Задания по генетике на ЕГЭ по биологии. Задача С6.
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.
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 —
.
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.
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
Для записи и определения генотипов используется решетка Пеннета
|
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.
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.
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.
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
.
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.
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.
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.
|
|
|
|
|
|
|
|
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.
|
|
|
|
|
|
|
|
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.
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:
|
|
|
|
|
|
|
|
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.
Р |
|
|
|
|
|
|
|
к оглавлению ▴
Задачи для самостоятельного решения
Ты нашел то, что искал? Поделись с друзьями!
к оглавлению ▴
Ответы
б)
|
|
|
|
|
|
|
|
Скачано с www.znanio.ru
Материалы на данной страницы взяты из открытых источников либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.