Задачі з генетики
І. Правила, що допомагають розвязувати генетичні задачі
Правило перше. Якщо після схрещування двох фенотипово однакових особин в їхніх нащадків спостерігається розщеплення ознак, то ці особини є гетерозиготними.
Задача. При схрещуванні двох морських свинок з чорним хутром одержано потомство: 5 чорних свинок і 2 білих. Які генотипи батьків?
Згідно з першим правилом, можемо стверджувати, що морські свинки з білим хутром (гомозиготні за рецесивною ознакою) могли з’явитися у чорних морських свинок тільки у випадку, коли батьки були гетерозиготними.
Перевіримо схемою схрещування:
Р: Аа × Аа
G: А , а ; А , а
F: АА, Аа, Аа, аа
чорні чорні чорні білі
Розщеплення ознак за фенотипом 3:1, що відповідає умовам задачі.
Правило друге.
Якщо в результаті схрещування особин, що відрізняються фенотипно за однією парою ознак, отримали потомство, в якого спостерігається розщеплення за цією ж парою ознак, то одна з батьківських особин була гетерозиготною, а друга гомозиготною за рецесивною ознакою.
Задача. У мушки дрозофіли сірий колір тіла домінує над чорним. У резуль-таті схрещування сірих і чорних особин половина потомків мала сіре забарвлення, а половина - чорне. Які генотипи батьківських особин?
Перевіримо друге правило побудовою схеми схрещування:
Р: Аа × аа
G: А , а ; а
F: Аа, аа
сірі чорні
Розщеплення ознак за фенотипом і генотипом – 1:1, що відповідає умовам задачі.
Правило третє.
Якщо після схрещування фенотипно однакових (за однією парою ознак) особин у першому поколінні гібридів відбувається розщеплення ознак на три фенотипні групи у співвідношенні 1: 2: 1, то це свідчить про неповне домінування й те, що батьківські особини гетерозиготні.
Задача. При схрещуванні півня і курки, які мали строкате забарвлення пір’я, отримано потомство: 3 чорних курчат, 7 строкатих, 2 білих. Які генотипи батьків?
Відповідно до третього правила, батьки повинні бути гетерозиготними. Запишемо схему схрещування:
Р: Āа × Āа
G: Ā , а ; Ā , а
F: ĀĀ, Āа, Āа, аа
чорне строкаті біле
Розщеплення ознак за фенотипом і генотипом – 1:2:1, що відповідає умовам задачі.
Правило четверте.
Якщо внаслідок схрещування двох фенотипно однакових особин в потомстві відбувається розщеплення ознак у співвідношенні 9: 3: 3: 1, то вихідні особини були дигетерозиготними.
Задача. При схрещуванні двох морських свинок із чорним і кудлатим хутром отримано 10 чорних свинок з кудлатим хутром, 3 чорних з гладеньким, 4 білих з кудлатим, 1 біла з гладеньким хутром. Які генотипи батьків?
Отже , розщеплення ознак у гібридів першого покоління в даному випадку було близьке до співвідношення 9:3:3:1, тобто до того співвідношення , яке маємо при схрещуванні дигетерозигот між собою (А – чорне забарвлення хутра, а – біле, В – кудлате хутро, b - гладеньке ). Перевіримо це:
Р: АаВb × АаВb
G: АВ , Аb , АВ , Аb ,
аВ , аb; аВ , аb ;
F: 1ААВВ, 2ААВb, 2АаВВ, 4АаВb, 1 ААbb, 2 Ааbb, 1ааВВ, 2ааВb, 1ааbb.
ч. к. ч. к. ч. к. ч. к. ч. гл. ч. гл. б. к. б. к. б. гл.
Розщеплення ознак за фенотипом 9: 3: 3: 1.
Правило п’яте.
Якщо при схрещуванні двох фенотипно однакових особин у нащадків відбувається розщеплення ознак у співвідношеннях 9: 3: 4; 9 : 6 : 1; 9 :7; 12 : 3 : 1; 13 : З або 15 : 1, то це свідчить про явище взаємодії генів, причому розщеплення у співвідношеннях 9 : 3 : 4; 9 : 6 : 1 та 9: 7 є ознакою комплементарної взаємодії генів, а в співвідношеннях 12 : 3 : 1; 13: 3 та 15:1 — їхньої епістатичної взаємодії.
Задача. Обидва домінантних алелі мають самостійний прояв, причому фенотипи, що утворюються, однакові. У гарбузів сферична форма плоду визначається домінантними алелями різних генів — А і В. За сумісного перебування в генотипі алелів А і В форма плоду дископодібна, рослини з генотипом ааbb мають видовжений плід.
P: ААbb (сферична) х ааВВ (сферична)
F1: дископодібні (АаВb)
F2: 9 дископодібних : 6 сферичних : 1 видовжений.
В F2 спостерігаємо розщеплення, яке дане в п’ятому правилі, отже, маємо справу з комплементарною взаємодією генів.
1.1. Моногібридне схрещування
Моногібридне схрещування — це схрещування особин, які відрізняються за однією досліджуваною ознакою.
При розв'язанні задач на моногібридне схрещування слід користуватися таким алгоритмом:
1) спочатку запишіть позначення алелів і відповідних проявів ознак;
2) генотип рецесивної особини можна визначити відразу, оскільки можливий лише один його варіант;
3) особини з домінантною ознакою обов'язково матимуть один домінантний алель, а другий можна визначити, знаючи, що в кожного гібрида один алель — від однієї батьківської особини, а другий — від іншої.
1.1.1. У людини карий колір очей (В) домінує над блакитним (Ь). Гомозиготний кароокий чоловік одружився з блакитноокою жінкою. Який колір очей матимуть їхні діти?
Дано:
В- кароокість;
b- блакитноокість;
|
F1 - ?
|
P: ♀ bb × ♂ ВВ
G: b ; В
F: В b – 100% кароокі
Відповідь : всі діти матимуть карий колір очей.
1.1.2. Ген кароокості домінує над геном блакитноокості. Блакитноокий чоловік, батьки якого мали карі очі, одружився з кароокою жінкою, у батька якої очі були блакитні, а у матері - карі. Якого кольору очей можна чекати у дітей від цього шлюбу?
Дано:
В- кароокість;
b- блакитноокість;
|
F1 - ?
|
Вb bb Вb Вb
Вb bb
P: ♀ В b × ♀ b b
G: В , b ; b
F: В b, b b
карі блак.
50% 50%
Відповідь: 50% дітей матимуть карий колір очей, 50% - блакитноокі.
1.1.3. Кароокий чоловік, батько якого мав блакитні очі, а мати - карі, одружився з кароокою жінкою, батьки якої теж мали різний колір очей. Троє дітей від цього шлюбу мали карі очі, а одна дитина - блакитні. Визначте генотипи батьків.
Дано:
В- кароокість;
b- блакитноокість;
|
P 1 - ?
|
Оскільки, при схрещуванні двох фенотипно однакових особин в їхніх нащадків спостерігається розщеплення ознак 3:1, то ці особини гетерозиготні.
В_ bb В_ bb
Вb Вb
P: ♀ Вb × ♀ Вb
G: В , b ; В , b
F: ВВ, Вb, Вb, b b
карі карі карі блак.
Відповідь: обоє батьків є гетерозиготними – Вb.
1.1.4. У людини ген полідактилії (шестипалості)(Р)домінує над геном нормальної будови руки (р). Від шлюбу гетерозиготного шестипалого чоловіка з п'ятипалою жінкою народилося двоє дітей - п'ятипалий і шестипалий. Які генотипи дітей?
Дано:
P- полідактилія;
р - п'ятипалість;
|
F1 - ?
|
P: ♀ р р × ♂ Pр
G: р ; P , р
F: Pр, рр
Шестипал. п'ятипал.
Відповідь: генотип шестипалої дитини - Pр, а п'ятипалої - рр.
1.1.5. У людини ген полідактилії (шестипалості) (Р)домінує над геном нормальної будови руки (р). Від шлюбу гомозиготного шестипалого чоловіка з жінкою з нормальною будовою кисті народилася дитина. Який генотип і фенотип вона має?
Дано:
P- полідактилія;
р - п'ятипалість;
|
F1 - ?
|
P: ♀ р р × ♂ PP
G: р ; P
F: Pр,
шестипал.
Відповідь: гетерозиготна (Pр) шестипала дитина.
1.1.6. Ген комолості (безрогості) у великої рогатої худоби домінує над геном рогатості. Яке потомство слід чекати від схрещування рогатого бугая з гомозиготною комолою коровою?
Дано:
А- комолість;
а- рогатість;
|
F1 - ?
|
P: ♀ АА × ♂ аа
G: А ; а
F: Аа
Відповідь: все потомство буде комолим.
1.1.7. Ген комолості (безрогості) у великої рогатої худоби домінує над геном рогатості. Комола корова народила двох телят, одне з яких виявилося безрогим, а друге - рогатим. Визначте можливі генотипи батьківських форм.
Дано:
А- комолість;
а- рогатість;
|
P 1 - ?
|
Якщо отримали потомство, в якого спостерігається розщеплення за однією парою ознак, то одна з батьківських особин була гетерозиготною, а друга гомозиготною за рецесивною ознакою.
P: ♀ Аа × ♂ аа
G: А , а ; а
F: Аа, аа
ком. рогатість
Відповідь: генотипи батьків - ♀ Аа, ♂ аа .
1.1.8. У людини ген однієї з форм спадкової глухонімоти є рецесивним щодо гена нормального слуху. Глухоніма жінка вийшла заміж за чоловіка з нормальним слухом, їхня дитина - глухоніма. Визначте генотип жінки, її чоловіка і дитини.
Дано:
А- нормальний слух ;
а - глухонімота ;
|
F1 - ?
♀ - ?
♀-?
|
Глухоніма дитина аа отримала рецесивні алелі гена від своїх батьків. Отже, чоловік з нормальним слухом є гетерозиготним – Аа, жінка – глухоніма аа
P: ♀ аа × ♂ Аа
G: а ; А , а
F: Аа, аа
норм. глухоніма
Відповідь: , жінка – глухоніма аа, чоловік з нормальним слухом є гетерозиготним – Аа, глухоніма дитина аа.
1.1.9. При схрещуванні високорослого помідора із карликовим усе потомствов F1 мало високе стебло. Але в F2 серед 35 800 одержаних кущів помідорів 8 950 були карликовими. Скільки гомозиготних рослин є серед гібридів F2?
Дано:
А- високорослий помідор ;
а - карликовий ;
|
F2 –АА, аа - ?
|
З умови задачі легко зробити висновок , що високий ріст помідора домінує над карликовим, оскільки в F1
всі потомки мали високе стебло - Аа.
P2: ♀ Аа × ♂ Аа
G: А , а ; А , а
F2: АА, Аа, Аа, аа
високорослі карлик
25% 50% 25%
Відповідь: за умовами задачі гомозиготних аа карликових рослин - 25% - 8 950 кущів, а значить і - високорослих помідор АА (25%) – 8950 кущів.
1.1.10. У вівса стійкість проти іржі домінує. Якими будуть гібриди в F1 від схрещування ураженого іржею вівса з гомозиготним стійким? Яким буде друге покоління гібридів? Запишіть усі форми, які можуть утворитися від схрещування однієї із стійких рослин F2 з гібридом F1.
Дано:
А - стійкість проти іржі;
а - сприйнятливість до іржі ;
|
F1- ?
F2 - ?
F3 - ?
|
P: ♀ аа × ♂ АА
G: а ; А
F: Аа - стійкі проти іржі.
P2: ♀ Аа × ♂ Аа
G: А , а ; А , а
F2: АА, Аа, Аа, аа
стійкі уражені
75% 25%
P3: ♀ АА × ♂ Аа
G: А ; А , а
F3: АА, Аа
стійкі
Відповідь: в F1 всі гібриди стійкі проти іржі; в F2 спостерігається розщеплення за фенотипом 3:1 – 75% - стійкість проти іржі, 25% - уражені іржею; F3 – 100% стійкі проти іржі.
1.1.11. У результаті схрещування коричневої норки з сірою - потомки коричневі. У F2 одержали 77 коричневих і 25 сірих особин. Яка ознака домінує? Скільки гомозигот (теоретично) є серед 77 коричневих і 25 сірих норок? Як це можна визначити?
Дано:
А- коричнева норка;
а - сіра норка;
|
F2 - ?
|
P: ♀ АА × ♂ аа
G: А ; а
F1: Аа - коричневі норки.
P2: ♀ Аа × ♂ Аа
G: А , а ; А , а
F2: АА, Аа, Аа, аа
25% 50% 25%
коричневі сірі
Відповідь: аа – 25 сірих норок, АА – 25 коричневих норок.
1.2. Проміжне успадкування
У деяких випадках один домінантний алель гена не повністю пригнічує рецесивний алель. За такої умови спостерігається проміжне успадкування, тобто ознаки гібридів є проміжними у порівнянні з батьківськими формами.
Наприклад, у нічної красуні є форми з червоним і білим забарвленням квітки. Гібридні форми мають рожеві квітки, оскільки жоден з алелів гена не проявляється сповна.
Один з алелів вважають умовно домінантним і над його символом ставлять риску: Ā — червоні квітки; а — білі квітки.
1.2.1. Від схрещування двох форм нічної красуні отримано гібриди, які схрестили між собою. Одержали потомство, 25% яких мали червоні, 50% рожеві, 25% білі квітки. Визначте генотипи і фенотипи батьків.
Дано:
Ā Ā - червоні квітки;
аа - білі квітки ;
Āа - рожеві квітки .
|
P - ?
|
P: ♀ Āа × ♂ Āа
G: Ā , а ; Ā , а
F: ĀĀ, Āа, Āа, аа.
червонопл. рожеві плоди біло плідна
Відповідь: Співвідношення 1:2:1 за генотипом і фенотипом можна отримати у випадку неповного домінування від схрещування гетерозиготних батьків Āа – рожеві квітки.
1.2.2. Схрестили дві форми суниць — червоноплідну та білоплідну. Потомство має рожеві плоди. Яким буде потомство за генотипом і фенотипом від схрещування між собою гібридних форм із рожевими плодами?
Дано:
Ā Ā - червоноплідна;
аа - білоплідна;
Āа - рожеві плоди.
|
F1 - ?
|
P1: ♀ Ā Ā × ♂ аа
G: Ā ; а
F1: Āа - рожеві плоди
P2: ♀ Āа × ♂ Āа
G: Ā , а ; Ā , а
F2: ĀĀ, Āа, Āа, аа.
червонопл. рожеві плоди біло плідна
Відповідь: 1 ĀĀ – червоноплідна , 2 Āа – рожеві плоди, 1аа – білоплідна.
1.2.3. Внаслідок схрещування двох сортів нічної красуні отримано 52 рослини із рожевими квітами і 49 рослин із білими. Визначте генотипи і фенотипи батьків.
Дано:
Ā Ā - червоні квітки;
аа - білі квітки ;
Āа - рожеві квітки .
|
P - ?
|
Згідно другого правила, співвідношення 1:1можна отримати при схрещуванні, коли одна з батьківських особин була гетерозиготною, а друга гомозиготною за рецесивною ознакою.
P: ♀ Āа × ♂ аа
G: Ā , а ; а
F: Āа, аа.
рожеві білі
Відповідь: Генотипи батьків: Āа – рожеві квітки та аа – білі квітки.
1.2.4. Червоноквіткову форму нічної красуні схрестили з білоквітковою. Яким буде потомство від схрещування рослин першого покоління: а) з білоквітковою батьківською формою; б) з червоноквітковою батьківською формою?
Дано:
Ā Ā - червоні квітки;
аа - білі квітки ;
Āа - рожеві квітки .
|
F - ?
|
P1: ♀ Ā Ā × ♂ аа
G: Ā ; а
F1: Āа - рожеві плоди
а) P: ♀ Āа × ♂ аа
G: Ā , а ; а
F2: Āа, аа.
рожеві білі
50% 50%
б) P: ♀ Āа × ♂ Ā Ā
G: Ā , а ; Ā
F3: ĀĀ, Āа
червоні рожеві
50% 50%
Відповідь: а) 50% - рожеві, 50% - білі квітки; б) 50% - червоні , 50% - рожеві квітки.
1.2.5. При схрещуванні чорного півня з білою куркою всі курчата строкаті. В другому поколінні отримано 24 строкатих, 12 чорних і 10 білих. Яким буде потомство від схрещування: а) строкатих курей з чорними півнями; б) строкатих півнів з білими курми?
Дано:
Ā Ā - чорне пір’я;
а а- біле пір’я;
Āа - строкате пір’я.
|
F - ?
|
P: ♀ аа × ♂ Ā Ā
G: а ; Ā
F1: Āа - строкате пір’я
а) P: ♀ Āа × ♂ Ā Ā
G: Ā , а ; Ā
F2: ĀĀ, Āа
чорні строкаті
50% 50%
б) P: ♀ Āа × ♂ аа
G: Ā , а ; а
F3: Āа, аа.
строкаті білі
50% 50%
Відповідь: : а) 50% - чорне, 50% - строкате пір’я;
б) 50% - строкате, 50% - біле пір’я.
1.2.6. Серпоподібноклітинна анемія успадковується як ознака з неповним домінуванням. Гомозиготні рецесивні індивідууми рано помирають, гетерозиготні життєздатні і мають особливу форму гемоглобіну. Малярійний плазмодій не здатний живитися цим гемоглобіном, тому гетерозиготи не хворіють на малярію. Яка ймовірність народження дітей, стійких до малярії, у родині, де один із батьків гетерозиготний, а другий нормальний щодо цієї ознаки?
Дано:
Ā - нормальна форма еритроцитів;
а - серпоподібноклітинна анемія ;
Āа - особливу форму гемоглобіну, стійкість до малярії.
|
F - Āа - ?
|
P: ♀ Āа × ♂ ĀĀ
G: Ā , а ; Ā
F2: ĀĀ, Āа
норм. стійкий до малярії
50% 50%
Відповідь: Ймовірність народження дітей, стійких до малярії - 50%.
1.2.7. Яка ймовірність народження дітей, нестійких до малярії, у родині, де обоє батьків є стійкими до цієї хвороби?
Дано:
Ā - нормальна форма еритроцитів, не стійкі до малярії;
а - серпоподібноклітинна анемія;
аа - рано помирають;
Āа - особливу форму гемоглобіну, стійкість до малярії.
|
F - ĀĀ ?
|
P: ♀ Āа × ♂ Āа
G: Ā , а ; Ā , а
F2: ĀĀ, Āа, Āа, аа
не стійкі стійкі рано помирають
25% 50% 25%
Відповідь: Ймовірність народження дітей, не стійких до малярії - 25%.
1.3. Дигібридне схрещування
Схрещування, за якого аналізується успадкування двох пар альтернативних ознак, що кодуються двома парами алельних генів, називають дигібридним.
Якщо пар ознак і пар генів більше за дві - схрещування полігібридне. Закони одноманітності і розщеплення ознак виявляються при дигібридному і полігібридному схрещуванні. Коли кожна пара генів, які аналізуються, є локалізованою в окремій парі гомологічних хромосом (незчеплене успадковування) реалізується закон Менделя незалежного успадкування: при ди- і полігібридному схрещуванні успадковування за кожною з пар ознак, що аналізуються, відбувається незалежно від інших пар. Цитологічною основою цього закону є рівноймовірне розходження під час мейозу гомологічних хромосом до полюсів клітини, яка ділиться. Унаслідок цього гени з однієї пари комбінуються з генами з іншої пари, і в потомстві спостерігається незалежне розщеплення за фенотипом.
1.3.1. Які типи гамет утворюють організми з такими генотипами:
а) ААВВ; б) ААВb; в)АаВВ; г)АаВb; д) ААbb; е) Ааbb; є)ааВВ; ж)ааВb?
Розв’язок :
а) ААВВ= АВ ; д) ААbb= Аb ;
б) ААВb= АВ, Аb ; е) Ааbb = Аb , аb ;
в) АаВВ= АВ , аВ ; є) ааВВ = аВ ;
г) АаВb=АВ , Аb , аВ , аb ; ж) ааВb = аВ , аb .
1.3.2. У помідорів нормальна висота (А) і червоне забарвлення плодів (В) – домінантні ознаки, а карликовість і жовтоплідність – рецесивні. Які плоди будуть у рослин, одержаних в результаті таких схрещувань:
а) ААbb × ааВВ; б) АаВb × ааbb?
Дано:
А- нормальна висота ;
а – карликовіст;
В- червоне забарвлення ;
b- жовтоплідність ;
|
F1 - ?
|
Розв’язок :
а) P:♀ ААbb × ♂ааВВ
G: Аb ; аВ
F: АаВb - нормальна висота помідорів з червоним забарвленням плодів.
б) P: ♀АаВb × ♂ ааbb
G: АВ , Аb , аb
аВ , аb ;
F: АаВb, Ааbb, ааВb, ааbb
норм.вис. норм.вис. карликовість карликовість
червоні жовті червоні жовті
Відповідь: а) нормальна висота помідорів з червоним забарвленням плодів; .
б) 50%- червоноплідні; 50% -жовтоплідні.
1.3.3. У помідорів червоний колір (А) домінує над жовтим (а), а куляста форма плода (В) — над грушоподібною (Ь) . Схрестили рослину, гетерозиготну за червоним забарвленням і з грушоподібною формою плода, з гетерозиготною за кулястою формою й з жовтими плодами. Визначте, якими будуть гібриди першого покоління.
Дано:
А- червоний колір;
а – жовтий колір;
В- куляста
форма плода ;
b- грушоподібна форма плода;
|
F1 - ?
|
P: ♀ Ааbb × ♂ ааВb
G: Аb , аb ; аВ , аb
F: АаВb – червоні кулясті;
Ааbb - червоні грушоподібні;
ааВb – жовті кулясті;
ааbb – жовті грушоподібні.
Відповідь: серед гібридів першого покоління
25%- червоні кулясті, 25% - червоні грушоподібні,
25% - жовті кулясті, 25% - жовті грушоподібні.
1.3.4. Один із сортів пшениці має червоне колосся (домінантна ознака) й невилягаюче стебло (рецесивна ознака). Інший сорт пшениці має біле
колосся (рецесивна ознака) й вилягаюче стебло (домінантна ознака). Обидва сорти гетерозиготні. Який відсоток гібридів із білим колоссям і невилягаючим стеблом буде отримано внаслідок схрещування цих сортів?
Дано:
А- червоне колосся ;
а – біле колосся ;
В- вилягаюче стебло;
b- невилягаюче стебло ;
|
F1 - ?
|
P: ♀ Аа bb × ♂ ааВb
G: Аb , аb ; аВ , аb
F: АаВb – червоні і вилягаюче стебло;
Ааbb – червоні та невилягаюче стебло ;
ааВb – білі і вилягаюче стебло;
ааbb – білі і невилягаюче стебло.
Відповідь: 25% з білим колоссям і невилягаючим стеблом.
1.3.5. Сорт помідора з червоними кулястими плодами схрещено з сортом, який має жовті кулясті плоди. У потомстві має червоні кулясті плоди та червоні грушоподібні. Визначте генотипи батьків.
Дано:
А- червоні плоди;
а – жовті;
В- кулясті плоди ;
b- грушоподібні.
|
P1 - ?
|
За умовами задачі, в результаті схрещування, за кольором плодів розщеплення не відбулося, а лише за формою плодів. Отже, рослини є гомозиготними за червоним кольором плодів (домінантна ознака) і гетерозиготні за формою плодів.
P: ♀ ААВb × ♂ ааВb
G: АВ , Аb ; аВ , аb
F: АаВВ, АаВb, АаВb, Ааbb.
червоні кулясті червоні
грушоподібні
Відповідь: генотипи батьків: ААВb - червоні кулясті, ааВb - жовті кулясті.
1.3.6.У людини кароокість і наявність ластовиння — домінантні ознаки. Кароокий без ластовиння чоловік одружується з блакитноокою жінкою, котра має ластовиння. Визначте, якими в них будуть діти, якщо чоловік гетерозиготний за ознакою кароокості, а жінка гетерозиготна за ознакою ластовиння.
Дано:
А - кароокість;
а – блакитноокість;
В - наявність ластовиння;
b - відсутність ластовиння.
|
F1 - ?
|
P: ♀ ааВb × ♂ Ааbb
G: аВ , аb ; Аb , аb
F: АаВb - кароокі з ластовинням;
ааВb – блакитноокі з ластовинням;
Ааbb – кароокі без ластовиння;
ааbb - блакитноокі без ластовиння.
Відповідь: 25% - кароокі з ластовинням,
25% - блакитноокі з ластовинням,
25% - кароокі без ластовиння,
25% - блакитноокі без ластовиння.
1.3.7.У великої рогатої худоби алель безрогості домінує над алелем рогатості, алель чорного кольору – над алелем червоного. Схрестили гетерозиготного за обома генами бугая з такою ж коровою. Яка ймовірність народження безрогих червоних телят?
Дано:
А - безрогість;
а – рогатість;
В - чорний колір;
b - червоний колір.
|
F1 - А_ bb-?
|
P: ♀ АаВb × ♂ АаВb
G: АВ АВ
Аb Аb
аВ аВ
аb аb
F:
|
|
АВ
|
Аb
|
аВ
|
аb
|
|
АВ
|
ААВВ
безрогі
чорні
|
ААВb
безрогі
чорні
|
АаВВ
безрогі
чорні
|
АаВb
безрогі
чорні
|
|
Аb
|
ААВb
безрогі
чорні
|
ААbb
безрогі
червоні
|
АаВb
безрогі
чорні
|
Ааbb
безрогі
червоні
|
|
аВ
|
АаВВ
безрогі
чорні
|
АаВb
безрогі
чорні
|
ааВВ
рогаті
чорні
|
ааВb
рогаті
чорні
|
|
аb
|
АаВb
безрогі
чорні
|
Ааbb
безрогі
червоні
|
ааВb
рогаті
чорні
|
ааbb
рогаті
червоні
|
Відповідь: ймовірність народження безрогих червоних телят становить 3/16=18,75%
1.3.8. У курей чорне забарвлення пір'я визначається геном Е, буре – е, наявність чубчика — С, відсутність — с. Бурого чубатого півня схрещено з чорною куркою без чубчика. В потомстві 50% курчат чорних чубатих і 50% бурих чубатих. Які генотипи батьків?
Дано:
Е - чорне пір'я;
е – буре пір'я;
С - наявність чубчика;
с - відсутність чубчика.
|
Р - ?
|
Оскільки у нащадків відбулося розщеплення за кольором пір’я у співвідношенні 1:1, то один з батьків гетерозиготний, а інший – гомозиготний за цією ознакою. Всі потомки чубаті, а значить батько є гомозиготним – СС. Перевіримо схемою схрещування:
P: ♀ Еесс × ♂ ееСС
G: Ес , ес ; еС
F: ЕеСс, ееСс
чорні бурі
чубаті чубаті
50% 50%
Відповідь: генотип курки – Еесс, генотип півня – ееСС.
1.4. Успадкування, зчеплене зі статтю
Існують чотири основних типи хромосомного визначення статі.
Тип визна-
чення статі
|
Організми
|
Соматичні клітини
|
Гамети
|
Гетеро-гаметна стать
|
♀
|
♂
|
Сперматозоїди
|
Яйце-
клітини
|
ХY
|
Людина, ссавці, комахи ряду Двокрилих, деякі риби, рослина куколиця
|
ХХ
|
ХY
|
Х і Y
|
Х і Х
|
чоловіча
|
ХY
|
Птахи, комахи ряду Лускокрилих, деякі риби
|
ХY
|
ХХ
|
Х і Х
|
Х і Y
|
жіноча
|
ХО
|
Коники, клопи
|
ХХ
|
ХО
|
Х і О
|
Х і Х
|
чоловіча
|
ХО
|
міль
|
ХО
|
ХХ
|
Х і Х
|
Х і О
|
жіноча
|
При успадкуванні ознак у людини в випадку, коли ген локалізований у Х-хромосомі, він передається від батька лише до дочок. А від матері – до синів і дочок порівну, якщо рецесивний алель зчеплений з Х-хромосомую, то у жінок він проявляється лише в гомозиготному стані. А у чоловіків (за умови локалізації в негомологічній ділянці Х-хромосоми) – завжди.
У схемах схрещувань вказують, у якій статевій хромосомі міститься данний алель. Наприклад, рецесивний алель гемофілії міститься в Х-хромосомі і його позначають Хh, а домінантний алель нормального зсідання крові позначається XH.
1.4.1. Дочка гемофіліка виходить заміж за сина іншого гемофіліка, причому наречений і наречена не хворіють на гемофілію. Визначте ймовірність народження хворої дитини.
Дано:
Н – нормальне зсідання крові;
h – гемофілія.
|
F1 -?
|
Дочка гемофіліка отримала від батька Х-хромосому з рецесивним алелем гемофілії h, але оскільки вона не є хвора, значить, її друга Х-хромосома несе домінантний алель Н. Таким чином, генотип нареченої ХHXh. Наречений отримав від батька У-хромосому, від матері Х-хромосому з алелем Н, а його генотип – ХНY.
Р: ♀ XHXh × ♂ XHY
G: XH, Xh ; XH , Y
F: XHXH, XHY, XHXh, XhY
нормальна, нормальна, нормальна, гемофілік
25%
Відповідь: ймовірність народження хворої дитини (хлопчика) –1/4 (25%) .
1.4.2. У курей зчеплений зі статтю ген А в рецесивному стані має летальну дію. Яка частина потомства загине, якщо схрестити курку з гетерозиготним півнем ?
Дано:
ХА – норма;
Xа – летальна дія ;
|
F -?
|
У птахів жіноча стать є гетерогаметною, а чоловіча – гомогаметною. Генотип курки ХАУ, півня ХАХа
Р: ♀ХАУ × ♂ХАХа
G: ХА, У ; ХА , Ха
F: ХАХА, ХАХа, ХАУ, ХаУ.
Норма норма норма летальна дія
25%.
Відповідь: жіночі особини з генотипом ХаУ загинуть, їхня частка складає 25%.
1.4.3. Темна емаль зубів визначається домінантними алелями двох різних генів, один із яких розташований в аутосомі, другий – у великій Х-хромосомі. В сім’ї, де батьки мають темні зуби, народилися дівчинка та хлопчик із нормальним кольором зубів. Визначити ймовірність народження наступної дитини також із нормальними зубами, якщо темні зуби матері зумовлені геном Х-хромосоми, а темні зуби батька – аутосомним геном.
Дано:
ХА – темна емаль зубів;
Xа - нормальний колір зубів ;
В – темна емаль зубів;
b- нормальний колір зубів
|
F -?
|
Р: ♀ХАХаbb × ♂ХаУВb
G: ХАb, Хаb ; ХаВ , Хаb, УВ, Уb
F: ХАХаВb, ХАХаbb, ХАУВb, ХАУbb,
темні зуби темні зуби темні зуби темні зуби
ХаХаВb, ХаХаbb, ХаУВb, ХаУbb.
темні зуби норм. темні зуби норм.
Відповідь: ймовірність народження дитини із нормальними зубами становить - 1/4.
1.4.4. Яка ймовірність народження хлопчиків і дівчаток у сім’ї, в якій мати – носій рецесивного летального алеля, зчепленого зі статтю, що викликає загибель зародка на ранніх стадіях розвитку?
Дано:
ХА – норма;
Xа – летальна дія ;
|
F1 -?
|
Р: ♀ XАXа × ♂ XАY
G: XА, Xа ; XА , Y
F: ХА ХА, ХАY, ХА Xа, XаY.
дівч. зд. хл. зд. дівч. зд. загибель зародка
Відповідь: ймовірність народження дівчаток – 2/3, хлопчиків – 1/3.
1.4.5. Чоловік дальтонік одружується з нормальною жінкою, батько якої був дальтоніком. Який буде зір у їхніх дітей?
Дано:
D – нормальний зір;
d – дальтонізм.
|
F1 -?
|
Р: ♀ ХDX d × ♂ XdY
G: ХD , Xd ; Xd , Y
F: ХDX d, ХDY, XdXd, XdY
нормальний зір. дальтоніки
50% 50%
Відповідь: 50% дітей – дальтоніки, 50% матимуть нормальний зір.
1.4.6. Які діти можуть народитися від шлюбу гемофіліка з жінкою-дальтоніком. Яка не є носієм алеля гемофілії?
Дано:
D – нормальний зір;
d – дальтонізм.
Н – нормальне зсідання крові;
h – гемофілія
|
F1 -?
|
Р: ♀ XHd XHd × ♂ XhDY
G: XHd ; XhD , Y
F: XHd XhD - дівчатка з нормальним зсідання крові та кольоровим зором;
XHdY - хлопчики-дальтоніки з нормальним зсіданням крові.
Відповідь: дівчатка з нормальним зсідання крові та кольоровим зором, хлопчики-дальтоніки з нормальним зсіданням крові.
1.4.7. Батько і мати здорові, а дитина хворіє на гемофілію. Яка стать у дитини.
Дано:
Н – нормальне зсідання крові;
h – гемофілія.
|
F -?
|
Р: ♀ XHXh × ♂ XHY
G: XH, Xh ; XH , Y
F: XHXH, XHY, XHXh, XhY
нормальна, нормальна, нормальна, хл. гемофілік
Відповідь: стать хворої дитини – чоловіча.
1.4.8. У людини відсутність потових залоз визначається рецесивним алелем, локалізованим в Х-хромосомі. Чоловік, який страждає відсутністю потових залоз, одружився на здоровій жінці. Які в них можуть бути діти.
Дано:
А – наявність потових залоз;
а – відсутність потових залоз.
|
F -?
|
Р: ♀ XАXа ×♂ XаY
G: XА, Xа ; Xа , Y
F: XАXа, XАY, XаXа, XаY.
дів. зд. хл. зд. дів. хв. хл.хв.
Відповідь: 50% дівчаток –здорові й 50% - хворі; 50% хлопчиків –здорові і 50% -хворі.
1.4.9. У котів гени чорного і рудого кольору шерсті локалізовані в Х-хромосомі. Гетерозиготні особини мають черепахове (рябе) забарвлення. Схрестили чорну самку з рудим котом. Чи будуть у потомстві особини з рудим кольором шерсті?
Дано:
XА – чорний колір шерсті;
ХВ – рудий колір шерсті;
XА ХВ - черепахове забарвлення.
|
F -?
|
Р: ♀ XАXА ×♂ XВY
G: XА ; XВ , Y
F: XАXВ, XАY
черепахова кішка чорний кіт
Відповідь: особин з рудим кольором шерсті у потомстві не буде.
Задачі на утворення гамет при зчепленому з статтю спадкуванні
1.4.10. Чим відрізняється успадкування ознак, зчеплених зі статевою Y-хромосомою у курей і мухи дрозофіли?
Відповідь: У курей від самок до самок, у мух дрозофіл – від самців до самців.
1.4.11. Як можна відрізнити аутосомну ознаку від ознаки, зумовленої геном, локалізованим в Y-хромосомі?
Відповідь: Зчеплена з Y-хромосомою ознака зустрічається тільки в чоловіків.
1.4.12. У диплоїдному наборі в гороху міститься 14 хромосом, в кукурудзи – 20, в дрозофіли – 8, в голуба – 16, в людини – 46 хромосом.
а) Скільки хромосом міститься в статевих клітинах гороху, кукурудзи, дрозофіли, голуба, людини?
б) Скільки аутосом і статевих хромосом міститься в соматичних клітинах дрозофіли, голуба, людини?
Відповідь: а) В статевих клітинах у гороху 7 хромосом; кукурудзи – 10; у дрозофіли – 4; в голуба – 8; в людини – 23.
б) В дрозофіли 3 пари аутосом і 1 пара статевих хромосом; в голуба 7 пар аутосом і 1 пара статевих хромосом; в людини 23 пари аутосом і 1 пара статевих хромосом.
1.4.13. У дрозофіли, ссавців і людини гомогаметна жіноча стать, а гетерогаметна – чоловіча. В птахів гомогаметна чоловіча стать, а гетерогаметна -–жіноча. Які статеві хромосоми містяться в клітинах тіла: а) в самки дрозофіли? б) в самців дрозофіли? в) в курки? г) в півня? д) в жінки? е) в чоловіка?
Відповідь: а) Дві Х-хромосоми; б) Х- і Y-хромосоми; в) Z i W – хромосоми (або Х- і Y-хромосоми); г) Дві Z - хромосоми (або дві Х-хромосоми); д) дві Х-хромосоми; е) Х- і Y- хромосоми.
1.4.14. Скільки типів гамет, які відрізняються за статевими хромосомами, утворюються під час гаметогенезу: а) у самки дрозофіли? б) у самця дрозофіли? в) в курки? г) в півня? д) в жінки? е) в чоловіка?
Відповідь: а) Один тип яйцеклітин з Х-хромосомою. б) Два типи сперматозоїдів з Х- і Y- хромосомою. в) Два типи яйцеклітин з Z i W – хромосомою (тобто з Х- і Y-хромосомою). г) Один тип сперматозоїдів з W – хромосомою (або з Z-хромосомою). д) Один тип яйцеклітин з Х-хромосомою. е) Два типи сперматозоїдів з Х- і Y-хромосомою.
1.5. Генетика груп крові людини
АВО-система груп крові була відкрита К. Ландштейнером у 1901році. Система груп крові АВО у людини успадковується за типом множинних алелей одного автосомного гена, розташованого у хромосомі 9, локус якого позначається літерою І (від слова ізогемаглютиноген). Вивченням характеру успадкування різних груп крові АВО-системи встановлено, що вони визначаються різним поєднанням трьох алелей однієї алеломорфної групи генів, які позначають IA, Ib та I0. Вони визначають чотири фенотипи: з першою групою І (0), другою II (А), третьою III (В), четвертою IV(АВ) (табл.).
Групи крові системи АВО
Групи крові (фенотипи)
|
Генотипи
|
Антигени еритроцитів
|
Антитіла плазми крові (аглютиніни)
|
І (0)
|
І0І0
|
немає
|
α і β
|
II (А)
|
ІАІА, ІАІ0
|
А
|
β
|
III (В)
|
ІВІВ, ІВІ0
|
В
|
αа
|
IV (АВ)
|
ІАІВ
|
А, В
|
немає
|
Резус-фактор - білок (антиген), названий так тому, що вперше (1940 р.) був виділений з еритроцитів мавпи макака-резус (Macacus resus), а потім у людини. Близько 85 % європейців здатні його синтезувати і становлять резус-позитивну групу (Rh+), 15 % - нездатні і називаються резус-негативними (Rh-). Резус-фактор зумовлений трьома домінантними тісно зчепленими генами (С, D, Е), розміщеними в першій хромосомі. Успадковуються вони як при моногібридному схрещуванні. Основна роль належить антигену D, якщо він визначається, то кров належить до резус-позитивної (DD або Dd), якщо не визначається - то до резус- негативної (dd).
Під час розв’язування задач на визначення резус-фактора крові людини використовують наступні позначення:
D – ген Rh+;
d – ген Rh-;
DD або Dd – Rh+;
dd – Rh-.
1.5.1. У пологовому будинку переплутали двох хлопчиків — Ігоря і Сашка. Батьки одного з них мають I та II групу крові, батьки іншого — II и IV. У Ігоря — I група крові, у Сашка— II. Визначте, хто чий син.
Дано:
І пара: і0і0 × ІАі0або ІАІА
ІІ пара: ІАі0або ІАІА×ІАІВ
Ігор - І група крові;
Сашко— II група крові.
|
F ІАІВ -?
|
P: ♀ ІАі0 × ♂ і0 і0 - І пара:
G: ІА , і0 ; і0
F: ІАі0, і0і0
ІІ І
P: ♀ ІАі0 × ♂ ІАІВ - ІІ пара
G: ІА , і0 ; ІА, ІВ
F: ІАІА, ІАІВ, ІАі0, ІВі0
ІІ IV ІІ ІІІ
Відповідь: Ігор — син першої пари, Сашко — другої.
1.5.2. У матері I група крові, а в батька — IV. Чи можуть діти успадкувати групу крові одного з батьків?
Дано:
♀ - і0 і0 - І група крові;
♂- ІА ІВ – IV група крові.
|
F -?
|
P: ♀ і0і0 × ♂ ІАІВ
G: і0 ; ІА , ІВ
F: ІАі0, ІВі0
ІІ ІІІ
Відповідь: діти не можуть успадкувати групу крові батьків.
1.5.3. У матері I група крові, а в батька — III. Чи можуть діти успадкувати групу крові своєї матері?
Дано:
♀ і0 і0 - І група крові;
♂ ІВі0 – ІІІ група крові.
|
F і0і0 -?
|
P: ♀ і0і0 × ♂ ІВі0
G: і0 ; ІВ , і0
F: ІВі0, і0і0,
ІІІ І
Відповідь: можуть у випадку, якщо генотип батька ІВі0.
1.5.4. Вирішується питання про встановлення батьківства. Лабораторне дослідження показало, що у дитини — I група, а у гаданого батька — IV. Який висновок можна з цього зробити?
Відповідь: особа з IV( ІАІВ) групою крові не може мати дитини з І групою.
1.5.5. Гетерозиготні батьки мають ІІ й ІІІ групи крові. Які групи можливі у їхніх дітей?
Дано:
♀ ІАі0 - ІІ група крові;
♂ ІВі0 – ІІІ група крові.
|
F -?
|
P: ♀ ІАі0 × ♂ ІВі0
G: ІА , і0 ; ІВ , і0
F: ІВІА, ІАі0, ІВі0, і0і0,
ІV ІІ ІІІ І
Відповідь: у дітей - І, ІІ, ІІІ, IV групи крові.
1.5.6. Батько дівчини має І групу крові, мати — IV. Дівчина одружилася з юнаком, який має III групу крові (ІВі0 ). Від цього шлюбу народилися діти з І, II й IV групами. Чи можливе народження дитини з IV групою?
Дано:
♀ ІА і0 - ІІ група крові;
♂- ІВі0 – ІІІ група крові.
|
F ІАІВ -?
|
ІАІВ і0і0
ІАі0
P: ♀ ІАі0 × ♂ ІВі0
G: ІА , і0 ; ІВ , і0
F: ІАІВ, ІАі0, ІВі0 , і0і0
ІV ІІ ІІІ І
Відповідь: так, з ймовірністю 25%.
1.5.7. У матері IV група крові, у батька – ІІІ (ІВі°). Які групи крові не можуть бути у їхніх дітей?
Дано:
♀ ІАІВ - IV група крові;
♂- ІВі0 – ІІІ група крові.
|
F -?
|
P: ♀ ІАІВ × ♂ ІВі0
G: ІА , ІВ ; ІВ , і0
F: ІАІВ, ІАі0, ІВіВ , ІВі0
ІV ІІ ІІІ ІІІ
Відповідь: у дітей не може бути І група крові.
1.5.8. Чоловік, батьки якого мали І й IV групи крові, одружився з жінкою ІІІ групою крові. Від цього шлюбу народилося троє дітей: із І, II, IV групами крові. Які генотипи батьків?
Дано:
♀ - ІВі0 - ІІІ група крові;
♂- ІАі0 - ІІ група крові.
|
P -?
|
і0і0 ІАІВ
ІАі0
P: ♀ ІВі0 × ♂ ІАі0
G: ІВ , і0 ; ІА , і0
F: ІАІВ, ІАі0, ІВі0 , і0і0
ІV ІІ ІІІ І
Відповідь: генотип жінки — ІВі0, чоловіка — ІАі0
1.5.9. В одного з батьків II група крові, у другого — III. Визначте генотипи цих батьків, якщо у них народилося шестеро дітей із такими групами крові: а) в усіх IV; б) у трьох IV й утрьох ІІІ; в) у половини IV, у половини II; г) двоє з IV, двоє з III і двоє з І групами крові.
Дано:
♂ ІВІВ - ІІІ група крові;
ІВі0 - ІІІ група крові;
♀ ІАІА – ІІ група крові;
ІАі0 - ІІ група крові.
|
P -?
|
а) P: ♀ ІАІА × ♂ ІВІВ в) P: ♀ ІАІА × ♂ ІВі0
G: ІА ; ІВ G: ІА ; ІВ , і0
F: ІАІВ F: ІАІВ , ІАі0
ІV –гр ІV ІІ
б) P: ♀ ІАі0 × ♂ ІВІВ г) P: ♀ ІАі0 × ♂ ІВі0
G: ІА , і0 ; ІВ G: ІА , і0 ; ІВ , і0
F: ІАІВ, ІВі0 F: ІАІВ, ІАі0, ІВі0 , і0і0
IV ІІІ ІV ІІ ІІІ І
Відповідь: генотипи батьків: а) ♀ ІАІА , ♂ ІВІВ; б) ♀ ІАі0 ,♂ ІВІВ ;
в) ♀ ІАІА, ♂ ІВі0 ; г) ♀ ІАі0 ,♂ ІВі0. .
1.5.10. За яких генотипів батьків дітина не може успадкувати їхні групи крові?
P: ♀ і0і0 × ♂ ІАІВ або P: ♀ ІАІА × ♂ ІВІВ
G: і0 ; ІА, ІВ G: ІА ; ІВ
F: ІАі0, ІВі0 F: ІАІВ
ІІ гр. ІІІ гр . ІV гр.
Відповідь: генотипи батьків - I (і0і0) та IV (ІАІВ) групи крові або II (ІАІА) й ІІІ (ІВІВ).
1.5.11. Батько дитини — гомозиготний резус-позитивний, мати — резус-негативна. Якими можуть бути генотипи і фенотипи дітей?
Дано:
♂ DD - Rh+;
♀ dd – Rh-.
|
F -?
|
P: ♀ dd × ♂ DD
G: d ; D
F: Dd - резус-позитивні
Відповідь: усі діти будуть резус-позитивними, Dd - гетерозиготними.
1.5.12. У хлопчика І група крові, а в його сестри — IV. Які групи крові в їхніх батьків?
Дано:
♀ і0 і0- І група крові;
♂ ІАІВ – IV група крові.
|
P -?
|
P: ♀ ІАі0 × ♂ ІВі0
G: ІА , і0 ; ІВ , і0
F: ІВІА, ІАі0, ІВі0, і0і0,
ІV ІІ ІІІ І
Відповідь: у батьків - II група ( ІАі0) і III група (ІВі0 )
1.5.13. Перед судово-медичним експертом поставлене завдання виявити, рідний чи прийманий син в сім’ї батьків. Дослідження крові всіх трьох членів сім’ї показало такі результати: у жінки – резус-позитивна кров IV групи, у чоловіка – резус-негативна І група, у дитини резус-позитивна І група. Яке заключення дасть експерт і на чому воно базується?
Дано:
♀ ІАІВDD;
♂ і0і0dd;
F- і0і0DD.
|
P -?
|
P: ♀ ІАІВDD × ♂ і0і0dd
G: ІАD, ІВD ; і0d
F: ІАі0Dd, ІВі0Dd.
ІІ Rh+ ІІІ Rh+
Відповідь: у батьків з І та IV групою крові не може народитися син з І групою крові.