Genetski zadaci: primjeri, rješenja s objašnjenjima

Sposobnost rješavanja problema u genetici je vrlo važna, pogotovo ako student želi polagati objedinjeni državni ispit na temu biologije. Na prvi pogled, genetski zadaci su zbunjujući i nerazumljivi. Ali ako pogledate u proces odlučivanja, onda sve neće biti tako strašno. Razmotrimo kako riješiti probleme u genetici.

Povijest

Genetika je relativno nova znanost koja se sastoji od proučavanja nasljeđivanja i varijabilnosti živih organizama. Veliki doprinos njegovom razvoju uveo je poznati znanstvenik biolog Gregor Mendel. On je formulirao tri najvažnija zakona, od kojih je razvoj ovog znanstvenog polja dodatno otuđio i uveo pojam "genetike".

Unatoč činjenici da se ime ovog uglednog znanstvenika u mnogim udžbenicima pojavljuje kao ime pronalazača ovog biološkog polja, ne treba misliti da je on prvi razmišljao o nasljednosti. Iza njegovih otkrića i triju postulata genetike je titanski rad njegovih sljedbenika koji su pokušali proučiti ovo područje. Uostalom, kako povijest pokazuje, prije više od šest stotina godina ljudi su razumjeli primitivne zakone nasljeđivanja, ali ih nisu mogli objasniti.

Zakoni Mendela

Bez poznavanja tri osnovna zakona nasljeđivanja i varijabilnosti nemoguće je riješiti probleme genetike.

Prvi zakon objašnjava načela ujednačenosti hibrida prve generacije i glasi:

Prilikom križanja dvaju homozigotnih organizama različitih čistijih linija, koji se međusobno razlikuju u jednom paru alternativnih manifestacija osobine, cijela prva generacija hibrida (F1) bit će ujednačena i nositi manifestaciju osobine jednog od roditelja.

Ovaj zakon znači da ako se dvije čiste linije prelaze prema jednoj osobini, primjerice zeleni i žuti grašak, onda će apsolutno svi potomci imati samo jednu boju (žutu ili zelenu), ovisno o tome koja je značajka jača (dominantna) ,

Drugi zakon, koji objašnjava podjelu znakova, je sljedeći:

Kada se u drugoj generaciji križaju dva heterozigotna potomstva prve generacije, uočava se određeni numerički odnos: prema fenotipu -3: 1 i 1: 2: 1 prema genotipu.

To znači da su roditelji koji nisu čiste linije, u svakom slučaju manje vjerojatni, ali će potomstvo imati vanjsku razliku, da ne spominjemo genotip.

Treći zakon o nezavisnom nasljeđivanju je:

Kada se dvije osobe križaju jedna u drugu, razlikuju se jedna od druge u dva (ili više) parova alternativnih osobina, geni i odgovarajuća svojstva nasljeđuju se međusobno neovisno i kombiniraju se u svim mogućim kombinacijama.

To znači da jedna neovisno naslijeđena osobina ne može utjecati na manifestaciju ili ne-manifestaciju druge neovisne osobine.

Opća pravila

Da biste saznali kako riješiti probleme u genetici, morate:

• Biti u stanju pročitati stanje problema, iz njega odabrati potrebne informacije.
• Biti u stanju razlikovati alelne i nealelne gene.
• Razlikovati spolno povezano i autosomno nasljeđivanje.
• Biti u stanju koristiti terminologiju i pravila registracijskih zadataka.
• Budite u mogućnosti koristiti Punnett roštilj.

Ako već imate ideju o genetici kao znanosti, znate terminologiju i teoriju, onda je već pola puta već pokriveno - možete početi rješavati probleme.

registracija

Zadaci biologije za genetiku imaju svoju specifičnost dizajna, za koju je potrebno znati i moći koristiti posebne simbole. Ovi simboli su prikazani u tablici.

Korištenjem ove simbolike olakšat će se rješavanje problema i smanjiti glomaznost snimanja složenih zadataka.

Rešetka Pennet

Pennetova rešetka je posebna tablica koja je vrlo pogodna za korištenje pri rješavanju problema u genetici, u smislu kojih se pojavljuje više od jednog para značajki.

To je stol, na desnoj strani muški genotip je okomito pisan, a horizontalno na vrhu - ženski. Sredina je ispunjena pretpostavljenim genotipom potomaka.

Ako se zadaci na temu genetike učeniku daju teško, onda se preporuča riješiti i najlakše od njih uz pomoć ove mreže. Pomoći će pravilno nacrtati genotip, a da ne zbunjuje.

Mnogibridnoe prijelaz

Sada kada su razmatrani osnovni genetski principi, možemo početi objašnjavati zadatke u genetici. Započinjemo istraživanje s najjednostavnijim primjerima monohibridnog križanja, u kojem se razmatra samo jedan par osobina.

Uzmimo sljedeći primjer genetike: gen za gluho stanje je recesivan, za razliku od normalnog sluha. Dijete s oštećenim sluhom rođeno je gluhom čovjeku i normalnoj ženi. Potrebno je odrediti genotipove svih članova obitelji.

Kako riješiti problem genetike? Počnimo analizu po redu:

1. Gen za gluhoću je recesivan, što znači da ćemo ga označiti kao “a”, gen normalnog sluha će biti “A”.
2. Zadatak ne govori ništa o spolnim kromosomima, što znači da je gen lokaliziran u autosomu.
3. Odabiremo genotip oca. On ne čuje i, s obzirom na to da je gen za gluhoću recesivan, ovaj čovjek treba imati čistu liniju sljedeće vrste - "aa".
4. Potomak će imati isti princip. Potpuna gluhoća je moguća samo s čistom linijom recesivnog svojstva, inače bi je dominantni gen normalnog sluha blokirao.
5. Odabiremo genotip majke koja, prema stanju, ima normalno uho. Prema Mendelovom prvom zakonu, kada se prelaze dvije jasne linije, potomci uvijek nose dominantni fenotip, može se zaključiti da je majka heterozigotna za tu osobinu.

Tako je odgovor na ovaj genetski problem sljedeći: aa je otac, aa je dijete, Aa je majka.

Dihibridni prijelaz

Rješavanje problema biologije kod genetike ove vrste uključuje korištenje Punnettovih mreža. U tim se zadacima razmatra nasljeđivanje dviju neovisnih značajki.

Dakle, uvjet preuzet iz udžbenika:

U rajčicama dominira crvena boja voća nad žutom, a glatka koža ploda dominira nad dlakavim. Homozigotne biljke rajčice s crvenim i glatkim plodovima s homozigotnom biljkom rajčice sa žutim i dlakavim plodovima križale su jedna drugu. Odrediti genotip i fenotip potomstva.

Počnimo rješavati ovaj problem genetike:

• Definiramo važne točke zadatka: crvenu boju, koja je jači znak, označavamo kao "A", odnosno žutu, kao - "a". Gladite kožu kao “B”, a kožu spustite poput “c”.
• Poznato je da su roditelji čiste linije, pa će njihovi genotipovi imati sljedeći oblik: AAVB i aavv.
• Kako bi se utvrdili genotipovi i fenotipovi potomaka u prvoj generaciji, nije ni potrebno sastaviti Punnettovu mrežu. Prema prvom zakonu, svi će potomci biti heterozigotni (AaBB) i dominantan fenotip fenotipa, odnosno crvena boja i glatka koža.

Punnettova rešetkasta zadaća

Razmotrite zadatke genetike i hibridnog križanja, ali na složeniji način.

Uzmimo potomke prve generacije iz gore navedenog stanja, to jest rajčice s glatkom crvenom kožom i AAVB genotipom i pređemo ih recesivnom čistom linijom (aavv).

Da bismo saznali genotipove i fenotipove potomaka, za praktičnost, moramo napraviti tablicu.

Sada je vrlo lako odrediti izgled potomaka poznatim genotipovima:

• 1 potomak s crvenom kožom i glatkom kožom (AABB);
• 1 s crvenom kožom i dolje (Aavv);
• 1 sa žutom kožom i glatkom kožom (aaBb);
• 1 žuta s pahuljicom.

Tako je lako riješiti problem genetike za prijelaz na dva ili više temelja.

Nasljeđivanje poda

Osim znakova koje je naslijedio tip autosoma, ljudi i životinje imaju veliki broj znakova koji su lokalizirani u spolnim kromosomima.

Poznato je da osoba koja ne pati od bilo koje ozbiljne genetske abnormalnosti ima dvije (XX kod žena; XY u muškaraca). Većina znakova nosi X kromosom.

Razmotrite primjer rješavanja problema u genetici na ovu temu. Uzmite u obzir udžbenik:

Od roditelja s normalnim vidom, nekoliko djece rođeno je s normalnim vidom i jedan dječak koji je slijep (ne razlikuje crvene i zelene boje). Kako to objasniti? Koji su genotipovi roditelja i djece?

Rješenje ovog biološkog problema genetike bit će sljedeće:

• Poznato je da je sljepoća povezana s X kromosomom kao recesivna osobina. Označavanje sljepoće boja kao Xa, a normalna vizija kao Xa.
• Definiramo genotip roditelja. Ako otac ima normalan vid, onda on ne može biti nositelj gena za sljepoću boja s obzirom na njegove spolne karakteristike. Njegov genotip je HA U. S obzirom na činjenicu da obitelj još uvijek ima slijepu boju, majka je bila nositelj ovog defekta, iako sama nije patila. Njegov genotip je XAHa.
• Za određivanje genotipova djece stvorit ćemo posebnu tablicu za veću udobnost:

Stoga smo u ovom genetičkom problemu odredili sve genotipove.

Zadaci za krvne grupe

To je posebna vrsta zadataka, čije rješavanje zahtijeva točno znanje o tome kako se određena krvna grupa nasljeđuje. U tu svrhu koristite posebnu tablicu prikazanu na slici ispod.

Sada, nakon što smo naučili glavne zakonitosti, pokušajmo riješiti sljedeći genetski problem: 1. krvna skupina majke i 4. krv otac. Odredite krvnu skupinu djeteta.

Razvrstajmo zadatak prema:

• Prema gornjoj tablici, 1. krvna grupa označena je kao I ^O I ^O , a 4. - I ^A I ^B.
• S obzirom na genotipove roditelja, krvna grupa djeteta će biti ili 2 (I ^A I ^O ) ili 3 (I ^B I ^O ), u omjeru od 50 posto.

Pokušajmo riješiti drugi problem, ali Rh faktor. Da bismo to učinili, koristimo još jednu ilustrativnu tablicu prikazanu na slici.

Dakle, daje se: oba roditelja imaju negativan Rh faktor, a dijete ima pozitivan faktor. Otac je odlučio napraviti test kako bi potvrdio vezu. Što će biti rezultat ovog testa?

Odgovor: Prema rezultatima testa očinstva, dijete neće biti rođak. Budući da pozitivan Rh faktor znači da mora imati barem jednog roditelja s pozitivnim Rh faktorom.

Izazovi povećane složenosti

Razmotrivši jednostavne zadatke genetike, pokušajmo riješiti složenije. Uzmite, na primjer, zadatak koji će sadržavati i autosomne ​​i spolne karakteristike.

Dakle, daje se: kod ljudi, dominacija smeđih očiju iznad plavih je genetski određena. Sljepoća boja smatra se recesivnom u odnosu na normalan vid.

Žena smeđih očiju s normalnim vidom, čiji je otac imao plave oči i bolovao od sljepoće u boji, udaje se za plavookog muškarca s normalnim vidom. Napravite plan za rješavanje problema. Odredite genotipove roditelja i moguće potomstvo, vjerojatnost porođaja u ovoj obitelji djece - slijepih boja sa smeđim očima i njihovim spolom.

Rješavamo korak po korak:

• Kao što je poznato iz prethodno riješenih problema, sljepoća boja je povezana sa spolom, i to preciznije, s X kromosomom, te je označena kao Xa. O znaku boje očiju ništa ne govori, onda zaključujemo da je autosomno i da ga označavamo s B (smeđe) i b (plavo).
• Definiramo genotip majke. Poznato je da je smeđe oči i da ima normalan vid, ali ne može biti čista linija jer je njezin otac imao plave oči i probleme s percepcijom boje. Tako će njegov genotip biti u BVA XA.
• Definiramo genotip oca. To nije teško izvesti iz stanja: ima plave oči i normalan vid, što znači VVC ^A U.
• Da bi se odredio genotip potomaka, sastaviti rešetku:

Vizualni genotipovi su spremni. Sada ostaje da se utvrdi vjerojatnost braon-očiju djece s percepcijom boje u ovoj obitelji i utvrdi njihov spol. Da biste to učinili, pažljivo razmotrite tablicu. Smeđe očiju sljepoća boja pojavit će se samo u jednom slučaju, i to će biti dječak. Stoga je vjerojatnost njezine pojave 1/8.

Genetika na jedinstvenom državnom ispitu

Diplomci koji ove godine žele proći biologiju trebali bi znati da se genetički zadaci nalaze na ispitu. Da bi uspješno položili ispit, nije dovoljno biti u stanju riješiti jednostavne zadatke varijabilnosti i nasljeđivanja, ali još uvijek imati vještine za rješavanje složenijih zadataka.

Prema statistikama, postoji nekoliko varijanti genetskih problema u Jedinstvenom državnom testiranju, kako u prvom, tako iu posljednjem, što daje veći broj bodova.

Zadaci genetike za monohybrid križanja vrlo često se pojavljuju u Dijelu A demonstracijskih varijanti, numerirane (7, 8 i 30).

Međutim, zadaci za hibridno i polibrižarsko, za seksualno nasljeđivanje i za krvne grupe najčešće čine posljednji, najsloženiji dio pitanja jedinstvenog državnog ispita. Pojavljuju se na broju 6.

Za ispravno riješeno i, što je još važnije, pravilno izvršen zadatak, može dati tri točke.

Također je moguće susresti mješoviti tip, koji se u ovom članku smatra zadacima povećane složenosti. Oni također trebaju obratiti pozornost prilikom pripreme za upis, jer će prva godina prirodoslovnog profila riješiti takve probleme.

Da bi uspješno prošli EGE, potrebno je obratiti pozornost ne samo na teoretsku obuku, već i na rješavanje problema. Sustavnost i pravilnost u ovom predmetu nagrađivat će diplomante s visokim ocjenama za polaganje ispita i ulaskom u odabranu ustanovu za dobar specijalitet.