Технология использование теста на уроке биологии.

Раздел: Основы генетики.

Тема урока: Сцепленное наследование. Закон Моргана.

Данная тестовая работа проходит в начале урока для проверки знаний по темам «Первый и второй законы Менделя».

Особенность данной работы состоит в том, что при ее проведении верный ответ зашифровывается определенной буквой, каждую из которых учащийся вписывает в предложенную матрицу. Всего заполняется 2 матрицы - одна подписывается и сдается учителю для проверки, а другая остается у ученика. Учитель дает задание учащимся после сдачи первой матрицы составить из предложенных букв слово, имеющее отношение к изучаемой теме.

Тестовая работа.

• 1.Назовите метод, являющийся основным в изучении закономерностей наследования, который разработал и впервые применил Г. Мендель.

Скрещивание - Ц

Гибридологический - Щ

Гибридизация - Ч

Метод ментора - Ф

Генеалогический. - Ж

• 2.Ген - это:

Мономер белковой молекулы - А

Материал для эволюционных процессов - У

Участок молекулы ДНК, содержащий информацию о первичной структуре белка - И

Способность родителей передавать свои признаки следующему поколению - О

• 3.Аллельные гены - это гены:

Определяющие развитие комплекса признаков - Э

Отвечающие за развитие одного признака - Я

Расположенные в одних и тех же локусах (местах) гомологичных хромосом и отвечающие за развитие одного признака - Е

Гены, подавляющие проявление рецессивного гена - Ю

• 4.В чем сущность гипотезы чистоты гамет?

Гаметы чисты, всегда несут доминантные признаки - Б

Гаметы чисты, всегда несут рецессивные признаки - Г

Гаметы чисты, несут только один аллельный ген из пары - В

Гаметы чисты, несут пару аллельных генов.-Д

Закон расщепления - П

Закон единообразия - Р

Закон независимого наследования - С

• 5.Один из законов Г. Менделя называется иногда законом доминирования. Назовите этот закон Г. Менделя.

6.Муж и жена имеют ямочки на щеках, а их дети - нет. Доминантным или рецессивным признаком является наличие ямочек на щеках?

Доминантным - Е

Рецессивным - А

7.Как называется второй закон Г. Менделя?

Закон расщепления признаков в соотношении 3:1 - А

Закон единообразия первого поколения - И

Промежуточное наследование при неполном доминировании - У

8.Как называются особи, не дающие расщепления в потомстве?

Гомозиготные - К

Гетерозиготные - Л

Доминирующими - М

Моногибридными - Н

9.Скрестили друг с другом два растения ночной красавицы. Одно из них имело красные цветки, а другое - белые. В F2 было получено определенное соотношение особей по фенотипу. Назовите это соотношение.

10.Что такое анализирующее скрещивание?

Скрещивание с гомозиготой по рецессивным признакам. - С

Скрещивание с гомозиготой по доминантным признакам.- Х

Скрещивание с гетерозиготой.- Ш

Для одних случаев - скрещивание с гомозиготой, для других - с гетерозиготой. - М

11.При скрещивании двух организмов, анализируемых по двум парам альтернативных признаков, среди потомства получено расщепление по фенотипу 9:3:3:1. Каковы генотипы скрещиваемых организмов, если между аллельными генами имеет место полное доминирование?

ААbb и aaBB - Я

AaBb и aabb -А

AaBb и AaBb - И

AaBb и Aabb - У

Матрица для ответа.

Согласно второму закону Менделя, расщепление по генотипу происходит в соотношении.

1:2:1

9:3:3:1

Согласно второму закону Менделя, расщепление по фенотипу происходит в соотношении.

1:2:1

Согласно закону независимого наследования признаков, расщепление по фенотипу происходит в соотношении.

1:2:1

9:3:3:1

Определите генотипы родительских растений гороха, если при их скрещивании образовалось 50% растений с жёлтыми и 50% — с зелёными семенами (рецессивный признак).

АА х аа

Аа х Аа

Аа х аа

Анализирующее скрещивание используется для определения генотипа организма, имеющего фенотипическое проявление доминантного признака. Для этого скрещивают чисто рецессивную особь с исследуемой, генотип которой необходимо установить, так как по фенотипу нельзя установить генотип у особей с доминантными признаками. В данном случае генотипы родителей составляют — Аа х аа.

Реши задачу . У кукурузы гены зелёной окраски проростков (А) и матовых листьев (В) сцеплены друг с другом и находятся в одной хромосоме, а рецессивные гены жёлтой окраски проростков и блестящих листьев также сцеплены. При скрещивании растений, имеющих зелёные проростки и матовые листья, и растений, имеющих жёлтые проростки и блестящие листья, было получено 390 растений с зелёными проростками и матовыми листьями растений с жёлтыми проростками и 388 и блестящими листьями. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родительских форм и потомства. Обоснуйте результаты скрещивания.

генотипы родителей ♀АаВв, ♂аавв; генотипы потомков – АаВв: аавв

генотипы родителей ♀Аавв, ♂аавв; генотипы потомков – ААВв: аавв

генотипы родителей ♀ааВв, ♂аАвв; генотипы потомков – АаВВ: аавв

1. Условие задачи.

2. Схема решения задачи:

Т.к. по условию задачи гены находятся в одной хромосоме и сцеплены, а при скрещивании появилось потомство в соотношении 1: 1 (390: 388) с признаками, характерными для родительских форм, то один из родителей был дигетерозиготен, а другой — дигомозиготен по двум парам признаков. Гены сцеплены, следовательно, между ними процесс кроссинговера не происходит (поэтому у родительской формы с генотипом АаВв образуется два типа гамет, а не четыре).

4. Ответ:

1) генотипы родителей:

• ♀ (зелёные проростки, матовые листья) – АаВв (гаметы АВ, ав),
• ♂ (жёлтые проростки, блестящие листья) – аавв (гаметы ав);

2) генотипы потомков — АаВв: аавв.

3) фенотипы потомков:

• зелёные проростки, матовые листья (390 растений),
• жёлтые проростки, блестящие листья (388 растений).

Реши задачу . Известно, что при дигибридном анализирующем скрещивании у потомков происходит расщепление по фенотипу в соотношении 1: 1: 1: 1. Объясните, почему же в опытах, которые проводил Т.Морган, при скрещивании самки дрозофилы, имеющей серое тело и нормальные крылья (дигетерозиготная), с самцом, у которого чёрное тело и зачаточные крылья (рецессивные признаки), произошло расщепление по фенотипу в следующем соотношении: 41,5% дрозофил с серым телом и нормальными крыльями, 41,5% мух имели чёрное тело и зачаточные крылья, 8,5% — с серым телом, зачаточными крыльями и 8,5% — с чёрным телом и нормальными крыльями. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родительских форм. Обоснуйте результаты скрещивания.

генотипы родителей ♀АаВв, ♂АаВв;

генотипы родителей ♀ААВв, ♂ааВВ;

генотипы родителей ♀АаВв, ♂аавв;

1. Условие задачи.

2. Схема решения задачи:

3. Объяснения решения задачи.

В скрещивании участвуют особи: гетерогенная по двум парам признаков (АаВв) и дигомозиготная (аавв). В процессе образования гамет в мейозе может происходить конъюгация и кроссинговер. В результате этого идёт перекомбинация генов и возникают новые сочетания. Но если гены расположены в одной хромосоме и очень близко (т.е. сцеплены), то вероятность кроссинговера снижается. Этим можно объяснить то, что нарушается закономерность, установленная Г.Менделем. эта закономерность была выявлена американским генетиком Т. Морганом и названа законом сцепленного наследования.

4. Ответ:

1) генотипы родителей:

• ♀ (серое тело, нормальные крылья) – АаВв,
• ♂ (чёрное тело, зачаточные крылья) – аавв;

2) у самки образуются два типа некроссоверных гамет (АВ, ав), т.к. кроссинговер не происходит, и два типа кроссоверных гамет за счёт процесса кроссинговера (Ав, аВ); у самца образуется один тип гамет (ав);

3) случайное сочетание гамет друг с другом при оплодотворении формирует четыре вида фенотипов, но так как гены сцеплены, то исходные фенотипы образуются чаще (по 41,5%).

Реши задачу . У человека наследование серповидноклеточной анемии не сцеплено с полом (Ā — нормальный гемоглобин, а — серповидноклеточная анемия), а гипертрихоза (волосатые уши) — сцеплено с Y-хромосомой. Определите генотипы родителей, а также возможные генотипы, пол и фенотипы детей от брака дигомозиготной нормальной по обеим аллелям женщины и мужчины с серповидноклеточной анемией и гипертрихозом. Составьте схему решения задачи.

генотипы родителей: ♀ĀĀХХ, ♂ааХY g ; генотипы детей: ♀ĀаХY, ♂ĀаХY g .

генотипы родителей: ♀ĀĀХХ, ♂ааХYg; генотипы детей: ♀ĀаХХ, ♂ĀаХY g .

генотипы родителей: ♀ĀĀХY g ., ♂ааХY g ; генотипы детей: ♀АаХХ, ♂АаХY g .

1. Условие задачи.

2. Схема решения задачи:

3. Объяснения решения задачи.

Так как женщина по обеим аллелям является дигомозиготной, то её генотип — ĀĀХХ. А так как мужчина страдает и серповидноклеточной анемией, и гипертрихозом, то его генотип — ааXY g . У женщины образуется один тип гамет (ĀХ), а у мужчины — два типа (аХ, аY g). При оплодотворении происходит случайное сочетание гамет, что приводит к образованию различных генотипов и фенотипов: ♀ (50%) — имеют часть эритроцитов серповидной формы и не страдают гипертрихозом (ĀаХХ), ♂ (50%) — страдают гипертрихозом, часть эритроцитов серповидной формы (ĀаХ Y g).

4. Ответ:

1) генотипы родителей:

• ♀ (здорова) – ĀĀХХ (гаметы ĀХ),
• ♂ (серповидноклеточная анемия и гипертрихоз) - аа ХY g (гаметы аХ, аY g)

2) генотипы и пол возможных потомков: ♀ часть эритроцитов серповидные, гипертрихоз отсутствует; ♂ часть эритроцитов серповидные и гипертрихоз;

3) генотипы детей: — ♀ — ĀаХХ, ♂ — ĀаХY g .

Реши задачу . У человека ген длинных ресниц доминирует над геном коротких, а широкие пушистые брови — над нормальными. Женщина с длинными ресницами и широкими пушистыми бровями, у отца которой были короткие ресницы и нормальные брови, вышла замуж за мужчину с доминантными признаками, гомозиготного по обеим аллелям. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, фенотипы и генотипы возможного потомства.

♀ААВв, ♂ААвВ; генотипы потомков: ААвв, АаВВ, ААВв, АаВв

♀АаВВ, ♂ААВВ; генотипы потомков: АаВв, АаВВ, ААВв, ААВв

♀АаВв, ♂ААВВ; генотипы потомков: ААВВ, АаВВ, ААВв, АаВв

1. Условие задачи.

2. Схема решения задачи:

3. Объяснения решения задачи.

По условию задачи и женщина, и мужчина имеют фенотипическое проявление доминантных признаков, но отец женщины имел рецессивные признаки, поэтому генотипы родителей будут: у женщины (дигетерозиготная) — АаВв, а у мужчины (дигомозиготный) — ААВВ. У женщины образуется четыре типа гамет (АВ, Ав, аВ, ав), у её мужа — один тип (АВ). В этой семье могут родиться только дети с доминантными признаками, но с различными генотипами.

4. Ответ:

1) генотипы родителей:

• ♀ (длинные ресницы и широкие пушистые брови) – АаВв (гаметы АВ, Ав, аВ, ав),
• ♂ (длинные ресницы и широкие пушистые брови) – ААВВ (гаметы АВ);

2) генотипы потомков: ААВВ, АаВВ, ААВв, АаВв;

3) фенотипы потомков: 100% с длинными ресницами и широкими пушистыми бровями.

Реши задачу . У фасоли жёлтая окраска бобов доминирует над зелёной окраской, а чёрная окраска семян — над белой. При скрещивании фасоли с жёлтыми бобами и чёрными семенами с растением, которое имеет жёлтые бобы и белые семена, получили 53 растения с жёлтыми бобами и чёрными семенами, 48 — с жёлтыми бобами и белыми семенами, 19 — с зелёными бобами и чёрными семенами и 15 — с зелёными бобами и белыми семенами. Определите генотипы родительских форм и потомков. Как можно объяснить появление четырёх фенотипических классов? Каков характер наследования этих признаков?

генотипы: ♀АаВв; ♂Аавв; потомков: (2 АаВв, ААВв), (2 Аавв, ААвв), (ааВв), (Аавв)

генотипы: ♀ааВв; ♂Аавв; потомков: (АаВв, ААВв), (2 Аавв, ААвв), (АаВв), (Аавв)

генотипы: ♀Аавв; ♂Аавв; потомков: (2 АаВв, ААВв), (Аавв, ААвв), (2 ааВв), (Аавв)

1. Условие задачи.

2. Схема решения задачи:

3. Объяснения решения задачи.

Так как у гибридов наблюдается расщепление по окраске бобов в соотношении жёлтые бобы: зелёные бобы = 6: 2 = 3: 1, следовательно, родительские формы были гетерозиготными по этой паре признаков, а по окраске семян — чёрные семена: белые семена = 4: 4 = 1: 1 (как при анализирующем скрещивании), следовательно, по этой паре признаков один организм — гетерозиготен; их генотипы — АаВв, Аавв. Появление четырёх фенотипических классов объясняется тем, что гены, отвечающие за окраску бобов и семян, не сцеплены; наследование признаков независимое.

4. Ответ:

1) генотипы родителей:

• ♀ (жёлтые бобы, чёрные семена) – АаВв (гаметы АВ, Ав, аВ, ав),
• ♂ (жёлтые бобы, белые семена) – Аавв (гаметы Ав, ав)

2) фенотипы и генотипы потомков: жёлтые бобы, чёрные семена (2 АаВв, ААВв), жёлтые бобы, белые семена (2 Аавв, ААвв), зелёные бобы, чёрные семена (ааВв), зелёные бобы, белые семена (Аавв);

3) появление четырёх фенотипических классов объясняется тем, что гены, отвечающие за окраску бобов и семян, не сцеплены; наследование признаков независимое.

Реши задачу . Дигетерозиготную чёрную длинношёрстную самку морской свинки скрестили с коричневым короткошёрстным самцом. Доминантные гены (чёрная и длинная шерсть) локализованы в одной хромосоме, кроссинговер не происходит. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, фенотипы и генотипы потомства. Каков характер наследования этих признаков?

генотипы родителей ♀АаВВ, ♂Аавв и потомков – АаВВ, Аавв;

генотипы родителей ♀АаВв, ♂Аавв и потомков – АаВв, Аавв;

генотипы родителей ♀ АаВв, ♂Аавв и потомков – ааВв, аавв;

1. Условие задачи.

2. Схема решения задачи:

3. Объяснения решения задачи.

Самка дигетерозиготная, у самца фенотипически проявляются рецессивные признаки, следовательно, их генотипы — ♀АаВв, ♂аавв. У самки образуются два типа гамет (АВ, ав), так как по условию задачи гены находятся в одной хромосоме и кроссинговер между ними не происходит. В результате скрещивания образуется два фенотипических класса потомков — чёрные длинношёрстные (АаВв) и коричневые короткошёрстные (аавв). Признаки окраски и длины шерсти наследуются сцеплено.

4. Ответ:

1) генотипы родителей:

• ♀ (чёрная длинношёрстная) – АаВв (гаметы АВ, ав),
• ♂ (коричневый короткошёрстный) – Аавв (гаметы ав);

2) генотипы и фенотипы потомков: чёрные длинношёрстные — АаВв, коричневые короткошёрстные — Аавв;

3) признаки окраски и длины шерсти наследуются сцеплено.

Реши задачу . У кур чёрный цвет оперения (R) доминирует над красным, наличие гребня (S) над его отсутствием. Гены не сцеплены. Красного петуха с гребнем скрещивают с чёрной курицей без гребня. Всё потомство имеет гребень, половина с чёрным оперением, половина — с красным. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и потомства. Какова вероятность появления во втором поколении чёрных с гребнем?

генотипы: ♀ - Rrss, ♂ - rrSS; гибридов I поколения – RRSS, rrSs

генотипы: ♀ - Rrss, ♂ - rrSS; гибридов I поколения – RrSS, rrSs

генотипы ♀ - Rrss, ♂ - rrsS; гибридов I поколения – RrSS, rRSs

1. Условие задачи.

2. Схема решения задачи:

3. Объяснения решения задачи.

Так как в первом поколении произошло расщепление признака, то окраска оперения по фенотипу в соотношении 1: 1, можно сделать вывод, что петух по этому признаку гомозиготен, а курица — гетерозиготна. Всё потомство имеет гребень, следовательно, петух и курица по этому признаку гомозиготны и имеют генотипы — ♀Rrss, ♂rrSS. Во втором поколении вероятность появления птиц с чёрным оперением и гребнем составляет 3/8, или 37,5%.

4. Ответ:

1) генотипы родителей:

• ♀ - Rrss (гаметы Rs, rs),
• ♂ - rrSS (гаметы rS);

2) генотипы и фенотипы гибридов первого поколения — RrSS (чёрные с гребнем), rrSs (красные с гребнем);

3) вероятность появления во втором поколении чёрных птиц с гребнем — 3/8, или 37,5%.

Реши задачу . У человека карий цвет глаз доминирует над голубым, а способность владеть правой рукой — над способностью владеть левой рукой. Гены обоих признаков находятся в различных хромосомах. Кареглазый правша, мать которого была голубоглазой правшой, а отец — кареглазым правшой, женился на голубоглазой левше. Определите генотипы родителей, генотипы и фенотипы потомков. Составьте схему решения задачи. Ответ поясните.

генотипы родителей: ♀Аавв, АвВа; генотипы потомков – АаВв, ааВв

генотипы родителей: ♀Аавв, АаВВ; генотипы потомков – АаВв, ааВв

генотипы родителей: ♀Аавв, ааВВ; генотипы потомков – АаВв, ааВв

1. Условие задачи.

2. Схема решения задачи:

3. Объяснения решения задачи.

Кареглазый правша, мать которого была голубоглазой, имеет генотип АаВВ (гаметы АВ, аВ), а голубоглазый левша — аавв (гаметы ав). В этой семье могут родиться дети: кареглазые правши и голубоглазые правши.

4. Ответ:

1) генотипы родителей:

• ♀ (голубоглазая левша) – аавв (гаметы ав),
• ♂ (кареглазый правша) – АаВВ (гаметы АВ, аВ)

2) генотипы потомков — 50% АаВв, 50% ааВв.

3) фенотипы потомков: голубоглазые правши и кареглазые правши.

Реши задачу . У дурмана пурпурная окраска цветков (А)доминирует над белой (а), колючие семенные коробочки (В) — над гладкими (в). От скрещивания дурмана с пурпурными цветками и гладкими коробочками с растением, имеющим белые цветки и колючие коробочки, получено 394 растения с пурпурными цветками и колючими коробочками и 402 — с пурпурными цветками и гладкими коробочками. Каковы генотипы родителей и потомков? Каков характер наследования признаков?

генотипы родителей: ♀АаВв, ♂ааВв; генотипы потомков: АаВв, Аавв

генотипы родителей: ♀Аавв, ♂ааВв; генотипы потомков: ааВв, Аавв

генотипы родителей: ♀Аавв, ♂ааВв; генотипы потомков: АаВв, Аавв

1. Условие задачи.

2. Схема решения задачи:

3. Объяснения решения задачи.

Так как у потомков венчик имеет только пурпурную окраску, можно сделать вывод, что родительская форма с пурпурными цветками по этому признаку гомозиготна. А по форме семенных коробочек другая родительская форма гетерозиготна: у потомков происходит расщепление по этой аллели в соотношении приблизительно 1: 1.

4. Ответ:

1) генотипы родителей:

• ♀Аавв (пурпурные цветки и гладкие коробочки),
• ♂ааВв (белые цветки и колючие коробочки);

2) генотипы потомков: АаВв (пурпурные цветки и колючие коробочки), Аавв (пурпурные цветки и гладкие коробочки);

3) характер наследования признаков — независимое наследование.

Реши задачу . У человека признак полные губы доминируют над признаком тонкие губы, а ямочки на щеках — над гладкими (без ямочек) щеками. Гены не сцеплены, наследуются как аутосомные признаки. Отец дигомозиготен, а мать — дигетерозиготна. Определите генотипы и фенотипы родителей, возможных детей. Составьте схему решения задачи. Какой закон наследственности проявляется в данном случае? Какова вероятность рождения ребёнка с признаками матери?

генотипы и фенотипы родителей ♀АаВв, ♂аавв; детей: ♂аавв

генотипы и фенотипы родителей ♀ааВв, ♂аавв; детей: ♂аавв

генотипы и фенотипы родителей ♀АаВв, ♂Аавв; детей: ♂Аавв

1. Условие задачи.

2. Схема решения задачи:

3. Объяснения решения задачи.

Отец дигомозиготен, мать — дигетерозиготная (гены не сцеплены), их генотипы: ♂ — аавв (гаметы ав). ♀ — АаВв (гаметы АВ, Ав, аВ, ав). В этой семье могут появиться дети со следующими генотипами и фенотипами: АаВв (полные губы, ямочки на щеках), Аавв (полные губы, гладкие щёки), ааВв (тонкие губы, ямочки на щеках), аавв (тонкие губы, гладкие щёки). В данном случае проявляется закон независимого наследования признаков (III закон Г.Менделя). вероятность рождения ребёнка с признаками матери (АаВв, полные губы, ямочки на щеках) составляет 25%, или ¼.

Наследование окраски у свиней демонстрирует доминантный эпистаз. При скрещивании черных и белых свиней из разных пород в F1 появляются белые потомки. Их скрещивание между собой приводит к появлению белых (12/16), черных (3/16) и красных (1/16) поросят. Все белые поросята имеют минимум один доминантный ген-подавитель. Черные поросята гомозиготны по рецессивному аллелю, не препятствующему формированию окраски, и несут доминантный аллель, детерминирующий образование черного пигмента. Красные поросята лишены доминантного гена-подавителя и доминантного гена, определяющего черную окраску.

по теме «Законы Менделя»

1 вариант

Задание: выберите правильный ответ

1. Скрещивание, при котором родители различаются только по одной паре признаков, называется:

А) моногибридным; Б) дигибридным;

В) полигибридным; Г) анализирующим.

2. Гибридные особи по генотипу разнородны, поэтому их называют:

А) доминантными; Б) рецессивными;

В) гомозиготными; Г) гетерозиготными.

3. Организм, имеющий генотип АА, называется:

А) доминантный гомозиготный; Б) доминантный гетерозиготный;

В) рецессивный гомозиготный; Г) рецессивный гетерозиготный.

4. Закон единообразия гибридов первого поколения рассматривает характер наследования признаков:

А) полное доминирование; Б) анализирующее доминирование;

В) сцепленное с полом; Г) взаимодействие генов.

5. Второй закон Менделя называется:

А) закон единообразия гибридов первого поколения;Б) закон расщепления;

В) закон независимого наследования признаков; Г) закон чистоты гамет.

6. Определите, сколько типов гамет продуцирует душистый горошек с розовыми цветками, если красная окраска доминирует над белой:

А) ноль; Б) одна;

В) две; Г) три.

7.Каких по генотипу родителей нужно подобрать, чтобы проявился закон единообразия гибридов первого поколения, открытый Г. Менделем?

А)АА, аа; Б) Аа, аа;

В) Аа, Аа; Г) АА,АА.

8. Определите фенотип организма, имеющего генотип ААвв, если желтая окраска семени доминирует над зеленой, а гладкая поверхность – над морщинистой.

А) Зеленые морщинистые семена; Б) Зеленые гладкие семена;

В) Желтые морщинистые семена;Г) Желтые гладкие семена.

9. Какова вероятность рождения гладкошерстных морских свинок (мохнатая шерсть доминирует над гладкой), если один родитель гладкошерстный, а другой мохнатый с гетерозиготным генотипом:

А) 100%; Б) 75%;

В) 50%; Г) 25%.

10. Особь с генотипом ААВв образует гаметы:

А) АВ,АВ, АвАв; Б) Аа, Ав, АвВв;

Проверочная работа по биологии

по теме «Законы Менделя»

2 вариант

Задание: выберите правильный ответ

1. Признак, который не проявляет своих свойств, называют:

А) доминантный; Б) рецессивный;

В) гомозиготный; Г) гетерозигодный.

2. Если в генотипе организма есть два одинаковый аллельных гена, то такой организм принято называть:

А) доминантным; Б) рецессивным;

В) гомозиготным; Г) гетерозиготным.

3. Признаки, не проявляющиеся у F1, Мендель назвал:

А) рецессивными; Б) гомозиготными;
В) доминантными; Г) гетерозиготными.

4. Согласно второму закону Менделя, расщепление по генотипу происходит в соответствии:

А) 1:1 ;Б) 1:2:1 ;

В) 3:1 ;Г) 9:3:3:1 .

5. Согласно третьему закону Менделя появляются новые фенотипические группы и их:

А) одна; Б) две;

В) три; Г) четыре.

6. Особь с генотипом АаВв образует гаметы:

А) АВ,АВ, авав; Б) Аа, Ав, АвВв;

В) Ав, Ав, аВ, ав; Г) АВ, Ав, аВ, ав.

6. Закон независимого наследования (третий закон Менделя) описывает скрещивание:

А) моногибридное; Б) дигибридное;

В)тригибридное; Г) полигибридное.

7. При неполном доминировании второе поколение может иметь фенотипы:

А) цвет цветка - белый, красный, желтый; Б) отсутствие волос, длинные и курчавые волосы;

В) высота томата - высокоростый, низкорослый и карликовый;

Г) крылья мухи – длинные, нормальные и короткие.

8. Определите вероятные генотипы детей, если в брак вступили светловолосая женщина (рецессивный признак) и темноволосый мужчина (гетерозиготный по этому признаку):

А) Аа, аа; Б) АА, аа;

В) АА; Г) аа.

9. Определите число всех возможных вариантов генотипа у морской свинки с черной окраской и длинной шерстью, если черная окраска является доминантным признаком, а короткая шерсть – рецессивным:

А) один; Б) две;

В) три; Г) четыре.

10. Определите генотипы родителей, если в результате скрещивания растений томата во втором поколении 50% растений имели красную окраску плода (доминантный признак) и 50% - желтую.

А)АА, аа; Б) Аа, аа;

В) Аа, Аа; Г) АА,АА

Задание 1. Выберите правильный ответ.

1. Чистота гамет определяется:

• а) гаплоидным набором хромосом;
• б) отсутствием мутантных генов;
• в) присутствием в гамете одного из двух аллельных генов;
• г) гомозиготностью

2. Причиной единообразия гибридов первого поколения является:

• а) одинаковые генотипы родителей;
• б) гетерозиготность родительских особей;
• в) в) чистота исходных родительских особей;
• г) неполное доминирование

3. При скрещивании двух моногетерозигот (Аа ) наблюдается расщепление по фенотипу, соответствующее формуле:

• а) 1: 1;
• б) 1: 2;
• в) 3: 1;
• г) 9: 7.

4. Что наследует потомство от родителей:

• а) признаки;
• б) свойства;
• в) генотип;
• г) гены

5.Что обозначает термин “аллель”:

• а) наследственный признак;
• б) локус;
• в) одно из возможных состояний гена;
• г) мутантный ген

6.Как называется явление парности признаков:

• а) реципрокность;
• б) альтернативность;
• в) комплементарность;
• г) аллелизм

7.Сколько аллелей одного гена в норме получают потомки от каждого из родителей:

• а) два;
• б) несколько;
• в) один;
• г) много

8.Сколько типов гамет образует особь, имеющая генотип, гомозиготный по десяти генам:

• а) два;
• б) несколько;
• в) один;
• г) много

9.В каком случае организмы с разными генотипами имеют одинаковый фенотип:

• а) при полном доминировании;
• б) не могут иметь;
• в) при неполном доминировании;
• г) при летальности одного гена

10.Чем можно объяснить, что особи с одинаковым генотипом имеют разный фенотип:

• а) неполным доминированием;
• б) кодоминированием;
• в) пенетрантностью;
• г) полным доминированием

11.Как называется скрещивание родительских особей в разных комбинациях (♀P 1 x ♂P 2 ; ♀P 2 x ♂P 1):

• а) беккросс;
• б) анализирующее;
• в) реципрокное;
• г) обратное

12.Чем определяется количество гамет, которое образует особь:

• а) диплоидностью;
• б) количеством доминантных генов в генотипе;
• в) степенью гетерозиготности;
• г) количеством рецессивных генов в генотипе

13.Что такое фенотипический радикал:

• а) совокупность доминантных генов;
• б) гены, определяющие фенотип;
• в) гены, полученные гибридами F 1 ;
• г) совокупность рецессивных генов

14.Какому поколению соответствует расщепление по фенотипу в соотношении 1: 2: 1:

• а) F 2 полное доминирование;
• б) F 2 неполное доминирование;
• в) анализирующее скрещивание;
• г) F 1 неполное доминирование

15.Какие генотипы появляются с одинаковой частотой в F 2 моногибридного скрещивания:

• а) все;
• б) АА и Аа ;
• в) Аа и аа ;
• г) АА и аа

16.Каким образом при гибридологическом анализе устанавливается независимость наследования признаков:

• а) по количеству единиц расщепления;
• б) по отсутствию рекомбинантов;
• в) по наличию рекомбинантов;
• г) по формуле расщепления

17.С постоянной ли частотой возникают в F 2 дигибридного скрещивания определенные генотипы:

• а) нет;
• б) в зависимости от F 1 ;
• в) часто;
• г) всегда

Задание 2. Решите следующие задачи.

1. У двух нормальных родителей родился ребенок альбинос. Доминантный или рецессивный ген определяет альбинизм? Могут ли в дальнейшем у этой пары родиться нормальные дети?

2. Одна из форм шизофрении наследуется как моногенный аутосомный рецессивный признак. Какова вероятность проявления заболевания в потомстве двух здоровых родителей, если бабушка со стороны отца и дед со стороны матери страдали шизофренией?

3. Сын имеет голубые глаза, дочь карие. Какова окраска глаз у родителей, если со стороны матери и дед и бабушка голубоглазые?

4. В одном из зоопарков Индии у пары тигров с нормальной окраской родился тигренок альбинос. Тигры-альбиносы встречаются крайне редко. Какое скрещивание должны провести селекционеры, чтобы как можно быстрее получить максимальное количество альбиносов?

5. У растения ночная красавица красная окраска цветов неполно доминирует над белой, и поэтому гетерозиготные особи имеют розовые цветы. При каком варианте скрещивания все потомство будет иметь розовую окраску цветов? Какая окраска будет доминировать в потомстве от скрещивания растений с розовыми цветами?

6. У человека карие глаза (ген В ) доминируют над голубыми (ген b ), а умение лучше владеть правой рукой (ген R ) над леворукостью (ген r ). Какого потомства можно ожидать от брака голубоглазой правши и кареглазого левши, если оба гетерозиготны по доминантным признакам?

7. У собак короткошерстность доминирует над длинношерстностью, черная окраска над коричневой. Какого потомства следует ожидать от скрещивания двух животных: гетерозиготной по обоим генам самки и гетерозиготного по гену длины шерсти коричневого самца? Используйте закон вероятности.

8. У львиного зева ген красной окраски цветков (R ) неполно доминирует над геном белой окраски (r ), так что гетерозиготы (Rr ) имеют розовую окраску цветов; ген широких листьев (B ) неполно доминирует над геном узких (b ), в связи с чем у гетерозигот (Bb ) листья имеют промежуточную ширину. Какова будет окраска цветов и ширина листьев в F 2 от скрещивания растения гомозиготного по доминантным генам с гомозиготным рецессивом?

9. У человека леворукость и альбинизм определяются рецессивными аутосомными генами, локализованными в разных хромосомах. Могут ли родители иметь нормальный фенотип, если один ребенок унаследовал леворукость, а другой — альбинизм?

10. Карий цвет глаз, темный цвет волос и владение правой рукой — доминантные аутосомные признаки, которые наследуются независимо. Голубоглазая, светловолосая женщина-правша имеет мужа — кареглазого, темноволосого мужчину-левшу. У них есть сын — голубоглазый, светловолосый левша и дочь — кареглазая, темноволосая правша. Определите генотипы всех членов семьи.

11. У томатов красная окраска плодов (R ) доминирует над желтой (r ), высокий рост (T ) над карликовым (t ), двугнездные плоды (D ) над многогнездными (d ). Растение гомозиготное по всем трем доминантным генам скрещивалось с гомозиготным рецессивом. Какая часть F 2 будет внешне похожа на доминантного родителя? (Используйте закон вероятности.)

Задание 3. Заполните пропуски в следующих утверждениях.

1.Для скрещивания Мендель брал разные сорта гороха с... признаками.

2.Одно из основных условий гибридологического метода — использование в качестве родителей... особей.

3.Гибриды I поколения наследуют признак... родителя.

4.По всем парам признаков, наследование которых изучал Мендель, в F 2 наблюдалось расщепление в соотношении... .

5.Под “чистотой гамет” Мендель понимал присутствие в них только одного из пары... генов.

6.Скрещивание с использованием одной и той же формы сначала в качестве женского родителя, а затем в качестве мужского носит название... .

7.Для определения генотипа конкретного гибрида Мендель производил... скрещивание.

8.При анализе результатов дигибридного скрещивания в дополнение к I и II законам Мендель сформулировал закон... .

9.Возвратное скрещивание гибрида с родительской формой называется... .

10.Цитологическую основу III закона Менделя составляет... генов в разных хромосомах.

11.Совокупность генов, определяющих фенотип, называется фенотипическим... .

12.Появление в F 2 особей с новыми фенотипами, отличными от родительских, является результатом... генов.

13.При неполном доминировании среди гибридного потомства преобладают особи с... признаком.

14.Если в гетерозиготном состоянии оба аллельных гена полностью проявляют свое действие, то такое явление называется... .

Задание 4. Укажите, какие из предложенных ниже утверждений правильные.

1.В основе единообразия гибридов первого поколения лежит гомозиготность родительских форм.

2.Количество гамет, которое образует особь, зависит от числа доминантных генов.

3.При неполном доминировании расщепление по фенотипу не совпадает с расщеплением по генотипу.

4.Законы Менделя носят универсальный характер.

5.Законы Менделя действуют только в случае полового способа размножения особей.

6.Распределение генотипов во втором поколении ди- и полигибридного скрещивания носит случайный характер.

7.В результате неполного доминирования у гибрида развивается промежуточный признак.

8.Гены, расположенные в разных хромосомах, образуют новые комбинации в результате случайного расхождения хромосом к полюсам в мейозе.

9.Независимо могут наследоваться только две пары признаков.

10.Количество фенотипов в гибридном потомстве определяется числом хромосом у родителей.

Контрольные вопросы

1.На каком объекте были открыты законы Менделя?

2.Почему при гибридологическом анализе должен использоваться чистый материал?

3.Какой тип доминирования более удобен для генетического анализа (полное или неполное доминирование)?

4.Как называются гибриды с новыми сочетаниями родительских признаков?

5.На основе какого закона выведены формулы для расчета расщепления в полигибридных скрещиваниях?

6.Почему Менделю не удалось получить такие же результаты, как на горохе, при работе с ястребинкой?

7.Каковы условия действия законов Менделя?

8.Чем обусловлена независимость наследования признаков?

9.С какой целью используется решетка Пеннета?

10.Сколько пар признаков одновременно могут наследоваться независимо?

11.Каков механизм рекомбинации генов при независимом наследовании?

12.Как ведут себя аллельные гены в случае кодоминирования?

13.С какой целью проводят анализирующее скрещивание?

14.Что такое экспрессивность и пенетрантность гена?

При подготовке к экзамену по биологии пригодятся также материалы книг:

Генетика - наука о закономерностях наследственности и изменчивости. Датой «рождения» генетики можно считать 1900 год, когда Г. Де Фриз в Голландии, К. Корренс в Германии и Э. Чермак в Австрии независимо друг от друга «переоткрыли» законы наследования признаков, установленные Г. Менделем еще в 1865 году.

Наследственность - свойство организмов передавать свои признаки от одного поколения к другому.

Изменчивость - свойство организмов приобретать новые по сравнению с родителями признаки. В широком смысле под изменчивостью понимают различия между особями одного вида.

Признак - любая особенность строения, любое свойство организма. Развитие признака зависит как от присутствия других генов, так и от условий среды, формирование признаков происходит в ходе индивидуального развития особей. Поэтому каждая отдельно взятая особь обладает набором признаков, характерных только для нее.

Фенотип - совокупность всех внешних и внутренних признаков организма.

Ген - функционально неделимая единица генетического материала, участок молекулы ДНК, кодирующий первичную структуру полипептида, молекулы транспортной или рибосомной РНК. В широком смысле ген - участок ДНК, определяющий возможность развития отдельного элементарного признака.

Генотип - совокупность генов организма.

Локус - местоположение гена в хромосоме.

Аллельные гены - гены, расположенные в идентичных локусах гомологичных хромосом.

Гомозигота - организм, имеющий аллельные гены одной молекулярной формы.

Гетерозигота - организм, имеющий аллельные гены разной молекулярной формы; в этом случае один из генов является доминантным, другой - рецессивным.

Рецессивный ген - аллель, определяющий развитие признака только в гомозиготном состоянии; такой признак будет называться рецессивным.

Доминантный ген - аллель, определяющий развитие признака не только в гомозиготном, но и в гетерозиготном состоянии; такой признак будет называться доминантным.

Методы генетики

Основным является гибридологический метод - система скрещиваний, позволяющая проследить закономерности наследования признаков в ряду поколений. Впервые разработан и использован Г. Менделем. Отличительные особенности метода: 1) целенаправленный подбор родителей, различающихся по одной, двум, трем и т. д. парам контрастных (альтернативных) стабильных признаков; 2) строгий количественный учет наследования признаков у гибридов; 3) индивидуальная оценка потомства от каждого родителя в ряду поколений.

Скрещивание, при котором анализируется наследование одной пары альтернативных признаков, называется моногибридным , двух пар - дигибридным , нескольких пар - полигибридным . Под альтернативными признаками понимаются различные значения какого-либо признака, например, признак - цвет горошин, альтернативные признаки - желтый цвет, зеленый цвет горошин.

Кроме гибридологического метода, в генетике используют: генеалогический - составление и анализ родословных;цитогенетический - изучение хромосом; близнецовый - изучение близнецов; популяционно-статистический метод - изучение генетической структуры популяций.

Генетическая символика

Предложена Г. Менделем, используется для записи результатов скрещиваний: Р - родители; F - потомство, число внизу или сразу после буквы указывает на порядковый номер поколения (F 1 - гибриды первого поколения - прямые потомки родителей, F 2 - гибриды второго поколения - возникают в результате скрещивания между собой гибридов F 1); × - значок скрещивания; G - мужская особь; E - женская особь; A - доминантный ген, а - рецессивный ген; АА - гомозигота по доминанте, аа - гомозигота по рецессиву, Аа - гетерозигота.

Закон единообразия гибридов первого поколения, или первый закон Менделя

Успеху работы Менделя способствовал удачный выбор объекта для проведения скрещиваний - различные сорта гороха. Особенности гороха: 1) относительно просто выращивается и имеет короткий период развития; 2) имеет многочисленное потомство; 3) имеет большое количество хорошо заметных альтернативных признаков (окраска венчика - белая или красная; окраска семядолей - зеленая или желтая; форма семени - морщинистая или гладкая; окраска боба - желтая или зеленая; форма боба - округлая или с перетяжками; расположение цветков или плодов - по всей длине стебля или у его верхушки; высота стебля - длинный или короткий); 4) является самоопылителем, в результате чего имеет большое количество чистых линий, устойчиво сохраняющих свои признаки из поколения в поколение.

Опыты по скрещиванию разных сортов гороха Мендель проводил в течение восьми лет, начиная с 1854 года. 8 февраля 1865 года Г. Мендель выступил на заседании Брюннского общества естествоиспытателей с докладом «Опыты над растительными гибридами», где были обобщены результаты его работы.

Опыты Менделя были тщательно продуманы. Если его предшественники пытались изучить закономерности наследования сразу многих признаков, то Мендель свои исследования начал с изучения наследования всего лишь одной пары альтернативных признаков.

Мендель взял сорта гороха с желтыми и зелеными семенами и произвел их искусственное перекрестное опыление: у одного сорта удалил тычинки и опылил их пыльцой другого сорта. Гибриды первого поколения имели желтые семена. Аналогичная картина наблюдалась и при скрещиваниях, в которых изучалось наследование других признаков: при скрещивании растений, имеющих гладкую и морщинистую формы семян, все семена полученных гибридов были гладкими, от скрещивания красноцветковых растений с белоцветковыми все полученные - красноцветковые. Мендель пришел к выводу, что у гибридов первого поколения из каждой пары альтернативных признаков проявляется только один, а второй как бы исчезает. Проявляющийся у гибридов первого поколения признак Мендель назвал доминантным, а подавляемый - рецессивным.

При моногибридном скрещивании гомозиготных особей , имеющих разные значения альтернативных признаков, гибриды являются единообразными по генотипу и фенотипу.

Генетическая схема закона единообразия Менделя

(А - желтый цвет горошин, а - зеленый цвет горошин)

Закон расщепления, или второй закон Менделя

Г. Мендель дал возможность самоопылиться гибридам первого поколения. У полученных таким образом гибридов второго поколения проявился не только доминантный, но и рецессивный признак. Результаты опытов приведены в таблице.

Анализ данных таблицы позволил сделать следующие выводы:

1. единообразия гибридов во втором поколении не наблюдается: часть гибридов несет один (доминантный), часть - другой (рецессивный) признак из альтернативной пары;
2. количество гибридов, несущих доминантный признак, приблизительно в три раза больше, чем гибридов, несущих рецессивный признак;
3. рецессивный признак у гибридов первого поколения не исчезает, а лишь подавляется и проявляется во втором гибридном поколении.

Явление, при котором часть гибридов второго поколения несет доминантный признак, а часть - рецессивный, называютрасщеплением . Причем, наблюдающееся у гибридов расщепление не случайное, а подчиняется определенным количественным закономерностям. На основе этого Мендель сделал еще один вывод: при скрещивании гибридов первого поколения в потомстве происходит расщепление признаков в определенном числовом соотношении.

При моногибридном скрещивании гетерозиготных особей у гибридов имеет место расщепление по фенотипу в отношении 3:1, по генотипу 1:2:1.

Генетическая схема закона расщепления Менделя

(А - желтый цвет горошин, а - зеленый цвет горошин):

Закон чистоты гамет

С 1854 года в течение восьми лет Мендель проводил опыты по скрещиванию растений гороха. Им было выявлено, что в результате скрещивания различных сортов гороха друг с другом гибриды первого поколения обладают одинаковым фенотипом, а у гибридов второго поколения имеет место расщепление признаков в определенных соотношениях. Для объяснения этого явления Мендель сделал ряд предположений, которые получили название «гипотезы чистоты гамет», или «закона чистоты гамет». Мендель предположил, что:

1. за формирование признаков отвечают какие-то дискретные наследственные факторы;
2. организмы содержат два фактора, определяющих развитие признака;
3. при образовании гамет в каждую из них попадает только один из пары факторов;
4. при слиянии мужской и женской гамет эти наследственные факторы не смешиваются (остаются чистыми).

В 1909 году В. Иогансен назовет эти наследственные факторы генами, а в 1912 году Т. Морган покажет, что они находятся в хромосомах.

Для доказательства своих предположений Г. Мендель использовал скрещивание, которое сейчас называют анализирующим (анализирующее скрещивание - скрещивание организма, имеющего неизвестный генотип, с организмом, гомозиготным по рецессиву). Наверное, Мендель рассуждал следующим образом: «Если мои предположения верны, то в результате скрещивания F 1 с сортом, обладающим рецессивным признаком (зелеными горошинами), среди гибридов будут половина горошин зеленого цвета и половина горошин - желтого». Как видно из приведенной ниже генетической схемы, он действительно получил расщепление 1:1 и убедился в правильности своих предположений и выводов, но современниками он понят не был. Его доклад «Опыты над растительными гибридами», сделанный на заседании Брюннского общества естествоиспытателей, был встречен полным молчанием.

Цитологические основы первого и второго законов Менделя

Во времена Менделя строение и развитие половых клеток не было изучено, поэтому его гипотеза чистоты гамет является примером гениального предвидения, которое позже нашло научное подтверждение.

Явления доминирования и расщепления признаков, наблюдавшиеся Менделем, в настоящее время объясняются парностью хромосом, расхождением хромосом во время мейоза и объединением их во время оплодотворения. Обозначим ген, определяющий желтую окраску, буквой А , а зеленую - а . Поскольку Мендель работал с чистыми линиями, оба скрещиваемых организма - гомозиготны, то есть несут два одинаковых аллеля гена окраски семян (соответственно, АА и аа ). Во время мейоза число хромосом уменьшается в два раза, и в каждую гамету попадает только одна хромосома из пары. Так как гомологичные хромосомы несут одинаковые аллели, все гаметы одного организмы будут содержать хромосому с геном А , а другого - с геном а .

При оплодотворении мужская и женская гаметы сливаются, и их хромосомы объединяются в одной зиготе. Получившийся от скрещивания гибрид становится гетерозиготным, так как его клетки будут иметь генотип Аа ; один вариант генотипа даст один вариант фенотипа - желтый цвет горошин.

У гибридного организма, имеющего генотип Аа во время мейоза, хромосомы расходятся в разные клетки и образуется два типа гамет - половина гамет будет нести ген А , другая половина - ген а . Оплодотворение - процесс случайный и равновероятный, то есть любой сперматозоид может оплодотворить любую яйцеклетку. Поскольку образовалось два типа сперматозоидов и два типа яйцеклеток, возможно возникновение четырех вариантов зигот. Половина из них - гетерозиготы (несут гены А и а ), 1/4 - гомозиготы по доминантному признаку (несут два гена А ) и 1/4 - гомозиготы по рецессивному признаку (несут два гена а ). Гомозиготы по доминанте и гетерозиготы дадут горошины желтого цвета (3/4), гомозиготы по рецессиву - зеленого (1/4).

Закон независимого комбинирования (наследования) признаков, или третий закон Менделя

Организмы отличаются друг от друга по многим признакам. Поэтому, установив закономерности наследования одной пары признаков, Г. Мендель перешел к изучению наследования двух (и более) пар альтернативных признаков. Для дигибридного скрещивания Мендель брал гомозиготные растения гороха, отличающиеся по окраске семян (желтые и зеленые) и форме семян (гладкие и морщинистые). Желтая окраска (А ) и гладкая форма (В ) семян - доминантные признаки, зеленая окраска (а ) и морщинистая форма (b ) - рецессивные признаки.

Скрещивая растение с желтыми и гладкими семенами с растением с зелеными и морщинистыми семенами, Мендель получил единообразное гибридное поколение F 1 с желтыми и гладкими семенами. От самоопыления 15-ти гибридов первого поколения было получено 556 семян, из них 315 желтых гладких, 101 желтое морщинистое, 108 зеленых гладких и 32 зеленых морщинистых (расщепление 9:3:3:1).

Анализируя полученное потомство, Мендель обратил внимание на то, что: 1) наряду с сочетаниями признаков исходных сортов (желтые гладкие и зеленые морщинистые семена), при дигибридном скрещивании появляются и новые сочетания признаков (желтые морщинистые и зеленые гладкие семена); 2) расщепление по каждому отдельно взятому признаку соответствует расщеплению при моногибридном скрещивании. Из 556 семян 423 были гладкими и 133 морщинистыми (соотношение 3:1), 416 семян имели желтую окраску, а 140 - зеленую (соотношение 3:1). Мендель пришел к выводу, что расщепление по одной паре признаков не связано с расщеплением по другой паре. Для семян гибридов характерны не только сочетания признаков родительских растений (желтые гладкие семена и зеленые морщинистые семена), но и возникновение новых комбинаций признаков (желтые морщинистые семена и зеленые гладкие семена).

При дигибридном скрещивании дигетерозигот у гибридов имеет место расщепление по фенотипу в отношении 9:3:3:1, по генотипу в отношении 4:2:2:2:2:1:1:1:1, признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях.

Генетическая схема закона независимого комбинирования признаков:

Анализ результатов скрещивания по фенотипу: желтые, гладкие - 9/16, желтые, морщинистые - 3/16, зеленые, гладкие - 3/16, зеленые, морщинистые - 1/16. Расщепление по фенотипу 9:3:3:1.

Анализ результатов скрещивания по генотипу: AaBb - 4/16, AABb - 2/16, AaBB - 2/16, Aabb - 2/16, aaBb - 2/16, ААBB - 1/16,Aabb - 1/16, aaBB - 1/16, aabb - 1/16. Расщепление по генотипу 4:2:2:2:2:1:1:1:1.

Если при моногибридном скрещивании родительские организмы отличаются по одной паре признаков (желтые и зеленые семена) и дают во втором поколении два фенотипа (2 1) в соотношении (3 + 1) 1 , то при дигибридном они отличаются по двум парам признаков и дают во втором поколении четыре фенотипа (2 2) в соотношении (3 + 1) 2 . Легко посчитать, сколько фенотипов и в каком соотношении будет образовываться во втором поколении при тригибридном скрещивании: восемь фенотипов (2 3) в соотношении (3 + 1) 3 .

Если расщепление по генотипу в F 2 при моногибридном поколении было 1:2:1, то есть было три разных генотипа (3 1), то при дигибридном образуется 9 разных генотипов - 3 2 , при тригибридном скрещивании образуется 3 3 - 27 разных генотипов.

Третий закон Менделя справедлив только для тех случаев, когда гены анализируемых признаков находятся в разных парах гомологичных хромосом.

Цитологические основы третьего закона Менделя

Пусть А - ген, обусловливающий развитие желтой окраски семян, а - зеленой окраски, В - гладкая форма семени, b - морщинистая. Скрещиваются гибриды первого поколения, имеющие генотип АаВb . При образовании гамет из каждой пары аллельных генов в гамету попадает только один, при этом в результате случайного расхождения хромосом в первом делении мейоза ген А может попасть в одну гамету с геном В или с геном b , а ген а - с геном В или с геном b . Таким образом, каждый организм образует четыре сорта гамет в одинаковом количестве (по 25%): АВ , Ab , aB , ab . Во время оплодотворения каждый из четырех типов сперматозоидов может оплодотворить любую из четырех типов яйцеклеток. В результате оплодотворения возможно появление девяти генотипических классов, которые дадут четыре фенотипических класса.

Сцепленное наследование

В 1906 году У. Бэтсон и Р. Пеннет, проводя скрещивание растений душистого горошка и анализируя наследование формы пыльцы и окраски цветков, обнаружили, что эти признаки не дают независимого распределения в потомстве, гибриды всегда повторяли признаки родительских форм. Стало ясно, что не для всех признаков характерно независимое распределение в потомстве и свободное комбинирование.

Каждый организм имеет огромное количество признаков, а число хромосом невелико. Следовательно, каждая хромосома несет не один ген, а целую группу генов, отвечающих за развитие разных признаков. Изучением наследования признаков, гены которых локализованы в одной хромосоме, занимался Т. Морган . Если Мендель проводил свои опыты на горохе, то для Моргана основным объектом стала плодовая мушка дрозофила.

Дрозофила каждые две недели при температуре 25 °С дает многочисленное потомство. Самец и самка внешне хорошо различимы - у самца брюшко меньше и темнее. Они имеют всего 8 хромосом в диплоидном наборе, достаточно легко размножаются в пробирках на недорогой питательной среде.

Скрещивая мушку дрозофилу с серым телом и нормальными крыльями с мушкой, имеющей темную окраску тела и зачаточные крылья, в первом поколении Морган получал гибриды, имеющие серое тело и нормальные крылья (ген, определяющий серую окраску брюшка, доминирует над темной окраской, а ген, обусловливающий развитие нормальных крыльев, - над геном недоразвитых). При проведении анализирующего скрещивания самки F 1 с самцом, имевшим рецессивные признаки, теоретически ожидалось получить потомство с комбинациями этих признаков в соотношении 1:1:1:1. Однако в потомстве явно преобладали особи с признаками родительских форм (41,5% - серые длиннокрылые и 41,5% - черные с зачаточными крыльями), и лишь незначительная часть мушек имела иное, чем у родителей, сочетание признаков (8,5% - черные длиннокрылые и 8,5% - серые с зачаточными крыльями). Такие результаты могли быть получены только в том случае, если гены, отвечающие за окраску тела и форму крыльев, находятся в одной хромосоме.

1 - некроссоверные гаметы; 2 - кроссоверные гаметы.

Если гены окраски тела и формы крыльев локализованы в одной хромосоме, то при данном скрещивании должны были получиться две группы особей, повторяющие признаки родительских форм, так как материнский организм должен образовывать гаметы только двух типов -АВ и аb , а отцовский - один тип - аb . Следовательно, в потомстве должны образовываться две группы особей, имеющих генотип ААВВ иааbb . Однако в потомстве появляются особи (пусть и в незначительном количестве) с перекомбинированными признаками, то есть имеющие генотип Ааbb и ааВb . Для того, чтобы объяснить это, необходимо вспомнить механизм образования половых клеток - мейоз. В профазе первого мейотического деления гомологичные хромосомы конъюгируют, и в этот момент между ними может произойти обмен участками. В результате кроссинговера в некоторых клетках происходит обмен участками хромосом между генами А и В , появляются гаметы Аb и аВ , и, как следствие, в потомстве образуются четыре группы фенотипов, как при свободном комбинировании генов. Но, поскольку кроссинговер происходит при образовании небольшой части гамет, числовое соотношение фенотипов не соответствует соотношению 1:1:1:1.

Группа сцепления - гены, локализованные в одной хромосоме и наследующиеся совместно. Количество групп сцепления соответствует гаплоидному набору хромосом.

Сцепленное наследование - наследование признаков, гены которых локализованы в одной хромосоме. Сила сцепления между генами зависит от расстояния между ними: чем дальше гены располагаются друг от друга, тем выше частота кроссинговера и наоборот. Полное сцепление - разновидность сцепленного наследования, при которой гены анализируемых признаков располагаются так близко друг к другу, что кроссинговер между ними становится невозможным. Неполное сцепление - разновидность сцепленного наследования, при которой гены анализируемых признаков располагаются на некотором расстоянии друг от друга, что делает возможным кроссинговер между ними.

Независимое наследование - наследование признаков, гены которых локализованы в разных парах гомологичных хромосом.

Некроссоверные гаметы - гаметы, в процессе образования которых кроссинговер не произошел.

Кроссоверные гаметы - гаметы, в процессе образования которых произошел кроссинговер. Как правило кроссоверные гаметы составляют небольшую часть от всего количества гамет.

Образуются гаметы:

Нерекомбинанты - гибридные особи, у которых такое же сочетание признаков, как и у родителей.

Рекомбинанты - гибридные особи, имеющие иное сочетание признаков, чем у родителей.

Расстояние между генами измеряется в морганидах - условных единицах, соответствующих проценту кроссоверных гамет или проценту рекомбинантов. Например, расстояние между генами серой окраски тела и длинных крыльев (также черной окраски тела и зачаточных крыльев) у дрозофилы равно 17%, или 17 морганидам.

У дигетерозигот доминантные гены могут располагаться или в одной хромосоме (цис-фаза ), или в разных (транс-фаза ).

1 - Механизм цис-фазы (некроссоверные гаметы); 2 - механизм транс-фазы (некроссоверные гаметы).

Результатом исследований Т. Моргана стало создание им хромосомной теории наследственности :

1. гены располагаются в хромосомах; различные хромосомы содержат неодинаковое число генов; набор генов каждой из негомологичных хромосом уникален;
2. каждый ген имеет определенное место (локус) в хромосоме; в идентичных локусах гомологичных хромосом находятся аллельные гены;
3. гены расположены в хромосомах в определенной линейной последовательности;
4. гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно, образуя группу сцепления; число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом и постоянно для каждого вида организмов;
5. сцепление генов может нарушаться в процессе кроссинговера, что приводит к образованию рекомбинантных хромосом; частота кроссинговера зависит от расстояния между генами: чем больше расстояние, тем больше величина кроссинговера;
6. каждый вид имеет характерный только для него набор хромосом - кариотип.

Генетика пола

Хромосомное определение пола

Большинство животных являются раздельнополыми организмами. Пол можно рассматривать как совокупность признаков и структур, обеспечивающих способ воспроизводства потомства и передачу наследственной информации. Пол чаще всего определяется в момент оплодотворения, то есть в определении пола главную роль играет кариотип зиготы. Кариотип каждого организма содержит хромосомы, одинаковые у обоих полов, - аутосомы, и хромосомы, по которым женский и мужской пол отличаются друг от друга, - половые хромосомы. У человека «женскими» половыми хромосомами являются две Х -хромосомы. При образовании гамет каждая яйцеклетка получает одну из Х -хромосом. Пол, у которого образуются гаметы одного типа, несущие Х -хромосому, называется гомогаметным. У человека женский пол является гомогаметным. «Мужские» половые хромосомы у человека - Х -хромосома и Y -хромосома. При образовании гамет половина сперматозоидов получает Х -хромосому, другая половина - Y -хромосому. Пол, у которого образуются гаметы разного типа, называется гетерогаметным. У человека мужской пол - гетерогаметный. Если образуется зигота, несущая две Х -хромосомы, то из нее будет формироваться женский организм, если Х -хромосому и Y -хромосому - мужской.

У животных можно выделить следующие четыре типа хромосомного определения пола .

1. Женский пол - гомогаметен (ХХ ), мужской - гетерогаметен (ХY ) (млекопитающие, в частности, человек, дрозофила).

   Генетическая схема хромосомного определения пола у человека:

   Р	♀46, XX	×	♂46, XY
   Типы гамет	23, X		23, X 23, Y
   F	46, XX женские особи, 50%		46, XY мужские особи, 50%

   Генетическая схема хромосомного определения пола у дрозофилы:

   Р	♀8, XX	×	♂8, XY
   Типы гамет	4, X		4, X 4, Y
   F	8, XX женские особи, 50%		8, XY мужские особи, 50%

2. Женский пол - гомогаметен (ХХ ), мужской - гетерогаметен (Х0 ) (прямокрылые).

   Генетическая схема хромосомного определения пола у пустынной саранчи:

   Р	♀24, XX	×	♂23, X0
   Типы гамет	12, X		12, X 11, 0
   F	24, XX женские особи, 50%		23, X0 мужские особи, 50%

3. Женский пол - гетерогаметен (ХY ), мужской - гомогаметен (ХХ ) (птицы, пресмыкающиеся).

   Генетическая схема хромосомного определения пола у голубя:

   Р	♀80, XY	×	♂80, XX
   Типы гамет	40, X 40, Y		40, X
   F	80, XY женские особи, 50%		80, XX мужские особи, 50%

4. Женский пол - гетерогаметен (Х0 ), мужской - гомогаметен (ХХ ) (некоторые виды насекомых).

   Генетическая схема хромосомного определения пола у моли:

   Р	♀61, X0	×	♂62, XX
   Типы гамет	31, X 30, Y		31, X
   F	61, X0 женские особи, 50%		62, XX мужские особи, 50%

Наследование признаков, сцепленных с полом

Установлено, что в половых хромосомах находятся гены, отвечающие не только за развитие половых, но и за формирование неполовых признаков (свертываемость крови, цвет зубной эмали, чувствительность к красному и зеленому цвету и т.д.). Наследование неполовых признаков, гены которых локализованы в Х - или Y -хромосомах, называют наследованием, сцепленным с полом .

Изучением наследования генов, локализованных в половых хромосомах, занимался Т. Морган.

У дрозофилы красный цвет глаз доминирует над белым. Реципрокное скрещивание - два скрещивания, которые характеризуются взаимно противоположным сочетанием анализируемого признака и пола у форм, принимающих участие в этом скрещивании. Например, если в первом скрещивании самка имела доминантный признак, а самец - рецессивный, то во втором скрещивании самка должна иметь рецессивный признак, а самец - доминантный. Проводя реципрокное скрещивание, Т. Морган получил следующие результаты. При скрещивании красноглазых самок с белоглазыми самцами в первом поколении все потомство оказывалось красноглазым. Если скрестить между собой гибридов F 1 , то во втором поколении все самки оказываются красноглазыми, а среди самцов - половина белоглазых и половина красноглазых. Если же скрестить между собой белоглазых самок и красноглазых самцов, то в первом поколении все самки оказываются красноглазыми, а самцы белоглазыми. В F 2 половина самок и самцов - красноглазые, половина - белоглазые.

Объяснить полученные результаты наблюдаемого расщепления по окраске глаз Т. Морган смог, только предположив, что ген, отвечающий за окраску глаз, локализован в Х -хромосоме (Х А - красный цвет глаз, Х а - белый цвет глаз), а Y -хромосома таких генов не содержит.

Схема половых хромосом человека и сцепленных с ними генов:
1 - Х-хромосома; 2 - Y-хромосома.

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 участок Х -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 в Y -хромосоме). В зависимости от локализации гена в свою очередь выделяют следующие типы наследования.

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 Х А X A Y