sbornik_2

33 ГЛАВА 1. Моноги бридное скрещивание Моногибридным называется скрещивание, при котором рассматривается наследование одной пары альтернативных (контрастных, взаимо-исключающих) признаков, детерминируемых одной парой генов. При моногибридном скрещивании соблюдается пе рвый закон Менделя (закон единообразия гибридов первого поколения), согл асно которому при скрещивании гомозиготных организмов, отличающихся п о фенотипу, у их потомков проявляется только один альтернативный призна к - доминантный, а второй находится в скрытом рецессивном состоянии. Пото мство первого поколения единообразно по генотипу и фенотипу. Согласно второму закону Менделя (закон расщепления) при скрещивании гетерозигот в их потомстве наблюдается расщепление по генотипу в отнош ении 1:2:1 и по фенотипу в отношении 3:1. При решении задач на моногибридное скрещивание по мните правило В« чистоты гаметВ» , согласно которому в каждую гамету по падает только один ген из каждой пары, определяющей развитие признака. 1.1.Чистопородную (гомозиготную) мохнатую крольчи ху скрестили с гладкошерстным кроликом. Определите генотипы и фенотипы родителей и потомства, если известно, что мохнатая шерсть доминантный пр изнак. 1.2.Мохнатую крольчиху (чистопородность не из вестна) скрестили с гладкошерстным кроликом. Определите генотипы и фено типы гибридов первого и второго поколения в двух случаях: если крольчиха чистопородна и нечистопородна. 1.3.От скрещивания белого кролика с черной крольчихой получено 5 черных и 3 б елых крольчат. Почему в первом же поколении произошло расщепление? Каков ы генотипы родителей и потомства. 1.4.Каковы фенотипы и генотипы родительской пары морских свинок, если в их потомстве было 25% гладких и 75% вихрастых свинок? А если в потомстве было 50% гл адких и 50% вихрастых? При каких фенотипах и генотипах родителей получится фенотипически однородное - гладкое потомство? А при каких только вихраст ое? 1.5.Фенилкетонурия (нарушение аминокислотного обмена) наследуется как ре цессивный признак. Жена гетерозиготна по гену фенилкетонурии, а муж гомо зиготен по нормальному аллелю этого гена. Какова вероятность рождения у них больного ребенка? 1.6.Гладкая окраска арбуза наследуется как рецессивный признак. Какое пот омство следует ожидать от скрещивания двух гетерозиготных растений с п олосатыми плодами? 1.7.У овса иммунность к ржавчине доминирует над поражаемостью этой болезн ью. Какими окажутся гибриды от скрещивания поражаемого ржавчиной овса с гомозиготным иммунным? Каким будет второе поколение? Что получится, если скрестить между собой поражаемые ржавчиной растения из второго поколе ния? Перечислите все формы, которые могут возникнуть от скрещивания одно го из иммунных представителей второго поколения с представителем перв ого поколения? 1.8.У двух здоровых родителей родился ребенок альбинос. Второй ребенок был нормальным. Доминантный или рецессивный ген определяет альбинизм? Опре делите генотипы родителей и детей. 1.9.Голубоглазый мужчина (рецессивный признак), оба родителя которого имел и карие глаза, женился на кареглазой женщине, у отца которой глаза карие, а у матери - голубые. От этого брака родился один голубоглазый сын. Определи те генотипы каждого из упомянутых лиц и составьте схему их родословной. 1.10.У Пети и Саши карие глаза, а у их сестры Маши - голубые. Мама этих детей гол убоглазая, хотя её родители имели карие глаза. Какой признак доминирует? Какой цвет глаз у папы? Напишите генотипы всех перечисленных людей. 1.11.Женщина с нерыжими волосами (доминантный признак), мать и отец которой и меют нерыжие, а брат - рыжие волосы, вступила в брак с нерыжеволосым мужчин ой, мать которого имеет рыжие, а отец - нерыжие волосы. От этого брака родил ся мальчик с нерыжими и девочка с рыжими волосами. Определите генотипы у всех упомянутых лиц и составьте схему родословной этой семьи. (Рыжие вол осы - рецессивный признак). 1.12.В семье родился сын, страдающий наследственной болезнью из-за отсутст вия потовых желез. Оба родителя ребенка, а также бабушки и дедушки по мате ринской и отцовской линиям по фенотипу были здоровы, но сестра бабушки п о отцовской линии страдала от отсутствия потовых желез. Определите гено типы упомянутых лиц и составьте родословную этого рода. 1.13.При скрещивании двух белых овец получено три белых и один черный ягнен ок. Один из белых ягнят вскоре умирает. Определите генотипы родителей и п отомства. Какой генотип является летальным? Каких животных нужно скрещи вать, чтобы избежать гибели ягнят? (Белый цвет шерсти - доминантный призна к). 1.14.У человека ген мелковьющихся волос является геном неполного доминиро вания по отношению к гену прямых волос. От брака женщины с прямыми волоса ми и мужчины, имеющего волнистые волосы, рождается ребенок с прямыми, как у матери, волосами. Может ли появиться в этой семье ребенок с волнистыми в олосами? С мелковьющимися волосами? Известно, что у гетерозигот волосы в олнистые. 1.15.Потомство лошадей белой и гнедой мастей всегда имеет золотисто-желтую окраску. У двух золотисто-желтых лошадей появляются жеребята: белый и гн едой. Рассчитайте, какова была вероятность появления таких жеребят, если известно, что белая масть определяется доминантным геном неполного дом инирования, а гнедая - рецессивным геном. Будут ли среди потомства этих ло шадей золотисто-желтые жеребята? Какова вероятность появления таких же ребят? 1.16.Анофтальмия (отсутствие глазных яблок) - это наследственное заболевани е, за развитие которого отвечает рецессивный ген. Аллельный не полность ю доминантный ген обуславливает нормальный размер глаз. У гетерозигот р азмер глазных яблок несколько уменьшен. Если женщина с уменьшенным разм ером глазных яблок выйдет замуж за мужчину с нормальной величиной глаз, как будут выглядеть их дети? 1.17.Одна из форм шизофрении наследуется как рецессивный признак. Определи те вероятность рождения ребенка с шизофренией от здоровых родителей, ес ли известно, что бабушка со стороны отца и дед со стороны матери страдали этими заболеваниями. 1.18.Ирландские сеттеры могут быть слепыми в результате действия рецессив ного гена. Пара животных с нормальным зрением дала помет из нескольких щ енков, один из которых оказался слепым. Установите генотипы родителей. О дин из зрячих щенят из этого помета должен быть продан для дальнейшего р азмножения. Какова вероятность того, что он гетерозиготен по гену слепот ы? 1.19.Дурман, имеющий пурпурные цветы, дал при самоопылении 30 потомков с пурпу рными и 9 с белыми цветами. Какие выводы можно сделать о наследовании окра ски цветов у растений этого вида? Какая часть потомства первого поколени я не даст расщепления при самоопылении? 1.20.В одном зоопарке Индии у пары тигров с нормальной окраской родился тиг ренок альбинос. Тигры-альбиносы встречаются крайне редко. Какие действи я должны провести селекционеры, чтобы как можно быстрее получить максим альное количество тигрят с данным признаком? 1.21.Гигантский рост растений овса является рецессивным признаком. Что мож но сказать о генотипах родительской пары, если половина потомства имеет нормальный, а половина - гигантский рост? А если только четверть потомств а отличается гигантизмом? Какие сорта овса надо скрестить, чтобы потомст во получилось заведомо однородным по данному видовому признаку? 1.22.У мышей ген короткохвостости доминантный и в гомозиготном состоянии я вляется летальным, вызывая гибель зародыша на ранних стадиях развития. У гетерозигот хвосты короче, чем у нормальных особей. Определите фенотипы и генотипы потомства, возникающего от скрещивания длиннохвостых и коро ткохвостых мышей. 1.23. Одна из пород кур отличается укороченными ног ами – доминантный признак (такие куры не разрывают огороды). Этот ген вли яет макже на длину клюва. При этом у гомозиготных по доминанте цыплят клю в так мал, что они не могут вылупиться из яйца и погибают. В инкубаторе хоз яйства, разводящего только коротконогих кур (длинноногие не допускаютс я до размножения и отправляются на продажу), получено 3000 цыплят. Сколько ср еди них было коротконогих? ГЛАВА 2. Наследование групп крови У человека четыре группы крови, определяемые генам и АВО. Генотип 00 соответствует первой группе крови, АА или АО - второй, ВВ ил и ВО - третьей, АВ - четвертой. Кроме того, группы крови различают по наличию белка резус-фактора. Если такой белов в крови есть, она называется резус-п оложительной и определяется доминантным геном - Р, если такого белка не т, то кровь будет резус-отрицательной, определяемой рецессивным геном р. 2.1.У матери 1-я группа крови, а у отца - 4-я. Могут ли дети ун аследовать группу крови одного из родителей? 2.2. Определите и объясните, какие группы крови возможны у детей: а) если у матери - 1 группа, а у отца - 2 гру ппа крови; б) если у матери - 1 группа, а у отца - 4 группа; в) если у матери - 1 групп а, а у отца - 3 группа. 2.3. В родильном доме перепут али двух мальчиков (назовем их условно Икс и Игрек). Родители одного из них имеют 1 и 4 группу крови, родители второго - 1 и 3. Лабораторные анализы показа ли, что у Игрека -1, а у Икса - 2 группа крови. Определите, кто чей сын. 2.4. В другом роддоме перепут али двух девочек (назовем их условно Альфа и Бета). Родители одной из них и меют 2 и 4 группу крови, а родители другой - 1 и 2 группы. Лабораторные исследов ания показали, что у Альфы - 1, а у Беты - 2 группа крови. Определите, кто чья доч ь. 2.5. Ребенок резус-положител ен. Какой резус-фактор может быть у его родителей? Какой резус-фактор можн о предположить у родителей, если ребенок резус-отрицательный. 2.6. Может ли у резус-положит ельных родителей родиться резус-отрицательный ребенок? 2.7. Резус-положительна я женщина со 2-й группой крови, отец которой имел резус-отрицательную кров ь 1-й группы, вышла замуж за резус-отрицательного мужчину с 1-й группой кров и. Какова вероятность, что ребенок унаследует оба признака отца? 2.8. Мужчина, имеющий резус-отрицательную кровь 4-й группы, женился на женщине с резус-положите льной кровью 3-й группы. У отца жены резус-положительная кровь 1-й группы. В семье два ребенка: у первого резус-отрицательная кровь 3 группы, у второго - резус-положительная кровь 1-й группы. Судебно-медицинская экспертиза по казала, что один из детей внебрачный. Какой ребенок внебрачный? Объяснит е свой вывод. 2.9. У родителей со 2-й группой крови, не страдающих гемофилией, родился сын гемофилик с 1-й группой крови . Определите вероятность рождения второго ребенка здоровым и возможные группы крови его. Гемофилия наследуется как рецессивный признак, сцепле нный с Х-хромосомой. 2.10.Один из супругов имеет 2 группу крови, является резу с-отрицательным. Его мать, как и он, со 2 группой крови и резус-отрицательна. У его отца - также 2 группа крави, но он резус-положительный. Второй супруг - с 4 группой крови, резус-положительный. О его родителях имеется следующая информация: один из них - с 4 группой крови и резус-положительный, другой - с 3 группой к4рови и резус-отрицательный. Определите вероятность появления в этой семье всех возможных вариантов генотипов детей, учитывая при этом , что речь идет о группах крови и что ген резус-положительности - доминантн ый. ГЛАВА 3. Дигибридное скрещивание Дигибридным называется скрещивание, при котором рассм атривается наследование двух альтернативных признаков, кодируемых ген ами, расположенными в разных парах гомологичных хромосом. Согласно третьему закону Менделя, при дигибридном скрещивании наслед ование обоих признаков осуществляется независимо друг от друга, а в пото мстве дигетерозигот наблюдается расщепление по фенотипу в отношении 9:3:3:1. Для определения фенотипов и генотипов потомства при дигибридном скре щивании удобно пользоваться решеткой Пеннета, для построения которой п о вертикальной оси следует отметить гаметы одного родительского орган изма, а по горизонтальной - другого. В местах пересечения вертикалей и гор изонталей записываются генотипы дочерних организмов. При решении зада ч на дигибридное скрещивание необходимо помнить, что признаки наследую тся независимо друг от друга, а значит надо решить по сути две задачи на мо гибридное скрещивание, каждая из которых ответит на вопрос об одном из п ризнаков. Затем необходимо сделать общий вывод. 3.1.Напиши возможные типы гамет, продуцируемые орга низмами со следующими генотипами: а) ААВв; АаВв; СсРр; б) Аавв; ВВРр; ССкк; в) АаВВСс; АаввСС; ссРрДд; г) ссааРр; АаВвСс; ВвссРр. 3.2.У человека темные и кудрявые волосы признаки, дом инирующие над светлыми и прямыми волосами. Темноволосая женщина с к удрявыми волосами, гетерозиготная по первому признаку, вступила в брак с мужчиной, имеющим темные гладкие волосы, гетерозиготным по первой аллел и. Каковы вероятные генотипы детей от этого брака? 3.3.В каком численном соотношении ожидается расщепление потомства по фен отипу и генотипу, если скрещиваются гомозиготный по двум признакам желт ый гладкий горох с желтым морщинистым горохом, гетерозиготным по окраск е семени. 3.4.Какими признаками будет обладать гибридное потомств о томатов от скрещивания красноплодных растений с нормальным ростом и ж елтоплодных карликовых растений? Известно, что красный цвет плодов доми нирует над желтым, а нормальный рост над карликовостью. Оба родителя гом озиготны. 3.5.У человека темноволосость доминирует над светловолосостью, а курчаво сть - над геном гладких волос. Каким может быть потомство от брака гомозиг отного темноволосого курчавого мужчины и светловолосой женщины с глад кими волосами? 3.6.Растение тыквы с белыми шаровидными плодами скрещено с тыквой, дающей ж елтые шаровидные плоды. Доминантными являются признаки: Белый цвет и ди сковидная форма плодов. В потомстве получено 50% растений, дающих белые ша ровидные плоды, и 50% растений, дающих желтые шаровидные плоды. Какие генот ипы у родителей и потомков? 3.7. Каковы генотипы родителей и потомства, если от скрещивания томата с шаровидными желтыми плодами с томатом, дающим грушевидные красные плоды, получено 25% особей с шаровидны ми красными плодами, 25% - с шаровидными желтыми плодами, 25% - с грушевидными кр асными плодами и 25% - с грушевидными желтыми плодами. Доминируют красный ц вет и шаровидная форма плодов. 3.8.В семье родился голубоглазый темноволосый ребенок, по хожий по этим признакам на отца. Мать у ребенка кареглазая темноволосая, бабушка по материнакой линии - голубоглазая темноволосая, дедушка - каре глазый светловолосый, а бабушка им дедушка по отцовской линии - кареглаз ые темноволосые. Доминируют кареглазость и темноволосость. 3.9.У человека карие глаза доминируют над голубыми, а способность лучше вла деть правой рукой над способностью лучше владеть левой рукой. Голубогла зый правша, отец которого был левшой, женился на кареглазой левше из семе йства, все члены которого в течение несколькиз поколений имели карие гла за. Какое потомство в отношении этих двух признаков следует ожидать от т акого брака? 3.10.Какое потомство можно ожидать от скрещивания гетерозиготной курицы с пятнистым курчавым оперением с белым петухом с прямым оперением, если из вестно, что ген курчавости пера не полностью доминирует над нормальным о перением, а ген, определяющий черные пятна на белом фоне, не полностью дом инирует над белым оперением. 3.11.Известно, что ген шестипалости (одной из разновидностей полидактилии), как и ген, контролирующий наличие веснушек, - доминантные гены. Женщина с нормальным количеством пальцев на р уках и с веснушками на лице вступает в брак с мужчиной, у которого также пя ть пальцев на руках, но не от рождения, а после перенесенной в детстве опер ации по удалению шестых пальцев. Веснушек на лице мужчины не было. В этой с емье имеется единственный ребенок: пятипалый, как и мать, и без веснушек, к ак отец. Установите вероятность рождения именно такого ребенка. 3.12.Катаракта и рыжеволосость котролируются доми нантными генами, локализованными в разных парах хромосом. Рыжеволосая ж енщина, не страдающая катарактой, вышла замуж за светловолосого мужчину , недавно перенесшего операцию по удалению катаракты. Определите, какие дети могут родиться у этих супругов, если известно, что мать мужчины имее т такой же фенотип, как и его жена, т.е. она рыжеволосая и не имеет катаракты. 3.13.У женщины, страдающей сахарным диабетом, (у её родителей углеводный обмен не был нарушен), резус-положительной (её мать также резу с-положительная, тогда как отец - резус-отрицательный), и мужчины, не имеющ его сахарного диабета, (у его матери был ярко выраженный сахарный диабет), резус-положительного (его отец был резус-отрицательным), родился ребенок : резус-отрицательный, страдающий сахарным диабетом уже с детства. Какие шансы были у этого ребенка появиться на свет именно таким, если учесть вс ю имеющуюся в нашем распоряжении информацию о родственниках этого ребе нка? Ген резус-положительности и нормального углеводного обмена - домина нтные. 3.14.От брака рыжеволосой женщины с веселыми веснушками на лице и черноволосого мужчины, не имеющего веснушек, появился ребенок, ге нотип которого можно записать как дигоморецессив. Определите генотипы родителей, фенотип самого потомка и вероятность появления такого ребен ка в этой семье. 3.15.У ржи фиолетовая окраска всходов доминирует над заленой, а широколистн ость - над узколистностью. Каким будет потомтво от скрещивания зеленого узколистного растения с гетерозиготным широколистным фиолетовым? 3.16.У крупного рогатого скота комолость доминирует над рогатостью, а черна я масть - над красной. Гены обоих признаков находятся в разных хромосомах. Каким будет потомтство от скрещивания гомозиготного черного комолого быка с красной рогатой коровой. 3.17.С какой по фенотиру коровой нужно скорестить комолого белоголового бы ка, чтобы узнать, чистопороден ли он? Комолость (безрогость) и белоголовос ть - доминантные признаки. 3.18.Звероферма приобрела одну пару черных гладкошерстны х кроликов (самца и самку), принимая их за чистопородных. Но во втором поко лении гибридов, т.е. среди внуков, неожиданно стали появляться гладкие бе лые особи, что свидетельствует о нежелательном расщеплении потомства. П отомство содержалось вместе с родителями. Определите: а) почему произошл о такое расщепление не в первом поколении, а во втором; б) как можно узнать, какого из купленных кроликов следует забраковать как непригодного для получения однородного, только черного потомтсва; в) каковы генотипы обои х родителей, детей и внуков. Черная окраска меха у кроликов - домининтный п ризнак, а гладкошерстность - рецессивный. 3.19.Гомозиготнуюпо обоим признакам красноплодную земля нику с нормальной чашечкой скрестили с белоплодной земляникой с листов идной чашечкой. Определите генотипы и фенотипы первого и второго гибрид ного поколения, учитывая, что оба признака дают неполное доминирование. 3.20.Имеются черные длинношорстные кошки и сиамские корот кошерстные. И те и другие гомозиготны по длине шерсти и окраске. Известно, что черный цвет и короткошерстность - доминантные признаки. Предложите схему скрещивания для выведения породы длинношерстных кошек с окраско й, характерной для сиамских кошек. ГЛАВА 4. Сцепленное наследование Сцепленным называется наследование признаков, гены ко торых находятся в одной паре гомологичных хромосом. Признаки, гены котор ых расположены близко друг к другу и чаще наследуются вместе, называются группами сцепления. Максимальная группа сцепления - вся хромосома. Числ о таких групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом. Частота (процент) перекреста между двумя неаллельными генами, расположе нными в одной хромосоме, пропорциональна расстоянию между ними. Чем ближ е расположены гены в хромосоме, тем теснее они связаны и тем реже разделя ются при кроссинговере. За единицу расстояния между генами, находящимис я в одной хромосоме, принят один процент кроссинговера, получивший назва ние – морганида (М). (1 морганида – 1% кроссинговера или наименьшее расстоя ние между генами, при котором на 100 гамет встречается одна кроссинговерна я. Например, расстояние 3 морганиды означает, что 3% гамет – кроссинговерн ые, 97% - некроссинговерные.) Это расстояние может быть определено по формул е: Х = (А + С) В , где Х вЂ“ расстояние между генами в морганидах; А и С вЂ“ количество кроссинговерных особей;  – общее число особей. Если число кроссинговерных особей дано в процентах, то расстояние меж ду генами равно сумме процентного состава. 4.1.Написать возможные варианты кроссинговера межд у генами в группе сцепления: АаВвСс. 4.2.Написать возможные типы намет, образующиеся у ор ганизма с генотипом в группе сцепления АаВв при наличии кроссинговера. 4.3. Написать возможные варианты гамет, образующихся у организма с двумя гр уппами сцепления, расположенными в разных парах гомологичных хромосом - АаВв и СсРр, при наличии кроссинговера. 4.4.У томата высокий рост доминирует над низким, гладкий эндосперм над шер оховатым. От скрещивания двух растений получено расщепление: 208 высоких р астений с гладким эндоспермом, 9 – высоких с шероховатым, 6 – низких с гла дким, 195 – низких с шероховатым. Определите вид наследования, генотип исх одных растений и расстояние между генами. 4.5.В лаборатории при скрещивании гетерозиготных серых длиннокрылых сам ок с черным короткокрылым самцом в потомстве оказалось 83 серых длиннокр ылых мух, 79 черных короткокрылых, 18 черных длиннокрылых и 17 серых короткок рылых. Определите генотип родителей и потомков. Объясните причину возни кновения четырех фенотипических групп особей и расстояние между генам и у исходных организмов. Серый цвет тела и длинные крылья – доминантные признаки. 4.6.Гладкая форма семян кукурузы доминирует над морщинистой, а окрашенные семена – над неокрашенными. При скрещивании растений с гладкими окраше нными семенами с морщинистыми неокрашенными получено следующее потом ство: 4152 – гладких окрашенных, 149 - морщин истых окрашенных, 150 – глад ких неокрашенных, 4166 – морщинистых неокрашенных. Определите тип наследования и расстояние между генами. 4.7.При скрещивании самки дрозофилы, дигетерозигот ной по генам М и С, с рецессивным самцом получено следующее расщепление п о фенотипу : МС : Мс : мС : мс – 47 : 3 : 3 : 47. Определите расстояние между генами М и С. 4.8.Особь, гомозиготная по генам А и В, скрещена с рец ессивной гомозиготой. Полученный гибрид возвратно скрещен с двойным ре цессивом. От этого скрещивания получены результаты: А – 903; ав – 898; а – 102; Ав – 98. Объясните результаты, определите расстояние между генами. 4.9.Катаракта и полидактилия у человека обусловлены доминантными аутосо мными тесносцепленными генам. Какое потомство можно ожидать в семье, где муж здоров, а жена больна по обоим признакам, если известно, что мать жены также страдала обоими аномалиями, а отец здоров. 4.10.Женщина унаследовала катаракту от матери, а полидактилию от отца. Её су пруг нормален по обоим признакам. Какие аномалии можно ожидать у детей в такой семье? Сцепленные гены кроссинговера не обнаруживают. ГЛАВА 5. Наследование признаков, сцепленных с пол ом Хромосомы, одинаковые у самцов и самок, называются ауто сомами, а те, по которым они отличаются не полностью гомологичные половы е хромосомы. У большинства видов самки образуют гаметы, содержащие услов но названные Х-хромосомы, а самцы – Х и У-хромосомы. Поэтому самки являют ся гомогаметными организмами, а самцы – гетерогаметными. Поскольку сам цы образуют одинаковое количество сперматозоидов с Х-хромосомой и У- хро мосомой, а именно эти хромосомы определяют пол потомков, то ожидаемое от ношение полов составляет 1 : 1. У некоторых организмов: птиц, бабочек, отдельных видов рыб и растений (например, у земляники) геторогаметными являются женские особи, а гомогаметными - мужские. Половые хромосомы, как и аутосомы, содержат определенный набор генов. Причем гены, локализованные в Х-хромосоме, не обнаруживаются в У-хромосо ме и наоборот. При неправильном расхождении хромосом в мейозе с определенной част отой возникают гаметы, лишенные половой хромосомы. При слиянии их с норм альными гаметами возникают зиготы с одной половой хромосомой с генотип ом ХО. У дрозофилы это будет особь мужского пола, у человека и мыши такой г енотип соответствует женскому полу. 5.1.Гемофилия передается как рецессивный признак, с цепленный с Х-хромосомой. Мужчина, больной гемофилией, женился на здоров ой женщине. Все её предки были здоровы. У них родилась дочь. Определите вер оятность рождения больного гемофилией ребенка от брака этой дочери со з доровым мужчиной. 5.2.У кур доминантный ген серебристой окраски находится в Х- хромосоме, а ре цессивным является ген золотистой окраски. Серебристую курицу из пород ы белый виандот скрестили с золотистым петухом породы леггорн. Определи те расщепление гибридов по генотипу и фенотипу по полу и окраске. 5.3.У дрозофилы доминантный ген красной окраски глаз и рецессивный ген бел ой окраски находятся в Х-хромосоме. Белоглазая самка скрещивалась с крас ноглазым самцом. Какой цвет глаз будет у самцов и самок в первом и втором п околениях? 5.4.Возможно ли определить пол цыплят только по окраске их оперения, если з олотистая курица скрещена с гомозиготным серебристым петухом? А если зо лотистая курица скрещена с гетерозиготным серебристым петухом? Ответ п оясните. 5.5.Рецессивный ген дальтонизма и доминантный ген нормального цветового зрения сцеплены с Х-хромосомой. От родителей, имевших нормальной цветово е, зрение родилось несколько детей с нормальным зрением и один мальчик-д альтоник. Чем это объяснить? Каковы генотипы родителей и детей? 5.6.Девушка с нормальным зрением, отец которой был дальтоником, выходит зам уж за мужчину с нормальным зрением, отец которого тоже был дальтоником. О пределите вероятность рождения в этой семье детей-дальтоников. 5.7.От брака женщины с нормальным зрением, родственники которой страдали д альтонизмом, и мужчины с нормальным зрением, у отца которого была цветов ая слепота, родились три дочери с нормальным зрением и два сына с цветово й слепотой. Каковы генотипы родителей и потомства? От кого из родителей м альчики получили ген дальтонизма? 5.8.У здоровых в отношении зрения мужчины и женщины есть: а) сын, страдающий д альтонизмом, имеющий здоровую дочь; б) здоровая дочь, у которой один сын зд оровый, а второй – дальтоник; в) здоровая дочь, имеющая пятерых здоровых сыновей. Каковы генотипы родителей, детей и внуков? 5.9.Потемнение зубов – доминантный признак, локализованный в Х-хромосоме. У родителей, имеющих темные зубы, родилась дочь с темными зубами и сын с бе лыми. Какова вероятность рождения детей с белыми зубами в этой семье? 5.10.У кошек гены черной и рыжей окраски находятся в Х- хромосоме и не полност ью доминируют друг над другом. Гетерозиготы имеют трехцветную (черепахо вую, пятнистую) окраску. Черная кошка принесла котят, у одного из которых ч ерепаховая окраска, а у трех – черная. Что можно сказать о генотипах котя т и о том, каков их пол? 5.11.От кошки черепаховой масти родилось 5 котят, один из которых оказался ры жим, два котенка имели черепаховую окраску и два котенка были черными. Ры жий котенок оказался самкой. Определите генотип и фенотип кото-производ ителя, генотипы и пол котят. 5.12.Женщина, имеющая гипоплазию (истончение) эмали зубов, выходит замуж за м ужчину, у которого такой же дефект. От этого брака рождается мальчик, не ст радающий данной болезнью. Какова была вероятность появления в этой семь е здорового мальчика? Известно, что ген, ответственный за развитие гипоп лазии эмали, - доминантный ген, локализованный в Х-хромосоме. 5.13.От брака мужчины, у которого ген рахита, устойчивого к лечению витамино м Д, и женщины, страдающей этим заболеванием, рождается здоровая, как и её отец, девочка. Может ли данная семья быть абсолютно уверенной в том, что и все последующие дети, родившиеся в данной семье, будут такими же здоровы ми, как и эта девочка? Известно, что ген, ответственный за развитие этой бо лезни, - доминантный и локализован с Х-хромосоме. 5.14.В семье молодых здоровых родителей, не подверженных частым инфекционн ым заболеваниям (пневмония, отиты и др.), рождаются три девочки-погодки. Мо жно ли считать, что и они, и все последующие дочери в этой семье, в дальнейш ем будут такими же устойчивыми к бактериальным инфекционным заболеван иям, как и их родители, если известно, что бабушка этих детей по материнско й линии и дедушка по отцовской линии имеют очень хрупкое здоровье (ввиду того, что у них так называемая болезнь Брутона, т.е. врожденный недостаток гамма-глобулинов, что и обуславливает склонность к определенным инфекц ионным заболеваниям)? Ген, ответственный за развитие состояния дефицита глобулинов, - рецессивный ген, локализованный в Х-хромосоме. 5.15.У женщины, страдающей отсутствием потоотделения, и мужчины, не имеющег о указанного дефекта, рождается сын. Определите, унаследует ли ребенок б олезнь матери или же мальчик будет здоров, как и его отец. Известно, что ге н, ответственный за развитие этой болезни, - рецессивный ген, локализован ный в Х-хромосоме. Будет ли страдать этим заболеванием девочка, являющая ся вторым ребенком в семье? 5.16.Мужчина страдает ночной слепотой. Два его бр ата тоже больны. По линии отца мужчин, страдающих ночной слепотой, не было . Две сестры и два брата его матери здоровы. Они имеют только здоровых дете й. По материнской линии известно, что бабушка больна, дедушка здоров, сест ра бабушки больна, а брат здоров, прадедушка (отец бабушки) страдал ночной слепотой, сестра и брат прадедушки были больны. Болели прапрадедушка и е го брат, имевший больную дочь и двух больных сыновей. Жена мужчины, её роди тели и родственники здоровы. Составьте родословную семьи, определите ге нотипы её членов, сцеплен ли ген заболевания с половыми хромосомами, дом инантный он или рецессивный. 5.17.Ген гемофилии и дальтонизма - рецессивные признаки, локализованные в Х- хромосоме. Здоровая девушка, мать которой дальтоник, а отец – гемофилик, выходит замуж за мужчину, родители которого здоровы (относительно рассм атриваемых заболеваний). Определите, какова вероятность появления в это й семье здоровых детей – девочек и мальчиков. Кроссинговер между генами дальтонизма и гемофилии практически отсутствует. 5.18.У человека аниридия (вид слепоты) зависит от доминантного аутосомного гена, летального в гомозиготном состоянии, а оптическая атрофия (другой вид слепоты – от рецессивного гена, локализованного в Х-хромосоме. Мужч ина с оптической атрофией женился на женщине с аниридией, гомозиготной п о аллелю, отвечающему за отсутствие оптической атрофии. Определите возм ожный фенотип потомства. 5.19.Какие дети могут родиться от брака гемофилика с женщиной, страдающей д альтонизмом (в остальном имеющей вполне благополучный генотип)? 5.20.Ген, ответственный за развитие гипертрихоза – оволосение края мочки у ха, - рецессивный ген, локализованный в У-хромосоме. Если мужчина с гипертр ихозом женился на женщине у которой, естественно, гипертрихоза нет, то ка ков реальный шанс появления в этой семье детей с гипертрихозом, как маль чиков, так и девочек? 5.21.Женщина невероятно взволнована случайно полученной от В« доброжелат елейВ» информацией о тайне семьи своего мужа. Оказалось, что ему, и его бр атьям, и его отцу в раннем детстве была сделана операция по ликвидации си ндактилии – врожденного сращения указательного и среднего пальцев на правой руке. Женщина обратилась за советом к медикам. Какой ответ она пол учила? 5.22.Гипертрихоз (оволосение ушной раковины) наследуется как сцепленный с У -хромосомой признак, который проявляется лишь к 17 годам жизни. Обычный ихт иоз (чешуйчатость и пятнистое утолщение кожи) наследуется как рецессивн ый признак, сцепленный с Х-хромосомой. В семье, где женщина здлрова в отнош ении обоих признаков, а муж страдает только гипертрихозом, родился мальч ик с признаками ихтиоза. Определите: а) вероятность появления у этого реб енка гипертрихоза; б) вероятность рождения в этой семье детей без обеих а номалий и какого они будут пола. ГЛАВА 6. Взаимодействие генов .Комплементарность. Развитие признака может определяться не одной, а двумя и более пара ми неаллельных генов, расположенных в разных хромосомах. К комплементар ным, или дополнительно действующим, генам относятся такие неаллельные г ены, которые при совместном проявлении обуславливают развитие нового п ризнака.Расщепление при скрещивании дигетерозигот при комплементарно м наследовании обычно бывает в пропорции 9 : 7, 9 : 3 : 4, или 9 : 3 : 3 : 1, 9 : 6 : 1 (часть особей с минимальным выражением признака – 7/16, 4/16 и 1/16). 6.1.У душистого горошка окраска цветов проявляется только при наличии двух доминантных генов А и В. Если в генотипе имеется т олько один доминантный ген, то окраска не развивается и цветок остается белым. Какое потомство в первом и втором поколениях получится от скрещив ания растений с генотипами ААвв и ааВВ? 6.2.Какая окраска цветков будет у гибридов первого поколения от скрещиван ия двух сортов душистого горошка с генотипами: ааВВ и аавв? Дополнительн ые сведения в задаче № 6.1. 6.3.При скрещивании двух растений тыквы со сферической формой плодов полу чено потомство с дисковидными плодами. При скрещивании этих гибридов ме жду собой были получены растения с тремя типами плодов: 9 частей – с дисковидными плодами; 6 частей – со сферическими плодами; 1 часть – с удлиненными плодами. Какая закономерность наблюдается в данном случ ае? Каковы генотипы родителей и потомства? 6.4.У кукурузы нормальный рост определяется двумя д оминантными неаллельными генами. Гомозиготность по рецессивным аллеля м даже одной пары генов приводит к возникновению карликовых форм. При ск рещивании двух карликовых растений кукурузы выросли гибриды нормально й высоты, а при скрещивании этих гибридов в их потомстве было получено 812 н ормальных и 640 карликовых растений. Определите генотипы родителей и пото мства. 6.5.Окраска шерсти у кроликов определяется двумя парами генов, расположен ных в разных хромосомах. При наличии доминантного гена С доминантный ген А другой пары обуславливает серую окраску шерсти, рецессивный ген а – ч ерную окраску. В отсутствии гена С окраска будет белой. Крольчата какого цвета получатся от скрещивания серых дигетерозиготных кроликов? 6.6.У лука ген Р определяет красную окраску чешуй, а ген р – желтую. Любая ок раска проявляется только при наличии в генотипе доминантного гена С, при его отсутствии чешуи имеют белую окраску. Определить генотипы исходных форм с белыми и красными чешуями, если все гибридные луковицы тоже имели красную окраску чешуй. 6.7.У некоторых пород кур гены А и В в отдельности определяют белую окраску оперения. Окрашенное потомство получается при наличии в генотипе обоих генов. Куры, имеющие генотип аавв, тоже белые. С каким оперением следует ож идать потомство от скрещивания особей, имеющих следующие генотипы: ААВВ и аавв? 6.8.Окраска бобов может быть пурпурной, желтой и белой. Под действием гена С неокрашенное соединение переводится в пурпу рный пигмент. Ген Р вызывает превращение пурпурного вещества а желтое. К акое потомство получится от скрещивания растений с генотипами СсРр и сс РР? 6.9.Собаки породы кокер-спаниель при генотипе А*В* име ют черную масть, при генотипе А*вв – рыжую, при генотипеааВ* - коричневую, а при генотипе аавв – светло-желтую. При скрещивании черного кокер-спани еля со светло-желтым родился светло-желтый щенок. Какое соотношение след ует ожидать от спаривания того же спаниеля с собакой одинакового с ним г енотипа? 6.10.Ген К у кур определяет розовидный гребень, ген Р– гороховидный. При соч етании генов К и Р развивается ореховидный гребень. Рецессивные дигомоз иготы имеют простой гребень. Установите расщепление в первом поколении при скрещивании кур со следующими генотипами: КкРр и ккрр. . Полимери я. При полимерном наследовании развитие одного признака контролируется н есколькими парами генов, расположенных в разных хромосомах. Проявление конкретного признака зависит в данном случае от количества доминантны х генов, вносящих вклад в его развитие. Полимерное наследование лежит в о снове наследования количественных признаков и играет важную роль в эво люции. 6.11.Наследование цвета семян у пшеницы связано с двумя п арами генов. Красная окраска зависит от доминантных генов А 1 и А 2 , белая от рецессивных а 1 и а 2 . Какую окраску будут иметь потомки первого и второго поколений от скрещивания чистолинейных растений с красной и белой окраской зерен? 6.12.Рост человека контролируется несколькими парам и несцепленных генов. Если пренебречь факторами среды и условно огранич иться лишь тремя парами генов, то можно допустить, что в какой-то популяци и самые низкорослые люди имеют все рецессивные гены и рост 150 см, а самые вы сокие – все доминантные гены и рост 180 см. А) Определите рост людей, гетерозиготных по всем трем парам генов роста; Б) Низкорослая женщина вышла замуж за мужчину ср еднего роста. У них было четверо детей, которые имели рост 165 см, 160 см, 155 см и 150 см. Определите генотипы родителей и их рост. 6.13.Цвет кожи людей определяется двумя парами несцепле нных неаллельных генов. Доминантные гены В 1 и В 2 в гомозиготном состоянии обусловливают черный цвет, а рецессивные гены в 1 и в 2 в гомозиготном состоянии – белый цвет кожи. П ри браке мулатов возможны различные цветовые вариации кожи: черные, темн ые, мулаты, светлые, белые. Какое потомство следует ожидать от брака светл ой женщины и мулата? 6.14.Основываясь на данных задачи № 6.13 установите возм ожные генотипы людей с разным цветом кожи. 6.15.Сын белой женщины и негра женился на белой женщине. Может ли ребенок от э того брака быть темнее своего отца? 6.16.Два мулата имеют двух детей-близнецов – черного и белого. Можно ли уста новить генотипы родителей? 6.17.Какой фенотип и генотип потомства будет от брака светлой женщины и чер ного мужчины и от брака белого мужчины и темной женщины? . Эпистаз. Эпистатическое взаимодействие неаллельных генов в определенном смысл е противоположно коплементарному действию генов. Сущность эпистаза св одится к подавлению проявления генов одной аллельной пары генами друго й. Гены, подавляющие действия других неаллельных генов, называются супре ссорами или подавителями. Они могут быть как доминантными, так и рецесси вными. В случае эпистаза при скрещивании дигетерозигот в потомстве набл юдается расщепление в соотношении 13 : 3 или 12 : 3 : 1. 6.18.При скрещивании растений одного из сортов тыквы с белыми и желтыми плодами все потомство первого поколения имело белые п лоды. При скрещивании этого потомства между собой в их потомстве было по лучено: 204 растения с белыми плодами, 53 растения с желтыми плодами и 17 растен ий с зелеными плодами. Определите возможные генотипы родителей и потомс тва. 6.19.У кур породы леггорн окраска перьев обусловлена наличием доминантног о гена С. Если он находится в рецессивном состоянии, то окраска не развива ется. На действие этого гена оказывает влияние ген В, который в доминантн ом состоянии подавляет развитие признака, контролируемого геном С. Како е потомство получится от скрещивания дигетерозиготных по этим генам ку р породы леггорн? 6.20.У лошадей ген С определяет серую окраску шерсти, а ген В вороную. Ген С яв ляется ингибитором. Лошадь, имеющая генотип ссвв, рыжая. Какое потомство следует ожидать от скрещивания двух лошадей со следующим генотипом: ССВ В и ссвв? 6.21.При скрещивании краснолуковичных растений с белолуковичными в первом поколении все особи имеют красную окраску, а во втором поколении оказывается 9 частей краснолуковичных (дигетерозиг ота – А-Т-), 4 части – белых (--тт) и 3 части желтых (ааТ-) растений. Известно, что рецессивный ген т в гомозиготном состоянии обуславливает отсутствие о краски. Кокой цвет луковиц проявится при скрещивании растений с генотип ами: ААТт и аатт? ГЛАВА 7. Генетика популяций Популяция – совокупность особей одного вида, заним ающих определённый ареал, свободно скрещивающихся друг с другом и дающи х плодовитое потомство. Генетическая структура популяции того или иног о вида зависит от ряда причин, в том числе и от способа размножения. Существует два типа популяций организмов, размножающихся половым путё м: 1) популяции самооплодотворя ющихся организмов (растения-самоопылители) 2) популяции перекрёстно оплодотворяющихся организмо в со свободным неизбирательным скрещиванием (перекрёстно опыляющиеся растения, раздельнополые животные и, конечно, человек); такие популяции н азываются иначе панмиктическими или менделевскими. Таблица 1 Системы размножения у культурных растений Самоопыление Перекрёстное опыление Горох Лён Овёс Пшеница Рис Томаты Фасоль Хлопчатник Ячмень Виноград Вишня Груша Земляника Картофель Капуста Клевер Кукуруза Рожь Свёкла Слива Табак Тыква Яблоня При самооплодотворении обычно сохраняется равное соотношение гомозиг отных генотипов (доминантных и рецессивных) и из поколения в поколение у меньшается процент гетерозиготных особей в 2 раза, что следует из I закона Менделя. В n -ном поколении, полученном при скрещивании гетерозиготных род ителей, доля гетерозиготных особей составляет 1/2 n от общего ч исла потомков, тогда доля гомозиготных — 1-1/2 n . Доли доминантны х и рецессив-ных гомозиготных особей в отдельности рассчитываются как ( 1-1/2 n ):2 . В панмиктических популяциях частоты распределения гомозигот и гетероз игот подчиняются закону Харди-Вайнберга : В неограниченно большой популяции при отсутствии элементарных эвол юционных процессов (отбора, мутирования, дрейфа генов, миграций, искусст венного и естественного отбора) численные соотношения аллелей А и а и генотипов АА, Аа, аа остаются из поколения в поколение пос тоянными. Если имеются два аллеля А и а с частотами p и q , т о частоты трёх возможных генотипов выражаются следующим уравнением: ( p + q ) 2 = p 2 + 2 pq + q 2 у следующих алл елей и генотипов: А а АА Аа аа. Закон Харди-Вайнберга – это идеальное представление о популяции, и он никогда не реализуется в чистом виде, поскольку на популяцию действуют многочисленные факторы, нарушающее её генетическое равновесие. К таким возмущающим процессам, которые изменяют равновесие генных частот и опр еделяют процесс эволюции в популяциях, относятся мутации, миграции, дрей ф генов, волны жизни, естественный и искусственный отбор. Мутации – единственный источник генетической изменчивости. Част ота встречаемости мутантного аллеля в n -ном поколении составляе т n Ч н , где н – частота мутаций гена за поколени е. Миграции – потоки генов. Они возникают, когда особи из одной попул яции перемещаются в другую и скрещиваются с её представителями. Уровень миграции m – представляет собой скорость потока аллеля за покол ение, измеряется в %. Для расчёта уровня миграции используют формулу: (1- m ) n = ( q n - Q )/( q 0 - Q ) , где q 0 – характеристика популяции коренных жителей; q n – характеристика популяции после миграции аллел я через n поколений; Q – характеристика популяции – источника мигрирующего аллеля; Дрейф генов – это изменение частот аллелей в ряду поколений, вызыв аемое случайными причинами, чаще всего малочисленностью популяции всл едствие её изоляции. Волны жизни – это резкие колебания численности популяций, которы е носят периодический характер с разной длиной волны или апериодически й, когда волна нарастает без признаков спада в обозримом времени. Следст вием волн жизни может быть изменение частот аллелей в популяции. Естественный отбор – процесс выживания наиболее приспособленны х особей. В конечном счёте отбор направлен в сторону сохранения адаптивн о ценных генотипов и устранения других. Естественный отбор определяет р азнообразие организмов и способствует их адаптации к различным услови ям существования. Количественными характеристиками естественного отбора являются п риспособленность (W) и коэффициент отбора (S) . Приспособ ленность – мера эффективности размножения данного генотипа. Сравнива я приспособленность нескольких групп особей, наибольшую принимают за е диницу, приспособленность других W i выражают в долях едини цы; коэффициент отбора расчитывают как S i = W max - W i = 1-W i . Например, если приспособленность для г омозигот АА и гетерозигот Аа равна 1, а для гомозигот аа – 0,9, то S вычисляем как S аа = W АА - W аа = 1-0,9 = 0,1. При S =1 (полном устранении какого-либо генотипа) частота встречаемо сти доминантных и рецессивных аллелей через n поколений рассчит ывается по формуле: q n = q 0 / 1+q 0 (n+1) . 7.1.Вычислить частоту доминантного и рецессивного алл елей в следующих выборках из популяций: а) 400 особей СС и 100 особей сс , б) 700 особей АА и 300 особей аа , в) 60 особей ВВ и 40 особей вв . 7.2.У сорта кукурузы альбиносные растения встречаются с частотой 0,0025. Вычислить частоту аллелей А и а и частоту генотип ов АА и Аа . 7.3.В выборке, состоящей из 84000 растений ржи, 210 растений оказались альбиносам и. Определить частоты аллелей А и а и частоту гетерозиготных ра стений, несущих признак альбинизма. 7.4.В одной тысяче гибридов тополя получено 300 раскидистокронных растений , 500 полупирамидальных и 200 пирамидальных. Предположим, что генотипы раскид истокронных растений – АА , полупирамидальных – Аа , пирамида льных – аа . Определить частоты генов А и а . 7.5.Изоляция индейского племени, проживающего на острове Гуам, привела к ув еличению частоты гена, вызывающего тяжёлое заболевание нервной систем ы – амиотрофический боковой склероз. Среди населения острова частота г ена составляет 1/10, тогда как в мире - 1/100000. Какая доля населения острова и план еты является носителем аллеля данного заболевания? 7.6.В 1934 г. описана болезнь, связанная с нарушением обмена веществ – фенилке тонурия. Заболевание вызывается мутацией гена, ответственного за превр ащение фенилаланина в тирозин. Фенилаланин накапливается в плазме, мозг е, являясь причиной умственной отсталости, потери речи, отсутствия коорд инации движений. Рано начатое лечение избавляет от этих симптомов. В 1996 году на территории Пермского края обследовано 23695 новорождённых на ф енилкетонурию. Выявлено 4 ребёнка с этим заболеванием. Определить частот у гетерозигот по данному признаку в Пермском крае. 7.7.Вычислить частоты генотипов АА, Аа. (в %), если гомозиготные особи аа составляют в популяции 1%. 7.8.В одной панмиктической популяции частота аллеля В равна 0,1, а в друг ой – 0,9. В какой популяции больше гетерозигот? 7.9.Где легче отобрать доминантные гетерозиготные опушённые растения – у ржи или у пшеницы? 7.10.Высеяны в равных количествах семена пшеницы краснозёрной ( АА и Аа ) и белозёрной ( аа ). Пшеница – самоопылитель. Каким будет соотно шение красных и белых семян через 10 лет? 7.11.Высеяны в равных количествах семена ржи с длинным стеблем ( АА и Аа ) и с коротким ( аа ). Рожь – перекрёстноопыляющееся растение. К аким будет соотношение семян длинностебельных и короткостебельных рас тений через 10 лет, если предположить сохранение условий панмиксии? 7.12. На остров ветром занесло семя однолетнего самоопыляющ егося растения, гетерозиготного по одному гену. Какой будет генетическ ая структура островной популяции этого растения через 3 года, если предп оложить, что все особи выживают, производя одно поколение в год? Какова ве роятность нахождения на острове растения, сходного по генотипу с прарод ительским? 7.13. Какое соотношение зелёны х растений и хлорофильных мутантов можно ожидать в пятом поколении от са моопыления гетерозиготного растения? Хлорофильная мутация – рецессив ный признак, мутанты жизнеспособны. 7.14. Предположим, что частота мутации аллеля А в а равна 10 -6 , причём обратные мутации отсутствуют. Каковы будут ч астоты аллелей А и а через 10 и 1000 поколений в популяции, первонача льно состоящей из доминантных гомозигот? 7.15. В панмиктической популяции частоты аллелей D и d равны. Каково будет соотношение частот этих аллелей чере з 3 поколения, если частота мутации D в d равна 0,1? 7.16. Частота аллеля Rh + , контролирующего резу с-фактор, у белых США составляет 0,028, а у негритянского населения – 0,446. В афри канских племенах, от которых происходит современное негритянское насе ление США, частота этого аллеля равна 0,630. Определите уровень миграции алл еля Rh + от белого населения США к неграм, учитывая, что предки сов ременных негров были вывезены из Африки примерно 300 лет назад (около 10 поко лений). 7.17. У коренных жителей Австралии частота аллеля Rh - составляет 3 %, а у белых переселенцев – 5 %. Какова будет частота донн ого аллеля у метисов через 3 поколения, если уровень миграции составляет 0,4 %. 7.18. В одной европейской стране на 280 тыс. человек населе ния приходится 7 больных кретинизмом (умственной отсталостью). В страну в ъезжают жители азиатской страны с соотношению по данному заболеванию 1/540 000. Через 2 поколения соотношение больных и здоровых среди них составило 1/500 000. Рассчитайте уровень миграции дефектного аллеля. 7.19. Известно, что гены групп крови среди индейцев Севе рной Америки распределены не равномерно. Например, у индейцев племени че рноногих частота аллеля А составляет 80%, у индейцев штата Юта – 2%. Объяснит е данный факт. 7.20. В штате Пенсильвания (США) с 1770 г. существует секта ме ннонитов, насчитывающая 8000 человек, все они произошли от трёх супружеских пар. В этой популяции обнаруживается высокая концентрация гена карлико вости в сочетании с полидактилией (доля гетерозигот по данному признаку составляет 13%). Объясните данный факт. 7.21. Члены одной секты происходят от семейной пары, оба супруга которой имеют IV группу крови. Браки заключаются только вн утри секты. Какой будет генетическая структура микропопуляции сектант ов через 200 лет, если в среднем смена поколений происходит через 25 лет? 7.22. Согласно данным энтомологов соотношение максима льной и минимальной численности особей в популяции майского жука может достигать 1000000:1. Предположим, частота рецессивных гомозигот по некоторому признаку составляла в популяции в момент её максимальной численности 10 -6 /2. После резкого уменьшения численности популяции ввиду неблагоп риятных климатических условий все эти особи выжили. Как изменилось расп ределение частот аллелей в популяции майского жука? К каким последствия м это может привести? 7.23. Ахондропластические карлики (генотип аа ) ост авляют в 5 раз меньше потомства, чем здоровые люди. Рассчитайте приспособ ленность данного генотипа и коэффициент отбора. 7.24. В популяции численностью 1000 особей идет отбор прот ив генотипов аа , коэффициент отбора равен 0,6. Частота мутаций А в а равна 10 -6 , частота обратной мутации пренебрежимо мала. Отбор или мутации играют основную роль в изменении частоты рецессивного алле ля? 7.25. В исходной популяции с генотипической структурой : p=0,5; q=0,5; особи аа гибнут. Какого уровня достигнет частота генов в 8 покол ении? 7.26. В Европе частота альбинизма составляет 7Г—10 -5 . Рассчитайте частоты аллелей и генетическую структуру популяции. Как бу дет выглядеть структура европейской популяции по данному признаку чер ез 100 поколений, если предположить, что альбиносы не оставляют потомков. 7.27. В африканском племени за год родилось 27 312 детей, из к оторых 32 оказались больны талассемией. Эта болезнь, связанная с дефектам и строения эритроцитов, в итоге приводит к нарушению обеспечения клеток организма кислородом. Заболевание является смертельно опасным. Рассчи тайте структуру популяции в момент времени, описанный в задаче, и через 3 п околения. ГЛАВА 8. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ Веществом наследственности в живых организмах являет ся ДНК (исключение составляют РНК-содержащие вирусы). РНК вЂ“ посредник в р еализации наследственной информации, её роль заключается в считывании информации с молекулы ДНК и переносе её к месту синтеза белка (и-РНК), пост авке аминокислот к месту синтеза белка (т-РНК), образовании рибосом (р-РНК). Нуклеиновые кислоты – сложные биологические полимеры, мономерам и которых являются нуклеотиды . Нуклеотиды ДНК состоят из азотистого основания - пуринового: аденина (А), гуанина (Г) или пиримидинового: тимина (Т), цитозина (Ц); пятиуглеродного сах ара – дезоксирибозы и остатка фосфорной кислоты. Молекула ДНК состоит и з двух длинных, спирально закрученных полинуклеотидных цепей, соединён ных по принципу комплементарности : аденин всегда связан с тимином, цитозин – с гуанином. Нуклеотиды РНК состоят из пуринового (аденина, гуанина) или пиримидиново го (урацила (У), цитозина) основания, сахара – рибозы и остатка фосфорной к ислоты. Молекула РНК вЂ“ одноцепочечная. Нуклеотиды в молекулах ДНК и РНК связываются между собой через остаток ф осфорной кислоты. Расстояние между нуклеотидами ДНК составляет 3,4 Г…'41 (1 Е Р° нгстрем = 10 -1 нм = 10 -4 мкм = 10 -7 мм). Белки – биологические полимеры, мономерами которых являются 20 ами нокислот. Информация о составе белка находится в молекулах ДНК. Система записи этой информации называется генетическим кодом . Генетическ ий код триплетен (табл.), непрерывен, универсален. Синтез белка начинается с транскрипции - синтеза и-РНК на молекуле ДНК, осуществляемого по принципу комплементарности. Комплементарным а денину вместо тимина является урацил. И-РНК является матрицей при синтез е белка в рибосоме – трансляции. Таблица Последовательность нуклеотидов в триплетах ДНК для р азных аминокислот Первый нуклео-тид кодона Второй нуклеотид кодо на А Г Т Ц Третий нуклео-тид кодона А Фенилаланин Серин Тирозин Цистеин А А Фенилаланин Серин Тирозин Цисте ин Г А Лейцин Серин Терминатор Те рминатор Т А Лейцин Серин Терми натор Триптофан Ц Г Лейцин Проли н Гистидин Аргинин А Г Лейцин Про лин Гистидин Аргинин Г Г Лейцин П ролин Глутамин Аргинин Т Г Лейцин Пролин Глутамин Аргинин Ц Т Изол ейцин Треонин Аспарагин Серин А Т Изолейцин Треонин Аспарагин Серин Г Т Изолейцин Треонин Лизин Аргинин Т Т Метионин Треонин Лизин Аргинин Ц Ц Валин Аланин Аспарагиновая кислота Глицин А Ц Валин Аланин Аспарагиновая кислота Глицин Г Ц Валин Аланин Глутаминовая кислота Гл ицин Т Ц Валин Аланин Глутаминовая кислота Глицин Ц 8.1. В одной из цепочек молекулы ДНК нуклеотиды расположены в следующей последовательности: ЦАЦАГАГАТТЦГ. Определите: а) последовательность нуклеотидов в антипараллельной цепи ДНК; б) соответствующие нуклеотиды в и-РНК; в) аминокислоты, закодированные этой последовательностью; г) антикодоны т-РНК, участвующих в синтезе данной аминокислотной последо вательности. 8.2. Выполните задания из 1) для следующих последовательностей ДНК: а) АГЦТТАГГЦЦТАГ в) ТАТЦГААЦГАГГГ б) ТАТАГЦГЦЦЦАГГ г) АААГТГЦЦГТТЦГ 8.3. Молекула инсулина (гормон поджелудочной железы) состоит из связанных м ежду собой полипептидов А и В. У крупного рогатого скота, овец и лошадей пе рвые семь аминокислотных остатков полипептида А расположены в одинако вой последовательности: глицин, изолейцин, валин, глутаминовая кисло та, глутаминовая кислота, цистеин, цистеин . Восьмая и девятая аминокис лоты у них различны: у крупного рогатого скота – аланин и серин , у ов ец – аланин и глицин , у лошадей – треонин и глицин . Изобразите первичную структуру участка молекулы ДНК, к одирующего аминокислотную последовательность фрагмента А-цепи инсули на, у крупного рогатого скота, овец и лошадей. 8.4. В участках молекул ДНК из № 2) произошла мутация. В пятом н уклеотиде произошла замена азотистого основания на аденин. Изобразите структуру участков белковых молекул, контролируемых мутантным геном. К акое число аминокислотных остатков изменилось в аминокислотной послед овательности после мутации? К каким последствиям для организма это може т привести? 8.5. В участках молекул ДНК из № 2) мутация обусловлена выпадением 5-го нуклео тида. Изобразите структуру участков белковых молекул, контролируемых м утантным геном. Какое число аминокислотных остатков изменилось в амино кислотной последовательности после мутации? К каким последствиям для о рганизма это может привести? 6) Определите длину гена, контролирующего синтез белка, если известно, что белок состоит из 250 аминокислотных остатков. 8.6. Длина молекулы т-РНК, состоящей из 70 нуклеотидов, около 260 Г…'41. Найдите расс тояние между соседними нуклеотидами. Чему равна длина р-РНК, состоящей и з 4000 нуклеотидов? 8.7. За какое время произойдёт репликация г ена белка рибонуклеазы E . coli , содержащего 104 аминокислотных остатка, если репликативная вилка движется со скоростью 14 кодонов в секу нду? За какое время синтезируется 1 молекула рибонуклеаза, если за 1 секунд у в рибосоме пептидные связи образуются между 15 аминокислотными остатка ми? 8.8. В культуре клеток человека линии Не L а цикл репликации хромосом равен 6 часам. Средняя хромосома содержит ДНК длиной 3 см. Средняя скорость репликации 30 мкм/мин. Сколько должно быть репликативных вилок для заверш ения процесса через указанный срок? Сколько времени потребовалось бы, ес ли б существовала одна репликативная вилка? СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. 1. Крестьянинов В.Ю., Вайнер Г.Б. Сборник задач по генетике с решениями. Са ратов: Лицей, 1998, - 109 с. 2. Куляпина Т.И. Проверка знаний учащихся по биологии в 1Х вЂ“ Х1 классах средн ей школы. Пермь, ПОИПКРО, 1993, - 118 с. 3. Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Коз лова Т.А. Основы биологии. М.: Просвещение, 1992. – 414 с. 4. Медведева А.А. Решение задач по генетике // Биология, пр иложение к газете В« Первое сентябряВ» - 1999, № 44-46; 2000, № 2-5. 5. Методические указания для самостоятельной подготовки к практическим занятиям по общей генетике / составители: Володина З.С., Б оброва О.А., Челпанова Е.В., Цаплина Г.А.. Пермь: ПГМА, 1986, - 95 с. 6. Муртазин Г.М. Задачи и упражн ения по общей биологии. М.: Просвещение, 1972, - 215 с. 7. Общая биология / под ред. А.О.Рувинского. М.: Просвещение , 1993, - 544 с. 8. Петросова Р.А., Пилипенко Н.Н., Теремов А.В. Дидактически й материал по общей биологии. М.:РАУБ-Цитадель, 1997, - 224 с. 9. Практикум по общей генетике / составитель Колясников а Н.Л. Пермь, ПГУ, 1997, - 38 с. 10. Соколовская Б.Х. Задачник по генетике. Новосибирск: На ука, 1968, - 19 с. МОУ В« ГИМНАЗИЯ № 17В» СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ГЕНЕТИКЕ И МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ. Составители: Н.Г.Горохова, И.В.Елтышева. Пермь, 2006 г.

Приложенные файлы

  • rtf 17887767
    Размер файла: 251 kB Загрузок: 1

Добавить комментарий