Сборник задач по генетике : методические рекомендации по решению задач для лабораторных занятий по дисциплине «Генетика и эволюционное учение» («Генетика)
Покупка
Тематика:
Общая генетика. Общая цитология
Издательство:
Директ-Медиа
Год издания: 2019
Кол-во страниц: 148
Дополнительно
Вид издания:
Учебно-методическая литература
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-4499-0567-3
Артикул: 794513.01.99
Сборник задач по генетике составлен на основе квалификационных требований и в соответствии с типовой программой, утвержденных приказом Министерства высшего и среднего специального образования Республики Узбекистан от 24.08.2017 № 603 для студентов педагогических вузов, обучающихся по специальности 5110400 — методики преподавания биологии. Методические рекомендации по решению задач для лабораторных занятий по дисциплине «Генетика и эволюционное учение» («Генетика») может быть полезен не только студентам вузов, но и магистрам и преподавателям, а также тем, кто интересуется решением задач по генетике. Методические рекомендации являются результатом совместной работы преподавателей Ташкентского государственного педагогического университета имени Низами и Тульского государственного педагогического университета им. Л. Н. Толстого.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 06.03.01: Биология
- 44.03.01: Педагогическое образование
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ГЕНЕТИКЕ Методические рекомендации по решению задач для лабораторных занятий по дисциплине «Генетика и эволюционное учение» («Генетика) Москва Берлин 2019
УДК 575(075) ББК 28.04я73 С23 Составители: Шахмурова Г. А., Халитова Р. А., Карташова Н. С. Рецензенты: Жураева У. М. — доцент, заведующая кафедрой «Микробиологии и биотехнологии», НУУ им. М. Улугбека; Хайдарова П. Б. — канд. биол. наук, доцент кафедры «Зоологии и анатомии», ТГПУ им. Низами Сборник задач по генетике : методические рекомендации по решению задач для лабораторных занятий по дисциплине «Генетика и эволюционное учение» («Генетика) / сост. Г. А. Шахмурова, Р. А. Халитова, Н. С. Карташова — Москва ; Берлин : Директ-Медиа, 2019. — 148 с. ISBN 978-5-4499-0567-3 Сборник задач по генетике составлен на основе квалификационных требований и в соответствии с типовой программой, утвержденных приказом Министерства высшего и среднего специального образования Республики Узбекистан от 24.08.2017 № 603 для студентов педагогических вузов, обучающихся по специальности 5110400 — методики преподавания биологии. Методические рекомендации по решению задач для лабораторных занятий по дисциплине «Генетика и эволюционное учение» («Генетика») может быть полезен не только студентам вузов, но и магистрам и преподавателям, а также тем, кто интересуется решением задач по генетике. Методические рекомендации являются результатом совместной работы преподавателей Ташкентского государственного педагогического университета имени Низами и Тульского государственного педагогического университета им. Л. Н. Толстого. Текст приводится в авторской редакции. УДК 575(075) ББК 28.04я73 ISBN 978-5-4499-0567-3 © Шахмурова Г. А., Халитова Р. А., Карташова Н. С., составление, 2019 © Издательство «Директ-Медиа», оформление, 2019 С23
СОДЕРЖАНИЕ Введение ................................................................................................................... 4 Терминология, используемая в решении задач .................................................... 5 Общие рекомендации по решению генетических задач ..................................... 8 Задачи по теме «Моногибридное скрещивание» ............................................... 12 Задачи по теме «Возвратное скрещивание. Анализирующее скрещивание» ........................................................................... 25 Задачи по теме «Неполное доминирование» ...................................................... 33 Задачи по теме «Ди- и полигибридное скрещивание» ...................................... 40 Задачи по теме «Взаимодействие генов». Комплементарность ....................... 54 Задачи по теме «Взаимодействие генов». Эпистаз ............................................ 69 Задачи по теме «Взаимодействие генов». Полимерное взаимодействие генов ..................................................................... 81 Задачи по теме «Плейотропия» ............................................................................ 93 Задачи по теме «Наследование групп крови» .................................................. 101 Задачи по теме «Сцепленное наследование (кроссинговер)» ........................ 107 Задачи по теме «Наследование, сцепленное с полом» .................................... 116 Задачи по теме «Хромосомные болезни человека, возникающие в результате нерасхождения половых хромосом .................... 130 Задачи по теме «Анализ родословных» ............................................................ 132 Комбинированные задачи ................................................................................... 141 Список использованной литературы ................................................................. 146
ВВЕДЕНИЕ Цель издания настоящего сборника задач по генетике - помочь студентам проверить себя в решении типовых и наиболее сложных задач по генетике. Книга не содержит объемного теоретического материала, дающего представление о современном состоянии генетики. Однако для качественной подготовки и успешного решения задач необходимо много заниматься и работать с учебной и дополнительной литературой. Полный список рекомендуемой литературы приводится в конце книги. Кроме основных учебников для серьезной подготовки по предмету требуется основательное изучение многочисленной дополнительной научной и научно-популярной литературы. Перечень использованной при подготовке сборника литературы приведен в конце издания. Сборник задач по генетике содержит задачи разного уровня сложности. Методические рекомендации рассматривают общие принципы оформления и решения генетических задач, приводятся методические рекомендации, облегчающие их решение, по конкретным темам предлагаются задачи с ответами. Теоретический материал дается в кратком изложении и рекомендуется в качестве дополнительного материала к лекционному курсу по генетике, а также может быть использован для самостоятельной работы студентов и проверки их знаний. По этой причине в сборнике отсутствует перечень ответов. Методические рекомендации по решению задач для лабораторных занятий по дисциплине «Генетика и эволюционное учение» («Генетика») призваны углубить и закрепить знания студентов по такому важному разделу биологии, как структурно-функциональная организация генов и геномов прокариотических и эукариотических организмов, привить им навыки творческого подхода в процессе самоподготовки, а также пробудить интерес к самостоятельной работе. Сборник рассчитан для студентов, обучающихся по специальности 5110400 — методики преподавания биологии, а также для тех, кто интересуется решением задач по генетике.
ТЕРМИНОЛОГИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ В РЕШЕНИИ ЗАДАЧ Альтернативные признаки — контрастные признаки (например: карие глаза — голубые глаза, среди них встречаются и противоположные признаки: высокий рост — низкий рост). Анализирующее скрещивание — скрещивание особи неопределенного генотипа с особью, гомозиготной по рецессивным аллелям. Аллели (аллельные гены) — гены, определяющие развитие альтернативных признаков. Аутосома — любая парная хромосома, не относящаяся к половым хромосомам в диплоидных клетках. У человека диплоидный хромосомный набор (кариотип) представлен 22 парами хромосом (аутосом) и одной парой половых хромосом (гоносом). Второй закон Менделя (закон расщепления) — при скрещивании двух гибридов первого поколения между собой среди их потомков — гибридов второго поколения — наблюдается расщепление: число особей с доминантным признаком относится к числу особей с рецессивным признаком как 3:1 (расщепление по генотипу 1:2:1, по фенотипу 3:1). Взаимодействие генов — взаимосвязанное действие одной, двух или более пар генов, определяющих развитие одного и того же признака. Генетика — наука о наследственности и изменчивости. Гамета — половая клетка растительного или животного организма, несущая один ген из аллельной пары. Ген — участок молекулы ДНК (в некоторых случаях РНК), в котором закодирована информация о биосинтезе одной полипептидной цепи с определенной аминокислотной последовательностью. Геном — совокупности генов, заключённых в гаплоидном наборе хромосом организмов одного биологического вида. Генотип — совокупность генов, локализованных в гаплоидном наборе хромосом данного организма. В отличие от понятий генома и генофонда, характеризует особь, а не вид. Гетерозигота («гетеро» = «разный») — организм с разными аллелями в генотипе (например: Аа) Гомозигота («гомо» = «одинаковый») — организм с одинаковыми аллелями в генотипе (например: АА или аа) Гомологичные хромосомы — парные хромосомы, одинаковые по форме, размерам и набору генов. 5
Гибридное поколение — поколение, полученное от родителей с разными признаками. Гибрид — один организм из гибридного поколения. Доминантный признак — преобладающий признак (признак, подавляющий остальные): А, В, С, … Дигибридное скрещивание — скрещивание организмов, отличающихся по двум признакам. Закона Моргана (закон сцепления) — сцепленные гены, расположенные в одной хромосоме, наследуются совместно (сцепленно). Закон чистоты гамет — при образовании гамет в каждую из них попадает только один из двух аллельных генов. Изменчивость — общее свойство всех организмов приобретать новые признаки (в пределах вида). Кодоминирование — форма взаимодействия генов, при которой у гетерозигот проявляются оба аллеля (например, наследование 4 группы крови у человека: АВ). Кариотип — совокупность признаков (число, размеры, форма и т. д.) полного набора хромосом, присущая клеткам данного биологического вида (видовой кариотип), данного организма (индивидуальный кариотип) или линии (клона) клеток. Комплементарное взаимодействие генов — такое взаимодействие генов, в результате которого появляются новые признаки. Локус — участок хромосомы, в котором расположен ген. Моногибридное скрещивание — скрещивание организмов, отличающихся по одному признаку (учитывается только один признак). Наследственность — общее свойство всех организмов передавать свои признаки потомкам. Неполное доминирование — случай, когда у гетерозиготного потомка — промежуточный фенотип. Первый закон Менделя (закон единообразия гибридов первого поколения) — при скрещивании родителей чистых линий, различающихся по одному контрастному признаку, все гибриды первого поколения окажутся единообразными и в них проявится признак только одного из родителей. Плейотропность (множественное действие гена) — это такое взаимодействие генов, при котором один ген, влияет сразу на несколько признаков. Половые хромосомы — хромосомы, по которым у самцов и самок есть различия. Полимерия — форма взаимодействия генов, при которой один признак определяется несколькими равнозначными парами генов. 6
Полигибридное скрещивание — скрещивание организмов, отличающихся по нескольким признакам. Рецессивный признак — подавляемый признак (признак, который подавляется доминантным): а, в, с, Сцепленное с полом наследование — наследование гена, расположенного в половой хромосоме. Третий закон Менделя (закон независимого наследования, комбинирования признаков) — каждая пара контрастных (альтернативных) признаков наследуется независимо друг от друга в ряду поколений; в результате среди гибридов второго поколения появляются потомки с новыми комбинациями признаков в соотношении 9 : 3 : 3 : 1. Фенотип — сумма внешних и внутренних признаков организма. Чистые линии — организмы, не скрещивающиеся с другими сортами, гомозиготные организмы. Эпистаз — форма взаимодействия генов, при которой один ген подавляет действие другого гена (например, А > В или аа > В).
ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РЕШЕНИЮ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ ПРИ РЕШЕНИИ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ: Символ ♀ — «зеркало Венеры», обозначают женский пол, используют при записи генотипа матери или женской особи; Символ ♂ — «щит и копье Марса», обозначают мужской пол, используют для записи генотипа отца или мужской особи; х — знак, обозначающий скрещивание; А, В, С — гены, отвечающие за доминантный признак; а, b, c — ген, отвечающий за рецессивный признак; Р — родительское поколение (от лат. Parental); F1 — первое поколение потомков (от лат. Filli); F2 — второе поколение потомков ; G — гаметы, половые клетки; Генотип F1 — генотип первого поколения потомков; ХХ — половые хромосомы женской особи; ХY — половые хромосомы мужской особи; ХА — доминантный ген, локализованный в Х хромосоме; Xa — рецессивный ген, локализованный в Х хромосоме; Ph — фенотип; Фенотип F1 — фенотип первого поколения потомков. АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ • Внимательно прочтите условие задачи. • Сделайте краткую запись условия задачи (что дано по условиям задачи). • Запишите генотипы и фенотипы скрещиваемых особей. • Определите и запишите типы гамет, которые образуют скрещиваемые особи. • Определите и запишите генотипы и фенотипы полученного от скрещивания потомства. • Проанализируйте результаты скрещивания. Для этого определите количество классов потомства по фенотипу и генотипу и запишите их в виде числового соотношения. • Запишите ответ на вопрос задачи. 8
ОФОРМЛЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ Первым принято записывать генотип женской особи, а затем — мужской (верная запись — ♀ААВВ х ♂аавв; неверная запись — ♂аавв х ♀ААВВ). Гены одной аллельной пары всегда пишутся рядом (верная запись — ♀ААВВ; неверная запись ♀АВАВ). При записи генотипа, буквы, обозначающие признаки, всегда пишутся в алфавитном порядке, независимо, от того, какой признак — доминантный или рецессивный — они обозначают (верная запись — ♀ ааВВ; неверная запись -♀ ВВаа). Если известен только фенотип особи, то при записи её генотипа пишут лишь те гены, наличие которых, бесспорно. Ген, который невозможно определить по фенотипу, обозначают значком «_» (например, если жёлтая окраска (А) и гладкая форма (В) семян гороха — доминантные признаки, а зелёная окраска (а) и морщинистая форма (в) — рецессивные, то генотип особи с жёлтыми морщинистыми семенами записывают А_вв). Под генотипом всегда пишут фенотип. У особей определяют и записывают типы гамет, а не их количество: верная запись ♀ АА G неверная запись ♀ АА Фенотипы и типы гамет пишутся строго под соответствующим генотипом. Записывается ход решения задачи с обоснованием каждого вывода и полученных результатов. При решении задач на ди- и полигибридное скрещивание для определения генотипов потомства рекомендуется пользоваться решёткой Пеннета. По вертикали записываются типы гаметы от материнской особи, а по горизонтали — отцовской. На пересечении столбца и горизонтальной линии записываются сочетание гамет, соответствующие генотипу образующейся дочерней особи. 9
КРОССВОРД «ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТЕРМИНЫ» 14 11 9 10 8 7 6 5 13 4 15 12 3 2 1 1. Сумма внешних и внутренних признаков организма 2. Место расположения гена в хромосоме 3. Общее свойство всех организмов приобретать новые признаки в пределах вида 4. Организм с одинаковыми аллелями в генотипе 5. Наука о наследственности и изменчивости 10