Как найти генотипы родителей задачи по биологии

Автор статьи – профессиональный репетитор, кандидат биологических наук Д. А. Соловков.

Среди заданий по генетике на ЕГЭ по биологии можно выделить 6 основных типов. Первые два – на определение числа типов гамет и моногибридное скрещивание – встречаются чаще всего в части А экзамена (вопросы А7, А8 и А30).

Задачи типов 3, 4 и 5 посвящены дигибридному скрещиванию, наследованию групп крови и признаков, сцепленных с полом. Такие задачи составляют большинство вопросов С6 в ЕГЭ.

Шестой тип задач – смешанный. В них рассматривается наследование двух пар признаков: одна пара сцеплена с Х-хромосомой (или определяет группы крови человека), а гены второй пары признаков расположены в аутосомах. Этот класс задач считается самым трудным для абитуриентов.

В этой статье изложены теоретические основы генетики, необходимые для успешной подготовки к заданию С6, а также рассмотрены решения задач всех типов и приведены примеры для самостоятельной работы.

к оглавлению ▴

Основные термины генетики

Ген — это участок молекулы ДНК, несущий информацию о первичной структуре одного белка. Ген — это структурная и функциональная единица наследственности.

Аллельные гены (аллели) — разные варианты одного гена, кодирующие альтернативное проявление одного и того же признака. Альтернативные признаки — признаки, которые не могут быть в организме одновременно.

Гомозиготный организм — организм, не дающий расщепления по тем или иным признакам. Его аллельные гены одинаково влияют на развитие данного признака.

Гетерозиготный организм — организм, дающий расщепление по тем или иным признакам. Его аллельные гены по-разному влияют на развитие данного признака.

Доминантный ген отвечает за развитие признака, который проявляется у гетерозиготного организма.

Рецессивный ген отвечает за признак, развитие которого подавляется доминантным геном. Рецессивный признак проявляется у гомозиготного организма, содержащего два рецессивных гена.

Генотип — совокупность генов в диплоидном наборе организма. Совокупность генов в гаплоидном наборе хромосом называется геномом.

Фенотип — совокупность всех признаков организма.

к оглавлению ▴

Законы Г. Менделя

Первый закон Менделя — закон единообразия гибридов

Этот закон выведен на основании результатов моногибридного скрещивания. Для опытов было взято два сорта гороха, отличающихся друг от друга одной парой признаков — цветом семян: один сорт имел желтую окраску, второй — зеленую. Скрещивающиеся растения были гомозиготными.

Для записи результатов скрещивания Менделем была предложена следующая схема:

 — желтая окраска семян
 — зеленая окраска семян

Формулировка закона: при скрещивании организмов, различающихся по одной паре альтернативных признаков, первое поколение единообразно по фенотипу и генотипу.

к оглавлению ▴

Второй закон Менделя — закон расщепления

Из семян, полученных при скрещивании гомозиготного растения с желтой окраской семян с растением с зеленой окраской семян, были выращены растения, и путем самоопыления было получено .

Формулировка закона: у потомства, полученного от скрещивания гибридов первого поколения, наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении , а по генотипу — .

к оглавлению ▴

Третий закон Менделя — закон независимого наследования

Этот закон был выведен на основании данных, полученных при дигибридном скрещивании. Мендель рассматривал наследование двух пар признаков у гороха: окраски и формы семян.

В качестве родительских форм Мендель использовал гомозиготные по обоим парам признаков растения: один сорт имел желтые семена с гладкой кожицей, другой — зеленые и морщинистые.

 — желтая окраска семян,  — зеленая окраска семян,
 — гладкая форма,  — морщинистая форма.

Затем Мендель из семян вырастил растения и путем самоопыления получил гибриды второго поколения.

В  произошло расщепление на  фенотипических класса в соотношении . всех семян имели оба доминантных признака (желтые и гладкие),  — первый доминантный и второй рецессивный (желтые и морщинистые),  — первый рецессивный и второй доминантный (зеленые и гладкие),  — оба рецессивных признака (зеленые и морщинистые).

При анализе наследования каждой пары признаков получаются следующие результаты. В  частей желтых семян и  части зеленых семян, т.е. соотношение . Точно такое же соотношение будет и по второй паре признаков (форме семян).

Формулировка закона: при скрещивании организмов, отличающихся друг от друга двумя и более парами альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всевозможных сочетаниях.

Третий закон Менделя выполняется только в том случае, если гены находятся в разных парах гомологичных хромосом.

к оглавлению ▴

Закон (гипотеза) «чистоты» гамет

При анализе признаков гибридов первого и второго поколений Мендель установил, что рецессивный ген не исчезает и не смешивается с доминантным. В  проявляются оба гена, что возможно только в том случае, если гибриды образуют два типа гамет: одни несут доминантный ген, другие — рецессивный. Это явление и получило название гипотезы чистоты гамет: каждая гамета несет только один ген из каждой аллельной пары. Гипотеза чистоты гамет была доказана после изучения процессов, происходящих в мейозе.

Гипотеза «чистоты» гамет — это цитологическая основа первого и второго законов Менделя. С ее помощью можно объяснить расщепление по фенотипу и генотипу.

к оглавлению ▴

Анализирующее скрещивание

Этот метод был предложен Менделем для выяснения генотипов организмов с доминантным признаком, имеющих одинаковый фенотип. Для этого их скрещивали с гомозиготными рецессивными формами.

Если в результате скрещивания все поколение оказывалось одинаковым и похожим на анализируемый организм, то можно было сделать вывод: исходный организм является гомозиготным по изучаемому признаку.

Если в результате скрещивания в поколении наблюдалось расщепление в соотношении , то исходный организм содержит гены в гетерозиготном состоянии.

к оглавлению ▴

Наследование групп крови (система АВ0)

Наследование групп крови в этой системе является примером множественного аллелизма (это существование у вида более двух аллелей одного гена). В человеческой популяции имеется три гена , кодирующие белки-антигены эритроцитов, которые определяют группы крови людей. В генотипе каждого человека содержится только два гена, определяющих его группу крови: первая группа ; вторая и ; третья и  и четвертая .

к оглавлению ▴

Наследование признаков, сцепленных с полом

У большинства организмов пол определяется во время оплодотворения и зависит от набора хромосом. Такой способ называют хромосомным определением пола. У организмов с таким типом определения пола есть аутосомы и половые хромосомы —  и .

У млекопитающих (в т.ч. у человека) женский пол обладает набором половых хромосом , мужской пол — . Женский пол называют гомогаметным (образует один тип гамет); а мужской — гетерогаметным (образует два типа гамет). У птиц и бабочек гомогаметным полом являются самцы , а гетерогаметным — самки .

В ЕГЭ включены задачи только на признаки, сцепленные с -хромосомой. В основном они касаются двух признаков человека: свертываемость крови ( — норма;  — гемофилия), цветовое зрение ( — норма,  — дальтонизм). Гораздо реже встречаются задачи на наследование признаков, сцепленных с полом, у птиц.

У человека женский пол может быть гомозиготным или гетерозиготным по отношению к этим генам. Рассмотрим возможные генетические наборы у женщины на примере гемофилии (аналогичная картина наблюдается при дальтонизме):  — здорова;  — здорова, но является носительницей;  — больна. Мужской пол по этим генам является гомозиготным, т.к. -хромосома не имеет аллелей этих генов:  — здоров;  — болен. Поэтому чаще всего этими заболеваниями страдают мужчины, а женщины являются их носителями.

к оглавлению ▴

Типичные задания ЕГЭ по генетике

Определение числа типов гамет

Определение числа типов гамет проводится по формуле: , где  — число пар генов в гетерозиготном состоянии. Например, у организма с генотипом генов в гетерозиготном состоянии нет, т.е. , следовательно, , и он образует один тип гамет . У организма с генотипом одна пара генов в гетерозиготном состоянии , т.е. , следовательно, , и он образует два типа гамет. У организма с генотипом три пары генов в гетерозиготном состоянии, т.е. , следовательно, , и он образует восемь типов гамет.

к оглавлению ▴

Задачи на моно- и дигибридное скрещивание

На моногибридное скрещивание

Задача: Скрестили белых кроликов с черными кроликами (черный цвет — доминантный признак). В  белых и  черных. Определите генотипы родителей и потомства.

Решение: Поскольку в потомстве наблюдается расщепление по изучаемому признаку, следовательно, родитель с доминантным признаком гетерозиготен.

к оглавлению ▴

На дигибридное скрещивание

Доминантные гены известны

Задача: Скрестили томаты нормального роста с красными плодами с томатами-карликами с красными плодами. В  все растения были нормального роста;  — с красными плодами и  — с желтыми. Определите генотипы родителей и потомков, если известно, что у томатов красный цвет плодов доминирует над желтым, а нормальный рост — над карликовостью.

Решение: Обозначим доминантные и рецессивные гены:  — нормальный рост,  — карликовость;  — красные плоды,  — желтые плоды.

Проанализируем наследование каждого признака по отдельности. В  все потомки имеют нормальный рост, т.е. расщепления по этому признаку не наблюдается, поэтому исходные формы — гомозиготны. По цвету плодов наблюдается расщепление , поэтому исходные формы гетерозиготны.

к оглавлению ▴

Доминантные гены неизвестны

Задача: Скрестили два сорта флоксов: один имеет красные блюдцевидные цветки, второй — красные воронковидные цветки. В потомстве было получено красных блюдцевидных, красных воронковидных, белых блюдцевидных и  белых воронковидных. Определите доминантные гены и генотипы родительских форм, а также их потомков.

Решение: Проанализируем расщепление по каждому признаку в отдельности. Среди потомков растения с красными цветами составляют , с белыми цветами — , т.е. . Поэтому  — красный цвет,  — белый цвет, а родительские формы — гетерозиготны по этому признаку (т.к. есть расщепление в потомстве).

По форме цветка также наблюдается расщепление: половина потомства имеет блюдцеобразные цветки, половина — воронковидные. На основании этих данных однозначно определить доминантный признак не представляется возможным. Поэтому примем, что  — блюдцевидные цветки,  — воронковидные цветки.

– красные блюдцевидные цветки,
 — красные воронковидные цветки,
 — белые блюдцевидные цветки,
 — белые воронковидные цветки.

к оглавлению ▴

Решение задач на группы крови (система АВ0)

Задача: у матери вторая группа крови (она гетерозиготна), у отца — четвертая. Какие группы крови возможны у детей?

Решение:

к оглавлению ▴

Решение задач на наследование признаков, сцепленных с полом

Такие задачи вполне могут встретиться как в части А, так и в части С ЕГЭ.

Задача: носительница гемофилии вышла замуж за здорового мужчину. Какие могут родиться дети?

Решение:

к оглавлению ▴

Решение задач смешанного типа

Задача: Мужчина с карими глазами и  группой крови женился на женщине с карими глазами и  группой крови. У них родился голубоглазый ребенок с  группой крови. Определите генотипы всех лиц, указанных в задаче.

Решение: Карий цвет глаз доминирует над голубым, поэтому  — карие глаза,  — голубые глаза. У ребенка голубые глаза, поэтому его отец и мать гетерозиготны по этому признаку. Третья группа крови может иметь генотип или , первая — только . Поскольку у ребенка первая группа крови, следовательно, он получил ген и от отца, и от матери, поэтому у его отца генотип .

Задача: Мужчина дальтоник, правша (его мать была левшой) женат на женщине с нормальным зрением (ее отец и мать были полностью здоровы), левше. Какие могут родиться дети у этой пары?

Решение: У человека лучшее владение правой рукой доминирует над леворукостью, поэтому  — правша,  — левша. Генотип мужчины  (т.к. он получил ген  от матери-левши), а женщины — .

Мужчина-дальтоник имеет генотип , а его жена — , т.к. ее родители были полностью здоровы.

к оглавлению ▴

Задачи для самостоятельного решения

1. Определите число типов гамет у организма с генотипом .
2. Определите число типов гамет у организма с генотипом .
3. Определите число типов гамет у организма с генотипом .
4. Скрестили высокие растения с низкими растениями. В  — все растения среднего размера. Какое будет ?
5. Скрестили белого кролика с черным кроликом. В  все кролики черные. Какое будет ?
6. Скрестили двух кроликов с серой шерстью. В  с черной шерстью,  — с серой и  с белой. Определите генотипы и объясните такое расщепление.
7. Скрестили черного безрогого быка с белой рогатой коровой. В  получили  черных безрогих, черных рогатых, белых рогатых и  белых безрогих. Объясните это расщепление, если черный цвет и отсутствие рогов — доминантные признаки.
8. Скрестили дрозофил с красными глазами и нормальными крыльями с дрозофилами с белыми глазами и дефектными крыльями. В потомстве все мухи с красными глазами и дефектными крыльями. Какое будет потомство от скрещивания этих мух с обоими родителями?
9. Голубоглазый брюнет женился на кареглазой блондинке. Какие могут родиться дети, если оба родителя гетерозиготны?
10. Мужчина правша с положительным резус-фактором женился на женщине левше с отрицательным резусом. Какие могут родиться дети, если мужчина гетерозиготен только по второму признаку?
11. У матери и у отца  группа крови (оба родителя гетерозиготны). Какая группа крови возможна у детей?
12. У матери  группа крови, у ребенка —  группа. Какая группа крови невозможна для отца?
13. У отца первая группа крови, у матери — вторая. Какова вероятность рождения ребенка с первой группой крови?
14. Голубоглазая женщина с  группой крови (ее родители имели третью группу крови) вышла замуж за кареглазого мужчину со  группой крови (его отец имел голубые глаза и первую группу крови). Какие могут родиться дети?
15. Мужчина-гемофилик, правша (его мать была левшой) женился на женщине левше с нормальной кровью (ее отец и мать были здоровы). Какие могут родиться дети от этого брака?
16. Скрестили растения земляники с красными плодами и длинночерешковыми листьями с растениями земляники с белыми плодами и короткочерешковыми листьями. Какое может быть потомство, если красная окраска и короткочерешковые листья доминируют, при этом оба родительских растения гетерозиготны?
17. Мужчина с карими глазами и  группой крови женился на женщине с карими глазами и  группой крови. У них родился голубоглазый ребенок с  группой крови. Определите генотипы всех лиц, указанных в задаче.
18. Скрестили дыни с белыми овальными плодами с растениями, имевшими белые шаровидные плоды. В потомстве получены следующие растения:  с белыми овальными,  с белыми шаровидными,  с желтыми овальными и  с желтыми шаровидными плодами. Определите генотипы исходных растений и потомков, если у дыни белая окраска доминирует над желтой, овальная форма плода — над шаровидной.

к оглавлению ▴

Ответы

1.  типа гамет.
2.  типов гамет.
3.  типа гамет.
4.  высоких, средних и  низких (неполное доминирование).
5. черных и  белых.
6.  — черные,  — белые,  — серые. Неполное доминирование.
7. Бык: , корова — . Потомство: (черные безрогие), (черные рогатые), (белые рогатые), (белые безрогие).
8.  — красные глаза,  — белые глаза;  — дефектные крылья,  — нормальные. Исходные формы — и , потомство .
   Результаты скрещивания:
   а)
   • красные глаза, дефектные крылья
   • красные глаза, дефектные крылья
   • красные глаза, нормальные крылья
   • красные глаза, нормальные крылья

   б)

   • красные глаза, дефектные крылья
   • красные глаза, дефектные крылья
   • белые глаза, дефектные крылья
   • белые глаза, дефектные крылья
9.  — карие глаза,  — голубые;  — темные волосы,  — светлые. Отец , мать — .
10.  — правша,  — левша;  — положительный резус,  — отрицательный. Отец , мать — . Дети: (правша, положительный резус) и  (правша, отрицательный резус).
11. Отец и мать — . У детей возможна третья группа крови (вероятность рождения — ) или первая группа крови (вероятность рождения — ).
12. Мать , ребенок ; от матери он получил ген , а от отца — . Для отца невозможны следующие группы крови: вторая , третья , первая , четвертая .
13. Ребенок с первой группой крови может родиться только в том случае, если его мать гетерозиготна. В этом случае вероятность рождения составляет .
14.  — карие глаза,  — голубые. Женщина , мужчина . Дети: (карие глаза, четвертая группа), (карие глаза, третья группа), (голубые глаза, четвертая группа), (голубые глаза, третья группа).
15.  — правша,  — левша. Мужчина , женщина . Дети (здоровый мальчик, правша), (здоровая девочка, носительница, правша), (здоровый мальчик, левша), (здоровая девочка, носительница, левша).
16.  — красные плоды,  — белые;  — короткочерешковые,  — длинночерешковые.
    Родители: и . Потомство: (красные плоды, короткочерешковые), (красные плоды, длинночерешковые), (белые плоды, короткочерешковые), (белые плоды, длинночерешковые).
    Скрестили растения земляники с красными плодами и длинночерешковыми листьями с растениями земляники с белыми плодами и короткочерешковыми листьями. Какое может быть потомство, если красная окраска и короткочерешковые листья доминируют, при этом оба родительских растения гетерозиготны?
17.  — карие глаза,  — голубые. Женщина , мужчина . Ребенок:
18.  — белая окраска,  — желтая;  — овальные плоды,  — круглые. Исходные растения: и . Потомство:
     с белыми овальными плодами,
     с белыми шаровидными плодами,
     с желтыми овальными плодами,
     с желтыми шаровидными плодами.

Если вы хотите разобрать большее количество примеров – записывайтесь на курсы подготовки к ЕГЭ по биологии онлайн

Абитуриенты, поступающие на биологические
факультеты университетов и педагогических
институтов, а также в медицинские и
сельскохозяйственное высшие учебные заведения,
нередко показывают невысокие знания по генетике
— одному из наиболее трудных, но важных разделов
школьной программы по биологии и показывают
слабое развитие компетенций третьего уровня.
Третий уровень (уровень рассуждений) от
обучающихся требует найти закономерности,
провести обобщение и объяснить или обосновать
полученные результаты. Данный вид компетенций,
по моему мнению, развивается при решении
биологических задач. Вторая часть
экзаменационной работы включает задание на
решение генетических задач.

При оформлении таких задач необходимо уметь
пользоваться символами, которые приняты в
традиционной генетике.

При решении задач по генетике необходимо
придерживаться алгоритма:

1. Определить виды скрещивания и взаимодействий
   аллельных и неалельных генов(определить
   характер скрещивания).
2. Определить доминантный и рецессивный
   признак(-и) по условию задачи, рисунку, схеме или
   по результатам скрещивания F₍ и F₂.
3. Ввести буквенные обозначения доминантного и
   рецессивного признаков, если они не даны в
   условии задачи.
4. Записать фенотипы и генотипы родительских форм.
5. Записать фенотипы и генотипы потомков.
6. Составить схему скрещивания, обязательно
   указать гаметы, которые образуют родительские
   формы.
7. Записать ответ.

При решении задач на взаимодействие
неаллельных генов необходимо:

1. Сделать краткую запись задачи.
2. Если признак не один, вести анализ каждого
   признака отдельно, сделав по каждому признаку
   соответствующую запись.
3. Применить формулы моногибридного скрещивания,
   если ни одна из них не подходит, то…
4. Сложить вес числовые показатели в потомстве,
   разделить сумму на 16, найти одну часть и выразить
   все числовые показатели в частях.
5. Исходя из того, что расщепление в F₂
   дигибридного скрещивания идёт по формуле 9А_В_ :
   3A_bb : 3 ааВ_ : l aabb, найти генотипы F_r
6. По F₂найти генотипы F,.
7. По F. найти генотипы родителей.

Для определения характера скрещивания удобно
пользоваться общими формулами, где n – число
аллелей, пар признаков

• Расщепление по генотипу – (3:1)ⁿ
• Расщепление по фенотипу – (1:2:1)ⁿ
• Количество типов гамет – 2ⁿ
• Количество фенотипических классов – 2ⁿ
• Количество генотипических классов – 3ⁿ
• Число возможных комбинаций, сочетаний гамет – 4ⁿ

Вторая часть экзаменационной работы включает
задания со свободным развернутым ответом. С их
помощью наряду со знаниями проверяются умения
четко, логично и кратко письменно излагать свои
мысли, аргументировать ответ, обосновывать и
доказывать изложенные в ответе факты, правильно
делать вывод.

Вывод к задачам, в которых действует закон
единообразия гибридов первого поколения:

Единообразие гибридов первого поколения
наблюдается потому, что родители – гомозиготные,
и образуют по одному типу гамет. При слиянии
гамет (во время оплодотворения) формируются
гетерозиготные организмы (Аа). Расщеплений по
фенотипам нет. Расщепление генов во втором
поколении происходит потому, что гетерозиготные
(Аа) потомки первого поколения (F1) образуют по два
типа гамет, которые при оплодотворении
соединяются случайно.

У первого поколение (F1) формируется по одному
типу гамет

• расщепление по генотипам нет (Аа)
• расщепление по фенотипам нет (А)

Вывод к задачам, в которых действует закон
расщепления при моногибридном скрещивании:

Расщепление по генотипам определяется
генотипом родителей. Расщепление по фенотипам
определяется генотипами родителей и формами
взаимодействия генов: взаимодействие аллельных
генов и взаимодействие неаллельных генов

Расщепление по генотипам и фенотипам при
разных формах взаимодействия аллельных генов:

Моногибридное скрещивание с полным
доминированием:

У второго поколение (F2) формируется по два типа
гамет

• расщепление по генотипам 1 АА : 2Аа : 1аа
• расщепление по фенотипам 3А : 1а
• образуется два фенотипических класса

Моногибридное скрещивание при неполном
доминировании:

У второго поколения (F2) формируется по два типа
гамет

• расщепление по генотипам 1 АА : 2Аа : 1аа
• расщепление по фенотипам 1 АА : 2Аа : 1аа
• образуется три фенотипических класса,
  наблюдается проявление промежуточного признака

Моногибридное скрещивание при кодоминировании

У второго поколения (F2) формируется по два типа
гамет

• расщепление по генотипам 1 А^ВА^В : 2А^ВА^С
  : 1 А^СА^С
• расщепление по фенотипам 1 В : 2ВС : 1С
• образуется три фенотипических класса

Расщепление по генотипам и фенотипам при
разных формах взаимодействия неаллельных генов

Дигибридное скрещивание ,независимое
наследование признаков

У второго поколения (F2) формируется по четыре
типа гамет

• расщепление по генотипам 1:2:2:1:4:1:2:2:1
• расщепление по фенотипам 9:3:3:1
• образуется четыре фенотипических класса,
  полное доминирование по двум парам аллелей.

Дигибридное скрещивание при комплементарном
действии генов

У второго поколения (F2) формируется по четыре
типа гамет

• расщепление по генотипам 1:2:2:1:4:1:2:2:1
• расщепление по фенотипам 9:7
• образуется два фенотипических класс,
  наблюдается проявление нового признака.

Наблюдается расщепление по фенотипу 9:3:4 или 9:6:1

Дигибридное скрещивание при эпистазе (ген А-
супрессор)

У второго поколения (F2) формируется по четыре
типа гамет

1. расщепление по генотипам 1:2:2:1:4:1:2:2:1
2. расщепление по фенотипам 12:3:1
3. образуется три фенотипических класса

Наблюдается расщепление по фенотипу 9:3:4 или 13:3

Дигибридное скрещивание при полимерии

У второго поколения (F2):

• формируется по четыре типа гамет
• расщепление по генотипам 1:2:2:1:4:1:2:2:1
• расщепление по фенотипам 15:1
• образуется два фенотипических класса

Наблюдается так же расщепление по фенотипу
1:4:6:4:1

Сцепленное наследование неаллельных генов

При неполном сцеплении между генами может
происходить кроссинговер (нарушение сцепления) и
дигетерозиготный организм (АаВb) продуцирует
четыре типа гамет (кросоверные и некросоверные).
Гены могут наследоваться как вместе, так и
порознь. Общее количество кросоверных гамет и
кросоверных организмов в потомстве
пропорционально расстоянию между сцепленными
генами. Некросоверных гамет в сумме больше 50%, а
кросоверных меньше 50%.

При полном сцеплении кроссинговер не
происходит, дигетерозиготный организм (АаВb)
формирует два типа гамет (по 50% некросоверных
гамет каждого типа), гены наследуются только
совместно, как один ген.

Наследование пола

Поскольку гомогаметный организм продуцирует
только один тип гамет по половым хромосомам,
гетерогаметный – два, пол потомков зависит от
того, какую половую хромосому несет гамета
гетерогаметного организма, участвующая в
оплодотворении. Вероятность рождения мальчика
равно 50%, и вероятность рождения девочки равна 50%.

Закономерность наследования генов,
локализованных в половых хромосомах
(наследование, сцепленное с полом)

Наследование генов, локализованных в половых
хромосомах, можно рассмотреть на примере
наследования генов гемофилии у человека, который
расположен в Х хромосоме. Заболевание вызывается
рецессивным аллелем. Женщина может иметь один из
трех вариантов генотипов: Х^НХ^Н, Х^HX^h
или X^hX^h . У мужчины – один из двух
вариантов генотипов X^HY или X^hY.

Существует несколько правил, которые помогут
учащимся в решение генетических задач.

Правило первое. Если при скрещивании двух
фенотипически одинаковых особей в их потомстве
наблюдается расщепление признаков, то эти особи
гетерозиготны.

Попробуем решить задачу, используя это правило.

Задача. При скрещивании двух
морских свинок с черной шерстью получено
потомство: 5 черных свинок и 2 белых. Каковы
генотипы родителей?

Из условия задачи нетрудно сделать вывод о том,
что черная окраска шерсти доминирует над белой, и
не потому, что в потомстве черных особей больше,
чем белых, а потому, что у родителей, имеющих
черную окраску, появились детеныши с белой
шерстью. На основе этого введем условные
обозначения: черная окраска шерсти — А, белая —
а.

Запишем условия задачи в виде схемы:

Используя названное выше правило, мы можем
сказать, что морские свинки с белой шерстью
(гомозиготные по рецессивному признаку) могли
появиться только в том случае, если их родители
были гетерозиготными. Проверим это
предположение построением схемы скрещивания:

Р	Аа	X	Аа
G	А, а;		А, а;
F1	АА;		Аа; Аа; аа

Расщепление признаков по фенотипу — 3:1. Это
соответствует условиям задачи.

Убедиться в правильности решения задачи можно
построением схем скрещивания морских свинок с
другими возможными генотипами.

Схема 1

Р	АА	X	АА
G	А;		А
F1	АА

Схема 2

Р	Аа	X	АА
G	А а;		А
F1	АА; Аа

В первом случае в потомстве не наблюдается
расщепления признаков ни по генотипу, ни по
фенотипу. Во втором случае генотипы особей будут
различаться, однако феиотипически они будут
одинаковыми. Оба случая противоречат условиям
задачи, следовательно, генотипы родителей — Аа;
Да.

Правило второе. Если в результате
скрещивания особей, отличающихся феиотипически
по одной паре признаков, получается потомство, у
которого наблюдается расщепление по этой же паре
признаков, то одна из родительских особей была
гетерозиготна, а другая — гомозиготна по
рецессивному признаку.

Задача. При скрещивании
вихрастой и гладкошерстной морских свинок
получено потомство: 2 гладкошерстные свинки и 3
вихрастые. Известно, что гладкошерстность
является доминантным признаком. Каковы генотипы
родителей?

Используя второе правило, мы можем сказать, что
одна свинка (вихрастая) имела генотип Аа, а другая
(гладкошерстная) — аа.

Проверим это построением схемы скрещивания:

Р	Аа	X	аа
Г	А, а; а
F1	Аа; аа

Расщепление по генотипу и фенотипу — 1:1, что
соответствует условиям задачи. Следовательно,
решение было правильным.

Правило третье. Если при скрещивании
феиотипически одинаковых (по одной паре
признаков) особей в первом поколении гибридов
происходит расщепление признаков на три
фенотипические группы в отношениях 1:2:1, то это
свидетельствует о неполном доминировании и о
том, что родительские особи гетерозиготны.

Задача. При скрещивании петуха и
курицы, имеющих пеструю окраску перьев, получено
потомство: 3 черных цыпленка, 7 пестрых и 2 белых.
Каковы генотипы родителей?

Согласно третьему правилу, в данном случае
родители должны быть гетерозиготными, Учитывая
это, запишем схему скрещивания:

Р	Аа	X	Аа
G	А, а; А, а
F	АА; Аа; Аа; аа

Из записи видно, что расщепление признаков по
генотипу составляет соотношение 1:2:1. Если
предположить, что цыплята с пестрой окраской
перьев имеют генотип Аа, то половина гибридов
первого поколения должны иметь пеструю окраску.
В условиях задачи сказано, что в потомстве из 12
цыплят 7 были пестрыми, а это действительно
составляет чуть больше половины. Каковы же
генотипы черных и белых цыплят? Видимо, черные
цыплята имели генотип АА, а белые — аа, так как
черное оперение, или, точнее, наличие пигмента,
как правило, доминантный признак, а отсутствие
пигмента (белая окраска) — рецессивный признак.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что в
данном случае черное оперение у кур неполно
доминирует над белым; гетерозиготные особи имеют
пестрое оперение.

Правило четвертое. Если при скрещивании двух
феиотипически одинаковых особей в потомстве
происходит расщепление признаков в соотношении
9:3:3:1, то исходные особи были дигетерозиготными.

Задача. При скрещивании двух
морских свинок с черной v. вихрастой шерстью
получены 10 черных свинок с вихрастой шерстью, 3
черных с гладкой шерстью, 4 белых с вихрастой
шерстью и 1 белая с гладкой шерстью. Каковы
генотипы родителей?

Итак, расщепление признаков у гибридов первого
поколения в денном случае было близко к
соотношению 9:3:3:1, т. е. к тому отношению, которое
получается при скрещивании дигетерозигот между
собой (АаВв Х АаВв, где А — черная окраска шерсти,
а — белая; В — вихрастая шерсть, в — гладкая).
Проверим это.

Р	АаВв	X	АаВв
Г	АВ, Ав, аВ, ав;		АВ, Ав, аВ, ав
F1	1 ААВВ, 2 ААВв, 2 АаВВ, 4 АаВв
	1 ААвв, 2 Аавв, 1 ааВВ, 2 ааВв, 1 аавв

Расщепление по фенотипу 9:3:3:1.

Решение показывает, что полученное расщепление
соответствует условиям задачи, а это значит, что
родительские особи были дигетерозиготными.

Задания второй части оцениваются от нуля до
двух баллов в зависимости от его условия. Успех
выполнения заданий с развернутым ответом во
многом зависит от правильности их выполнения и
объяснения полученных результатов(составления
схемы скрещивания, указания закона, который
проявляется в конкретном случае и приведении
доказательств.

• Приложение 1
• Приложение 2
• Приложение 3
• Приложение 4
• Приложение 5
• Приложение 6
• Приложение 7
• Приложение 8
• Приложение 9
• Приложение 10
• Приложение 11
• Приложение 12
• Приложение 13
• Приложение 14

Задачи по генетике на неполное и полное доминирование

Решение задач по генетике на моногибридное скрещивание

Задача 12
Известно, что отсутствие полос у арбузов – рецессивный признак. Какое потомство получится при скрещивании двух гетерозиготных растений с полосатыми арбузами?
Решение:
А – ген полосатости арбуза
a – ген отсутствия полосатости у арбуза
Генотип гетерозиготного растения – Аа (гаметы А, а). при скрещивании двух гетерозигот в потомстве будет наблюдаться расщепление по фенотипу в отношении 3:1.
Анализ скрещивания подтверждает это утверждение.

Схема скрещивания

Ответ:
25% – растения с полосатыми плодами с генотипом АА,
50% – растения с полосатыми плодами с генотипом Аа,
25% – растения с бесполосными арбузами с генотипом аа.

---

Задача 13
У человека ген, вызывающий одну из форм наследственной глухонемоты, рецессивен по отношению к гену нормального слуха. От брака глухонемой женщины с абсолютно здоровым мужчиной родился здоровый ребенок. Определите генотипы всех членов семьи.
Решение:
А – ген нормального развития слуха;
а – ген глухонемоты.
Так как женщина страдает глухонемотой, то её генотип – аа (гаметы а). Мужчина абсолютно здоров, значит он гомозиготен по доминантному гену А, генотип АА (гаметы А). У гомозиготных родителей по доминантному и рецесивному гену (А) всё потомство будет здоровым.
Анализ скрещивания подтверждает это утверждение.

Схема скрещивания

Ответ:
Схема решения задачи включает:
1) генотип глухонемой матери аа (гаметы а),
2) генотип отца AA (гаметы A),
3) генотип ребёнка Aa.

---

Задача 14
Комолость (безрогость) у рогатого скота доминирует над рогатостью. Комолый бык был скрещён с рогатой коровой. От скрещивания появились два телёнка – рогатый и комолый. Определите генотипы всех животных.
Решение:
А – ген комолости (безрогости) рогатого скота;
а – ген рогатости.
Эта задача на моногибридное скрещивание, так как скрещиваемые организмы анализируют по одной паре признаков.
Так как от скрещивания комолого быка и рогатой коровы появилось потомство – рогатый и комолый телёнок, то комолый бык был гетерозиготен по гену (А), потому что у рогатого телёнка один ген (а) появился от рогатой коровы, а другой от комолого быка, значит генотипы родителей: комолый бык – Аа (гаметы А, а), корова – аа (гаметы а). От скрещивания гетерозиготного быка с гомозиготной по рецессивному гену коровой может появиться потомство по фенотипу в отношении 1:1.
Анализ скрещивания подтверждает это утверждение.

Схема скрещивания

Ответ:
Схема решения задачи включает:
1) генотип коровы аа (гаметы а),
2) генотип быка Aа (гаметы A, а),
3) генотип комолого телёнка Aa,
4) генотип рогатого телёнка аa.

---

Задача 15
Известно, что одна из форм шизофрении наследуется как рецессивный признак. Определите вероятность рождения ребёнка с шизофренией от здоровых родителей, если известно, что они оба гетерозиготны по этому признаку.
Решение:
А – ген нормального развития,
а – ген шизофрении.
При моногибридном скрещивании гетерозигот в потомстве наблюдается расщепление по генотипу: 1:2:1, а по фенотипу 3:1.
Анализ скрещивания подтверждает это утверждение.

Схема скрещивания

Ответ:
Вероятность рождения ребёнка, больного шизофренией, равна 25%.

---

Задача 16
При скрещивании серых мух друг с другом в их потомстве F₁ наблюдалось расщепление. 2784 особи были серого цвета и 927 особей чёрного. Какой признак доминирует? Определите генотипы родителей.
Решение:
Из условия задачи нетрудно сделать вывод о том, что в потомстве серых особей больше чем чёрных, а потому, что у родителей, имеющих серую окраску появились детеныши с чёрной. На основе этого введем условные обозначения: серая окраска мух – А, чёрная – а.
Существует правило, если при моногибридном скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в их потомстве наблюдается расщепление признаков 3:1 (2784:927 = 3:1), то эти особи гетерозиготны.
Используя названное выше правило, мы можем сказать, что чёрные мухи (гомозиготные по рецессивныму признаку) могли появиться только в том случая, если их родители были гетерозиготными.
Проверим это предположение построением схемы скрещивания:

Схема скрещивания

Ответ:
1) Доминирует серый цвет.
2) Родители гетерозиготны.

---

Задача 17
При скрещивании между собой растений редиса с овальными корнеплодами получено 66 растений с округлыми, 141 – с овальными и 72 с длинными корнеплодами. Как осуществляется наследование формы корнеплода у редиса? Какое потомство получится от скрещивания растений с овальными и округлыми корнеплодами?
Решение:
Отношение потомства по фенотипу при данном скрещивании составляет 1:2:1 (66:141:72 1:2:1). Существует правило: если при скрещивании фенотипически одинаковых (по одной паре признаков) особей в первом поколении гибридов происходит расщепление признаков на три фенотипические группы в отношениях 1:2:1, то это свидетельствует о неполном доминировании и о том, что родительские особи гетерозиготны. Согласно этому правилу, в данном случае родители должны быть гетерозиготными.
Анализ скрещивания подтверждает это утверждение.

Схема первого скрещивания

Учитывая, что при скрещивании растений с овальными корнеплодами друг с другом в потомстве появилолось в два раза больше растений с овальными корнеплодами, генотип растений с овальными корнеплодами – Аа (гаметы А, а), а генотип растений с округлыми корнеплодами АА (гаметы А). Определим потомство, которое получится от скрещивания растений с овальными и округлыми корнеплодами.

Схема второго скрещивания

Ответ:
1) Наследование осуществляется по типу неполного доминирования.
2) При скрещивании растений с овальными и округлыми корнеплодами получится 50% растений с овальными и 50% с округлыми корнеплодами.

---

Решение задач по генетике на дигибридное скрещивание

Задача 18
У львиного зева красная окраска цветка неполно доминирует над белой. Гибридное растение имеет розовую окраску. Узкие листья неполно доминируют над широкими. У гибридов листья имеют среднюю ширину. Какое потомство получится от скрещивания растения с красными цветками и средними листьями с растением, имеющим розовые цветки и средние листья?
Решение:
А – красная окраска цветка,
a – белая окраска цветка,
Аа – розоваяА окраска цветка,
В – узкие листья,
b – широкие листья,
Вb – средняя ширина листьев.

Первое растение с красной окраской цветка является гомозиготой по доминантному признаку, потому что при неполном доминировании растение с доминантным фенотипом – гетерозигота (АА). При неполном доминировании средние листья имеет растение – гетерозигота по признаку формы листьев (Вb), значит генотип первого растения – ААВb (гаметы АВ, Аb).
Второе растение дигетерозигота, так как имеет промежуточный фенотип по обоим признакам, значит его генотип – АаВb (гаметы АВ, Ab, aB, ab).
Анализ скрещивания подтверждает это утверждение.

Схема скрещивания

Ответ:
25% – красные цветки и средние листья,
25% – розовые цветки и средние листья,
12,5% – красные цветки и узкие листья,
12,5% – розовые цветки и узкие листья,
12,5% – розовые цветки и широкие листья,
12,5% – красные цветки и широкие листья.
 

---

Задача 19
У человека кареглазость доминирует над голубоглазостью, а тёмный цвет волос над светлым. У голубоглазого темноволосого отца и кареглазой светловолосой матери четверо детей. Каждый ребёнок отличается от другого по одному из данных признаков. Каковы генотипы родителей и детей?
Решение:
А – ген креглазости,
а – ген голубоглазости,
В – тёмные волосы,
b – светлые волосы.
Мать гомозиготна по рецессивному признаку светлых волос (bb), а отец – по рецессивному признаку светлых глаз (аа). Так как по каждому признаку в потомстве наблюдается расщепление, то организмы, проявляющие доминантные признаки, гетерозиготны по генам кодирующим его. Тогда генотипы родителей: матери – Ааbb (гаметы Аа, ab), отца – ааBb (гаметы aB, ab).
Определим генотипы потомства:

Схема скрещивания

Ответ:
1) По каждому из признаков в потомстве происходит расщепление, следовательно, организмы проявляющие доминантный признак, гетерозиготны по генам кодирующим его. Поэтому генотип матери Аааа (гаметы Аа, аа), а отца ааВb (гаметы aB, ab).
2) отец и мать продуцируют по два типа гамет, которые дают 4 варианта сочетаний. Следовательно. генотип детей – ааbb, aaBb, Aabb, AaBb.

---

Задача 20
У кур чёрный цвет оперения доминирует над красным, наличие гребня над его отсутствием. Гены, кодирующие эти признаки, располагаются в разных парах хромосом. Красный петух, имющий гребень, скрещивается с чёрной курицей без гребня. Получено многочисленное потомство, половина которого имеет чёрное оперение и гребень, а половина – красное оперение и гребень. Каковы генотипы родителей?
Решение:
А – ген чёрного оперения,
a – ген красного оперения
В – ген, отвечающий за формирование гребня
b – ген, отвечающий за отсутствие гребня.

Петух гомозиготен по рецессивному гену окраски оперения (аа), а курица – по рецессивному гену формирования гребня (bb). Так как по доминантному признаку окраски оперения (А) половина потомства чёрные, половина – красные, то чёрная курица гетерозиготна по окраске оперения (Аа), значит её генотип – Ааbb. По доминантному признаку формирования гребня всё потомство имеет гребень, значит петух гомозиготен по признаку наличия гребня ВВ). Поэтому генотип петуха – ааВВ.
Анализ проведённого скрещивания подтверждает наши рассуждения.

Схема скрещивания

Ответ:
1) Генотип петуха ааВВ.
2) Генотип курицы Аabb.

---

Задача 21
Скрещивались две породы тутового шелкопряда, которые отличались двумя признаками: полосатые гусеницы плели белые коконы, а одноцветные гусеницы плели жёлтые коконы. В поколении F₁ все гусеницы были полосатые и плетущие жёлтые коконы. В поколении F₂ наблюдалось расщепление:
3117 – полосатые гусеницы, плетущие жёлтые коконы,
1067 – полосатые гусеницы, плетущие белые коконы,
1049 – одноцветные с жёлтыми коконами,
351 – одноцветные с белыми коконами.
Определите генотипы исходных форм и потомства F₁ и F₂.
Решение:
Эта задача на дигибридное скрещивание (независимое наследование признаков при дигибридном скрещивании), так как гусеницы анализируются по двум признакам: окраске тела (полосатая и одноцветная) и окраске кокона (жёлтая и белая). Эти признаки обусловлены двумя разными генами. Поэтому для обозначения генов возьмем две буквы алфавита: “А” и “В”. Гены расположены в аутосомах, поэтому будем обозначать их только с помощью этих букв, без использования символов Х- и Y- хромосом. Гены, отвечающие за анализируемые признаки, не сцеплены друг с другом, поэтому будем использовать генную запись скрещивания. Так как при скрещивании двух пород тутового шелкопряда, отличающихся друг от друга по двум признакам, получено потомство одинаковое по фенотипу, то при скрещивании были взяты особи гомозиготные или по доминантному, или по рецессивному признаку по отношению друг к другу. Сначала определим какие признаки являются доминантные, а какие рецессивные. В поколении F₁ все гусеницы тутового шелкопряда были полосатые и плетущие жёлтые коконы, значит, полосатость гусениц (А) является доминантным признаком, а одноцветность (а) – рецессивный, а жёлтая окраска (В) доминирует над белой (b). Отсюда:
А – ген полосатости гусениц;
a – ген одноцветной окраски гусениц;
В – ген жёлтого кокона;
b – ген белого кокона.
Определим генотипы потомства:

Схема первого скрещивания

Генотип потомства F₁ – AaBb (гаметы АВ, Ab, aB, ab).
Согласно третьему закону Менделя, при дигибридном скрещивании наследование обоих признаков осуществляется независимо друг от друга, а в потомстве дигетерозигот наблюдается расщепление по фенотипу в пропорции 9:3:3:1 (9 А_В_, 3 ааВ_, 3 А_bb, 1 ааbb, где (_) в данном случае обозначает, что ген может находиться либо в доминантном, либо в рецессивном состоянии). По генотипу расщепление будет осуществляться в соотношении 4:2:2:2:2:1:1:1:1 (4АаВb, 2ААВb, 2АаВВ, 2Ааbb, 2ааВb, 1ААbb, 1ААВВ, 1ааВВ, 1ааbb).
Анализ скрещивания подтверждает эти рассуждения.
Теперь определим генотипы потомства, проведя анализ скрещивания родительских растений:

Схема второго скрещивания

Ответ:
1) Доминантными являются гены полосатой окраски гусениц и жёлтой окраски коконов, Согласно первому закону Менделя генотипы исходных форм (Р) – AAbb (гаметы Ab) и ааВВ (гаметы aB), единообразное потомство F₁ – AaBb (гаметы AB, Ab, aB, ab).
2) В потомстве F₂ наблюдается расщепление близкое к 9:3:3:1. Полосатые особи с жёлтыми коконами имели генотипы 1ААВВ, 2АаВВ, 2ААВb, 4AaBb. Полосатые c белыми коконами ААbb, 2Aabb, одноцветные с жёлтыми коконами – ааВВ и 2ааВb, одноцветные с белыми коконами aabb.

---

Решение задач по генетике на анализ родословной

Задача 22
По родословной, представленной на рисунке (рис.1.), установите характер наследования признака, выделенного черным цветом (доминантный или рецессивный, сцеплен или не сцеплен с полом), генотипы детей в первом и во втором поколении.

Рис. 1. Графическое изображение родословной по аутосомно-доминантному типу наследованию признака, состоящей из трёх поколений

Решение:
Символы, используемые при составлении графического изображения родословной:
– особь мужского пола, не имеющая изучаемого признака;
– особь женского пола, не имеющая изучаемого признака;
– особь мужского пола, имеющая изучаемый признак;
– особь женского пола, имеющая изучаемый признак;
– брак мужчины и женщины;
– близкородственный брак;
– дети одной родительской пары (сибсы);
– бездетный брак;
– пробанд.
Люди с изучаемым признаком встречаются часто, в каждом поколении; человек, имеющий изучаемый признак, рождается в семье, где обязательно хотя бы один из родителей имеет изучаемый признак. Поэтому можно сделать первый предварительный вывод: изучаемый признак является доминантным. В родословной 2 женщины и 2 мужчины имеют изучаемый признак. Можно считать, что изучаемый признак с приблизительно равной частотой встречается и среди мужчин, и среди женщин. Это характерно для признаков, гены которых расположены не в половых хромосомах, а в аутосомах. Поэтому можно сделать второй предварительный вывод: изучаемый признак является аутосомным.
Таким образом, по основным особенностям наследование изучаемого признака в этой родословной можно отнести к аутосомно-доминантному типу. Кроме того, эта родословная не обладает набором особенностей, характерных для других типов наследования.
Определим возможные генотипы всех членов родословной:
По схеме родословной мужчина болен, а женщина здорова, у них родилось трое детей – один здоров, а двое больны, это говорит о том, что все особи с изучаемым признаком гетерозиготны. Тогда генотипы членов родословной:
детей 1-го поколения: дочь Аа, дочь аа, сын Аа;
детей 2-го поколения: дочь Аа;
мать аа, отец Аа.
Ответ:
1) признак доминантный, не сцеплен с полом;
2) генотип детей 1-го поколения: дочь Аа, дочь аа, сын Аа;
3) генотип детей 2-го поколения: дочь Аа.

---

Задача 23
По изображенной на рисунке родословной установите характер проявления признака (доминантный, рецессивный), обозначенного черным цветом. Определите генотип родителей и детей в первом и втором поколении.

Рис. 2. Графическое изображение родословной по аутосомно-рецессивному типу наследованию признака, состоящей из трёх поколений

Решение:
Символы, используемые при составлении графического изображения родословной:
– особь мужского пола, не имеющая изучаемого признака;
– особь женского пола, не имеющая изучаемого признака;
– особь мужского пола, имеющая изучаемый признак;
– особь женского пола, имеющая изучаемый признак;
– брак мужчины и женщины;
– близкородственный брак;
– дети одной родительской пары (сибсы);
– бездетный брак;
– пробанд.
Люди с изучаемым признаком встречаются редко, не в каждом поколении. Поэтому можно сделать первый предварительный вывод: изучаемый признак является рецессивным. В родословной 1 женщина и 1 мужчины имеют изучаемый признак. Можно считать, что изучаемый признак с приблизительно равной частотой встречается и среди мужчин, и среди женщин. Это характерно для признаков, гены которых расположены не в половых хромосомах, а в аутосомах. Поэтому можно сделать второй предварительный вывод: изучаемый признак является аутосомным.
Таким образом, по основным особенностям наследование изучаемого признака в этой родословной можно отнести к аутосомно-рецессивному типу. Кроме того, эта родословная не обладает набором особенностей, характерных для других типов наследования.
Определим возможные генотипы всех членов родословной:
По схеме родословной мужчина здоров, а женщина больна, у них родилось двое детей – девочка здорова, а мальчик болен, это говорит о том, что все особи с фенотипом по изучаемому признаку гомозиготны (аа), а здоровые члены семьи – гетерозиготны (Аа). Тогда генотипы членов родословной:
детей 1-го поколения: дочь Аа, сын аа;
3) детей 2-го поколения: сын Аа, дочь Аа;
мать аа, отец Аа или АА.
Ответ:
1) признак рецессивный, не сцеплен с полом;
2) генотипы родителей: мать – аа, отец – АА или Аа;
3) генотип детей 1-го поколения: дочь Аа, сын aа;
3) генотип детей 2-го поколения: дочь Аа, сын Аа.

---