Genetické úlohy: příklady, řešení s vysvětleními

Schopnost řešit problémy v genetice je velmi důležitá, zvláště pokud student přijme jednotnou státní zkoušku na téma biologie. Na první pohled jsou genetické úkoly matoucí a nepochopitelné. Ale pokud se podíváte na rozhodovací proces, pak nebude všechno tak strašné. Zjistíme, jak řešit problémy v genetice.

Dějiny

Genetika je relativně nová věda, spočívající ve studiu dědičnosti a variability živých organismů. Velký přínos pro jeho vývoj představil slavný biolog vědec Gregor Mendel. Byl to ten, kdo formuloval tři nejdůležitější zákony, z nichž vývoj tohoto vědeckého oboru dále odcizil a představil koncept "genetiky".

Navzdory skutečnosti, že jméno tohoto významného vědce se objevuje v mnoha učebnicích jako jméno objevitele tohoto biologického pole, nemělo by se domnívat, že byl první, kdo přemýšlel o dědičnosti. Za jeho objevy a tři postuláty genetiky je titanická práce jeho následovníků, kteří se snažili tuto oblast studovat. Koneckonců, jak historie ukazuje, před více než šesti sty lety, lidé pochopili primitivní zákony dědictví, ale nemohli je vysvětlit.

Zákony Mendela

Bez znalosti tří základních zákonů dědičnosti a variability není možné řešit genetické problémy.

První zákon vysvětluje principy jednotnosti hybridů první generace a zní takto:

Při překročení dvou homozygotních organismů, které patří k různým čistým liniím a liší se od sebe v jedné dvojici alternativních projevů znaku, bude celá první generace hybridů (F1) jednotná a nesou projev rysu jednoho z rodičů.

Tento zákon znamená, že jestliže jsou dvě čiré čáry překračovány podle jednoho znaku, například zeleného a žlutého hrášku, potom absolutně všichni potomci budou mít pouze jednu barvu (buď žlutou nebo zelenou), v závislosti na jehož vlastnostech je silnější (dominantní) .

Druhý zákon, který vysvětluje rozdělení znaků, je následující:

Když se u druhé generace překříží dva heterozygotní potomci první generace, je zjištěn určitý početný vztah: podle fenotypu -3: 1 a podle genotypu 1: 2: 1.

To znamená, že rodiče, kteří nejsou čistými liniemi, jsou v každém případě méně pravděpodobné, ale potomci budou mít vnější rozdíl, nemluvě o genotypu.

Třetí zákon o nezávislém dědictví je:

Když se dva jedinci navzájem překrývají, liší se od sebe ve dvou (nebo více) párech alternativních znaků, jsou geny a odpovídající znaky zděděny nezávisle na sobě a jsou kombinovány ve všech možných kombinacích.

To znamená, že jeden nezávisle zděděný rys nemůže ovlivnit projev nebo neexistenci jiného nezávislého rysu.

Obecná pravidla

Chcete-li se naučit řešit problémy v genetice, musíte:

• Chcete-li si přečíst stav problému, vyberte si z něj potřebné informace.
• Rozlišovat mezi alelickými a nealukčními geny.
• Rozlišujte mezi pohlavně spojenou a autosomální dědičností.
• Být schopen používat terminologii a pravidla při registraci.
• Bude možné používat grilovací zařízení Punnett.

Pokud už máte představu o genetice jako o vědě, víte terminologii a teorii, pak už byla polovina cesty pokryta - můžete začít řešit problémy.

Design

Úkoly biologie pro genetiku mají svou specifickou konstrukcí, pro kterou je třeba znát a být schopni používat speciální symboly. Tyto symboly jsou uvedeny v tabulce.

Použití této symboliky pomůže usnadnit řešení problémů a snížit těžkopádné zaznamenávání složitých úkolů.

Pennetová mřížka

Pennetova mřížka je speciální tabulka, která je velmi vhodná při řešení problémů v genetice, z nichž se objevuje více než jedna dvojice funkcí.

Jedná se o tabulku, na pravé straně je mužský genotyp vertikálně psaný a horizontálně nahoře - samice. Střed je naplněn předpokládaným genotypem potomků.

Pokud jsou úkoly na téma genetiky dány studentovi s obtížemi, pak se doporučuje vyřešit i ty nejsvětlejší z nich pomocí této mřížky. To pomůže správně malovat genotyp, aniž by to bylo matoucí.

Multibrodení

Nyní, když jsme zvažovali základní genetické principy, můžeme začít vysvětlovat úkoly v genetice. Studii začneme s nejjednoduššími příklady monohybridního přechodu, ve kterém je zvažována pouze jedna dvojice vlastností.

Použijte následující příklad genetiky: gén hluchoty je recesivní, na rozdíl od normálního sluchového genu. Dítě se sluchovým postižením se narodilo hluchému a normální ženě. Je nutné určit genotypy všech členů rodiny.

Jak řešit problém genetiky? Začneme analýzu v pořadí:

1. Hloubkový gen je recesivní, což znamená, že ho označujeme jako "a", gen normálního sluchu bude "A".
2. Úkol neříká nic o pohlavních chromozomech, což znamená, že gen je lokalizován v autosome.
3. Vybíráme genotyp otce. Neslyší a vzhledem k tomu, že gen hluchoty je recesivní, měl by tento člověk mít čistou řadu následujícího typu - "aa".
4. Potomník bude mít stejný princip. Kompletní hluchota je možná pouze s čistou čarou recesivního rysu, jinak by dominantní gen normálního sluchu blokoval.
5. Vybíráme genotyp matky, která má podle stavu normální ucho. Podle prvního zákona Mendela, že když jsou překročeny dvě jasné linie, potomci vždy nesou dominantní fenotyp, lze konstatovat, že matka je pro tento rys heterozygotní.

Odpověď na tento genetický problém je tedy následující: aa je otec, aa je dítě, Aa je matka.

Dihybridní přechod

Řešení problémů v biologii s genetikou tohoto typu zahrnuje použití Punnettových mřížek. Při těchto úkolech je zvažováno dědění dvou nezávislých vlastností.

Takže podmínka převzatá z učebnice:

V rajčatech dominuje červená barva ovoce nad žlutou a hladká kůže ovoce dominuje nad pivem. Homozygotní rostliny rajčat s červeným a hladkým ovocem s homozygotní rostlinou z rajčat se žlutými a pýřitými plody se navzájem překřížily. Určete genotyp a fenotyp potomstva.

Začněme řešit tento genetický problém:

• Definujeme důležité body úkolu: červená barva, která je silnější znaménko, označujeme jako "A", resp. Žlutou, jako - "a". Hladká kůže jako "B" a kůže s dolů jako "c".
• Je známo, že rodiče jsou čisté linie, proto jejich genotypy budou mít následující podobu: AAVB a aavv.
• K určení genotypů a fenotypů potomků v první generaci není dokonce nutné vytvořit síť Punnett. Podle prvního zákona budou všichni potomci heterozygotní (AaBB) a mají dominantní fenotypový fenotyp, tj. Červenou barvu a hladkou pleť.

Punnett Lattice úkoly

Zvažte úkoly genetiky a hybridního přechodu, ale složitějším způsobem.

Vezměte potomky první generace z výše uvedeného stavu, tj. Rajčat s hladkou červenou kůží a genotyp AAVB a překračujte je recesivně čistou linií (aavv).

Abychom zjistili genotypy a fenotypy potomků, potřebujeme z důvodu pohodlí udělat stůl.

Nyní je velmi snadné určit vzhled potomků známými genotypy:

• 1 potomka s červenou kůží a hladkou pokožkou (AABB);
• 1 s červenou kůží a dolů (Aavv);
• 1 se žlutou kůží a hladkou pokožkou (aaBb);
• 1 žlutá s chmýří.

Je tak snadné vyřešit problém genetiky pro překročení dvou nebo více důvodů.

Podlaha dědictví

Kromě znaků, které byly autosomem zděděny, lidé a zvířata mají obrovský počet znaků, které jsou lokalizovány v pohlavních chromozomech.

Je známo, že osoba, která netrpí vážnými genetickými abnormalitami, má dvě z nich (XX u žen, XY u mužů). Většina příznaků nese chromozom X.

Zvažte příklad řešení problémů v genetice na toto téma. Proveďte stav učebnice:

Od rodičů s normálním viděním se narodilo několik dětí s normálním viděním a jeden chlapec, který je barevně slepý (nerozlišuje mezi červenou a zelenou barvou). Jak to vysvětlit? Jaké jsou genotypy rodičů a dětí?

Řešení tohoto biologického problému genetiky bude následující:

• Je známo, že barevná slepota je spojena s chromozomem X jako recesivní vlastností. Označte barevnou slepotu jako Xa a normální vidění jako Xa.
• Definujeme genotyp rodiče. Pokud má otec normální vidění, nemůže být nositelem genu pro barevnou slepotu z pohledu jeho sexuálních charakteristik. Jeho genotyp je ХАУ. Vzhledem k tomu, že rodina má ještě barvitou barvu, matka byla nositelem této vady, ačkoli ona sama netrpěla. Jejím genotypem je XAHa.
• K určení genotypů dětí vytvoříme speciální tabulku pro větší pohodlí:

Tak jsme v tomto genetickém problému určili všechny genotypy.

Úkoly pro typy krve

Jedná se o speciální typ úkolů, jejichž řešení vyžaduje přesně vědět, jak je dědičná krevní skupina zděděna. Chcete-li to provést, použijte speciální tabulku na obrázku níže.

Nyní, když jsme se naučili hlavní pravidelnosti, pokusme se vyřešit následující genetický problém: 1. typ krve matky a 4. krev otce. Určete krevní skupinu dítěte.

Řadíme úkol v pořadí:

• Podle výše uvedené tabulky je 1. krevní skupina označena jako ^IO I ^O a 4. - I ^A I ^B.
• Vzhledem k genotypům rodičů bude krevní skupina dítěte buď v poměru 2 (I ^A I ^O ) nebo 3 (I ^B I ^O ) v poměru 50%.

Pokusíme se vyřešit jiný problém, ale faktor Rh. K tomu použijeme další ilustrativní tabulku na obrázku.

Takže je to dáno: oba rodiče mají negativní Rh faktor a dítě má pozitivní faktor. Otec se rozhodl provést test, který potvrdí vztah. Jaký bude výsledek tohoto testu?

Odpověď: Podle výsledků testu otcovství dítěte nebude příbuzné. Protože pozitivní faktor Rh znamená, že musí mít alespoň jednoho rodiče s pozitivním Rh faktorem.

Výzvy s větší složitostí

Po zvážení jednoduchých úkolů genetiky se pokusíme vyřešit složitější. Vezměte například úkol, který bude obsahovat autosomální i sexuální charakteristiky.

Takže je dáno: u lidí je dominance hnědých očí nad modrými oči geneticky určena. A barevná slepota je považována za recesivní vzhledem k normálnímu vidění.

Hnědočasá žena s normálním viděním, jehož otec měl modré oči a utrpěl slepou barvu, si vezme modrookého muže s normálním viděním. Proveďte schéma řešení problému. Určete genotypy rodičů a možných potomků, pravděpodobnost narození v této rodině dětí - barevně slepé s hnědými očima a jejich pohlaví.

Řešíme krok za krokem:

• Jak je známo z dříve řešených problémů, barevná slepota je spojena s pohlavím a konkrétněji s chromozómem X a je označena jako Xa. O znaku barvy očí se nic neříká, pak jsme dospěli k závěru, že je autosomální a označuje ji B (hnědý) a b (modrý).
• Definujeme genotyp matky. Je známo, že má hnědé oči a má normální vidění, ale nemůže být čistá linie, protože její otec měl modré oči a problémy s barevným vnímáním. Jeho genotyp bude tedy v BVA XA.
• Definujeme genotyp otce. Není to těžké to udělat z tohoto stavu: má modré oči a normální vidění, což znamená VVC ^A U.
• K určení genotypu potomků vytvořte mřížku:

Vizuální genotypy jsou připraveny. Zůstává nyní určit pravděpodobnost, že děti s hnědými očima mají v této rodině vnímání barev a určují jejich pohlaví. Chcete-li to provést, pečlivě zvažte tabulku. Hnědé oči barevná slepota se objeví pouze v jednom případě a bude to chlapec. Pravděpodobnost výskytu je tedy 1/8.

Genetika v jednotné státní zkoušce

Absolventi, kteří mají letos absolvovat biologii, by měli vědět, že genetické úkoly se nacházejí ve zkoušce. Chcete-li úspěšně absolvovat zkoušku, nestačí, abyste byli schopni řešit jednoduché úkoly variability a dědičnosti, ale přesto máte dovednosti k řešení složitějších úkolů.

Podle statistik existuje několik variant genetických problémů v Unified State Testing, a to jak v první, tak v poslední části, která dává větší počet bodů.

Úkoly genetiky pro monohybridní křížení se velmi často objevují v části A ukázkových variant, číslovaných (7, 8 a 30).

Úkoly pro hybridní a polybreední, sexuální dědictví a krevní skupiny nejčastěji tvoří poslední a nejsložitější část otázek Unified State Exam. Objevují se na čísle 6.

Pro správně řešené a co je důležité, správně provedený úkol, může dát tři body.

Je také možné splnit smíšený typ, který je v tomto článku považován za úkoly s vyšší složitostí. Při přípravě na přijetí musí také věnovat pozornost, protože první rok profilu přírodních věd tyto problémy vyřeší.

Aby bylo možné úspěšně absolvovat EGE, je třeba věnovat pozornost nejen teoretickému výcviku, ale i praktickému řešení problémů. Systematická a pravidelnost v této oblasti odmění absolventy s vysokým skóre za zkoušku a vstup do vybrané instituce pro dobrou specialitu.