Вот решения задач по генетике, оформленные так, чтобы школьнику было удобно переписать в тетрадь.
***
Задача 1
У дрозофилы серая окраска тела и наличие щетинок - доминантные признаки, которые наследуются независимо. Какое потомство следует ожидать от скрещивания желтой самки без щетинок с гетерозиготным по обоим признакам самцом?
Решение:
1. Обозначим гены:
* A - серая окраска тела (доминантный)
* a - желтая окраска тела (рецессивный)
* B - наличие щетинок (доминантный)
* b - отсутствие щетинок (рецессивный)
2. Определим генотипы родителей:
* Желтая самка без щетинок: Поскольку желтая окраска и отсутствие щетинок - рецессивные признаки, генотип самки будет гомозиготным по обоим рецессивным аллелям.
Генотип самки: aabb
* Гетерозиготный по обоим признакам самец: Это означает, что самец имеет по одному доминантному и одному рецессивному аллелю для каждого признака.
Генотип самца: AaBb
3. Запишем скрещивание:
P: aabb (желтая, без щетинок) $\times$ AaBb (серая, со щетинками)
4. Определим гаметы, которые образуют родители:
* Самка (aabb) образует только один тип гамет: ab
* Самец (AaBb) образует четыре типа гамет: AB, Ab, aB, ab
5. Составим решетку Пеннета для определения генотипов потомства F1:
| Гаметы самца | AB | Ab | aB | ab |
| :----------- | :---- | :---- | :---- | :---- |
| **ab** | AaBb | Aabb | aaBb | aabb |
6. Определим генотипы и фенотипы потомства F1:
* AaBb: серая, со щетинками
* Aabb: серая, без щетинок
* aaBb: желтая, со щетинками
* aabb: желтая, без щетинок
7. Определим соотношение фенотипов в потомстве F1:
* 1/4 (25%) - серая, со щетинками
* 1/4 (25%) - серая, без щетинок
* 1/4 (25%) - желтая, со щетинками
* 1/4 (25%) - желтая, без щетинок
Ответ:
Следует ожидать потомство со следующим соотношением фенотипов:
25% серых со щетинками, 25% серых без щетинок, 25% желтых со щетинками, 25% желтых без щетинок.
***
Задача 2
У голубоглазой близорукой женщины от брака с кареглазым мужчиной с нормальным зрением родилась кареглазая близорукая девочка и голубоглазый с нормальным зрением мальчик. Ген близорукости (В) доминантен по отношению к гену нормального зрения (b), а ген кареглазости (С) доминирует над геном голубоглазости (с). Какова вероятность рождения в этой семье кареглазого с нормальным зрением ребенка?
Решение:
1. Обозначим гены:
* B - близорукость (доминантный)
* b - нормальное зрение (рецессивный)
* C - кареглазость (доминантный)
* c - голубоглазость (рецессивный)
2. Определим генотипы родителей, используя информацию о детях:
* Женщина: голубоглазая, близорукая.
Поскольку она голубоглазая, ее генотип по цвету глаз - cc.
Поскольку она близорукая, ее генотип по зрению может быть BB или Bb.
Генотип женщины: ccB_
* Мужчина: кареглазый, с нормальным зрением.
Поскольку у него нормальное зрение, его генотип по зрению - bb.
Поскольку он кареглазый, его генотип по цвету глаз может быть CC или Cc.
Генотип мужчины: C_bb
3. Рассмотрим детей:
* Кареглазая близорукая девочка: C_B_
* Голубоглазый с нормальным зрением мальчик: ccbb
4. Используем генотип голубоглазого с нормальным зрением мальчика (ccbb), чтобы уточнить генотипы родителей:
* Чтобы ребенок был cc, женщина (cc) должна передать c, а мужчина (C_) должен передать c. Значит, генотип мужчины по цвету глаз - Cc.
* Чтобы ребенок был bb, женщина (B_) должна передать b, а мужчина (bb) должен передать b. Значит, генотип женщины по зрению - Bb.
5. Окончательные генотипы родителей:
* Женщина: ccBb (голубоглазая, близорукая)
* Мужчина: Ccbb (кареглазый, с нормальным зрением)
6. Запишем скрещивание:
P: ccBb $\times$ Ccbb
7. Определим гаметы, которые образуют родители:
* Женщина (ccBb) образует два типа гамет: cB, cb
* Мужчина (Ccbb) образует два типа гамет: Cb, cb
8. Составим решетку Пеннета для определения генотипов потомства F1:
| Гаметы мужчины | Cb | cb |
| :------------- | :---- | :---- |
| **cB** | CcBb | ccBb |
| **cb** | Ccbb | ccbb |
9. Определим генотипы и фенотипы потомства F1:
* CcBb: кареглазый, близорукий
* ccBb: голубоглазый, близорукий
* Ccbb: кареглазый, с нормальным зрением
* ccbb: голубоглазый, с нормальным зрением
10. Найдем вероятность рождения кареглазого с нормальным зрением ребенка:
Кареглазый с нормальным зрением ребенок имеет генотип Ccbb.
Из решетки Пеннета видно, что один из четырех возможных генотипов - Ccbb.
11. Вероятность:
Вероятность рождения кареглазого с нормальным зрением ребенка составляет 1/4 или 25%.
Ответ:
Вероятность рождения в этой семье кареглазого с нормальным зрением ребенка составляет 25%.
***
Задача 3
Глухота и болезнь Вильсона (нарушение обмена меди) - рецессивные признаки. От брака глухого мужчины и женщины с болезнью Вильсона родился ребенок с обеими аномалиями. Какова вероятность рождения в этой семье здорового ребенка?
Решение:
1. Обозначим гены:
* A - нормальный слух (доминантный)
* a - глухота (рецессивный)
* B - нормальный обмен меди (доминантный)
* b - болезнь Вильсона (рецессивный)
2. Определим генотипы родителей:
* Глухой мужчина: Поскольку глухота - рецессивный признак, его генотип по слуху - aa.
Поскольку у него родились дети с болезнью Вильсона (bb), а сам он не болен этой болезнью, значит, он является носителем гена болезни Вильсона. Его генотип по обмену меди - Bb.
Генотип мужчины: aaBb
* Женщина с болезнью Вильсона: Поскольку болезнь Вильсона - рецессивный признак, ее генотип по обмену меди - bb.
Поскольку у нее родились дети с глухотой (aa), а сама она не глухая, значит, она является носителем гена глухоты. Ее генотип по слуху - Aa.
Генотип женщины: Aabb
3. Запишем скрещивание:
P: aaBb (глухой, носитель болезни Вильсона) $\times$ Aabb (с болезнью Вильсона, носитель глухоты)
4. Определим гаметы, которые образуют родители:
* Мужчина (aaBb) образует два типа гамет: aB, ab
* Женщина (Aabb) образует два типа гамет: Ab, ab
5. Составим решетку Пеннета для определения генотипов потомства F1:
| Гаметы женщины | Ab | ab |
| :------------- | :---- | :---- |
| **aB** | AaBb | aaBb |
| **ab** | Aabb | aabb |
6. Определим генотипы и фенотипы потомства F1:
* AaBb: здоровый (нормальный слух, нормальный обмен меди)
* aaBb: глухой, нормальный обмен меди
* Aabb: нормальный слух, болезнь Вильсона
* aabb: глухой, болезнь Вильсона (ребенок с обеими аномалиями)
7. Найдем вероятность рождения здорового ребенка:
Здоровый ребенок имеет генотип AaBb.
Из решетки Пеннета видно, что один из четырех возможных генотипов - AaBb.
8. Вероятность:
Вероятность рождения здорового ребенка составляет 1/4 или 25%.
Ответ:
Вероятность рождения в этой семье здорового ребенка составляет 25%.
***
Задача 4
При скрещивании растений флокса с белыми блюдцеобразными и кремовыми воронкообразными цветками все потомство имело белые блюдцеобразные цветки. При скрещивании полученных гибридов между собой было получено 726 растений, имеющих белые блюдцеобразные цветы, 238 - белые воронковидные, 245 - кремовые блюдцеобразные и 83 - кремовые воронковидные. Как наследуются признаки окраски и формы цветов у флокса? Каковы генотипы исходных растений?
Решение:
1. Анализ первого скрещивания (P $\times$ P):
* Родители: белые блюдцеобразные $\times$ кремовые воронкообразные
* Потомство F1: все белые блюдцеобразные
* Это указывает на то, что белая окраска доминирует над кремовой, а блюдцеобразная форма доминирует над воронкообразной.
* Поскольку все потомство F1 единообразно, исходные родительские формы были гомозиготными по обоим признакам.
2. Обозначим гены:
* A - белая окраска (доминантный)
* a - кремовая окраска (рецессивный)
* B - блюдцеобразная форма (доминантный)
* b - воронкообразная форма (рецессивный)
3. Определим генотипы исходных растений (P):
* Белые блюдцеобразные: AABB (гомозиготные доминантные, так как F1 единообразно)
* Кремовые воронкообразные: aabb (гомозиготные рецессивные)
4. Запишем первое скрещивание:
P: AABB (белые, блюдцеобразные) $\times$ aabb (кремовые, воронкообразные)
Гаметы: AB $\times$ ab
F1: AaBb (все белые, блюдцеобразные)
5. Анализ второго скрещивания (F1 $\times$ F1):
* Скрещивание гибридов F1 между собой: AaBb $\times$ AaBb
* Полученные фенотипы и их количество:
* Белые блюдцеобразные: 726
* Белые воронковидные: 238
* Кремовые блюдцеобразные: 245
* Кремовые воронковидные: 83
6. Рассчитаем общее количество растений:
726 + 238 + 245 + 83 = 1292
7. Рассчитаем примерное соотношение фенотипов:
* Белые блюдцеобразные: 726 / 1292 $\approx$ 0.562 $\approx$ 9/16
* Белые воронковидные: 238 / 1292 $\approx$ 0.184 $\approx$ 3/16
* Кремовые блюдцеобразные: 245 / 1292 $\approx$ 0.190 $\approx$ 3/16
* Кремовые воронковидные: 83 / 1292 $\approx$ 0.064 $\approx$ 1/16
8. Соотношение фенотипов 9:3:3:1 характерно для дигибридного скрещивания при независимом наследовании доминантных и рецессивных признаков. Это подтверждает наши выводы о доминировании и независимом наследовании.
Ответ:
1. Признаки окраски и формы цветов у флокса наследуются независимо. Белая окраска (A) доминирует над кремовой (a), а блюдцеобразная форма (B) доминирует над воронкообразной (b).
2. Генотипы исходных растений:
* Растение с белыми блюдцеобразными цветками: AABB
* Растение с кремовыми воронкообразными цветками: aabb
***
Задача 5
У шортгорнской породы скота цвет шерсти наследуется по промежуточному типу: ген R обусловливает красную масть, ген r - белую; генотипы Rr имеют чалую шерсть. Комолость (Р) доминирует над рогатостью (р). Белая рогатая корова скрещена с гомозиготным красным рогатым быком. Какой фенотип и генотип будет иметь их потомство F1 и F2?
Решение:
1. Обозначим гены:
* Цвет шерсти (промежуточное наследование):
* R - красная масть
* r - белая масть
* Rr - чалая масть
* Наличие рогов (полное доминирование):
* P - комолость (доминантный)
* p - рогатость (рецессивный)
2. Определим генотипы родителей (P):
* Белая рогатая корова:
* Белая масть: rr
* Рогатость: pp
* Генотип коровы: rrpp
* Гомозиготный красный рогатый бык:
* Гомозиготный красный: RR
* Рогатость: pp
* Генотип быка: RRpp
3. Запишем скрещивание P:
P: rrpp (белая, рогатая) $\times$ RRpp (красный, рогатый)
4. Определим гаметы родителей:
* Корова (rrpp) образует только один тип гамет: rp
* Бык (RRpp) образует только один тип гамет: Rp
5. Определим генотип и фенотип потомства F1:
* F1: Rrpp
* Фенотип F1: чалая, рогатая
6. Определим генотипы и фенотипы потомства F2 (скрещивание F1 $\times$ F1):
* Скрещивание: Rrpp $\times$ Rrpp
7. Определим гаметы, которые образуют особи F1 (Rrpp):
* Каждая особь F1 образует два типа гамет: Rp, rp
8. Составим решетку Пеннета для определения генотипов потомства F2:
| Гаметы F1 | Rp | rp |
| :-------- | :---- | :---- |
| **Rp** | RRpp | Rrpp |
| **rp** | Rrpp | rrpp |
9. Определим генотипы и фенотипы потомства F2:
* RRpp: красная, рогатая
* Rrpp: чалая, рогатая
* Rrpp: чалая, рогатая
* rrpp: белая, рогатая
10.
