Контрольная работа по генетике

Башкирский государственный университет

 

Контрольная работа

по генетике

 

Выполнила: студентка 5 курса ОЗО

Биологического факультета

Якупова Г.И.

Вариант 2, № зач.книжки 06382

 

 

Уфа – 2011

Контрольные вопросы:

1. Строение и функции ДНК и РНК

2. Эпистатическое взаимодействие генов

3. Хромосомный механизм определения пола. Первичные и вторичные признаки.

4. Мутационная изменчивость. Основные положения мутационной теории.

5. Внутрихромосомные перестройки и их значение в селекции и эволюции.

6. Наследование признаков в панмиктической популяции.

7. Цели, задачи, методы и достижения в селекции животных.

 

1. Строение и функции ДНК и РНК

Дезоксирибонуклеи́новая кислота́ (ДНК) — один из двух типов нуклеиновых кислот, обеспечивающих хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов. Основная роль ДНК в клетках — долговременное хранение информации о структуре РНК и белков. В клетках эукариотов (например, животных или растений) ДНК находится в ядре клетки в составе хромосом, а также в некоторых клеточных органоидах (митохондриях и пластидах). В клетках прокариотических организмов (бактерий и архей) кольцевая или линейная молекула ДНК, так называемый нуклеоид, прикреплена изнутри к клеточной мембране. У них и у низших эукариот (например, дрожжей) встречаются также небольшие автономные, преимущественно кольцевые молекулы ДНК, называемые плазмидами. Кроме того, одно- или двухцепочечные молекулы ДНК могут образовывать геном ДНК-содержащих вирусов. С химической точки зрения, ДНК — это длинная полимерная молекула, состоящая из повторяющихся блоков, нуклеотидов. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара (дезоксирибозы) и фосфатной группы. Связи между нуклеотидами в цепи образуются за счёт дезоксирибозы и фосфатной группы. Пример нуклеотида — аденозинмонофосфат — где основание, присоединённое к фосфату и рибозе, это аденин. В подавляющем большинстве случаев (кроме некоторых вирусов, содержащих одноцепочечную ДНК) макромолекула ДНК состоит из двух цепей, ориентированных азотистыми основаниями друг к другу. Эта двухцепочечная молекула спирализована. В целом структура молекулы ДНК получила название «двойной спирали». Фосфатные группы формируют фосфодиэфирные связи между третьим и пятым атомами углерода соседних молекул дезоксирибозы в результате взаимодействия между 3'-гидроксильной (3'—ОН) группой одной молекулы дезоксирибозы и 5'-фосфатной группой (5'—РО₃) другой. Асимметричные концы цепи ДНК называются 3' (три прим) и 5' (пять прим). Полярность цепи играет важную роль при синтезе ДНК (удлинение цепи возможно только путём присоединения новых нуклеотидов к свободному 3'-концу). Как уже было сказано выше, у подавляющего большинства живых организмов ДНК состоит не из одной, а из двух полинуклеотидных цепей. Эти две длинные цепи закручены одна вокруг другой в виде двойной спирали, стабилизированной водородными связями, образующимися между обращёнными друг к другу азотистыми основаниями входящих в неё цепей. В природе эта спираль, чаще всего, правозакрученная. Направления от 3'-конца к 5'-концу в двух цепях, из которых состоит молекула ДНК, противоположны (цепи «антипараллельны» друг другу). Ширина двойной спирали составляет от 22 до 24 А, или 2,2 — 2,4 нм, длина каждого нуклеотида 3,3 Å (0,33 нм). Подобно тому, как в винтовой лестнице сбоку можно увидеть ступеньки, на двойной спирали ДНК в промежутках между фосфатным остовом молекулы можно видеть рёбра оснований, кольца которых расположены в плоскости, перпендикулярной по отношению к продольной оси макромолекулы. В двойной спирали различают малую (12 Å) и большую (22 Å) бороздки. Белки, например, факторы транскрипции , которые присоединяются к определённым последовательностям в двухцепочечной ДНК, обычно взаимодействуют с краями оснований в большой бороздке, где те более доступны.

Двойная спираль

В зависимости от концентрации ионов и нуклеотидного состава молекулы, двойная спираль ДНК в живых организмах существует в разных формах. На рисунке…   Исходя из структуры молекул, основания, входящие в состав нуклеотидов, разделяют на две группы: пурины - аденин[A] и…

Нуклеотиды

Биологические функции

Синтез ДНК.Репликация ДНК — процесс самоудвоения, главное свойство молекулы ДНК. Репликация относится к категории реакций матричного синтеза, идет с… В репликации участвуют следующие ферменты:

Виды РНК

Все виды РНК представляют собой неразветвленные полинуклеотиды, имеют специфическую пространственную конформацию и принимают участие в процессах… Транспортные РНК содержат обычно 76 (от 75 до 95) нуклеотидов; молекулярная масса — 25 000–30 000. На долю тРНК…

Соотношение 12:3:1

  У льна аллель А определяет окрашенный венчик, аа – неокрашенный (белый), В –… Р: ААвв х ааВВ

Соотношение 9:3:4

  3. Наследование окраски оперения у кур.  

Соотношение 13:3

При эпистазе взаимодействие генов существенно отличается от того, какое мы наблюдаем в явлениях комплементарности. В первом случае проявление одного…   3. Хромосомный механизм определения пола

XY определение пола

ZW определение пола

X0 определение пола

При этом механизме определения пола один из полов (гомогаметный) обладает двумя X-хромосомами, в то время, как второй (гетерогаметный) только одной. При этом пол определяется так же, как и у дрозофил: по соотношению числа X-хромосом и аутосом. Этот механизм определения пола обнаружен у некоторых насекомых (клопов, бабочек и др.) и круглых червей. У нематоды Caenorhabditis elegans при наборе половых хромосом XX формируется гермафродит, а при наборе ХО - самец.

Первичные и вторичные половые признаки

    4. Мутационная изменчивость

Классификация мутаций

1. По характеру изменения генома:

· Геномные мутации – изменение числа хромосом;

· Хромосомные мутации, или хромосомные перестройки – изменение структуры хромосом;

· Генные мутации – изменения генов.

2. По проявлению в гетерозиготе:

· Доминантные мутации;

· Рецессивные мутации.

3. По уклонению от нормы:

· Прямые мутации – первичные мутации;

· Обратные мутации (риверсии) – мутации, восстанавливающие исходную структуру гена.

4. В зависимости от причин,вызывающих мутации:

· Спонтанные, возникающие без видимой причины, т.е. без каких-либо индуцирующих воздействий со стороны экспериментатора;

· Индуцированные мутации;

 

Существуют и более частные подходы к классификации мутаций:

5. По локализации в клетке:

· Ядерные;

· Цитоплазматические;

6. По отношениюк возможности наследования:

· Генеративные, происходящие в половых клетках;

· Соматические, происходящие в соматических клетках.

 

 

5. Внутрихромосомные перестройки и их значение в селекции и эволюции.

Хромосомные мутации приводят к изменению числа, размеров и организации хромосом, их также называют хромосомными перестройками, или хромосомными аберрациями. Хромосомные перестройки классифицируются на внутрихромосомные и межхромосомные перестройки. К внутрихромосомным перестройкам относятся делеции, дупликации и инверсии.

Делеция— это потеря (нехватка) среднего участка хромосомы вследствие ее разрыва в двух точках. Делеции отъединяют концевую часть хромосомы или происходят во внутренней ее части. При появлении концевой делеции возникают ацентрические и центрический фрагменты хромосом. Потеря ацентрического фрагмента ведет к нарушению баланса генов и к гибели клеток. При внутренней делеции,если она не приводит к гибели клетки, она передается потомкам, как правило, в гетерозиготном состоянии. В качестве модели внутренней делеции укажем, что если исходную хромосому обозначить как ряд локусов – 12345678910, то хромосома с делецией будет иметь вид 1235678910, хромосома с делецией участка 6-9 – вид 1234510 и т.д. классическим случаем делеций является пример с мутацией Notch у дрозофилы. Ее открыл К.Бриджес в 1917 г. и детально исследовал О.Мор в 1932 г. проявление мутации связано с небольшими вырезками на крыльях мухи (рис 6).

 

Рис 6. Крыло дрозофилы, гетерозиготной по доминантному гену Notch, который вызывает вырезки по краю крыла.

Мутация наследуется сцеплено с полом, будучи локализованной на участке в левом конце Х-хромосомы. Попадая к самцам, она их убивает, т.е. является летальной в гемизиготном состоянии. Генетический анализ показал также, что для мутации Notch характерно явление псевдодоминантности. Оно состоит в том, что у гетерозигот по этой нехватке проявляются рецессивные аллели ряда генов, локализованные в гомологичной хромосоме напротив нехватки. На рис 7 показано, что при скрещивании самки, гетерозиготной по мутации Notch, с белоглазым самцом все ее дочери с мутацией Notch проявляют признаки белоглазия, хотя ген этого признака является рецессивным.

 

 

Рис7. Наследование мутации Notch и явление псевдодоминирования

Это относится к целой группе генов в данном районе, что свидетельствует о том, что появление мутации Notch связано с утерей целой группы нормальных аллелей. После открытия генетического значения гигантских хромосом из клеток слюнных желез дрозофилы делеции в хромосомах мух с мутацией Notch были изучены под микроскопом. Эта мутация действительно оказалась нехваткой участка в левом конце Х-хромосомы. В месте нехватки при конъюгации гомологов нормальная хромосома образует петлю из участка, гомологичного нехватке (рис 8).

 

Рис 8.Нехватка в одном из гомологов на участке Х-хромосомы дрозофилы, несущей мутацию Notch

Нехватки сравнительно небольших размеров передаются потомству через гетерозиготных особей, в гомозиготном состоянии они, как правило, летальны. М.Демерек показал, что если гомозиготные по нехваткам клетки у дрозофилы возникают в группе соматических клеток в окружении нормальных тканей, то они все равно погибают.

Дупликация— удвоение фрагмента хромосомы — процесс, противоположный делеции. Это добавление отдельных генов или блоков генов к основному набору. При конъюгации дуплицированная хромосома также делает над нормальной хромосомой петлю, которая в отличие от делеции несет дуплицированные гены. Примером дупликации является усиление признака Ваг (полосковидные глаза) у дрозофилы при увеличении числа генов, контролирующих его. Явление дупликации генов сравнительно часто встречается в природе, и ему приписывается определенная эволюционная роль. Явление дупликации было обнаружено генетически в опытах с дрозофилой. В 1919 г. К.Бриджес нашел, что в особях, гомозиготных по определенным рецессивным аллелям, эти аллели не действует на фенотип. Генетический анализ показал наличие их нормальных аллелей в другой хромосоме. В этом случае имело место появление дупликации, когда генетический материал, кроме того, что он имелся на своем обычном месте в хромосоме, оказывался повторенным и в другой хромосоме. Генетический анализ дупликации получил полное цитологическое подтверждение правильности своих данных как на обычных метафазных хромосомах (рис 9), так и на гигантских хромосомах.

 

Рис 9.Дупликация участка Х-хромосомы у Drosophila melanogaster. Дупликация (D) содержит свою отдельную центромеру и потому представлена в виде отдельной дополнительной (девятой) хромосомы. Внизу – схема строения дупликации Х-хромосомы; места локализации отдельных генов; С – центромера

В структуре гигантских хромосом есть повторения, т.е. имеются блоки генов, которые дуплицированы в гаплоидном наборе. Такие повторения являются важнейшим источником эволюции новых генов. Одним из источников появления линейных повторений в хромосоме служат так называемые неравные кроссинговеры. Классическим примером неравного кроссинговера является поведение доминантного гена Bar (узкие глаза) у дрозофилы, который является дупликацией небольшого участка (16А) в правом конце Х-хромосомы. Благодаря наличию линейно повторенной дупликации в этом районе возможны конъюгации левого и правого повторений в двух гомологах (рис 10), что и ведет к неравному кроссинговеру.

 

Рис 10. Кроссинговер в дупликации Bar у дрозофилы. Верхний ряд – обычный кроссинговер у самок, гомозиготных по дупликации Bar. Средний ряд – неравный кроссинговер, приводящий к появлению нормальных особей и особей ультра Bar. Нижний ряд – кроссинговер в системе +/ультра Bar, приводящий к появлению двух хромосом Bar

 

 

Рис 11. Неравный кроссинговер в дупликации Bar, регистрируемый с помощью системы сигнальных генов - f и fu. Внизу – участок хромосомы 16А, входящий в дупликацию

Это явление было открыто А.Стертевантом в 1925 г. Неравный кроссинговер после конъюгации двух хроматид со вставкой (В/В) приводит к появлению хроматиды, лишенной вставки, т.е. к риверсии в сторону нормального типа строения глаза и к другой хроматиде, которая имеет удвоенную дупликацию. Последняя получила название «дубль Бар». Факт кроссинговера в этих случаях точно регистрируется благодаря наличию маркерных генов fu (fused – сливающиеся жилки на крыле) и f (forkеd – извитые щетинки). Путем неравного кроссинговера можно получить в хромосоме два, три и большее число повторений Бар (рис 11).

Инверсии– поворот блока генов внутри хромосомы на 180⁰. При повороте блока генов внутри одного плеча хромосомы, когда инверсия не захватывает центромерного участка, возникает парацентрическая инверсия. В этом случае морфология хромосомы не изменяется. В случае участия в поварачиваемом блоке района центромеры мы имеем дело с перицентрической инверсией. В этом случае меняется расположение центромеры, что ведет к появлению новой структуры хромосомы. Явление инверсии также было открыто в ранних работах по генетике дрозофилы. А.Стертевант в 1926 г. нашел, что в правом плече третьей хромосомы в некоторых линиях имеется фактор G, который подавляет кроссинговер в гетерозиготах. Однако у особей, гомозиготных по самому фактору G, кроссинговер проходит нормально. Исследование обмена у таких особей показало, что в хромосоме, имеющей G-фактор, определенный участок генов повернут в обратном порядке. В мейозе и в клетках слюнных желез в результате действия сил гомологического притяжения гетерозиготные инверсии образуют картину петли (рис 12).

 

Рис 12. Петлеобразная конъюгация при гетерозиготности по инверсии. Инвертированный участок (Б, В, Г, Д) заштрихован

В случае парацентрической инверсии образуется одна нормальная и одна инвертированная (фенотипически нормальная) хроматиды, дицентрическая хроматида с дупликацией и делецией (при расхождении хроматид она обычно разрывается на две) и ацентрическая хроматида с дупликацией и делецией (обычно утрачивается). В случае перицентрической инверсии образуется одна нормальная и одна инвертированная хроматиды, а также две хроматиды с дупликацией и делецией. Гаметы, несущие дефектные хромосомы, обычно не развиваются или погибают на ранних этапах онтогенеза. Но гаметы с инвертированной хромосомой развиваются в организмы, 50 % гамет которых нежизнеспособны. Т.о. мутация сохраняется в популяции. У человека наиболее распространенной является инверсия в 9 хромосоме, не вредящая носителю, хотя существуют данные, что у женщин с этой мутацией существует 30 % вероятность выкидыша.

Мутации, относящиеся к группе хромосомных перестроек, включают различные типы реорганизаций (аберраций) хромосом и перераспределение их генетического материала в пределах генома. Делеции и дупликации нарушают генный баланс, что ведёт к изменению признаков организма, инверсии изменяют лишь порядок расположения генов в хромосоме. Многие из этих изменений оказывают более или менее значительное влияние на фенотип, что свидетельствует о зависимости действия генов от их положения в геноме. Особое значение в процессе эволюции и селекции имеют точковые мутации. К группе точковых относят все мутационные изменения, при которых не удается цитологическими методами обнаружить какие-либо нарушения структуры отдельных хромосом. В эту группу включают как мелкие делеции, дупликации и инверсии, так и изменения наследственного кода на молекулярном уровне (истинные генные мутации). Хромосомные перестройкииграют большую роль в эволюции организмов: дупликации представляют главный источник увеличения числа генов; инверсии и транслокации могут вести к генетической изоляции гомозиготных по ним особей, более плодовитых, чем гетерозиготы. Хромосомные перестройки могут быть использованы в практических целях для изменения групп сцепления генов, определяющих хозяйственно ценные признаки организмов.

 

6. Наследование признаков в панмиктической популяции.

 

Популяция панмиктическая (греч. pan всё + лат. mixis смешение) — популяция раздельнополых организмов, в которой равновероятно формирование любых брачных пар. Структура генофонда идеальной популяции описывается основным законом популяционной генетики – законом Харди-Вайнберга, который гласит, что «в идеальной стационарной популяции существует постоянное соотношение относительных частот аллелей и генотипов, которое при моногенном диаллельном определении признака описывается уравнением»:

(p_A+q_a)²= p_AA+2p^.q_Aa+q²_aa=1

Коэффициенты p²,p^.q и q² представляют собой ожидаемые относительные частоты каждого генотипа. Если известны относительные частоты аллелей p^.q и общая численность популяции N_общ, то мржно рассчитать ожидаемую, или расчетную абсолютную частоту (то есть численность особей) каждого генотипа. Для этого каждый член уравнения нужно умножить на N_общ:

P²_ААN_общ+2 p^.q_АаN_общ+q²_aaN_общ=N_общ

В данном уравнении: p²_AAN_общ – ожидаемая абсолютная частота (численность) доминантных гомозигот АА; 2pIq_AaN_общ – ожидаемая абсолютная частота (численность) гетерозигот Аа; q²_aaN_общ - ожидаемая абсолютная частота (численность) рецессивных гомозигот аа.

Выполнение закона Харди-Вайнберга в природных популяциях: разумеется, идеальных популяций в природе не существует. Однако в большинстве изученных популяциях закон Харди-Вайнберга выполняется с высокой точностью, поскольку:

· Численность природных популяций достаточно большая;

· Женские и мужские гаметы равноценны (то есть в большинстве случаев самцы и самки в равной степени передают свои аллели потомкам);

· Большинство генов не влияет на образование брачных пар;

· Мутации происходят достаточно редко;

· Естественный отбор не оказывает заметного влияния на частоту большинства аллелей;

· Большинство популяций в достаточной степени изолированы друг от друга.

Поэтому закон Харди-Вайнберга широко используют в практических целях.

 

Практическое значение закона Харди–Вайнберга

1. В здравоохранении – позволяет оценить популяционный риск генетически обусловленных заболеваний, поскольку каждая популяция обладает собственным… Пример 1. Известно, что альбинизм – это аутосомно-рецессивное заболевание.… q2aa = 1/20000 = 0,00005; qa = 0,00005–1/2 = 0,007; pA = 1 – 0,007 = 0,993 ≈ 1

Генетическая структура популяций

Аллелофонд. Аллелофонд популяции – это совокупность аллелей в популяции. Если рассматриваются два аллеля одного гена: А и а, то структура… Популяции, в которых структура аллелофонда остается относительно постоянной в… Если рассматриваются три аллеля одного гена: а1, а2,, а3, то структура аллелофонда описывается уравнением: p а1 + q а2…

В пушном деле большое значение имеет отбор естественных мутаций, отличающихся новой красивой окраской. Такой отбор очень быстро дает положительные результаты. Это можно показать на новых породах лисиц: серебристо-черной, платиновой и белой. Серебристо-черная лисица, которая была завезена в СССР в 1927 г., за 20 лет селекционной работы приобрела ряд свойств, отличающих ее от исходной формы. Платиновая лисица выведена путем отбора из группы серебристо-черных, имевших большое количество серебристых волос. У платиновой лисицы большие белые пятна развиты на груди, брюхе, лапах и морде. В случае отдаленной гибридизации животных возникают такие же трудности, как и при отдаленной гибридизации растений. Они заключаются или в нескрещиваемости, или в бесплодии мужских особей гибридов первого поколения. Последнее обстоятельство удается устранить тем, что гибридных самок скрещивают не с такими же самцами, а с производителем одного из исходных видов (обратное скрещивание). В результате получается второе поколение, в котором часто уже встречаются вполне плодовитые самцы. Таким путем в Алтайском краеполучено было плодовитое потомство от сибирского скота с яком. Точно так же, как в случае селекции растений, в селекцию животных проникает метод ионизирующей радиации. Практические результаты его применения можно наблюдать в шелководстве. Воздействуя на яйца тутового шелкопряда рентгеновыми лучами, акад. Б. Л. Астауров получал безъядерные яйцеклетки, которые затем оплодотворялись обычным спермием. В результате выводилась нормальная особь, оказывавшаяся во всех случаях самцом - двойником отца. Установлено, что коконы, в которых развиваются самцы, содержат больше шелка. Использование этого метода в промышленных условиях повысило выход шелка на 30%. Введение новых генетических методов в селекцию растений, животных и микроорганизмов открывает большие возможности для дальнейшего совершенствования селекционного процесса.Академик Н. П. Дубинин, характеризуя современное состояние селекции, выдвинул перед ней новую задачу - создания методов получения направленных мутаций. Решение этой задачи связано с умением целенаправленно изменять порядок нуклеотидов в молекулах ДНК по намеченному плану, создавать нужную последовательность пар нуклеотидов внутри отдельных генов (Дубинин, 1986). Задача эта сложная, и ее решение требует совместных усилий генетиков, биохимиков и биофизиков.

Достижения белорусских и российских селекционеров-животноводов. Селекционерами России достигнуты значительные успехи в создании новых и улучшении уже существующих пород животных. Так, костромская порода крупного рогатого скота отличается высокой молочной продуктивностью— более 10 тыс. кг молока в год. Сибирский тин российской мясо-шерстной породы овец характеризуется высокой мясной и шерстной продуктивностью. Средняя масса племенных баранов составляет 110—130 кг, а средний настриг шерсти в чистом волокне — 6—8 кг. Немалые достижения имеются также в селекции свиней, лошадей, кур и других животных. В результате длительной и целенаправленной селекционно-племенной работы учеными и практиками Беларуси выведен черно-пестрый тип крупного рогатого скота. Коровы этой породы в хороших условиях кормления и содержания обеспечивают удои по 4—5 тыс. кг молока жирностью 3,6— 3,8% в год. Генетический же потенциал молочной продуктивности черно-пестрой породы составляет 6,0—7,5 тыс. кг молока за лактацию. В хозяйствах Беларуси насчитывается около 300 тыс. голов скота этого типа. Породы белорусских черно-пёстрых и крупных белых свиней созданы специалистами селекционного центра БслНИИ животноводства. Эти породы свиней отличаются тем, что животные достигают живой массы 100 кг за 178—182 дня на контрольном откорме при среднесуточном приросте свыше 700 г, а приплод составляет 9—12 поросят за опорос. Различные кроссы кур (например, Бсларусь-9) характеризуются высокой яйценоскостью: за 72 недели жизни — 239—269 яиц при средней массе каждого 60 г, что соответствует показателям высокопродуктивных кроссов на международных конкурсах. Продолжается селекционная работа по укрупнению, повышению скороспелости и работоспособности лошадей белорусской упряжной группы, улучшению продуктивного потенциала овец по настригу шерсти, живой массе и плодовитости, по созданию линий и кроссов мясных уток, гусей, высокопродуктивной породы карпа и др.

 

 

Задачи

 

1. Сколько типов гамет образуется у генотипа АаВвХ^СДX^сд, если гены А и В наследуются независимо, а между генами С и Д происходит кроссинговер?

1 – 2; 2 – 4; 3 – 8; 4 – 16; 5 – 32.

Решение: гены А и В наследуются независимо. У гетерозиготных особей образуются 2ⁿ типов гамет (где n – число анализируемых признаков). Гены А и В – соматические, наследуются независимо друг от друга и от половых хромосом, образуют 4 типа гамет (2²):АВ,Ав,аВ,ав. Между генами С и Д происходит кроссинговер (гены сцеплены). У гомозигот Х^СДХ^сд количество типов гамет будет равно 4, из них 2 типа кроссоверных: Х^СдХ^сД и 2 типа некроссоверных: Х^СД,Х^сд. У генотипа АаВвХ^СДX^сд возможное число типов гамет 2⁴ = 16.

Ответ: №4

 

2. Сколько типов гамет образуется у генотипа АаВвСсДдЕе при независимом наследовании всех генов?

1 – 2; 2 – 4; 3 – 8; 4 – 16; 5 – 32.

Решение: АаВвСсДдЕе. Закон чистоты гамет – в гамету от каждой пары хромосом (пары аллельных генов) попадает только по одной хромосоме (одному неаллельному гену). Значит у пентагетерозиготной особи образуется 2⁵ типов гамет: 2⁵ = 32.

Ответ: №5

 

3. От скрещивания красных и серых разновидностей гольцов в первом поколении все особи имели серую окраску, а во втором поколении 211 серую и 83 красную окраску. Сколько красных особей должно появится в третьем поколении среди 328 рыб?

1 – 164; 2 – 82; 3 – 41; 4 – 0; 5 – 328.

Решение: если в первом поколении все особи оказались фенотипически одинаковые (не произошло расщепление), а во втором поколении произошло расщепление 3:1 (211=83), то можно предположить моногибридное скрещивание, где А – серая окраска, а – красная окраска.

 

P:	аа х	АА
G:	а,а	А,а
F1:	Аа х	Аа
G:	А,а	А,а
F2:	АА,Аа,	Аа,аа
	серые (211)	Крас (83)
P:	Аа х	аа
G:	А,а	а,а
F3:	Аа,Аа,	аа,аа
	50% серые	50% красные

Из 328 – 164 красные

Ответ: № 1

 

4. Скрещиваются две дрозофилы с закрученными вверх крыльями (ген А) и укороченными щетинками (ген В). В потомстве обнаружены мухи с закрученными крыльями и укороченными щетинками, закрученными крыльями и нормальными щетинками, нормальными крыльями и укороченными щетинками, с нормальными крыльями и нормальными щетинками (дикий тип) в соотношении 4:2:2:1. Дайте генетическое объяснение этого результата:

1) Классическое менделевское расщепление по фенотипу при дигибридном скрещивании.

2) Это расщепление по фенотипу при сцеплении генов с половыми хромосомами.

3) Расщепление по фенотипу при сцеплении аутосомных генов.

4) Расщепление при неполном доминировании генов.

5) Независимое наследование двух неаллельных генов с летальным действием в гомозиготе

Решение: изменение фенотипов в потомстве – отклонение от соотношения 9:3:3:1 согласно закону Менделя. Можно предположить о летальности генов в гомозиготном состоянии АА и ВВ. Для подтверждения построим решетку Пинета, исходя из того, что А - закрученные крылья, В – укороченные щетинки.

F1	1 тип	2 тип	3 тип	4 тип
	закруч.крылья	закруч.крылья	норм.крылья	норм.крылья
	укороч.щетинки	норм.щетинки	укороч.щетинки	норм.щетинки
	А-В- :	А-вв :	ааВ- :	аавв

АА,ВВ – гибель

Согласно предположенному генетическому явлению получилось расщепление фенотипов 4:2:2:1

 

	АВ	Ав	аВ	ав
АВ	ААВВ	ААВв	АаВВ	АаВа
Ав	ААВв	ААвв	АаВа	Аавв
аВ	АаВВ	АаВв	ааАА	ааВв
ав	АаВв	Аавв	ааВв	аавв

 

Ответ: №5

 

5. Одна пара генов А-а, определяющих у кошек окраску шерсти, сцеплена с полом. Ген А обуславливает рыжую окраску шерсти, ген а – черную, гетерозиготы Аа имеют пеструю (черепаховую) окраску. Как можно объяснить рождение черепаховых котят в потомстве от черепаховой кошки и рыжего кота?

 

1) Невозможно

2) Если произойдет мутация генов

3) Если произойдет кроссинговер

4) Если имеет место нерасхождение Х хромосом в мейозе у самки

5) Если имеет место удвоение Х хромосомы в мейозе у самца

Решение: Х^А – рыжая окраска

Х^а – черная окраска

Х^АХ^а – черепаховая окраска

 

P:	ХАХа	х	ХАУ
G:	ХА,Ха		ХА ,У
F1:	ХАХА ,	ХАХа ,	ХАУ, ХаУ
		Черепа ховые

Если в мейозе у самки имеет место нерасхождение хромосом, то все котята будут черепаховой окраски.

Ответ: №4

 

6. Женщина унаследовала катаракту (А) от матери, полидактилию (В) от отца. Ее муж нормален в отношении обоих признаков. Какова вероятность (в%) рождения в этой семье ребенка с катарактой, если расстояние между аутосомными генами А и В 10 морганид?

1 – 50; 2 – 45; 3 – 25; 4 – 10; 5 – 5.

Решение: если женщина унаследовала от матери катаракту (А), от отца – полидактилию (В), значит она дигетерозиготна – АаВв. У мужчины нет этих заболеваний – он дигомозиготен – аавв. Расстояние между генами А и В 10 морганид – значит образуется 10% кроссоверных гамет, 90% - некроссоверных. При слиянии кроссоверных гамет образуется 10% рекомбинантных особей, из них 5% - с катарактой, 5% - с полидактилией. Слияние некроссоверных гамет дает 90% нерекомбинантных детей, из них 45% - больные обоими заболеваниями, 45% - здоровые:

 

P:	АВ ав	х	ав ав
Типы гамет	АВ, ав некроссинговерные (90%)		аВ, Ав, ав кроссинговерные (10%)
F1	АВ ав ав ав больные здоровые		аВ Ав ав ав полидакт. катаракта
	нерекомбинтивные (90%)		рекомбинативные (10%)

 

 

Только с катарактой – 5%, с катарактой и полидактилией – 45%. Вероятность рождения ребенка с катарактой: 5%+45% = 50%.

Ответ: №1

7. Высеяны в равных количествах семена с разными генотипами пшеницы краснозерной (АА и Аа) и белозерной (аа). Пшеница самоопылитель. Какое соотношение красных и белых семян будет в потомстве, если каждое растение оставляет 4 потомка?

 

кр:бел	3:1	1:3	7:5	5:7	1:1

Решение: если в популяции соотношение генотипов 1:1:1 (АА:Аа:аа), то частота аллеля А и аллеля а равна 0,5 (p = 0,5, q = 0,5). По закону Харди-Вайнберга: p²+2p^.q+q²=1,

где p² – число генотипов АА в потомстве,

q² - число генотипов аа в потомстве,

2p^.q - число генотипов Аа

p² = 0,5² = 0,25АА

q ² = 0,5² = 0,25аа

2p^.q = 2^.0,5^.0,5 = 0,5Аа

Следовательно соотношение фенотипов в потомстве 3:1

Ответ: №1

 

 

Список использованной литературы:

 

1. Дубинин Н.П. Общая генетика. 3-е изд. М.: Наука, 1986 – 559с.

2. Лемеза Н.А., Камлюк Л.В., Лисов Н.Д. Пособие по биологии для поступающих в вузы. Ростов – на – Дону. Феникс, 2000 - 182с.

3. Мутовин Основы клинической генетики. М.: Высшая школа, 2001 – 234с.