Составьте задачу по предложенной картинке.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Новые слова и выражения:

Русский язык	Родной язык
Неполное доминирование
Промежуточное наследование
Среднее выражение признака

Домашнее задание: прочитайте тему занятия. Запишите новые слова и выражения. Выучите определения: неполное доминирование.

 

ЗАНЯТИЕ № 5

 Тема занятия: Дигибридное скрещивание. Закон независимого наследования признаков.

Цель занятия: Познакомиться с одновременным наследованием двух признаков. Познакомиться с законом независимого наследования признаков. Научиться решать задачи на дигибридное скрещивание.

 

В природе скрещивание обычно происходит между особями, которые различаются по многим признакам. Какие же в этом случае законы наследования? Чтобы ответить на этот вопрос Г. Мендель провел опыты по скрещиванию растений гороха, у которого семена отличались по цвету и форме. То есть, было прослежено наследование двух признаков. Скрещивание по двум признакам называется дигибридным. Дигибридное скрещивание - это скрещивание организмов, различающихся по двум парам альтернативных признаков.

 

Буквенная символика по Г. Менделю

A – Доминантный признак желтой окраски семян гороха.

a – рецессивный признак зеленой окраски семян гороха.

B – доминантный признак гладкой поверхности семян гороха.

b – рецессивный признак морщинистой поверхности семян гороха.

Aa – аллельные гены окраски.

Bb – аллельные гены поверхности.

AA – доминантная гомозигота.

aa – рецессивная гомозигота.

Aa – гетерозигота при моногибридном скрещивании.

AaBb – дигетерозигота

 

Г. Мендель брал чистые линии гороха, которые отличались по цвету и форме семян: одна из них имела семена желтого цвета и гладкую поверхность, другая - зеленые семена с морщинистой поверхностью. В первом поколении при скрещивании этихдвух чистых линий было получено потомство, единообразное по фенотипу: все растения имели желтые и гладкие семена. То есть соблюдался закон единообразия (I закон Г. Менделя). Запишем генетическую запись скрещивания: А – ген желтой окраски семян; а – ген зеленой окраски семян

В – ген гладкой поверхности семян; в – ген морщинистой поверхности семян.

 

P	♀ ААВВ	х	♂ аа bb
	Желтые, гладкие		Зеленые, морщинистые
G	АВ		а b
F1	АаBb
	Желтые, гладкие

В первом поколении при дигибридном скрещивании (как и при моногибридном) наблюдалось единообразие гибридов первого поколения как по генотипу, так и по фенотипу.

Затем Г. Мендель скрестил между собой гибриды первого поколения. Вновь было получено многочисленное потомство. В потомстве 9/16 растений имели желтые и гладкие семена, 3/16 – желтые и морщинистые, 3/16 – зеленые и гладкие, а 1/16 –зеленые и морщинистые семена.

Таким образом, расщепление у гибридов второго поколения по фенотипу составляет 9:3:3:1. Запишем генетическую схему скрещивания:

P	♀ АаВ b	х	♂ АаВ b
	Желтые, гладкие		Желтые, гладкие
G	АВ; Ab; aB; ab		АВ; Ab; aB; ab

 

Соединим полученные гаметы с помощью решетки Пеннета:

♂ ♀	AB	Ab	aB	ab
AB	AABB жел. глад.	AABb жел. глад.	AaBB жел. глад.	AaBb жел. глад.
Ab	AABb жел. глад.	AАbb жел. мор.	AaBb жел. глад.	Aabb жел.  мор.
AB	AaBB жел. глад.	AaBb жел. глад.	а aBB зел. глад.	а aBb зел. глад.
Ab	AaBb жел. глад.	Aabb жел. мор.	а aBb зел. глад.	аabb зел.  мор.

В решетке Пеннета записываются женские гаметы (по вертикали) и мужские гаметы (по горизонтали). На пересечении гамет записывается гибрид (потомок).

 

 

Рисунок 14. Дигибридное скрещивание.

 

Когда Г. Мендель подсчитал расщепление по каждой паре признаков отдельно, он получил следующие результаты: по цвету семян: 12 желтых к 4-м зеленым, что соответствует расщеплению в соотношении 3:1 (как при моногибридном скрещивании), по форме семян так же: 12 гладких к 4-м морщинистым, что тоже соответствует расщеплению 3:1.

Таким образом, было установлено, что при дигибридном скрещивании признаки наследуются независимо друг от друга. Эта закономерность была названа законом независимого наследования признаков. Его можно сформулировать следующим образом: при скрещивании особей, отличающихся друг от друга по двум парам альтернативных признаков, расщепление по каждой паре признаков происходит независимо от другой пары признаков.

Этот закон выполняется только для несцепленных признаков. То есть признак кодируется генами, которые находятся в разных парах гомологичных хромосом.

 

ЗАПОМНИТЕ! 1. При дигибридном скрещивании рассматривается наследование двух признаков. 2. Для дигибридного скрещивания подходят те же законы, что и для моногибридного скрещивания.

ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

 

Задача: «Гены красной окраски и округлой формы помидоров являются доминантными, а желтой окраски и грушевидной формы являются рецессивными генами. Какие плоды получатся при скрещивании доминантной гомозиготы с рецессивной гомозиготой? А какие потомки получатся при скрещивании гибридов первого поколения между собой»

                  

Рисунок 15. Красные томаты с округлой формой плодов и желтые томаты с грушевидной формой плодов.

 

Образец решения:

В задаче рассматривается наследование двух альтернативных признаков. Ген красной окраски является доминантным, обозначим его (А), ген желтой окраски рецессивный – обозначим его (а). Ген округлой формы также доминантный – обозначим его (В), а ген грушевидной формы рецессивный – значит обозначим его (b). В первом скрещивании скрещиваются гомозиготные особи, а значит их генотипы ААВВ и aabb.

Действует I з.Г.Менделя, и согласно ему все гибриды будут единообразны по генотипу и фенотипу (АаВb, дигетерозигота, плоды будут имет красную окраску и округлую форму). При скрещивании этих потомков между собой (АаВbхАаВb) согласно II закона Менделя будет наблюдаться расщепление. Так, как это дигибридное скрещивание, то расщепление составит: 9:3:3:1.

 

Дано:                                                                          Решение:

P1	♀ ААВВ	х	♂ ааbb
	Красные округлые		Желтые грушевидные
G	АВ; АВ		аb; аb
F1	АаВb
	Красные, округлые.

А – ген красной окраски

а - ген желтой окраски

В – ген округлой формы

b- ген грушевидной формы

F₁ -? F₂ -? 

 

 

P2	♀ АаВb	х	♂ АаВb
	Красные округлые		Красные округлые
G	АВ; Аb; аВ; ab		АВ; Аb; аВ; ab
F2	АаВb
	9 Красные, округлые; 3.

 

 

        

 

Ответ: При скрещивании гетерозиготных животных получится три рыжие особи и одна белая. Из них одна гомозигота по доминантному признаку, две гетерозиготы и одна гомозигота по рецессивному признаку

 

 Задания и упражнения:

 

1. Составьте выражения со следующими словами:

1-е слово	2-е слово	Словосочетание
Моногибридное	Семена	Моногибридное скрещивание
Доминантная	Линии
Независимое	Признаки
Зеленые	Второго поколения
Альтернативные	Скрещивание
Дигибридное	Семена
Чистые	Организм
Женский	Дигетерозигота
Гладкие	Наследование
Гибриды	Скрещивание

 

2. Ответьте на вопросы.

- Какие признаки гороха рассматривал Г. Мендель в опытах по дигибридному скрещиванию?

Цвет семян
Размеры семян
Поверхность семян
Окраску цветов

- Отметьте в таблице дигетерозиготные организмы:

ААВВ	АаВb	ааbb	ССdd	ВВCC	ВвCc	ссDD	DDEE	DdEe	ddee

 

- Выполняются ли законы Г.Менделя при дигибридном скрещивании?

Да, выполняются
Нет, не выполняются

- Напишите гаметы для следующих организмов:

ГЕНОТИП	ГАМЕТЫ (G)
AABB	AB; AB; AB; AB
aabb
AaBb
AaBB
Aabb
AABb
AAbb

 

- Закончите определение: Дигибридное скрещивание – это скрещивание, при котором_______________________________________________

______________________________________________________________

3. Решите задачу: «У человека ахондроплазия (наследственная карликовость) и карий цвет глаз определяются несцепленными доминантными генами. Оба родителя страдают ахондроплазией и имеют карие глаза. В их семье трое детей: голубоглазый сын с ахондроплазией, кареглазый сын с нормальным ростом и голубоглазая дочь нормального роста. Какова вероятность того, что следующий ребенок будет кареглазым и будет иметь нормальный рост?»

 

 

Дано:                                                                          Решение: Ответ:

 

4. Решите задачу: «У кареглазой женщины – левши и голубоглазого мужчины – правши четверо детей, каждый из которых отличается по одному признаку. Каковы генотипы родителей и потомков, если известно, что карий цвет глаз и преимущественное владение правой рукой – доминантные признаки?»

Рисунок. Карий и голубой цвет глаз.

Рисунок. Преимущественное владение правой рукой (правша), преимущественное владение левой рукой (левша).

 

Дано:                                                                          Решение: Ответ:

 

5. Решите задачу: «От скрещивания черной курицы без гребня с красным петухом, обладающим гребнем, все потомки первого поколения имели гребень и черное оперение. Как распределятся эти признаки среди особей второго поколения?»

Рисунок. Черная курица без гребня, красный петух с гребнем.

Дано:                                                                          Решение: Ответ:

 

6. Решите задачу: «У томатов красная окраска плодов доминирует над желтой, круглая форма – над грушевидной. При скрещивании красных томатов с круглой формой между собой было получено 36 тонн круглых красных томатов, 12 тонн круглых желтых и 12 тонн красных грушевидных. Сколько желтых грушевидных томатов было получено?»

 

 

 

 

Дано:                                                                          Решение: Ответ:

 

7. Решите задачу: «У человека имеется две формы глухонемоты, каждая из которых определяется своим рецессивным геном. Какова вероятность рождения глухонемых детей в семье, где родители страдают разными формами глухонемоты, а по другой паре генов глухонемоты каждый из них гетерозиготен?»

Рисунок. Глухонемота у человека.

 

Дано:                                                                          Решение: Ответ:

 

8. Составьте условие задачи по предложенной картинке.

Рисунок. Наследование генов окраски и структуры шерсти у морских свинок.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. Составьте условие задачи по предложенной картинке.

Рисунок. Наследование генов окраски и поверхности семян у кукурузы.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________

 

Новые слова и выражения:

Русский язык	Родной язык
дигибридное
скрещивание
дигибридное скрещивание
признак
цвет
поверхность семян
желтый
зеленый
гладкий
морщинистый
наследование
независимый
независимое наследование
расщепление
решетка Пеннета

Домашнее задание: прочитайте тему занятия. Запишите новые слова и выражения. Выучите определения: альтернативный признак, дигибридное скрещивание, закон независимого наследования признаков.

ЗАНЯТИЕ № 6

 Тема занятия: Мутагенные факторы, мутации.

Цель занятия: Познакомиться с понятием и классификациями мутаций. Выявить причины изменений генотипа.

 

Мутации – стойкие изменения генотипа. Существует несколько классификаций мутаций.

1) Генеративные и соматические мутации. Генеративные мутации происходят в половых клетках и обязательно наследуются. Соматические мутации происходят в соматических клетках.

2) Спонтанные и индуцированные мутации. Спонтанные мутации происходят внезапно. Это связано с ошибками при реализации наследственной информации. Индуцированные мутации происходят под действием мутагенных факторов (мутагенов).

Мутагенные факторы – это факторы внешней среды, которые оказывают влияние на наследственный аппарат организма и приводят к его изменению. Все мутагенные факторы можно разделить на три большие группы: физические, химические и биологические.

Физические мутагены	Химические мутагены	Биологические мутагены
Высокая и низкая температура; сильные и слабые магнитные и электрические поля; радиация	наркотические вещества, алкоголь, бензол, ксилол, формалин	вирусы коревой краснухи и гепатита

3) Генные, хромосомные и геномные мутации.

Генные (точковые) мутации – это изменения в структуре гена. Это может быть:

- выпадение нуклеотида (или группы нуклеотидов) из цепи ДНК

- встраивание дополнительного нуклеотида (или группы)

- замена одного нуклеотида на другой и т.д.

Изменение структуры ДНК (т.е. гена) приводит к изменению белка, за который данный ген отвечает, а, следовательно, и признака, обусловленого данным геном. Примерами генных мутаций являются альбинизм, белая прядь в волосах у человека и т.д.

Хромосомные мутации (аберрации) – это изменения в структуре хромосом.

- Нехватка – потеря участка с конца хромосомы

- Делеция – выпадение участка из середины хромосомы

- Инверсия – разворот хромосомного участка на 180⁰

- Дупликация – удвоение хромлсомного участка

- Транслокация – присоединение к хромосоме негомологичного участка. Хромосомные мутации затрагивают группу генов, поэтому изменения в организме, которые они вызывают, очень серьезны. Например, синдром «кошачьего крика» – делеция пятой хромосомы, проявляется в виде множественных пороков развития ребенка и приводит к смертельному исходу.

 

 

Рисунок 16. Делеция, полидактилия, «волчья пасть», волосатость.

 

     

 

Рисунок 17. Хромосомные мутации.

Геномные мутации – это изменения хромосомного набора организма, которые связаны с нерасхождением хромосом во время мейоза и попаданием в гамету иного, чем гаплоидный, набора хромосом.

А) Полиплоидия – это увеличение хромосомного набора кратно гаплоидному. Возникает, когда хромосомы при мейозе полностью не расходятся, а все попадают в одну половую клетку. В результате гамета получает диплоидный набор хромосом, и при слиянии даже с обычной гаплоидной гаметой хромосомный набор зиготы становится триплоидным. Полиплоидия у растений – явление, довольно часто встречающееся, и проявляется в увеличении размеров вегетативных органов, цветов и плодов. В селекции растений полиплоидов получают искусственно, чтобы повысить урожайность. У человека полиплоидия несовместима с жизнью.

Б) Гетероплоидия – это изменение хромосомного набора не кратно гаплоидному. Такого рода мутации возникают по причине не расхождения одной или нескольких пар хромосом. В результате в зиготу попадает на одну или несколько хромосом больше или меньше. Наиболее известный пример такой мутации у человека – синдром Дауна. Люди с этим синдромом имеют не две, а три хромосомы в 21-ой паре (трисомия по 21-ой хромосоме). Проявлениями этого нарушения являются умственная отсталость разной степени, снижение иммунитета, сокращенная продолжительность жизни.

 

                    

             Рисунок 18. Трисомия по 21-й хромосоме (синдром Дауна)

 

 Задания и упражнения:

 

1. Ответьте на вопросы.

- Что такое мутация? ___________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________

 

- Перечислите мутагенные факторы:______________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________

 

- Чем отличаются спонтанные мутации от индуцированных мутаций?

Спонтанные мутации	Индуцированные мутации

- Дайте характеристику генным мутациям:_________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

- Какие бывают типы хромосомных мутаций?______________________

____________________________________________________________________________________________________________________________

 

- Приведите примеры геномных мутаций?_________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Новые слова и выражения:

Русский язык	Родной язык
генотип
фенотип
проявление
нарушение
изменение
мутация
генеративный
соматический
спонтанный
индуцированный
мутагенный фактор
классификация
генный
хромосомный
геномный

 Контрольный тест.

 

1. Продолжите определение: «Генетика – это наука о _______________

____________________________________________________________________________________________________________________________

 

2. Продолжите определение: «Моногибридное скрещивание – это ____

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

3. Сформулируйте гипотезу «чистоты гамет»: ____________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Напишите генетическую запись I закона Г. Менделя:

 

5. Решите задачу: «У овса ранняя спелость доминирует над поздней спелостью. Какое потомство получиться от скрещивания позднеспелого овса с гомозиготным раннеспелым растением?»

Дано:                                                             Решение:     Ответ:

 

6. Сформулируйте II закон Г. Менделя___________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Решите задачу: «Комолость (отсутствие рогов) у крупнорогатого скота доминирует над рогатостью. От скрещивания комолых животных получились комолые и рогатые телята. Определите генотипы всех животных.»

Дано:                                                             Решение:     Ответ:

8. Продолжите определение: «Дигибридное скрещивание – это ______

____________________________________________________________________________________________________________________________

9. Сформулируйте закон независимого наследования признаков____

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

10. Решите задачу: «Скрещивались две породы тутового шелкопряда, которые отличались следующими двумя признаками: одна из них дает одноцветных гусениц, плетущих желтые коконы, а другая дает полосатых гусениц, плетущих белые коконы. Гибриды первого поколения были полосатыми и плели желтые коконы. У гибридов второго поколения наблюдалось расщепление:

6385 – полосатые гусеницы, плетущие желтые коконы

2147 – полосатые гусеницы, плетущие белые коконы

2099 – одноцветные гусеницы, плетущие желтые коконы

691 – одноцветные гусеницы, плетущие белые коконы

Определите генотипы всех участников скрещивания.»

Дано:                                                             Решение:   Ответ:

Задачи для самостоятельного решения.

1. Гладкая окраска арбузов наследуется как рецессивный признак. Какое потомство получится от скрещивания двух гетерозиготных растений с полосатыми плодами?

2. Седая прядь волос у человека доминантный признак. Определите генотипы родителей и детей, если известно, что у матери есть седая прядь волос, у отца нет, а из двух детей седую прядь имеет только один?

3. Фенилкетонурия наследуется как рецессивный признак. Жена гетерозиготна по этому гену, муж гомозиготен по нормальному аллелю этого гена. Какова вероятность рождения у них больного ребенка?

4. Комолость у крупнорогатого скота доминирует над рогатостью. Комолый бык «Васька» был скрещен с тремя коровами. От скрещивания с рогатой коровой «Зорькой» родился рогатый теленок, с рогатой коровой «Буренкой» родился комолый ребенок, с комолой коровой «Звездочкой» родился рогатый теленок. Каковы генотипы всех животных?

5. Наследование резус-фактора происходит по аутосомно-доминантному типу. Доминирует положительный резус фактор. Если муж и жена являются резус положительными, то может ли их ребенок быть резус отрицательным?

6. У отца IV группа крови, а у матери I группа крови. Могут ли их дети унаследовать группы крови одного из родителей?

7. Родители имеют II и III группы крови. Какие группы крови следует ожидать у потомства?

8. У крупнорогатого скота шотгорнской породы ген красной окраски и ген белой окраски дают в гетерозиготном состоянии чалую окраску. Какая часть потомства от скрещивания двух чалых родителей должна быть чалой окраски?

9. Редкий ген (а) вызывает у человека отсутствие глазных яблок. Аллельный ему ген (А) обуславливает нормальное развитие глаз. У гетерозигот глазные яблоки уменьшены. Супруги гетерозиготны по этому гену. Определите расщепление у гибридов первого поколения по фенотипу и генотипу?

10.  У плодов земляники красная окраска неполно доминирует над белой окраской. Какой цвет будут иметь ягоды в первом и во втором поколении, если родительские организмы были гомозиготны и имели красную и белую окраски?

11. Известно, что ген шестипалости (одной из разновидностей полидактилии), как и ген, контролирующий наличие веснушек, – доминантные гены, расположенные в разных парах аутосом. Женщина с нормальным количеством пальцев на руках и с веснушками на лице вступает в брак с мужчиной, у которого также по пять пальцев на каждой руке, но не от рождения, а после перенесенной в детстве операции по удалению шестого пальца на каждой руке. Веснушек на лице мужчины не было от рождения, нет и в настоящее время. В этой семье имеется единственный ребенок: пятипалый, как и мать, и без веснушек, как отец. Высчитать, каков был шанс у этих родителей создать именно такого ребенка.

12.  Мужчина, страдающий диабетом и косолапостью, вступает в брак со здоровой (по этим признакам) женщиной. Рождаются дети: первый – диабетик, но не косолапый; второй – косолапый, но не диабетик. Определить вероятность того, что такие дети в этой семье могли появиться, если известно, что косолапость и отсутствие наследственно обусловленной предрасположенности к диабету наследуются по аутосомно-доминантному типу

ГЛОССАРИЙ

Аллельные гены – гены, расположенные в одних и тех же локусах гомологичных хромосом.

Альтернативные признаки – контрастные признаки (окраска семян гороха желтая и зеленая).

Гамета – половая клетка.

Ген – участок молекулы ДНК.

Генетика – наука о наследственности и изменчивости организмов.

Генотип - совокупность наследственных признаков организма.

Гетерозигота – зигота, которая имеет два разных аллеля одного гена (Аа).

Гомозигота – зигота, которая имеет одинаковые аллели гена (АА или аа).

Гомологичные хромосомы – парные хромосомы, одинаковые по форме, размерам, набору генов.

Доминантный признак – преобладающий (проявляющийся) признак.

Зигота – клетка, которая образуется при слиянии двух гамет. Содержит диплоидный набор хромосом.

Локус – участок хромосомы, в котором расположен ген.

Рецессивный признак – подавляемый (непроявляющийся) признак.

Фенотип – совокупность признаков и свойств организма.

Законы Г. Менделя

Название	Формулировка
Гипотеза чистоты гамет	При образовании гамет пары альтернативных признаков не смешиваются и по одному из каждой пары переходят в гаметы в чистом виде.
I закон (правило единообразия гибридов первого поколения)	При моногибридном скрещивании у гибридов первого поколения проявляются только доминантные признаки. Все потомство единообразно по фенотипу и генотипу.
II закон (закон расщепления)	При самоопылении гибридов первого поколения в потомстве происходит расщепление признаков в отношении 3:1 по фенотипу и в отношении 1:2:1 по генотипу.
III закон (закон независимого наследования)	При дигибридном скрещивании у гибридов каждая пара признаков наследуется независимо от других и дает с ним разные сочетания. Наблюдается расщепление по фенотипу в отношении 9:3:3:1.

 

Ответы к задачам для самостоятельного решения.

1. 3 полосатых арбуза и 1 гладкий арбуз.

2. Мать – гетерозигота, отец – рецессивная гомозигота, один ребенок- гетерозигота, а второй ребенок рецессивная гомозигота.

3. Вероятность равна нулю.

4. «Васька» и «Звездочка» - гетерозиготы, «Зорька» и «Буренка» - гомозиготы по рецессивному признаку. У телят представлены все генотипы.

5. Да, может, если оба родителя гетерозиготны.

6. Нет.

7. Все группы крови.

8. Половина потомства (50 %).

9. Расщепление по фенотипу и генотипу будут совпадать и составят соотношение: 1:2:1.

10.  Гибриды первого поколения будут гетерозиготны и будут иметь розовую окраску. У гибридов второго поколения будет наблюдаться расщепление по фенотипу и генотипу, которое будет составлять 1:2:1.

11.  Мать – гомозигота по гену пятипалости и гетерозиготна по гену веснушек, отец – гомозигота по гену веснушек и гетерозигота по гену пятипалости.

12.. Детей с диабетом, без косолапости – 1/4; косолапых, без диабета – 1/4.

Литература:

1. Алиханян С.И., Акифьев А.П., Чернин Л.С. Общая генетика. – Москва: «Высшая школа». - 1985.

2. Богданова Т.Л. Биология. Задания и упражнения. Пособие для поступающих в вузы. – Москва: «Высшая школа». - 1991.

3. Мамонтов С.Г. Пособие по биологии для поступающих в вузы. – Москва: «Высшая школа». - 1998.