Тема: Цитологические основы наследственности. Строение клетки

Содержание

Введение	4
Самостоятельная работа 01. Цитологические основы наследственности. Строение клетки	5
Самостоятельная работа 02. Морфология хромосом и их идентификация	7
Самостоятельная работа 03. Молекулярные основы наследственности	10
Самостоятельная работа 04. Биосинтез белка	12
Самостоятельная работа 05. Деление клеток. Размножение	14
Самостоятельная работа 06. Цитогенетика полового размножения.	17
Самостоятельная работа 07. Закономерности наследования признаков при внутривидовой гибридизации – учение Г. Менделя	18
Самостоятельная работа 08. Закономерности наследования признаков при неаллельном взаимодействии генов	20
Самостоятельная работа 09. Сцепленное наследование.	21
Самостоятельная работа 10. Внеядерная наследственность.	23
Самостоятельная работа 11. Точковые мутации и аберрации хромосом	25
Самостоятельная работа 12. Полиплоидия	26
Самостоятельная работа 13. Инбридинг	27
Самостоятельная работа 14. гетерозис	29
Самостоятельная работа 16. Генетические процессы в популяциях	30
Примеры решения задач	31
Контрольные задания	43
Библиографический список	49

Введение

 

Генетика – это наука, изучающая наследственность и изменчивость живых организмов и методы управления ими.

Изучение генетики имеет очень важное теоретическое и практическое значение для направленной селекции высокопроизводительных древесно-кустарниковых растений.

Современная генетика значительно расширила свои границы и разделилась на ряд специализированных областей, изучение которых представляет большие сложности и требует усиления роли самостоятельной работы студентов и ее систематического контроля.

В соответствии с назначением, основной целью самостоятельной работы студентов является усвоение теоретических знаний, формирование научного мышления и приобретение практических навыков по вопросам генетики.

Самостоятельная работа студентов рассматривается как одна из форм обучения, которая предусмотрена Государственным образовательным стандартом и рабочим учебным планом по направлению обучения 250 100 «Лесное дело». Целью самостоятельной работы студентов является обучение навыкам работы с учебной и научной литературой, практическими материалами и развитие у них способностей к самостоятельному анализу полученной информации.

В представленных методических указаниях даются рекомендации по выполнению самостоятельных работ студентами. Определены темы для выполнения реферативных работ. Разбираются примеры решения задач по разделам рабочей программы дисциплины.

 

Самостоятельная работа 01

Тема: Цитологические основы наследственности. Строение клетки

Ключевые слова: прокариоты, эукариоты, клеточная оболочка, мембрана, клеточное ядро, цитоплазма, аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть, митохондрии, рибосомы, лизосомы, пластиды, сферосомы, вакуоли.

 

Рассматриваемые вопросы:

1. Клетка как основная форма жизни.

2. Органеллы клетки.

 

Клетка как основная форма жизни

Самостоятельно проработать материал по учебнику (1 – с. 3-4; 2 – с. 20-21;

3 – с. 63-65).

Задание:

1.  Назовите основные различия живых объектов от неживых.

2. Назовите основные характеристики клетки, отличающие ее от неживой материи.

3.  Назовите отличительные особенности растительной и животной клетки.

4. Какие типы организации живых организмов Вам известны? Приведите примеры.

5.  Зарисуйте строение клеточной оболочки растительной клетки.

Органеллы клетки

Самостоятельно проработать материал по учебнику (1 – с. 4-6; 2 – с. 20-26;

3 – с. 65-70).

 

Рис. 1. Схема структуры растительной клетки

Задание:

1. Зарисуйте строение ядра. Охарактеризуйте его основные функции в клетке.

2. Зарисуйте комплекс цитоплазмы. Определите её основные функции в клетке. Вакуоли, сферосомы, плазмалемма, эндоплазматический ретикулум.

3. Зарисуйте рибосомы. Охарактеризуйте их основные функции в клетке.

4. Зарисуйте пластиды. Охарактеризуйте их основные функции в клетке.

5. Зарисуйте митохондрии. Охарактеризуйте их основные функции в клетке.

6. Зарисуйте комплекс Гольджи и др. органеллы. Охарактеризуйте их основные функции в клетке.

7. Перечислите органоиды, которые возможно увидеть в световой микроскоп.

 

Контрольные вопросы:

1. Какие особенности живой клетки зависят от функционирования биологических мембран?

а) избирательная проницаемость; б) поглощение и удержание воды; в) ионный обмен; г) изоляция от окружающей среды и связь с ней.

2. Из каких молекул состоит биологическая мембрана?

а) белки; б) липиды; в) углеводы; г) вода.

3. Какие органеллы цитоплазмы имеют одномембранное строение?

а) наружная клеточная мембрана; б) эндоплазматическая сеть;

в) митохондрии; г) пластиды; д) аппарат Гольджи; е) рибосомы.

4. Какая ядерная структура несет наследственные свойства организма?

а) ядерная оболочка; б) ядерный сок; в) хромосомы; г) ядрышко.

5. Каковы функции ядра?

а) хранение и передача наследственной информации; б) участие в делении клеток; в) участие в биосинтезе белка; г) синтез ДНК, РНК; д) формирование субъединиц рибосом.

6. В каких органеллах клетки находятся рибосомы?

а) цитоплазма; б) гладкая ЭПС; в) шероховатая ЭПС; г) митохондрии; д) пластиды; е) ядерная оболочка.

7. Какие органеллы являются общими для растительной и животной клетки?

а) эндоплазматическая сеть; б) митохондрии; в) рибосомы; г) пластиды.

8. Как называются внутренние структуры митохондрий?

а) граны; б) кристы; в) матрикс.

9. Где в митохондриях находятся молекулы ДНК, РНК, рибосомы?

а) кристы; б) наружная мембрана; в) матрикс.

10. Какие из пластид выполняют следующие функции:

- фотосинтез,

- накопление запасного крахмала,

- окраска лепестков, плодов, листьев?

а) лейкопласты; б) хлоропласты; в) хромопласты.

Темы рефератов:

1. Цитология – наука о клетке.

2. Свойства и строение клеток.

3. Методы исследования в цитологии.

 

Самостоятельная работа 02

Самостоятельная работа 03

Самостоятельная работа 04

Тема: Биосинтез белка

Ключевые слова: генетический код, кодон, триплет, транскрипция, аминоациладенилат, аминоацил-т-РНК-синтетаза, комплекс инициации, трансляция.

Рассматриваемые вопросы:

1. Генетический код

2. Синтез РНК на ДНК-матрицах (транскрипция)

3. Транспорт аминокислот в рибосоме

4. Трансляция (перенесение, передача) – синтез полипептидной цепи на рибосоме.

Генетический код

Самостоятельно проработать материал по учебнику (1 – с. 91- 94; 2 –с. 158 - 164, 167; 3 – с. 119 - 124).

Задание:

1. Дайте основные характеристики генетического кода

2. Дайте ответы на следующие вопросы.

а) Что понимают под универсальностью генетического кода?

б) Что понимают под терминами «вырожденный» и «неперекрывающийся»?

в) Сколько нуклеотидов содержит один кодон?

г) Что кодирует кодон АУГ в зависимости от его местоположении в молекуле и-РНК?

д) Какие кодоны – терминаторы синтеза вы знаете?

е) Какое название получили кодоны «терминаторы синтеза»?

Самостоятельная работа 05

Задание.

1. Изобразите микро- и макроспорогенез у голосеменных.

2. Изобразите микро- и макроспорогенез у покрытосеменных.

3. Перечислите основные типы спорогенеза у покрытосеменных, в чем состоит их различие?

4. В чем состоят основные этапы микро- и макрогаметогенеза у голосеменных (рисунок).

5. В чем состоят основные этапы микро- и макрогаметогенез у покрытосеменных (рисунок).

 

Темы рефератов:

1. Деление клеток – основа размножения и роста организмов.

2. Деление и онтогенез клетки.

3. Регенерация, ее виды и уровни.

 

Самостоятельная работа 06

Типы размножения у растений

Самостоятельно проработать материал по учебнику (1 – с. 22 - 28; 2 – с. 48 - 49; 3 – с. 95 - 103).

Типичное половое размножение, связанное с попарным слиянием гамет, плазмогамией и последующей кариогамией, называется амфимиксисом. Однако наряду с амфимиксисом существует множество девиантных (отклоняющихся) форм образования зародышей, при которых не происходит объединения двух клеток. Девиантные формы у растений в целом называются апомиксисом.

 

Задание.

1. Какие типы размножения у растений вы знаете?

2. Дайте определение порогамии, халазогамии, мезогамии.

3. В чем заключается двойное оплодотворение растений?

4. Дайте определение ксенийности.

5. Дайте определение апомиксиса (партеногенеза). Какие типы апомиксиса вам известны?

Задание.

1. Схематически изобразите смену поколений у голосеменных.

2. Схематически изобразите смену поколений у покрытосеменных.

3. Дайте определение «гаметофит».

4. Дайте определение «спорофит».

 

Темы рефератов:

1. Апомиксис и его место в системе размножения покрытосеменных растений.

2. Апомиксис и амфимиксис у покрытосеменных растений.

3. Полиэмбриония.

 

Самостоятельная работа 07

Гибридологический анализ

Самостоятельно проработать материал по учебнику (1 – с. 27 - 53; 2 – с. 50 - 69; 3 – с. 38 - 49).

Задание:

1. Дать определение аллельного взаимодействия генов.

2. Что понимают под гибридологическим анализом?

3. Перечислите правила при проведении гибридологического анализа.

4. что понимают под множественным аллелизмом?

Самостоятельная работа 08

Полимерное действие генов

Самостоятельно проработать материал по учебнику (1 – с. 61 - 63; 2 – с. 82 - 85; 3 – с. 57 - 60).

Задание:

1. Дайте определение полимерного взаимодействия генов.

2. Что понимается под трансгрессией?

3. Какие трансгрессии бывают?

4. решите предложенные задачи.

Самостоятельная работа 09

Генетические карты хромосом

Самостоятельно проработать материал по учебнику (1 – с. 180-184; 2 – с. 596-613; 3 – с. 82-83).

Задание:

1. Что понимают под генетическими картами хромосом?

2. Как определяются расстояния между генами в генетической карте хромосом.

3. Сформулируйте закон линейного расположения генов в хромосоме (Т. Морган).

4. Решите предложенные задачи.

 

Темы рефератов:

1. Генетика пола, наследование, сцепленное с полом.

2. Х-сцепленное наследование. Х-сцепленные генетические заболевания.

3. Y-сцепленное (голандрическое) наследование.

 

Самостоятельная работа 10

Пластидная наследственность

Самостоятельно проработать материал по учебнику (1 – с. 210 - 216, 220 - 222; 3 – с. 87 – 89).

Задание:

1.Что является материальным носителем пластидной наследственности?

2. Перечислите механизмы редукции числа цитоплазматических органоидов.

3. Приведите примеры пластидной наследственности.

Задание:

1. Дайте определение предетерминации (длительные модификации) цитоплазмы.

2. Приведите примеры длительных модификаций цитоплазмы.

3. В чем заключается мутации цитоплазмы? Приведите примеры.

 

Темы рефератов:

1. Внеядерные мутации высших растений.

2. Основные характеристики наследования генов органелл.

3. Цитологические основы наследственности.

 

Самостоятельная работа 11

Точковые мутации

Самостоятельно проработать материал по учебнику (1 – с. 241 - 246; 2 – с. 282 – 288; 3 – с. 126).

Задание:

1. Дайте определение генных (точковых) мутаций.

2. Какие виды точковых мутаций Вам известны?

3. В чем заключается транзиции и трансверсии?

4. В чем заключается мутация, вызванная сдвигом рамки считывания?

5. В чем заключается доминантная и рецессивная мутация генов?

6. Сформулируйте определение прямых и обратных мутаций.

7. Изложите механизм возникновения множественного аллелизма.

8. Решите предложенные задачи.

Самостоятельная работа 12

Тема: Полиплоидия

Ключевые слова: полиплоидия, автополиплоиды, аллополиплоиды, анеуплоиды, гаплоидия.

 

Рассматриваемые вопросы:

1. Классификация полиплоидов

2. Автополиплоиды

3. Аллополиплоиды

4. анеуплоиды

5. гаплоидия

 

Классификация полиплоидов

Самостоятельно проработать материал по учебнику (1 – с. 267 - 297; 3 – с. 128 – 131).

Задание:

1. В чем заключается различие эуплоидии и анеуплоидии?

2. Назовите механизмы возникновения эуплоидии.

Автополиплоиды

Самостоятельно проработать материал по учебнику (1 – с. 268 - 270; 3 – с. 128 - 131).

Задание:

1. Дайте определение автополиплоидии.

2. Могут ли автополиплоиды возникнуть спонтанно или это продукт индуцированного мутагенеза?

3. Оказывает ли автополиплоидия на морфологию растений, мейоз, процесс образовании гамет и на наследование свойств и признаков?

4. Каковы особенности мейоза и наследования признаков у автополиплоидов? Назовите термины, определяющие количество доминантных аллелей у тетраплоидных растений.

5. Решите предложенные задачи.

Аллополиплоиды

Самостоятельно проработать материал по учебнику (1 – с. 240, 268 - 269; 3 – с. 128 – 131).

Задание:

1.Дайте определение аллоплоидии.

2. Что понимают под амфидиплоидами?

3. Что понимают под секвиполиплоидами?

4. Что понимают под аллотриплоидами?

5. Какие признаки свойства присущи аллоплоидам?

6. Какие аллоплоиды имеют наибольшее практическое применение?

7. Решите предложенные задачи.

Анеуплоиды

Самостоятельно проработать материал по учебнику (1 – с. 240, 269, 286 - 290; 3 – с. 128 - 131).

Задание:

1. Дайте определение анеуплоидии.

2. Что понимают под моносомиком, нуллисомиком, трисомиком и тетрасомиком?

3. Дайте характеристики моносомикам, нуллисомикам, трисомикам и тетрасомикам.

4. Решите предложенные задачи.

Гаплоидия

Самостоятельно проработать материал по учебнику (1 – с. 240, 290 - 297; 3 – с. 128 - 131).

Задание:

1. Дайте определение гаплоидии.

2. Дайте классификацию гаплоидов.

 

Темы рефератов:

1. Использование полиплоидии в селекции.

2. Экспериментальное получение полиплоидов.

3. Селекционные аспекты гаплоидии.

Самостоятельная работа 13

Тема: Инбридинг

Ключевые слова: инбридинг, инцухт, аутбридинг, инбредная линия, инбредная депрессия, инбредный минимум,

 

Рассматриваемые вопросы:

1. Аутбридинг и инбридинг

2. Инцухт-депрессия

3. Измерение степени инбридинга

 

Инбридинг – способ спаривания особей, состоящих в близком, либо умеренном родстве. Внедрение инбридинга ориентировано на консолидацию в родословной желательных генетических задатков предка, на которого осуществляется инбридинг.

У растений применяется понятие инцухт– это принудительное самоопыление перекрестно опыляющихся растений.

Аутбридинг и инбридинг

Самостоятельно проработать материал по учебнику (1 – с. 314 - 324; 2 - с. 332 - 334; 3 - с. 163 - 170).

Задание:

1. Дайте определение инбридинг и аутбридинг.

2. Перечислите виды инбридинга.

3. Перечислите положительные и отрицательные стороны инбридинга.

Инцухт-депрессия

Самостоятельно проработать материал по учебнику (1 - с. 315; 2 - с. 334 - 337; 3 - с. 164 – 166).

При инбридинге с каждым поколением возрастает количество гомозигот, частота гетерозигот убывает с каждым поколением. За счет возрастания гомозиготности по рецессивным генам в инбредном потомстве наблюдается снижение жизнеспособности, продуктивности, т.е. наблюдается явление депрессии. Снижение продуктивности продолжается до 5 – 8 поколений в зависимости от вида растений, затем происходит стабильность. Явление, при котором не происходит дальнейшее снижение продуктивности, жизнеспособности инбредного потомства получило название инбредного минимума. К этому времени инбредное потомство становится гомозиготным.

Потомство таких гомозиготных растений называют чистой линией и обозначается знаком «I».

Задание:

1.Дайте определение инбредной депрессии.

2. В какой форме может проявляться инбредная депрессия.

Самостоятельная работа 14

Тема: г етерозис

Ключевые слова: гетерозис, репродуктивный гетерозис, соматический гетерозис, адаптивный гетерозис, коэффициент гетерозиса.

 

Рассматриваемые вопросы:

1. Гетерозис

2. Типы гетерозиса

Гетерозис

Самостоятельно проработать материал по учебнику (1 - с. 324 – 345; 2 - с. 343 - 345).

Задание:

1. Дайте определение гетерозиса.

2. Что лежит в основе теории доминирования при гетерозисе?

3. Что лежит в основе теории сверхдоминирования при гетерозисе?

4. Что лежит в основе концепции генетического баланса при гетерозисе?

5. Что лежит в основе концепции компенсаторных комплексов при гетерозисе?

6. В чем заключается проблема закрепления гетерозиса?

Типы гетерозиса

Самостоятельно проработать материал по учебнику (1 – с. 325 - 341).

Задание:

1. Что понимают под репродуктивным гетерозисом?

2. Что понимают под соматическим гетерозисом?

3. Что понимают под адаптивным гетерозисом?

4. Что характеризует коэффициент гетерозиса?

5. Решите предложенные задачи.

 

Темы рефератов:

1. Использование гетерозиса для повышения продуктивности древесно-кустарниковых растений.

2. Генетические аспекты инбридинга и гетерозиса.

3. Отдаленная гибридизация.

 

 

Самостоятельная работа 15

Вопросы, рассматриваемые популяционной генетикой

Самостоятельно проработать материал по учебнику (1 - с. 364 – 401; 2 - с. 325 - 337; 3 - с. 196 – 198).

Задание:

1. Какие основные вопросы являются предметом раздела генетики – генетика популяций?

2. Какие основные модели о генетической структуре популяций Вам известны?

 

Частота генов и генотипов

Самостоятельно проработать материал по учебнику (1 - с. 366 – 378; 2 - с. 329 - 332; 3 - с. 198 – 200).

Задание:

1. Что понимают под частотой генов?

2. Что понимают под частотой генотипов?

3. Что понимают под термином «концентрация» генов?

Закона Харди-Вайнберга

Самостоятельно проработать материал по учебнику (1 - с. 366 - 376; 2 - с. 329 – 330; 3 - с. 200 – 202).

Задание:

1. Дайте определение закона Харди-Вайнберга.

2. Решите предложенные задачи.

 

Темы рефератов:

1. Популяционно-статистические методы изучения экспрессии генов.

2. Основные генетические характеристики популяции.

3. Видообразование.

 

 

Примеры решения задач

 

Моногибридное скрещивание

У гороха гладкая форма семян обусловлена доминантным аллелем гена В и является доминантной по отношению к морщинистой (мозговой), обусловленной рецессивным аллелем b. При скрещивании гомозиготного растения с гладкими семенами с растениями, имеющими морщинистые семена, было получено 123 семян F1 и 3168 F2.

Вопросы:

1. Сколько семян F₁  могут быть гетерозиготными?

2. Сколько разных фенотипов могут иметь семена в F₁?

3. Сколько семян F₂ могут дать нерасщепляющееся потомство с доминантным признаком?

4. Сколько семян F₂ могут быть гетерозиготными?

5. Сколько морщинистых семян может быть в F₂ ?

Решение:

1) Следуя правилу Г. Менделя о единообразии гибридов первого поколения, все 123 семени F₁ будут гетерозиготными Вb. Данное положение можно подкрепить следующим решением:

 РР ♀ВВ × ♂bb → F₁ Bb

Родительская форма ♀ВВ является доминантной гомозиготой и образует один тип гамет – В; родительская форма ♂bb является рецессивной гомозиготой и образует один тип гамет – b. При оплодотворении гаметы объединяются в зиготу (первая клетка нового организма), образуя гибридный генотип F₁  -  Bb (генотип – гетерозигота).

 

2) Следуя правилу менделя о единообразии гибридов первого поколения – все растения, выращенные из семян F₁ будут фенотипически одинаковыми – будут иметь один фенотип – гладкую форму семян.

 

3) Ответ на данный вопрос можно проиллюстрировать решеткой Пеннета. Гибриды F₁ Bb при моногибридном скрещивании будут образовывать два типа гамет – B и b в одинаковых долях женских и мужских. Комбинации гибридов F₂ представлены в нижеследующей таблице.

 

♂ ♀	B	b
В	BB	Bb
b	Bb	bb

Из полученных 4 комбинаций ²/₄ будут гетерозиготными и, следовательно, будут расщепляться в последующем потомстве, так как будут образовывать 2 типа гамет. ¼ часть будет давать только гаметы типа B и ¼ будет продуцировать гаметы типа b. Данные комбинации соответственно не будут расщепляться в последующих поколениях. Таким образом, ¼ гибридов F₂ (792 семени), будут давать нерасщепляющееся потомство с доминантным признаком.

 

4) Из выше сказанного ½ гибридов F₂ 3168/2 = 1584 будут иметь гетерозиготный генотип.

 

5) Из выше сказанного ¹/₄ гибридов F₂ 3168/4 = 792 будут иметь гомозиготный генотип bb генотип и иметь фенотип с рецессивным признаком.

У пшеницы красная окраска колоса доминантна по отношению к белой. Гетерозиготное красноколосное растение скрещено с белоколосным. В Fа получено 128 растений.

 

Вопросы:

1. Сколько типов гамет может образовать гетерозиготное растение с красным колосом?

2. Сколько типов гамет может образовать растение с белым колосом?

3. Сколько растений F_а могут быть гетерозиготными?

4. Сколько растений F_а могут быть красноколосными?

5. Сколько разных генотипов может быть в F_а?

 

Решение:

1) Гетерозиготное красноколосное растение пшеницы по генетическому содержанию является гибридом первого поколения F₁ и имеет генотип Аа. Исходя из этого, оно продуцирует гаметы двух типов А и а.

 

2) Рецессивный признак всегда проявляется только у гомозиготных растений, имеющих генотип аа. Следовательно, такие растения продуцируют только один тип гамет – а.

 

3) Растения F_а получают в результате возвратного скрещивания гибрида с рецессивной родительской формой:

Р ♀ Аа × ♂аа → F_а Аа: аа.

Такое расщепление следует из того, что гибрид продуцирует 2 типа гамет А и а, а родительская рецессивная форма - только один тип гамет а. У гибридов от анализирующего скрещивания в равных долях проявляется два фенотипа исходя из образования двух генотипов. Следовательно, ½ от общего числа гибридов F_а будут гетерозиготными и расщепляться при дальнейшем пересеве при самоопылении или сестринских скрещиваниях – 128/2=64.

 

4) Исходя из предыдущего ответа такое же количество будет и семян из которых вырастут растения с красным колосом. Такой фенотип будут иметь растения с генотипом Аа – 128/2=64.

 

5) в F_а два разных генотипа Аа и аа.

От скрещивания земляники с красными и белыми ягодами получили в F1 112 растений (все имели ягоды розового цвета), в F2  - 1800.

Вопросы:

1. Сколько типов гамет может образовать растений с розовыми ягодами?

2. Сколько разных фенотипов может быть в F₂ ?

3. Сколько растений в F₂ могут иметь белую окраску ягод?

4. Сколько растений в F₂ с красными ягодами могли дать нерасщипляющееся потомство в F₃?

5. Сколько растений в F₂ могли быть гетерозиготными?

 

Решение:

Условно обозначим ген, детерминирующий окраску земляники буквой С.

Р ♀ СС × ♂сс → F₁ Сс.

Явление при котором гибриды первого поколения наследуют промежуточный характер проявления признака (красный х белый → розовый), носит название неполного доминирования. Именно по такому типу наследуется окраска плодов у земляники. Все ответы на поставленные вопросы решаются как и предыдущие задачи на моногибридное скрещивание.

1) Розовые цвет ягод имеют гибридные растения с гетерозиготными генотипами. Следовательно, такие растения образуют два типа гамет – С и с.

 

2) F₂ получают в результате скрещивания между собой гибридов первого поколения. Гибриды первого поколения образуют 2 типа гамет при моногибридных скрещиваниях – С и с в равных долях мужских и женских, и расщепляются по генотипу, исходя из первого закона Менделя, в соотношении 1:2:1, а по фенотипу при неполном доминировании количество фенотипов соответствует количеству генотипов (заметим, что при полном доминирования образуются только два генотипа в соотношении 3:1).

Р ♀ Сc × ♂Сс → F₂ СС: 2Сс: сс. Следовательно, во втором поколении у земляники проявятся три фенотипа.

 

3) Исходя из вышесказанного, ¼ всего потомства будет иметь белую окраску ягод.

 

4) Красные ягоды дадут только гомозиготные по доминантному гену растения с генотипом СС (так как наследование у гибридов происходит по типу неполного доминирования). Следовательно, в F₃ все растения с красными ягодами (¹/₄ от числа гибридов F₂) дадут нерасщепляющееся потомство.

 

5) В соответствии с первым законом Менделя ²/₄ растений при моногибридных скрещиваниях F₂ будут гетерозиготными (Сс).

У человека наследование групп крови 0 А В и АВ детерминируются серией множественных аллелей гена I: I^0, I^A, I^B. Аллели I^A и I^B доминантны по отношению к аллелю I^0 и кодоминантны по отношению друг к другу. Женщина, имеющая группу крови 0, вышла замуж за мужчину, имеющего группу крови АВ, у них было 8 детей.

Вопросы:

1. Сколько детей в данной семье могли иметь группу крови А?

2. Сколько типов гамет может образовать мужчина, имеющий группу крови АВ?

 

Решение:

PP ♀ I⁰I⁰ × ♂ I^AI^B → F₁ I⁰ I^A : I⁰ I^B

Заметим, что женщина с группой 0 гомозиготна по данному гену I⁰ и продуцирует только один тип гамет по данному гену. Мужчина с группой крови АВ гетерозиготен и продуцирует по данному гену 2 типа гамет – I^A  и I^B. Из этого следуют, что их дети могут в равной степени мальчиков и девочек иметь группу крови двух типов А (I⁰I^A) и В (I⁰I^B), как видно не соответствующей родительским группам.

1) 50% детей в этой семье могут иметь группу крови А (не зависимо от пола).

2) Мужчина с группой крови АВ продуцирует два типа гамет.

 

Сцепленное наследование

У кукурузы доминантные гены коричневой окраски и гладкой формы семян сцеплены и локализованы в одной хромосоме, рецессивные гены белой окраски и морщинистой формы семян – в другой, гомологичной. При анализирующем скрещивании дигетерозиготного растения (из F1) с чистосортным растением, дающим белые морщинистые семена, получено 4000 семян, похожих на родительские формы, 152 белых гладких и 149 коричневых морщинистых семян кукурузы.

 

Вопросы:

1. Какие из этих семян являются результатом кроссинговера и сколько процентов они составляют?

2. Когда и в скольких случаях (процентах) произошёл в клетках перекрёст хромосом?

Решение:

1) Дигетерозиготные растение, из первого поколения (F₁) имело коричневые гладкие семена и генотип АВ//ав. Чистосортное растение, дающее белые гладкие семена, должно было иметь генотип ав//ав, в противном случае оно не было бы чистосортным и давало расщепление при самоопылении. При скрещивании должно было получится 50 % коричневых гладких семян с генотипом АВ//ав и 50 % белых морщинистых с генотипом ав//ав.

Всего в потомстве получили 4301 семян, из которых лишь 4000 были фенотипически сходны с родительскими формами. Они составили 93% от общего числа семян. Следовательно, 7 % семян были кроссоверными. Эти 7% составили белые гладкие и коричневые морщинистые семена, получившиеся в соотношении 1:1 (152:149). Следовательно, кроссинговер прошёл в 7 % случаев.

 

2) Коричневые морщинистые семена должны иметь генотип АВ//ав, а белые гладкие – аВ//ав, значит, кроссинговер прошёл в дигетерозинготной особи АВ//ав.

 

В условной хромосоме расположены четыре гена: А, В, C, D. Наследуются они сцеплено, но не всегда, часто сцепленность нарушается в результате перекрёста. Генетический анализ показал, что гены А с В наследуются сцеплено в четыре раза чаще, чем гены В с D, и в 6 раз чаще, чем гены A с C.

Вопросы:

1. Определить последовательность линейного расположения этих генов и относительное расстояние между ними в одной хромосоме.

Решение:

1) Чем чаще гены наследуются сцеплено, тем ближе друг к другу они расположены в хромосоме. Поскольку гены A и B вместе наследуются в 4 раза чаще, чем B и D, то они и расположены в 4 раза ближе друг к другу. Поскольку эти же гены сцеплено наследуются в 6 раз чаще, чем гены B и C, то, следовательно, расстояние между генами B и C в 6 раз больше чем между A и B.

C

D

A

B

Гены А, В и С находятся в одной группе сцепления. Между генами А и В кроссинговер происходит с частотой 7,8 %, а между генами В и С – с частотой 2,9 %.

Вопросы:

1. Определите взаиморасположение генов А, В и С, если расстояние между генами А и С равняется 10,3 % единиц кроссинговера.

2. Как изменится взаиморасположение этих генов, если частота кроссинговера между генами А и С будет составлять 4,5 %?

 

Решение:

1) По условию задачи расстояние от гена А до гена С (10,3 сМ) равно сумме расстояний между генами А и В (7,8 сМ) и генами В и С (2,9 сМ), следовательно, ген В располагается между генами А и С. Расположение генов следующее:

	В		C

А

2) Если бы расстояние от гена А до гена С равнялось разности расстояний между парами генов АВ и ВС (4,5=7,4-2,9), то гены располагались бы в следующей последовательности:

С

В

А

И в этом случае расстояние между крайними генами было бы равно сумме расстояний между промежуточными: АВ=АС+СВ.

 

  Контрольные задания

Вариант 1

1. Клетка как основная форма жизни
2. Биологическое значение митоза
3. Естественный мутагенез
4. Закономерности наследования при моно- и полигибридных скрещиваниях – законы Г. менделя
5. Наследование сцепленных признаков.
6. Дарвинизм и генетика
7. Понятие о наследственности

8. Решите задачи:

˅ У человека наследование групп крови 0 А В и АВ детерминируются серией множественных аллелей гена I: I⁰, I^A, I^B. Аллели I^A и I^B доминантны по отношению к аллелю I⁰ и кодоминантны по отношению друг к другу. Женщина, имеющая группу крови 0 вышла замуж за мужчину, имеющего группу крови АВ, у них было 8 детей.

1) Сколько детей в данной семье могли иметь группу крови А?

2) Сколько типов гамет может образовать мужчина, имеющий группу крови АВ?

˅ В молекуле ДНК на участке гена, детерминирующего блок глобин гемоглобина А, наблюдается такое чередование нуклеотидов: 5’Г – Г – А – Г – Т – Т – Г – Т – Т – Т – Т – Т. Пятый с конца 5’ нуклеотид тимин был заменен на аденин, в результате чего произошла мутация, и гемоглобин А изменился на гемоглобин S.

1) Выпишите кодоны м-РНК и аминокислоты глобина А и S. Пользуясь цифровыми обозначениями аминокислот, укажите какая из них в гемоглобине А изменилась в результате данной точковой мутации.

2) Какая аминокислота в гемоглобине S кодируется в результате данной точковой мутации?

 

Вариант 2

1. Органеллы клетки – их строение, функции

2. Фазы митоза

3. Классификация мутаций

4. Понятия о генотипе и фенотипе. Единообразие гибридов первого поколения

5. Наследование сцепленное с полом

6. Эволюция кариотипа в процессах видообразования

7. Понятие об изменчивости.

8.  Решите задачу:

˅ У томата три аллеля локуса L (Lc; Lc – 2; Lc – 3) детерминируют число лодикул (прицветковых чешуй), обеспечивающих раскрывание венчика цветка во время цветения. Они наследуются по типу ступенчатого доминировании: Аллель Lc детерминирует большое число лодикул и доминирует над аллелями Lc – 2 и Lc – 3. Аллель Lc – 2 детерминирует небольше число лодикул, рецессивен к аллелю Lc и доминантен к аллелю Lc – 3 который детерминирует отсутствие лодикул в цветке. Скрещивали растения, имеющие большое число лодикул, с генотипами Lc Lc – 2 х Lc Lc – 3. получили 60 растений.

1) Сколько разн