- Преподавателю
- Биология
- Методическая разработка для подготовки к ЕГЭ по биологиим
Методическая разработка для подготовки к ЕГЭ по биологиим
Раздел | Биология |
Класс | - |
Тип | Тесты |
Автор | Шадонова И.П. |
Дата | 23.08.2014 |
Формат | docx |
Изображения | Есть |
Основные термины генетики
Ген - это участок молекулы ДНК, несущий информацию о первичной структуре одного белка. Ген - это структурная и функциональная единица наследственности.
Аллельные гены (аллели) - разные варианты одного гена, кодирующие альтернативное проявление одного и того же признака. Альтернативные признаки - признаки, которые не могут быть в организме одновременно.
Гомозиготный организм - организм, не дающий расщепления по тем или иным признакам. Его аллельные гены одинаково влияют на развитие данного признака.
Гетерозиготный организм - организм, дающий расщепление по тем или иным признакам. Его аллельные гены по-разному влияют на развитие данного признака.
Доминантный ген отвечает за развитие признака, который проявляется у гетерозиготного организма.
Рецессивный ген отвечает за признак, развитие которого подавляется доминантным геном. Рецессивный признак проявляется у гомозиготного организма, содержащего два рецессивных гена.
Генотип - совокупность генов в диплоидном наборе организма. Совокупность генов в гаплоидном наборе хромосом называетсягеномом.
Фенотип - совокупность всех признаков организма.
Законы Г. Менделя
Первый закон Менделя - закон единообразия гибридов F1
Этот закон выведен на основании результатов моногибридного скрещивания. Для опытов было взято два сорта гороха, отличающихся друг от друга одной парой признаков - цветом семян: один сорт имел желтую окраску, второй - зеленую. Скрещивающиеся растения были гомозиготными.
Для записи результатов скрещивания Менделем была предложена следующая схема:
А - желтая окраска семян
а - зеленая окраска семян
Р (родители)
АА
аа
Г (гаметы)
А
а
F1 (первое поколение)
Аа
(все растения имели желтые семена)
Формулировка закона: при скрещивании организмов, различающихся по одной паре альтернативных признаков, первое поколение единообразно по фенотипу и генотипу.
Второй закон Менделя - закон расщепления
Из семян, полученных при скрещивании гомозиготного растения с желтой окраской семян с растением с зеленой окраской семян, были выращены растения, и путем самоопыления было получено F2.
Р (F1)
Aa
Aa
Г
А; a
А; a
F2
АА; Аа; Аа; аа
(75% растений имеют доминантный признак,25% - рецессивный)
Формулировка закона: у потомства, полученного от скрещивания гибридов первого поколения, наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 3:1, а по генотипу - 1:2:1.
Третий закон Менделя - закон независимого наследования
Этот закон был выведен на основании данных, полученных при дигибридном скрещивании. Мендель рассматривал наследование двух пар признаков у гороха: окраски и формы семян.
В качестве родительских форм Мендель использовал гомозиготные по обоим парам признаков растения: один сорт имел желтые семена с гладкой кожицей, другой - зеленые и морщинистые.
А - желтая окраска семян, а - зеленая окраска семян,
В - гладкая форма, в - морщинистая форма.
Р
ААВВ
аавв
Г
АВ
ав
F1
АаВв
100% (желтые гладкие).
Затем Мендель из семян F1 вырастил растения и путем самоопыления получил гибриды второго поколения.
Р
АаВв
АаВв
Г
АВ, Ав, аВ, ав
АВ, Ав, аВ, ав
F2
Для записи и определения генотипов используется решетка Пеннета
Гаметы
АВ
Ав
аВ
ав
АВ
ААВВ
ААВв
АаВВ
АаВв
Ав
ААВв
Аавв
АаВв
Аавв
аВ
АаВВ
АаВв
ааВВ
ааВв
ав
АаВв
Аавв
ааВв
аавв
В F2 произошло расщепление на 4 фенотипических класса в соотношении 9:3:3:1. 9/16 всех семян имели оба доминантных признака (желтые и гладкие), 3/16 - первый доминантный и второй рецессивный (желтые и морщинистые), 3/16 - первый рецессивный и второй доминантный (зеленые и гладкие), 1/16 - оба рецессивных признака (зеленые и морщинистые).
При анализе наследования каждой пары признаков получаются следующие результаты. В F2 12 частей желтых семян и 4 части зеленых семян, т.е. соотношение 3:1. Точно такое же соотношение будет и по второй паре признаков (форме семян).
Формулировка закона: при скрещивании организмов, отличающихся друг от друга двумя и более парами альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всевозможных сочетаниях.
Третий закон Менделя выполняется только в том случае, если гены находятся в разных парах гомологичных хромосом.
Закон (гипотеза) «чистоты» гамет
При анализе признаков гибридов первого и второго поколений Мендель установил, что рецессивный ген не исчезает и не смешивается с доминантным. В F2 проявляются оба гена, что возможно только в том случае, если гибриды F1 образуют два типа гамет: одни несут доминантный ген, другие - рецессивный. Это явление и получило название гипотезы чистоты гамет: каждая гамета несет только один ген из каждой аллельной пары. Гипотеза чистоты гамет была доказана после изучения процессов, происходящих в мейозе.
Гипотеза «чистоты» гамет - это цитологическая основа первого и второго законов Менделя. С ее помощью можно объяснить расщепление по фенотипу и генотипу.
Анализирующее скрещивание
Этот метод был предложен Менделем для выяснения генотипов организмов с доминантным признаком, имеющих одинаковый фенотип. Для этого их скрещивали с гомозиготными рецессивными формами.
Если в результате скрещивания все поколение оказывалось одинаковым и похожим на анализируемый организм, то можно было сделать вывод: исходный организм является гомозиготным по изучаемому признаку.
Если в результате скрещивания в поколении наблюдалось расщепление в соотношении 1:1, то исходный организм содержит гены в гетерозиготном состоянии.
Наследование групп крови (система АВ0)
Наследование групп крови в этой системе является примером множественного аллелизма (это существование у вида более двух аллелей одного гена). В человеческой популяции имеется три гена (i0, IА, IВ), кодирующие белки-антигены эритроцитов, которые определяют группы крови людей. В генотипе каждого человека содержится только два гена, определяющих его группу крови: первая группа i0i0; вторая IАi0 и IАIА; третья IВIВ и IВi0 и четвертая IАIВ.
Наследование признаков, сцепленных с полом
У большинства организмов пол определяется во время оплодотворения и зависит от набора хромосом. Такой способ называют хромосомным определением пола. У организмов с таким типом определения пола есть аутосомы и половые хромосомы - Y и Х.
У млекопитающих (в т.ч. у человека) женский пол обладает набором половых хромосом ХХ, мужской пол - ХY. Женский пол называют гомогаметным (образует один тип гамет); а мужской - гетерогаметным (образует два типа гамет). У птиц и бабочек гомогаметным полом являются самцы (ХХ), а гетерогаметным - самки (ХY).
В ЕГЭ включены задачи только на признаки, сцепленные с Х-хромосомой. В основном они касаются двух признаков человека: свертываемость крови (ХН - норма; Xh - гемофилия), цветовое зрение (ХD - норма, Xd - дальтонизм). Гораздо реже встречаются задачи на наследование признаков, сцепленных с полом, у птиц.
У человека женский пол может быть гомозиготным или гетерозиготным по отношению к этим генам. Рассмотрим возможные генетические наборы у женщины на примере гемофилии (аналогичная картина наблюдается при дальтонизме): ХНХН - здорова; ХНXh - здорова, но является носительницей; ХhХh - больна. Мужской пол по этим генам является гомозиготным, т.к. Y-хромосома не имеет аллелей этих генов: ХНY - здоров; XhY - болен. Поэтому чаще всего этими заболеваниями страдают мужчины, а женщины являются их носителями.
Типичные задания ЕГЭ по генетике
Определение числа типов гамет
Определение числа типов гамет проводится по формуле: 2n, где n - число пар генов в гетерозиготном состоянии. Например, у организма с генотипом ААввСС генов в гетерозиготном состоянии нет, т.е. n = 0, следовательно, 20 = 1, и он образует один тип гамет (АвС). У организма с генотипом АаВВсс одна пара генов в гетерозиготном состоянии (Аа), т.е. n = 1, следовательно, 21 = 2, и он образует два типа гамет. У организма с генотипом АаВвСс три пары генов в гетерозиготном состоянии, т.е. n = 3, следовательно,23 = 8, и он образует восемь типов гамет.
Задачи на моно- и дигибридное скрещивание
На моногибридное скрещивание
Задача: Скрестили белых кроликов с черными кроликами (черный цвет - доминантный признак). В F1 - 50% белых и 50% черных. Определите генотипы родителей и потомства.
Решение: Поскольку в потомстве наблюдается расщепление по изучаемому признаку, следовательно, родитель с доминантным признаком гетерозиготен.
Р
Аа (черный)
аа (белый)
Г
А, а
а
F1
Аа (черные) : аа (белые)
1 : 1
На дигибридное скрещивание
Доминантные гены известны
Задача: Скрестили томаты нормального роста с красными плодами с томатами-карликами с красными плодами. В F1 все растения были нормального роста; 75% - с красными плодами и 25% - с желтыми. Определите генотипы родителей и потомков, если известно, что у томатов красный цвет плодов доминирует над желтым, а нормальный рост - над карликовостью.
Решение: Обозначим доминантные и рецессивные гены: А - нормальный рост, а - карликовость; В - красные плоды, в - желтые плоды.
Проанализируем наследование каждого признака по отдельности. В F1 все потомки имеют нормальный рост, т.е. расщепления по этому признаку не наблюдается, поэтому исходные формы - гомозиготны. По цвету плодов наблюдается расщепление 3:1, поэтому исходные формы гетерозиготны.
Р
ААВв
(нормальный рост, красные плоды)
ааВв
(карлики, красные плоды)
Г
АВ, Ав
аВ, ав
F1
АаВВ (нормальный рост, красные плоды)
АаВв (нормальный рост, красные плоды)
АаВв (нормальный рост, красные плоды)
Аавв (нормальный рост, желтые плоды)
Доминантные гены неизвестны
Задача: Скрестили два сорта флоксов: один имеет красные блюдцевидные цветки, второй - красные воронковидные цветки. В потомстве было получено 3/8 красных блюдцевидных, 3/8 красных воронковидных, 1/8 белых блюдцевидных и 1/8 белых воронковидных. Определите доминантные гены и генотипы родительских форм, а также их потомков.
Решение: Проанализируем расщепление по каждому признаку в отдельности. Среди потомков растения с красными цветами составляют 6/8, с белыми цветами - 2/8, т.е. 3:1. Поэтому А - красный цвет, а - белый цвет, а родительские формы - гетерозиготны по этому признаку (т.к. есть расщепление в потомстве).
По форме цветка также наблюдается расщепление: половина потомства имеет блюдцеобразные цветки, половина - воронковидные. На основании этих данных однозначно определить доминантный признак не представляется возможным. Поэтому примем, что В - блюдцевидные цветки, в - воронковидные цветки.
Р
АаВв
(красные цветки, блюдцевидная форма)
Аавв
(красные цветки, воронковидная форма)
Г
АВ, Ав, аВ, ав
Ав, ав
F1
Гаметы
АВ
Ав
аВ
ав
Ав
ААВв
ААвв
АаВв
Аавв
ав
АаВв
Аавв
ааВв
аавв
3/8 А_В_ - красные блюдцевидные цветки,
3/8 А_вв - красные воронковидные цветки,
1/8 ааВв - белые блюдцевидные цветки,
1/8 аавв - белые воронковидные цветки.
Решение задач на группы крови (система АВ0)
Задача: у матери вторая группа крови (она гетерозиготна), у отца - четвертая. Какие группы крови возможны у детей?
Решение:
Р
IАIВ
IАi0
Г
IА, IВ
IА, io
F1
IАIА, IАi0, IВi0, IАIВ
(вероятность рождения ребенка со второй группой крови составляет 50%, с третьей - 25%, с четвертой - 25%).
Решение задач на наследование признаков, сцепленных с полом
Такие задачи вполне могут встретиться как в части А, так и в части С ЕГЭ.
Задача: носительница гемофилии вышла замуж за здорового мужчину. Какие могут родиться дети?
Решение:
Р
ХНXh
ХНY
Г
ХН, Xh
ХН, Y
F1
ХНХН девочка, здоровая (25%)
ХНXh девочка, здоровая, носительница (25%)
ХНY мальчик, здоровый (25%)
XhY мальчик, больной гемофилией (25%)
Решение задач смешанного типа
Задача: Мужчина с карими глазами и 3 группой крови женился на женщине с карими глазами и 1 группой крови. У них родился голубоглазый ребенок с 1 группой крови. Определите генотипы всех лиц, указанных в задаче.
Решение: Карий цвет глаз доминирует над голубым, поэтому А - карие глаза, а - голубые глаза. У ребенка голубые глаза, поэтому его отец и мать гетерозиготны по этому признаку. Третья группа крови может иметь генотип IВIВ или IВi0, первая - только i0i0. Поскольку у ребенка первая группа крови, следовательно, он получил ген i0 и от отца, и от матери, поэтому у его отца генотип IВi0.
Р
АаIВi0 (отец)
Ааi0i0 (мать)
Г
АIB, Аi0, aIB, ai0
Аi0, ai0
F1
ааi0i0 (родился)
Задача: Мужчина дальтоник, правша (его мать была левшой) женат на женщине с нормальным зрением (ее отец и мать были полностью здоровы), левше. Какие могут родиться дети у этой пары?
Решение: У человека лучшее владение правой рукой доминирует над леворукостью, поэтому А - правша, а - левша. Генотип мужчины Аа (т.к. он получил ген а от матери-левши), а женщины - аа.
Мужчина-дальтоник имеет генотип XdY, а его жена - ХDХD, т.к. ее родители были полностью здоровы.
Р
AaХdY
aаХDXD
Г
AХd, AY, aXd, aY
аХD
F1
AaХDХd девочка-правша, здоровая, носительница (25%)
aaХDXd девочка-левша, здоровая, носительница (25%)
AaХDY мальчик-правша, здоровый (25%)
aaXDY мальчик-левша, здоровый (25%)
У людей мужчина получает Х-хромосому от матери, Y-хромосому - от отца. Женщина получает одну Х-хромосому от матери, другую Х-хромосому от отца. Х-хромосома - средняя субметацентрическая, Y-хромосома - мелкая акроцентрическая; Х-хромосома и Y-хромосома имеют не только разные размеры, строение, но и по большей части несут разные наборы генов. В зависимости от генного состава в половых хромосомах человека можно выделить следующие участки: 1) негомологичный участокХ-хромосомы (с генами, имеющимися только в Х-хромосоме); 2) гомологичный участок Х-хромосомы и Y-хромосомы (с генами, имеющимися как в Х-хромосоме, так и в Y-хромосоме); 3) негомологичный участок Y-хромосомы (с генами, имеющимися только вY-хромосоме). В зависимости от локализации гена в свою очередь выделяют следующие типы наследования.
Тип наследования
Локализация генов
Примеры
Х-сцепленный рецессивный
Негомологичный участок Х-хромосомы
Гемофилия, разные формы цветовой слепоты (протанопия, дейтеронопия), отсутствие потовых желез, некоторые формы мышечной дистрофии и пр.
Х-сцепленный доминантный
Негомологичный участок Х-хромосомы
Коричневый цвет зубной эмали, витамин D устойчивый рахит и пр.
Х-Y-сцепленный (частично сцепленный с полом)
Гомологичный участок Х- и Y-хромосом
Синдром Альпорта, общая цветовая слепота
Y-сцепленный
Негомологичный участок Y-хромосомы
Перепончатость пальцев ног, гипертрихоз края ушной раковины
Большинство генов, сцепленных с Х-хромосомой, отсутствуют в Y-хромосоме, поэтому эти гены (даже рецессивные) будут проявляться фенотипически, так как они представлены в генотипе в единственном числе. Такие гены получили название гемизиготных. Х-хромосома человека содержит ряд генов, рецессивные аллели которых определяют развитие тяжелых аномалий (гемофилия, дальтонизм и пр.). Эти аномалии чаще встречаются у мужчин (так как они гемизиготны), хотя носителем генов, обусловливающих эти аномалии, чаще бывает женщина. Например, если ХА - нормальная свертываемость крови, Ха - гемофилия и если женщина является носительницей гена гемофилии, то у фенотипически здоровых родителей может родиться сын-гемофилик:
Р
♀XAXa
норм. сверт. крови
×
♂XAY
норм. сверт. крови
Типы гамет
XA Xa
XA Y
F2
XAXA XАXa
♀ норм. сверт. крови
50%
XАY
♂ норм. сверт. крови
25%
XaY
♂ гемофилики
25%
Задачи для самостоятельного решения
-
Определите число типов гамет у организма с генотипом АаВВСс.
4 типа гамет.
-
Определите число типов гамет у организма с генотипом АаВвХдY.
8типов гамет
-
Определите число типов гамет у организма с генотипом ааВВIВi0. 2 типа гамет
-
Скрестили высокие растения с низкими растениями. В F1 - все растения среднего размера. Какое будет F2? 1/4 высоких, 2/4 средних и 1/4 низких (неполное доминирование).
-
Скрестили белого кролика с черным кроликом. В F1 все кролики черные. Какое будет F2? 5. 3/4 черных и 1/4 белых
-
Скрестили двух кроликов с серой шерстью. В F1 - 25% с черной шерстью, 50% - с серой и 25% с белой. Определите генотипы и объясните такое расщепление.
АА - черные, аа - белые, Аа - серые. Неполное доминирование.
-
Скрестили черного безрогого быка с белой рогатой коровой. В F1 получили 25% черных безрогих, 25% черных рогатых, 25%белых рогатых и 25% белых безрогих. Объясните это расщепление, если черный цвет и отсутствие рогов - доминантные признаки. Бык: АаВв, корова - аавв. Потомство: АаВв (черные безрогие), Аавв (черные рогатые), ааВв (белые рогатые), аавв (белые безрогие).
-
Скрестили дрозофил с красными глазами и нормальными крыльями с дрозофилами с белыми глазами и дефектными крыльями. В потомстве все мухи с красными глазами и дефектными крыльями. Какое будет потомство от скрещивания этих мух с обоими родителями?
А - красные глаза, а - белые глаза; В - дефектные крылья, в - нормальные. Исходные формы - ААвв и ааВВ, потомство АаВв.
Результаты скрещивания:
а) АаВв х ААвв
o F2 ААВв красные глаза, дефектные крылья
o АаВв красные глаза, дефектные крылья
o ААвв красные глаза, нормальные крылья
o Аавв красные глаза, нормальные крылья
б) АаВв х ааВВ
o F2 АаВВ красные глаза, дефектные крылья
o АаВв красные глаза, дефектные крылья
o ааВв белые глаза, дефектные крылья
o ааВВ белые глаза, дефектные крылья
-
Голубоглазый брюнет женился на кареглазой блондинке. Какие могут родиться дети, если оба родителя гетерозиготны?
А - карие глаза, а - голубые; В - темные волосы, в - светлые. Отец ааВв, мать - Аавв.
-
Р
ааВв
Аавв
Г
аВ, ав
Ав, ав
F1
АаВв - карие глаза, темные волосы
Аавв - карие глаза, светлые волосы
ааВв - голубые глаза, темные волосы
аавв - голубые глаза, светлые волосы
-
Мужчина правша с положительным резус-фактором женился на женщине левше с отрицательным резусом. Какие могут родиться дети, если мужчина гетерозиготен только по второму признаку?
А - правша, а - левша; В - положительный резус, в - отрицательный. Отец ААВв, мать - аавв. Дети: 50% АаВв (правша, положительный резус) и 50% Аавв (правша, отрицательный резус).
-
У матери и у отца 3 группа крови (оба родителя гетерозиготны). Какая группа крови возможна у детей?
Отец и мать - IВi0. У детей возможна третья группа крови (вероятность рождения - 75%) или первая группа крови (вероятность рождения - 25%).
-
У матери 1 группа крови, у ребенка - 3 группа. Какая группа крови невозможна для отца?
Мать i0i0, ребенок IВi0; от матери он получил ген i0, а от отца - IВ. Для отца невозможны следующие группы крови: вторая IАIА, третья IВIВ, первая i0i0, четвертая IАIВ.
-
У отца первая группа крови, у матери - вторая. Какова вероятность рождения ребенка с первой группой крови?
Ребенок с первой группой крови может родиться только в том случае, если его мать гетерозиготна. В этом случае вероятность рождения составляет 50%.
-
Голубоглазая женщина с 3 группой крови (ее родители имели третью группу крови) вышла замуж за кареглазого мужчину со 2 группой крови (его отец имел голубые глаза и первую группу крови). Какие могут родиться дети?
А - карие глаза, а - голубые. Женщина ааIВIВ, мужчина АаIАi0. Дети: АаIАIВ (карие глаза, четвертая группа), АаIВi0 (карие глаза, третья группа), ааIАIВ (голубые глаза, четвертая группа), ааIВi0 (голубые глаза, третья группа).
-
Мужчина-гемофилик, правша (его мать была левшой) женился на женщине левше с нормальной кровью (ее отец и мать были здоровы). Какие могут родиться дети от этого брака?
А - правша, а - левша. Мужчина АаXhY, женщина ааXHXH. Дети АаXHY (здоровый мальчик, правша), АаXHXh (здоровая девочка, носительница, правша), ааXHY (здоровый мальчик, левша), ааXHXh (здоровая девочка, носительница, левша).
-
Скрестили растения земляники с красными плодами и длинночерешковыми листьями с растениями земляники с белыми плодами и короткочерешковыми листьями. Какое может быть потомство, если красная окраска и короткочерешковые листья доминируют, при этом оба родительских растения гетерозиготны?
А - красные плоды, а - белые; В - короткочерешковые, в - длинночерешковые.
Родители: Аавв и ааВв. Потомство: АаВв (красные плоды, короткочерешковые), Аавв (красные плоды, длинночерешковые), ааВв (белые плоды, короткочерешковые), аавв (белые плоды, длинночерешковые).
-
Мужчина с карими глазами и 3 группой крови женился на женщине с карими глазами и 3 группой крови. У них родился голубоглазый ребенок с 1 группой крови. Определите генотипы всех лиц, указанных в задаче.
А - карие глаза, а - голубые. Женщина АаIВI0, мужчина АаIВi0. Ребенок: ааI0I0
-
Скрестили дыни с белыми овальными плодами с растениями, имевшими белые шаровидные плоды. В потомстве получены следующие растения: 3/8 с белыми овальными, 3/8 с белыми шаровидными, 1/8 с желтыми овальными и 1/8 с желтыми шаровидными плодами. Определите генотипы исходных растений и потомков, если у дыни белая окраска доминирует над жел той, овальная форма плода - над шаровидной.
А - белая окраска, а - желтая; В - овальные плоды, в - круглые. Исходные растения: АаВв и Аавв. Потомство:
А_Вв - 3/8 с белыми овальными плодами,
А_вв - 3/8 с белы ми шаровидными плодами,
ааВв - 1/8 с желтыми овальными плодами,
аавв - 1/8 с желтыми шаровидными плодами.
Анализирующим называется скрещивание, при котором особь с неизвестным генотипом скрещивается с гомозиготой по рецессиву. Если во втором поколении гибридов произошло расщепление по анализируемому признаку, значит исследуемый объект не является чистой линией, т.е. гомозиготой.
Решите эту задачу:
Итак, вы все-таки купили черного водолаза. Щенок вырос и порадовал вас уже своими щенками. Но вот незадача: Среди черных щенков один оказался белым. Определите, почему произошло такое расщепление по окрасу? Запишите схему скрещивания /проекция на интерактивной доске/. Ребята предлагают разные варианты скрещивания.
Р: RR Rr
Чер. Чер.
G: R R r
F1: RR Rr
Чер. Чер.
- О чем говорят результаты скрещивания?
- В каком случае уже в первом поколении гибридов произойдет расщепление по фенотипу?
Р: Rr Rr
Чер. Чер.
G: R r R r
F1: RR Rr Rr rr
Чер. Чер. Чер. Бел.
Выводы:
Чтобы убедиться в том, что приобретается чистопородная собака, ее нужно скрестить с собакой белой масти.
Р: Rr rr
Чер. Бел.
G: R r r
F1: Rr rr
Чер. Бел.
Решите задачу.
Были взяты 6 серых кроликов и скрещены с рецессивным гомозиготным черным самцом. В пяти случаях все потомство состояло из серых кроликов. В одном случае среди 9 кроликов было 5 серых и 4 черных. Напишите генотипы родителей и потомства во всех случаях скрещивания.
ПРОВЕРКА /выводится на интерактивную доску/.
1 СЛУЧАЙ 2 СЛУЧАЙ
Р: хх ХХ Р: хх Хх
Чер. Сер. Чер. Сер.
G: х Х G: Х х
F1: Хх F1: хх Хх
Сер. Чер. Сер.
Наследование признаков сцепленных с полом.
В том случае, когда гены ответственные за формирование какого-либо признака, расположены в аутосомах, наследование осуществляется независимо от того, какой из родителей (мать или отец) являются носителем изучаемого признака. Но ситуация резко изменяется, когда признаки определяются генами, лежащими в половых хромосомах.
Признаки, развитие которых обусловлено генами, расположенными в одной из половых хромосом, называют сцепленными с половыми хромосомами (гоносомное наследование). X- хромосома значительно больше по своим размерам Y-хромосомы (Приложение 2). В X и Y- хромосомах имеются гомологичные участки, содержащие аллельные гены (А). Но в X- хромосоме есть большой участок, которому нет гомологичного в Y-хромосоме (В). Признаки, развитие которых детерминируют гены, расположенные в негомологичном участке X- хромосомы, называются сцепленными с X- хромосомой. Таких признаков для человека описано около 200 (дальтонизм, гемофилия - рецессивные и доминантные - рахит, темная эмаль зубов и др.)
Голандрические признаки детерминируются генами, расположенными в негомологичном участке Y-хромосомы (С), и проявляются фенотипически только у мужчин и передаются от отца ко всем сыновьям. Таких генов описано 6 (ихтиоз, волосатость ушей, перепонка между пальцами ног и др.)
Работа у доски - решение генетической задачи.
Задача. Рецессивный ген гемофилии (несвертываемость крови) сцеплен с X- хромосомой (с полом). Отец девушки страдает гемофилией, тогда как мать в этом отношении здорова и происходит из семьи, благополучной по данному заболеванию. Девушка выходит замуж за здорового юношу. Что можно сказать о будущих сыновьях и дочерях.
Дано:
Объект: человек
Признаки: нормальная свертываемость крови- H, гемофилия- h
Определить: рождение в семье здоровых и больных сыновей и дочерей.
Решение: отец девушки - гемофилик, значит, единственная X- хромосома в его генотипе несет рецессивный ген. Мать девушки и ее предки здоровы: следовательно, полученная от нее дочерью вторая X- хромосома имеет доминантный ген нормальной свертываемости крови. Таким образом, генотип девушки XHXh, генотип юноши XHY .
Ответ: все дочери будут фенотипически здоровы, но из них 50% могут оказаться носителями гена гемофилии, а сыновья 50% - здоровы, 50% - гемофилики.
Такое наследование получило название "крисс - кросс" (или крест-накрест) сыновья наследуют фенотипический признак матери, а дочери - признак отца.
"Почему не бывает черепаховых котов?"
Рассмотрим, как наследуется окраска у кошек. Часто встречаются черные коты и черные кошки, рыжие коты и редко рыжие кошки, но котов с черепаховой окраской не бывает. Этот факт объяснили, когда выяснили, что наследование данного признака сцеплено с полом.
Какое потомство получится от скрещивания черной кошки и рыжего кота, если ген черной окраски шерсти доминантен по отношению к гену рыжей окраски и наследуется сцеплено с Х - хромосомой?
Решение задачи:
Черная окраска кошек определяется геном В, рыжая - геном b. Эти гены расположены в Х-хромосоме. В У - хромосоме они отсутствуют. Обозначим Х-хромосому, несущую аллель В - ХВ, а Х-хромосому с аллелем b - Хb. Поэтому возможны такие комбинации:
ХBXВ - черная кошка; ХBУ - черный кот
XbХb - рыжая кошка; ХbУ - рыжий кот
ХBХb - черепаховая кошка
Так как мужская особь имеет только одну Х-хромосому, то кот может быть или черным, или рыжим, но не может иметь черепаховую окраску, потому что для ее развития необходимо одновременное присутствие генов B и b.
Редко встречаются коты с черепаховой окраской, но они, как правило, бесплодны, так как их генотип ХХY, т.е. при мейозе у одного из родителей произошло не расхождение хромосом.