Методика решения задач ЕГЭ по биологии.
материал для подготовки к егэ (гиа) по биологии на тему

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 3 с. Арзгир

Арзгирского района Ставропольского края

 Методика решения задач ЕГЭ

               по биологии

Новак Светлана Владимировна

                      учитель биологии

                      высшей категории

                                    МБОУ СОШ №3 с.Арзгир

с. Арзгир

2015г.

Раздел «Генетика» школьного курса биологии - является одним из самых сложных для понимания учащихся. Облегчению усвоения этого раздела может способствовать знание терминологии современной генетики, а также решение задач разных уровней сложности.

На данный момент, большинство учебников, по которым осуществляется изучение разделов генетики в старших классах общеобразовательных школ, содержат мало тренировочных заданий по генетике. Их, как правило, недостаточно для успешной отработки навыков решения генетических задач на моногибридное, дигибридное и сцепленное с полом наследование признаков.

Решение генетических задач развивает у школьников логическое мышление и позволяет им глубже понять учебный материал, дает возможность учителям осуществлять эффективный контроль уровня достижений учащихся.

В пособии приведена основная терминология, необходимая для понимания и успешного решения генетических задач, общепринятые условные обозначения, так же приведены примерные алгоритмы решения задач на разные типы наследования.

Для каждой задачи приведено примерное количество баллов, которое может заработать ученик в случае успешного выполнения задания. Так же разбаловка поможет дифференцированно оценивать знания учащихся.

Данное учебно-методическое пособие составлено в помощь учителям биологии, учащимся старших классов общеобразовательных школ и абитуриентам.

                                   ТЕРМИНОЛОГИЯ

Альтернативные признаки - взаимоисключающие, контрастные.

Анализирующее скрещивание – скрещивание особи неопределенного генотипа с особью, гомозиготной по рецессивным аллелям.

Аутосома - любая парная хромосома, не относящаяся к половым хромосомам в диплоидных клетках. У человека диплоидный хромосомный набор (кариотип) представлен 22 парами хромосом (аутосом) и одной парой половых хромосом (гоносом).

Второй закон Менделя  (закон расщепления) -  при скрещивании двух гибридов первого поколения между собой среди их потомков – гибридов второго поколения - наблюдается расщепление: число особей с доминантным признаком относится к числу особей с рецессивным признаком как 3:1 ( расщепление по генотипу 1:2:1, по фенотипу 3:1).

Гамета - половая клетка растительного или животного организма, несущая один ген из аллельной пары.

 Ген- участок молекулы ДНК (в некоторых случаях РНК), в котором закодирована информация о биосинтезе одной полипептидной цепи с определенной аминокислотной последовательностью.

Геном - совокупности генов, заключённых в гаплоидном наборе хромосом организмов одного биологического вида.

Генотип - совокупность генов, локализованных в гаплоидном наборе хромосом данного организма. В отличие от понятий генома и генофонда, характеризует особь, а не вид.

Гетерозиготные организмы – организмы, содержащие различные аллельные гены.

Гомозиготные организмы – организмы, содержащие два одинаковых аллельных гена.

Гомологичные хромосомы - парные хромосомы, одинаковые по форме, размерам и набору генов.

Дигибридное скрещивание - скрещивание организмов, отличающихся по двум признакам.

Закона Моргана (закон сцепления) – сцепленные гены, расположенные в одной хромосоме, наследуются совместно (сцепленно).

Закон чистоты гамет - при образовании гамет в каждую из них попадает только один из двух аллельных генов.

Кариотип - совокупность признаков (число, размеры, форма и т. д.) полного набора хромосом, присущая клеткам данного биологического вида (видовой кариотип), данного организма (индивидуальный кариотип) или линии (клона) клеток. Кариотипом иногда также называют и визуальное представление полного хромосомного набора (кариограммы).

Кодоминирование – вид взаимодействия аллельных генов, при котором в потомстве появляются  признаки  генов обоих родителей.

Комплементарное (дополнительное) взаимодействие генов – такое взаимодействие генов, в результате которого появляются  новые признаки.

Локус - участок хромосомы, в котором расположен ген.

Моногибридное скрещивание – скрещивание организмов, отличающихся по одному признаку (учитывается только один признак);

Неполное доминирование – неполное подавление доминантным геном рецессивного из аллельной пары. При этом возникают промежуточные признаки, и признак у гомозиготных особей будет не таким, как у гетерозиготных.

Первый закон Менделя  (закон единообразия гибридов первого поколения) -  при скрещивании родителей чистых линий, различающихся по одному контрастному признаку, все гибриды первого поколения окажутся единообразными и в них проявится признак только одного из родителей.

Плейотропность  (множественное действие гена) - это такое взаимодействие генов, при котором один ген, влияет сразу на несколько признаков.

Полимерия – дублирующие действия неаллельных генов в проявлении данного признака.

Полигибридное скрещивание - скрещивание организмов, отличающихся по нескольким признакам.

Сцепленное с полом наследование – наследование гена, расположенного в половой хромосоме.

Третий закон Менделя  (закон независимого наследования, комбинирования признаков) – каждая пара контрастных (альтернативных) признаков наследуется независимо друг от друга в ряду поколений; в результате среди гибридов второго поколения появляются потомки с новыми комбинациями признаков в соотношении 9 : З : З : 1.

Фенотип  -  совокупность всех внешних и внутренних признаков какого-либо организма.

Чистые линии – организмы, не скрещивающиеся с другими сортами, гомозиготные организмы.     

Эпистаз — это такое взаимодействие генов, когда один из них подавляет проявления другого, неаллельного ему.

                  ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РЕШЕНИЮ

 ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

Условные обозначения, принятые при решении генетических задач

                    Алгоритм решения генетических задач

1. Внимательно прочтите условие задачи.
2. Сделайте краткую запись условия задачи (что дано по условиям задачи).
3. Запишите генотипы и фенотипы скрещиваемых особей.
4. Определите и запишите типы   гамет,  которые образуют скрещиваемые особи.
5. Определите и запишите генотипы и фенотипы  полученного от скрещивания потомства.
6. Проанализируйте результаты скрещивания. Для этого определите количество классов потомства по фенотипу и генотипу и запишите их в виде числового соотношения.
7. Запишите ответ на вопрос задачи.

                            Оформление генетических задач

1. Первым  принято записывать генотип женской особи, а затем – мужской (верная запись - ♀ААВВ  х  ♂аавв;  неверная запись - ♂аавв  х  ♀ААВВ).
2. Гены одной аллельной пары всегда пишутся рядом (верная запись – ♀ААВВ; неверная запись ♀АВАВ).
3. При записи генотипа , буквы, обозначающие признаки, всегда пишутся в алфавитном порядке, независимо, от того, какой признак – доминантный или рецессивный – они обозначают (верная запись - ♀ааВВ  ; неверная запись -♀ ВВаа).
4. Если известен только фенотип особи, то при записи её генотипа пишут лишь те гены, наличие которых бесспорно.  Ген, который невозможно определить по фенотипу, обозначают значком «_» (например, если жёлтая окраска (А) и гладкая форма  (В) семян гороха –  доминантные признаки, а зелёная окраска (а) и морщинистая форма (в) – рецессивные, то генотип особи с жёлтыми морщинистыми семенами записывают А_вв).
5. Под генотипом всегда пишут фенотип.
6. У особей определяют и записывают типы гамет, а не их количество:

               верная запись                                                      неверная запись

                     ♀ АА                                                                      ♀ АА

                          А                                                                         А      А

7. Фенотипы и типы  гамет пишутся строго под соответствующим    генотипом.
8. Записывается ход решения задачи с обоснованием каждого вывода  и полученных результатов.
9. При решении задач на ди- и полигибридное скрещивание для определения генотипов потомства рекомендуется пользоваться решёткой Пеннета. По вертикали записываются типы гаметы от материнской особи, а по горизонтали – отцовской. На пересечении столбца и горизонтальной линии записываются сочетание гамет, соответствующие генотипу образующейся дочерней особи.

                     ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ.                          

                       Задачи на моногибридное скрещивание

1.         Условия задачи: У человека ген длинных ресниц доминирует над геном коротких. Женщина с длинными ресницами, у отца которой были короткие ресницы, вышла замуж за мужчину с короткими ресницами. Ответьте на вопросы:

1. Сколько типов гамет образуется, у женщины, мужчины ?
2. Какова вероятность (в %) рождения в данной семье ребенка с длинными ресницами?
3. Сколько разных генотипов, фенотипов может быть среди детей этой супружеской пары?

       2.   Запишем объект исследования и обозначение генов:

Дано: Объект исследования – человек

     Исследуемый признак – длина ресниц:

     Ген А – длинные

     Ген а – короткие

     Найти: Количество образуемых гамет у матери (♀) и отца (♂);              Вероятность рождения ребенка с длинными ресницами; генотип F1 , фенотип F1 .

3. Решение. Определяем генотипы родителей. Женщина имеет длинные ресницы, следовательно, ее генотип может быть АА или Аа. По условию задачи отец женщины имел короткие ресницы, значит, его генотип — аа. Каждый организм из пары аллельных генов получает один — от отца, другой — от матери, значит, генотип женщины — Аа. Генотип ее супруга — аа, так как он с короткими ресницами.
4. Запишем схему брака

Р           ♀  Аа      X              ♂  аа

Гаметы         А    а                           а

 F1           Аа;            аа

Фенотип:   длинные     короткие

5. Выпишем расщепление по генотипу гибридов: 1Аа:1аа, или 1:1. Расщепление по фенотипу тоже будет 1:1, одна половина детей (50%) будет с длинными ресницами, а другая (50%) — с короткими.
6. Ответ: - у женщины 2 типа, у мужчины 1 тип; вероятность рождения ребенка с длинными ресницами  50%, с короткими – 50%; генотипов среди детей – 2 типа

 Задачи на дигибридное скрещивание

1.         Условия задачи: У фигурной тыквы белая окраска плодов А доминирует над  желтой а, а дисковидная форма В — над шаровидной b.

Ответьте на вопрос: как будет выглядеть F1 и F2 от скрещивания гомозиготной белой шаровидной тыквы с гомозиготной желтой дисковидной?

2. Запишем объект исследования и обозначение генов:

Дано: Объект исследования – тыква

    Исследуемые признаки:

 – цвет плодов:  Ген А – белый

                            Ген а – желтый

– форма плодов:  Ген В – дисковидная

                              Ген b – шаровидная

      Найти: генотип F1 , фенотип F1

3. Решение.  Определяем генотипы родительских тыкв. По условиям задачи, тыквы гомозиготны, следовательно, содержат две одинаковые аллели каждого признака.
4. Запишем схему скрещивания

Р        ♀  ААbb      X        ♂  aaВВ

Гаметы              Аb                          аB

  F1                         ♀АaBb      X         ♂ АaBb

Гаметы    АВ,   Аb, аВ, аb                                  АВ,   Аb, аВ, аb

    5.  Находим F2:  строим решетку Пеннета и вносим в нее все возможные типы гамет: по горизонтали вносим гаметы мужской особи, по вертикали – женской. На пересечении получаем возможные генотипы потомства.

    6.  Выпишем расщепление гибридов по фенотипу: 9 белых дисковидных*, белых шаровидных**, 3 желтых дисковидных, 1 желтая шаровидная***.  

    7. Ответ: F1 – все белые дисковидные, F2 – 9 белые дисковидные, 3 белые шаровидные, 3 желтые дисковидные, 1 желтый шаровидный.

Задачи на сцепленное с полом наследование

1.         Условия задачи: Рецессивный ген дальтонизма (цветовой слепоты) находится в Х - хромосоме. Отец девушки страдает дальтонизмом, а мать, как и все ее предки, различает цвета нормально. Девушка выходит замуж за здорового юношу.

Ответьте на вопрос: что можно сказать об их будущих сыновьях, дочерях?

2. Запишем объект исследования и обозначение генов:

Дано: Объект исследования – человек

Исследуемый признак – восприятие цвета (ген локализован в Х хромосоме):

Ген А – нормальное восприятие цвета

Ген а – дальтонизм

Найти: генотип F1 , фенотип F1

Решение. Определяем генотипы родителей. Половые хромосомы женщины ХХ, мужчины – ХY. Девушка получает одну Х хромосому от матери, а одну от отца. По условию задачи ген локализован в Х хромосоме. Отец девушки страдает дальтонизмом, значит имеет генотип ХаY, мать и все ее предки здоровы, значит ее генотип — XAXA. Каждый организм из пары аллельных генов получает один — от отца, другой — от матери, значит, генотип девушки — XAХа. Генотип ее супруга — ХАY, так как он здоров по условию задачи.

3. Запишем схему брака

Р        ♀   XAХа     X        ♂  ХАY

Гамет          XA       Ха                 ХА   Y

 F1        XAXA                XAY                        XAXa             XaY

Фенотип:    здоровая       здоровый         здоровая       больной

5. Ответ: Дочка может быть здоровой (XAXA ) или быть здоровой, но являться носителем гена гемофилии (XAX) , а сын может как здоровым (XAY), так и больным (XaY).

-17 сл  Родительские особи различаются по одному признаку

- 18 сл       Суть анализирующего скрещивания в том, что проводят скрещивание особи, генотип которой следует определить, с особями, гомозиготными по рецессивному гену (аа). Если в результате скрещивания все потомство окажется однородным, то особь, генотип которой неизвестен, - гомозигота, если произойдет расщепление, то она гетерозигота.

-19 сл        В природе часто встречается явление неполного доминирования или промежуточного наследования, когда фенотип гетерозиготного гибрида отличается от фенотипа обеих родительских гомозиготных форм.  

       Причина неполного доминирования состоит в том, что в ряде случаев у гетерозиготных гибридов доминантный аллель недостаточно активен и не обеспечивает в полной мере подавления рецессивного признака.

20 сл -Кодоминирование – совместное и полное проявление действия двух аллельных генов в гетерозиготном организме.

Типичным примером кодоминирования служит формирование  IV группы крови у человека, или АВ-группы, гетерозиготной по аллелям IA и IB  , которые по отдельности определяют образование II группы крови (IAIA  или IAIO) и III группы крови (IBIB или IBIO