипи дітей в цьому шлюбі:

Р ♂ Аа × ♂ аа

G А, а × а

F₁ Аа, аа (1 : 1)

Відповідь: 50 % дітей мають ластовиння, 50 % дітей без ластовиння. Генотипи батьків: ♀ аа, ♂ Аа. Генотипи дітей: син Аа, дочки аа.

Задача 3. У морських свинок кошлата шерсть домінує над гладенькою. Визначте генотипи і фенотипи гібридів F₁ від схрещування морських свинок, гетерозиготних за цією ознакою.

Дано:

Р ♀ Аа × ♂ Аа

G А, а × А, а

F₁ АА, 2Аа (кошлаті) а а (гладенькі)

Відповідь: Генотипи і фенотипи потомства F₁: 75 % АА, 2Аа — кошлаті морські свинки, 25 % аа — гладенькі морські свинки.

Задача 4. У людини довгі вії й випнута нижня губа домінують над короткими віями й нормальною губою. Жінка з довгими віями й нормальними губами вийшла заміж за людину з короткими віями й випнутою нижньою губою. У них народилося четверо дітей, двоє з яких мають довгі вії й випнуту нижню губу, а двоє — короткі вії й нормальні губи. Які генотипи батьків?

Дано:

А — довгі вії

а — короткі вії

В — випнута губа

в — нормальні губи

Р — ?

Розв’язання:

1. Можливі генотипи батьків:

♀ AA ♂ ааВВ

Ааве ааВв

Таким чином, жінка може бути гомозиготною чи гетерозиготною за ознакою довжини вій, а чоловік — гомозиготним чи гетерозиготним за ознакою форми губ. Якщо батьки гомозиготні за двома парами ознак, потомство буде однорідним:

Р ♀ ААвв × ♂ ааВВ

G Ав × аВ

F₁ Аа Bв (100 % дітей мають довгі вії і випнуту губу)

2. За умовою задачі, діти мали різні ознаки, тому батьки повинні бути гетерозиготними.

Р ♀ Аавв × ♂ ааВв

G Ав, ав × аВ, ав

F₁: 25 % АаВв — мають довгі вії і випнуту губу

25 % ааВв — мають короткі вії і випнуту губу

25 % Аавв — мають довгі вії і нормальні губи

25 % аавв — мають короткі вії і нормальні губи

Відповідь: Генотипи батьків: матері Аавв, батька ааВв. Двоє дітей мають генотип АаВв (довгі вії, випнута губа), а двоє генотип аавв (короткі вії і нормальні губи). Інші генотипи — варіанти генотипів ненароджених дітей.

Додаткове завдання. Відомо, що ген дальтонізму (нездатність розрізняти червоний і зелений кольори) — рецесивний ген, локалізований в Х-хромосомі. Здорова жінка, мати якої так само як і вона, здорова, а батько — дальтонік, вийшла заміж за чоловіка, який страждає дальтонізмом. Появу яких дітей можна чекати від цього шлюбу?

Дано:

X^а — нормальний зір

X^а — дальтонізм

F ₁—?

Розв’язання:

1. Здорова жінка успадкувала від батька-дальтоніка Х-хромосому з рецесивним геном дальтонізму. Вона є носієм гену дальтонізму.

Р ♀ Х^АХ^а × ♂ Х^аY

(мати жінки) (батько жінки)

G X^а × X^а, Y

F₁ Х^АХ^а (жінка (носій гену дальтонізму)), X^АY

2. За умовою задачі, ця жінка вийшла заміж за чоловіка, який страждає дальтонізмом, як і її батько. Отже, його генотип X^аY.

Можливі генотипи дітей в шлюбі Жінки-носія і чоловіка-дальтоніка:

Р ♀ Х^АХ^а × ♂ Х^аY

G X^А, X^а × X^а, Y

F₁

Відповідь: F₁ 50 % Х^аХ^а дівчаток будуть хворими на дальтонізм;

50 % X^аY хлопчиків будуть дальтоніками.