Законы Менделя
С него часто начинаются генетические задачи (в качестве первого скрещивания). Этот закон гласит о том, что при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся одной или несколькими парами альтернативных признаков, все гибриды первого поколения будут единообразны по данным признакам.
Анализирующее скрещивание
Анализируя полученное потомство, можно сделать вывод о генотипе гибридной особи.
Неполное доминирование
«При скрещивании гетерозиготных гибридов (Aa) первого поколения F1 во втором поколении F2 наблюдается расщепление по данному признаку: по генотипу 1 : 2 : 1, по фенотипу 3 : 1″
В нем речь идет о дигибридном скрещивании, то есть мы исследуем не один, а два признака у особей (к примеру, цвет семян и форма семян). Каждый ген имеет два аллеля, поэтому пусть вас не удивляют генотипы AaBb 🙂 Важно заметить, что речь в данном законе идет о генах, которые расположены в разных хромосомах.
Запомните III закон Менделя так: «При скрещивании особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга, комбинируясь друг с другом во всех возможных сочетаниях.
Очевидно, что расщепление по фенотипу среди гибридов второго поколения составляет: 9:3:3:1.
Пример решения генетической задачи №1
Доминантный ген отвечает за развитие у человека нормальных глазных яблок. Рецессивный ген приводит к почти полному отсутствию глазных яблок (анофтальмия). Гетерозиготы имеют глазное яблоко малых размеров (микрофтальмия). Какое строение глазных яблок будет характерно для потомства, если оба родителя страдают микрофтальмией?
Пример решения генетической задачи №2
Полидактилия и отсутствие малых коренных зубов передаются как аутосомно-доминантные признаки. Гены, отвечающие за развитие этих признаков, расположены в разных парах гомологичных хромосом. Какова вероятность рождения детей без аномалий в семье, где оба родителя страдают обеими болезнями и гетерозиготны по этим парам генов.
В данном случае мы построим решетку Пеннета, которая сделает генотипы потомства более наглядными. Вы видите, что на потомстве буквально нет ни одного живого места: почти все 16 возможных потомков больны либо одним, либо другим заболеванием, кроме одного, aabb. Вероятность рождения такого ребенка очень небольшая 1/16 = 6.25%.
Пример решения генетической задачи №3
У голубоглазой близорукой женщины от брака с кареглазым мужчиной с нормальным зрением родилась кареглазая близорукая девочка и голубоглазый мальчик с нормальным зрением. Ген близорукости (A) доминантен по отношению к гену нормального зрения (a), а ген кареглазости (D) доминирует над геном голубоглазости (d). Какова вероятность рождения в этой семье нормального кареглазого ребенка?
Первый этап решения задачи очень важен. Мы учли описания генотипов родителей и, тем не менее, белые пятна остались. Мы не знаем гетерозиготна (Aa) или гомозиготная (aa) женщина по гену близорукости. Такая же ситуация и с мужчиной, мы не можем точно сказать, гомозиготен (DD) он или гетерозиготен (Dd) по гену кареглазости.
Аутосомно-доминантный тип наследования
Я не забыл о том, что по ходу изучения генетики вас надо научить видеть различные варианты наследования на генеалогическом древе (родословной) =) Из предыдущей статьи мы узнали о том, как выглядит и чем характеризуется аутосомно-рецессивный тип наследования, сейчас поговорим об аутосомно-доминантном, с которым мы столкнулись в задачах выше.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Наследование цвета глаз у человека: таблица
Мы не выбираем себе рост, телосложение, форму ушей и носа, цвет глаз — все это каждый человек наследует от родителей, а зачастую и от своих предков. Для одного семейства характерен высокий рост, для другого — рыжеволосость. Что касается окраски глаз, то ее наследование не считается строго передаваемым признаком. Но установленные закономерности все же присутствуют. Расскажем о них подробнее.
На нашей планете живут более семи миллиардов человек и у каждого из них есть набор индивидуальных черт. Цвет глаз считается той особенностью, которая почти в большинстве случаев остается неизменной на протяжении всей жизни. Но при этом есть мнение, что у людей преклонного возраста окраска теряет яркость.
Образование цвета
Радужка представляет собой два слоя, в переднем — мезодермальном — находится строма, которая содержит меланин. Как раз таки от того, как распределяется пигмент, и зависит цветовая гамма радужной оболочки. Окрас второго слоя, что находится позади, всегда черный. Исключением являются альбиносы, у них полностью отсутствуют пигменты.
Из поколения в поколение?
Цвет глаз человеку достается по наследству от родителей через рецессивно-доминантный признак. Простыми словами, один оттенок способен подавить другой. Доминантным считается карий. Зачастую именно он подавляет светлые оттенки глаз, которые и являются рецессивными. Но и здесь есть исключения. Если у вас были предки со светлыми оттенками глаз, то шанс, что у пары кареглазого и светлоглазой родится светлоглазый ребенок, увеличивается. Рассмотрим наглядно случаи того или иного проявления цвета глаз у ребенка.
Наследование цвета глаз: интересные факты
Глаз по праву считается самым важным из органов чувств. Именно благодаря зрению человек получает 90% информации от окружающего мира. Это своего рода сложный оптический прибор, основной задачей которого является передача изображения через зрительный нерв в головной мозг с целью последующей его обработки. Наследование окраски глазной радужки таит в себе немало интересных мифов и правдивых теорий. Рассмотрим наиболее популярные из них.
Оказывается, у людей с карими глазами под тонким слоем коричневой пигментации таятся клетки с голубым оттенком.
Считается, что темноглазым доверяют больше, нежели светлоглазым.
На сильном морозе, а также при искусственном ярком свете, светлоглазые могут менять свой окрас глаз.
Существует мнение, что пираты носили повязку на одном глазу для того, чтобы один из них привык к свету, а другой к темноте. Это было нужно, чтобы видеть, что происходит как на палубе, так и под ней.
Всего 1% людей на планете отличается окраска радужки обоих глаз.
Вы не раз слышали теорию, что морковь полезна для зрения. Да, витамин А, который содержится в этом овоще, имеет важность для здоровья. Однако доказательств, того, что поедание морковки влияет на качество зрения, нет. Откуда берет корни это убеждение? Во время Второй мировой войны англичане изобрели новый радар, который помогал распознавать в ночное время суток немецкие бомбардировщики. Так вот, чтобы скрыть это британские воздушные силы придумали и распространили в прессе теорию, что ночное зрение порождает морковная диета пилотов.
Карий + карий
В этом случае ответ довольно очевидный — если оба родителя кареглазые, то вероятность того, что ребенок у них родится светлоглазый сынок, крайне мала. Даже если представить, что в роду у некоторых предков был светлый оттенок глаз, то все равно доминировать будет карий. По статистике, зеленый цвет глаз составляет — 17%, а голубой и вовсе — 6%
Зеленый + карий
Достойным соперником карему цвету может стать именно зеленый. Но только в том случае, если у кареглазого родителя присутствует гетерозиготный генотип, который означает, что в роду у него были зеленоглазые. Только тогда шанс того, что ребенок родится с зеленым цветом глаз, будет равен 70%. Если же такие гетерозиготные аллеи отсутствуют, то вероятность кареглазого наследника будет равна 50%, зеленые глаза будут у 36-38%, голубые у 12-14%.
Голубой + карий
В этом случае у обоих цветов шансы равны. Ребенок может родиться голубоглазым и кареглазым в соотношении 50% на 50%. А вероятность того, что у малыша будут зеленые глаза, очень низка.
Зеленый + зеленый
Зеленоглазые родители могут быть уверены более чем на 70%, что у них родится малыш с зеленым цветом глаз, с голубым — порядка 25%, а вот с доминантным карим — всего лишь 1 или 2%.
Голубой + зеленый
Такое соотношение окраски глаз уравнивает шансы рождения ребенка и с голубым, и с зеленым цветом, процентная вероятность равна 50 на 50. Доминантный карий будет подавлен, даже несмотря на то, есть ли в поколениях кареглазые.
Голубой + голубой
В этом случае у других цветов нет шансов. В одном случае из 100 у голубоглазой пары родится зеленоглазый ребенок. Также очень низкая вероятность рождения кареглазого. Голубому цвету достается 99%.
Решение задач по генетике с использованием законов Г.Менделя
Одной из задач обучения биологии является формирование у учащихся представлений о практическом значении биологических знаний как научной основы многих современных отраслей производства, здравоохранения, медицины. Широкие возможности в реализации этой задачи у генетики. Важными практическими задачами генетики являются:
выбор оптимальной системы скрещивания в селекционной работе и наиболее эффективного метода отбора;
управление развитием наследственных признаков;
использование мутагенеза в селекции.
В медицине использование генетических знаний способствует разработке мероприятий по защите наследственности человека от мутагенного действия факторов окружающей среды.
Решение задач по генетике способствует лучшему усвоению теории. Из-за ограничения во времени на занятии рассматриваем только решение задач по генетике с использованием законов Г.Менделя
ознакомиться с общими требованиями к оформлению записи условия задачи и ее решения;
рассмотреть различные типы задач и примеры их решения;
рассмотреть различные способы решения задач при дигибридном скрещивании;
ознакомиться с приемами составления различных типов задач.
Основная задача данной статьи – оказать помощь начинающим педагогам в решении задач и составлении различных типов задач с использованием законов Г.Менделя.
Методика овладения приемами решения задач
Общие требования к оформлению записей условия задачи и ее решения.
А, В, С и т.д. – гены, определяющие проявление доминантного признака.
а, b, с и т.д. – гены, определяющие проявление рецессивного признака.
А – ген желтой окраски семян гороха;
а – ген зеленой окраски семян гороха.
Запись неверная: А – желтая окраска семян гороха; а – зеленая окраска семян гороха.
Символ 
(«зеркало Венеры») – используют при записи генотипа матери (или женского пола);
Символ 
(«щит и копье Марса») – используют при записи генотипа отца (или мужского пола).
Скрещивание записывают знаком «х».
В схемах скрещивания генотип матери следует писать слева, генотип отца справа.
(Например, в случае моногибридного скрещивания запись будет иметь вид: АА х аа).
Для обозначения родителей используют букву Р, потомков первого поколения — F1, второго — F2 и т.д.
Буквенные обозначения того или иного типа гамет следует писать под обозначениями генотипов, на основе которых они образуются.
Запись фенотипов помещать под формулами соответствующих им генотипов.
Цифровое соотношение результатов расщепления записывать под соответствующими им фенотипами или вместе с генотипами.
Рассмотрим пример записи условия задачи и ее решения.
Задача 1. Голубоглазый юноша женился на кареглазой девушке, у отца которой глаза были голубые. От этого брака родился кареглазый ребенок. Каков генотип ребенка? (Сведения об альтернативных признаках см. в табл. 1.)
Доминантный признак
Рецессивный признак
1. Курчавые волосы (у гетерозигот волнистые)
2. Раннее облысение
3. Не рыжие волосы
4. Карий цвет глаз
5. Веснушки
6. Карликовость
7. Полидактилия (лишние пальцы)
8. Темные волосы
9. Резус-положительный фактор крови
10. Праворукость
1. Прямые волосы
2. Норма
3. Рыжие волосы
4. Голубой или серый цвет глаз
5. Отсутствие веснушек
6. Нормальный рост
7. Нормальное число пальцев
8. Светлые волосы
9. Резус-отрицательный фактор крови
10. Леворукость
1. Желтая окраска смеян
2. Гладкая поверхность семян
3. Красная окраска венчика
4. Пазушное положение цветков
5. Вздутая форма бобов
6. Зеленая окраска бобов
7. Высокорослость
1. Зеленая окраска семян
2. Морщинистая поверхность семян
3. Белая окраска венчика
4. Верхушечное положение цветков
5. Плоская форма бобов
6. Желтая окраска бобов
7. Низкорослость
1. Круглые плоды
2. Красная окраска плода
3. Высокорослость
1. Грушевидные плоды
2. Желтая окраска плода
3. Низкорослость
1. Гороховидный гребень
2. Оперенные ноги
1. Простой гребень
2. Неоперенные ноги
1. Комолость
2. Черная шерсть
1. Наличие рогов
2. Красная шерсть
1. Серая окраска тела
2. Нормальные крылья
1. Черная окраска тела
2. Зачаточные крылья
А – ген кареглазости
а – ген голубоглазости
– аа
– Аа
F1 – кареглазый.
Ответ: кареглазый ребенок имеет генотип Аа.
Объяснение этой задачи должно быть таким.
Сначала запишем кратко условие задачи. Согласно данным таблицы «Альтернативные признаки» карий цвет глаз является доминантным признаком, поэтому ген, определяющий этот признак обозначим как «А», а ген, определяющий голубой цвет глаз (рецессивный признак), – как «а».
А – ген кареглазости;
а — ген голубоглазости.
Теперь определим генотипы родителей ребенка. Отец голубоглазый, следовательно, в его генотипе оба аллельных гена, определяющие цвет глаз, рецессивны, т.е. его генотип аа.
Мать ребенка кареглазая. Проявление этого цвета глаз возможно в следующих случаях.
1. При условии, что оба аллельных гена являются доминантными.
2. При условии, что один из аллельных генов – доминантный, а другой – рецессивный. Поскольку отец матери ребенка был голубоглазый, т.е. его генотип аа, то у нее один аллельный ген рецессивный. Значит, мать ребенка гетерозиготна по данному признаку, ее генотип Аа.
В задаче известен фенотип ребенка – кареглазый. Требуется узнать его генотип.
Запишем генотипы родителей справа от условия задачи.
Р: Aa х аа
Зная генотипы родителей, можно определить, какие типы гамет у них образуются. У матери образуются гаметы двух типов – А и а, у отца – только одного типа – а.
Р: Aa х аа
гаметы: А а а
В этом браке возможны дети с двумя генотипами по признаку цвета глаз:
Aa — кареглазые и аа – голубоглазые.
Фенотип ребенка известен из условия задачи: ребенок кареглазый. Следовательно, его генотип – Аа.
Ответ: кареглазый ребенок имеет генотип Аа.
Примечание. В F1 возможна другая запись:
Необходимые для решения задач умения и навыки
I. Прежде, чем приступить к решению задач, учащимся необходимо прочно овладеть навыками использования буквенных символов для обозначения доминантных и рецессивных генов, гомо- и гетерозиготных состояний аллелей, генотипов родителей и потомства.
Для более прочного овладения этими понятиями можно предложить тренировочные упражнения, которые нетрудно составить, используя данные табл. 1–3. А можно использовать текст готовой задачи, в этом случае учащимся предлагается проанализировать и записать условие задачи.
Таблица 2. Примеры моногенного наследования аутосомных признаков
Тыква
Томаты
Арбуз
Лук
Тутовый шелкопряд
Золотая рыбка
Попугайчики
Норка
Человек
Форма плода
Форма плода
Окраска плода
Окраска чешуи
Окраска гусениц
Строение глаз
Окраска оперения
Окраска шерсти
Строение скелета
Слух
Зрение
Дисковидная
Шаровидная
Полосатая
Красная
Полосатые
Обычные
Зеленая
Коричневая
Карликовость
Норма
Норма
Шаровидная
Грушевидная
Гладкая
Желтая
Гладкие
Телескопические
Голубая
Голубая
Норма
Глухота
Слепота
Таблица 3. Примеры моногенного наследования аутосомных полудоминантных признаков
Редис
Львиный зев
Куры
Крупный рогатый скот
Форма корнеплода
Окраска венчика
Окраска оперения
Масть
Длинная
Красная
Черная
Красная
Круглая
Белая
Белая
Белая
Овальная
Розовая
Пестрая
Чалая
Упражнение 1 (по таблице). У крупного рогатого скота ген комолости (т.е. безрогости) доминирует над геном рогатости, а черный цвет шерсти – над красным, причем гены обоих признаков находятся в разных хромосомах.
Какие генотипы у коров:
а) черных комолых;
б) черных рогатых;
в) красных рогатых;
г) красных комолых?
А — ген комолости;
а — ген рогатости;
В — ген черной окраски шерсти;
b – ген красной окраски шерсти.
Упражнение 2 (из текста задачи). Растения красноплодной земляники при скрещивании между собой всегда дают потомство с красными ягодами, а растения белоплодной земляники — с белыми ягодами. В результате скрещивания обоих сортов друг с другом получаются розовые ягоды. Какое потомство возникает при скрещивании между собой гибридных растений земляники с розовыми ягодами? Какое потомство получится, если опылить красноплодную землянику пыльцой гибридной земляники с розовыми ягодами?
Запишите условие задачи и скрещивания, упомянутые в задаче.
A + – ген красноплодности;
А – ген белоплодности;
АА – белоплодная земляника;
A + A + — красноплодная земляника;
A + А – земляника с розовыми ягодами.
A + A + х АА; A + A х A + A;
A + A + х A + A
II. Другое важное умение, которое необходимо отработать – умение определять фенотип по генотипу.
Упражнение 3. Какова окраска семян гороха при следующих генотипах: АА, аа, Аа? (См. табл. 1.)
Ответ: желтая; зеленая; желтая.
Упражнение 4. Какова форма корнеплода у редиса при следующих генотипах: АА, Аа, аа? (См. табл. 3.)
Ответ: длинная; овальная; круглая.
АА BB CC DD, n = 0; 2 n = 2 0 = 1 (1 сорт гамет) ABCD.
Аа BB CC DD, n = 1; 2 n = 2 1 = 2 (2 сорта гамет) гаметы: ABCD, aBCD.
Аа Bb CС DD, n = 2; 2 n = 4.
Для последнего случая рассмотрим запись гамет. Всего их должно быть 16.
Необходимо обратить внимание учащихся на то, что пары генов Аа, Bb, Cc, Dd находятся в разных хромосомах. При образовании гамет в процессе мейоза происходит расхождение гомологичных хромосом, и в каждой половой клетке оказывается гаплоидный набор хромосом, то есть в каждой гамете должны присутствовать хромосомы с генами А (или а), В (b), С (с), D (d). Недопустима запись гамет: Аа, Bb, Cc, Dd или A, a, B, b, C, c, D, d.
Так как каждая пара признаков наследуется независимо от других, то по каждой паре альтернативных признаков будет происходить распределение генов по гаметам в соотношении:
50% генов, имеющих доминантное проявление признака: А; В; С; D
50% генов, имеющих рецессивное проявление признака а; b; с; d
Т.е. в записи 16 гамет каждый ген должен повториться 8 раз.
1) Записываем № по порядку:
9
10
11
12
13
14
15
16
2) Записываем пару генов А и а:
1. A
2. A
3. А
4. A
5. A
6. A
7. A
8. A
9. a
10. a
11. a
12. a
13. a
14. a
15. a
16. a
Далее последовательно записываем остальные гены:
1. АВ
2. АВ
3. АВ
4. АВ
5. А
6. А
7. А
8. А
9. aB
10. аВ
11. aB
12. аВ
13. а
14. а
15. а
16. а
1. АВ
2. АВ
3. АВ
4. АВ
5. Аb
6. Аb
7. Аb
8. Аb
9. aB
10. аВ
11. аВ
12. аВ
13. ab
14. ab
15. ab
16. ab
1. АВС
2. AВС
3. АВ
4. АВ
5. AbС
6. AbС
7. Ab
8. Ab
9. аВС
10. аВС
11. аВ
12. аВ
13. abC
14. abC
15. ab
16. ab
1. АВС
2. АВС
3. АВс
4. АВс
4. АВс
5. AbС
6. AbС
7. Abc
8. Abc
9. аВС
10. аВС
11. aBc
12. aBc
13. abC
14. abC
15. abc
16. abc
1. ABCD
2. АВС
3. ABcD
4. АВс
5. AbCD
6. AbС
7. AbcD
8. Abс
9. aBCD
10. аВС
11. aBcD
12. aBc
13. abCD
14. abC
15. abcD
16. abc
1. ABCD
2. ABCd
3. ABcD
4. ABcd
5. AbCD
6. AbCd
7. AbcD
8. Abсd
9. aBCD
10. aBCd
11. aBcD
12. aBcd
13. abCD
14. abCd
15. abcD
16. abcd
Такая последовательность позволяет быстро записать все возможные комбинации распределения генов по гаметам.
Упражнение 5. Какие типы гамет образуются у растений, имеющих генотипы:
1) AA Bb cc Dd, n = 2; 2 n = 4
(4 сорта гамет).
2) Aa Bb CC Dd, n = 3; 2 n = 8
(8 сортов гамет).
Мы рассмотрели наиболее сложные примеры записи гамет. На первых этапах обучения задания должны быть простыми. Например, записать гаметы для генотипов АА, Аа, аа.
