Решение задачи:

1. Строим цепь, комплементар­ную исходной цепочке ДНК:

Исходная цепь ДНК

А – Г – Г – Ц – А – Т – Т – Ц – Г – Ц – Г – А

Т – Ц – Ц – Г – Т – А – А – Г – Ц – Г – Ц – Т

Комплементарная цепь

2. Производим транскрипцию с исходной цепочки ДНК и, пользуясь генетическим кодом, - трансляцию:

ДНК – матрица А – Г – Г – Ц – А – Т – Т – Ц – Г – Ц – Г – А

и-РНК У – Ц – Ц – Г – У – А – А – Г – Ц – Г – Ц – У

Белок: серин – валин – серин – аланин

3. Если произойдет вставка нуклеотида Г между шестым и седьмым нуклеотидами в ДНК, то изменится и-РНК. В соответствии с этим изменится состав и последовательность аминокислот в молекуле белка:

ДНК – матрица А – Г – Г – Ц – А – Т – Г – Т – Ц – Г – Ц – Г – А

и-РНК У – Ц – Ц – Г – У – А – Ц – А – Г – Ц – Г – Ц – У

Белок: серин – валин – глутамин – аргинин

РАЗДЕЛ 2

ГИБРИДОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Тема 3. Закономерности наследования при внутривидовой гибридизации

Моногибридное скрещивание. Задача 5. От скрещивания двух сортов овса, один из которых раннеспелый, а другой позднеспелый, в F1 получили 93 растения (все они были раннеспелыми). В F2 было получено 804 растения.

1. Сколько типов гамет может образовать растение позднеспелого сорта?

2. Сколько типов мужских гамет может образовать растение F1?

3. Сколько генотипических классов может быть в F2?

4. Сколько растений F2 будут раннеспелыми?

5. Сколько позднеспелых растений F2 будут давать нерасщепляющееся потомство?

По характеру проявления признака у гибрида F1 устанавливаем доминирование раннеспелости.

А – раннеспелый, аа – позднеспелый.

Записываем схему скрещивания:

Р ♀АА х ♂аа

Гаметы

F1 Аа – генотип – гетерозигота, фенотип – раннеспелый

Для того, чтобы получить гибриды F2, следует скрестить между собой гибриды F1:

♀Аа х ♂Аа

Гаметы F1:

Для упрощения анализа ожидаемых результатов F2 используют так называемую решетку Пеннета. По левой вертикали располагаются женские гаметы, по верхней горизонтали – мужские. В квадраты решетки выписываются сочетания гамет, которые соответствуют генотипам зигот F2:

В F2 наблюдается расщепление и по генотипу, и по фенотипу. Расщепление по генотипу: 1АА:2Аа:1аа; АА – гомозигота доминантная, Аа – гетерозигота, аа – гомозигота рецессивная.

Расщепление по фенотипу: 3А – доминантный признак (раннеспелый) : 1аа – рецессивный признак (позднеспелый).

Ответы:

1.  Растение позднеспелого сорта (аа) образует один тип гаметы

2.  Растение F1 (Аа) может образовать 2 типа мужских гамет

3.  В F2 может быть три генотипических класса: 1АА:2Аа:1аа; АА – гомозигота доминантная, Аа – гетерозигота, аа – гомозигота рецессивная.

4.  В F2 раннеспелыми будут 603 растения.

5.  201 позднеспелое (аа) растение F2 будет давать нерасщепляющееся потомство.

Дигибридное скрещивание. Задача 6. У томатов две пары признаков – высокий и низкий стебель, красная и желтая окраска плодов наследуется независимо. Гомозиготное растение с высоким стеблем и красными плодами было скрещено с гомозиготным растени­ем, имеющим низкий стебель и желтые плоды. В fi было по­лучено 18 растений, которые имели высокий стебель и крас­ные плоды. В F2 было получено 144 растения.

1. Сколько разных фенотипов и генотипов может быть в F2?

2. Сколько растений в F2 могут иметь низкий стебель и красные плоды?

3. Сколько растений F2 могут иметь низкий стебель и желтые плоды?

Прежде чем перейти к решению задачи, следует вспом­нить о случайном расхождении гомологичных хромосом в мейозе в дочерние клетки: любая гомологичная хромосома данной пары может с равной вероятностью в анафазе отойти к одному или другому полюсу. Но если одна из них отходит к одному полюсу, то вторая – обязательно к другому. При этом гомологичные хромосомы каждой пары ведут себя неза­висимо по отношению к хромосомам других пар, поэтому в гаметах возможны различные перекомбинации хромосом.

При решении задачи следует соблюдать такую последо­вательность:

1. Записываем условные обозначения генов:

А – ген высокорослослости стебля,

а – ген низкорослости стебля,

В – ген красной окраски плодов,

в – ген желтой окраски плодов.

2. Записываем генотипы родителей в соответствии с условием задачи и составляем схему скрещивания:

Р ♀ААВВ х ♂аавв

генотип гомозигота по обеим гомозигота по обеим

парам доминантных генов парам рецессивных генов

фенотип высокий стебель низкий стебель

красные плоды желтые плоды

гаметы

F1 АаВв

гентоип дигетерозигота

фенотип высокий стебель, красные плоды

Самоопыление растений F1:

Р ♀АаВв х ♂АаВв

гаметы

3. Построим таблицу Пеннета и определим типы зигот, которые могут сформироваться при оплодотворении:

4. Выписываем все типы зигот и определяем генотипы и фенотипы гибридов:

Ответы:

1.  В F2 четыре фенотипа и девять генотипов.

2.  В F2 3/16 всех растений (от 144) или 27 могут иметь низкий стебель и красные плоды.

3.  В F2 9 растений (1/16) могут иметь низкий стебель и желтые плоды.

РАЗДЕЛ 3

ХРОМОСОМНЫЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ

Тема. Хромосомная теория наследственности

Сцепленное наследование. Кроссинговер. Задача 7. У кукурузы желтая окраска зерновки доминирует над белой, гладкая поверхность зерновки – над морщинистой. Произвели скрещивание растения кукурузы, гомозиготного по обеим парам доминантных генов с растением, гомозиготным по рецессивным генам. В потомстве от скрещивания F1 с линией анализатором было получено:

430 зерновок желтых гладких,

428 зерновок белых морщинистых,

20 зерновок желтых морщинистых,

22 зерновки белых гладких.

Сколько процентов составляют желтые морщинистые, белые гладкие зерновки? Чему равно расстояние между генами А и В в единицах кроссинговера?

Решение задачи:

1.  Записываем условное обозначение генов:

А – желтая окраска зерновки,

аа – белая окраска зерновки,

В – гладкая поверхность зерновки,

вв – морщинистая поверхность зерновки.

Прежде всего следует убедиться, что гены локализованы в одной хромосоме и наследуются сцеплено.

Р ♀ ♂

гаметы:

100% 100%

F1

генотип: дигетерозигота

фенотип: желтые, гладкие зерновки.

Проведем анализирующее скрещивание:

Р ♀ ♂

гаметы: - 25%

- 25% - 100%

- 25%

- 25%

фенотипы: - желтые гладкие

- белые морщинистые

- желтые морщинистые

- белые гладкие

Теоретически получили по 25% каждого из указанных фенотипов, что не совпадает с фактическими данными. Следовательно, гены локализованы в одной хромосоме. Небольшое количество желтых морщинистых и белых гладких зерновок в равном соотношении получено в результате кроссинговера.

2.  Схема скрещивания при сцепленном наследовании:

Р ♀ ♂

гаметы:

F1 генотип: дигетерозигота

фенотип: желтые, гладкие зерновки

3.  Проведем анализирующее скрещивание:

Р ♀ ♂

гаметы:

некроссоверные:

кроссоверные:

4.  Проанализируем потомство в анализирующем скрещивании:

- желтые гладкие - 430

- белые морщинистые - 428

- желтые морщинистые - 20

- белые гладкие - 22

5.  Определим общее число полученных зерновок:

430+428+20+22=%)

6.  Каков процент зерновок желтых морщинистых?

7.  Каков процент зерновок белых гладких?

8.  Чему равно расстояние между генами А и В?

2,2% + 2,4% = 4,6% (морганид)

РАЗДЕЛ 4

ГЕНЕТИКА ПОПУЛЯЦИЙ

Тема. Генетические процессы в популяциях

Задача 8. У подсолнечника наличие панцирного слоя в семянке доминирует над беспанцирностью. При апробации установлено, что 4% семянок не имеют панцирного слоя. Вычислите частоты рецессивного и доминантного генов в по­пуляции и определите ее генетическую структуру.

Решение задачи:

По формуле Харди-Вайнберга частоты генотипов в популяции выражают уравнением:

p2+2pq+q2=l,

где р – частота доминантного гена,

q – частота рецессивного гена,

p + q=l – сумма частот соответствующих генов.

1. Записываем условные обозначения генов:
А – ген панцирности,

а – ген беспанцирности.

2. Рассмотрим соотношение генотипов в популяции поаллельным генам А и а.

Выразим частоту гена А величиной р, а частоту гена а – q. Так как каждый ген одной аллельной пары может быть А и а, то частоты p+q=l (100%), a p=l – q.

3.  Определяем частоту рецессивного гена в долях едини­цы. По условию задачи частота рецессивных гомозиготных генотипов q2=4%, что в долях единицы соответствует 0,04. Частота рецессивного гена q ==0,2, а частота доми­нантного гена р = 1 – 0,2=0,8.

4.  Определяем частоту гомозигот и гетерозигот среди фенотипически одинаковых семянок, имеющих панцирный слой:

АА = р2 = 0,82 = 0,64 или 64%.

Aa=2pq = 2 х 0,8 х 0,2 = 0,32 или 32%.

Таким образом, генетическая структура данной популяции подсолнечника:

АА – 64% А – 80%

Аа – 32% а – 20%

аа – 4%

ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

В соответствии с учебными планами по дисциплине «Ге­нетика» студенты-заочники агрономических специальностей выполняют контрольную работу. К ее выполнению следует приступать после изучения рекомендуемой литературы, так как контрольные задания носят комплексный характер и для ответов на входящие в них вопросы и задачи необходимо иметь хорошую теоретическую подготовку по всем разделам курса.

Необходимо строго соблюдать общие требования к контрольным работам. Писать следует грамотно и разборчиво, а содержание ответов на поставленные вопросы должно быть четким, кратким и конкретным. В связи с этим материал нужно излагать логично и последовательно, не допуская ме­ханического переписывания текста учебника.

Решение генетических задач по моделированию процессов наследственности и изменчивости должно сопровождаться схемами и соответствующими им анализами. Последователь­ность решения задач необходимо полностью отражать в ра­боте.

Вопросы для выполнения контрольной работы

1. Предмет генетики. Методы ее исследований. Краткая история развития.

2.  Строение клетки и роль ее структур в наследственности.

3.  Два типа деления клетки: митоз и мейоз. Основные черты каждого и принципиальные отличия между ними.

4.  Передача наследственной информации при вегетативном и половом размножении.

5.  Генетическая сущность полового процесса. Спорогенез и гаметогенез, двойное оплодотворение. Понятие о ксенийности.

6.  Кроссинговер. Цитологическое доказательство кроссинтовера.

7. Кариотип, его основные параметры. Генетическая ор­ганизация хромосом.

8.  Строение и функции ДНК и РНК.

9.  Синтез ДНК и РНК в клетке.

10. Роль ДНК в сохранении, передаче и реализации на­следственной информации.

11. Молекулярное и структурное строение ДНК. Видовая
специфичность ДНК. Правило Чаргаффа и коэффициент спе­цифичности.

12. Генетический код, его основные свойства и реализация в процессе синтеза белка в клетке.

13. Регуляция синтеза белка в клетке.

14. Современное представление о гене, как единице наследственности. Ген-регулятор, оперон, структурные гены. Понятие об интронах и экзонах. 15. Синтез и выделение генов. Генная инженерия и ее значение.

16. Сущность гибридологического анализа и его использо­вание для изучения наследования признаков. Альтернатив­ные признаки и аллельные гены.

17.  Основные закономерности наследования признаков, установленные Менделем. Покажите их на соответствующих схемах скрещиваний.

18.  Закономерности наследования признаков в F1 и F2 при
моногибридном скрещивании. Особенности образования гамет у гомозиготных и гетерозиготных особей.

19.  Закономерности наследования признаков при дигибридном скрещивании. Образование гамет гибридами F1. Решетка Пеннета.

20.  Закон независимого комбинирования признаков, его генетическая и цитологическая основа.

21.  Наследование при взаимодействии генов. Комплементарность. Зпистаз. Отклонения при расщеплении гибридов в F2.

22.  Наследование признаков при полимерии. Трансгрессии, значение их в селекции растений.

23.  Хромосомный механизм определения пола. Наследование признаков, сцепленных с полом. Практическое исполь­зование этого явления.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5