«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОУ ВПО «ВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНЖЕНЕРНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Е.В. КОНДРАТЮК БИОЛОГИЯ ...»
Определить количественные соотношения аденин + тимин и гуанин + цитозин в участке цепи ДНК, кодирующем рибонуклеазу.
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
Лабораторная работа 1
вид, его критерии и структура
Цель работы: закрепить на примерах знания о критериях вида и его структуре.
Задание: используя материалы учебной, научной и научно-популярной литературы, составить таблицы:
Критерии вида
| Признаки, определяющие вид | Краткая характеристика | Примеры |
| Морфологические | ||
| Физиологические | ||
| Генетические | ||
| Биохимические | ||
| Экологические | ||
| Географические |
По таблице сделайте вывод, какие критерии необходимы для определения видовой принадлежности живых организмов?
Структура вида
| Формы существования вида | Краткая характеристика | Объединяющие факторы | Причины устойчивости |
| Одиноко проживающая особь (образует пару в брачный период). | |||
| Популяции | |||
| Подвиды |
По таблице сделайте вывод, какова роль особи, популяции и вида в эволюционном процессе?
Лабораторная работа 2
изучение строения растительной
и животной клеток под микроскопом
Цель работы: изучит строение клеток растений и животных организмов, показать принципиальное единство их строения.
Материалы и оборудование: кожица чешуи луковицы, эпителиальные клетки из полости рта человека; микроскоп.
Задание:
1. Подготовить материал для микроскопирования растительных и животных образцов.
Подготовка растительного образца:
- отделить от чешуи луковицы кусочек покрывающей её кожицы и поместите на предметное стекло.
- нанести каплю слабого водного раствора йода на препарат.
- накрыть препарат покровным стеклом.
Подготовка образца животной клетки.
- снять чайной ложкой немного слизи с внутренней стороны щеки.
- поместить слизь на предметное стекло и подкрасить разбавленными в воде синими чернилами.
- накрыть препарат покровным стеклом.
2. Рассмотреть оба препарата под микроскопом. Результаты сравнения занести в таблицу, в соответствующих местах поставьте «+» или «-».
| Клетки | Цитоплазма | Ядро | Плотная клеточная стенка | Пластиды |
| Растительная | ||||
| Животная |
Сделайте вывод по проведённой работе. В чём сходство и различие растительных и животных организмов?
Лабораторная работа 3
Решение генетических задач
Решение простейших генетических задач показывает, каким образом наследуются признаки, каковы условия их проявления, какие правила необходимо знать и учитывать при получении новых сортов растений и пород животных.
Для решения задач необходимо знать основные законы наследования признаков, знать статистический характер наследования признаков, что означает, что полученные в эксперименте результаты скрещивания будут тем ближе к теоретическим, чем большее количество потомков будет получено в опыте. Лабораторное занятие рассчитано на восемь аудиторных часов, где рассматриваются примеры решения типовых задач. После разбора типовых задач студент выполняет самостоятельное задание по вариантам (номер варианта определяется по таблице 10 в соответствии с порядковым номером студента в журнале см. приложения), которое впоследствии проверяется преподавателем. В самостоятельную работу входят следующие задания:
- решение задачи на моногибридное скрещивание;
- решение задачи на дигибридное (полигибридное) скрещивание;
- решение задачи по наследованию признаков, сцеплённых с полом;
- задача на анализ родословной, предложенной преподавателем;
- составление и анализ родословной своей семьи.
По результатам выполнения заданий ставится оценка (зачтено или не зачтено).
Задачи для самостоятельного решения
Моногибридное скрещивание
1. При скрещивании жёлтых мышей между собой получено потомство 1195 жёлтых и 617 серых. Какое потомство и в каком соотношении будет получено от скрещивания жёлтых мышей с серыми?
2. У томатов гибриды F1 имеют красные плоды, но при скрещивании их с растениями, имеющими жёлтые плоды, в потомстве появляются растения, как с красными, так и с жёлтыми плодами. Определите их соотношение.
3. При скрещивании двух растений пшеницы с высоким стеблем в потомстве в потомстве появились около карликовых. Каков характер наследования высоты стебля у пшеницы? Определите генотипы родителей.
4. Селекционер получил 5000 семян томата. 1210 растений, выросшие из этих семян, оказались карликовыми. Определите характер наследования высоты растения, а также фенотипы и генотипы растений, с которых собраны эти семена.
5. У овса ранняя спелость доминирует над поздней. На опытном участке от скрещивания позднеспелого овса с гибридом F1 получено 59789 раннеспелых растений. Сколько примерно позднеспелых растений выросло на опытном участке?
6. Самка морской свинки с розеточной (всклокоченной) шестью скрещивалась с двумя самцами, из которых первый имел гладкую шерсть, а другой розеточную. От первого она принесла 27 розеточных и 25 гладкошёрстных потомков, а от второго 35 розеточных и 12 гладкошёрстных потомков. Определите генотипы родителей.
7. На звероферме получен приплод 675 норок. Из них 501 норка имеет коричневый мех и 174 голубовато-серый. Определите генотипы и фенотипы родительских форм.
8. Мужчина-правша, имевший трёх братьев и сестёр, двое из которых были левшами, женился на женщине-правше. У них родился мальчик-левша. Определите генотипы родителей.
9. У супругов, страдающих гемералопатией («куриная слепота»), родился нормальный ребёнок. Определите характер наследования гемералопатии и генотип родителей.
10. В семье у здоровых родителей родился ребёнок с признаками одной из форм агаммаглобулинемии (почти полное отсутствие лимфатической ткани, потеря иммунитета). Какова вероятность рождения здорового ребёнка в этой семье?
11. При скрещивании между собой растений львиного зева с широкими и узкими листьями во втором поколении появляется, кроме исходных типов, ещё часть растений с листьями промежуточной ширины. Как идёт расщепление во втором поколении и почему?
12. Корова принесла в один отёл пять телят (шортгорнская порода), в том числе тёлочку красной масти, двух бычков чалой масти (смесь белых и красных волос) и двух тёлочек белой масти. Определите генотипы и масти быка и коровы, от которых родились эти телята.
13. На ферме при разведении хохлатых уток внутрипородно около 25 % эмбрионов гибнет, а из вылупившихся утят вырастают хохлатые и нормальные утки. Как следует разводить хохлатых уток, чтобы избежать гибели потомства?
14. При скрещивании растений львиного зева, имеющих красные и розовые цветки, в потомстве появляются растения с красными и розовыми цветками, а скрещивание розовоцветковых и белоцветковых растений даёт в потомстве растения с розовыми и растения с белыми цветками. Какого потомства следует ожидать от скрещивания между собой растений с розовыми цветками?
15. При скрещивании между собой серых кур в потомстве было получено 1488 белых и 4044 серых. Каковы фенотипы и генотипы исходных пород, от которых получены серые куры?
16. У родителей, страдающих миоплегией (периодические параличи), родился нормальный ребёнок. Какие дети могут родиться в этой семье в дальнейшем, и какова вероятность рождения больного и здорового ребёнка?
17. При скрещивании пегих кроликов со сплошь окрашенными потомство оказалось пегим. В F2 – 46 пегих, и 16 со сплошной окраской. Сколько примерно гомозиготных кроликов в F2.
18. При скрещивании между собой горностаевых курицы и петуха получено 22 горностаевых, 10 чёрных и 9 белых цыплят. Каких кур и петухов нужно брать для скрещивания, чтобы получить только горностаевых цыплят?
19. При скрещивании поражённых головнёй растений овса с устойчивым в F1 все растения были устойчивы к головне, а в F2 получено 634 поражаемых и 2002 устойчивых к головне растений. Определите характер наследования признаков и генотипы родителей?
20. В хозяйстве при скрещивании чёрных особей крупного рогатого скота с красными получено 321 чёрных и 312 красных потомков. Скрещивание красных особей между собой давало только красных, объясните результаты.
21. При скрещивании мух дрозофилы с нормальными крыльями между собой в потомстве из 5347 мух 1338 были с загнутыми вверх крыльями. Определите характер наследования признаков и генотипы родителей.
22. Две чёрные самки мыши скрещивались с коричневым самцом. Первая самка в нескольких помётах дала 19 чёрных и 17 коричневых потомков, а вторая – 33 чёрных. Определите генотипы родителей и потомков.
23. На звероферме было получено потомство норок: 148 белых, 154 чёрных, 304 кохинуровых (светлая с чёрным крестом на спине). Определите фенотипы и генотипы родителей.
24. Скрещивание серебристых норок с коричневыми всегда даёт как серебристых, так и коричневых потомков. При внутрипородном разведении коричневых норок серебристые никогда не появляются в потомстве. Какого потомства и в каком соотношении следует ожидать от серебристых норок?
25. В парниках овощесовхоза высажена рассада томатов. 31760 кустов этой рассады принесли плоды грушевидной формы, а 95150 кустов – круглой. Определите характер наследования формы плодов у томатов и генотипы родителей. Сколько примерно среди них гетерозиготных кустов?
26. Детская форма амавротической семейной идиотии Тей-Сакса наследуется как рецессивный признак и заканчивается обычно смертельным исходом к 4-5 годам. Первый ребёнок умер от этой болезни в то время, когда должен был родиться второй. Каков риск рождения больного второго ребёнка?
27. Женщина с синдактилией (сращение пальцев) вышла замуж за нормального мужчину. У них родились нормальные сын и дочь и сын с синдактилией. Все родственники мужчины были с нормальными пальцами. Определите генотипы женщины и мужчины.
28. У человека ген длинных ресниц доминирует над геном коротких ресниц. Женщина с длинными ресницами, у отца которой были короткие ресницы, вышла замуж за мужчину с короткими ресницами. Сколько типов гамет образуется у мужчины? Какова вероятность рождения в данной семье ребёнка с длинными ресницами (в %)? Сколько разных генотипов и фенотипов может быть среди детей данной супружеской пары?
29. Анофтальмия (безглазие) – это болезнь, за возникновение которой отвечает доминантный ген неполного доитнирования, локализованный в одной из пар аутосом. При этом особи, имеющие гомодоминантный генотип, страдают безглазием. При гоморецессивном генотипе человек имеет нормальный размер глазного яблока, а обладатель гетерозиготного генотипа характеризуется наличием уменьшенного размера глазного яблока. Какова вероятность появления детей с анофтальмией от брака женщины и мужчины, каждый из которых имеет гетерозиготный тип?
30. У родителей ІІ и ІV группы крови (по системе АВ0). Будут ли в семье дети, не похожие по группе крови на своих родителей?
31. В пробирку помещено 40 самцов дрозофил с генотипом АА, 40 самцов с генотипом Аа и 50 самок с генотипом аа (данный ген наследуется независимо от пола). Каким будет соотношение генотипов в F1 и F2?
32. Известно, что ген длинных ресниц доминантен. От брака женщины с длинными ресницами и мужчины с короткими родилось 9 детей, у 4 из них ресницы были длинные, как у матери, у 5 – короткие, как у отца. Определите генотипы родителей.
33. Женщина с тонкими губами выходит замуж за мужчину с толстыми губами, у отца которого губы были тонкие. Какова вероятность рождения в данной семье ребёнка с тонкими губами и сколько разных генотипов может быть среди детей данной супружеской пары, если известно, что у человека ген, обуславливающий тонкие губы, рецессивен по отношению к гену толстых губ?
34. У морских свинок вихрастая шерсть определяется доминантным геном, а гладкая – рецессивным. Скрещивание вихрастых свинок между собой дало 39 особей с вихрастой шерстью и 11 гладкошёрстных животных. Сколько среди особей, имеющих доминантный фенотип, должно оказаться гомозиготным по этому признаку?
35. У морских свинок вихрастая шерсть определяется доминантным геном, а гладкая – рецессивным. Морская свинка с вихрастой шерстью при скрещивании и особью, обладающей гладкой шерстью, дала в потомстве 28 вихрастых и 26 гладкошёрстных потомков. Определите генотипы родителей и потомков.
36. На звероферме получен приплод в 225 норок. Из них 167 имеют коричневый мех и 58 норок голубовато-серой окраски. Определите генотипы исходных форм, если известно, что ген коричневой окраски доминирует над геном, определяющим голубовато-серый цвет шерсти.
37. Болезнь Вильсона (нарушение обмена меди) наследуется как рецессивный аутосомный признак. Какова вероятность рождения больных детей в семье, если отец больной, а мать здорова и гетерозиготна по этому признаку?
38. Отсутствие малых коренных зубов наследуется как доминантный рецессивный признак. Какова вероятность рождения детей с аномалией, если оба родителя гетерозиготны по этому признаку?
39. Альбинизм (отсутствие пигмента в коже и волосах) – аутосомный рецессивный признак. В семье, где один из супругов альбинос, а другой нормален, родились двуяйцовые близнецы, один из которых нормален, а другой – альбинос. Какова вероятность рождения следующего ребёнка альбиносом?
40. Одна из форм глухонемоты у людей рецессивна по отношению к гену нормального слуха. Какое потомство следует ожидать от брака гетерозиготных родителей? Каковы генотипы родителей, если родился глухонемой ребёнок от нормального мужчины и глухонемой женщины?
Дигибридное и полигибридное скрещивание
1. У томатов пурпурная окраска стебля доминирует над зелёной, а рассечённые листья – над цельнокрайними («картофелелистность»). При скрещивании растений томата с пурпурными стеблями и рассечёнными листьями с растениями, имеющими зелёные стебли и рассечённые листья, получено 642 пурпурных рассечённых, 202 пурпурных картофелелистных, 620 зелёных рассеченных и 214 зелёных картофелелистных. Объясните результаты.
2. Хозяйство получило кладку тутового шелкопряда, из которого вывелось 12770 полосатых гусениц, плетущих жёлтые коконы, 4294 полосатых с белыми коконами, 4198 – одноцветных с жёлтыми коконами и 1382 одноцветных с белыми коконами. Определите фенотипы и генотипы гусениц родительского поколения, от которых получена грена, и окраску коконов.
3. Посеяна жёлтая морщинистая горошина неизвестного происхождения. Какие могут быть семена на растении гороха, выросшем из этой горошины?
4. При скрещивании растений арбуза, у которого развивались длинные полосатые плоды, с растениями, имеющими круглые зелёные плоды, в потомстве появляются растения с длинными зелёными и круглыми зелёными плодами, а скрещивание первого растения арбуза с растением, имеющим круглые полосатые плоды, даёт растения с круглыми полосатыми плодами. Каковы генотипы всех родительских растений арбуза?
5. Скрещиваются два организма с генотипами AabbCCDdee x AaBbccDdEe. Какова вероятность появления организма с генотипом AabbCcDDEe?
6. Черный хохлатый петух скрещён с такой же курицей. От них получены две курицы: бурая хохлатая и чёрная без хохла. Определите генотипы родителей.
7. У томатов красная окраска плодов доминирует над жёлтой, а нормальная высота растения над – карликовым. Имеются сорта желтоплодный с нормальной высотой и красноплодный карликовый. Как целесообразнее из этих сортов получить новые: красноплодные нормальные, желтоплодные карликовые? Какой сорт получить легче?
8. Растение дурмана с пурпурными цветками и гладкими коробочками скрещено с растением, имеющим пурпурные цветки и колючие коробочки, дало в потомстве 3/8 пурпурных колючих, 3/8 пурпурных гладких, 1/8 белых колючих и 1/8 белых гладких. Объясните результат, если колючие коробочки и пурпурные цветки – доминантные признаки?
9. При скрещивании между собой двух растений тыквы, имеющей белую окраску и сферическую форму плодов, получены семена, из которых взошло только два растения. Одно из них оказалось с белыми сферическими плодами, а другое – с жёлтыми и удлинёнными. С какими плодами могли бы появится ещё растения тыквы, если бы взошло больше семян?
10. При скрещивании растений земляники с усами и розовыми ягодами в потомстве появляются растения безусые с розовыми ягодами, с усами и красными ягодами. Можно ли вывести из этого материала сорт земляники с усами и розовыми ягодами?
11. Кареглазая женщина-правша вышла замуж за мужчину с таким же фенотипом. У них родился голубоглазый ребёнок-левша. Какие дети могут появиться у них в дальнейшем?
12. Оба родителя с курчавыми волосами и веснушками, их дочь имеет прямые волосамы и без веснушек, дочь вышла замуж за юношу с курчавыми волосами и веснушками. Мать юноши с прямыми волосами и без веснушек. Каких детей можно ожидать в молодой семье, и какова вероятность проявления признаков?
13. От скрещивания между собой раннеспелых растений овса нормальной высоты получено 33558 потомков. Из них оказалось 8390 гигантских растений и столько же позднеспелых. Определите число гигантских позднеспелых растений.
14. Близорукий левша женился на женщине-правше. У них родилось 8 детей: все близорукие, часть из них левши, часть правши. Каковы возможные генотипы родителей?
15. При скрещивании пёстрой хохлатой курицы с таким же петухом было получено 8 потомков: 4 пёстрых хохлатых, 2 белых без хохла и 2 чёрных хохлатых. Определите характер наследования признаков и генотипы родителей.
17. При скрещивании хламидомонад, одна из которых была зелёная с глазком, а другая жёлтая без глазка, в потомстве появились следующие особи: жёлтая без глазка, жёлтая с глазком, зелёная без глазка, зелёная с глазком. Известно, что от хламидомонад зелёных с глазком появляются только зелёные с глазком, от жёлтых без глазка – тоже нет расщепления. Объясните результаты.
18. Скрещивание двух бабочек тутового шелкопряда, одна из которых белая, а другая – с широкой тёмной каймой на крыльях, дало в потомстве полосатых и сплошь окрашенных (светлых) гусениц и белых бабочек, при этом полосатых и светлых гусениц было примерно поровну. Каково потомство, в каком соотношении следует ожидать от скрещивания между собой бабочек, полученных из обоих типов гусениц?
19. У душистого горошка пурпурные цветки доминируют над белыми, высокий рост – над карликовым, зелёная окраска бобов – над жёлтой, круглые семена – над угловатыми. Какую часть потомства составят между собой растения с белыми цветами, высоким ростом, зелёными бобами и угловатыми семенами от гетерозиготных по всем признакам растений душистого горошка? Какую часть потомства будут составлять растения с генотипом ААВbCcDd?
20. У томатов высокий рост доминирует над карликовым, красная окраска плодов – над жёлтой, круглые плоды – над длинными. При скрещивании высокого красно- и круглоплодного растения томата с таким же по фенотипу были получены семена, из которых взошло только одно. Растение оказалось карликовым жёлто - и длинноплодным. Возможно ли появление в потомстве других фенотипов, если бы взошли все семена? Если да, то какова вероятность появления каждого из фенотипов?
21. Скрещиваются два организма с генотипом AAbbCCDdEe и aaBbCcDdEe. Какова вероятность появления фенотипа A-BBC-D-ee и генотипа FFBBCCddEe?
22. В одной семье, где супруги были близорукими кареглазыми правшами, родился сын с нормальным зрением, голубоглазый левша. Какова вероятность того, что два следующих ребёнка будут похожи на первого?
23. От приобретённых хозяйством чёрных комолых (безрогих) животных крупного рогатого скота в течение ряда лет было получено 1462 потомка. Среди них оказалось 384 рогатых и 366 красных животных. В каком количестве, и какие животные появились в потомстве по двум признакам (комолость – рогатость, красные – чёрные)?
24. Какая часть потомков от скрещивания AaBbCc xAaBbCc будет полностью гомозиготна?
25. Пурпурная окраска цветков душистого горошка определяется одновременно наличием в генотипе доминантных аллелей двух генов А и В, расположенных в разных хромосомах. Если хотя бы один из этих двух генов представлен лишь рецессивными аллелями, цветки бывают белыми. В двух цветоводческих хозяйствах, не связанных друг с другом, давно уже разводят по одной чистой линии душистого горошка с белыми цветками. Каким может быть потомство от скрещивания этих чистых линий?
26. В результате скрещивания пчелиной матки с трутнями было получено поколение F1, где самцы имели генотипы AB, Ab, aB, ab, а самки – AaBb, Aabb, aabb. Определите генотип родителей.
27. У человека свободная мочка уха доминирует над несвободной, а гладкий подбородок рецессивен по отношению к подбородку с треугольной ямкой. Эти признаки наследуются независимо. От брака мужчины с несвободной мочкой уха и треугольной ямкой на подбородке и женщины, имеющей свободную мочку уха и гладкий подбородок, родился сын с гладким подбородком и несвободной мочкой уха. Какова вероятность рождения в этой семье ребёнка с гладким подбородком и свободной мочкой уха; с треугольной ямкой на подбородке (в %)?
28. У человека праворукость доминирует над леворукостью, а карий цвет глаз – над голубым. В брак вступают кареглазый мужчина-правша, мать которого была голубоглазой и левшой, и голубоглазая женщина-правша, отец которой был левша. Сколько разных фенотипов может быть у их детей? Сколько разных генотипов может быть среди их детей? Какова вероятность того, что у этой пары родится ребёнок-левша (в %)?
29. Чёрная окраска шерсти и висячее ухо у собак доминируют над коричневой окраской и стоячим ухом. Скрещивались чистопородные чёрные собаки с висячими ушами с собаками, имеющими коричневую окраску шерсти и стоячие уши. Гибриды скрещивались между собой. Какая часть щенков F2 фенотипически должна быть похожа на гибрид F1? Какая часть гибридов должна быть полностью гомозиготна? Какая часть щенков должна быть с генотипом, подобным генотипу гибридов F1?
30. Чёрная окраска у кошек доминирует над палевой, а короткая шерсть – над длинной. Скрещивались чистопородные персидские кошки (чёрные длинношерстные) с сиамскими (палевые короткошёрстные). Полученные гибриды скрещивались между собой. Какова вероятность получения F2 чистопородного сиамского котёнка; котёнка, фенотипически похожего на персидского; длинношерстного палевого котёнка (выразить в частях)?
31. Какая часть потомков от скрещивания AАBbCc xAaBbCС будет полностью гомозиготна?
32. У крупного рогатого скота ген комолости доминирует над геном рогатости, а ген чёрного цвета шерсти – над геном красной окраски. Обе пары генов находятся в разных парах хромосом. Какими окажутся телята, если скрестить герерозиготных по обеим парам признаков быка и корову? Какое потомство следует ожидать от скрещивания чёрного комолого быка, гетерозиготного по обеим парам признаков, с красной рогатой коровой?
33. У собак чёрный цвет доминирует над кофейным, а короткая шерсть – над длинной. Обе пары генов находятся в разных хромосомах. Какой процент чёрных короткошерстных щенков можно ожидать от скрещивания двух особей, гетерозиготных по обоим признакам?
34. Охотник купил чёрную собаку с короткой шерстью (доминантные признаки) и хочет быть уверен, что она не несёт генов длинной шерсти кофейного цвета (рецессивные признаки). Какого партнёра по фенотипу и генотипу надо подобрать для скрещивания, чтобы проверить генотип купленной собаки? Ответ обоснуйте.
35. У человека ген карих глаз доминирует над геном, определяющим развитие голубой окраски глаз, а ген, обуславливающий умение лучше владеть правой рукой, преобладает над геном, определяющим развитием леворукости. Обе пары генов расположены в разных хромосомах. Какими могут быть дети, если родители их гетерозиготны.
36. Фенилкетоноурения (неспособность организма усваивать фенилаланин) и одна из форм агаммаглобуленемии (обычно смертельная до 6-ти месячного возраста) наследуются как аутосотные рецессивные признаки. Какова вероятность рождения здоровых детей в семье, где оба родителя дигетерозиготны? Определить вероятность рождения больных фенилкетоноуренией, где оба родителя гетерозиготны по обоим парам признаков.
37. Оперённоногость у кур (в противоположность голым) определяется доминантным геном. Гороховидный гребень доминирует над простым. Какими признаками будут обладать гибридные формы, полученные от скрещивания кур с гороховидными гребнями, имеющими оперённые ноги, с голыми курами, имеющими простые гребни. Предполагается, что родительские особи гомозиготны по упомянутым генам.
38. Два чёрных кролика с короткой шерстью при скрещивании друг с другом дали двух кроликов: чёрного с короткой шерстью и одного белого длинношёрстного. Определите генотипы родителей и потомства.
39. От скрещивания бронзовых индюков с нормальным оперением было получено 14 индюшат: 8 бронзовых с нормальным оперением, 3 бронзовых с волнистым оперением, 2 красных с волнистым оперением и два красных с нормальным оперением. Объясните результаты, определите генотипы родителей.
40. Плоды томатов бывают красные и жёлтые, гладкие и пушистые. Ген красного цвета доминантный, ген пушистости – рецессивный. Гены находятся в разных хромосомах. Какое потомство можно ожидать от скрещивания гетерозиготных томатов с особью, гомозиготной по обоим рецессивным генам? Из собранного урожая томатов оказалось 36000 кг гладких красных, 12000 кг красных пушистых. Сколько в общем урожае будет жёлтых томатов, если исходный материал был дигетерозиготным?
Наследование признаков, сцеплённых с полом
1. Черепаховая окраска, т.е. чередование чёрных и жёлтых пятен встречается только у кошек. Котов с черепаховой окраской не бывает. Объясните, почему. (Чёрная окраска – доминантный признак.)
2. При скрещивании белых кур с полосатыми петухами получили полосатых курочек и петушков. В дальнейшем при скрещивании этого потомства между собой получено 594 полосатых петушка и 607 полосатых и белых курочек. Объясните результаты.
3. От одной пары кур за некоторый промежуток времени было получено 140 цыплят, из них 45 курочек, а остальные – петушки. Объясните, почему от этой пары в потомстве было неравное сочетание полов.
4. У азиатской щучки (Aplocheilus) коричневая окраска определяется геном В, а голубая – b. Ген В может находиться в Х- и Y-хромосомах, а его аллель никогда не встречается в Y- хромосоме. Если скрещивается голубая самка с гомозиготным коричневым самцом, то какое потомство будет в F1 и F2? Самки у этой аквариумной рыбки являются гомогаметным полом.
5. Самца дрозофилы с жёлтым телом и короткими крыльями скрестили с серотелой длиннокрылой самкой. В F1 все мухи с серым телом и длинными крыльями. В F2 получено 58 самок серых длиннокрылых и 21 серая короткокрылая, 29 самцов серых длиннокрылых, 11 серых короткокрылых, 9 жёлтых короткокрылых и 32 жёлтых длиннокрылых. Объясните полученные результаты.
6. Рецессивный ген дальтонизма находится в Х-хромосоме. Отец девушки страдает дальтонизмом, тогда как мать и все её предки различают цвета нормально. Девушка выходит замуж за здорового юношу. Что можно сказать об их будущих сыновьях и дочерях (при условии, что сыновья и дочери не будут вступать в брак с носителями гена гемофилии)?
7. У кошек рыжая окраска шерсти определяется доминантным геном В, а чёрная – b. Ген В сцеплен с полом. При скрещивании чёрной кошки с рыжим котом в потомстве все коты чёрные, а кошки – с черепаховой окраской (трёхцветные). Какие котята будут при скрещивании рыжей кошки с чёрным котом?
8. Женское растение дрёмы, имеющее узкие листья, опыляют пыльцой мужского растения с нормальными листьями. В F1 женские растения имеют нормальные листья, а мужские – узкие. Какое получится потомство, если цветки женских растений F1 опылять пыльцой мужского растения, аналогичного отцовскому?
9. У кур полосатая окраска оперения определяется доминантным геном В, а чёрная – b. От неизвестных курицы и петуха получены цыплята: 1/6 чёрных курочек с нормальными ногами, 1/6 полосатых петушков с нормальными ногами, 1/3 полосатых коротконогих петушков. Определите фенотипы и генотипы родителей.
10. Мужчина-дальтоник (цветовая слепота, признак сцеплен с полом) женился на женщине с нормальным зрением, но имевшей отца-дальтоника. Может ли у них родится дочь-дальтоник? Какова вероятность рождения первых двух сыновей-дальтоников?
11. Отец и сын – дальтоники, а мать различает цвета нормально. Правильно ли будет сказать, что в этой семье сын унаследовал свой недостаток зрения от отца?
12. Мужчина с нормальной свёртываемостью крови взволнован известием о том, что сестра его жены родила мальчика-гемофилика (мужчина думает о здоровье своих будущих детей). В какой мере могло бы его успокоить сообщение, что среди родственников его жены по материнской линии гемофилия никогда не наблюдалась?
13. Какие дети могли бы родиться от брака мужчины-гемофилика с женщиной, страдающей дальтонизмом (а в остальном – имеющей вполне благополучный генотип)?
14. Дочь дальтоника выходит замуж за сына другого дальтоника, причём жених и невеста различают цвета нормально. Каким будет зрение у их детей?
15. У молодых цыплят нет внешне заметных половых признаков, а между тем экономически целесообразно устанавливать для будущих петушков и курочек различные режимы кормления. Нельзя ли для выявления пола воспользоваться тем обстоятельством, что ген, определяющий чёрную и рябую окраску, находится в Х-хромосоме, причём рябая окраска доминирует. Различие между обеими окрасками становится заметным сразу же после вылупления цыплят. Примите во внимание, что у птиц гетерогаметный пол – женский.
16. Альбинизм определяется рецессивным аутосомным геном, а гемофилия – рецессивным геном, сцеплённым с полом. Женщина-альбинос, отец которой был гемофиликом, выходит замуж за нормального мужчину, отец которого был альбиносом. Какова вероятность рождения в этой семье первых двух сыновей нормальными?
17. Отец и сын в семье – кареглазые гемофилики, а мать имеет нормальную свёртываемость крови и голубоглазая. Можно ли сказать, что сын унаследовал свои признаки от отца?
18. От пары мух дрозофилы получено 210 потомков, из них только 71 самец. Как это можно объяснить?
19. У человека в Y-хромосоме находится ген, определяющий развитие перепонки между вторым и третьим пальцами ног. Определите, какие будут дети и внуки у мужчины с перепонками между пальцами и какова их вероятность?
20. У человека есть наследственное аллергическое заболевание – геморрагический диатез, вызываемый рецессивным геном. Аллели этого гена находятся в Х и Y-хромосомах. Определите, какими будут дети и внуки, если родители: а) мать и все её предки здоровы, отец болен; б) отец и все его предки здоровы, а мать больна?
21. При скрещивании красноглазых мух дрозофилы между собой в потомстве было получено 81 красноглазая самка и 79 красноглазых и белоглазых самцов. Какого потомства следует ожидать от скрещивания самок исходных мух с белоглазым самцом? Красные глаза – доминантный признак, белые глаза – рецессивный признак, сцеплённый с полом.
22. При скрещивании кошки, имеющей черепаховую окраску шерсти (трёхцветные) с рыжим котом в нескольких помётах получено 18 черепаховых и 14 рыжих кошек, 16 рыжих и 17 чёрных котов. Скрещивание черепаховой кошки с чёрным котом дало 10 черепаховых и 13 рыжих кошек, 11 рыжих и 8 чёрных котов. Объясните результат.
23. Гипоплазмия эмали наследуется как доминантный, сцеплённый с полом признак. В семье, где оба родителя страдали этой аномалией, родился сын с нормальными зубами. Определите вероятность того, что следующие два ребёнка будут с нормальными зубами.
24. Гипертрихоз определяется геном, лежащим в Y-хромосоме. Какова вероятность рождения ребёнка с волосатыми ушами в семье, где отец – гемофилик с гипертрихозом? Рецессивный ген гемофилии находится в Х-хромосоме.
25. Кареглазая женщина с нормальным зрением выходит замуж за мужчину с таким же фенотипом. У них родился голубоглазый мальчик с цветовой слепотой и кареглазая девочка с нормальным зрением. Какова вероятность рождения голубоглазого мальчика с нормальным зрением, если дальтонизм – признак, сцеплённый с полом?
26. Женщина с нормальным цветом зубов вышла замуж за мужчину с тёмными зубами. У них родилось 4 девочки с тёмными зубами и 3 мальчика с нормальным цветом зубов. Определите характер наследования цвета зубов и генотипы родителей.
27. Агаммаглобулинемия наследуется как рецессивный признак. Одна из её форм определяется аутосомным геном, другая – лежащим в Х-хромосоме. Определите вероятность рождения больных детей в семье, где известно, что мать гетерозиготна по обоим генам, а отец здоров и имеет лишь доминантные гены.
28. У человека дальтонизм – рецессивный, сцеплённый с полом признак, а один из видов анемии (талассемия) наследуется как аутосомный доминантный признак. Гомозиготы по талассемии (большая талассемия) обычно погибают. Женщина с нормальным зрением, страдающая малой талассемией, в браке со здоровым мужчиной, но дальтоником имеет сына-дальтоника с лёгкой формой талассемии. Какова вероятность рождения следующего сына без аномалий?
29. Гипертрихоз передаётся с Y-хромосомой, а полидактилия (многопалость) – аутосомный доминантный признак. В семье, где отец имел гипертрихоз, а мать – полидактилию, родилась нормальная дочь. Какова вероятность того, что следующий ребёнок будет с обеими аномалиями?
30. У одной нормальной супружеской пары родился сын-альбинос, страдающий гемофилией, а в дальнейшем три дочери: одна альбинос и две без аномалий. Каковы генотипы родителей?
31. Гипертрихоз определяется геном, лежащим в Y-хромосоме, а одна из форм ихтиоза является рецессивным, сцеплённым с полом признаком. В семье, где женщина нормальна, а мужчина с гипертрихозом, родился мальчик с признаками ихтиоза. Определите вероятность рождения в этой семье детей без аномалий.
32. У наездника мормониеллы самцы развиваются партеногенетически из яиц. Скрещивание черноглазой самки с красноглазым самцом в первом поколении дало черноглазых наездников. Какие самцы появятся в F2?
33. Женщина-дальтоник вышла замуж за мужчину с волосатыми ушами. Какие дети могут родиться у них, если рецессивный ген дальтонизма локализован в Х-хромосоме, а ген волосатых ушей в – Y-хромосоме?
34. Чёрный темнокожий петух с розовидным гребнем скрещён с полосатой темнокожей курицей, имеющей листовидный гребень. Среди цыплят 12 полосатых темнокожих петушка, 10 чёрных темнокожих курочек и 4 чёрные белокожие курочки. Все цыплята с розовидным гребнем. Каковы генотипы родителей?
35. У некоторых пород кур, гены, определяющие белый цвет и полосатую окраску оперения, сцеплены с Х-хромосомой, при этом полосатость доминирует над белой окраской. Гетерогаметный пол у кур – женский. На птицефабрике белых кур скрестили с полосатыми петухами и получили полосатое оперение как у петушков, так и у кур. Затем скрестили особей, полученных от первого скрещивания. Было получено 594 полосатых петушка и 607 полосатых и белых курочек. Определите генотипы родителей и потомства в F1 и F2.
36. Гомозиготная самка дрозофилы с красными глазами скрещена с белоглазым самцом (рецессивный признак, сцеплён с полом). Какова будет окраска глаз у потомства от возвратного скрещивания самки первого поколения с её отцом? От возвратного скрещивания самца первого поколения с его матерью?
37. Две полосатые, имеющие гребешки птицы скрещены и в потомстве дали двух цыплят: полосатого петушка и неполосатую курочку, не имеющую гребешка. Каковы генотипы родителей и потомства, если известно, что ген В, определяющий полосатость, сцеплен с полом?
38. Гетерозиготная самка дрозофилы с красными глазами скрещена с красноглазым самцом (рецессивный признак). Каковы фенотипы будут у самцов и самок в первом поколении? Красные глаза – доминантный признак, белые глаза – рецессивный признак, сцеплённый с полом.
39. У канареек сцеплённый с полом ген В определяет зелёную окраску оперения, а ген в – коричневую. Наличие хохолка зависит от аутосомного гена С, а его отсутствие от гена с. Зелёного хохлатого самца скрещивают с коричневой самкой без хохолка. Каковы будут первое и второе поколения?
40. У канареек сцеплённый с полом ген В определяет зелёную окраску оперения, а ген в – коричневую. Наличие хохолка зависит от аутосомного гена С, а его отсутствие – от гена с. Оба родителя зелёные и хохлатые. В их потомстве получены: хохлатый самец и коричневая без хохолка самка. Определить генотипы родителей и потомства.
АНАЛИЗ РОДОСЛОВНЫХ
Классический метод Г. Менделя и Т. Моргана не всегда может быть применён к анализу наследования тех или иных признаков, например при малочисленном потомстве. В этих случаях используют другие методы генетического анализа например – генеалогический, т.е. анализ нескольких поколений родственников. Этот метод применяют обычно у человека, домашних животных и иногда растений. В генетике человека используются и другие методы: близнецовый, цитогенетический, биохимический, популяционный и онтогенетический. С помощью генеалогического анализа можно ответить на ряд вопросов: какова природа признака (наследственная или нет); установить характер наследования признака (доминантный или рецессивный, аутосомный, сцеплённый с полом, зависимый от пола и т.д.);
Генеалогический метод состоит из двух этапов:
- составляется и графически изображается родословная;
- проведится генетический анализ полученных данных.
На первом этапе работы осуществляется сбор сведений о семье, начиная с пробанда – индивида, по отношению к которому составляется родословная. Индивид может быть носителем какого-либо признака или больным. В родословную включаются все известные родственники как по нисходящей линии (дети, внуки, правнуки и т.д.), так и по восходящей (родители, деды, прадеды, бабушки, прабабушки и т. д.). Дети от одних родителей (братья и сёстры) называются – сибсы. Как правило, родословная собирается по одному или нескольким признакам. Чем больше поколений показано в родословной, тем выше шансы на получение достоверных сведений. Этот метод используется для работы медико-генетических консультаций при изучении наследования какого-либо признака (например, генетического заболевания, иных генетических аномалий) в ряду поколений, если известен носитель признака. Для сбора генетической информации проводят опросы, анкетирование, медицинские обследования членов рода (включая всех известных родственников). Кратко записывают все необходимые данные о каждом члене рода, с обязательным указанием его родства по отношению к пробанду, указывают фамилию, имя, отчество, даты рождения и смерти (указывают причины), национальность, место жительства семьи и родственников, профессию, наличие хронических заболеваний и некоторые другие сведения.
Полученные сведения используют для составления графического изображения родословной, при этом используют систему условных обозначений:
– женщина;
– мужчина;
, – обладатели признаков (или больные);
– брак;
, – пробанд;
1 2 3 4 – дети, рождённые от одного брака (цифры указывают порядок рождения детей;
– однояйцевые близнецы;
– двуяйцевые близнецы;
ћ § – гетерозиготные носители;
, – мёртворождённые;
– носители разных аномалий и их совместное присутствие;
– близкородственный брак;
, – умерли после рождения;
; – брак мужчины с двумя женщинами;
– брак женщины с двумя мужчинами;
() – внебрачные дети;
4 – общее количество детей (четыре) без указания пола ил пол неизвестен.
Каждое поколение в родословной располагается в одну строчку (обозначается слева римскими цифрами)
І – первое поколение (бабушки, прабабушки, дедушки, прадедушки – родоначальники);
ІІ – второе поколение;
ІІІ – третье поколение;
ІV – четвёртое поколение;
V – пятое поколение и т.д.
Если в семье имеется несколько наследственных признаков или недостатков, в родословные вводятся дополнительные обозначения (например, противоположно направленные штриховки, разный цвет круга или квадрата, обозначающего носителя признаков и т.д.). При введении дополнительных обозначений необходимо делать сноски с и указанием условного обозначения.
Основные признаки Х-сцеплённого доминантного типа наследования следующие:
- болезнь встречается у мужчин и женщин, но у женщин примерно в два раза чаще, чем у мужчин;
- больной мужчина передаёт мутантный аллель всем дочерям и не передаёт сыновьям, так как последние получают от отца Y-хромосому;
- больные женщины передают мутантный аллель 50 % своих детей независимо от пола;
- женщины в случае болезни страдают менее (они гетерозиготны), чем мужчины.
Y-сцеплённое (голандрическое) наследование
Считалось, что Y-хромосома содержит только генетически неактивные участки. Однако, как установлено в последнее время, в ней локализовано около 20 генов, в том числе генов, отвечающих за развитие семенников, контролирующих интенсивность роста, определяющих оволоснение ушной раковины, средних фаланг кисти и др. Признак, гены которого локализованы в Y-хромосоме, передаётся от отца только мальчикам.
Наследование частично сцеплённого с полом рецессивного признака
Аллели гена расположены в Х- и Y-хромосомах. В отличие от аутосомно-рецессивного наследования признак, как правило, в родословной проявляется у потомков одного пола, а именно того, который нёс этот признак.
Задание 1. Контрольные задачи
1. Проведите анализ родословной, приведённой на рисунке 5.
Рис 5. Родословная к задаче 1.
2. Проведите анализ родословной, приведённой на рисунке 6.
Рис 6. Родословная к задаче 2.
3. Проведите анализ родословной, приведённой на рисунке 7.
Рис 7. Родословная к задаче 3.
4. Проведите анализ родословной, приведённой на рисунке 8.
Рис. 8. Родословная к задаче 4.
5. Проведите анализ родословной, приведённой на рисунке 9.
Рис 9. Родословная к задаче 5.
6. Проведите анализ родословной, приведённой на рисунке 10.
Рис 10. Родословная к задаче 6.
7. Проведите анализ родословной, приведённой на рисунке 11.
Рис 11. Родословная к задаче 7.
8. Пробанд страдает ночной слепотой. Два его брата также больны. По линии отца пробанда страдающих ночной слепотой не было. Мать пробанда больна. Две сестры и два брата матери пробанда и их дети здоровы. По материнской линии известно: бабушка больна, дедушка здоров; сестра бабушки больна, а брат здоров; прадедушка и его сестра и брат больны; прапрадедушка, его брат, дочь и два сына брата больны. Жена пробанда, его родители и родственники здоровы. Определите вероятность рождения больных детей в семье пробанда. Постройте родословную.
9. Пробанд – здоровая женщина, имеет двух здоровых братьев, и двух братьев, больных алькаптонурией (выделение с мочой гомогенизированной кислоты). Мать пробанда здорова и имеет двух здоровых братьев. Отец пробанда болен алькаптонурией и приходится двоюродным дядей своей жены. У него есть здоровые брат и сестра. Бабушка по линии отца была больной и состояла в браке со своим здоровым двоюродным братом. Бабушка и дедушка пробанда по линии матери здоровы, отец и мать деда также здоровы, при этом мать дедушки приходится родной сестрой дедушки пробанда со стороны отца. Определить вероятность рождения больных алькаптонурией детей в семье пробанда при условии, если она выйдет замуж за здорового мужчину, мать которого страдала алькаптонурией. Постройте родословную.
10. Пробанд – нормальная женщина, имеет пять сестёр, две из которых однояйцевые близнецы, две – разнояйцевые. Все сёстры имели по шесть пальцев на руках. Мать пробанда нормальна, отец – шестипалый (полидактилия). Со стороны матери все предки нормальны. У отца два брата и четыре сестры – все пятипалые. Бабушка по линии отца шестипалая. У неё были две шестипалые сестры и одна пятипалая. Определите вероятность рождения в семье пробанда шестипалых детей при условии, если она выйдет замуж за нормального мужчину. Постройте родословную.
11. Пробанд страдает лёгкой формой серповидноклеточной анемии. Его супруга здорова. Она имеет дочь также с лёгкой формой анемии. Мать и бабушка пробанда страдали этой же формой анемии, остальные – сибсы (братья и сёстры) матери и её отец здоровы. У жены пробанда есть сестра, больная лёгкой формой анемии, вторая сестра умерла от анемии. Мать и отец жены пробанда страдали анемией. Кроме того, известно, что у отца было два брата и сестра с лёгкой формой анемии и что в семье сестры отца двое детей умерли от анемии. Определите вероятность детей с тяжёлой формой анемии в семье дочери пробанда, если она выйдет замуж за такого мужчину, как её отец. Постройте родословную.
12. Пробанд здоров, отец пробанда болен эпидермолизом буллёзным (образование пузырей при травмах). Мать и его родственники здоровы. Две сестры пробанда здоровы, один брат болен. Три дяди со стороны отца и их дети здоровы, а три дяди и одна тётя – больны. У одного больного дяди от первого брака есть больной сын и здоровая дочь, а от второго брака – больные сын и дочь. У второго больного дяди есть две здоровые дочери и больной сын. У третьего больного дяди – два больных сына и две больные дочери. Бабушка по отцу больна, а дедушка здоров, здоровы были две сестры и два брата бабушки. Определите вероятность рождения больных детей в семье пробанда при условии, что он вступит в брак со здоровой женщиной. Постройте родословную.
13. Пробанд – больная мозжечковой атаксией (расстройство согласованности мышц при произвольных движениях) женщина. Её супруг здоров. У них 6 сыновей и 3 дочери. Один сын и одна дочь больны, остальные – здоровы. Пробанд имеет здоровую сестру и трёх больных братьев. Здоровая сестра замужем за здоровым мужчиной и имеет здоровую дочь. Три больных брата пробанда женаты на здоровых женщинах. В семье первого брата три здоровых сына и одна здоровая дочь, в семье второго брата сын и больная дочь, в семье третьего – два сына и три дочери здоровы. Отец пробанда болен, а мать здорова. Какова вероятность появления больных детей у больной дочери пробанда, если она замужем за здоровым мужчиной? Постройте родословную.
14. Пробанд страдает дефектом ногтей и коленной чашечки, а его брат здоров. Этот синдром был у отца пробанда, а мать была здорова. Дедушка пробанда по линии отца с синдромом, а бабушка здорова. Отец пробанда имеет трёх братьев и четырёх сестёр, из них два брата и две сестры с синдромом. Больной дядя по линии отца женат на здоровой женщине и имеет двух дочерей и сына. Все они здоровы. Определите вероятность появления детей с синдромом в семье пробанда, если его супруга не будет страдать дефектом и коленной чашечки. Постройте родословную.
15. Проанализируйте характер наследования семейной эпилепсии в родословной (рис. 12).
Рис. 12. Родословная к задаче 15.
16. Определите характер наследования анальбунемии (сильно снижена концентрация альбуминов – белков – протеноидов) по родословной (рис. 13).
Рис 13. Родословная к задаче 16.
17. Проанализируйте характер наследования семейной эпилепсии в родословной (рис.14).
Рис 14. Родословная к задаче 17.
18. Проанализируйте, как наследуется признак «изогнутый мизинец» у человека с родословной, приведённой на рис. 15.
Рис 15. Родословная к задаче 18.
19. Определите характер наследования извитой шерсти у айроширских коров («каракульских) по родословной (рис.16), если характер волосяного покрова у родоначальников неизвестен.
Рис 16. Родословная к задаче 19.
20. Определите характер наследования безволосости тела у гернсейских коров, приведённый в родословной (рис.17.).
Рис 17. Родословная к задаче 20.
21. Проанализируйте родословную двух страдающих мозжечковой атаксией щенят (рис.18), родившихся в одном помёте от нормальных родителей.
Рис 18. Родословная к задаче 21.
22. Как наследуется у человека признак «ямочка на щеке» представленный в родословной (рис.19)? Каковы были родоначальники?
Рис 19. Родословная к задаче 22.
23. Определите характер наследования признака «маленькие глаза» у родословной человека (рис.20).
Рис 20. Родословная к задаче 23.
24. Проведите анализ родословной человека, приведённой на рисунке 21.
Рис 21. Родословная к задаче 24.
25. Пробанд имеет белый локон в волосах, брат пробанда без локона. По линии отца аномалий не отмечено. Мать пробанда с белым локоном. Она имеет трёх сестёр. Две сестры с локоном, одна без локона. У одной из тёток пробанда со стороны матери сын с локоном и дочь без локона, у второй – сын и дочь без локона. Третья тётка пробанда со стороны матери без локона имеет двух сыновей и одну дочь без локона. Дед пробанда по линии матери и двое его братьев имели белые локоны, а ещё двое были без локонов. Прадед и прапрадед также имели белый локон надо лбом. Определить вероятность рождения детей с белым локоном надо лбом в случае, если пробанд вступит в брак со своей двоюродной сестрой, имеющей этот локон.
27. Две шестипалые сестры Маргарет и Мери вышли замуж за нормальных мужчин. В семье Маргарет было пятеро детей: Джеймс, Сусанна и Дэвид были шестипалыми, Элла и Ричард – пятипалыми. В семье Мэри была единственная дочь Джейн с нормальным строением руки. От первого брака Джеймса с нормальной женщиной родилась шестипалая дочь Сара, от второго брака также с нормальной женщиной у него было шесть детей: одна дочь и два сына нормально пятипалые, две дочери и один сын – шестипалые. Элла вышла замуж за нормального мужчину. У них было два сына и четыре дочери – все пятипалые. Дэвид женился на нормальной женщине. Единственный их сын Чарльз оказался шестипалым. Ричард женился на своей двоюродной сестре Джейн. Две их дочери и три сына были пятипалыми. Определите вероятность рождения шестипалых детей в случаях:
а) брака нормальной дочери Джеймса с одним из сыновей Ричарда;
б) брака Сары с сыном Дэвида;
в) брака нормальной дочери Джеймса с нормальным мужчиной (не родственником);
г) брака шестипалого сына Джеймса с нормальной дочерью Эллы;
д) брака шестипалой дочери Джеймса с нормальным мужчиной (не родственником);
е) брака Чарльза с дочерью Джейн и Ричарда.
28. Пробанд – здоровая женщина. Её сестра также здорова, а два брата страдают дальтонизмом. Мать и отец пробанда здоровы. Четыре сестры матери пробанда здоровы, их мужья также здоровы. О двоюродных сибсах со стороны матери пробанда известно: в одной семье один больной брат, две сестры и брат здоровы; в двух других семьях по одному больному брату и по одной здоровой сестре; в четвёртой семье – одна здоровая сестра. Бабушка пробанда со стороны матери здорова, дед больной. Со стороны отца пробанда больных дальтонизмом не отмечено.
29. Пробанд и пять его братьев здоровы. Мать и отец пробанда глухонемые. Два дяди и тётка со стороны отца тоже глухонемые. Бабка и дед по матери здоровы. Бабка и дед по отцу глухонемые. Бабка по отцу имеет глухонемого брата и двух глухонемых сестёр. Дед по отцу имеет двух братьев, один из которых здоров, другой глухонемой, и пять сестёр, две из которых глухонемые. Мать и отец дедушки со стороны отца здоровы, мать и отец бабушки со стороны отца глухонемые.
30. Пробанд имеет нормальные по окраске зубы. У его сестры зубы коричневые. У матери зубы коричневые, у отца – нормальной окраски. Семь сестёр матери пробанда с коричневыми зубами, а четыре брата – с нормальными зубами. У них трое детей: дочь и сын с коричневыми зубами и дочь с нормальными. Два дяди пробанда по линии матери женаты на женщинах без аномалии в окраске зубов. У одного из них два сына и дочь, у другого – две дочери и сын. Все они с нормальными зубами. Коричневые зубы имел дед пробанда по линии матери, а бабка по линии матери имела нормальные зубы. Два брата деда по линии матери с нормальной окраской зубов. Прабабушка (мать деда по линии матери) и прапрабабушка (мать этой прабабушки) имели коричневые зубы, а их мужья были с нормальной окраской зубов. Определите, какие дети могут быть у пробанда, если он вступит в брак с женщиной, гетерозиготной по этому признаку.
Задание 2
Построение родословной семьи
1. Постройте родословную своей семьи.
2. Определите, какие из признаков в Вашей семье наследуются и каков характер наследования признаков. Пробандом считать себя.
3. Рассмотреть наследование признака не менее чем в четырёх поколениях. Определить, какие признаки присутствуют в вашей семье. Это можно сделать с помощью таблицы приведённой на странице 141 учебника Мамонтова С.Г., Захарова В.Б. «Общая биология». Если в вашей семье нет ни одного из приводимых в таблице признаков, выбор признаков делает преподаватель по уже имеющейся составленной Вами родословной.
4. Выбор признаков делаем по следующему принципу: количество признаков два, причём один из семьи отца, другой – из семьи матери. Носитель признака – один из предков матери и отца (бабушка или дедушка или оба супруга).
Лабораторная работа 4
Построение вариационного ряда
и вариационной кривой
Цель работы: ознакомится с закономерностями модификационной изменчивости, методикой построения вариационного ряда и вариационной кривой.
Материалы и оборудование: листья деревьев, злаковые травы, колосья пшеницы, ржи, плоды и семена различных растений, корнеплоды и клубни растений (от 50 до 100 образцов). Для измерения длины листьев, высоты растений, длины колоса необходима линейка, изготовленная из миллиметровой бумаги. Плоды, семена, клубне- и корнеплоды целесообразнее взвешивать с помощью технических или аналитических весов (в зависимости от массы объекта).
Задание:
1. Измерьте длину 70 листьев (каждый лист необходимо заранее пронумеровать, прикрепив к черешку бирку с номером с помощью лейкопластыря или скотча).
2. Определить число образцов, сходных по рассматриваемому признаку с учётом кассовых интервалов. Кассовый интервал, участки одинаковых размеров, на которые разбит вариационный ряд.
3. На основе полученных данных заполните таблицы.
4. Постройте вариационный ряд, расположив листья в порядке возрастания их длины.
5. Постройте вариационную кривую длины листьев. Для этого по оси абсцисс отложите значения отдельных величин – длину листьев (с учётом деления по кассовым интервалам v), а по оси ординат – значения, соответствующие частоте встречаемости каждого интервала (n). Соединив точки пересечения, получим вариационную кривую.
Изменение длины листьев
| Номер листа | Длина листа (см) | Отклонение от среднего («+» или «-» в см) |
| 1 | ||
| 2 | ||
| 3 (до 70) |
Встречаемость варианты
| Частота встречаемости варианты (v) (длины в см, с учётом деления по кассовым интервалам) | Общее число вариант (n) |
6. Cравните края и центр вариационной кривой и сделайте вывод: листья какой длины (минимальной, средней или максимальной) встречаются чаще.
7. Рассчитайте среднее значение признака по формуле:
М = (v n)/m,
где
v – значение варианты;
n – частота встречаемости варианты;
m – общее число вариант вариационного ряда.
8. Сделайте вывод о характере модификационной изменчивости признака и зависимости пределов модификационной изменчивости и от важности данного признака в жизнедеятельности организма.
Заключение
требования к выполнению
отчёта о самостоятельной работе
Отчёт о самостоятельной работе выполняется в машинописном (или рукописном виде). На титульном листе указывается название работы, учебная дисциплина, номер учебной группы, фамилия и инициалы студента. Отчёт о работе выполняется в тетради для самостоятельных работ (разрешается выполнение отчёта на отдельных листах, с последующим их сшиванием и оформлением в виде отдельной папки).
На второй странице отчёта приводится его содержание. После выполнения каждого задания указывают список использованной литературы, в том числе и материалов из Интернета с указанием сайта.
При выполнении каждого из самостоятельных заданий необходимо указать тему, цель. Форма таблиц и указания к выполнению самостоятельных работ приводятся в соответствующем задании.
По результатам работы ставится оценка (зачтено или не зачтено по каждому заданию отдельно). Если студент не выполнил задания самостоятельной работы, он не допускается к сдаче зачёта в первом семестре и экзамена по биологии во втором семестре.
Преподаватель устанавливает контрольные сроки выполнения и сдачи заданий, проводит консультации. Задание 1 и 2 выполняются в первом семестре, задание 3 – во втором.
требования к выполнению
отчёта по лабораторным работам
Перед выполнением работы студент должен получить допуск к работе, для этого он рассказывает преподавателю цель, порядок выполнения работы и показывает подготовленные к заполнению таблицы в тетради (или на отдельном листе, если отчёт будет выполнен в виде папки). В противном случае студент не допускается к выполнению работы. После выполнения работы преподаватель подписывает полученные в работе результаты.
Отчёт о лабораторной работе выполняется в тетради для лабораторных работ (разрешается выполнение отчёта на отдельных листах, с последующим их сшиванием и оформлением в виде отдельной папки). В отчёте необходимо указать название работы, цель, порядок выполнения работы, заполнить соответствующие таблицы, нарисовать рисунки и начертить графики, сделать вывод по работе.
Решая генетические задачи, обязательно покажите все схемы скрещивания. Приступая к анализу родословной, составлению родословной по условию задачи или родословной своей семьи необходимо тщательно проанализировать условие задачи (или родственные связи в семье). Условие задачи, схема скрещивания и описание родословной семьи приводятся обязательно как исходные данные. Все записи выполняются аккуратно, исправления делаются с помощью корректирующей жидкости.
Для лабораторной работы «Построение вариационного ряда и вариационной кривой» студент готовит растительный материал самостоятельно по заданию преподавателя (задание выдаётся в первом семестре, лабораторная работа выполняется во втором семестре). Исследованный материал, линейки из миллиметровой бумаги, студент сдаёт вместе с отчётом, листья необходимо высушить и пронумеровать.
После выполнения работы и составления отчёта студент защищает работу устно. Если студент не выполнил лабораторные работы, предусмотренные учебным планом, он не допускается к сдаче экзамена по биологии.
содержание:
Введение……………………………………………………………………………...3
Практические занятия……………………………………………………………….5
Общие указания.……………………..………………………………………..5
Занятие 1. Развитие и становление биологической науки………………....7
Занятие 2. Аксиомы теоретической биологии……………………………..16
Занятие 3. Условия возникновения жизни на планете……………………17
Занятие 4. Основные этапы развития жизни на Земле……………………18
Занятие 5. Уровни организации живого……………………………………19
Занятие 6. Самоорганизация живых систем на разных уровнях
организации живого…………………………………………….24
Занятие 7. Систематика растений и классификация животных……….…34
Занятие 8. Многообразие, развитие и распространение живых
организмов на планете Земля……………………………….….40
Занятие 9. Теория эволюции Ж.Б. Ламарка………………………………..41
Занятие 10. Предпосылки возникновения теории Ч. Дарвина……………42
Занятие 11. Современные доказательства теории
Ч.Р. Дарвина – А.Р. Уоллеса…………………………………..43
Занятие 12. Эволюционный процесс и его движущие силы……………...44
Занятие 13. Формы естественного отбора, типы и основные принципы
искусственного отбора………………………………………...45
Занятие 14. Реальность вида и его критерии ……………………………...48
Занятие 15. Систематика как отражение процесса эволюции…………....49
Занятие 16. Строение и функции органоидов клетки……………………..53
Занятие 17. Химические элементы клетки, их роль в
жизнедеятельности клетки…………………………………….54
Занятие 18. Цикл Кребса и баланс энергии в клетке……………………...55
Занятие 19. Основные типы бесполого размножения организмов……….55
Занятие 20. Оплодотворение, его виды, образование зиготы…………….56
Занятие 21. Онтогенез и окружающая среда………………………………57
Занятие 22. Фундаментальные понятия генетики…………………………58
Занятие 23. Генотипическая и фенотипическая изменчивость…………..59
Занятие 24. Закономерности наследования и наследование
признаков, сцеплённых с полом……………………………....67
Занятие 25. Успехи современной селекции………………………………..68
Занятие 26. Общее строение тела человека и онтогенез………………….69
Занятие 27. Современное состояние окружающей среды
и сохранение жизни на планете……………………………….71
Самостоятельная работа…………………………………………………………...72
Общие указания…………………………………………………………………….72
Задание 1. Развитие и становление биологической науки……………..…73
Задание 2. Происхождение жизни……………………………………….…74
Задание 3. Основы генетики и материальные основы наследственности.74
Лабораторные работы……………………………………………………………...84
Лабораторная работа 1. Вид, его критерии и структура………………….84
Лабораторная работа 2. Изучение строения растительной и
животной клеток под микроскопом…………….85
Лабораторная работа 3. Решение генетических задач…………………….86
Лабораторная работа 4. Построение вариационного ряда
и вариационной кривой………………………...119
Заключение…………………………………………...……………………………121
Требования к выполнению отчёта о самостоятельной работе…………..121
Требования к выполнению отчёта по лабораторным работам………….121
Приложения….....…………………………………………………………………125
приложения
Таблица 10
| № варианта | № задачи по теме | ||||
| Основы генетики и материальные основы наследственности | Моногибрид-ное скрещи-вание | Ди- и поли-гибридное скрещивание | Наследование признаков, сцеплённых с полом | Анализ родословной | |
| 1 | 25 | 4 | 12 | 31 | 25 |
| 2 | 6 | 40 | 23 | 15 | 3 |
| 3 | 12 | 35 | 21 | 10 | 13 |
| 4 | 1 | 29 | 37 | 11 | 5 |
| 5 | 40 | 3 | 25 | 39 | 17 |
| 6 | 33 | 5 | 28 | 12 | 29 |
| 7 | 18 | 36 | 2 | 22 | 15 |
| 8 | 26 | 39 | 11 | 4 | 24 |
| 9 | 34 | 18 | 5 | 32 | 26 |
| 10 | 8 | 37 | 24 | 18 | 7 |
| 11 | 15 | 27 | 39 | 3 | 19 |
| 12 | 20 | 38 | 8 | 14 | 21 |
| 13 | 31 | 8 | 27 | 27 | 27 е |
| 14 | 9 | 34 | 15 | 29 | 8 |
| 15 | 22 | 10 | 32 | 21 | 11 |
| 16 | 14 | 28 | 36 | 9 | 16 |
| 17 | 38 | 2 | 17 | 30 | 27 д |
| 18 | 3 | 32 | 20 | 24 | 1 |
| 19 | 10 | 26 | 38 | 17 | 9 |
| 20 | 36 | 1 | 29 | 20 | 30 |
| 21 | 4 | 33 | 16 | 28 | 4 |
| 22 | 13 | 30 | 6 | 16 | 27 в |
| 23 | 5 | 22 | 34 | 19 | 6 |
| 24 | 23 | 6 | 14 | 37 | 22 |
| 25 | 39 | 7 | 13 | 26 | 28 |
| 26 | 2 | 31 | 19 | 23 | 2 |
| 27 | 30 | 17 | 9 | 38 | 23 |
| 28 | 24 | 9 | 33 | 13 | 27 а |
| 29 | 7 | 25 | 18 | 34 | 10 |
| 30 | 35 | 12 | 22 | 1 | 27 г |
| 31 | 19 | 24 | 31 | 6 | 12 |
| 32 | 28 | 11 | 7 | 35 | 27 б |
| 33 | 37 | 13 | 30 | 25 | 14 |
| 34 | 11 | 23 | 4 | 40 | 18 |
| 35 | 32 | 14 | 26 | 5 | 20 |
| 36 | 21 | 15 | 40 | 2 | * |
| 37 | 16 | 20 | 3 | 33 | * |
| 38 | 27 | 16 | 35 | 8 | * |
| 39 | 17 | 21 | 1 | 36 | * |
| 40 | 29 | 19 | 10 | 7 | * |
| * - задания выдаёт преподаватель, как и в том случае, если количество вариантов окажется недостаточным. | |||||
СХЕМА 1
ЭВОЛЮЦИЯ ЧЕЛОВЕКА И ОБЕЗЬЯН
| Полуобезьяны | Обезьяны | Люди | |||||||
Семейство долгопятов | Семейство лемуров | Широконосые | Узконосые | Семейство людей | |||||
| Семейство игрунков | Семейство цепко-хвостов | Семейство мартышко-образных | Семейство гилобатид | Семейство понгид | |||||
| Капуцины, ревуны | Макаки резус и другие виды, мандрилы, пави-аны, мартышки. | Азиатские Африканские | Современный человек | ||||||
| Гиббоны | Орангутанги | Гориллы | Шимпанзе | ||||||
Кроманьонец
Палеоантропы
Архантропы (homo erectus)
Homo habiles
Австралопитеки
Дриопитеки
Низшие приматы Высшие приматы--------------------------------------------------------------
Отряд приматов
СХЕМА 2
ЭВОЛЮЦИЯ ЧЕЛОВЕКА И ОБЕЗЬЯН
Павиан гиббон орангутанг горилла шимпанзе человек разумный
Кроманьонец (неоантроп)
Неандерталец
(палеоантроп древний человек)
Гигантопитек Мегантроп Австралопитек ? Питекантроп (архантроп)
(древнейший человек)
?
Мезопитек Удабнопитек Дриопитек Рамапитек
германский
Дриопитек Проконсул Дриопитек
пенджабский дарвиновский
Плиопитек Сивапитек
Дриопитек фонтановский
Проплиопитек
Апидиум Парапитек
Общий предок
Таблица 11
ОСНОВНЫЕ СТАДИИ ЭВОЛЮЦИИ ЧЕЛОВЕКА
| Время появления признака | Признаки, характерные для людей | Стадия антропогенеза | Представители среди ископа-емых форм | Масса мозга, г | Распространение по планете |
| Более 10 млн лет | Прямохождение | Отделение ветви гоминид | Австралопитек | Около 500 | Индия, Африка |
| 4,5–1,75 млн лет | Использование различных предметов | Предгоминидная | Австралопитек | 500 - 750 | Африка, Азия(?) |
| 2 млн лет | Изготовление орудий | Предгоминидная | Человек умелый | 750 | Африка |
| Ранние формы –2,6 млн лет; расцвет - 600-800 тыс. лет | Поддержание огня. Речь примитивная, состоящая из отдельных выкриков. Простые формы коллективной деятельности | Древнейшие люди (архантропы) | Человек прямоходящий (питекантроп) | 850–1100 | Африка, Запад-ная и Централь-ная Европа, Вос-точная Азия, Индонезия |
| Ранние формы- 1,5 млн лет; расцвет–250-40 тыс. лет | Добывание огня, сложные формы коллективной деятельности (загонная охота). Забота о ближних. Речь – продвинутая форма лепета | Древние люди (палеонтропы) | Неандерталец | До 1500 | Европа, Африка, Азия |
| Менее 40 тыс. лет | Настоящая речь. Мышление. Искусство | Современные люди (неоантропы) | Кроманьонец | Около 1400 | Европа, Африка, Америка Азия, Австралия |
| Менее 10 тыс. лет | Развитие сельского хозяйства, промышленного производства, техники, науки | Современные люди | 1400 | Всесветное |
