При анализирующем скрещивании высокорослого растения: ЕГЭ по биологии 2023 задание 29: номер 28

Задачи на сцепленное наследование | ЕГЭ по биологии

Одна из самых сложных тем в генетике — сцепленный тип наследования. Чтобы определить его, нужно внимательно читать условие задачи и составлять схему. Если параметры отходят от тех, что встречаются в законах Менделя, можно сделать вывод о существовании сцепления. Разбираемся, как решать задачи на сцепленное наследование генов.  

Краткая теория

Впервые о сцепленном наследовании узнали ученые У. Бэтсон и Р. Пеннет. В 1906 году они проводили исследования на душистом горошке и выяснили, что не все потомство подчиняется закону независимого наследования. Впоследствии этим вопросом занимался Томас Морган. Его законы и являются основой при решении задач. Он изучал скрещивание дрозофил и вычислил, что большая часть потомства имеют родительские признаки. Лишь небольшой процент мушек стали кроссоверными. Он предположил, что образуется так называемая группа сцепления — несколько генов, которые наследуются совместно. Термины, касающиеся современной теории сцепленного наследования: 

• сцепленное наследование (рецессивное или доминантное) — совместное наследование участков, которые расположены в одной хромосоме. Иногда при образовании гамет происходит кроссинговер, и группы сцепления разрушаются. Особи получаются рекомбинантными;
• полное сцепление — гены расположены очень близко, всегда наследуются вместе;
• неполное сцепление — расстояние есть, кроссинговер возможен.

Приведем хромосомную теорию наследственности Моргана. Она пригодится при решении задач на сцепленное наследование признаков: 

• гены располагаются в хромосомах. Их количество и состав для негомологичных хромосом уникален;
• у каждого гена есть свое место, называемое локусом;
• распределение генов — точно заданная линейная последовательность;
• гены из одной хромосомы образуют группу сцепления. Количество таких групп равно гаплоидному набору хромосом;
• рекомбинантные хромосомы образуются при нарушении сцепления, кроссинговере;
• для создания хромосомных карт нужно знать расстояние между генами. Оно определяется из частоты рекомбинации. 1 морганида равна 1% кроссинговера.

Пример решения задачи

Решим задачу на скрещивание.

Задание. В качестве родительской особи использовалось высокорослое растение с цельной листовой пластинкой. Провели анализирующее скрещивание. В потомстве были высокорослые растения: 42 с расчлененной пластинкой, 9 с цельной, и карликовые: 40 с цельной, 10 с расчлененной.

Решение. Потомство представлено 4 фенотипическими группами. Скрещивание анализирующее, следовательно, одна из взятых особей — дигомозигота по рецессиву, а другая —  дигетерозигота. Фенотип указывает на доминантные аллели. Кратко записываем условие: 

А — высокий рост

а — карликовый рост

B — цельные листья

b — расчлененные листья

Определяем фенотипические группы, соответствующие наибольшему количеству потомства: высокорослость + расчлененная пластина, карликовость + цельная пластина. Они указывают на сцепленные гены. Записываем схему, включая в нее эту информацию. 

Р:    AaBb                 х               aabb

    высок, цельн             карлик, расчлен

G:   AB,    Ab (сцеп),    aB (сцеп),     ab

F:   AaBb                Aabb                       aaBb                  aabb

   высок, цельн     высок, расчлен    карлик, цельн      карлик, расчлен

В ответе указываем, что наблюдается неполное сцепление, для 2 гамет из 4 произошел кроссинговер.  

Мы провели анализ сцепленного наследования. Чтобы точно решить задание на экзамене, практикуйтесь. Сложно учиться самостоятельно? Записывайтесь на курсы подготовки к ЕГЭ «Уникум» при Российском университете дружбы народов. Их преимущества: 

• учеба в главном корпусе университета м. Беляево/Юго-Западная. Это полное погружение в атмосферу студенчества;
• опытные преподаватели-эксперты ЕГЭ, которые помогут повысить ваши баллы;
• при поступлении в РУДН предоставляется скидка на первый год обучения. 

Содержание данной статьи носит ознакомительный характер. Для подготовки к сдаче ЕГЭ пользуйтесь дополнительными источниками информации!

Законы генетики. Врожденная близорукость презентация, доклад

Врожденная близорукость наследуется как аутосомный доминантный признак, отсутствие веснушек – как аутосомный рецессивный признак. Признаки находятся в разных парах хромосом. У отца врожденная близорукость и отсутствие веснушек, у матери нормальное зрение и веснушки. В семье трое детей, двое близорукие без веснушек, один с нормальным зрением и веснушками. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и родившихся детей. Рассчитайте вероятность рождения детей близоруких с веснушками. Объясните, какой закон имеет место в данном случае.

Известно, что хорея Гентингтона (А) – заболевание, проявляющееся после 35-40 лет и сопровождающееся прогрессирующим нарушением функций головного мозга, — и положительный резус-фактор (R) наследуется как несцепленные аутосомно-доминантные признаки. Отец является дигетерозиготным по этим генам, а мать здорова и имеет отрицательный резус. Составьте схему решения задачи и определите генотипы родителей, возможного потомства и вероятность рождения здоровых детей с отрицательным резусом. Какой закон наследственности проявляется в данном случае?

При скрещивании душистого горошка с яркой окраской цветков и усами с растениями с бледной окраской цветков и без усов (гены сцеплены) в F1 все растения были с яркими цветками и усами. При скрещивании между собой гибридов F1 были получены растения: с яркими цветками и усами, бледными цветками и без усов. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, потомства F1 и F2. Какие законы наследственности проявляются в данных скрещиваниях? Объясните появление двух фенотипических групп особей в F2.

Скрестили самцов мух дрозофил с серым телом и нормальными крыльями с самками с черным телом и укороченными крыльями. В первом поколении все особи были разнообразны с серым телом и нормальными крыльями. При скрещивании полученных гибридов между собой появилось 75% особей с серым телом и нормальными крыльями и 25% с черным телом и укороченными крыльями. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, потомства F1 и F2. Какие законы наследственности проявляются в данных скрещиваниях? Объясните характер наследования признаков.

При анализирующем скрещивании высокорослого растения с цельной листовой пластинкой получили 9 высокорослых растений с цельной листовой пластинкой, 42 высокорослых растения с расчленённой листовой пластинкой, 40 карликовых растений с цельной листовой пластинкой и 10 карликовых растений с расчлененной листовой пластинкой. Определите генотипы и фенотипы родителей. Определите генотипы потомства. Объясните появление 4 фенотипических групп.

У канареек наличие хохолка зависит от аутосомного гена, ген окраски оперения сцеплен с Х-хромосомой. Гетерогаметным полом у птиц является женский пол.
Для хохлатой самки с зелёным оперением провели анализирующее скрещивание, в потомстве получилось четыре фенотипических класса, в которых были птицы с зелёным и коричневым оперением. Получившихся хохлатых потомков скрестили между собой. Может ли в этом скрещивании получиться потомство без хохолка? Определите генотипы, фенотипы и пол этого потомства без хохолка при условии его наличия.

Рецессивный сцепленный с Х- хромосомой
тип наследования признака

Доминантный аутосомный
тип наследования признака

Рецессивный сцепленный с Х- хромосомой
тип наследования признака

Рецессивный аутосомный
тип наследования признака

Рецессивный, сцепленный с Y-хромосомой (голандрический)
тип наследования признака

Доминантный аутосомный
тип наследования признака

Скачать презентацию

Менделевская генетика

Генетический анализ предшествовал Грегору Менделю, но законы Менделя
составляют теоретическую основу нашего понимания генетики
наследование.

Мендель внес два новшества в науку о генетике:

1. разработаны чистые линии
2. подсчитывал свои результаты и вел статистические записи

Pure Line — популяция, которая размножается настоящими
для определенного признака [это было важным нововведением, потому что любой нечистый
(сегрегация) поколение запутало бы и действительно запутало результаты генетического анализа.
эксперименты]

Результаты экспериментов Менделя

Термины и результаты, найденные в таблице

Фенотип — буквально означает «форма,
показан»; это внешний, физический вид определенной черты

Растения гороха Менделя проявляли следующие фенотипы:

• — круглый или морщинистый фенотип семян
• — желтый или зеленый фенотип семян
• — фенотип красных или белых цветков
• — высокий или карликовый фенотип растения

Цвет семян : Зеленые и желтые семена.

Форма семян : Морщинистые и круглые семена.

Что видно в поколении F ₁ ? Мы всегда видим только один
двух родительских фенотипов в этом поколении. Но F ₁ обладает
информация, необходимая для получения обоих родительских фенотипов в следующих
поколение. Ф ₂ поколение всегда производило соотношение 3:1, где доминирующее
признак присутствует в три раза чаще, чем рецессивный признак. Мендель придумал
два термина для описания взаимосвязи двух фенотипов на основе
F ₁ и F ₂ фенотипы.

Доминантный — аллель, проявляющая себя
за счет альтернативного аллеля; фенотип, который выражается в
поколение F ₁ от скрещивания двух чистых линий

Рецессивный — аллель, экспрессия которого
подавляется при наличии доминантного аллеля; фенотип, который исчезает
в поколении F ₁ от скрещивания двух чистых линий и вновь появляется в
F ₂ поколение

Выводы Менделя

1. Наследственные детерминанты имеют частный характер.
   Эти детерминанты называются генами.
2. У каждого родителя есть пара генов в каждой клетке для каждого изучаемого признака.
   Ф ₁ от скрещивания двух чистых линий содержит один аллель доминантного
   фенотип и один для рецессивного фенотипа. Эти два аллеля составляют
   пара генов.
3. Один член пары генов сегрегирует в гамету, т.
   каждая гамета несет только один член пары генов.
4. Гаметы объединяются случайным образом и независимо от другого гена
   участвуют пары.

Определения менделевской генетики

• Аллель — одна альтернативная форма данной аллельной пары; высокий
  карликовый – аллели высоты растения гороха; более двух аллелей
  могут существовать для любого конкретного гена, но только два из них будут найдены в пределах
  любой человек
• Аллельная пара — сочетание двух аллелей
  которые составляют пару генов
• Гомозигота — особь, содержащая
  только один аллель в аллельной паре; например, DD является гомозиготным доминантным
  и dd является гомозиготным рецессивным; чистые линии гомозиготны по гену
  интерес
• Гетерозигота — особь, содержащая
  один из каждого члена пары генов; например, гетерозигота Dd
• Генотип — специфическая комбинация аллелей
  для определенного гена или набора генов

Используя символы, мы можем изобразить крест высокой и низкой горошины.
растения следующим образом:

Поколение F ₂ было создано путем самоопыления растений F ₁ . Этот
можно изобразить графически в виде квадрата Пеннета. Из этих результатов Мендель
ввел несколько других терминов и сформулировал свой первый закон. Сначала Пеннетт
Показан квадрат.

Квадрат Пеннета позволяет определить конкретные генетические
отношения.

Генотипическое соотношение F ₂ : 1 DD : 2 Dd : 1 dd (или 3 D_ : 1 dd)

Соотношение фенотипов F ₂ : 3 высокорослые : 1 карликовые

Первый закон Менделя — закон сегрегации;
при образовании гамет каждый член аллельной пары отделяется от
другой член, формирующий генетическую конституцию гаметы

Подтверждение первого закона Менделя
Гипотеза

Благодаря этим наблюдениям Мендель мог выдвинуть гипотезу о
сегрегация. Чтобы проверить эту гипотезу, Мендель самоопылил растения F ₂ . Если его
закон был верным, он мог предсказать, каковы будут результаты. И действительно,
результаты произошли он ожидал.

По этим результатам мы теперь можем подтвердить генотип
F ₂ особей.

Таким образом, F ₂ генотипически представляет собой 1/4 Dd : 1/2 Dd : 1/4 dd

Эти данные также были доступны на площади Пеннета с использованием
гаметы особи F ₁ . Таким образом, несмотря на соотношение фенотипов 3:1.
соотношение генотипов 1:2:1

Мендель выполнил еще одно скрещивание, чтобы подтвердить гипотезу.
сегрегации — бэккросс. Помните, первый крест находится между двумя
родителей чистой линии для получения гетерозиготы F ₁ .

В этот момент вместо того, чтобы самоопылить F ₁ , Мендель пересек
это чистая линия, гомозиготное карликовое растение.

Бэккросс : Dd x dd

Бэккросс Один или (BC ₁ ) Фенотипы : 1 Высокий : 1 Карликовый

BC ₁ Генотипы : 1 Dd : 1 dd

Backcross — гибрид F ₁ с
один из гомозиготных родителей; для высоты растения гороха крест будет Dd
х ДД или Дд х дд; чаще всего, хотя бэккросс представляет собой скрещивание с полностью рецессивным
родитель

Testcross — кросс любой особи
гомозиготному рецессивному родителю; используется для определения того, является ли человек
гомозиготный доминантный или гетерозиготный

До сих пор все обсуждения концентрировались на моногибридных
кресты.

Моногибридное скрещивание — скрещивание между родителями
которые отличаются одной парой генов (обычно AA x аа )

Моногибрид — потомство двух родителей
гомозиготные по альтернативным аллелям пары генов

Помните — моногибридное скрещивание не является скрещиванием двух моногибридов.

Моногибриды хороши для описания отношений между
аллели. Когда аллель гомозиготен, он показывает свой фенотип. Это
фенотип гетерозиготы, что позволяет определить родство
аллелей.

Доминирование — способность одного аллеля к
выражать свой фенотип за счет альтернативного аллеля; основная форма
взаимодействия между аллелями; как правило, доминантный аллель дает
продукт гена, который не может быть рецессивным; поэтому доминантный аллель будет
выражать себя всякий раз, когда он присутствует

Copyright © 2000. Phillip McClean

Эксперименты Менделя: Пособие для учителя

Предыстория

В этой веб-лаборатории студенты экспериментируют с растениями садового гороха (Pisum sativum), как и австрийский монах Грегор Мендель (1822–1884). Мендель решил провести эксперимент с горохом, потому что он обладал четырьмя важными качествами:

1. Было показано, что горох является чистокровным (все потомство будет иметь одни и те же характеристики из поколения в поколение).
2. Горох демонстрирует множество контрастных признаков (пурпурные цветы против белых, круглые семена против морщинистых).
3. Форма цветка гороха защищала его от чужеродной пыльцы. Горох обычно размножается путем самоопыления, при котором пыльца, произведенная цветком, оплодотворяет яйца в том же цветке.
4. Горох быстро растет и не требует много места.

Признаки, изученные Менделем, перечислены ниже:

• Форма спелого семени (R) гладкая или морщинистая
• Цвет белка семян (Y) желтый или зеленый
• Цвет цветка (P) пурпурный или белый
• Форма спелых стручков (I) вздутые или сжатые
• Цвет незрелых стручков (G ) зеленый или желтый
• Положение цветков (A) осевое или верхушечное
• Длина стебля (T) высокий или карликовый

Назад к каталогу экспериментов Менделя

Эта веб-лаборатория состоит из пяти разделов, доступ к которым осуществляется с помощью кнопки «Разделы» в левом нижнем углу экрана. Учащиеся могут изучить всю веб-лабораторию, щелкнув ее, или перейти к определенным разделам с помощью меню. Каждый раздел описан ниже.

Введение

Мендель является проводником для студентов в веб-лаборатории. Когда он впервые появляется, он говорит: «Привет. Меня зовут Грегор Мендель. Я жил в Австрии в 1800-х годах, задолго до того, как кто-либо узнал о генах и генетике. Я экспериментировал с растениями, чтобы изучить, как признаки передаются от родителей к потомству, и обнаружил основные правила наследования, которые до сих пор используются в ваших учебниках. Приходите и попробуйте некоторые из моих экспериментов, чтобы увидеть, что вы можете узнать о наследовании. Нажмите «Далее», чтобы продолжить».

Следующий текст гласит: «Я использовал растения гороха, потому что они быстро и легко растут, и их различные черты легко увидеть и распознать».

Назад к каталогу экспериментов Менделя

Посадка и скрещивание

Этот раздел веб-лаборатории позволяет учащимся исследовать признаки, над которыми экспериментировал Мендель, а затем скрещивать растения гороха, чтобы увидеть, какое потомство они производят.

Мендель призывает учащихся: «Посадите пять растений гороха и посмотрите, как они выглядят». Когда учащиеся нажимают кнопку «Посадить», анимированный Мендель сажает и поливает пять растений гороха. Каждое из растений гороха быстро прорастает. Прокручивая растения курсором, учащийся может увидеть цвет стручка гороха, форму стручка, а также цвет и форму спелого семени.

Все различные вариации гороха можно увидеть в этих растущих горохах, хотя растения выбираются случайным образом при каждом запуске приложения. После того, как они посадили и вырастили пять растений, Мендель спрашивает учащихся, сколько отличительных признаков они видят в растениях. На следующем экране он показывает семь различных признаков:

1. Форма гороха (круглая или морщинистая)
2. Цвет гороха (зеленый или желтый)
3. Форма стручка (сжатый или вздутый)
4. Цвет стручка (зеленый или желтый)
5. Цвет цветка (фиолетовый или белый)
6. Размер растения (высокий или карликовый)
7. Положение цветков (осевое или верхушечное)
90 в растениях ниже:

Затем учащихся просят поэкспериментировать со скрещиванием растений. Используя пять растений, которые они вырастили, они могут скрестить любое растение с самим собой или с другим растением. Студенты могут начать замечать некоторые закономерности в том, как наследуются черты. Например, они могут признать, что растение с белыми цветками, скрещенное с самим собой, или другое растение с белыми цветками даст только растения с белыми цветками, в то время как растение с пурпурными цветками, скрещенное с самим собой или с другим растением с пурпурными цветками, иногда дает потомство с белыми цветками. Поощряя учащихся смотреть на отдельные черты во время экспериментов, вы можете обнаружить, что они начинают распознавать эти закономерности самостоятельно.

После того, как они сделали пять крестов, активируется кнопка «Далее», и учащиеся могут перейти к следующему разделу.

Вернуться к каталогу экспериментов Менделя

Предсказать результаты

В этом разделе веб-лаборатории учащиеся исследуют скрещивания растений и предсказывают, как будет выглядеть потомство этих скрещиваний.

На экране появляется растение с круглым горошком и случайным набором других признаков. Мендель говорит: «Скрестите это растение с самим собой. Какой формы горошины будет потомство?»

Когда учащийся перетаскивает растение в один из родительских блоков, появляется кнопка Крест. Когда ученик нажимает кнопку «Крестик», вырастает пять отпрысков. У некоторых потомков растения с круглым горошком горох морщинистый. Затем Мендель спрашивает: «Вы были удивлены, что растение с круглым горошком дало потомство с морщинистым горошком?»

На экране появляется растение с морщинистым горошком, и учащихся просят скрестить это растение с самим собой. Как и раньше, когда учащийся перетаскивает растение в один из родительских блоков, появляется кнопка Крест. Когда ученик нажимает кнопку «Крестик», вырастает пять отпрысков.

Появляется Мендель и спрашивает: «Что ты узнал о своем горохе?» Студенты, вероятно, узнают, что в то время как растение с круглым горошком дало некоторое потомство с морщинистым горошком, растение с морщинистым горошком произвело потомство только с морщинистым горошком. Это один из ключей к экспериментам Менделя — черта, которая не проявлялась в родительском поколении, появилась в поколении F1.

Когда ученик нажимает «Далее», на экране появляются два растения, оба с морщинистым горошком. Учащегося просят угадать форму горошины отпрысков (как круглую, так и морщинистую, круглую, все морщинистую или не может предсказать). Поскольку аллель, дающая морщинистый горох, является рецессивной, все потомки этого скрещивания будут иметь морщинистый горох.

Затем Мендель объясняет концепцию доминантных и рецессивных аллелей, говоря: «Выполняя свои эксперименты с горохом, я многое узнал о генетике и о том, как передаются признаки. Я заметил, что иногда у потомства появляются черты, которых не проявляли их родители. Я назвал черты, которые маскировали (или скрывали) другие черты, доминантными. Я назвал черты, которые казались скрытыми, рецессивными».

Вернуться к каталогу экспериментов Менделя

Родословная

В этом разделе веб-лаборатории учащиеся экспериментируют с растениями гороха, пытаясь определить, какие аллели являются доминантными, а какие рецессивными. Используя четыре разных растения гороха, учащиеся могут скрещивать растения друг с другом, чтобы определить доминирующее положение. Одна из стратегий, которую могут использовать учащиеся, состоит в том, чтобы скрещивать растения с самими собой — потомством, которое демонстрирует признак, отличный от родителя такого скрещивания, обладающего рецессивным аллелем (который был скрыт доминантным аллелем в родительском поколении).

Мендель говорит: «Используя эти растения, выясните, как передается признак цвета цветка. Какой цвет преобладает, белый или фиолетовый? Это родословная. Вы можете скрещивать растения сами с собой или друг с другом».

Когда учащийся нажимает на один из символов растения (белый или черный квадрат), появляется крестик. Если учащийся выбирает два растения, то два растения скрещиваются, и потомство появляется внизу. Если учащийся выбирает только одно растение и нажимает кнопку «Крест», растение самоопыляется, а потомство появляется ниже. Учащиеся могут скрещивать растения столько раз, сколько захотят, прежде чем решить, какой аллель является доминирующим.

Вернуться к каталогу экспериментов Менделя

Исследовать

Учащиеся могут изучить все семь признаков гороха, которые Мендель исследовал в этом разделе. В родословной появляются четыре растения гороха, и учащиеся могут выбрать, на какую черту они смотрят, с помощью раскрывающегося меню в верхнем левом углу экрана.

Когда учащиеся определили, какие аллели являются доминирующими, они могут записать свой выбор в свои блокноты, нажав кнопку «Просмотреть блокнот». Кнопка «Проверить» позволяет учащимся проверить ответы, которые они ввели в свои блокноты. В следующей таблице показаны все признаки и какие признаки являются доминантными, а какие рецессивными.

Признак	Доминирующее выражение	Рецессивное выражение
Форма созревших семян (R)	Гладкая	Морщинистый
Цвет семенного белка (Y)	Желтый	Зеленый
Цвет цветка (P)	Фиолетовый	Белый
Форма спелых стручков (I)	Надутый	Ограниченный
Цвет незрелых стручков (G)	Зеленый	Желтый
Расположение цветов (А)	Осевой	Терминал
Длина штока (T)	Высокий	Гном

Глоссарий

Осевой

Цветки расположены ближе к середине растения.