Урок по биологии на тему "Решение задач по генетике"

Решение задач по генетике

Цели урока:

• углубить и расширить знания о генотипе как целостной исторически сложившейся системе, о наследовании, сцепленным с полом;
• совершенствовать умения решать задачи по генетике разного типа;
• развивать логическое мышление;
• воспитывать культуру труда.

Форма урока: Урок-практикум

Оборудование: таблица “Взаимодействие генов”, “Сцепленное с полом наследование”

План урока:

1. Организационный момент (2 мин.).

2. Решение задач (34 мин.):

• на взаимодействие неаллельных генов:

а) комплементарность;
б) эпистаз;
в) полимерия.

• на сцепленное с полом наследование;
• на неполное доминирование.

3. Закрепление (8 мин.).

4. Домашнее задание (1 мин.).

Ход урока

1. Организационный момент: отмечаются отсутствующие, сообщается тема урока

2. Решение задач

На взаимодействие неаллельных генов

Среди неаллельных взаимодействий генов можно выделить следующие типы: комплементарность, эпистаз и полимерию. Главным при решении задач по данной теме является установление характера взаимодействия генов. Нужно помнить, что большинство типов взаимодействия генов влияют на формирование качественных признаков, знаний характерного фенотипического расщепления гибридов второго поколения, также может помочь при определении типа наследования.

Комплементарность - самый распространенный тип взаимодействия генов, так как по нему обеспечивается контроль цепей биосинтетических реакций. Известно, что синтез большинства сложных соединений представляет собой процесс многоэтапный и каждый этап данного процесса контролируется особым ферментом, детерминируется отдельным геном.

При комплементарности два неаллельных гена, находясь вместе в одном генотипе, определяют развитие нового признака. При этом могут быть разные типы расщепления во втором поколении - 9 : 3 : 3 : 1; 9 : 7; 9 : 6 : 1; 9 : 3 : 4.

В первом поколении наблюдается новообразование.

Задача Форма гребня у кур может быть местовидной, гороховидной, ореховидной и розовидной. Формирование ореховидного гребня зависит от присутствия двух доминантных генов (P и R), наличие одного из доминантных генов вызывает появление розовидного гребня (R) либо гороховидного гребня (Р), а комбинация рецессивных аллелей вызывает развитие простого местовидного гребня (rrpp). При скрещивании кур, имеющих ореховидные гребни, потомство получилось со всеми четырьмя формами гребней в отношении: 9/16 ореховидных; 3/16 - гороховидных; 3/16 - розовидных, 1/16 - местовидных. Определите вероятные соотношения фенотипов в потомстве от скрещивания получившихся гетерозиготных особей с гороховидными гребнями с гетерозиготными особями, имеющими розовидный гребень.

Приложение

Решетка Пеннета №1

Решетка Пеннета №2

Ответ:

1/4 - с простым

1/4 - с гороховидным

1/4 - с розовидным

1/4 - с ореховидным

Эпистаз - это такой тип взаимодействия генов, при котором доминантный аллель одного гена подавляет действие как доминантного, так и рецессивного аллелей другого гена. Расщепление в F₂ будет в соотношении 13 : 3 или 12 : 3 : 1 при доминантном в 9 : 3 : 4 или 9 : 7 - при рецессивном эпистазе. Во всех случаях, где присутствует ген-ингибитор, подавляемый ген фенотипически не проявляется.

Эпистаз можно сравнивать с полным доминированием. И в том, и в другом случае наблюдается подавление одного аллеля другим. Однако при эпистазе это аллели разных генов, а при доминировании аллели одного гена.

Задача: От скрещивания двух пород кур с белым оперением гибриды F₁ оказались тоже белые, а в F₂ получилось 650 белых и 150 окрашенных цыплят.

1. Сколько типов гамет образует гибрид F₁?

2. Сколько разных генотипов среди белых цыплят F₂?

3. Сколько белых цыплят полностью гомозиготны?

4. Сколько разных генотипов среди окрашенных цыплят F₂?

Сколько окрашенных цыплят полностью гомозиготны?

Приложение 

Решетка Пеннета

Ответ:

1. 4 типа гамет образуют гибрид F_1: (АВ, Аb, aB, ab)

2. 7 генотипов среди белых цыплят: (AABB, AaBB, AABb, AaBb, AAbb, Aabb, aabb)

3. 150 белых цыплят полностью гомозиготны (AABB, AAbb, aabb - 3/16 от 800)

4. 2 генотипа среди окрашенных цыплят: aaBB, aaBb, 50 окрашенных цыплят полностью гомозиготны: ааВВ - 1/16 от 800.

Полимерия - это такой способ взаимодействия генов, при котором несколько генов, обладающих абсолютно однозначным действием, отвечают за наследование одного и того же признака. Такие гены называются полигенами, полимерными или множественными генами. Если при этом для полного проявления признака недостаточно одного доминантного аллеля, то это некумулятивная полимерия. Например, у пастушьей сумки для формирования треугольных стручков достаточно наличие одного аллеля А из четырех возможных. Округлый стручок формируется только при генотипе aabb.

Если же каждый доминантный аллель усиливает степень проявления признака, то это кумулятивная полимерия.

Задача: От скрещивания краснозернового сорта пшеницы с белозерновым получились розовые семена, а среди F₂ оказалось примерно 100 красных зерен, 400 темно розовых, 600 розовых, 400 светло розовых, 100 белых.

1. Сколько разных генотипов среди розовых семян F₂ ?

2. Сколько типов гамет образует растение, выросшее из гетерозиготного темна розового зерна?

3. Сколько разных фенотипов получится от возрастного скрещивания гибрида с краснозерным сортом?

Приложение

Решетка Пеннета

Ответы:

1. 3 генотипа среди розовых семян:

A₁ а₁ А₂ а₂;

A₁ A₁ а₂ а₂;

а₁ а₁ А₂ А₂

2. 2 генотипа образует растение темно-розового зерна: A₁ A₁ А₂ а₂ или A₁ а₁ А₂ А_2; гаметы A₁ А₂ A₁ а₂ или A₁ А₂ а₁ А₂

3. Образуется 3 гибрида: красные, темно розовые, розовые зерна.

На сцепленное с полом наследование

Сцепленными с полом называют признаки, гены которых расположены в половых хромосомах, а не в аутосомах. Учитывая то, что у гомогаметного пола половые хромосомы одинаковые, а у гетерогометного - разные, наследование этих признаков отличается от аутосомного наследования. У человека и дрозофилы особи женского пола гомогаметны и имеют набор половых хромосом ХХ, а особи мужского пола гетерогометны - ХУ. Возможны и другие типы хромосомного определения пола. У человека известно уже более 260 генов, сцепленных с Х-хромосомой, и только около 10 с У-хромосомой. У дрозофилы У-хромосомы генетически инертна.

Рассмотрим особенности наследования признаков, сцепленных с полом::

эти признаки наследуются крест-накрест, т.е. от отца к дочерям и от матери к сыновьям;

у гетерогометного пола проявляются не только доминантные, но и рецессивные признаки.

При решении задач этого типа в схему скрещивания вносят не только условные обозначения генов, но и половые хромосомы.

Задача: Девушка, имеющая нормальное зрение, отец которой был дальтоник, выходит замуж за мужчину с нормальным зрением. Какое зрение может быть у детей от этого брака?

Дано:

д - генотип отца-дальтоника

Д - генотип мужчины с нормальным зрением

- генотип девушки

F₁ - ?

Решение:

Дальтонизм - рецессивный признак, сцепленный с половым. Значит, он всегда будет проявляться у мужчин в силу их гомозиготности. Отсюда генотипы мужчин можно предоставить в следующем виде:

Отец-дальтоник д
Мужчина с нормальным зрением Д

Если у девушки нормальное зрение, то в ее генотипе ген Д. Так как одну из Х-хромосом женщина получает от отца, то она гетерозиготна по признаку дальтонизма и ее генотип:

Напишем схему скрещивания:

Ответ: От этого брака все девочки родятся с нормальным зрением, но половина из них будут носительницами гена дальтонизма Среди мальчиков 1/2 окажется дальтониками,

а1/2 будут иметь нормальное зрение.

На неполное доминирование

Неполное доминирование наблюдается в том случае, если признак у гибрида является фенотипически промежуточным между родительскими формами. Механизм его состоит в том, что рецессивный аллель неактивен, а степень активности доминантного аллеля недостаточна для того, чтобы обеспечить нужный уровень проявления признака, соответствующей доминантной гомозиготе.

При неполном доминировании расщеплении по фенотипу во втором поколении всегда соответствует расщепление по генотипу (1 : 2 : 1 при моногибридном скрещивании, так как каждому генотипу отвечает определенный фенотип.

Задача: У львиного зева растения с широкими листьями при скрещивании между собой дают потомство с широкими листьями, а растения с узкими листьями - потомство только с узкими листьями. при скрещивании растений с узкими листьями получаются растения с листьями промежуточной ширины.

1. Какими будут потомки от скрещивания двух особей с листьями промежуточной ширины?

Что получится при скрещивании узколистового растения с растением, имеющим листья промежуточной ширины?

Приложение

Ответ:

1. расщепление по фенотипу 1/4 - с широкими, 1/2 - с промежуточными, 1/4 - с узкими листьями.

2.

50% - с промежуточными,

50% - с узкими листьями.

III. Закрепление ЗУН.

Задача: При скрещивании двух растений тыквы со сферической формой плодов получено потомство, имеющее только дисковидные плоды. При скрещивании этих гибридов между собой (с дисковидными плодами) были получены растения с тремя типами плодов: 9 частей с дисковидными плодами, 6 - со сферическими и 1- с удлиненными. Каковы генотипы родителей и гибридов первого и второго поколений?

Дано:

9 частей - дисковидные формы

6 частей - сферические формы

1 часть - удлиненная форма

Генотип родителей F₁ - ? и F₂ - ?

F₁ - ?

F₂ - ?

Решение:

Исходя из результатов скрещивания можно определить, что родительские растения были гомозиготны, так как в первом поколении гибридов все растения имеют одинаковую форму плодов, при скрещивании этих гибридов между собой происходит расщепление в отношении 9 : 6 : 1, что говорит о комплементарном взаимодействии генов (при таком взаимодействии генотипы, объединяющие в себе два доминантных неаллельных гена А и В, как в гомо- так и в гетерозиготном состоянии определяют появление нового признака.

Напишем схему скрещивания:

Р: сферические

х сферические

F₁ дисковидные

F₂ : 9 дисковидных : 6 сферических : 1 удлиненный

Если в данном примере присутствует комплементарное взаимодействие генов, то можно предположить, что дисковидная форма плодов определяется генами А и В, а удлиненная рецессивным генотипом - аавв. Ген А при отсутствии гена В определяет сферическую форму плода. Отсюда можно предложить, что родительские растения имели генотипы ААвв и ааВВ.

При скрещивании растений с генотипами ААвв и ааВВ в первом поколении гибридов все растения будут иметь дисковидную форму плодов с генотипом Аа Вв. При скрещивании этих гибридов между собой наблюдается то расщепление, которое дано в условие задачи, значит, в данном примере действительно имело место комплементарное взаимодействие генов.

Напишем схему скрещивания: (Приложение)

Ответ:

Генотипы родителей

F₁ : ААвв и ааВВ.

Генотипы родителей F₂ : АаВв

Генотипы F₁ АаВв

Генотипы F_2: 9 А_ В_ : 1 аавв

4. Домашнее задание:

Задача №1 У человека отсутствие потовых желез проявляется как сцепленный с полом рецессивный признак. Глухота, т.е. отсутствие слуха, обусловлена аутосомным рецессивным геном. У супружеской пары, нормальной по этим признакам, родился сын с обеими указанными аномалиями. Определить возможные генотипы родителей.

Решение:

Глухота - рецессивный признак обусловлен аутосомным рецессивным геном. У нормальных по этому признаку родителей появился глухой ребенок. Следовательно родители были гетерозиготны по этому признаку (Вв х Вв). В этом случае вероятность появления глухого ребенка (вв) – 1/4 .

Отсутствие потовых желез - рецессивный признак, сцеплен с полом. Появление в семье сына с этой аномалией возможно, если мать была гетерозиготна по этому признаку.