Завдання з генетики на ЄДІ з біології. Завдання С6.

1. Основні терміни генетики
2. Закони Г. Менделя
3. Другий закон Менделя - закон розщеплення
4. Третій закон Менделя - закон незалежного успадкування
5. Закон (гіпотеза) «чистоти» гамет
6. аналізує схрещування
7. Спадкування груп крові (система АВ0)
8. Успадкування ознак, зчеплених зі статтю
9. Типові завдання ЄДІ з генетики
10. Завдання на моно- і дигибридное схрещування
11. На дигибридное схрещування
12. Домінантні гени невідомі
13. Рішення задач на групи крові (система АВ0)
14. Рішення задач на успадкування ознак, зчеплених зі статтю
15. Рішення задач змішаного типу
16. Завдання для самостійного рішення

Автор статті - професійний репетитор, кандидат біологічних наук Д. А. Соловков.

Серед завдань з генетики на ЄДІ з біології можна виділити 6 основних типів. Перші два - на визначення числа типів гамет і моногибридное схрещування - зустрічаються найчастіше в частині А іспиту (питання А7, А8 і А30).

Завдання типів 3, 4 і 5 присвячені дигибридное схрещування, спадкоємства груп крові і ознак, зчеплених зі статтю. Такі завдання становлять більшість питань С6 в ЄДІ.

Шостий тип завдань - змішаний. У них розглядається спадкування двох пар ознак: одна пара зчеплена з Х-хромосомою (або визначає групи крові людини), а гени другої пари ознак розташовані в аутосомах. Цей клас завдань вважається найважчим для абітурієнтів.

У цій статті викладені теоретичні основи генетики, необхідні для успішної підготовки до завдання С6, а також розглянуті рішення задач всіх типів і наведені приклади для самостійної роботи.

Основні терміни генетики

Ген - це ділянка молекули ДНК, що несе інформацію про первинну структуру одного білка. Ген - це структурна і функціональна одиниця спадковості.

Алельних гени (аллели) - різні варіанти одного гена, що кодують альтернативне прояв одного і того ж ознаки. Альтернативні ознаки - ознаки, які не можуть бути в організмі одночасно.

Гомозиготний організм - організм, що не дає розщеплення за тими чи іншими ознаками. Його алельних гени однаково впливають на розвиток даної ознаки.

Гетерозиготний організм - організм, що дає розщеплення за тими чи іншими ознаками. Його алельних гени по-різному впливають на розвиток даної ознаки.

Домінантний ген відповідає за розвиток ознаки, який проявляється у гетерозиготного організму.

Рецесивний ген відповідає за ознака, розвиток якого пригнічується домінантним геном. Рецесивний ознака проявляється у гомозиготного організму, що містить два рецесивні гени.

Генотип - сукупність генів в диплоїдний набір організму. Сукупність генів в гаплоидном наборі хромосом називається геномом.

Фенотип - сукупність всіх ознак організму.

Закони Г. Менделя

Перший закон Менделя - закон одноманітності гібридів

Цей закон виведений на підставі результатів моногибридного схрещування. Для дослідів було взято два сорти гороху, що відрізняються один від одного однією парою ознак - кольором насіння: один сорт мав жовте забарвлення, другий - зелену. Перехресні рослини були гомозиготними.

Для запису результатів схрещування Менделем була запропонована наступна схема:

- жовте забарвлення насіння
- зелене забарвлення насіння

Формулювання закону: при схрещуванні організмів, що розрізняються по одній парі альтернативних ознак, перше покоління одноманітно за фенотипом і генотипом.

Другий закон Менделя - закон розщеплення

З насіння, отриманого при схрещуванні гомозиготного рослини з жовтим забарвленням насіння з рослиною з зеленим забарвленням насіння, були вирощені рослини, і шляхом самозапилення було отримано .

Формулювання закону: у потомства, отриманого від схрещування гібридів першого покоління, спостерігається розщеплення за фенотипом у співвідношенні , А за генотипом - .

Третій закон Менделя - закон незалежного успадкування

Цей закон був виведений на підставі даних, отриманих при дигибридном схрещуванні. Мендель розглядав спадкування двох пар ознак у гороху: забарвлення і форми насіння.

Як батьківських форм Мендель використовував гомозиготні по обом парам ознак рослини: один сорт мав жовті насіння з гладкою шкіркою, інший - зелені і зморшкуваті.

- жовте забарвлення насіння, - зелене забарвлення насіння,
- гладка форма, - зморшкувата форма.

Потім Мендель з насіння виростив рослини і шляхом самозапилення отримав гібриди другого покоління.

В відбулося розщеплення на фенотипических класу в співвідношенні . всіх насіння мали обидва домінантних ознаки (жовті і гладкі), - перший домінантний і другий рецесивний (жовті і зморшкуваті), - перший рецесивний і другий домінантний (зелені і гладкі), - обидва рецесивних ознаки (зелені і зморшкуваті).

При аналізі успадкування кожної пари ознак виходять такі результати. В частин жовтих насіння і частини зелених насіння, тобто співвідношення . Точно таке ж співвідношення буде і по другій парі ознак (формі насіння).

Формулювання закону: при схрещуванні організмів, що відрізняються один від одного двома і більше парами альтернативних ознак, гени і відповідні їм ознаки успадковуються незалежно один від одного і комбінуються у всіляких поєднаннях.

Третій закон Менделя виконується тільки в тому випадку, якщо гени знаходяться в різних парах гомологічних хромосом.

Закон (гіпотеза) «чистоти» гамет

При аналізі ознак гібридів першого і другого поколінь Мендель встановив, що рецесивний ген жевріє і змішується з домінантним. В проявляються обидва гена, що можливо тільки в тому випадку, якщо гібриди утворюють два типи гамет: одні несуть домінантний ген, інші - рецесивний. Це явище і отримало назву гіпотези чистоти гамет: кожна гамета несе тільки один ген з кожної алельних пари. Гіпотеза чистоти гамет була доведена після вивчення процесів, що відбуваються в мейозі.

Гіпотеза «чистоти» гамет - це цитологічна основа першого і другого законів Менделя. З її допомогою можна пояснити розщеплення за фенотипом і генотипом.

аналізує схрещування

Цей метод був запропонований Менделем для з'ясування генотипів організмів з домінантною ознакою, мають однаковий фенотип. Для цього їх схрещували з гомозиготними рецесивними формами.

Якщо в результаті схрещування все покоління виявлялося однаковим і схожим на аналізований організм, то можна було зробити висновок: вихідний організм є гомозиготною по досліджуваному ознакою.

Якщо в результаті схрещування в поколінні спостерігалося розщеплення в співвідношенні , То вихідний організм містить гени в гетерозиготному стані.

Спадкування груп крові (система АВ0)

Спадкування груп крові в цій системі є прикладом множинного алелізм (це існування у виду більше двох алелей одного гена). У людській популяції є три гени , Що кодують білки-антигени еритроцитів, які визначають групи крові людей. У генотипі кожної людини міститься тільки два гена, що визначають його групу крові: перша група ; друга і ; третя і і четверта .

Успадкування ознак, зчеплених зі статтю

У більшості організмів стать визначається під час запліднення і залежить від набору хромосом. Такий спосіб називають хромосомним визначенням статі. У організмів з таким типом визначення статі є аутосоми і статеві хромосоми - і .

У ссавців (в т.ч. у людини) жіноча стать має набір статевих хромосом , чоловіча стать - . Жіноча стать називають гомогаметною (утворює один тип гамет); а чоловічий - гетерогаметним (утворює два типи гамет). У птахів і метеликів гомогаметною підлогою є самці , А гетерогаметним - самки .

В ЄДІ включені завдання тільки на ознаки, зчеплені з хромосомою. В основному вони стосуються двох ознак людини: згортання крові ( - норма; - гемофілія), колірний зір ( - норма, - дальтонізм). Набагато рідше зустрічаються завдання на успадкування ознак, зчеплених зі статтю, у птахів.

У людини жіноча стать може бути гомозиготною або гетерозиготною по відношенню до цих генам. Розглянемо можливі генетичні набори у жінки на прикладі гемофілії (аналогічна картина спостерігається при дальтонізмі): - здорова; - здорова, але є носієм; - хвора. Чоловіча стать за цими генами є гомозиготною, тому що хромосомою не має алелей цих генів: - здоровий; - хворий. Тому найчастіше цими захворюваннями страждають чоловіки, а жінки є їх носіями.

Типові завдання ЄДІ з генетики

Визначення числа типів гамет

Визначення числа типів гамет проводиться за формулою: , де - число пар генів в гетерозиготному стані. Наприклад, у організму з генотипом генів в гетерозиготному стані немає, тобто , Отже, , І він утворює один тип гамет . У організму з генотипом одна пара генів в гетерозиготному стані , Тобто , Отже, , І він утворює два типи гамет. У організму з генотипом три пари генів в гетерозиготному стані, тобто , Отже, , І він утворює вісім типів гамет.

Завдання на моно- і дигибридное схрещування

На моногибридное схрещування

Завдання: Схрестили білих кроликів з чорними кроликами (чорний колір - домінантна ознака). В білих і чорних. Визначте генотипи батьків і потомства.

Рішення: Оскільки в потомстві спостерігається розщеплення за ознакою, що вивчається, отже, батько з домінантною ознакою гетерозиготен.

На дигибридное схрещування

Домінантні гени відомі

Завдання: Схрестили томати нормального росту з червоними плодами з томатами-карликами з червоними плодами. В всі рослини були нормального росту; - з червоними плодами і - з жовтими. Визначте генотипи батьків і нащадків, якщо відомо, що у томатів червоний колір плодів домінує над жовтим, а нормальний ріст - над карликовостью.

Рішення: Позначимо домінантні і рецесивні гени: - нормальний ріст, - карликовість; - червоні плоди, - жовті плоди.

Проаналізуємо успадкування кожної ознаки окремо. В всі нащадки мають нормальний ріст, тобто розщеплення за цією ознакою не спостерігається, тому вихідні форми - гомозиготні. За кольором плодів спостерігається розщеплення , Тому вихідні форми гетерозиготності.

Домінантні гени невідомі

Завдання: Схрестили два сорти флоксів: один має червоні блюдцевидной квітки, другий - червоні воронкоподібні квіти. У потомстві було отримано червоних блюдцевидной, червоних лійчастого, білих блюдцевидной і білих лійчастого. Визначте домінантні гени і генотипи батьківських форм, а також їх нащадків.

Рішення: Проаналізуємо розщеплення за кожною ознакою окремо. Серед нащадків рослини з червоними квітами складають , З білими квітами - , Тобто . Тому - червоний колір, - білий колір, а батьківські форми - гетерозиготних за цією ознакою (тому що є розщеплення в потомстві).

За формою квітки також спостерігається розщеплення: половина потомства має блюдцеобразние квітки, половина - воронковідниє. На підставі цих даних однозначно визначити домінантний ознака не представляється можливим. Тому приймемо, що - блюдцевидной квітки, - воронкоподібні квіти.

- червоні блюдцевидной квітки,
- червоні воронкоподібні квіти,
- білі блюдцевидной квітки,
- білі воронкоподібні квіти.

Рішення задач на групи крові (система АВ0)

Завдання: у матері друга група крові (вона гетерозиготна), у батька - четверта. Які групи крові можливі у дітей?

рішення:

Рішення задач на успадкування ознак, зчеплених зі статтю

Такі завдання цілком можуть зустрітися як в частині А, так і в частині С ЄДІ.

Завдання: носій гемофілії вийшла заміж за здорового чоловіка. Які можуть народитися діти?

рішення:

Рішення задач змішаного типу

Завдання: Чоловік з карими очима і групою крові одружився з жінкою з карими очима і групою крові. У них народився блакитноокий дитина з групою крові. Визначте генотипи всіх осіб, зазначених у завданні.

Рішення: Карий колір очей домінує над блакитним, тому - карі очі, - блакитні очі. У дитини блакитні очі, тому його батько і мати гетерозіготни за цією ознакою. Третя група крові може мати генотип або , Перша - тільки . Оскільки у дитини перша група крові, отже, він отримав ген і від батька, і від матері, тому у його батька генотип .

Завдання: Чоловік дальтонік, правша (його мати була лівшею) одружений на жінці з нормальним зором (її батько і мати були повністю здорові), лівші. Які можуть народитися діти у цієї пари?

Рішення: У людини краще володіння правою рукою домінує над ліворукістю, тому - правша, - лівша. генотип чоловіка (Тому що він отримав ген від матері-лівші), а жінки - .

Чоловік-дальтонік має генотип , А його дружина - , Тому що її батьки були повністю здорові.

Завдання для самостійного рішення

1. Визначте число типів гамет у організму з генотипом .
2. Визначте число типів гамет у організму з генотипом .
3. Визначте число типів гамет у організму з генотипом .
4. Схрестили високі рослини з низькими рослинами. В - всі рослини середнього розміру. яке буде ?
5. Схрестили білого кролика з чорним кроликом. В всі кролики чорні. яке буде ?
6. Схрестили двох кроликів з сірою шерстю. В з чорною шерстю, - з сірої і з білою. Визначте генотипи і поясніть таке розщеплення.
7. Схрестили чорного безрогого бика з білою рогатої коровою. В отримали чорних безрогих, чорних рогатих, білих рогатих і білих безрогих. Поясніть це розщеплення, якщо чорний колір і відсутність рогів - домінантні ознаки.
8. Схрестили дрозофіл з червоними очима і нормальними крилами з дрозофилами з білими очима і дефектними крилами. У потомстві всі мухи з червоними очима і дефектними крилами. Яке буде потомство від схрещування цих мух з обома батьками?
9. Блакитноокий брюнет одружився на кароокою блондинці. Які можуть народитися діти, якщо обоє батьків гетерозиготні?
10. Чоловік правша з позитивним резус-фактором одружився на жінці лівші з негативним резусом. Які можуть народитися діти, якщо чоловік гетерозиготен тільки за другою ознакою?
11. У матері і у батька група крові (обоє батьків гетерозиготні). Яка група крові можлива у дітей?
12. У матері група крові, у дитини - група. Яка група крові неможлива для батька?
13. У батька перша група крові, у матері - друга. Яка ймовірність народження дитини з першою групою крові?
14. Блакитноока жінка з групою крові (її батьки мали третю групу крові) вийшла заміж за кароокого чоловіка зі групою крові (його батько мав блакитні очі і першу групу крові). Які можуть народитися діти?
15. Чоловік-гемофилик, правша (його мати була лівшею) одружився на жінці лівші з нормальною кров'ю (її батько і мати були здорові). Які можуть народитися діти від цього шлюбу?
16. Схрестили рослини суниці з червоними плодами і длінночерешковимі листям з рослинами суниці з білими плодами і короткочерешковимі листям. Яке може бути потомство, якщо червоне забарвлення і короткочерешкові листя домінують, при цьому обидва батьківських рослини гетерозіготни?
17. Чоловік з карими очима і групою крові одружився з жінкою з карими очима і групою крові. У них народився блакитноокий дитина з групою крові. Визначте генотипи всіх осіб, зазначених у завданні.
18. Схрестили дині з білими овальними плодами з рослинами, що мали білі кулясті плоди. У потомстві отримано такі рослини: з білими овальними, з білими кулястими, з жовтими овальними і з жовтими кулястими плодами. Визначте генотипи вихідних рослин і нащадків, якщо у дині біле забарвлення домінує над жовтою, овальна форма плоду - над кулястої.

відповіді

1. типу гамет.
2. типів гамет.
3. типу гамет.
4. високих, середніх і низьких (неповне домінування).
5. чорних і білих.
6. - чорні, - білі, - сірі. Неповне домінування.
7. Бик: , Корова - . потомство: (Чорні безрогі), (Чорні рогаті), (Білі рогаті), (Білі безрогі).
8. - червоні очі, - білі очі; - дефектні крила, - нормальні. Вихідні форми - і , потомство .
   Результати схрещування:
   а)

   б)

9. - карі очі, - блакитні; - темне волосся, - світлі. батько , матір - .
   
10. - правша, - лівша; - позитивний резус, - негативний. батько , матір - . діти: (Правша, позитивний резус) і (Правша, негативний резус).
11. Батько і мати - . У дітей можлива третя група крові (ймовірність народження - ) Або перша група крові (ймовірність народження - ).
12. матір , дитина ; від матері він отримав ген , А від батька - . Для батька неможливі такі групи крові: друга , третя , перша , четверта .
13. Дитина з першою групою крові може народитися тільки в тому випадку, якщо його мати гетерозиготна. У цьому випадку ймовірність народження становить .
14. - карі очі, - блакитні. жінка , чоловік . діти: (Карі очі, четверта група), (Карі очі, третя група), (Блакитні очі, четверта група), (Блакитні очі, третя група).
15. - правша, - лівша. чоловік , жінка . діти (Здоровий хлопчик, правша), (Здорова дівчинка, носій, правша), (Здоровий хлопчик, лівша), (Здорова дівчинка, носій, лівша).
16. - червоні плоди, - білі; - короткочерешкові, - довгочерешкові.
    батьки: і . потомство: (Червоні плоди, короткочерешкові), (Червоні плоди, довгочерешкові), (Білі плоди, короткочерешкові), (Білі плоди, довгочерешкові).
    Схрестили рослини суниці з червоними плодами і длінночерешковимі листям з рослинами суниці з білими плодами і короткочерешковимі листям. Яке може бути потомство, якщо червоне забарвлення і короткочерешкові листя домінують, при цьому обидва батьківських рослини гетерозіготни?
17. - карі очі, - блакитні. жінка , чоловік . дитина:
18. - біле забарвлення, - жовта; - овальні плоди, - круглі. Вихідні рослини: і . потомство:
    з білими овальними плодами,
    з білими кулястими плодами,
    з жовтими овальними плодами,
    з жовтими кулястими плодами.