Учебное пособие. Технология решения генетических задач
учебно-методическое пособие (биология) по теме

ТЕХНОЛОГИЯ  РЕШЕНИЯ  ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

Учебное пособие                  

Технология решения генетических задач. Для учащихся 9-11 классов / МБОУ «СОШ № 3» п. Пурпе Пуровского района; сост. И.П. Каменских. – п. Пурпе , 2013. – 14 с.

Учебное пособие составлено в помощь учителям биологии, учащимся старших классов общеобразовательных школ. Пособие содержит материал по генетике, представленный в виде схем скрещиваний и теоретических объяснений закономерностей наследования признаков.

Данное учебное пособие рекомендовано для изучения генетики школьниками на ступени профильного обучения.

Содержание

Введение……………………………………………………………………………………4

Основные термины и понятия генетики…………………………………………….......5

Глава 1. Общие рекомендации по решению генетических задач

1. Техника решения задач………………………………………………………………………..6
2. Оформление задач по генетике……………………………………………….......7
3. Правила при решении задач по генетике………………………………………...7

Глава 2. Примеры решения генетических задач

2.1.        Закономерности наследования при моногибридном скрещивании……………8

2.2.        Неполное доминирование. Анализирующее скрещивание……………………..8

2.3.        Закономерности наследования при дигибридном скрещивании ………………9

2.4.        Сцепленное с полом наследование……………………………………………….11

2.5.         Генетические задачи………………………………………………………………12

Введение.

Учебное пособие составлено согласно программе среднего основного и среднего полного образования по биологии. Пособие содержит материал по генетике, представленный в виде схем скрещиваний и теоретических объяснений закономерностей наследования признаков.

В пособии приведена основная терминология, необходимая для понимания и успешного решения генетических задач, условные обозначения,  приведены примеры решения задач на разные типы наследования.

Учащиеся с помощью учебного пособия могут самостоятельно освоить курс генетики.

Данное учебное пособие рекомендовано для изучения генетики школьниками на ступени профильного обучения. Учебное пособие составлено в помощь учителям биологии, учащимся старших классов общеобразовательных школ.

Основные термины и понятия генетики. 

Ген (с современных позиций) – это участок молекулы ДНК, содержащий информацию о  первичной структуре одного белка. Гены находятся в хромосомах, где они расположены линейно, образуя «группы сцепления».

Аллельные гены – это пара генов, определяющих контрастные (альтернативные) признаки организма. Каждый ген этой пары называется аллелью. Аллельные гены расположены в одних и тех же участках локусах гомологичных  (парных) хромосом.

Альтернативные признаки – это взаимоисключающие, контрастные признаки (например, жёлтые и зелёные семена гороха). Часто один из альтернативных признаков является доминантным, а другой – рецессивным.

Доминантный признак – это признак, проявляющийся у гибридов первого поколения при скрещивании представителей чистых линий. Например, у гороха доминантными признаками являются жёлтая окраска семян, гладкая поверхность семян, пурпурная окраска цветков

Рецессивный признак не проявляется у гибридов первого поколения при скрещивании представителей чистых линий.

Гомозигота – клетка или организм, содержащие одинаковые аллели одного и того же гена (АА или аа).

Гетерозигота – клетка или организм, содержащие разные аллели одного и того же гена (Аа).

Генотип – совокупность всех генов организма.

Фенотип – совокупность признаков организма, формирующихся при взаимодействии генотипа с окружающей средой.

Гибридологический метод – изучение признаков родительских форм, проявляющихся в ряду поколений у потомства, полученного путём гибридизации (скрещивания).

Моногибридное скрещивание – это скрещивание форм, отличающихся друг от друга по одной паре изучаемых контрастных (альтернативных) признаков, которые передаются по наследству.

Дигибридное скрещивание – это скрещивание форм, отличающихся друг от друга по двум парам изучаемых альтернативных признаков.

Полигибридное скрещивание – это сложное скрещивание, при котором родительские организмы отличаются по трём, четырём, и более парам контрастных (альтернативных) признаков.

Глава 1.Общие рекомендации по решению генетических задач.  

1.1.Техника решения задач

1.2. Оформление задач по генетике.

1.На первом (слева) месте пишется женская (материнская) особь, на втором (справа) пишется мужская (отцовская) особь.
2. Аллельные гены пишутся рядом (ААВВ).
3. При записи генотипа буквы пишутся в алфавитном порядке (ааВВ, а не ВВаа).
4. Под генотипом пишут фенотип.
5. Фенотипы и гаметы пишутся строго под соответствующим генотипом.
6. Записывается ход решения с объяснениями. Можно оформлять в решётке Пеннета.
7. Записывается вывод .
8. Запись типа «первый ребенок родится больным, а второй здоровым» неправильна, поскольку результаты указывают лишь на вероятность рождения тех или иных особей.

1.3. Правила при решении задач по генетике.

Правило первое.

Если при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в их потомстве наблюдается расщепление признаков, то эти особи гетерозиготны.

Правило второе.

Если в результате скрещивания особей, отличающихся фенотипически по одной паре признаков, получается потомство, у которого наблюдается расщепление по этой же паре признаков, то одна из родительских особей гетерозиготна, а другая – гомозиготна по рецессивному признаку.

Правило третье.

Если при скрещивании фенотипически одинаковых особей (по одной паре признаков) в первом поколении гибридов происходит расщепление признаков  на три фенотипические группы в отношениях 1:2:1, то это свидетельствует о неполном доминировании и о том, что родительские особи гетерозиготны.

Глава 2. Примеры решения генетических задач.

2.1.Закономерности наследования при моногибридном скрещивании.

Задача 1.

Условие: Определите генотипы родителей, если у матери имеется седая прядь волос надо лбом, а у отца – нет; из двух детей в семье, один имеет седую прядь, а другой – нет.

Решение:

Дано:

А – наличие седой пряди

А – отсутствие седой пряди

Определите генотипы родителей.

Один ребенок не имеет седой пряди – значит, он должен быть гомозиготным по рецессивному признаку – аа; точно такой же генотип (аа) будет иметь и его отец.

Мать гетерозиготна, так как один ее ребенок имеет седую прядь, а другой – не имеет.

Р         ♀ Аа      х          ♂ а

G  

F1 - есть седая прядь нет седой пряди.

Задача 2.

Условие: Определите генотипы и фенотипы потомства от брака кареглазых гетерозиготных родителей.

Решение:

Дано:

А – карие глаза

а – голубые глаза

Определить F1-? 

Гетерозиготные кареглазые родители Аа

Р        ♀ Аа      х          ♂ Аа

G        

F1            АА,  Аа,  Аа          аа

          карие 3         голубые 1

происходит расщепление признаков, согласно второму закону Менделя:

по фенотипу 3:1

по генотипу 1: 2: 1

2.2.Неполное доминирование. Анализирующее скрещивание.

Задача 1.

Куры с белым оперением при скрещивании между собой всегда дают белое потомство, а куры с черным оперением – черное. Потомство от скрещивания белой и черной особей оказывается голубым. Какая часть потомства от скрещивания голубых петуха и курицы будет с голубым оперением?

Решение:

Дано:

А – черное оперение

а – белое оперение

АА – черная курица

аа - белый петух

Аа – генотип голубых курицы и петуха

Количество Аа в F2 - ?

Р         ♀ АА х ♂ аа

G

Р      ♀ АА х ♂ аа

F1         Аа          Аа

гол.      гол.

G            

F2         

              АА, Аа, Аа, аа

         черн. гол. гол. бел.

Соотношение по генотипу 1 АА: 2 Аа: 1аа

Соотношение по фенотипу 1 черн.: 2 гол.: 1 бел.

Ответ: половина потомства будет с голубым оперением.

2.3.Закономерности наследования при дигибридном скрещивании.

Задача 1.

Условие: Напишите возможные генотипы и фенотипы детей, если известно, что у отца – вьющиеся волосы и веснушки (как у всех его предков), а у матери – прямые и нет веснушек.

Решение:

Дано:

А – вьющиеся волосы

а - прямые волосы

В – веснушки

в – веснушки отсутствуют

F1 - ? 

Генотип отца – ААВВ;

генотип матери – аавв.

Р ♀ аавв х ♂ ААВВ

G

F1   АаВв

Ответ: все дети будут с вьющимися волосами и веснушками.

Задача 2.

Условие: Единственный ребенок близоруких кареглазых родителей имеет голубые глаза и нормальное зрение.

Определить:

а) генотипы всех трех членов семьи;

б) рождение каких детей можно ожидать в этой семье.

Решение:

а) Дано:

А – карие глаза

а – голубые глаза

В – близорукость

в – нормальное зрение

Определить генотипы Р и  F1

Генотип ребенка – аавв

По генотипу ребенка определяем гаметы, которые он мог получить от матери и отца.

F1        аавв – ребенок с голубыми глазами и нормальным зрением

G        ав                         ав

        от одного                 от другого

        родителя                 родителя

Гаметы, несущие рецессивные признаки, должны быть в генотипе обоих родителей, значит, их генотипы АаВв.

Б) Дано:

А – карие глаза

а – голубые глаза

В – близорукость

в – нормальное зрение

 Р ♀,  ♂ АаВв

 Кареглазые, близорукие

Р         ♀ АаВв х ♂ АаВв

G        АВ, Ав, аВ, ав, АВ, Ав, аВ, ав.

  Находим F1:  строим решетку Пеннета

По генотипу считаем

1.ААВВ – карегл. близорук

2. ААВв – карегл. близорук.       9

3.АаВВ – карегл. близорук.    

4. АаВв – карегл. близорук.

5. Аавв - карегл. норм 1          3

6. Аавв - карегл. норм. 2

7.ааВВ – голубгл.близорук

8.ааВв – голубгл. близорук. 2    3

9. аавв – голубгл.  норм.               1

Ответ: генотипов – 9; фенотипов – 4 (кареглазых близоруких, кареглазых нормальных, голубоглазых нормальных, голубоглазых близоруких).

Количество по фенотипу:

кареглазых близоруких – 9/16

кареглазых нормальных – 3/16

голубоглазых близоруких – 3/16

голубоглазых нормальных – 1/ 16

2.4.Сцепленное с полом наследование.

Задача 1.

Условие: Рецессивный ген, обуславливающий цветовую слепоту (дальтонизм), локализован в х - хромосоме.

Напишите генотипы мужчины и женщины, страдающих цветовой слепотой.

Дано:

D – норма

d - дальтонизм

Определить ♀, ♂.

Ответ:

♀х1 х1

♂ х1 у

Задача 2.

Условие: Почему кошки бывают черепахового цвета, а коты – нет.

х1 – черная окраска

х1 – рыжая                                  

х1 х1 – черепаховая окр. 

Решение

У кошек черепаховый цвет (трехцветный окрас)

сцеплен с полом (с х – хромосомой).

Возможны: ♀х1         х1 х1 ,          х1 х1 ,         х1 х1

                        черная черепаховая   рыжая

6 вариантов

задач:                 ♂ кот        х1 у          х1 у

                 черный       рыжий

Для примера скрестим рыжего кота с черепаховой кошкой.

Дано:

х1 у – рыжий кот

 х1 х1 - черепах. кошка  Р

F1 - ? 

Решение

♀ х1 х1    х ♂ ху

G     х1 х1    ху

 F1  х1 х1  ;   ху;       х1 х1  ;         ху

♀череп.  ♂черн. ♀рыжая.  ♂рыжий.

Ответ:

¼ - черепаховая кошка,

¼ - черный кот,

 ¼ - рыжая кошка,

¼ - рыжий кот.

Задача 3.

Различают 4 группы крови.

Группа крови - наследственный признак, зависящий от одного гена, имеющего не 2, как обычно, а 3 аллели. Обозначаются символами: А, В, О.

А и В доминируют над О, но не подавляют друг друга. 1 гр.- ОО; II гр.- АО, III ВО, ВВ;

IV гр. - АВ.

Дано:

♀ - II гр. (АО, АА).

♂ - I гр. ( ОО)        

группа крови F1 -?                  

Возможны два варианта

1. Р ♀ АО х ♂ ОО

G      АО        ОО

F1 АО; АО; ОО; ОО

    II гр. II гр. I гр. I гр.

Ответ: 50% - II группа крови; 50% - I группа крови.

1. Р ♀ АА  х ♂ ОО

  G      АА         ОО

 F1         АО; АО; АО; АО.

Ответ: 100% - II группа крови.

Глава 3. Генетические задачи.

Задача 1.

При скрещивании темных морских свинок (шиншилла) с белым (альбинос) получаются гибриды с промежуточной (полутемной) окраской. Какое потомство получится в результате скрещивания гибрида с альбиносом?

Задача 2.

У канареек доминантный ген определяет зеленую окраску оперения и сцеплен с полом. Оба родители зеленые. В потомстве получены зеленый        самец и коричневая самка. Каковы генотипы родителей?

Задача 3.

У кошек короткая шерсть доминирует над длинной шерстью. Длинношерстная кошка при скрещивании с короткошерстным котом принесла трех короткошерстных и двух длинношерстных котят. Определите генотипы родительских и гибридных форм.

Задача 4.

В семье, где отец болен гемофилией, а мать фенотипически здорова и имеет благополучный генотип, родился мальчик. Какова вероятность наличия у него гемофилии?

Задача 5.

Скрещены две породы кроликов: пятнистые нормально – шёрстные и полностью окрашенные ангорские. В F1 все кролики пятнистые нормально - шёрстные. В результате анализирующего скрещивания получено 24 пятнистых ангорских, 134 полностью окрашенных ангорских, 149 пятнистых с нормальной шерстью и 20 полностью окрашенных с нормальной шерстью. Объясните результаты         скрещивания, определите, какие признаки кроликов доминируют, запишите генотипы всех названных кроликов.

Задача 6.

При скрещивании черных кур (А) с забрызгано – белыми (а) в белом поколении получаются голубые куры. Какое число составят голубые куры из 908 цыплят второго поколения? Ответ поясните.

Задача 7.Фенилкетонурия (нарушения обмена аминокислоты – фенилаланина) наследуется как рецессивный признак. Муж гетерозиготен по гену фенилкетонурии, а жена гомозиготна по доминантному аллелю этого гена. Какова вероятность рождения у них больного ребенка?

Задача 8.

Каковы генотипы родителей и детей, если у родителей с нерыжими волосами 4детей, из них 2 рыжеволосые? (Помни, что фактическое расщепление признаков у потомства может совпадать с теоретически ожидаемым расщеплением только при большом количестве потомства.)

Задача 9.

Окраска цветов у ночной красавицы наследуется по промежуточному типу, а высота растения доминирует над карликовостью Произведено скрещивания гомозиготного ночной красавицы красными цветами, нормальным ростом и растения, имеющего белые цветки, карликовый рост. Какими будут гибриды первого и второго

Список литературы.

Основная литература

Пепеляева О.А.Б., Сунцова И.В.

Поурочные разработки по общей биологии: 9 класс.- М.: ВАКО, 2006. -464с.

Дополнительная литература

Анастасова Л.П. Самостоятельные работы учащихся по общей биологии: Пособие для учителя. М.: Просвещение, 1989. - 175 с.

Борисова, Л.В. Тематическое и поурочное планирование по биологии: 9 кл.: к учебнику Мамонтова С.Г., Захарова В.Б, Сонина Н.И. «Биология. Общие закономерности. 9 класс»: Методическое пособие/Борисова Л.В. – М.: Издательство «Экзамен», 2006. – 159 с.

Донецкая Э.Г. Общая биология. Тетрадь с печатной основой для учащихся 11кл. – Саратов, «Лицей», 1997.,80с.

Ловкова Т.А. Биология. Общие закономерности. 9 класс: Методическое пособие к учебнику Мамонтова С.Г., Захарова В.Б, Сонина Н.И. «Биология. Общие закономерности. 9 класс»/ Ловкова Т.А., Сонин Н.И. – М.; Дрофа, 2003. – 128 с.

Сухова Т.С. Общая биология. 10-11 кл.: рабочая тетрадь к учебникам «Общая биология. 10 класс» и «Общая биология. 11 класс»/Сухова Т.С, Козлова Т.А, Сонин Н.И; под редакцией Захарова В.Б. – М.: Дрофа, 2006. -171 с.