методичка. 10 класс практикум генетические задачи МОРГАН. Практикум по решению задач на сцепленное наследование генов и наследование, сцепленное с полом
 Скачать 43.41 Kb.
|
|
Практикум по решению задач на сцепленное наследование генов и наследование, сцепленное с полом Цель урока: продолжить формирование умений решать генетические задачи, применять теоретические знания на практике. Оборудование: сборники задач по генетике, таблицы по общей биологии. Ход урока Проверка домашнего задания. Каков хромосомный механизм определения пола? В чем отличие хромосомного набора самца от хромосомного набора самки? Как называются гены, находящиеся в одной хромосоме? Раскройте сущность явления наследования, сцепленного с полом? Сколько групп сцепления у мужчин и женщин? Что такое кроссинговер? Какую роль он играет в явлении сцепления генов? Решение генетических задач. Задача № 1. Доминантные гены катаракты и элиптоцитоза расположены в первой аутосоме. Определите вероятные фенотипы и генотипы детей от брака здоровой женщины и дигетерозиготного мужчины. Кроссинговер отсутствует. Дано: Решение: А – катаракта Р: аb АВ а – здоровы аb аb В – элиптоцитоз b – здоровы аb аb Аb Р: ○ – здорова G □ - АаВв Найти: генотипы, фенотипы в F1 F1 АВ аb аb аb больной здоровый Ответ: 50 % детей имеют обе аномалии, 50 % детей здоровы. Задача № 2. При скрещивании пятнистых нормальношерстных кроликов со сплошь окрашенными ангорскими крольчихами гибриды были пятнистые нормальношерстные. В потомстве от анализирующего скрещивания получено: 52 – пятнистых ангорских; 288 – сплошь окрашенных ангорских; 46 – сплошь окрашенных нормальношерстных; 314 – пятнистых нормальношерстных. Объясните результаты. Дано: Решение: А – пятнистая шерсть Р: АВ аb а – сплошь окрашенная шерсть аb аb В – нормальная длина шерсти АB аb аb b – ангорская шерсть Р: ○ – сплошь окрашенная ангорская G аB Аb □ – пятнистая нормальная шерсть Найти: расстояние между генами окраски и длины (С) F1 АВ ab Ab aB аb аb ab ab 314 288 52 46 Очевидно, что шерсть нормальной длины доминирует над ангорской, а пятнистая окраска – над сплошной. Гены окраски и длины шерсти сцеплены, так как при расщеплении в анализирующем скрещивании наблюдается неравномерное соотношение фенотипических классов (в отличие от менделеевского 9 : 3: 3: 1 для F2 в дигибридном скрещивании). Кроссоверные классы легко определить по меньшей численности или сравнивая классы с исходными родителями. Ясно, что здесь кроссоверные кролики 52 пятнистых ангорских и 46 сплошь окрашенных нормальношерстных. Для определения относительного расстояния между генами окраски и длины шерсти нужно вычислить процент кроссоверных кроликов от всего потомства: С = (52 + 46) : (52 + 288 + 46 + 314) х 100 % = 14 % Задача № 3. от родителей, имевших по фенотипу нормальное цветовое зрение, родилось несколько детей с нормальным зрением и один мальчик дальтоник. Чем это объяснить? Каковы генотипы родителей и детей? Дано: Решение: ХD – здоровый Скрытым носителем дальтонизма может быть Хd – дальтоник только мать, поскольку у отца ген дальтонизма Р – нормальное зрение проявился бы фенотипически. Следовательно, F1 – у всех нормальное генотип матери ХD Хd, а генотип отца – ХDУ. зрение и один мальчик ХdУ Р: ХD Хd ХDУ ХD У Хd ХD Найти: Р-? G F1 - ? (генотипы) F1: ХD ХD : ХDУ : ХD Хd : ХdУ здор. здор. здор. дальтоник Ответ: Р: ХD Хd , ХDУ; F1: 1 ХD ХD : 1 ХDУ : 1 ХD Хd : 1 ХdУ. Задача № 4. Алкогольная зависимость определяется доминантным аутосомным геном (А), а потребность в курении табака – сцепленным с полом рецессивным геном (b). Курящий и пьющий мужчина женится на женщине, которая не курит и не пьет. Мужчина гетерозиготен по гену алкоголизма, а женщина гетерозиготна по гену табакокурения. А. С какой вероятностью в этой семье могут родиться дети со склонностью к алкоголизму? Б. С какой вероятностью могут родиться дети со склонностью к курению? В. С какой вероятностью могут родиться дети со склонностью к курению и алкоголизму одновременно? Г. С какой вероятностью эти дети будут мальчиками? Дано: Решение: А – алкогольная зависимость Р: ааХВХb АаХbУ а – отсутствие алкогольной АУ АХb аХb аХв зависимости G ХВ – отсутствие потребности аХb аУ в курении Хb – потребность в курении Р: □ – курящий пьющий (гетерозиготен по гену F1: алкоголизма) ♂ АХb АУ аХb аУ ○ – без вредных привычек ♀ (гетерозиготна по гену аХВ АаХВХb АаХВУ ааХВХb ааХВУ табакокурения) алк. алк. без вредных без вредных не курит не курит привычек привычек Найти: F1 - ? аХb АаХbХb АаХbУ ааХbХb ааХbУ 1.склонные к алкоголизму? алк.курит алк. курит курит курит 2.склонные к курению? 3.склонные к курению и алкоголизму ? 4.□ – с вредными привычками? Ответ: 50 % потомства склонна к алкоголизму; 50 % - склонны к курению; 25 % детей склонны к курению и алкоголизму; 12,5 % мальчиков с вредными привычками (и пьют и курят). Задача № 5. Гладкая поверхность семян кукурузы доминирует над морщинистой, окрашенные семена доминируют над неокрашенными. Оба признака сцеплены. При скрещивании кукурузы с гладкими окрашенными семенами с растением, имеющим морщинистые неокрашенные семена, получено такое потомство: окрашенных гладких – 4152 особи, окрашенных морщинистых – 149, неокрашенных гладких – 152, неокрашенных морщинистых – 4163. Определите расстояние между генами? Дано: Решение: А – гладкая поверхность Р: АВ аb а - морщинистая аb аb аb аb АB В – окрашенные в – неокрашенные G Аb аB Р: ♀ глад.окр. х ♂ морщ.неокр. F1 4152 – окраш.глад. 149 – окраш.морщ. 152 – неокр.глад. F1: АВ ab Ab aB 4163 – неокр.морщ. аb аb ab ab 4152 4163 152 149 Найти: расстояние между окр.гл. неокр.морщ. неокр.гл. окр.морщ. генами? Всего особей получено в результате скрещивания – 8616, из них 301 особей являются кроссоверными. Находим расстояние между генами окраски и формы семян. С = (152+149): (8616)х100% = 3,5 % или 3,5 морганид. Ответ: расстояние между генами составляет 3,5 морганиды. Домашнее задание: Задача. Кареглазая женщина с нормальным зрением выходит замуж за кареглазого мужчину. У них родилась голубоглазая дочь – дальтоник. Карий цвет глаз доминирует над голубым, а дальтонизм определяется рецессивным геном, находящимся в Х – хромосоме. Какова вероятность того, что следующий ребенок в этой семье будет иметь такой же фенотип? \ \ Практикум по решению задач на сцепленное наследование генов и наследование, сцепленное с полом Цель урока: продолжить формирование умений решать генетические задачи, применять теоретические знания на практике. Оборудование: сборники задач по генетике, таблицы по общей биологии. Ход урока Проверка домашнего задания. Каков хромосомный механизм определения пола? В чем отличие хромосомного набора самца от хромосомного набора самки? Как называются гены, находящиеся в одной хромосоме? Раскройте сущность явления наследования, сцепленного с полом? Сколько групп сцепления у мужчин и женщин? Что такое кроссинговер? Какую роль он играет в явлении сцепления генов? Решение генетических задач. Задача № 1. Доминантные гены катаракты и элиптоцитоза расположены в первой аутосоме. Определите вероятные фенотипы и генотипы детей от брака здоровой женщины и дигетерозиготного мужчины. Кроссинговер отсутствует. Д ано:Решение: А – катаракта Р: аb АВ а – здоровы аb аb В – элиптоцитоз b – здоровы Р : ○ – здорова G □ - АаВв Найти: генотипы, фенотипы в F1F1 АВ аb аb аb больной здоровый Ответ: 50 % детей имеют обе аномалии, 50 % детей здоровы. Задача № 2. При скрещивании пятнистых нормальношерстных кроликов со сплошь окрашенными ангорскими крольчихами гибриды были пятнистые нормальношерстные. В потомстве от анализирующего скрещивания получено: 52 – пятнистых ангорских; 288 – сплошь окрашенных ангорских; 46 – сплошь окрашенных нормальношерстных; 314 – пятнистых нормальношерстных. Объясните результаты. Д ано: Решение: А – пятнистая шерсть Р: АВ аb а – сплошь окрашенная шерсть аb аb В – нормальная длина шерсти b– ангорская шерсть Р: ○ – сплошь окрашенная ангорская G □ – пятнистая нормальная шерсть Н айти: расстояние между генами окраски и длины (С) F1 АВ ab Ab aB аb аb ab ab 314 288 52 46 Очевидно, что шерсть нормальной длины доминирует над ангорской, а пятнистая окраска – над сплошной. Гены окраски и длины шерсти сцеплены, так как при расщеплении в анализирующем скрещивании наблюдается неравномерное соотношение фенотипических классов (в отличие от менделеевского 9 : 3: 3: 1 для F2 в дигибридном скрещивании). Кроссоверные классы легко определить по меньшей численности или сравнивая классы с исходными родителями. Ясно, что здесь кроссоверные кролики 52 пятнистых ангорских и 46 сплошь окрашенных нормальношерстных. Для определения относительного расстояния между генами окраски и длины шерсти нужно вычислить процент кроссоверных кроликов от всего потомства: С = (52 + 46) : (52 + 288 + 46 + 314) х 100 % = 14 % Задача № 3. от родителей, имевших по фенотипу нормальное цветовое зрение, родилось несколько детей с нормальным зрением и один мальчик дальтоник. Чем это объяснить? Каковы генотипы родителей и детей? Д ано: Решение: ХD – здоровый Скрытым носителем дальтонизма может быть Хd – дальтоник только мать, поскольку у отца ген дальтонизма Р – нормальное зрение проявился бы фенотипически. Следовательно, F1 – у всех нормальное генотип матери ХD Хd, а генотип отца – ХDУ. зрение и один мальчик ХdУ Р: ХD Хd ХDУ Найти: Р-? G F1 - ? (генотипы) F1: ХD ХD : ХDУ : ХD Хd : ХdУ здор. здор. здор. дальтоник Ответ: Р: ХD Хd , ХDУ; F1: 1 ХD ХD: 1 ХDУ : 1 ХD Хd : 1 ХdУ. Задача № 4. Алкогольная зависимость определяется доминантным аутосомным геном (А), а потребность в курении табака – сцепленным с полом рецессивным геном (b). Курящий и пьющий мужчина женится на женщине, которая не курит и не пьет. Мужчина гетерозиготен по гену алкоголизма, а женщина гетерозиготна по гену табакокурения. А. С какой вероятностью в этой семье могут родиться дети со склонностью к алкоголизму? Б. С какой вероятностью могут родиться дети со склонностью к курению? В. С какой вероятностью могут родиться дети со склонностью к курению и алкоголизму одновременно? Г. С какой вероятностью эти дети будут мальчиками? Д ано: Решение: А – алкогольная зависимость Р: ааХВХb АаХbУ а – отсутствие алкогольной зависимости G ХВ – отсутствие потребности в курении Хb – потребность в курении Р: □ – курящий пьющий (гетерозиготен по гену F1: алкоголизма) ♂ АХb АУ аХb аУ ○ – без вредных привычек ♀ (гетерозиготна по гену аХВ АаХВХb АаХВУ ааХВХb ааХВУ табакокурения) алк. алк. без вредных без вредных не куритне куритпривычекпривычек Найти: F1 - ? аХbАаХbХbАаХbУ ааХbХb ааХbУ 1.склонные к алкоголизму? алк.курит алк. курит курит курит 2 .склонные к курению? 3.склонные к курению и алкоголизму? 4.□ – с вредными привычками? Ответ: 50 % потомства склонна к алкоголизму; 50 % - склонны к курению; 25 % детей склонны к курению и алкоголизму; 12,5 % мальчиков с вредными привычками (и пьют и курят). Задача № 5. Гладкая поверхность семян кукурузы доминирует над морщинистой, окрашенные семена доминируют над неокрашенными. Оба признака сцеплены. При скрещивании кукурузы с гладкими окрашенными семенами с растением, имеющим морщинистые неокрашенные семена, получено такое потомство: окрашенных гладких – 4152 особи, окрашенных морщинистых – 149, неокрашенных гладких – 152, неокрашенных морщинистых – 4163. Определите расстояние между генами? Дано: Решение: А – гладкая поверхность Р: АВ аb а - морщинистая аb аb В– окрашенные в – неокрашенные G Р: ♀ глад.окр. х ♂ морщ.неокр. F1 4152 – окраш.глад. 149 – окраш.морщ. 152 – неокр.глад. F1:АВ ab Ab aB 4163 – неокр.морщ. аb аb ab ab 4 152 4163 152 149 Найти: расстояние между окр.гл. неокр.морщ. неокр.гл. окр.морщ. генами? Всего особей получено в результате скрещивания – 8616, из них 301 особей являются кроссоверными. Находим расстояние между генами окраски и формы семян. С = (152+149): (8616)х100% = 3,5 % или 3,5 морганид. Ответ: расстояние между генами составляет 3,5 морганиды. Домашнее задание: Задача. Кареглазая женщина с нормальным зрением выходит замуж за кареглазого мужчину. У них родилась голубоглазая дочь – дальтоник. Карий цвет глаз доминирует над голубым, а дальтонизм определяется рецессивным геном, находящимся в Х – хромосоме. Какова вероятность того, что следующий ребенок в этой семье будет иметь такой же фенотип? Сцепленное наследование генов и кроссинговер. Примеры решения типовых задач Задача 1. От скрещивания между гомозиготным серым длиннокрылым самцом дрозофилы и гомозиготной черной самкой с зачаточными крыльями в F1 получено потомство с серым телом и длинными крыльями. Гены окраски тела и длины крыльев наследуются сцеплено и расстояние между ними равно 19 морганид (M).Какова вероятность в % появления черных мух с длинными крыльями при скрещивании самки дрозофилы из поколения F1 с черным самцом, имеющим зачаточные крылья. Решение Ген Признак A серая окраска тела aчерная окраска тела B формирование длинных крыльев bформирование зачаточных крыльев В условии задачи указывается на то, что у особи одновременно происходит сцепление генов и кроссинговер. P ♀ AABB x ♂ aabb G AB, ab F1 AaBb A B a b P ♀ ══ x ♂ ══ a b a b G AB и ab – аb – гаметы мужской особи (Некроссоверные гаметы самки) G AbиaB – (Кроссоверные гаметы самки) A B a b A ba B F1 ══; ══; ══;══ a b a b a ba b Расстояние между генами равно 19 М = 19 % кроссинговера. Вероятность появления рекомбинантных особей (черных мух с длинными крыльями) составляет: 19 % : 2= 9,5 %. Ответ: вероятность появления черных мух с длинными крыльями – 9,5 %. Задача 2. Расстояние между генами составляет 5,8 M. Определите в %, какие типы гамет образует особь A C ══ ? a c Решение У данной особи одновременно происходит сцепление генов и кроссинговер. Расстояние между генами 5,8 M = 5,8 % кроссинговера. Некроссоверные гаметы – ACиac – (100 %– 5,8 %) : 2 = 47,1 % Кроссоверные гаметы – Acи aC – 5,8 % : 2= 2,9 %. Ответ: кроссоверных гамет образовалось по 2,9 %, а некроссоверных – по 47,1 %. Задача 3. Гены D и F расположены в одной группе сцепления. Между ними есть расстояние – 4,4 M. Определите % кроссоверных и некроссоверных гамет, которые образуются у особи с генотипом D f ══. d f Решение Определяем % кроссоверных и некроссоверных гамет. Кроссоверные гаметы dF и Df –4,4 % : 2 = 2,2 %, Некроссоверные гаметы DF и df – (100 %– 4,4 %) : 2 = 47,8 %. Ответ: кроссоверных гамет образовалось по 2,2 %, а некроссоверных – по 47,8 %. Задача 4. У томатов ген A определяет высокий рост стебля, а ген a– карликовость. Ген B детерминирует шаровидную форму плодов, а ген b – грушевидную их форму. Гены высоты стебля и формы плодов сцеплены и находятся на расстоянии 20 M. Скрестили гетерозиготное по обоим признакам растение с карликовым растением, имеющем грушевидные плоды. Какие генотипы, и в каком процентном соотношении можно получить в результате данного скрещивания? Решение A B a b P ♀ ══ x ♂ ══ a b a b Некроссоверные гаметы – AB и ab, а ,соответственно, и некроссоверные типы потомков образуются с частотой (100 % –20 % = 80 %) : 2 = 40 %. Кроссоверные гаметы – Ab и aB, а, соответственно, и кроссоверные типы потомков образуются с частотой 20 % : 2 = 10 % A B a b A b a B F1 ══; ══; ══; ══ a b a b a b a b 40 % 40 % 10 % 10 % Ответ: генотипы AaВb и aabb составляют по 40 %; генотипы Aabb и aaBb – по 10 %. Задача 5. Резус-положительность и аномальная форма эритроцитов определяются доминантными аутосомными генами, соответственно, Rh+ и A, расположенными на расстоянии 3-х морганид (М) друг от друга. Один из супругов гетерозиготен по обоим признакам. При этом резус-положительность он унаследовал от одного родителя, а аномальную форму эритроцитов – от другого. Второй супруг резус-отрицателен (rh-) и имеет нормальные эритроциты (a). Какова вероятность в процентах рождения в семье ребенка, имеющего положительный резус-фактор и эритроциты нормальной формы? Решение. Поскольку один из супругов гетерозиготен по обоим признакам и резус-положительность он унаследовал от одного родителя, а аномальную форму эритроцитов от другого, следовательно, его генотип: Rh+ a ══ rh-A Rh+ a rh- a P ♀ ══ x ♂ ══ rh-A rh- a G Rh+ a и rh-A (Некроссоверные гаметы) rh- a – гаметы мужской особи rh- a и Rh+ A (Кроссоверные гаметы) Rh+a rh-A rh- a Rh+A F1 ══;══; ══; ══. rh- a rh- a rh- a rh- a Согласно условию задачи расстояние между доминантными генами Rh+ и Aсоставляет 3 М, что соответствует 3 % кроссинговера. Следовательно, кроссоверные гаметы, rh- a и Rh+ A , а соответственно и кроссоверные типы потомков образуются с частотой 3 % : 2 = 1,5 %. Некроссоверные гаметы – Rh+a и rh-A а, соответственно, и некроссоверные типы потомков образуются с частотой – (100 % – 3 %): 2 = 48,5 % . Ответ: вероятность рождения в семье ребенка, имеющего положительный резус-фактор и эритроциты нормальной формы (Rh+rh-аа) составляет 49 %. Задача 6. Катаракта и полидактилия определяются доминантными аутосомными генами, соответственно A и B, расположенными на расстоянии 32-х морганид. Один из супругов гетерозиготен по обоим признакам, при этом катаракту он унаследовал от одного родителя, а полидактилию – от другого. Второй супруг имеет нормальный хрусталик и нормальную кисть. Какова вероятность в процентах рождения ребенка с нормальным хрусталиком и нормальной кистью? Решение. Поскольку один из супругов гетерозиготен по обоим признакам, и катаракту унаследовал от одного родителя, а полидактилию от другого, то его генотип: A b ══ a B A b a b P ♀ ══ x ♂══ a B a b G AB, ab (Кроссоверные гаметы) аb – гаметы мужской особи Ab, aB (Некроссоверные гаметы) A B a b A b a B F1 ══; ══; ══;══. A b a b a b a b Согласно условию задачи, расстояние между доминантными генами A и Bсоставляет 32 М, что соответствует 32 % кроссинговера. Следовательно, кроссоверные гаметы AB, ab, а соответственно и кроссоверные типы потомков образуются с частотой 32 % : 2 = 16 %, а некроссоверные гаметы – Ab, aB, а соответственно, и некроссоверные типы потомков встречаются с частотой (100 % – 32 %): 2 = 34 %. Ответ: вероятность рождения в семье ребенка с нормальным хрусталиком и нормальной кистью (aabb)составляет 16 %. Задача 7. Гладкая форма семян кукурузы доминирует над морщинистой, окрашенные семена доминируют над неокрашенными. Оба признака сцеплены. При скрещивании кукурузы с гладкими окрашенными семенами с растением, имеющим морщинистые неокрашенные семена, получено потомство: окрашенных гладких – 4152 особи, окрашенных морщинистых – 149, неокрашенных гладких – 152, неокрашенных морщинистых – 4163. Определите расстояние между генами. Расстояние между генами вычисляется по формуле: a+b Х= –––– n a– число кроссоверных особей одного класса; b – число кроссоверных особей другого класса; n – общее число особей; Х – % кроссинговера между генами (расстояние между генами в % кроссинговера). 152+149 Х=––––––––– =3,5 % (3,5 М) Ответ: расстояние между генами составило 3,5 М (морганиды). |