Методичка по биологии (расширенная). Руководство для аудиторной и внеаудиторной работы студентов I курса лечебного факультета барнаул 2011
 Скачать 21.19 Mb.
|
|
ТЕМА. ДИ- И ПОЛИГИБРИДНЫЙ АНАЛИЗ МНОЖЕСТВЕННЫЕ АЛЛЕЛИ
Организация самоподготовки: 1,5 часа.
Литература: Основная
Самоконтроль. Подготовка к занятию достаточна, если вы можете: 1. Ответить на контрольные вопросы:
2. Дать определение понятий:
3. Охарактеризовать формы взаимодействия аллельных генов: - доминирование - кодоминирование 4. С помощью генетических обозначений записать различные генотипы людей, имеющих I, II, III, IV группу крови, резус-положительные и резус-отрицательные. 5. Решить в альбомах задачи 1, 2, 3. При решении задач важно правильно записать условия, при этом помнить, что каждый признак обозначается своей буквой и имеет два аллельных гена. При записи гамет надо учитывать, что гены, обуславливающие разные признаки, находятся в разных хромосомах и при мейозе, в результате произвольного расхождения хромосом, могут образовать несколько типов гамет с различным сочетанием генов, что объясняет независимое наследование признаков. Для примера разберем решение задачи. У морских свинок ген вихрастой шерсти доминирует над геном гладкой шерсти, а черная окраска шерсти – над белой. Гомозиготная вихрастая черная свинка скрещена с гладкошерстной белой свинкой. Определите генотип F1 и F2.
F2-Для определения генотипов следует использовать решетку Пеннета.
Затем подсчитываем количество особей с разными фенотипами. 9/16 (56,25%) – вихрастые черные: 3/16 (18,75%) – вихрастые белые, 3/16 (18,75%) – гладкие черные, 1/6 (6,25%) – гладкие белые, т.е. имеет расщепление в соотношении 9:3:3:1. По каждому признаку расщепление 3:1. Решите самостоятельно задачи: Задачи: 1. У собак черный цвет шерсти доминирует над кофейным, а короткая шерсть над длинной. Обе пары генов находятся в разных хромосомах. Какой процент черных короткошерстных щенков можно ожидать от скрещивания двух особей, гетерозиготных по обоим признакам? Множественный аллелизм Множественный аллелизм проявляется в увеличении числа аллельных генов, контролирующих тот или иной признак. Так, по системе АВО группы крови контролируются тремя аллелями 0, А, В. У каждого организма в генотипе присутствуют только два аллеля из трех. Гены А, В являются доминантными по отношению к гену 0. При наличии в организме одновременно генов A и В каждый их них будет проявлять свое действие. В зависимости от сочетания генов в организме люди со II и III группой крови могут быть как гомозиготные, так и гетерозиготные, с I группой крови – только гомозиготные, с IV группой крови – только гетерозиготные. Фенотипически группы крови характеризуются наличием особых белковых веществ – антигенов (агглютиногенов) в мембране эритроцитов и белков – антител (агглютининов) в плазме крови. Агглютиногены обозначаются буквами А, В; агглютинины – α, β. Агглютинины α способны склеивать агглютиногены А, агглютинины β склеивают агглютиногены В. В крови человека никогда одновременно не встречаются агглютинины α и агглютиногены А, или агглютинины β и агглютиногены В. В зависимости от содержания агглютининов и агглютиногенов кровь человека делится на 4 группы:
2. Мать гомозиготна, имеет II группу крови, отец гомозиготен, имеет III группу крови. Какие группы крови возможны у их детей? Наличие в крови специфического белка обусловлено доминантным аутосомным геном Rh, отсутствие белка – его рецессивным аллелем – rh, Все люди по резус-принадлежности крови разделены на 2 группы: имеющие специфический белок – резус-положительные, их 85%, и не имеющие белка резус-отрицательные, их 15%. 3. Гетерозиготная, резус-положительная женщина вышла замуж за мужчину с резус-отрицательной кровью. Какую резус-принадлежность будут иметь их дети? Методические рекомендации к теме по выполнению учебно-исследовательской работы 1. В альбомах записать: Тема: «Ди- и полигибридный анализ. Множественные аллели». Задание: Решить задачи на множественные аллели и дигибридное скрещивание – 185 минут. Задачи на дигибридное скрещивание – 105 минут: 1. У человека ген карих глаз доминирует над геном голубых глаз, а умение владеть преимущественно правой рукой над леворукостью. Какими могут быть дети, если: а) родители дигетерозиготны; б) отец-левша, но гетерозиготен по цвету глаз, а мать голубоглазая, но гетерозиготна в отношении умения владеть руками. 2. У человека близорукость доминирует над нормальным зрением, а карий цвет глаз над голубым: а) единственный ребенок близоруких кареглазых родителей имеет голубые глаза и нормальное зрение. Определите генотипы всех трех членов семьи; б) голубоглазый близорукий мужчина, мать которого имела нормальное зрение, женился на кареглазой женщине с нормальным зрением. Первый ребенок от этого брака – кареглазый, близорукий, второй – голубоглазый, близорукий. Определите генотипы родителей и детей. 3. Полидактилия (шестипалость) и близорукость передаются как доминантные аутосомные признаки. Какова вероятность рождения детей без аномалий в семье, где оба родителя страдают обоими недостатками, но являются гетерозиготными по обоим признакам? 4. У человека две формы наследственной глухонемоты, которые определяются рецессивными аутосомными несцепленными генами. Какова вероятность рождения глухонемых детей в семье, где отец и мать страдают одной формой глухонемоты, а по другой форме глухонемоты они гетерозиготны? 5. У человека два вида наследственной слепоты. Каждая из них определяется своим рецессивным аутосомным геном. Гены этих признаков находятся в разных парах хромосом. Какова вероятность рождения слепого ребенка в семье, где отец и мать страдают разными формами наследственной слепоты, а по второй паре генов слепоты они нормальны, но гетерозиготны? 6. В семье, где родители хорошо слышали и имели один гладкие волосы, а другой вьющиеся, родился глухой ребенок с гладкими волосами. Их второй ребенок хорошо слышал и имел вьющиеся волосы. Какова вероятность дальнейшего появления глухих детей с вьющимися волосами в семье, если известно, что ген вьющихся волос доминирует над гладкими, глухота – признак рецессивный, а обе пары генов находятся в разных парах хромосомах. 7. Глаукома взрослых наследуется несколькими путям. Одна форма детерминирована доминантным аутосомным геном, другая – рецессивным аутосомным геном, находящимся в другой паре хромосом. Какова вероятность рождения детей с аномалией в семье, где один из родителей гетерозиготен по обоим признакам, а другой нормален в отношении зрения и гомозиготен по обеим парам признаков? 8. У человека косолапость доминирует над нормальным строением стопы, а нормальный обмен углеводов – над наследственными формами сахарного диабета. Фенотипически здоровая женщина вышла замуж за мужчину без патологии углеводного обмена, но с косолапостью. От этого брака родилось двое детей: у одного ребенка развивалась косолапость, а у другого проявился сахарный диабет. Определите генотипы родителей и детей. Какова вероятность рождения в этой семье полностью здоровых детей? 9. У человека полидактилия, близорукость и отсутствие малых коренных зубов – доминантные аутосомные признаки. Гены, аллели которых обусловливают развитие этих признаков, расположены в разных парах гомологичных хромосом. Родители гетерозиготны по всем трем признакам. Чему равна вероятность рождения у них здорового ребенка? Задачи на особенности наследования групп крови – 80 минут: 10. Дигетерозиготная по II группе крови и резус-белку женщина вступила в брак с таким же мужчиной: а) какое расщепление по фенотипу можно ожидать у детей? б) по какому закону Менделя в этом случае произойдет наследование признаков? 11. Резус-положительная женщина со II группой крови, отец которой был резус-отрицательным и имел I группу крови, вышла замуж за резус-отрицательного мужчину с I группой крови. Какова вероятность, что ребенок унаследует оба признака отца? 12. Дигетерозиготные родители имеют II и III группы крови и резус-положительны. Какие группы крови можно ожидать у детей? Может ли в такой семье родится резус-отрицательный ребенок с I группой крови? Какова вероятность этого события? 13. Резус-отрицательный мужчина с IV группой крови женился на резус-положительной женщине, имеющей кровь III группы. Отец жены резус-отрицательный с III группой крови. В семье двое детей: один резус-отрицательный с III группой крови, другой – резус-положительный с I группой. По какой из двух пар аллелей исключается отцовство для одного из детей? 14. У кареглазой матери с I группой крови родился голубоглазый ребенок с III группой крови. Установите генотип отца, если известно, что он гетерозиготен по обоим аллелям, а карий цвет глаз доминирует над голубым. 15. В одной семье у кареглазых родителей имеется четверо детей. Двое голубоглазых имеют I и IV группы крови, двое кареглазых – II и III. Определите вероятность рождения следующего ребенка кареглазым с I группой крови. Карий цвет доминирует над голубым и обусловлен аутосомным геном. 16. У человека ген, вызывающий одну из форм наследственной глухонемоты, рецессивен по отношению к гену нормального слуха. От брака глухонемой женщины с I группой крови с нормальным по этому признаку мужчиной с IV группой крови родился глухонемой ребенок. Установите генотипы родителей и ребенка. Какова вероятность рождения в этой семье здоровых детей? Какие группы крови они будут иметь? ТЕМА. ПОЛИГЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ
Организация самоподготовки: 1,5 часа. 1. Повторите по учебникам и лекциям – мейоз, основные генетические понятия. 2. Выучите по учебникам и конспектам лекций раздел: «Взаимодействие неаллельных генов». 3. В альбоме составьте таблицу – «Возможные расщепления в F2 при различных формах взаимодействия неаллельных генов».
Эпистаз – подавление действия доминантных генов одного аллеля генами другого аллеля. Различают эпистаз доминантный и рецессивный. В первом случае геном-подавителем является доминантный ген, во втором – рецессивный. Анализ при эпистатическом взаимодействии генов ведется по схеме дигибридного скрещивания. Однако важно помнить, что сначала решается вопрос о доминировании аллельных генов, а потом уже о взаимодействии неаллельных генов. В случае скрещивания дигибридов при доминантном эпистазе расщепление во втором поколении оказывается 13:3 или 12:3:1, т.е. во всех случаях, где присутствует доминантный ген-подавитель, подавляемый ген не проявится. В случае скрещивания гибридов при рецессивном эпистазе расщепление во втором поколении наблюдается в отношении 9:3:4. Эпистаз будет происходить лишь в тех случаях из 16, где в генотипе совпадут два гена-подавителя – рецессивный ген находится в гомозиготном состоянии. Комплементарное действие генов – явление, когда два доминантных неаллельных гена дают новое проявление того же признака, не похожее ни на одно из тех, которые формируются без взаимодействия. При скрещивании дигибридов во втором поколении происходит расщепление фенотипов в отношении 9:3:3:1, в других случая возможно расщепление 9:7 или 9:6:1, 9:3:4. Полимерия – явление, когда один и тот же признак определяется несколькими парами неаллельных генов. Интенсивность признака зависит от числа доминантных генов, определяющих признак в генотипе. Чем больше доминантных генов, тем ярче выражен признак. При скрещивании дигибридов наблюдается расщепление 1:4:6:4:1. Бывают случаи (например, при наследовании качественных признаков), когда полимерные гены не усиливают друг друга. Тогда расщепление будет 15:1. Литература: Основная
Самоконтроль. Подготовка к занятию достаточна, если вы можете: 1. Ответить на контрольные вопросы: – Какие гены называются неаллельными? – Какие формы взаимодействия неаллельных генов вы знаете? – Что значит полигенный тип наследования? – Какое расщепление происходит при комплементарном действии генов? – Какое расщепление происходит при эпистатическом действии генов? – Какое расщепление происходит при полимерном действии генов? – Что значит комплементарное действие генов? – Что значит эпистатическое действие генов? – Какие формы эпистаза вы знаете? – Что значит полимерное действие гена? 2. Привести примеры на каждую форму взаимодействия неаллельных генов. 3. Дать определение понятий: эпистатический ген, гипостатический ген. Методические рекомендации к теме по выполнению учебно-исследовательской работы В альбоме записать: Тема: «Полигенное наследование».
Задачи на комплементарное, эпистатическое, полимерное взаимодействие неаллельных генов – 185 минут: 1. При скрещивании желтоплодной тыквы с белой все потомство дало белые плоды. При скрещивании полученных особей между собой получилось растений: с белыми плодами – 204, с желтыми – 53, с зелеными – 17. Определите генотипы, родителей и потомков. 2. Красная окраска луковицы лука определяется доминантным геном, желтая – его рецессивным аллелем. Однако проявление гена окраски возможно лишь при наличии другого, не сцепленного с ним доминантного гена, рецессивный аллель которого подавляет окраску, и луковицы оказываются белыми. Краснолуковичное растение было скрещено с желтолуковичным. В потомстве оказались особи с красными, желтыми и белыми луковицами. Определите генотипы родителей и потомства. 3. У овса цвет зерен определяется двумя парами не сцепленных между собой генов. Один доминантный ген обуславливает черный цвет, другой – серый. Ген черного цвета подавляет ген серого цвета. Оба рецессивных аллеля обуславливают белую окраску: а) при скрещивании чернозерного овса в потомстве оказалось расщепление на 12 чернозерных, три серозерных и один с белыми зернами. Определите генотипы скрещиваемых особей и их потомства; б) при скрещивании белозерного овса с чернозерным получилась половина растений с черными зернами, половина – с серыми. Определите генотипы скрещиваемых особей. 4. Цветы душистого горошка могут быть белыми и красными. При скрещивании двух растений с белыми цветами все потомство оказалось с красными цветами. При скрещивании потомков между собой оказалось растений с красными и белыми цветами в отношении 9 красных и 7 белых. Определите генотипы родителей и потомков первого и второго поколений. 5. Форма плодов у тыквы определяется двумя парами не сцепленных неаллельных генов и может быть сферической, дисковидной, удлиненной. При скрещивании двух растений со сферической формой плода получено потомство из растений, дающих в F2 все три формы плода: с дисковидными плодами – девять, со сферическими – шесть, с удлиненными – один. Определите генотипы родителей и потомства первого и второго поколений. 6. У попугайчиков-неразлучников цвет перьев определяется двумя парами не сцепленных неаллельных генов. Сочетание двух доминантных генов определяет зеленый цвет, сочетание доминантного гена из одной пары и рецессивных генов из другой определяет желтый или голубой цвет, рецессивные особи по обеим парам имеют белый цвет. При скрещивании зеленых попугайчиков-неразлучников между собой получено потомство из 55 зеленых, 18 желтых, 17 голубых и 6 белых. Определите генотипы родителей и потомства. 7. При скрещивании гомозиготных алеутских норок (АА) с серебристо-голубыми (РР) у потомства развивается стандартная коричневая окраска меха. В F2 появляются также сапфировые норки (aapp). Определите: тип взаимодействия генов, какое расщепление ожидается при скрещивании гетерозиготной алеутской норки с гетерозиготной серебристо-голубой? Какова вероятность появления в потомстве от этого скрещивания сапфировых норок? 8. Форма гребня у кур может быть листовидной, гороховидной и ореховидной. При скрещивании кур, имеющих ореховидные гребни, получилось потомство со всеми четырьмя формами гребней в отношении: 9 ореховидных, 3 гороховидных, 3 розовидных, 1 листовидный. Определите генотипы скрещиваемых особей и их потомков, а также вероятность появления в потомстве кур с розовидными гребнями. 9. Рост человека контролируется несколькими парами не сцепленных генов, которые взаимодействуют по типу полимерии. Если пренебречь факторами среды и условно ограничиться лишь тремя парами генов, то можно допустить, что в какой-то популяции самые низкорослые люди имеют все рецессивные гены и рост 150 см, самые высокие – все доминантные гены и рост 180 см. Определите рост людей, гетерозиготных по всем трем парам генов роста. 10. У пастушьей сумки плоды бывают треугольной формы и овальной. Формы плода определяются двумя парами не сцепленных неаллельных генов. В результате скрещивания двух растений в потомстве оказались особи с треугольными и овальными стручками в соотношении 15 треугольных к одному овальному. Определите генотипы и фенотипы родителей и потомков. 11. По исследованиям Дэвенпорья, на Ямайке цвет кожи негров определяется двумя парами неаллельных генов S1 и S2; цвет кожи белых – рецессивными аллелями s1 и s2. Гены S1 и S2 обладают неполным доминированием. Определите возможный цвет кожи у детей от брака: а) белого с негритянкой, б) мулатки с негром, в) мулатки с белым. 12. Альбинизм – рецессивный аутосомный признак. Браки между альбиносами встречаются очень редко, и от них, как правило, рождаются только альбиносы. В одной семье, где родители были альбиносами, родились трое детей с нормальной пигментацией. Объясните этот случай. 13. Так называемый бомбейский феномен состоит в том, что в семье, где отец имел I группу крови, а мать – III, родилась девочка с I группой. Она вышла замуж за мужчину со II группой крови, и у них родились две девочки: первая – с IV, вторая – с I группой крови. Появление в третьем поколении девочки с IV группой крови от матери с I группой крови вызывало недоумение. Однако в литературе было описано еще несколько подобных случаев, установите форму взаимодействия генов и вероятные генотипы всех трех поколений. Если при решении задач у вас возникнут вопросы или затруднения по оформлению задач, проконсультируйтесь у преподавателя. |