Генетични задачи: примери, решение с обяснения

Възможността за решаване на проблеми в генетиката е много важна, особено ако студентът ще вземе Обединен държавен изпит по биология. На пръв поглед генетичните задачи са объркващи и неразбираеми. Но ако се вгледате в процеса на вземане на решение, тогава всичко няма да е толкова ужасно. Нека да разберем как да решим проблемите в генетиката.

История на

Генетиката е сравнително нова наука, която се състои в изучаването на наследството и променливостта на живите организми. Голям принос за неговото развитие има и известният учен-биолог Грегор Мендел. Именно той формулира трите най-важни закона, от които развитието на тази научна област още повече отчуждава и въвежда понятието "генетика".

Въпреки факта, че името на този изтъкнат учен се появява в много учебници като името на откривателя на това биологично поле, не трябва да се мисли, че той е първият, който мисли за наследственост. Зад неговите открития и три постулата на генетиката е титаничната работа на неговите последователи, които се опитаха да изучат тази област. В края на краищата, както показва историята, преди повече от шестстотин години хората разбираха примитивните закони на наследството, но не можеха да ги обяснят.

Закони на Мендел

Без знанието на трите основни закона за наследяване и променливост е невъзможно да се решат генетичните проблеми.

Първият закон обяснява принципите на еднородността на хибридите от първо поколение и гласи следното: t

При преминаване на два хомозиготни организма, принадлежащи към различни чисти линии и различаващи се един от друг в една двойка алтернативни прояви на черта, цялото първо поколение хибриди (F1) ще бъде еднородно и ще носи проявата на чертата на един от родителите.

Този закон означава, че ако се пресекат две чисти линии по една черта, например зелен и жълт грах, тогава абсолютно всички потомци ще имат само един цвят (жълт или зелен), в зависимост от това коя черта е по-силна (доминантна) ,

Вторият закон, който обяснява разделянето на знаците, е следният:

Когато две хетерозиготни поколения от първото поколение се кръстосват помежду си във второто поколение, се наблюдава определена числена връзка: според фенотипа -3: 1 и 1: 2: 1 според генотипа.

Това означава, че родителите, които не са чисти линии, във всеки случай, са по-малко вероятни, но потомството ще има външна разлика, да не говорим за генотипа.

Третият закон за независимото наследяване е:

Когато двама души се пресичат, различавайки се един от друг в две (или повече) двойки алтернативни черти, гените и съответните им признаци се наследяват независимо един от друг и се комбинират във всички възможни комбинации.

Това означава, че една самостоятелно наследена черта не може да повлияе на проявлението или непроявлението на друг независим белег.

Общи правила

За да научите как да решавате проблеми в генетиката, трябва:

• Да може да прочете състоянието на проблема, да избере необходимата информация от него.
• Да може да разграничава алелни и неалелни гени.
• Разграничаване между сексуално и автозомно наследяване.
• Да може да използва терминологията и правилата за регистрационните задачи.
• Можете да използвате скара Punnett.

Ако вече имате представа за генетика като наука, знаете терминологията и теорията, тогава половината път вече е покрита - можете да започнете да решавате проблеми.

регистрация

Задачите по биология за генетиката имат своя специфика на дизайна, за която е необходимо да се знаят и да могат да се използват специални символи. Тези символи са представени в таблицата.

Използването на този символизъм ще улесни решаването на проблемите и ще намали тромавия запис на сложни задачи.

Решетка на Pennet

Решетката на Pennet е специална таблица, която е много удобна за използване при решаване на проблеми в генетиката, по отношение на които се появяват повече от една двойка характеристики.

Това е маса, от дясната страна на която мъжкият генотип е вертикално написан, а хоризонтално отгоре - женски. Средата е изпълнена с предполагаемия генотип на потомците.

Ако задачите по темата за генетиката са дадени на студента трудно, тогава се препоръчва да се реши дори най-леката от тях с помощта на тази мрежа. Тя ще помогне да се боядисва генотипа правилно, без да обърква.

пропускателен Mnogibridnoe

Сега, след като бяха разгледани основните генетични принципи, можем да започнем да обясняваме задачите в генетиката. Започваме изследването с най-простите примери за монохибридно пресичане, при което се разглежда само една двойка признаци.

Вземете следния пример за генетика: генът на глухота е рецесивен, за разлика от нормалния слухов ген. Дете с увреден слух е родено от глух мъж и нормална жена. Необходимо е да се определят генотипите на всички членове на семейството.

Как да решим проблема с генетиката? Да започнем с анализа по следния начин:

1. Генът на глухота е рецесивен, което означава, че ще го определим като “а”, а генът на нормалния слух ще бъде “А”.
2. Задачата не казва нищо за половите хромозоми, което означава, че генът е локализиран в автозомата.
3. Избираме генотипа на бащата. Той не чува и, като се има предвид, че генът на глухота е рецесивен, този човек трябва да има чиста линия от следния тип - "аа".
4. Потомъкът ще има същия принцип. Пълната глухота е възможна само с чиста линия на рецесивен белег, в противен случай доминиращият ген на нормалния слух ще го блокира.
5. Избираме генотипа на майката, която според състоянието има нормално ухо. Според първия закон на Мендел, когато се пресекат две ясни линии, потомците винаги носят доминиращия фенотип, може да се заключи, че майката е хетерозиготна за тази черта.

Така отговорът на този генетичен проблем е следният: аа е бащата, аа е детето, аа е майката.

Дихибридно преминаване

Разрешаването на проблемите в биологията на генетиката от този тип включва използването на мрежи на Punnett. При тези задачи се разглежда наследяването на две независими признаци.

И така, условието, взето от учебника:

В доматите червеният цвят на плода доминира над жълтия, а гладката кожа на плода доминира над космат. Хомозиготни доматени растения с червени и гладки плодове с хомозиготно растение от домати с жълти и космати плодове се пресичат. Определете генотипа и фенотипа на потомството.

Нека започнем да решаваме този генетичен проблем:

• Определяме важните точки на задачата: червеният цвят, който е по-силен знак, обозначаваме като "А", съответно жълто, като - "а". Загладете кожата като “B”, а кожата - с “c”.
• Известно е, че родителите са чисти линии, затова техните генотипи ще приемат следната форма: AAVB и aavv.
• За да се определят генотипите и фенотипите на потомците в първото поколение, дори не е необходимо да се изгради мрежата на Punnett. Според първия закон, всички потомци ще бъдат хетерозиготни (AaBB) и ще имат доминиращ фенотип, т.е. червен цвят и гладка кожа.

Задачи за решетка на Punnett

Разгледайте задачите на генетиката и хибридния кръстосване, но по един по-сложен начин.

Вземете потомците от първото поколение от горното състояние, т.е. доматите с гладка червена кожа и AAVB генотипа и ги пресечете с рецесивна чиста линия (aavv).

За да открием генотипа и фенотипа на потомците, за удобство, трябва да направим таблица.

Сега е много лесно да се определи появата на потомците чрез известни генотипи:

• 1 потомък с червена кожа и гладка кожа (AABB);
• 1 с червена кожа и пух (Aavv);
• 1 с жълта кожа и гладка кожа (aaBb);
• 1 жълто с пух.

Лесно е да се реши проблемът с генетиката за преминаване на две или повече основания.

Наследяване на етаж

В допълнение към признаците, наследени от автозомен тип, хората и животните имат огромен брой признаци, които са локализирани в половите хромозоми.

Известно е, че човек, който не страда от сериозни генетични аномалии, има две от тях (XX при жените; XY при мъжете). Повечето от признаците носят Х-хромозомата.

Разгледайте пример за решаване на проблеми в генетиката по тази тема. Вземете състоянието на учебника:

От родителите с нормално зрение, няколко деца са родени с нормално зрение и едно момче, което е сляп цвят (не прави разлика между червени и зелени цветове). Как да обясним това? Какви са генотипите на родителите и децата?

Решението на този биологичен проблем на генетиката ще бъде следното:

• Известно е, че цветната слепота е свързана с Х-хромозомата като рецесивна черта. Означаваме цветната слепота като Ха, и нормалното зрение като Ха.
• Определяме генотипа на родителя. Ако бащата има нормално зрение, тогава той не може да бъде носител на гена за цветна слепота с оглед на неговите сексуални характеристики. Неговият генотип е ХА У. Като се има предвид факта, че семейството все още има слепи цветове, майката е носител на този дефект, въпреки че самата тя не страда. Генотипът му е XAHa.
• За да определим генотипа на децата, ще създадем специална таблица за по-голямо удобство:

Така, ние определихме всички генотипове в този генетичен проблем.

Задачи за кръвни групи

Това е специален тип задачи, решението на които изисква да се знае точно как се наследява определена кръвна група. За целта използвайте специалната таблица, показана на фигурата по-долу.

Сега, след като научих основните закономерности, нека се опитаме да решим следния генетичен проблем: 1-ва кръвна група на майката и 4-та кръв на бащата. Определете кръвната група на детето.

Нека подредим задачата по следния начин:

• Според таблицата, дадена по-горе, първата кръвна група е обозначена като I ^O I ^O , а 4-та - I ^A I ^B.
• Като се имат предвид генотипите на родителите, кръвната група на детето ще бъде или 2 (I ^A I ^O ) или 3 (I ^B I ^O ), в съотношение 50%.

Нека се опитаме да разрешим друг проблем, но с Rh фактор. За да направим това, използваме друга илюстративна таблица, представена на фигурата.

Така се дава: и двамата родители имат отрицателен Rh фактор, а детето има положителен. Бащата реши да направи тест, за да потвърди връзката. Какъв ще бъде резултатът от този тест?

Отговор: Според резултатите от теста за бащинство, детето няма да бъде роднина. Тъй като положителен Rh фактор означава, че той трябва да има поне един родител с положителен Rh фактор.

Предизвикателства с повишена сложност

Като разгледаме простите задачи на генетиката, нека се опитаме да решим по-сложни. Вземете например задача, която ще съдържа както автозомни, така и сексуални характеристики.

Така се дава: при хората господството на кафявите очи над сините е генетично определено. А цветната слепота се счита за рецесивна по отношение на нормалното зрение.

Жена с кафяви очи с нормално зрение, чийто баща имаше сини очи и страдаше от цветна слепота, се омъжва за синьооки мъж с нормално зрение. Направете схема за решаване на проблема. Определете генотипите на родителите и евентуалното потомство, вероятността за раждане в това семейство деца - оцветяващи с кафяви очи и техния пол.

Решаваме стъпка по стъпка:

• Както е известно от предварително разрешените проблеми, цветната слепота е свързана с пола, и по-конкретно с Х-хромозомата, и е означен като X ^a . За знака на цвета на очите не се казва нищо, тогава ние заключаваме, че е автозомно и го обозначава с В (кафяво) и б (синьо).
• Определяме генотипа на майката. Известно е, че тя е с кафяви очи и има нормално зрение, но не може да бъде чиста линия, защото баща й имаше сини очи и проблеми с цветово възприятие. Така генотипът му ще бъде в BVA XA.
• Определяме генотипа на бащата. Не е трудно да се направи това от състоянието: той има сини очи и нормално зрение, което означава VVC ^A U.
• За да се определи генотипът на потомците, се изгражда решетката:

Визуалните генотипи са готови. Сега остава да се определи вероятността децата с кафяви очи да имат цветово възприятие в това семейство и да определят техния пол. За да направите това, разгледайте внимателно таблицата. Кафявата слепота ще се появи само в един случай и ще бъде момче. Така вероятността за появата му е 1/8.

Генетика в единния държавен изпит

Завършилите курсове по биология тази година трябва да знаят, че генетичните задачи се намират в изпита. За успешното полагане на изпита не е достатъчно да може да се решават прости задачи за променливост и наследяване, но все още да има умения за решаване на по-сложни задачи.

Според статистиката в Единното държавно тестване има няколко варианта на генетични проблеми, както в първата част, така и в последната, което дава по-голям брой точки.

Задачите на генетиката за монохибридно кръстосване много често се срещат в част А на демонстрационните варианти, номерирани (7, 8 и 30).

Но задачите за хибрид и полибрадство, за сексуално наследяване и за кръвни групи най-често съставляват последната, най-сложната част от въпросите на Единния държавен изпит. Те се появяват под номер 6.

За правилно решена и, което е важно, правилно изпълнена задача, тя може да даде три точки.

Също така е възможно да се отговори на смесен тип, който се разглежда в тази статия като задачи с повишена сложност. Те също така трябва да обърнат внимание, когато се подготвят за прием, защото първата година от профила на природните науки ще реши такива проблеми.

За успешно преминаване на ЕГЕ е необходимо да се обърне внимание не само на теоретичното обучение, но и на практикуването на решаването на проблеми. Систематичността и редовността в тази област ще възнагради завършилите с високи резултати за изпита и влизане в избраната институция за добра специалност.