задачи по генетике. Васильева Е.В. Задачи по генетике. Генетики пособие по решению задаче. Е. Васильева
Скачать 0.53 Mb.
|
№ а) АА — генотип мужчины, аа — генотип женщины детей будут кареглазые, 25% — голубоглазые. б) Решается аналогично задаче № 1. Вероятность рождения голубоглазого ребенка составляет 25%. № а) Вероятность рождения больных детей в этой семье составляет б) Так как один из супругов гомозиготен по доминантному гену гемерелопии, то имеет один тип гамет и все потомство получит от него этот ген, значит 100% потомства будут больны а) 75% слышащих детей, 25% — глухонемых б) Задача решается методом от обратного. По генотипу ребенка находим генотип мужчины. Генотип глухонемого ребенка аа, значит, генотип отца Аа. № Вероятность рождения больных детей 50%. № Генотип отца Аа, матери аа. Вероятность рождения детей с аномалией 50%. Эталоны решения задач 8 25% здоровы, 50% носители, 25% будут страдать фенилкетонурией Вероятность рождения больных детей 50%. № Все дети будут здоровы Вероятность рождения здоровых детей 50%. 2.2. Плейотропное действие генов Из условия задачи известно, что оба родителя страдают синдромом Марфана, поэтому их генотип Аа, АА— летален, поэтому не может быть. Тогда рождение здорового ребенка в этой семье 1 : 2, те 1аа : 2Аа здоров больны Из условия задачи можно сделать вывод, что ген, вызывающий отсутствие шерсти, является рецессивным — а. Следовательно, генотип нормальных догов может быть АА и Аа. В первом скрещивании двух нормальных догов между собой наблюдалась гибель части потомства (гибнуть могли только особи с генотипом аа). Следовательно, обе скрещиваемые особи могли быть гетерозиготными Р……… Аа ´ Аа. 1 21 31 21 112 132 21 132 332 1 Генетика человека с основами медицинской генетики В результате такого скрещивания в потомстве оказывается 1/3 щенков гомозиготных АА и 2/3 гетерозиготных Аа. Гомозиготы аа вообще не рождаются. Во втором поколении этот же самец Аа скрещивался с гомозиготной самкой АА. АА ´ Аа = АА, Аа гибели потомства не наблюдалось Так как большая часть потомства получается серой, приходим к выводу, что ген серого цвета является доминантным А, а черного — рецессивным а. Поскольку наблюдается расщепление — они гетерозиготны Аа. В потомстве серых ягнят оказывается не 3/4 , а лишь, и можно сделать вывод, что среди них выживают только гетерозиготы Аа, а гомозиготы АА погибают Приведенные цифры показывают, что в потомстве наблюдается расщепление (решается аналогично задаче № 2). № Нетрудно установить, что ген желтого цвета у мышей является доминантным. Черные мыши имеют генотип аа, а желтые — Аа. Гомозиготы АА гибнут У этой породы ген коротконогости является доминантным, а длинноногости — рецессивным. Мертворожденные телята составляют примерно 1/4 части потомства и могли быть только гомозиготными АА. № Решается аналогично предыдущей задаче. Множественные аллели Используя таблицу генотипов, записываем генотипы обоих родителей: Р……I 0 I 0 ´ I а I в Эталоны решения задач 1 1 1 23 1 1 1 23 2 42 1 4 1 23 1 4 1 23 Построив решетку Пеннета, находим, что у детей возможны лишь II группа крови с генотипом А или III группа с генотипом В Решается аналогично. Вероятность появления ребенка с IV группой крови составляет 50%, сои с — 25%. № Отец имел II группу крови и был гетерозиготен, у матери III группа крови иона тоже гетерозиготна. Генотипы родителей определяем методом от обратного по генотипам детей. В этой семье возможно рождение ребенка с группой крови Ребенок с I группой крови мог родиться только вследствие гетерозиготности матери АДа. Вероятность появления ребенка со II группой крови составляет 50%. № У детей могут быть все группы крови Унаследовать группы крови обоих родителей не могут (см. задачу № 1). № Ребенок с I группой крови принадлежит родителям, имеющим I и II группы крови. Ребенок с IV группой крови принадлежит родителям, имеющими группу крови Генетика человека с основами медицинской генетики Вероятность рождения больных детей с IV группой крови 25%. № Вероятность 18%. № 11 РР: жена rhrh ´ муж Rhrh G: rh Rh rh F1: Rhrh ; В данной семье вероятность рождения резусположи тельного ребенка составляет 50%, вероятность рождения резусотрицательного ребенка также составляет 50%. № 12 РР: жена rhrh ´ муж RhRh G: rh Rh F1: В данной семье вероятность рождения резусположи тельного ребенка составляет Раздел 3 ДИ% И ПОЛИГИБРИДНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ Исходя из условия задачи, записываем признаки и определяющие их гены 2 38 58 123456782926 6 8 56782926 26 8424846 6 328 563 5456446 6 1 Эталоны решения задач 77 Мужчина гетерозиготен по кареглазости и полидактилии, поэтому его генотип будет АаВb, женщина голубоглазая с нормальной кистью, значит, ее генотип будет ааbb: Р……… аавв x АаВb гаметы а АВ, А, аВ, аb При слиянии гамет получим потомство: АаВb кареглазые с полидактилией 25%; Ааbb кареглазые с нормальной кистью 25%; ааВb голубоглазые с полидактилией 25%; ааbb голубоглазые с нормальной кистью 25%. № Р ааВbСс, АаbbСс № Р АаВb, ааbb № Да, РрОо, Рроо, ррОО, ррОо № Да 12,5%. № Вероятность рождения детей, страдающих клинически выраженной формой фруктозурии, 50%. № а) б) все здоровы; в) г) все здоровы а) б) 50%. № 9 12,5%. Генетика человека с основами медицинской генетики Ген карих глаз обозначим через А, голубых — а, близорукость — через В, нормальное зрение — через b. Если оба родителя гетерозиготны по обоим признакам, то их генотипы — «АаВb». Кареглазость наследуется с вероятностью, а вероятность наследования нормального зрения составляет 1/4. Таким образом, вероятность рождения кареглазых детей с нормальным зрением составляет 3/4 ´1/4 = = 3/16, или Раздел 4 МОНО% И ДИГИБРИДНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ ПРИ НЕПОЛНОМ ДОМИНИРОВАНИИ Из условия задачи следует, что здесь наблюдается промежуточное наследование (неполное доминирование. При решении задач подобного рода пользуемся обычными обозначениями, помня только о том, что ни один из генов данного аллеля не доминирует над другим. Генотип рыжих свинок АА, коричневых — аа. Пятнистая окраска формируется при скрещивании рыжих свинок с коричневыми, поэтому генотип пятнистых свинок может быть только Аа. При скрещивании гетерозиготных пятнистых свинок с го мозиготными рыжими Аа ´ Аа в потомстве может оказаться половина рыжих свинок АА и половина пятнистых Аа. Объясняется это тем, что здесь проводится возвратное скрещивание Решается аналогично задаче № 1. В потомстве окажется часть рыжих свинок, 1/4 часть — коричневых и 1/2 пятнистых Решается аналогично задаче № 1. Черный быки черный теленок гомозиготны АА, а пятнистая корова гетеро зиготна Аа. Эталоны решения задач Решается аналогично. При скрещивании гетерозиготных животных между собой может произойти расщепление по генотипу в отношении 1:2:1. Одна часть —87 — окажутся рыжими аа и две части — 174 — пятнистыми Аа. № Вероятность наследования комолости составляет 3/4 , а пятнистости — 1/2. Поэтому вероятность рождения телят, похожих на родителей, составит 3/4 ´ 1/2 = 3/8, или 37,5%. № Вероятность рождения рыжих рогатых телят составит Курица с сильной курчавостью и черным оперением имеет генотип ААbb и образует один сорт гамет — АУ петуха, имеющего слабую курчавость оперения и голубую окраску, генотип АаВb, поэтому он образует 4 сорта гамет — АВ, А, аВ, аb Построим решетку Пеннета: В результате такого скрещивания окажется 1/4 потомства с сильной курчавостью и голубой окраской оперения с сильной курчавостью и черной окраской, 1/4 со слабой курчавостью и голубой окраской и 1/4 со слабой курчавостью и черной окраской Решается аналогично задаче № Р АаВb ´ АаВb гаметы АВ, А, аВ, а АВ, А, аВ, аb. Построив решетку Пеннета, можно увидеть, что часть потомства окажется похожей на родителей 11334 15234 15334 1 Генетика человека с основами медицинской генетики Решается аналогично задачами. Черных длинноухих и белых короткоухих в потомстве окажется поили, а серых сушами промежуточной величины — 1/4, или 25%. № По условию задачи, длина шерсти наследуется по правилу полного доминирования, а окраска шерсти — неполного доминирования. Р……… АаВb ´ АаВb Оба родителя образуют по 4 сорта гамет. Генотип кофейных длинношерстных щенков будет ААВb или АаВb. Построив решетку Пеннета, нетрудно подсчитать, что кофейные длинношерстные щенки составят в потомстве или Раздел ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕАЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ 1 А 1 а 1 А 2 а 2 А 3 а 3 —средний рост 165 см 2 50% глухих или 3 слышащих и 5 глухих 3 F 2 9 слышащих Да, 9:7. Генотипы бабушек и дедушек ЕЕ и ее, а генотипы родителей — Ее и Ее 5 1 — черный 4 — темные мулаты 6 — мулаты 4 — светлые мулаты 1 — белый Эталоны решения задач 81 Р аз дел ПОПУЛЯЦИОННАЯ ГЕНЕТИКА При решении данной задачи воспользуемся формулой Харди–Вайнберга (p + q) 2 = 1. Число р — концентрация доминантного гена в данной популяции, q — концентрация рецессивного гена альбинизма. Обе величины выражаются в долях единицы или в процентах, тогда p + q = 100%. Зная концентрацию генов, мы можем установить генетический состав популяции по формуле p 2 + 2pq + q 2 = 1, где р число гомозиготных особей А, 2pq — число гетерозигот Аа, число рецессивных гомозигот аа. Так как альбинизм наследуется как рецессивный признак, то растенияальбиносы имеют генотип аа, и частота их в популяции равна 25:10 или 0,0025. Отсюда частота рецессивного гена а равна корню из q 2 . Следовательно, q 2 равно корню из 0,0025, те Рыжие лисицы могут быть по генотипу АА и Аа, белые только аа. Зная их отношение к общему числу отстрелянных лисиц, находим q 2 , равное 16:10 000 = 0,0016. Отсюда частота рецессивного гена q будет равна корню из те, а частота доминантного гена р равна 1 – 0,04 = 0,96; 0,96 2 , те, или 92,16%. Число гетерозиготных рыжих лисиц равно 2pq или 2 ´ 0,96 ´ 0,04 = 0,0768 или а белых, как сказано в условии задачи, 0,0016, или 0,16%. № Так как частота встречаемости альбинизма у людей равна 1:20 000, или 0,00005, то отсюда находим, что q равно корню из 0,00005, те, ар равно 1 – 0,071 = Отсюда количество гетерозигот в популяции будет равно 2р = 2 ´ 0,929 ´ 0,071 = 0,132, или 1,32%. № Поскольку частота встречаемости резусотрицательных людей q 2 равна 16%, или 0,16, то концентрация рецессивного гена будет равна корню из 0,16, те. Отсюда Генетика человека с основами медицинской генетики концентрация доминантного гена р равна 1 – 0,4= Таким образом частота встречаемости гомозигот с резус положительным признаком составит р или 0,6 2 = или 36%. № Заболевание фенилкетонурия является рецессивным, значит, частота встречаемости генотипа аа будет Частота рецессивного аллеля а составляет 0,01. Частота доминантного аллеля равна 1 – 0,01 = 0,99. Частота гетерозиготного фенотипа составляет 2 ´ 0,99 ´ 0,01 = количество гетерозиготных людей в этой популяции будет оставлять 25000 ´0,0198 = 495 человек. Р аз дел СЦЕПЛЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ ПРИЗНАКОВ. Сцепленное наследование по аутосомам Помним, что 1 морганида равна 1% кроссинговера. Если расстояние между генами Аи В равняется 7,4 М, между генами В и СМ, а между генами Аи СМ (что составляет сумму 7,4 Ми М, значит, гены расположены в следующем порядке АВС. № Без кроссинговера генотип матери способен образовывать только гаметы Ab и aB. Поскольку расстояние между ними равно 8 морганидам, то значит, мы должны решать эту задачу с возможным протеканием кроссинговера. Кроссинговер с вероятностью 8% обеспечит появление, кроме основных гамет, еще и рекомбинантных (кроссоверных) и ab. Поскольку генотип отца гомозиготен по обоим признакам, то он в любом случае образует всего один тип гамет — ab . Таким образом, мы получим потомков Ab//ab, по 46%, AB//ab, ab//ab поте. вероятность рождения гетерозиготного по обоим признакам ребенка, как мать, равна 4%. Эталоны решения задач 3 1) Одиночный кроссинговер между генами Аи В) Одиночный кроссинговер между генами В и С) Двойной кроссинговер между генами Аи С Частота кроссинговера = (185 + 206) ´ 100% / (965 + + 944 + 185 + 206) = 391 ´ 100% / 2300 = Частота кроссинговера 17%, расстояние между генами морганид. № А положительный резусфактор, В — элиптоцитоз. а — отрицательный резусфактор, b — нормальные эрит роциты. РР: жена АаВb ´ муж ааbb G: АВ, Ав, аВ, а аb F1: АаВb Ааbb ааВb ааbb 48,5% 1,5% 1,5% 48,5% 7.2. Сцепленное с полом наследование Обозначаем доминантный ген красных глаз через Аи рецессивный ген белых глаза. Но эти гены находятся в X хромосоме. Поэтому мы должны обозначить ген красных Генетика человека с основами медицинской генетики глаз x A и ген белых глаз x a . Красноглазые самцы могут иметь генотип только у, так как в хромосоме нет гена, аллельного гену цвета глаз. Красноглазые самки могут быть только гетерозиготными, иначе в потомстве не могли бы появиться белоглазые мухи. Следовательно, их генотип приводит к тому, что в потомстве оказываются 1/2 красноглазых самок, генотип которых может быть x A x A или Среди самцов, также составляющих 1/2 всего потомства, окажутся красноглазые у и белоглазые у 1 1 1 12 1 1 23 2 32 1 1 1 32 1 3 23 1 № 2, № Решаются аналогично Обозначим доминантный ген полосатой окраски кури рецессивный ген белой окраски — x a . В задаче сказано, что у птиц гетерозиготный пол — женский. Следовательно, генотип белой курицы — у, а гомозиготного полосатого петуха — x A x A . В первом (F 1 ) поколении все потомство окажется полосатым, так как куры будут иметь генотипу, а петухи x A x a . Во втором (F 2 ) поколении все петухи окажутся полосатыми (с генотипом x A x A или x A x a ), а среди особей женского пола появятся в равном отношении как полосатые у, таки белые у Родительские (Р) формы белых кур могут иметь генотип только у. Анализируя полученное потомство, можно заметить, что полосатые петухи могут быть только гетерозиготными x A x a , так как в противном случае все потомство оказалось бы полосатым Эталоны решения задач 85 x а у x x A x a = x A x a , x a x a , у, x а у Как видно из приведенного скрещивания, в потомстве с равной степенью вероятности появятся и белые, и полосатые потомки среди обеих полов Здесь мы видим, что гены рыжего и черного цветов не доминируют друг над другом, а в сочетании дают черепаховую окраску. Поэтому мы можем по выбору один из генов условно обозначить как доминантный, а другой как рецессивный. Обозначим ген черного цвета через и ген рыжего цвета через x a . Генотип рыжего кота у, черной кошки x A x A . В результате скрещивания указанных животных все потомство женского пола окажется с черепаховой окраской x A x a , а потомки мужского пола будут иметь черную окраску — у Решается аналогично Обозначим рецессивный ген гемофилии, сцепленный с X хромосомой, — x h , а доминантный ген нормальной свертываемости крови — x H . Генотип мужчины, страдающего гемофилией, — у. Генотип здоровой женщины, вероятнее всего, — x H x H , так как у нее никто из родственников никогда гемофилией не болел. Р…… x H x H ´ x h у От этого брака могут родиться только здоровые дети, потому что генотип мальчиков будет у, а генотип девочек, но все девочки окажутся носительницами гена гемофилии. Если все мальчики вступят в брак со здоровыми в отношении гемофилии девушками x H x H , то у внуков гемофилия не проявится. Иная картина будет наблюдаться в отношении дочерей, являющихся носительницами гена гемофилии и вступающих в брак со здоровыми юношами Генетика человека с основами медицинской генетики Р…… x H x h ´ у = x H x H , x H x h , у, x h у Вероятность проявления гемофилии при этом составит, причем проявиться она может только у мальчиков Задача решается аналогично предыдущей. Дальтонизм обозначает через x d , нормальное зрение — у 25%. № 10 50% сыновей с гемералопией. № 11 50% сыновей и дочерей с мышечной дистрофией дочерей и сыновей с пронатопией. № 12 50% сыновей — здоровы Да Вероятность Раздел ИЗМЕНЧИВОСТЬ Нет, потому что норма реакции определяется еще иге нотипом, ау каждого ребенка он разный Эталоны решения задач Окраска кожных покровов африканцев характеризуется выраженной пигментацией, даже если человек не подвергается воздействию солнечных лучей. Кожа европейцев, как правило, пигментирована лишь в слабой степени, но становится смуглой под действием солнечного света Это явление объясняет коррелятивная или соотносительная изменчивость, согласно которой развитие одних признаков определяет развитие других. Причиной является сцепленное наследование и способность одного гена определять развитие нескольких признаков Нет, потому что норма реакции определяется еще иге нотипом, ау каждого студента он разный. Р аз дел МЕТОДЫ ГЕНЕТИКИ Если признак все время встречается только у мужчин, значит, он сцеплен с Ххромосомой. Этот признак отсутствовал у отца семейства, следовательно, ген присутствовал у матери семейства вскрытом (рецессивном) состоянии, мать семейства являлась носителем гена. Обозначим исследуемый ген как а. Следовательно, мать семейства X A X a , отец семейства X A Y 12 3 1 3 2 2 3 1 42 2 2 52 3 1 2 3 1 2 2 2 2 3 2 2 42 2 2 672 3 1 3 1 2 82 3 1 42 3 1 3 2 2 3 2 42 Дети 2 и 3 могли быть или X A X a . Ребенок 4 был Генетика человека с основами медицинской генетики Поскольку признак проявляется только у мужчин, значит, он сцеплен с Ххромосомой. Поскольку этот признак не проявился у сына отца семейства (№ 2), следовательно, признак рецессивный. Обозначим этот признак как а. Тогда потомок №8 Он получил от своего отца (№ 4) Y, следовательно, X a он получил от матери (№ 3). Поскольку она сама нормальна, следовательно, ее генотип X A X a , X a она получила от отца. Потомок № 11 получила X a от своего отца (№ 8), но она сама нормальна, следовательно, ее генотип X A X a , X A она получила от своей матери (№ 9). ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. Вельтищев Ю. Е Этика, медицинская деонтология и биоэтика в педиатрии. — М, 1997. 2. Вельтищев Ю. Е, Казанцева Л. З, Ветров В. П Клиническая генетика и педиатрия. — М, 1994. 3. Горбунов В. Н, Баранов В. С Введение в молекулярную диагностику и генотерапию наследственных заболеваний. — СПб., 1997. 4. Дубинин Н. П Генетика. — Кишинев Штиинца, 1985. 5. Дубинин Н. П Новое в современной генетике. — М Наука. Дубинин Н. П Очерки о генетике. — М Советская Россия. Общая биология Учебник для 10–11 кл. сред. шк. / Д. К. Бе ляев, АО. Рувинский, Н. Н. Воронцов и др. — М Просвещение, 1991. — 271 с. Приходченко Н. Н, Шкурат Т. П Основы генетики человека. — РостовнаДону, 1997. 9. Соколовская Б. X. Сто задач по генетике и молекулярной биологии. — Новосибирск Наука, Сибирское отделение. 1971. 10. Хелебин Н. В, Лобанов АИ, Колесова О. Ф Задачник по общей и медицинской генетике. — М Высшая школа, 1976. 11. Чернышев В. Н, Елизаров Л. Ю, Шведова Л. П Пособие по биологии для довузовского обучения иностранных учащихся. — М ГОУ ВУНМЦ, 2014. 12. Ярыгин В. Н Биология. — М Владос, 2012. СОДЕРЖАНИЕ Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Структура учебного процесса . . . . . . . . . . . . . . . . . Рекомендации по работе с пособием . . . . . . . . . . . Раздел Молекулярная генетика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Раздел 2. Моногибридное скрещивание . . . . . . . . . . . . . . . . Раздел 3. Ди и полигибридное скрещивание . . . . . . . . . . . . Раздел 4. Моно и дигибридное скрещивание при неполном доминировании . . . . . . . . . . . . . . . . Раздел Взаимодействие неаллельных генов . . . . . . . . . . . Раздел Популяционная генетика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Раздел Сцепленное наследование признаков . . . . . . . . . . Раздел Изменчивость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Раздел Методы генетики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Эталоны решения задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Используемая литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Ç ав. редакцией медицинской литературы А. А. Дронова Îòâåòñòâåííûé ðåäàêòîð У. А. Косякова ЛР № 065466 от Гигиенический сертификат Пот 21.04.2010 г, выдан ЦГСЭН в СПб Издательство ЛАНЬ www.lanbook.com 196105, Санкт"Петербург, пр. Юрия Гагарина, 1. Тел./факс: (812) 336"25"09, Бесплатный звонок по России Подписано в печать Бумага офсетная. Гарнитура Школьная. Формат 84 ×108 Печать офсетная. Усл. пл. Тираж 1000 экз. Заказ № Отпечатано в ОАО Первая образцовая типография», филиал Чеховский Печатный Двор в полном соответствии с качеством предоставленных материалов, Московская обл, г. Чехов, ул. Полиграфистов, д. Тел (495) 988"63"76, факс 8 (496) 726"54"10 Åëåíà Åâãåíüåâíà ÂÀÑÈËÜÅÂÀ ÃÅÍÅÒÈÊÀ ×ÅËÎÂÅÊÀ Ñ ÎÑÍÎÂÀÌÈ ÌÅÄÈÖÈÍÑÊÎÉ ÃÅÍÅÒÈÊÈ ÏÎÑÎÁÈÅ ÏÎ ÐÅØÅÍÈÞ ÇÀÄÀ× Ó÷åáíîå ïîñîáèå |