Подробное решение параграф § 33 по биологии для учащихся 9 класса, авторов Вахрушев А.А., Бурский О.В., Раутиан А.С., Родионова Е.И. 2016
Вопрос 1. Предположите, чему будет посвящён параграф.
Как сочетаются в потомках две пары родительских признаков?
Вопрос 2. Повторяем язык генетики: доминантность, рецессивность, ген, аллель, гомозигота, гетерозигота, фенотип, генотип.
Доминантность – форма взаимоотношений между аллелями одного гена, при которой один из них (доминантный) подавляет (маскирует) проявление другого (рецессивного) и таким образом определяет проявление признака как у доминантных гомозигот, так и у гетерозигот.
Рецессивность – свойство одного из генов аллельной пары проявляться фенотипически гомозиготном состоянии и не проявляться в гетерозиготном состоянии.
Ген – участок молекулы ДНК, характеризующийся определенной последовательностью нуклеотидов, в котором закодирована информация о первичной структуре полипептидной цепи или РНК.
Аллели – различные формы (значения) существования одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом и определяющие альтернативные варианты развития одного и того же признака.
Гомозигота – организм, в клетках которого содержатся одинаковые аллели одного гена, например, АА или аа.
Гетерозигота – организм, в клетках которого содержатся разные аллели одного гена, например, Аа или Вb.
Генотип – совокупность всех генов данной особи.
Фенотип – совокупность всех признаков и свойств данного организма, формирующихся в процессе взаимодействия его генотипа и внешней по отношению к нему среды.
Какие законы Менделя действуют при моногибридном скрещивании? (§ 32)
Закон единообразия гибридов первого поколения, закон расщепления, закон чистоты гамет.
Что такое конъюгация хромосом и когда она происходит? (§ 9)
Конъюгация – попарное сближение гомологичных хромосом и переплетение их хроматид, при котором становится возможен кроссинговер. Конъюгируют только по одной хроматиде из каждой гомологичной хромосомы, прилегающей друг к другу. Конъюгация происходит в профазе I мейоза.
Вопрос 3. Одну пару аллелей мы обозначали буквами А и а. Вторую пару обозначим B и b. Попробуйте самостоятельно определить генотипы гибридов первого поколения. Р ААВВ×aabb
F1 АаBb
Вопрос 4. Посчитайте ожидаемое численное соотношение «фенотипов», отмеченных на рисунке разными цветами и наличием или отсутствием штриховки. Равно ли расщепление только по цвету или только по штриховке известному нам соотношению 3:1?
На рис. 33.3 по цвету наблюдается расщепление 3:1 (3 розовых и 1 берюзовый), по наличию или отсутствию штриховки соотношение также 3:1 (3 незаштрихованных и 1 заштрихованный). На рис. 33.4 по цвету наблюдается расщепление 12:4 (или 3:1) (12 розовых и 4 берюзовых), по наличию или отсутствию штриховки соотношение также 12:4 (или 3:1) (12 незаштрихованных и 4 заштрихованных).
Расщепление только по цвету или только по штриховке равно известному нам соотношению 3:1.
Вопрос 5. Определите по рисунку расщепление во втором поколении знакомой вам пары признаков – жёлтых и зелёных горошин, не обращая внимания на их форму. Что получится?
Во втором поколении по цвету горошин наблюдается расщепление 12:4 (или сокращенно 3:1).
Вопрос 6. Теперь проанализируйте расщепление по форме горошин – гладких и морщинистых. Что у вас получилось? Почему некоторые генотипы имеют одинаковое выражение в фенотипе?
Во втором поколении по форме горошин наблюдается расщепление 12 (гладких):4 (морщинистых) (или сокращенно 3:1).
Явление доминирования приводит к тому, что при одинаковом фенотипе особи могут обладать различными генотипами. Правило доминирования гласит: в фенотипе проявляется лишь один из пары аллельных генов.
Вопрос 7. Опишите полученные фенотипы.
9 желтых гладких :3 желтых морщинистых :3 зеленых гладких:1 зеленый морщинистый.
Вопрос 8. Опишите фенотипы гибридов первого поколения и разнообразие фенотипов, полученных во втором поколении. Будут ли среди гибридов F2 карликовые растния с круглыми плодами? Почему такие генотипы, как DDoo, Ddoo, ddOO и ddOo, не обнаружены?
Гибриды первого поколения будут высокорослыми с круглыми плодами (DdOo). Во втором поколении наблюдается расщепление 3:1. 3/4 части растений будут высокорослыми с круглыми плодами, ¼ часть – низкорослые с овальными плодами. Среди гибридов F2 карликовых растний с круглыми плодами нет, а такие генотипы, как DDoo, Ddoo, ddOO и ddOo, не обнаружены, все это объясняется тем, что гены, расположенные в одной хромосоме, распределены зависимо друг от друга и наследуются вместе.
Вопрос 9. Определите по набору хромосом число групп сцепления.
У дрозофилы четыре пары гомологичных хромосом, а значит будет и четыре группы сцепления.
Вопрос 10. Сравните «поведение» сцепленных генов на рисунке с двумя случаями их комбинации в гаметах.
Если рекомбинация идет, то происходит кроссинговер - обмен участниками гомологичных хромосом. При кроссинговере появляются промежуточные признаки у дальнейших поколений.
Вопрос 11. Почему одни признаки наследуются детьми независимо друг от друга, а другие – вместе?
Признаки наследуются детьми независимо друг от друга, когда неаллельные гены, кодирующие эти признаки, лежат в различных хромосомах. А признаки, которые наследуются детьми вместе, т. е. гены, кодирующие эти признаки, расположены в одной хромосоме и наследуются вместе.
Вопрос 12. Как наследуется цвет и форма семян в опытах Г. Менделя?
Цвет и форма семян в опытах Г. Менделя наследуются независимо.
Вопрос 13. Где находятся гены? Как они расположены?
Гены расположены в хромосомах и раполагаются в линейном порядке.
Вопрос 14. Что такое группы сцепления? Сколько их у человека, если всего у него 46 хромосом?
Группа сцепления — совокупность генов, находящихся в одной хромосоме. Число групп сцепления равно числу пар гомологичных хромосом данного организма (иными словами, оно равно гаплоидному числу его хромосом).
Поскольку у человека 46 хромосом, а это значит 23 пары гомологичных хромосом. Поэтому у человека 23 группы сцепления.
Вопрос 15. Что такое кроссинговер?
Кроссинговер – явление перекрёста хромосом во время их конъюгации в мейозе, с последующим обменом частями.
Вопрос 16. Сравните потомство по генотипу и фенотипу в двух скрещиваниях: АаВв × аавв; АаВв × ААВВ. Почему первое часто называют анализирующим скрещиванием, а второе так никогда не называют?
При скрещивании особей АаВв × аавв, в F1 наблюдаются генотипы: 1 АаВв: 1 Аавв: 1 ааВв: 1 аавв. А это значит четыре разные генотипа и четыре разные фенотипа. Смысл анализирующего скрещивания заключается в том, что потомки от анализирующего скрещивания обязательно несут один рецессивный аллель от «анализатора», на фоне которого должны проявиться аллели, полученные от анализируемого организма. Для анализирующего скрещивания (исключая случаи взаимодействия генов) характерно совпадение расщепления по фенотипу с расщеплением по генотипу среди потомков. Таким образом, анализирующее скрещивание позволяет определить генотип и соотношение гамет разного типа, образуемых анализируемой особью.
При скрещивании особей АаВв × ААВВ, в F1 наблюдаются генотипы: 1 ААВВ: 1 ААВв: 1 АаВВ: 1 АаВв. В данном случае мы наблюдаем четыре разных генотипа, но только один фенотип, потому что в каждом из генотипов присутствуют доминанты. Это скрещивание не называют анализирующим, потому что здесь нет проявления рецессивного аллеля. Это не дает нам возможности определить генотип и соотношение гамет разного типа, образуемых анализируемой особью.
Вопрос 17. Покажите на хромосомной карте дрозофилы гены, между которыми кроссинговер будет осуществляться чаще, реже.
Частота (процент) перекреста между двумя генами, расположенными в одной хромосоме, пропорциональна расстоянию между ними. Значит, чаще кроссинговер будет осуществлятся между генами, расположенными ближе друг к другу (например, между генами, определяющими короткие крылья и полосковидные глаза; между генами, определяющими темный цвет крыльев и ярко-красный цвет глаз и др.), а реже – между генами, расположенными дальше друг от друга (например, между генами, определяющими короткие крылья и гранатовый цвет глаз; между генами, определяющими зубчатый край крыла и желтый цвет тела и др.).
Вопрос 18. Определите по генетической карте, с какой частотой возникает кроссинговер между генами, определяющими короткие крылья и полосковидные глаза; полосковидные глаза и зубчатый край крыльев; короткие крылья и зубчатый край крыльев.
Если (теоретически) взять предложенный участок хромосомы (у меня получилось 12 см) за 100%, то частота кроссинговера между генами, определяющими короткие крылья и полосковидные глаза будет равна 1 см×100/12 см= 8,3% (или 8,3 Морганиды). Частота кроссинговера между генами, определяющими полосковидные глаза и зубчатый край крыльев будет равна 1,3 см ×100/12 см=10,83% (или 10,83 Морганиды). А частота кроссинговера между генами, определяющими короткие крылья и зубчатый край крыльев будет равна (растояния 1 и 2 складываются, т.е. 1 см+ 1,3 см=2,4 см) 2,4 см ×100/12 см=20% (или 20 Морганид).
Вопрос 19. Сообразите, как исследователи поняли расположение генов. В каком порядке они действовали?
Для составления карт хромосом рассчитывают взаимное расстояние между отдельными парами генов и затем определяют расположение этих генов относительно друг друга.
Так, например, если три гена расположены в следующем порядке: А В С, то расстояние между генами А и С (процент рекомбинаций) будет равно сумме расстояний (процентов рекомбинаций) между парами генов АВ и ВС.
Если гены расположены в порядке: А С В, то расстояние между генами А и С будет равно разности расстояний между парами генов АВ и СВ.
Смотря на частоту кроссинговера между различными парами, исследователи и расставили пары хромосом.