Genetske naloge: primeri, rešitve z razlagami

Zelo pomembna je sposobnost reševanja problemov iz genetike, še posebej, če bo študent opravil enotni državni izpit iz biologije. Na prvi pogled so genetske naloge nejasne in nerazumljive. Toda če pogledate v proces odločanja, potem vse ne bo tako grozno. Ugotovimo, kako rešiti probleme v genetiki.

Zgodovina

Genetika je relativno nova znanost, ki jo sestavljajo preučevanje dedovanja in variabilnosti živih organizmov. Velik prispevek k njegovemu razvoju je predstavil slavni znanstvenik biolog Gregor Mendel. On je tisti, ki je oblikoval tri najpomembnejše zakone, od katerih se je razvoj tega znanstvenega področja še bolj odtujil in vpeljal koncept "genetike".

Kljub temu, da se ime tega uglednega znanstvenika v številnih učbenikih pojavi kot ime odkritelja tega biološkega polja, ne smemo misliti, da je bil prvi, ki je pomislil na dednost. Za njegovimi odkritji in tremi postulati genetike je titanično delo njegovih privržencev, ki so poskušali preučiti to področje. Navsezadnje, kot kaže zgodovina, so ljudje pred več kot šeststo leti razumeli primitivne zakone o dedovanju, vendar jih niso mogli pojasniti.

Zakoni Mendela

Brez poznavanja treh temeljnih zakonov dedovanja in variabilnosti ni mogoče rešiti genetskih problemov.

Prvi zakon pojasnjuje načelo enotnosti hibridov prve generacije in se glasi: t

Pri prehodu dveh homozigotnih organizmov, ki pripadajo različnim čistim linijam in se med seboj razlikujejo v enem paru alternativnih manifestacij lastnosti, bo celotna prva generacija hibridov (F1) enotna in nosila manifestacijo lastnosti enega od staršev.

Ta zakon pomeni, da če se prečita dve čisti vrstici glede na eno lastnost, na primer zeleni in rumeni grah, potem bodo absolutno vsi potomci imeli samo eno barvo (rumeno ali zeleno), odvisno od tega, katera lastnost je močnejša (dominantna) .

Drugi zakon, ki pojasnjuje delitev znakov, je naslednji: t

Ko se v drugi generaciji križata dva heterozigotna potomca prve generacije, opazimo določeno numerično razmerje: po fenotipu -3: 1 in 1: 2: 1 glede na genotip.

To pomeni, da so starši, ki niso čiste linije, v vsakem primeru manj verjetni, toda potomci bodo imeli zunanjo razliko, da ne omenjamo genotipa.

Tretji zakon o neodvisnem dedovanju je: t

Ko se dve osebi križata in se med seboj razlikujeta v dveh (ali več) parovih alternativnih lastnosti, so geni in pripadajoče lastnosti podedovani neodvisno drug od drugega in so združeni v vseh možnih kombinacijah.

To pomeni, da ena neodvisno podedovana lastnost ne more vplivati ​​na manifestacijo ali ne-manifestacijo druge samostojne lastnosti.

Splošna pravila

Če želite izvedeti, kako reševati probleme v genetiki, morate:

• Da bi lahko prebrali stanje problema, iz njega izbrali potrebne informacije.
• Da bi lahko razlikovali med alelnimi in nalealnimi geni.
• Razlikovati je treba spolno in avtosomno dedovanje.
• Da bi lahko uporabljali terminologijo in pravila za registracijske naloge.
• Lahko uporabite žar Punnett.

Če že imate idejo o genetiki kot znanosti, poznate terminologijo in teorijo, potem je že polovica poti že pokrita - lahko začnete reševati probleme.

Oblikovanje

Naloge biologije za genetiko imajo svojo specifičnost oblikovanja, za katero je potrebno poznati in znati uporabljati posebne simbole. Ti simboli so prikazani v tabeli.

Uporaba tega simbolizma bo olajšala reševanje problemov in zmanjšala zapleteno beleženje zapletenih nalog.

Rešetka Pennet

Pennetova mreža je posebna tabela, ki je zelo primerna za uporabo pri reševanju genetskih problemov, pri čemer se pojavijo več kot en par funkcij.

To je miza, na desni strani katere je moški genotip vertikalno zapisan, in vodoravno na vrhu - ženski. Sredina je polna domnevnega genotipa potomcev.

Če so naloge na temo genetike dane študentu s težavo, potem je priporočljivo, da jih tudi rešite s pomočjo te mreže. Pomagala bo pravilno slikati genotip, ne da bi zmedla.

Multibreeding

Zdaj, ko smo upoštevali osnovna genetska načela, lahko začnemo razlagati naloge v genetiki. Študijo začnemo z najenostavnejšimi primeri monohibridnega križanja, v katerem se upošteva le en par lastnosti.

Vzemite naslednji genetski primer: gen za gluhost je recesiven, za razliko od normalnega slušnega gena. Otroka z okvaro sluha je rodil gluh in normalna ženska. Potrebno je določiti genotipe vseh družinskih članov.

Kako rešiti problem genetike? Začnimo analizo po:

1. Gen za gluhost je recesiven, kar pomeni, da ga bomo označili kot »a«, gen normalnega sluha bo »A«.
2. Naloga nič ne govori o spolnih kromosomih, kar pomeni, da je gen lokaliziran v avtosomu.
3. Izberemo genotip očeta. Ne sliši, in ker je gen za gluhost recesiven, mora imeti ta človek čisto črto naslednje vrste - "aa".
4. Potomec bo imel isto načelo. Popolna gluhost je možna le s čisto linijo recesivne lastnosti, sicer bi jo blokiral dominantni gen normalnega sluha.
5. Izberemo genotip matere, ki ima glede na stanje normalno uho. Po prvem Mendelovem zakonu, ko sta dve jasni črti prečkani, potomci vedno nosijo prevladujoči fenotip, lahko sklepamo, da je mati heterozigotna za to lastnost.

Odgovor na ta problem genetike je naslednji: aa je oče, aa je otrok, Aa je mati.

Dihibrični prehod

Reševanje problemov biologije pri tej vrsti genetike vključuje uporabo Punnettovih mrež. Pri teh nalogah se upošteva dedovanje dveh neodvisnih značilnosti.

Torej, pogoj iz učbenika:

V paradižniku prevladuje rdeča barva sadja nad rumeno, gladka koža sadja pa prevladuje nad puhasto. Homozigotne rastline paradižnika z rdečimi in gladkimi plodovi s homozigotno rastlino paradižnika z rumenimi in puhastimi sadeži so se križale. Določite genotip in fenotip potomcev.

Začnimo reševati ta problem genetike:

• Definiramo pomembne točke naloge: rdeča barva, ki je močnejši znak, označimo kot "A", rumeno, kot - "a". Gladka koža kot »B«, koža pa navzdol »c«.
• Znano je, da so starši čiste linije, zato bodo njihovi genotipi naslednji: AAVB in aavv.
• Za določitev genotipov in fenotipov potomcev v prvi generaciji ni potrebno sestaviti mreže Punnett. Po prvem zakonu bodo vsi potomci heterozigotni (AaBB) in imajo dominanten fenotip fenotipa, to je rdeče barve in gladko kožo.

Nalaganje v mrežo Punnett

Razmislite o nalogah genetike in hibridnem prehodu, vendar na bolj zapleten način.

Iz zgoraj navedenih pogojev vzemite potomce prve generacije, to je paradižnik z gladko rdečo kožo in genotip AAVB ter jih prečkate z recesivno čisto linijo (aavv).

Za lažje iskanje genotipov in fenotipov potomcev moramo narediti tabelo.

Zdaj je zelo enostavno določiti pojavnost potomcev z znanimi genotipi:

• 1 potomca z rdečo kožo in gladko kožo (AABB);
• 1 z rdečo kožo in navzdol (Aavv);
• 1 z rumeno kožo in gladko kožo (aaBb);
• 1 rumena z dlako.

Tako težko je rešiti problem genetike za prehod na dva ali več razlogov.

Dedno dedovanje

Poleg znakov, ki jih je podedoval tip avtosoma, imajo ljudje in živali veliko znakov, ki so lokalizirani v spolnih kromosomih.

Znano je, da ima oseba, ki nima nobenih resnih genetskih nepravilnosti, dve (XX pri ženskah, XY pri moških). Večina znakov nosi kromosom X.

Razmislite o primeru reševanja problemov iz genetike na to temo. Vzemite pogoj za učbenik:

Od staršev z normalnim vidom se je več otrok rodilo z normalnim vidom in enim fantom, ki je barvno slep (ne razlikuje med rdečo in zeleno barvo). Kako to razložiti? Kakšni so genotipi staršev in otrok?

Rešitev tega biološkega problema genetike bo naslednja:

• Znano je, da je barvna slepota povezana z X kromosomom kot recesivno lastnost. Barvno slepoto označimo kot Xa in normalno vizijo kot Xa.
• Definiramo genotip roditelja. Če ima oče normalen vid, potem ne more biti nosilec gena za barvno slepoto glede na njegove spolne značilnosti. Njegov genotip je HА U. Glede na to, da ima družina še vedno slepo barvo, je bila mati nosilka te napake, čeprav sama ni trpela. Njegov genotip je XAHa.
• Za določitev genotipov otrok bomo ustvarili posebno tabelo za večje udobje:

Tako smo v tem genetičnem problemu določili vse genotipe.

Naloge za krvne skupine

To je posebna vrsta nalog, za reševanje katerih je potrebno natančno vedeti, kako je določena krvna skupina podedovana. V ta namen uporabite posebno tabelo, prikazano na spodnji sliki.

Zdaj, ko smo se naučili glavnih pravil, poskusimo rešiti naslednjo genetsko težavo: 1. krvno skupino matere in 4. očetovo kri. Določite krvno skupino otroka.

Razvrsti nalogo po vrstnem redu:

• V skladu z zgornjo tabelo je 1. krvna skupina označena kot I ^O I ^O , in 4. - I ^A I ^B.
• Glede na genotipe staršev bo krvna skupina otroka 2 (I ^A I ^O ) ali 3 (I ^B I ^O ), v 50-odstotnem razmerju.

Poskusimo rešiti drug problem, toda z Rh faktorjem. V ta namen uporabimo še eno ilustrativno tabelo, predstavljeno na sliki.

Tako je dano: oba starša imata negativen Rh faktor in otrok ima pozitiven. Oče se je odločil, da opravi preizkus za potrditev odnosa. Kakšen bo rezultat tega testa?

Odgovor: Glede na rezultate preizkusa očetovstva, otrok ne bo sorodnik. Ker pozitiven Rh faktor pomeni, da mora imeti vsaj enega od staršev s pozitivnim Rh faktorjem.

Izzivi večje kompleksnosti

Ob upoštevanju preprostih nalog genetike poskušajmo rešiti bolj zapletene. Vzemite na primer nalogo, ki bo vsebovala tako avtosomne ​​kot spolne značilnosti.

Tako je dano: pri ljudeh je prevlada rjavih oči nad modrimi genetsko določena. In barvna slepota velja za recesivno glede na normalen vid.

Ženska z rdečimi očmi z normalnim vidom, čigar oče je imel modre oči in trpel barvno slepoto, se poroči z modrookim moškim z normalnim vidom. Naredite shemo za reševanje problema. Določite genotipe staršev in možne potomce, verjetnost rojstva v tej družini otrok - barvni slepi z rjavimi očmi in njihov spol.

Rešujemo po korakih:

• Kot je znano iz prej rešenih problemov, je barvna slepota povezana s spolom in, natančneje, s kromosomom X in je označena kot Xa. Glede znaka barve oči ničesar ne pove, potem sklepamo, da je avtosomno in ga označujemo z B (rjavo) in b (modro).
• Definiramo genotip matere. Znano je, da je rjava in ima normalen vid, vendar ne more biti čista linija, ker je imel oče modre oči in težave z zaznavanjem barv. Tako bo njegov genotip v BVA XA.
• Definiramo genotip očeta. To ni težko izvesti iz stanja: ima modre oči in normalni vid, kar pomeni VVC ^A U.
• Da bi določili genotip potomcev, sestavimo mrežo:

Vidni genotipi so pripravljeni. Zdaj je treba ugotoviti, kakšna je verjetnost, da so v tej družini rjave oči otrok z barvno zaznavo in da določijo njihov spol. Če želite to narediti, skrbno preučite tabelo. Rjavolika barvna slepota se bo pojavila samo v enem primeru, in to bo fant. Tako je verjetnost njegovega nastanka 1/8.

Genetika na enotnem državnem izpitu

Diplomanti, ki so v letošnjem letu želeli opraviti biologijo, bi morali vedeti, da se pri izpitu najdejo naloge genetike. Da bi uspešno opravili izpit, ni dovolj, da smo sposobni reševati preproste naloge variabilnosti in dedovanja, vendar še vedno obvladati zahtevnejše naloge.

Statistični podatki kažejo, da obstaja več variant genetskih problemov v preizkušanju enotne države, tako v prvem kot v zadnjem, kar daje večje število točk.

Naloge genetike za monohybrid križanja se pogosto pojavljajo v delu A predstavitvenih variant, oštevilčenih (7, 8 in 30).

Toda naloge hibridnega in polirinizma, za spolno dedovanje in za krvne skupine najpogosteje sestavljajo zadnji, najbolj zapleten del vprašanj enotnega državnega izpita. Pojavijo se pod številko 6.

Za pravilno rešeno in, kar je pomembno, pravilno izvedeno nalogo lahko poda tri točke.

Možna je tudi mešana vrsta, ki je v tem članku obravnavana kot naloge povečane kompleksnosti. Prav tako morajo biti pozorni, ko se pripravljajo na sprejem, saj bo prvo leto naravoslovnega profila rešilo takšne probleme.

Da bi uspešno prestali EGE, je treba paziti ne le na teoretično usposabljanje, ampak tudi na reševanje problemov. Sistematična in pravilnost pri tem bo nagrajevala diplomante z visoko oceno za izpit in vstopom v izbrano institucijo za dobro specialiteto.