Aufgaben zur genetischen Biologie. Lösung genetischer Probleme bei der Monohybridkreuzung. Grundbegriffe der Genetik

Bei den Aufgaben in der Genetik bei der Prüfung in Biologie lassen sich 6 Haupttypen unterscheiden. Die ersten beiden – Bestimmung der Anzahl der Gametentypen und Monohybridkreuzung – finden sich am häufigsten im Teil A der Prüfung (Fragen A7, A8 und A30).

Aufgaben der Typen 3, 4 und 5 widmen sich der Dihybridkreuzung, der Vererbung von Blutgruppen und geschlechtsgebundenen Merkmalen. Solche Aufgaben machen den Großteil der C6-Fragen in der Prüfung aus.

Der sechste Aufgabentyp ist gemischt. Sie betrachten die Vererbung von zwei Merkmalspaaren: Ein Paar ist mit dem X-Chromosom verknüpft (oder bestimmt die menschliche Blutgruppe), und die Gene des zweiten Merkmalspaars befinden sich auf Autosomen. Diese Aufgabenklasse gilt für Bewerber als die schwierigste.

Dieser Artikel beschreibt Theoretische Grundlagen der Genetik Die für eine erfolgreiche Vorbereitung auf die Aufgabe C6 notwendigen Grundlagen sowie Problemlösungen aller Art werden berücksichtigt und Beispiele für selbstständiges Arbeiten gegeben.

Grundbegriffe der Genetik

Gen– Dies ist ein Abschnitt des DNA-Moleküls, der Informationen über die Primärstruktur eines Proteins enthält. Ein Gen ist eine strukturelle und funktionelle Einheit der Vererbung.

Allelische Gene (Allele)- verschiedene Varianten desselben Gens, die eine alternative Manifestation desselben Merkmals kodieren. Alternative Zeichen – Zeichen, die nicht gleichzeitig im Körper vorhanden sein können.

Homozygoter Organismus- ein Organismus, der aus dem einen oder anderen Grund keine Spaltung herbeiführt. Seine Allelgene wirken sich gleichermaßen auf die Entwicklung dieses Merkmals aus.

heterozygoter Organismus- ein Organismus, der eine Aufspaltung nach dem einen oder anderen Merkmal vornimmt. Seine Allelgene beeinflussen die Entwicklung dieses Merkmals auf unterschiedliche Weise.

dominantes Gen ist für die Entwicklung eines Merkmals verantwortlich, das sich in einem heterozygoten Organismus manifestiert.

rezessives Gen ist für das Merkmal verantwortlich, dessen Entwicklung durch das dominante Gen unterdrückt wird. Ein rezessives Merkmal manifestiert sich in einem homozygoten Organismus, der zwei rezessive Gene enthält.

Genotyp- eine Reihe von Genen im diploiden Satz eines Organismus. Der Satz von Genen in einem haploiden Chromosomensatz wird genannt Genom.

Phänotyp- die Gesamtheit aller Eigenschaften eines Organismus.

G. Mendels Gesetze

Mendels erstes Gesetz – das Gesetz der Einheitlichkeit von Hybriden

Dieses Gesetz wird auf der Grundlage der Ergebnisse der Monohybridkreuzung abgeleitet. Für Experimente wurden zwei Erbsensorten verwendet, die sich in einem Merkmalspaar voneinander unterschieden – der Farbe der Samen: Eine Sorte hatte eine gelbe Farbe, die zweite war grün. Gekreuzte Pflanzen waren homozygot.

Um die Ergebnisse der Kreuzung aufzuzeichnen, schlug Mendel das folgende Schema vor:

Gelbe Samenfarbe
- grüne Samenfarbe

(Eltern)
(Gameten)
(erste Generation)	(alle Pflanzen hatten gelbe Samen)

Der Wortlaut des Gesetzes: Bei der Kreuzung von Organismen, die sich in einem Paar alternativer Merkmale unterscheiden, ist die erste Generation im Phänotyp und Genotyp einheitlich.

Mendels zweites Gesetz – das Spaltungsgesetz

Aus Samen, die durch Kreuzung einer homozygoten Pflanze mit gelber Samenfarbe mit einer Pflanze mit grüner Samenfarbe gewonnen wurden, wurden Pflanzen gezüchtet und durch Selbstbestäubung gewonnen.



	(Pflanzen haben ein dominantes Merkmal, - rezessiv)

Der Wortlaut des Gesetzes: Bei den Nachkommen aus Kreuzungshybriden der ersten Generation kommt es zu einer Aufspaltung nach dem Phänotyp im Verhältnis und nach dem Genotyp -.

Mendels drittes Gesetz – das Gesetz der unabhängigen Vererbung

Dieses Gesetz wurde auf der Grundlage von Daten abgeleitet, die während der Dihybridkreuzung gewonnen wurden. Mendel untersuchte die Vererbung zweier Merkmalspaare bei Erbsen: Samenfarbe und -form.

Als Elternformen verwendete Mendel Pflanzen, die für beide Merkmalspaare homozygot waren: Eine Sorte hatte gelbe Samen mit glatter Schale, die andere war grün und faltig.

Gelbe Samenfarbe - grüne Farbe der Samen,
- glatte Form, - faltige Form.



	(gelb glatt).

Dann züchtete Mendel Pflanzen aus Samen und erhielt durch Selbstbestäubung Hybriden der zweiten Generation.

Das Punnett-Gitter dient der Erfassung und Bestimmung von Genotypen.

Gameten

Im Verhältnis kam es zu einer Aufspaltung in phänotypische Klassen. Alle Samen hatten beide dominanten Merkmale (gelb und glatt), - das erste dominante und das zweite rezessive (gelb und faltig), - das erste rezessive und das zweite dominante (grün und glatt), - beide rezessive Merkmale (grün und faltig).

Bei der Analyse der Vererbung jedes Merkmalspaares werden die folgenden Ergebnisse erhalten. In Teilen aus gelben Samen und Teilen aus grünen Samen, d.h. Verhältnis . Für das zweite Zeichenpaar (Keimform) gilt genau das gleiche Verhältnis.

Der Wortlaut des Gesetzes: Bei der Kreuzung von Organismen, die sich durch zwei oder mehr Paare alternativer Merkmale voneinander unterscheiden, werden Gene und ihre entsprechenden Merkmale unabhängig voneinander vererbt und in allen möglichen Kombinationen kombiniert.

Das dritte Mendelsche Gesetz gilt nur, wenn sich die Gene auf verschiedenen homologen Chromosomenpaaren befinden.

Gesetz (Hypothese) der „Reinheit“ von Gameten

Bei der Analyse der Eigenschaften von Hybriden der ersten und zweiten Generation stellte Mendel fest, dass das rezessive Gen nicht verschwindet und sich nicht mit dem dominanten vermischt. Beide Gene manifestieren sich, was nur möglich ist, wenn die Hybriden zwei Gametentypen bilden: Der eine trägt ein dominantes Gen, der andere ein rezessives. Dieses Phänomen wird als Gametenreinheitshypothese bezeichnet: Jeder Gamet trägt nur ein Gen von jedem Allelpaar. Die Hypothese der Gametenreinheit wurde nach der Untersuchung der bei der Meiose ablaufenden Prozesse bewiesen.

Die Hypothese der „Reinheit“ der Gameten ist die zytologische Grundlage des ersten und zweiten Mendelschen Gesetzes. Mit seiner Hilfe kann die Aufspaltung nach Phänotyp und Genotyp erklärt werden.

Kreuz analysieren

Diese Methode wurde von Mendel vorgeschlagen, um die Genotypen von Organismen mit einem dominanten Merkmal zu bestimmen, die denselben Phänotyp aufweisen. Dazu wurden sie mit homozygot rezessiven Formen gekreuzt.

Wenn sich durch die Kreuzung herausstellte, dass die gesamte Generation mit dem analysierten Organismus identisch und ähnlich war, konnte daraus geschlossen werden, dass der ursprüngliche Organismus homozygot für das untersuchte Merkmal ist.

Wenn infolge der Kreuzung eine Aufspaltung des Verhältnisses in der Generation beobachtet wurde, liegen die Gene im ursprünglichen Organismus in einem heterozygoten Zustand vor.

Vererbung von Blutgruppen (AB0-System)

Die Vererbung von Blutgruppen in diesem System ist ein Beispiel für multiplen Allelismus (das Vorhandensein von mehr als zwei Allelen eines Gens in einer Art). In der menschlichen Bevölkerung gibt es drei Gene, die für Erythrozyten-Antigenproteine kodieren, die die Blutgruppe des Menschen bestimmen. Der Genotyp jedes Menschen enthält nur zwei Gene, die seine Blutgruppe bestimmen: die erste Gruppe; zweite und ; Dritter und Vierter.

Vererbung geschlechtsspezifischer Merkmale

Bei den meisten Organismen wird das Geschlecht zum Zeitpunkt der Befruchtung bestimmt und hängt vom Chromosomensatz ab. Diese Methode wird als chromosomale Geschlechtsbestimmung bezeichnet. Organismen mit dieser Art der Geschlechtsbestimmung haben Autosomen und Geschlechtschromosomen – und.

Bei Säugetieren (einschließlich Menschen) verfügt das weibliche Geschlecht über einen Satz Geschlechtschromosomen, das männliche Geschlecht über einen Satz Geschlechtschromosomen. Das weibliche Geschlecht wird homogametisch genannt (bildet eine Art von Gameten); und männlich - heterogametisch (bildet zwei Arten von Gameten). Bei Vögeln und Schmetterlingen sind die Männchen homogametisch und die Weibchen heterogametisch.

Die USE umfasst Aufgaben nur für Merkmale, die mit dem -Chromosom verknüpft sind. Im Wesentlichen beziehen sie sich auf zwei Anzeichen einer Person: Blutgerinnung (- normal; - Hämophilie), Farbsehen (- normal, - Farbenblindheit). Aufgaben zur Vererbung geschlechtsspezifischer Merkmale bei Vögeln sind deutlich seltener.

Beim Menschen kann das weibliche Geschlecht für diese Gene homozygot oder heterozygot sein. Betrachten Sie die möglichen genetischen Sätze bei einer Frau am Beispiel der Hämophilie (ein ähnliches Bild ist bei Farbenblindheit zu beobachten): - gesund; - gesund, aber Träger; - krank. Das männliche Geschlecht für diese Gene ist homozygot, tk. - Chromosom weist keine Allele dieser Gene auf: - gesund; - ist krank. Daher sind Männer am häufigsten von diesen Krankheiten betroffen und Frauen sind ihre Überträger.

Typische USE-Aufgaben in der Genetik

Bestimmung der Anzahl der Gametentypen

Die Anzahl der Gametentypen wird durch die Formel bestimmt: , wobei die Anzahl der Genpaare im heterozygoten Zustand ist. Beispielsweise weist ein Organismus mit einem Genotyp im heterozygoten Zustand keine Gene auf; , also, und es bildet eine Art von Gameten. Ein Organismus mit einem Genotyp hat ein Genpaar in einem heterozygoten Zustand, d. h. Daher bildet es zwei Arten von Gameten. Ein Organismus mit einem Genotyp verfügt über drei Genpaare in einem heterozygoten Zustand, d. h. Daher bildet es acht Arten von Gameten.

Aufgaben zur Mono- und Dihybridkreuzung

Für ein Monohybrid-Kreuz

Aufgabe: Weiße Kaninchen mit schwarzen Kaninchen gekreuzt (schwarze Farbe ist ein dominantes Merkmal). In Weiß und Schwarz. Bestimmen Sie die Genotypen von Eltern und Nachkommen.

Lösung: Da bei den Nachkommen je nach untersuchtem Merkmal eine Aufspaltung beobachtet wird, ist der Elternteil mit dem dominanten Merkmal heterozygot.

	(Schwarz)	(Weiß)

	(Schwarz-Weiss)

Für eine Dihybridkreuzung

Dominante Gene sind bekannt

Aufgabe: Gekreuzte Tomaten mit normalem Wachstum und roten Früchten mit Zwergtomaten mit roten Früchten. Alle Pflanzen zeigten ein normales Wachstum; - mit roten Früchten und - mit gelben. Bestimmen Sie die Genotypen von Eltern und Nachkommen, wenn bekannt ist, dass bei Tomaten die rote Farbe der Frucht gegenüber Gelb und das normale Wachstum gegenüber Zwergwuchs dominiert.

Lösung: Bezeichnen dominante und rezessive Gene: - normales Wachstum, - Kleinwuchs; - rote Früchte, - gelbe Früchte.

Lassen Sie uns die Vererbung jedes Merkmals separat analysieren. Alle Nachkommen haben ein normales Wachstum, d.h. Eine Aufspaltung auf dieser Basis wird nicht beobachtet, daher sind die ursprünglichen Formen homozygot. In der Fruchtfarbe wird eine Spaltung beobachtet, sodass die ursprünglichen Formen heterozygot sind.

		(Zwerge, rote Früchte)

	(normales Wachstum, rote Früchte) (normales Wachstum, rote Früchte) (normales Wachstum, rote Früchte) (normales Wachstum, gelbe Früchte)

Dominante Gene unbekannt

Aufgabe: Es wurden zwei Phlox-Sorten gekreuzt: Eine hat rote, untertassenförmige Blüten, die zweite hat rote, trichterförmige Blüten. Die Nachkommen brachten rote Untertassen, rote Trichter, weiße Untertassen und weiße Trichter hervor. Bestimmen Sie die dominanten Gene und Genotypen der Elternformen sowie ihrer Nachkommen.

Lösung: Lassen Sie uns die Aufteilung für jedes Feature separat analysieren. Unter den Nachkommen sind Pflanzen mit roten Blüten, mit weißen Blüten, d.h. . Deshalb rot - weiße Farbe und die Elternformen sind für dieses Merkmal heterozygot (da es bei den Nachkommen zu einer Spaltung kommt).

Auch in der Blütenform ist eine Spaltung zu beobachten: Die Hälfte der Nachkommen hat untertassenförmige Blüten, die andere Hälfte ist trichterförmig. Anhand dieser Daten ist es nicht möglich, das dominante Merkmal eindeutig zu bestimmen. Daher akzeptieren wir, dass – untertassenförmige Blüten, – trichterförmige Blüten.

(rote Blüten, untertassenförmig)

(rote Blüten, trichterförmig)

Gameten

rote untertassenförmige Blüten,
- rote trichterförmige Blüten,
- weiße, untertassenförmige Blüten,
- weiße trichterförmige Blüten.

Lösung von Blutgruppenproblemen (AB0-System)

Aufgabe: Die Mutter hat die zweite Blutgruppe (sie ist heterozygot), der Vater hat die vierte. Welche Blutgruppen sind bei Kindern möglich?

Lösung:



	(Die Wahrscheinlichkeit, ein Kind mit der zweiten Blutgruppe zu bekommen, beträgt , mit der dritten - , mit der vierten - ).

Lösung von Problemen bei der Vererbung geschlechtsspezifischer Merkmale

Solche Aufgaben können durchaus sowohl in Teil A als auch in Teil C der USE auftreten.

Aufgabe: Ein Träger von Hämophilie heiratete einen gesunden Mann. Was für Kinder können geboren werden?

Lösung:



	Mädchen, gesund () Mädchen, gesund, Träger () Junge, gesund () Junge mit Hämophilie ()

Lösen von Problemen gemischter Art

Aufgabe: Ein Mann mit braunen Augen und Blutgruppe heiratet eine Frau mit braunen Augen und Blutgruppe. Sie hatten ein blauäugiges Kind mit einer Blutgruppe. Bestimmen Sie die Genotypen aller im Problem angegebenen Personen.

Lösung: Braune Augenfarbe dominiert Blau, daher - braune Augen, - blaue Augen. Das Kind hat blaue Augen, daher sind sein Vater und seine Mutter heterozygot für dieses Merkmal. Die dritte Blutgruppe kann den Genotyp haben oder die erste nur. Da das Kind die erste Blutgruppe hat, hat es das Gen sowohl von seinem Vater als auch von seiner Mutter erhalten, daher hat sein Vater einen Genotyp.

	(Vater)	(Mutter)

	(wurde geboren)

Aufgabe: Der Mann ist farbenblind, Rechtshänder (seine Mutter war Linkshänderin), mit einer Frau mit normalem Sehvermögen verheiratet (ihr Vater und ihre Mutter waren völlig gesund) und Linkshänder. Was für Kinder kann dieses Paar haben?

Lösung: Bei einem Menschen dominiert der beste Besitz der rechten Hand über die Linkshändigkeit, daher - Rechtshänder, - Linkshänder. Männlicher Genotyp (weil er das Gen erhalten hat von einer linkshändigen Mutter) und Frauen -.

Ein farbenblinder Mann hat den Genotyp und seine Frau – weil. Ihre Eltern waren vollkommen gesund.

R

	rechtshändiges Mädchen, gesund, Trägerin () linkshändiges Mädchen, gesund, Trägerin () rechtshändiger Junge, gesund () linkshändiger Junge, gesund ()

Aufgaben zur eigenständigen Lösung

Bestimmen Sie die Anzahl der Gametentypen in einem Organismus mit einem Genotyp.
Bestimmen Sie die Anzahl der Gametentypen in einem Organismus mit einem Genotyp.
Sie kreuzten hohe Pflanzen mit niedrigen Pflanzen. B – alle Pflanzen sind mittelgroß. Was sein wird?
Sie kreuzten ein weißes Kaninchen mit einem schwarzen Kaninchen. Alle Kaninchen sind schwarz. Was sein wird?
Sie kreuzten zwei Kaninchen mit grauer Wolle. B mit schwarzer Wolle, - mit Grau und Weiß. Bestimmen Sie die Genotypen und erklären Sie diese Aufteilung.
Sie kreuzten einen schwarzen, hornlosen Bullen mit einer weißgehörnten Kuh. Sie erhielten schwarz hornlos, schwarz gehörnt, weiß gehörnt und weiß hornlos. Erklären Sie diese Spaltung, wenn Schwarz und das Fehlen von Hörnern dominierende Merkmale sind.
Sie kreuzten Drosophila mit roten Augen und normalen Flügeln mit Drosophila mit weißen Augen und defekten Flügeln. Die Nachkommen sind allesamt Fliegen mit roten Augen und defekten Flügeln. Welche Nachkommen werden aus der Kreuzung dieser Fliegen mit beiden Eltern hervorgehen?
Eine blauäugige Brünette heiratete eine braunäugige Blondine. Welche Kinder können geboren werden, wenn beide Elternteile heterozygot sind?
Ein rechtshändiger Mann mit einem positiven Rh-Faktor heiratete eine linkshändige Frau mit einem negativen Rh-Faktor. Was für Kinder können geboren werden, wenn ein Mann nur für das zweite Merkmal heterozygot ist?
Mutter und Vater haben eine Blutgruppe (beide Eltern sind heterozygot). Welche Blutgruppe ist bei Kindern möglich?
Die Mutter hat eine Blutgruppe, das Kind hat eine Blutgruppe. Welche Blutgruppe ist für einen Vater unmöglich?
Der Vater hat die erste Blutgruppe, die Mutter die zweite. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, ein Kind mit der ersten Blutgruppe zu bekommen?
Eine blauäugige Frau mit einer Blutgruppe (ihre Eltern hatten eine dritte Blutgruppe) heiratete einen braunäugigen Mann mit einer Blutgruppe (sein Vater hatte blaue Augen und eine erste Blutgruppe). Was für Kinder können geboren werden?
Ein rechtshändiger, hämophiler Mann (seine Mutter war Linkshänderin) heiratete eine linkshändige Frau mit normalem Blut (ihr Vater und ihre Mutter waren gesund). Welche Kinder können aus dieser Ehe hervorgehen?
Erdbeerpflanzen mit roten Früchten und langblättrigen Blättern wurden mit Erdbeerpflanzen mit weißen Früchten und kurzblättrigen Blättern gekreuzt. Welche Nachkommen kann es geben, wenn rote Farbe und kurzblättrige Blätter dominieren, während beide Elternpflanzen heterozygot sind?
Ein Mann mit braunen Augen und Blutgruppe heiratet eine Frau mit braunen Augen und Blutgruppe. Sie hatten ein blauäugiges Kind mit einer Blutgruppe. Bestimmen Sie die Genotypen aller im Problem angegebenen Personen.
Sie kreuzten Melonen mit weißen ovalen Früchten mit Pflanzen, die weiße kugelförmige Früchte hatten. Bei den Nachkommen wurden folgende Pflanzen erhalten: mit weißen ovalen, mit weißen kugelförmigen, mit gelben ovalen und mit gelben kugelförmigen Früchten. Bestimmen Sie die Genotypen der ursprünglichen Pflanzen und Nachkommen. Wenn die weiße Farbe der Melone gegenüber der gelben dominiert, liegt die ovale Form der Frucht vor der kugelförmigen.

Antworten

Gametentyp.
Gametentypen.
Gametentyp.
hoch, mittel und niedrig (unvollständige Dominanz).
Schwarz und weiß.
- schwarz, - weiß, - grau. unvollständige Dominanz.
Bulle:, Kuh -. Nachkommen: (schwarz hornlos), (schwarz gehörnt), (weiß gehörnt), (weiß hornlos).
- Rote Augen, - Weiße Augen; - defekte Flügel, - normal. Anfangsformen – und Nachkommen.
Kreuzungsergebnisse:
A)
- braune Augen, - Blau; - dunkles Haar, - hell. Vater Mutter - .

- braune Augen, dunkles Haar
- braune Augen, blondes Haar
- blaue Augen, dunkles Haar
- blaue Augen, blondes Haar
- Rechtshändig, - linkshändig; Rh-positiv, Rh-negativ. Vater Mutter - . Kinder: (Rechtshänder, Rh-positiv) und (Rechtshänder, Rh-negativ).
Vater und Mutter - . Bei Kindern ist eine dritte Blutgruppe (Geburtswahrscheinlichkeit –) oder eine erste Blutgruppe (Geburtswahrscheinlichkeit –) möglich.
Mutter, Kind; Er erhielt das Gen von seiner Mutter und von seinem Vater. Folgende Blutgruppen sind für den Vater nicht möglich: zweite, dritte, erste, vierte.
Ein Kind mit der ersten Blutgruppe kann nur geboren werden, wenn seine Mutter heterozygot ist. In diesem Fall beträgt die Geburtswahrscheinlichkeit .
- braune Augen, - Blau. Weiblich männlich . Kinder: (braune Augen, vierte Gruppe), (braune Augen, dritte Gruppe), (blaue Augen, vierte Gruppe), (blaue Augen, dritte Gruppe).
- Rechtshändig, - Linkshänder. Mann Frau . Kinder (gesunder Junge, Rechtshänder), (gesundes Mädchen, Träger, Rechtshänder), (gesunder Junge, Linkshänder), (gesundes Mädchen, Träger, Linkshänder).
- rote Früchte - Weiß; - kurzstielig, - langstielig.
Eltern: und Nachkommen: (rote Frucht, kurzer Stiel), (rote Frucht, langer Stiel), (weiße Frucht, kurzer Stiel), (weiße Frucht, langer Stiel).
Erdbeerpflanzen mit roten Früchten und langblättrigen Blättern wurden mit Erdbeerpflanzen mit weißen Früchten und kurzblättrigen Blättern gekreuzt. Welche Nachkommen kann es geben, wenn rote Farbe und kurzblättrige Blätter dominieren, während beide Elternpflanzen heterozygot sind?
- braune Augen, - Blau. Weiblich männlich . Kind:
- weiße Farbe, - Gelb; - ovale Früchte, - rund. Quellpflanzen: und. Nachwuchs:
mit weißen ovalen Früchten,
mit weißen kugelförmigen Früchten,
mit gelben ovalen Früchten,
mit gelben kugelförmigen Früchten.

Der allgemeine Biologiekurs an der Schule umfasst Abschnitte zu Genetik und Molekularbiologie. Beide Abschnitte sind für die Schüler schwer zu verstehen. Und um die Aufnahme dieses Materials zu verbessern, greifen sie auf die Hilfe bei der Lösung von Problemen zurück. Eine solche Lösung von Problemen in der Biologie und Genetik erfordert den Einsatz methodischer Techniken, nämlich: Es ist notwendig, den Zustand des Problems sorgfältig zu untersuchen, seinen Typ zu bestimmen und das Kreuzungsschema aufzuschreiben.

Probleme in der Genetik lösen

Überlegen Sie, wie Sie Probleme in der Genetik lösen können. Beim Lösen von Problemen entwickeln die Schüler logisches Denken und beginnen, den Stoff zum untersuchten Thema tiefer zu verstehen. Es gibt allgemein anerkannte Notationen, die zur Lösung von Problemen verwendet werden:

Der Buchstabe R. Er wird verwendet, um Eltern zu bezeichnen;
Nachkommen der ersten Generation – F1, der zweiten Generation – F2 usw.;
Kreuzung - x;
Um ein Gen zu bezeichnen, das dominante Merkmale aufweist, verwenden Sie die Buchstaben A, B, C usw.;
Die Buchstaben a, b, c usw. werden verwendet, um ein Gen zu bezeichnen, das rezessive Merkmale aufweist.

Bei Kreuzungsschemata wird der Genotyp der Mutter auf der linken Seite und der Genotyp des Vaters auf der rechten Seite angegeben. Wenn Sie Probleme in der Genetik lösen, sieht eine Monohybridkreuzung im Datensatz wie folgt aus: AA x aa.

Dihybrid-Kreuzung

Alle lebenden Organismen können sich durch verschiedene Merkmale und Gene voneinander unterscheiden. Um die Vererbung mehrerer Merkmale zu analysieren, muss jedes Paar seine Vererbung separat untersuchen und anschließend alle Beobachtungen vergleichen und kombinieren. Wenn die Elternformen zwei Paare unterschiedlicher Merkmale aufweisen, wird eine solche Kreuzung als Dihybrid bezeichnet.

Aufgaben zur Genetik der Dihybridkreuzung sehen beispielsweise so aus: In einer Familie, in der Mutter und Vater Rechtshänder sind und beide braune Augen haben, wurden zweieiige Zwillinge geboren. Einer von ihnen ist Linkshänder mit braunen Augen, der andere ist Rechtshänder und hat blaue Augen. Dies weist darauf hin, dass die Geburt eines Kindes mit blauen Augen auf eine rezessive blaue Augenfarbe hinweist. Und die Tatsache, dass sie als Linkshänder geboren wurden, weist auf die Rezessivität des besseren Besitzes der linken Hand hin. Zur Bestimmung des Genotyps bei Eltern und Kindern können Sie folgende Angaben machen: P AaBb x AaBb, F Abb, aaB, wobei A für braune Augen, B für Rechtshänder, a für blaue Augen und b für Linkshänder steht.

Sexualgenetik

Diese Art der Vererbung ist nicht mit den X- und Y-Chromosomen verbunden, sondern ihre Kombination bestimmt das Geschlecht des Organismus. Davon hängt die Manifestation der Dominanz und Rezessivität einiger autosomaler Gene ab. Beispielsweise können bei Männern einige Merkmale dominant sein, während sie bei Frauen rezessiv sind und umgekehrt. Bei der Lösung geschlechtsgenetischer Probleme muss berücksichtigt werden, dass bei Frauen im Chromosomensatz 22 Autosomenpaare und zwei Geschlechtschromosomen XX vorhanden sind. Männer haben außerdem 22 Autosomenpaare und die Geschlechtschromosomen X und Y. Das weibliche Geschlecht ist homogametisch, da alle 23 homologen Chromosomenpaare 22 Autosomen und ein X-Chromosom haben. Bei Männern werden zwei Arten von Gameten gebildet, nämlich 22 + X und 22 + Y, daher ist das männliche Geschlecht heterogametisch. Das bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit, Mädchen und Jungen zu bekommen, gleich groß ist. Schematisch lässt sich dies wie folgt darstellen: P - 22x2 + XX x22x2 + X Y, F - 22x2 + XX 22x2 + X Y.

Abhängig von der Kombination der Geschlechtschromosomen wird bei der Befruchtung das Geschlecht des ungeborenen Kindes bestimmt. Wenn die Eizelle durch ein X-Chromosom befruchtet wird, kommt ein Mädchen zur Welt, wenn sie durch ein Y-Chromosom befruchtet wird, wird ein Junge geboren.

Aufgaben zur Genetik der Prüfung

Bei der Lösung des Problems zur Genetik des Einheitlichen Staatsexamens können Aufgaben im Zusammenhang mit Fragen der Dihybridkreuzung, der Vererbung von Blutgruppen und -merkmalen sowie der Geschlechtspaarung hervorgehoben werden. Es gibt die Mehrzahl solcher Probleme, aber es gibt auch Probleme gemischten Typs, bei denen die Vererbung zweier Merkmalspaare berücksichtigt werden muss. In der Sammlung sind verschiedene Beispiele für Probleme der Genetik zu finden, die die Bedingungen der Probleme und deren Lösung enthalten. Hierbei wird die allgemeine Lösung von Problemen betrachtet, methodische Techniken werden vermittelt, die die Lösung solcher Probleme erheblich erleichtern.

Es gibt Lösungen für Probleme mit erhöhter Komplexität und am Ende des Buches finden Sie Antworten für Probleme, die Sie selbst lösen müssen. Das Buch bietet auch eine Analyse der typischen Fehler, die Studierende machen. Eine solche Sammlung kann im Internet in elektronischer Form eingesehen werden. Jetzt kennen Sie die allgemeinen Regeln zur Lösung genetischer Probleme. Das ist eine recht interessante moderne Wissenschaft. Es wird sowohl für Erwachsene als auch für Kinder spannend sein.

mit Beispielen

Erklärungen und Lösungen

Um Probleme in der Genetik zu lösen, ist es notwendig:

Geben Sie Symbole für Features ein. Das dominante Gen wird durch einen Großbuchstaben gekennzeichnet, das rezessive Gen durch einen Großbuchstaben;

Finden Sie heraus, welche Kreuzung in diesem Fall stattfindet (Mono-, Di- oder Polyhybrid);

Schreiben Sie die Lösung des Problems schematisch auf und ziehen Sie eine Aussage über die Wahrscheinlichkeit des gewünschten Ereignisses in % oder Bruchteilen von Eins.

Monohybridkreuz.

Es wird ein Paar alternativer (sich gegenseitig ausschließender) Merkmale berücksichtigt, also ein Paar allelischer Gene.

Aufgabe 1

Bei Tomaten dominiert das Gen für die rote Farbe der Frucht das Gen für die gelbe Farbe. Welche Farbe haben die Früchte in Pflanzen, die durch Kreuzung heterozygoter rotfruchtiger Pflanzen mit gelbfruchtigen Pflanzen erhalten werden? Was sind ihre Genotypen?

Lösung von Problem Nummer 1

Das für die rote Farbe der Frucht verantwortliche Gen ist dominant und wird mit A bezeichnet. Das Gen für die gelbe Farbe der Frucht ist rezessiv und wird mit -a bezeichnet. Die Aufgabe der Monohybridkreuzung, weil Im Zustand unterscheiden sich die Pflanzen in 1 Paar sich gegenseitig ausschließender Merkmale (Fruchtfarbe). Eines der Elterntiere ist heterozygot, daher trägt dieses Individuum die Gene eines Allelpaares in einem anderen Zustand, ein Gen ist dominant, das andere ist rezessiv (Aa). Ein solches Individuum produziert zwei Arten von Gameten (A, a). Das zweite Individuum ist gelbfruchtig, beide Gene befinden sich im gleichen Zustand (aa), was bedeutet, dass das Individuum homozygot ist und eine Art von Gameten hervorbringt (a).

Da wir die Genotypen der Eltern kennen, schreiben wir die Lösung des Problems auf und beantworten die gestellte Frage.

A – rote Früchte

a - gelbe Früchte

R – Eltern

G - Gameten

F 1 – erste Generation

x - Kreuzzeichen

R Aa x aa

Rot Gelb

Antwort: F 1-Hybriden zeigen eine phänotypische Aufspaltung im Verhältnis 1:1 – 50 % rotfruchtige, 50 % gelbfruchtige Tomaten. Nach Genotyp Aufteilung im Verhältnis 1:1 - 50 % heterozygote Individuen (Aa), 50 % homozygote Individuen (aa).

Aufgaben zur eigenständigen Lösung.

3Aufgabe Nummer 2.

Bei Drosophila dominiert die graue Körperfarbe gegenüber der schwarzen. Aus der Kreuzung von Fliegen mit grauem Körper und Fliegen mit schwarzem Körper wurden Hybriden F 1 erhalten, die anschließend, wenn sie miteinander gekreuzt wurden, 192 Individuen der nächsten Generation ergaben.

1. Wie viele Arten von Gameten werden im F I-Hybrid gebildet?

2. Wie viele verschiedene Phänotypen gibt es bei F2-Nachkommen?

3. Wie viele verschiedene Genotypen gibt es bei F2-Nachkommen?

4. Wie viele homozygote graue Fliegen gibt es in F 2 (theoretisch)?

5. Wie viele Schwarze gibt es in F 2 (theoretisch)?

Aufgabe Nummer 3.

Beim Menschen dominiert das Gen für lange Wimpern gegenüber dem Gen für kurze Wimpern. Eine Frau mit langen Wimpern, deren Vater kurze Wimpern hatte, heiratet einen Mann mit kurzen Wimpern.

1. Wie viele Arten von Gameten werden beim Mann gebildet?

2. Wie viele Arten von Gameten produziert eine Frau?

3. Wie viele verschiedene Genotypen können die Kinder dieses Ehepaares haben?

4. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Kind in dieser Familie mit langen Wimpern geboren wird?

5. Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Kind in dieser Familie mit kurzen Wimpern geboren wird?

Aufgabe Nummer 4.

Beim Menschen dominiert das Gen für die frühe Entwicklung von Bluthochdruck gegenüber dem Gen, das die normale Entwicklung des Merkmals bestimmt. In der Familie leiden beide Ehepartner an früh einsetzendem Bluthochdruck, die einzige Tochter hat einen normalen Blutdruck. Sie ist verheiratet und hat zwei Kinder. Eines der Kinder der Tochter hat einen normalen Blutdruck, während das andere früh an Bluthochdruck litt.

1. Wie viele verschiedene Genotypen kann es bei den Kindern der oben genannten Ehepartner geben?

2. Wie viele Arten von Gameten hat eine Tochter?

3. Wie viele Arten von Gameten produziert der Ehemann der Tochter?

4. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Tochter dieser Ehepartner ein Kind mit Bluthochdruck bekommt?

5. Wie viele verschiedene Genotypen kann es bei den Enkelkindern einer Tochter geben?

Vererbungsmuster, ihre zytologische Grundlage. Von G. Mendel aufgestellte Vererbungsmuster, ihre zytologischen Grundlagen (Mono- und Dihybridkreuzung). Gesetze von T. Morgan: verknüpfte Vererbung von Merkmalen, Verletzung der Verknüpfung von Genen. Sexualgenetik. Vererbung geschlechtsspezifischer Merkmale. Interaktion von Genen. Der Genotyp als integrales System. Humangenetik. Methoden zur Untersuchung der Humangenetik. Lösung genetischer Probleme. Ausarbeitung von Kreuzungsplänen

Vererbungsmuster, ihre zytologische Grundlage

Gemäß der chromosomalen Vererbungstheorie ist jedes Genpaar in einem homologen Chromosomenpaar lokalisiert und jedes der Chromosomen trägt nur einen dieser Faktoren. Wenn wir uns vorstellen, dass Gene Punktobjekte auf geraden Linien sind – Chromosomen, dann können homozygote Individuen schematisch als A||A oder a||a geschrieben werden, während heterozygote Individuen als A||a geschrieben werden. Während der Gametenbildung während der Meiose befindet sich jedes der Gene eines heterozygoten Paares in einer der Keimzellen.

Wenn beispielsweise zwei heterozygote Individuen gekreuzt werden, können unter der Voraussetzung, dass jedes von ihnen nur ein Gametenpaar hat, nur vier Tochterorganismen erhalten werden, von denen drei mindestens ein dominantes Gen A tragen und nur einer homozygot für das rezessive Gen sein A, d. h. die Vererbungsmuster sind statistischer Natur.

In Fällen, in denen sich Gene auf verschiedenen Chromosomen befinden, erfolgt während der Bildung von Gameten die Verteilung der Allele eines bestimmten Paares homologer Chromosomen zwischen ihnen völlig unabhängig von der Verteilung der Allele anderer Paare. Es ist die zufällige Anordnung homologer Chromosomen am Spindeläquator in der Metaphase I der Meiose und ihre anschließende Divergenz in der Anaphase I, die zur Diversität der Allelrekombination in Gameten führt.

Die Anzahl der möglichen Kombinationen von Allelen in männlichen oder weiblichen Gameten kann durch die allgemeine Formel 2 n bestimmt werden, wobei n die Anzahl der für den haploiden Satz charakteristischen Chromosomen ist. Beim Menschen ist n = 23 und die mögliche Anzahl an Kombinationen beträgt 2 · 23 = 8388608. Die anschließende Assoziation von Gameten während der Befruchtung ist ebenfalls zufällig, und daher kann bei den Nachkommen eine unabhängige Aufteilung für jedes Merkmalspaar aufgezeichnet werden.

Allerdings ist die Anzahl der Merkmale in jedem Organismus um ein Vielfaches größer als die Anzahl seiner Chromosomen, die unter dem Mikroskop unterschieden werden können, daher muss jedes Chromosom viele Faktoren enthalten. Wenn wir uns vorstellen, dass ein bestimmtes Individuum, das für zwei Genpaare in homologen Chromosomen heterozygot ist, Gameten produziert, dann sollte man nicht nur die Wahrscheinlichkeit der Bildung von Gameten mit den ursprünglichen Chromosomen berücksichtigen, sondern auch Gameten, die veränderte Chromosomen erhalten haben ein Ergebnis des Crossovers in der Prophase I der Meiose. Dadurch entstehen bei den Nachkommen neue Merkmalskombinationen. Grundlage bildeten die in Experimenten an Drosophila gewonnenen Daten Chromosomentheorie der Vererbung.

Eine weitere grundlegende Bestätigung der zytologischen Grundlagen der Vererbung wurde bei der Untersuchung verschiedener Krankheiten gewonnen. Beim Menschen ist eine der Krebsarten auf den Verlust eines kleinen Abschnitts eines der Chromosomen zurückzuführen.

Von G. Mendel aufgestellte Vererbungsmuster, ihre zytologischen Grundlagen (Mono- und Dihybridkreuzung)

Die Hauptmuster der unabhängigen Vererbung von Merkmalen wurden von G. Mendel entdeckt, der Erfolg hatte, indem er in seiner Forschung eine damals neue hybridologische Methode anwendete.

Der Erfolg von G. Mendel wurde durch folgende Faktoren sichergestellt:

eine gute Wahl des Untersuchungsobjekts (Aussaat von Erbsen), das eine kurze Vegetationsperiode hat, eine selbstbestäubende Pflanze ist, eine erhebliche Menge an Samen produziert und durch eine große Anzahl von Sorten mit gut unterscheidbaren Merkmalen vertreten ist;
Verwendung ausschließlich reiner Erbsenlinien, die über mehrere Generationen hinweg keine Aufspaltung der Merkmale bei den Nachkommen hervorriefen;
Konzentration auf nur ein oder zwei Zeichen;
Planung des Experiments und Erstellung klarer Kreuzungspläne;
genaue quantitative Berechnung des resultierenden Nachwuchses.

Für die Studie wählte G. Mendel nur sieben Zeichen aus, die alternative (kontrastierende) Erscheinungsformen aufweisen. Bereits bei den ersten Kreuzungen fiel ihm auf, dass bei den Nachkommen der ersten Generation, als Pflanzen mit gelben und grünen Samen gekreuzt wurden, alle Nachkommen gelbe Samen hatten. Ähnliche Ergebnisse wurden bei der Untersuchung anderer Merkmale erzielt. Die Zeichen, die in der ersten Generation vorherrschten, nannte G. Mendel Dominant. Diejenigen von ihnen, die in der ersten Generation nicht auftauchten, wurden berufen rezessiv.

Personen, die bei den Nachkommen eine Spaltung hervorriefen, wurden genannt heterozygot, und Einzelpersonen, die keine Spaltung gegeben haben - homozygot.

Anzeichen von Erbsen, deren Vererbung von G. Mendel untersucht wurde

Kreuzung, bei der die Ausprägung nur eines Merkmals untersucht wird, nennt man Monohybrid. In diesem Fall werden die Vererbungsmuster von nur zwei Varianten eines Merkmals verfolgt, deren Entwicklung auf ein Paar allelischer Gene zurückzuführen ist. Beispielsweise hat das Merkmal „Kronenfarbe“ bei Erbsen nur zwei Erscheinungsformen – rot und weiß. Alle anderen für diese Organismen charakteristischen Merkmale werden nicht berücksichtigt und in den Berechnungen nicht berücksichtigt.

Das Schema der Monohybridkreuzung ist wie folgt:

Durch die Kreuzung zweier Erbsenpflanzen, von denen eine gelbe und die andere grüne Samen hatte, erhielt G. Mendel in der ersten Generation Pflanzen ausschließlich mit gelben Samen, unabhängig davon, welche Pflanze als Mutterpflanze und welche als Vaterpflanze ausgewählt wurde. Die gleichen Ergebnisse wurden bei Kreuzungen für andere Merkmale erzielt, was G. Mendel Anlass zur Formulierung gab Gesetz der Einheitlichkeit von Hybriden der ersten Generation, was auch genannt wird Mendels erstes Gesetz Und das Gesetz der Dominanz.

Mendels erstes Gesetz:

Bei der Kreuzung homozygoter Elternformen, die sich in einem Paar alternativer Merkmale unterscheiden, sind alle Hybriden der ersten Generation sowohl im Genotyp als auch im Phänotyp einheitlich.

A – gelbe Samen; A- grüne Samen

Bei der Selbstbestäubung (Kreuzung) von Hybriden der ersten Generation stellte sich heraus, dass 6022 Samen gelb und 2001 grün sind, was etwa einem Verhältnis von 3:1 entspricht. Die entdeckte Regelmäßigkeit heißt Spaltungsgesetz, oder Mendels zweites Gesetz.

Mendels zweites Gesetz:

Bei der Kreuzung heterozygoter Hybriden der ersten Generation im Nachwuchs wird die Dominanz eines der Merkmale im Verhältnis 3:1 nach Phänotyp (1:2:1 nach Genotyp) beobachtet.

Anhand des Phänotyps eines Individuums ist es jedoch bei weitem nicht immer möglich, seinen Genotyp zu bestimmen, da beide Homozygoten für das dominante Gen ( AA) und Heterozygoten ( Ah) wird eine Manifestation des dominanten Gens im Phänotyp aufweisen. Daher gilt für Organismen eine gegenseitige Befruchtung Kreuz analysieren Eine Kreuzung, bei der ein Organismus mit unbekanntem Genotyp mit einem homozygoten rezessiven Gen gekreuzt wird, um den Genotyp zu testen. Gleichzeitig kommt es bei homozygoten Individuen für das dominante Gen nicht zu einer Aufspaltung bei den Nachkommen, während bei den Nachkommen heterozygoter Individuen eine gleiche Anzahl von Individuen mit sowohl dominanten als auch rezessiven Merkmalen beobachtet wird:

Basierend auf den Ergebnissen seiner eigenen Experimente schlug G. Mendel vor, dass sich Erbfaktoren bei der Bildung von Hybriden nicht vermischen, sondern unverändert bleiben. Da die Verbindung zwischen den Generationen über Gameten erfolgt, ging er davon aus, dass bei ihrer Bildung nur ein Faktor eines Paares in jeden der Gameten gelangt (d. h. die Gameten sind genetisch rein) und bei der Befruchtung das Paar wiederhergestellt wird . Diese Annahmen werden aufgerufen Reinheitsregeln für Gameten.

Gameten-Reinheitsregel:

Bei der Gametogenese werden die Gene eines Paares getrennt, d. h. jeder Gamet trägt nur eine Variante des Gens.

Allerdings unterscheiden sich Organismen in vielerlei Hinsicht voneinander, sodass es nur möglich ist, Muster ihrer Vererbung zu ermitteln, indem man zwei oder mehr Merkmale der Nachkommen analysiert.

Kreuzung, bei der die Vererbung berücksichtigt und eine genaue quantitative Darstellung der Nachkommen anhand zweier Merkmalspaare erstellt wird, wird als Kreuzung bezeichnet Dihybrid. Wenn die Ausprägung einer größeren Anzahl erblicher Merkmale analysiert wird, dann ist dies bereits der Fall Polyhybridkreuz.

Dihybrid-Kreuzschema:

Bei einer größeren Vielfalt an Gameten wird es schwieriger, die Genotypen der Nachkommen zu bestimmen; daher wird für die Analyse häufig das Punnett-Gitter verwendet, bei dem männliche Gameten horizontal und weibliche Gameten vertikal eingetragen werden. Die Genotypen der Nachkommen werden durch die Kombination von Genen in Spalten und Zeilen bestimmt.

$♀$/$♂$	aB	ab
AB	AaBB	AaBb
Ab	AaBb	Aabb

Für die Dihybridkreuzung wählte G. Mendel zwei Merkmale: die Farbe der Samen (gelb und grün) und ihre Form (glatt und faltig). In der ersten Generation wurde das Gesetz der Einheitlichkeit der Hybriden der ersten Generation eingehalten, und in der zweiten Generation gab es 315 gelbe glatte Samen, 108 grüne glatte Samen, 101 gelbe faltige und 32 grüne faltige Samen. Die Berechnung ergab, dass die Aufteilung ungefähr 9:3:3:1 betrug, das Verhältnis von 3:1 jedoch für jedes der Zeichen (gelb – grün, glatt – faltig) beibehalten wurde. Dieses Muster wurde benannt Gesetz der unabhängigen Merkmalsaufteilung, oder Mendels drittes Gesetz.

Mendels drittes Gesetz:

Bei der Kreuzung homozygoter Elternformen, die sich in zwei oder mehr Merkmalspaaren unterscheiden, kommt es in der zweiten Generation zu einer unabhängigen Aufspaltung dieser Merkmale im Verhältnis 3:1 (9:3:3:1 bei Dihybridkreuzung).

$♀$/$♂$	AB	Ab	aB	ab
AB	AABB	AABb	AaBB	AaBb
Ab	AABb	AAbb	AaBb	Aabb
aB	AaBB	AaBb	aaBB	aaBb
ab	AaBb	Aabb	aaBb	aabb

$F_2 (9A_B_)↙(\text"gelb glatt") : (3A_bb)↙(\text"gelb faltig") : (3aaB_)↙(\text"grün glatt") : (1aabb)↙(\text"grün faltig")$

Mendels drittes Gesetz gilt nur für Fälle unabhängiger Vererbung, wenn sich Gene in verschiedenen homologen Chromosomenpaaren befinden. In Fällen, in denen sich Gene im selben homologen Chromosomenpaar befinden, gelten Muster der verknüpften Vererbung. Auch die von G. Mendel aufgestellten Muster der unabhängigen Vererbung von Merkmalen werden bei der Interaktion von Genen häufig verletzt.

Gesetze von T. Morgan: verknüpfte Vererbung von Merkmalen, Verletzung der Genverknüpfung

Der neue Organismus erhält von den Eltern keine verstreuten Gene, sondern ganze Chromosomen, wobei die Zahl der Merkmale und dementsprechend die sie bestimmenden Gene viel größer ist als die Zahl der Chromosomen. Gemäß der chromosomalen Vererbungstheorie werden Gene, die sich auf demselben Chromosom befinden, verknüpft vererbt. Infolgedessen ergeben sie bei der Kreuzung von Dihybriden nicht die erwartete Aufspaltung von 9:3:3:1 und gehorchen nicht dem dritten Mendelschen Gesetz. Man würde erwarten, dass die Verknüpfung der Gene vollständig ist, und wenn man Individuen kreuzt, die homozygot für diese Gene sind, und in der zweiten Generation, erhält man die anfänglichen Phänotypen im Verhältnis 3:1, und bei der Analyse von Hybriden der ersten Generation sollte die Aufspaltung erfolgen 1:1 sein.

Um diese Annahme zu testen, wählte der amerikanische Genetiker T. Morgan ein Genpaar in Drosophila, das die Körperfarbe (grau – schwarz) und die Flügelform (lang – rudimentär) steuert und sich in einem homologen Chromosomenpaar befindet. Der graue Körper und die langen Flügel sind die dominierenden Merkmale. Bei der Kreuzung einer homozygoten Fliege mit grauem Körper und langen Flügeln und einer homozygoten Fliege mit schwarzem Körper und rudimentären Flügeln in der zweiten Generation wurden tatsächlich hauptsächlich Elternphänotypen in einem Verhältnis von nahezu 3:1 erhalten, es gab jedoch auch solche eine unbedeutende Anzahl von Individuen mit neuen Kombinationen dieser Merkmale. . Diese Personen werden aufgerufen rekombinant.

Nach der Analyse der Kreuzung von Hybriden der ersten Generation mit Homozygoten auf rezessive Gene stellte T. Morgan jedoch fest, dass 41,5 % der Individuen einen grauen Körper und lange Flügel, 41,5 % einen schwarzen Körper und rudimentäre Flügel und 8,5 % einen grauen Körper hatten und rudimentäre Flügel, und 8,5 % - schwarzer Körper und rudimentäre Flügel. Er brachte die resultierende Aufspaltung mit dem Crossing Over in der Prophase I der Meiose in Verbindung und schlug vor, 1 % des Crossing Overs als Einheit für den Abstand zwischen Genen im Chromosom zu betrachten, das später nach ihm benannt wurde. Morganid.

Die Muster der verknüpften Vererbung, die im Rahmen von Experimenten an Drosophila festgestellt wurden, werden aufgerufen T. Morgans Gesetz.

Morgans Gesetz:

Gene, die sich auf demselben Chromosom befinden, besetzen einen bestimmten Ort, einen sogenannten Locus, und werden verknüpft vererbt, wobei die Stärke der Verknüpfung umgekehrt proportional zum Abstand zwischen den Genen ist.

Gene, die sich direkt hintereinander im Chromosom befinden (die Wahrscheinlichkeit einer Überkreuzung ist äußerst gering), werden als vollständig verknüpft bezeichnet. Wenn sich zwischen ihnen mindestens ein weiteres Gen befindet, sind sie nicht vollständig verknüpft und ihre Verknüpfung wird beim Überkreuzen unterbrochen als Folge des Austauschs von Abschnitten homologer Chromosomen.

Die Phänomene der Genverknüpfung und des Crossovers ermöglichen die Erstellung von Chromosomenkarten mit der darauf aufgetragenen Reihenfolge der Gene. Für viele genetisch gut untersuchte Objekte wurden genetische Karten von Chromosomen erstellt: Drosophila, Mäuse, Menschen, Mais, Weizen, Erbsen usw. Die Untersuchung genetischer Karten ermöglicht den Vergleich der Struktur des Genoms in verschiedenen Arten von Organismen. Dies ist wichtig für Genetik und Zucht sowie für Evolutionsstudien.

Sexualgenetik

Boden- Hierbei handelt es sich um eine Kombination morphologischer und physiologischer Merkmale des Körpers, die die sexuelle Fortpflanzung gewährleisten, deren Kern auf die Befruchtung, also die Verschmelzung männlicher und weiblicher Keimzellen zu einer Zygote, reduziert wird, aus der sich ein neuer Organismus entwickelt.

Die Merkmale, durch die sich ein Geschlecht vom anderen unterscheidet, werden in primäre und sekundäre unterteilt. Die primären Geschlechtsmerkmale sind die Genitalien, der Rest ist sekundär.

Beim Menschen sind sekundäre Geschlechtsmerkmale der Körpertyp, die Klangfarbe der Stimme, das Vorherrschen von Muskel- oder Fettgewebe, das Vorhandensein von Gesichtsbehaarung, Adamsapfel und Brustdrüsen. So ist bei Frauen das Becken meist breiter als die Schultern, Fettgewebe überwiegt, die Brustdrüsen sind ausgeprägt und die Stimme ist hoch. Männer hingegen unterscheiden sich von ihnen durch breitere Schultern, das Überwiegen von Muskelgewebe, das Vorhandensein von Haaren im Gesicht und Adamsapfel sowie eine tiefe Stimme. Die Frage, warum Männer und Frauen im Verhältnis von etwa 1:1 geboren werden, interessiert die Menschheit schon lange. Eine Erklärung hierfür lieferte die Untersuchung der Karyotypen von Insekten. Es stellte sich heraus, dass die Weibchen einiger Käfer, Heuschrecken und Schmetterlinge ein Chromosom mehr haben als die Männchen. Männchen wiederum produzieren Gameten, die sich in der Anzahl der Chromosomen unterscheiden, und bestimmen so im Voraus das Geschlecht der Nachkommen. Später stellte sich jedoch heraus, dass sich bei den meisten Organismen die Anzahl der Chromosomen bei Männchen und Weibchen immer noch nicht unterscheidet, aber eines der Geschlechter ein Chromosomenpaar aufweist, das in der Größe nicht zueinander passt, während das andere Geschlecht alle gepaarten Chromosomen aufweist.

Ein ähnlicher Unterschied wurde auch beim menschlichen Karyotyp gefunden: Männer haben zwei ungepaarte Chromosomen. In ihrer Form ähneln diese Chromosomen zu Beginn der Teilung den lateinischen Buchstaben X und Y und wurden daher als X- und Y-Chromosomen bezeichnet. Die Spermien eines Mannes können eines dieser Chromosomen tragen und das Geschlecht des ungeborenen Kindes bestimmen. In dieser Hinsicht werden menschliche Chromosomen und viele andere Organismen in zwei Gruppen eingeteilt: Autosomen und Heterochromosomen oder Geschlechtschromosomen.

ZU Autosomen tragen Chromosomen, die für beide Geschlechter gleich sind Geschlechtschromosomen- Dabei handelt es sich um Chromosomen, die sich bei verschiedenen Geschlechtern unterscheiden und Informationen über Geschlechtsmerkmale enthalten. In Fällen, in denen das Geschlecht die gleichen Geschlechtschromosomen trägt, zum Beispiel XX, sagt man, dass er homozygot, oder homogametisch(bildet identische Gameten). Das andere Geschlecht mit unterschiedlichen Geschlechtschromosomen (XY) wird genannt hemizygot(kein vollständiges Äquivalent allelischer Gene vorhanden) oder heterogametisch. Bei Menschen, den meisten Säugetieren, Drosophila-Fliegen und anderen Organismen ist das Weibchen homogametisch (XX) und das Männchen heterogametisch (XY), während bei Vögeln das Männchen homogametisch (ZZ oder XX) und das Weibchen heterogametisch (ZW) ist , oder XY).

Das X-Chromosom ist ein großes ungleiches Chromosom, das über 1500 Gene trägt, und viele seiner mutierten Allele führen dazu, dass eine Person schwere Erbkrankheiten wie Hämophilie und Farbenblindheit entwickelt. Im Gegensatz dazu ist das Y-Chromosom sehr klein und enthält nur etwa ein Dutzend Gene, darunter spezifische Gene, die für die männliche Entwicklung verantwortlich sind.

Der männliche Karyotyp wird als $♂$ 46,XY geschrieben, der weibliche Karyotyp als $♀$46,XX.

Da bei Männern mit gleicher Wahrscheinlichkeit Gameten mit Geschlechtschromosomen entstehen, liegt das erwartete Geschlechterverhältnis bei den Nachkommen bei 1:1, was mit dem tatsächlich beobachteten übereinstimmt.

Bienen unterscheiden sich von anderen Organismen dadurch, dass sie Weibchen aus befruchteten Eiern und Männchen aus unbefruchteten entwickeln. Ihr Geschlechterverhältnis unterscheidet sich von dem oben angegebenen, da der Befruchtungsprozess durch die Gebärmutter reguliert wird, in deren Genitaltrakt ab dem Frühjahr das ganze Jahr über Spermien gespeichert werden.

Bei einer Reihe von Organismen kann das Geschlecht auf unterschiedliche Weise bestimmt werden: vor oder nach der Befruchtung, abhängig von den Umweltbedingungen.

Vererbung geschlechtsspezifischer Merkmale

Da sich einige Gene auf Geschlechtschromosomen befinden, die bei Angehörigen unterschiedlichen Geschlechts nicht identisch sind, unterscheidet sich die Art der Vererbung der von diesen Genen kodierten Merkmale von der allgemeinen. Diese Art der Vererbung wird Kreuzvererbung genannt, da Männer von ihrer Mutter und Frauen von ihrem Vater erben. Merkmale, die durch Gene bestimmt werden, die sich auf den Geschlechtschromosomen befinden, werden als geschlechtsgebunden bezeichnet. Beispiele für Zeichen bodengebunden, sind rezessive Anzeichen von Hämophilie und Farbenblindheit, die sich hauptsächlich bei Männern manifestieren, da auf dem Y-Chromosom keine Allelgene vorhanden sind. Frauen leiden nur dann an solchen Krankheiten, wenn sie sowohl von ihrem Vater als auch von ihrer Mutter solche Symptome erhalten haben.

Wenn beispielsweise eine Mutter eine heterozygote Trägerin von Hämophilie war, dann leidet die Hälfte ihrer Söhne an einer Blutgerinnungsstörung:

X H – normale Blutgerinnung

X h - Blutgerinnungsfähigkeit (Hämophilie)

Die in den Genen des Y-Chromosoms kodierten Merkmale werden rein über die männliche Linie weitergegeben und heißen holländisch(das Vorhandensein einer Membran zwischen den Zehen, erhöhte Behaarung des Randes der Ohrmuschel).

Geninteraktion

Eine Überprüfung der Muster der unabhängigen Vererbung an verschiedenen Objekten bereits zu Beginn des 20 In der zweiten Generation gibt es Individuen mit roten, rosa und weißen Blüten im Verhältnis 1:2:1. Dies führte die Forscher zu der Idee, dass allelische Gene eine gewisse Wirkung aufeinander haben können. Anschließend wurde auch festgestellt, dass nicht-allelische Gene zur Manifestation von Zeichen anderer Gene beitragen oder diese unterdrücken. Diese Beobachtungen wurden zur Grundlage für das Konzept des Genotyps als eines Systems interagierender Gene. Derzeit wird zwischen der Interaktion allelischer und nicht-allelischer Gene unterschieden.

Die Interaktion allelischer Gene umfasst vollständige und unvollständige Dominanz, Kodominanz und Überdominanz. Völlige Dominanz Betrachten Sie alle Fälle der Interaktion allelischer Gene, bei denen die Manifestation eines ausschließlich dominanten Merkmals im Heterozygoten beobachtet wird, wie beispielsweise die Farbe und Form des Samens bei Erbsen.

unvollständige Dominanz- Dies ist eine Art Interaktion allelischer Gene, bei der die Manifestation eines rezessiven Allels mehr oder weniger die Manifestation eines dominanten Allels schwächt, wie im Fall der Farbe der Krone der Nachtschönheit (weiß +). rot = rosa) und Wolle beim Rind.

Kodominanz nennt man diese Art der Interaktion allelischer Gene, bei der beide Allele auftreten, ohne die Wirkung des anderen abzuschwächen. Ein typisches Beispiel für Kodominanz ist die Vererbung von Blutgruppen nach dem AB0-System.

Wie aus der Tabelle hervorgeht, werden die Blutgruppen I, II und III nach dem Typ der vollständigen Dominanz vererbt, während es sich bei der Gruppe IV (AB) (Genotyp - I A I B) um einen Fall der Co-Dominanz handelt.

Überdominanz- Hierbei handelt es sich um ein Phänomen, bei dem sich im heterozygoten Zustand das dominante Merkmal viel stärker manifestiert als im homozygoten Zustand; Überdominanz wird in der Zucht häufig eingesetzt und gilt als Ursache Heterosis- Phänomene der Hybridenergie.

Als Sonderfall der Interaktion allelischer Gene kann das sogenannte angesehen werden tödliche Gene, die im homozygoten Zustand am häufigsten in der Embryonalperiode zum Absterben des Organismus führen. Der Grund für den Tod der Nachkommen ist die pleiotrope Wirkung der Gene für die graue Fellfarbe bei Astrachanschafen, die Platinfarbe bei Füchsen und das Fehlen von Schuppen bei Spiegelkarpfen. Bei der Kreuzung zweier in Bezug auf diese Gene heterozygoter Individuen erfolgt aufgrund des Todes von 1/4 der Nachkommen eine Aufteilung für das untersuchte Merkmal in den Nachkommen im Verhältnis 2:1.

Die Haupttypen der Interaktion nicht-allelischer Gene sind Komplementarität, Epistase und Polymerisation. Komplementarität- Dies ist eine Art Interaktion nicht-allelischer Gene, bei der das Vorhandensein von mindestens zwei dominanten Allelen verschiedener Paare für die Manifestation eines bestimmten Zustands eines Merkmals erforderlich ist. Wenn beispielsweise bei einem Kürbis Pflanzen mit kugelförmigen (AAbb) und langen (aaBB) Früchten gekreuzt werden, entstehen in der ersten Generation Pflanzen mit scheibenförmigen Früchten (AaBb).

ZU Epistase umfassen solche Phänomene der Interaktion nicht-allelischer Gene, bei denen ein nicht-allelisches Gen die Entwicklung eines Merkmals eines anderen unterdrückt. Beispielsweise bestimmt bei Hühnern ein dominantes Gen die Gefiederfarbe, während ein anderes dominantes Gen die Farbentwicklung unterdrückt, was dazu führt, dass die meisten Hühner ein weißes Gefieder haben.

Polymeria bezeichnet das Phänomen, bei dem nicht-allelische Gene den gleichen Effekt auf die Entwicklung eines Merkmals haben. Daher werden am häufigsten quantitative Zeichen kodiert. Beispielsweise wird die Hautfarbe des Menschen durch mindestens vier Paare nicht-allelischer Gene bestimmt – je dominanter alle Allele im Genotyp sind, desto dunkler ist die Haut.

Genotyp als integrales System

Der Genotyp ist keine mechanische Summe von Genen, da die Möglichkeit der Genmanifestation und die Form ihrer Manifestation von den Umweltbedingungen abhängen. Unter Umwelt wird in diesem Fall nicht nur die Umwelt verstanden, sondern auch die genotypische Umwelt – andere Gene.

Die Manifestation qualitativer Merkmale hängt selten von den Umgebungsbedingungen ab. Wenn das Hermelinkaninchen jedoch einen Bereich des Körpers mit weißen Haaren rasiert und einen Eisbeutel darauf aufträgt, wachsen an dieser Stelle mit der Zeit schwarze Haare.

Die Entwicklung quantitativer Merkmale hängt viel stärker von den Umweltbedingungen ab. Wenn beispielsweise moderne Weizensorten ohne den Einsatz von Mineraldüngern angebaut werden, weicht der Ertrag deutlich von den genetisch programmierten 100 oder mehr Centner pro Hektar ab.

Somit werden im Genotyp lediglich die „Fähigkeiten“ des Organismus erfasst, diese manifestieren sich jedoch erst im Zusammenspiel mit Umweltbedingungen.

Darüber hinaus interagieren Gene miteinander und können, da sie zum gleichen Genotyp gehören, die Ausprägung der Wirkung benachbarter Gene stark beeinflussen. Somit gibt es für jedes einzelne Gen eine genotypische Umgebung. Es ist möglich, dass die Entwicklung eines Merkmals mit der Wirkung vieler Gene verbunden ist. Darüber hinaus wurde die Abhängigkeit mehrerer Merkmale von einem Gen aufgedeckt. Beim Hafer beispielsweise werden die Farbe der Blütenschuppen und die Länge ihrer Granne durch ein Gen bestimmt. Bei Drosophila beeinflusst das Gen für die weiße Augenfarbe gleichzeitig die Farbe des Körpers und der inneren Organe, die Länge der Flügel, eine Abnahme der Fruchtbarkeit und eine Verringerung der Lebenserwartung. Es ist möglich, dass jedes Gen gleichzeitig das Gen der Hauptwirkung für „sein eigenes“ Merkmal und ein Modifikator für andere Merkmale ist. Somit ist der Phänotyp das Ergebnis der Interaktion der Gene des gesamten Genotyps mit der Umwelt in der Ontogenese des Individuums.

In diesem Zusammenhang definierte der berühmte russische Genetiker M.E. Lobashev den Genotyp als System interagierender Gene. Dieses integrale System entstand im Verlauf der Evolution der organischen Welt, während nur die Organismen überlebten, bei denen das Zusammenspiel der Gene die günstigste Reaktion in der Ontogenese hervorrief.

Humangenetik

Für den Menschen als biologische Spezies gelten die für Pflanzen und Tiere etablierten genetischen Vererbungs- und Variabilitätsmuster voll und ganz. Gleichzeitig nimmt die Humangenetik, die die Vererbungs- und Variabilitätsmuster des Menschen auf allen Ebenen seiner Organisation und Existenz untersucht, unter anderen Bereichen der Genetik einen besonderen Platz ein.

Die Humangenetik ist sowohl eine Grundlagen- als auch eine angewandte Wissenschaft, da sie sich mit der Erforschung menschlicher Erbkrankheiten beschäftigt, von denen bereits mehr als 4.000 beschrieben wurden. Sie stimuliert die Entwicklung moderner Bereiche der allgemeinen und molekularen Genetik, der Molekularbiologie und der Klinik Medizin. Abhängig von der Problematik wird die Humangenetik in mehrere Bereiche unterteilt, die sich zu eigenständigen Wissenschaften entwickelt haben: die Genetik normaler menschlicher Merkmale, die medizinische Genetik, die Genetik des Verhaltens und der Intelligenz sowie die Genetik der menschlichen Population. In dieser Hinsicht ist der Mensch als genetisches Objekt in unserer Zeit fast besser untersucht als die wichtigsten Modellobjekte der Genetik: Drosophila, Arabidopsis usw.

Die biosoziale Natur des Menschen hinterlässt aufgrund der späten Pubertät und der großen Zeitabstände zwischen den Generationen, der geringen Anzahl von Nachkommen, der Unmöglichkeit gezielter Kreuzungen für die genetische Analyse, des Fehlens reiner Linien und der unzureichenden Genauigkeit erhebliche Spuren in der Forschung auf dem Gebiet seiner Genetik der Registrierung erblicher Merkmale und kleiner Stammbäume, die Unmöglichkeit, gleiche und streng kontrollierte Bedingungen für die Entwicklung von Nachkommen aus verschiedenen Ehen zu schaffen, eine relativ große Anzahl kaum unterschiedlicher Chromosomen und die Unmöglichkeit, experimentell Mutationen zu erhalten.

Methoden zur Untersuchung der Humangenetik

Die in der Humangenetik verwendeten Methoden unterscheiden sich nicht grundsätzlich von denen, die für andere Objekte allgemein anerkannt sind – dies genealogische, Zwillings-, zytogenetische, dermatoglyphische, molekularbiologische und populationsstatistische Methoden, somatische Zellhybridisierungsmethode und Modellierungsmethode. Ihr Einsatz in der Humangenetik berücksichtigt die Besonderheiten des Menschen als genetisches Objekt.

Zwillingsmethode hilft dabei, den Beitrag der Vererbung und den Einfluss von Umweltbedingungen auf die Manifestation eines Merkmals zu bestimmen, basierend auf der Analyse des Zusammentreffens dieser Merkmale bei eineiigen und zweieiigen Zwillingen. Die meisten eineiigen Zwillinge haben also die gleiche Blutgruppe, Augen- und Haarfarbe sowie eine Reihe anderer Anzeichen, während beide Zwillingstypen gleichzeitig an Masern erkranken.

Dermatoglyphische Methode basiert auf der Untersuchung der individuellen Merkmale der Hautmuster der Finger (Daktyloskopie), Handflächen und Füße. Aufgrund dieser Merkmale können Erbkrankheiten, insbesondere Chromosomenanomalien wie Down-Syndrom, Shereshevsky-Turner-Syndrom usw., häufig rechtzeitig erkannt werden.

genealogische Methode- Dies ist eine Methode zur Erstellung von Stammbäumen, mit deren Hilfe die Art der Vererbung der untersuchten Merkmale, einschließlich Erbkrankheiten, bestimmt und die Geburt von Nachkommen mit den entsprechenden Merkmalen vorhergesagt wird. Er ermöglichte es, die erbliche Natur von Krankheiten wie Hämophilie, Farbenblindheit, Chorea Huntington und anderen aufzudecken, noch bevor die Hauptmuster der Vererbung entdeckt wurden. Bei der Erstellung von Stammbäumen werden Aufzeichnungen über jedes Familienmitglied geführt und der Grad der Verwandtschaft zwischen ihnen berücksichtigt. Basierend auf den erhaltenen Daten wird außerdem ein Stammbaum mit speziellen Symbolen erstellt.

Die genealogische Methode kann auf eine Familie angewendet werden, wenn Informationen über eine ausreichende Anzahl direkter Verwandter der Person vorliegen, deren Stammbaum erstellt wird − Proband, - väterlicherseits und mütterlicherseits, ansonsten sammeln sie Informationen über mehrere Familien, in denen sich dieses Merkmal manifestiert. Mit der genealogischen Methode können Sie nicht nur die Erblichkeit des Merkmals, sondern auch die Art der Vererbung feststellen: dominant oder rezessiv, autosomal oder geschlechtsgebunden usw. So ist nach den Porträts der österreichischen Habsburgermonarchen die Vererbung von Prognathie (eine stark hervorstehende Unterlippe) und „königliche Hämophilie“-Nachkommen der britischen Königin Victoria.

Lösung genetischer Probleme. Ausarbeitung von Kreuzungsplänen

Alle genetischen Probleme lassen sich auf drei Typen reduzieren:

Rechenaufgaben.
Aufgaben zur Bestimmung des Genotyps.
Aufgaben zur Feststellung der Art der Vererbung eines Merkmals.

Besonderheit Rechenprobleme ist die Verfügbarkeit von Informationen über die Vererbung des Merkmals und die Phänotypen der Eltern, anhand derer sich die Genotypen der Eltern leicht ermitteln lassen. Sie müssen die Genotypen und Phänotypen der Nachkommen bestimmen.

Aufgabe 1. Welche Farbe werden die Samen von Sorghum haben, die durch Kreuzung reiner Linien dieser Pflanze mit dunkler und heller Samenfarbe erhalten werden, wenn bekannt ist, dass die dunkle Farbe gegenüber der hellen Farbe dominiert? Welche Farbe werden die Samen von Pflanzen haben, die durch Selbstbestäubung dieser Hybriden gewonnen werden?

Lösung.

1. Wir bezeichnen Gene:

A - dunkle Farbe der Samen, A- Helle Samen.

2. Wir erstellen ein Kreuzungsschema:

a) Zuerst notieren wir die Genotypen der Eltern, die je nach Problemlage homozygot sind:

$P (♀AA)↙(\text"dunkle Samen")×(♂aa)↙(\text"helle Samen")$

b) Dann schreiben wir die Gameten gemäß der Regel der Reinheit der Gameten auf:

Gameten A A

c) Verschmelzen Sie die Gameten paarweise und notieren Sie die Genotypen der Nachkommen:

F 1 A A

d) Nach dem Dominanzgesetz haben alle Hybriden der ersten Generation eine dunkle Farbe, daher unterschreiben wir den Phänotyp unter dem Genotyp.

Phänotyp dunkle Samen

3. Wir schreiben das Schema der folgenden Kreuzung auf:

Antwort: In der ersten Generation haben alle Pflanzen dunkle Samen, in der zweiten Generation haben 3/4 der Pflanzen dunkle Samen und 1/4 helle Samen.

Aufgabe 2. Bei Ratten dominiert die schwarze Fellfarbe gegenüber der braunen und die normale Schwanzlänge dominiert gegenüber dem verkürzten Schwanz. Wie viele Nachkommen der zweiten Generation aus der Kreuzung homozygoter Ratten mit schwarzem Haar und normalem Schwanz mit homozygoten Ratten mit braunem Haar und kurzem Schwanz hatten schwarze Haare und einen kurzen Schwanz, wenn insgesamt 80 Junge geboren wurden?

Lösung.

1. Notieren Sie den Zustand des Problems:

A - schwarze Wolle A- braune Wolle;

B - normale Schwanzlänge, B- verkürzter Schwanz

F 2 A_ bb ?

2. Wir schreiben das Kreuzungsschema auf:

Notiz. Es ist zu beachten, dass die Buchstabenbezeichnungen von Genen in alphabetischer Reihenfolge geschrieben werden, während bei den Genotypen der Großbuchstabe immer vor dem Kleinbuchstaben steht: A – davor A, Nach vorne B usw.

Aus dem Punnett-Gitter geht hervor, dass der Anteil der Rattenjungen mit schwarzem Haar und verkürztem Schwanz 3/16 betrug.

3. Berechnen Sie die Anzahl der Welpen mit dem angegebenen Phänotyp im Nachwuchs der zweiten Generation:

80×3/16×15.

Antwort: 15 Rattenjunge hatten schwarze Haare und einen verkürzten Schwanz.

IN Aufgaben zur Bestimmung des Genotyps Die Art der Vererbung des Merkmals ist ebenfalls angegeben und die Aufgabe besteht darin, die Genotypen der Nachkommen entsprechend den Genotypen der Eltern oder umgekehrt zu bestimmen.

Aufgabe 3. In einer Familie, in der der Vater die Blutgruppe III (B) nach dem AB0-System und die Mutter die Blutgruppe II (A) hatte, wurde ein Kind mit der Blutgruppe I (0) geboren. Bestimmen Sie die Genotypen der Eltern.

Lösung.

1. Wir erinnern uns an die Art der Vererbung von Blutgruppen:

Vererbung der Blutgruppen nach dem AB0-System

2. Da zwei Varianten von Genotypen mit den Blutgruppen II und III möglich sind, schreiben wir das Kreuzungsschema wie folgt:

3. Aus dem obigen Crossover-Schema sehen wir, dass das Kind von jedem Elternteil rezessive Allele i erhielt, die Eltern waren also heterozygot für die Gene der Blutgruppe.

4. Wir ergänzen das Kreuzungsschema und überprüfen unsere Annahmen:

Somit wurden unsere Annahmen bestätigt.

Antwort: Die Eltern sind heterozygot für die Gene der Blutgruppen: Der Genotyp der Mutter ist I A i, der Genotyp des Vaters ist I B i.

Aufgabe 4. Farbenblindheit (Farbenblindheit) wird als geschlechtsgebundenes rezessives Merkmal vererbt. Was für Kinder können einem Mann und einer Frau geboren werden, die normalerweise Farben unterscheiden, obwohl ihre Eltern farbenblind waren und ihre Mütter und ihre Verwandten gesund sind?

Lösung.

1. Wir bezeichnen Gene:

X D – normales Farbsehen;

X d - Farbenblindheit.

2. Wir ermitteln die Genotypen eines Mannes und einer Frau, deren Väter farbenblind waren.

3. Wir schreiben das Kreuzungsschema auf, um die möglichen Genotypen von Kindern zu bestimmen:

Antwort: Alle Mädchen haben ein normales Farbsehen (die Hälfte der Mädchen ist jedoch Träger des farbenblinden Gens), die Hälfte der Jungen ist gesund und die Hälfte der Mädchen ist farbenblind.

IN Aufgaben zur Bestimmung der Art der Vererbung eines Merkmals Es werden nur Phänotypen von Eltern und Nachkommen angegeben. Die Fragen solcher Aufgaben bestehen gerade in der Klärung der Art der Vererbung eines Merkmals.

Aufgabe 5. Aus der Kreuzung von Hühnern mit kurzen Beinen wurden 240 Hühner gewonnen, davon 161 mit kurzen Beinen und der Rest mit langen Beinen. Wie wird dieses Merkmal vererbt?

Lösung.

1. Bestimmen Sie die Aufteilung im Nachwuchs:

161: 79 $≈$ 2: 1.

Eine solche Aufspaltung ist typisch für Kreuzungen bei letalen Genen.

2. Da es doppelt so viele Hühner mit kurzen Beinen gab wie mit langen, gehen wir davon aus, dass dies ein dominantes Merkmal ist und dieses Allel durch eine tödliche Wirkung gekennzeichnet ist. Dann waren die ursprünglichen Hühner heterozygot. Benennen wir die Gene:

C – kurze Beine, c – lange Beine.

3. Wir schreiben das Kreuzungsschema auf:

Unsere Annahmen wurden bestätigt.

Antwort: Kurzbeinig dominiert gegenüber Langbeinern, dieses Allel zeichnet sich durch eine tödliche Wirkung aus.

Grundbegriffe der Genetik

Gen– Dies ist ein Abschnitt des DNA-Moleküls, der Informationen über die Primärstruktur eines Proteins enthält. Ein Gen ist eine strukturelle und funktionelle Einheit der Vererbung.

Homozygoter Organismus- ein Organismus, der aus dem einen oder anderen Grund keine Spaltung herbeiführt. Seine Allelgene wirken sich gleichermaßen auf die Entwicklung dieses Merkmals aus.

dominantes Gen ist für die Entwicklung eines Merkmals verantwortlich, das sich in einem heterozygoten Organismus manifestiert.

Genotyp- eine Reihe von Genen im diploiden Satz eines Organismus. Der Satz von Genen in einem haploiden Chromosomensatz wird genannt Genom.

Phänotyp- die Gesamtheit aller Eigenschaften eines Organismus.

G. Mendels Gesetze

Mendels erstes Gesetz – das Gesetz der Einheitlichkeit von Hybriden

Um die Ergebnisse der Kreuzung aufzuzeichnen, schlug Mendel das folgende Schema vor:

Gelbe Samenfarbe
- grüne Samenfarbe

(Eltern)
(Gameten)
(erste Generation)	(alle Pflanzen hatten gelbe Samen)

Der Wortlaut des Gesetzes: Bei der Kreuzung von Organismen, die sich in einem Paar alternativer Merkmale unterscheiden, ist die erste Generation im Phänotyp und Genotyp einheitlich.

Mendels zweites Gesetz – das Spaltungsgesetz



	(Pflanzen haben ein dominantes Merkmal, - rezessiv)

Der Wortlaut des Gesetzes: Bei den Nachkommen aus Kreuzungshybriden der ersten Generation kommt es zu einer Aufspaltung nach dem Phänotyp im Verhältnis und nach dem Genotyp -.

Mendels drittes Gesetz – das Gesetz der unabhängigen Vererbung

Dieses Gesetz wurde auf der Grundlage von Daten abgeleitet, die während der Dihybridkreuzung gewonnen wurden. Mendel untersuchte die Vererbung zweier Merkmalspaare bei Erbsen: Samenfarbe und -form.

Als Elternformen verwendete Mendel Pflanzen, die für beide Merkmalspaare homozygot waren: Eine Sorte hatte gelbe Samen mit glatter Schale, die andere war grün und faltig.

Gelbe Samenfarbe - grüne Farbe der Samen,
- glatte Form, - faltige Form.



	(gelb glatt).

Dann züchtete Mendel Pflanzen aus Samen und erhielt durch Selbstbestäubung Hybriden der zweiten Generation.

Das Punnett-Gitter dient der Erfassung und Bestimmung von Genotypen.

Gameten

Das dritte Mendelsche Gesetz gilt nur, wenn sich die Gene auf verschiedenen homologen Chromosomenpaaren befinden.

Gesetz (Hypothese) der „Reinheit“ von Gameten

Kreuz analysieren

Wenn infolge der Kreuzung eine Aufspaltung des Verhältnisses in der Generation beobachtet wurde, liegen die Gene im ursprünglichen Organismus in einem heterozygoten Zustand vor.

Vererbung von Blutgruppen (AB0-System)

Vererbung geschlechtsspezifischer Merkmale

Typische USE-Aufgaben in der Genetik

Bestimmung der Anzahl der Gametentypen

Aufgaben zur Mono- und Dihybridkreuzung

Für ein Monohybrid-Kreuz

Aufgabe: Weiße Kaninchen mit schwarzen Kaninchen gekreuzt (schwarze Farbe ist ein dominantes Merkmal). In Weiß und Schwarz. Bestimmen Sie die Genotypen von Eltern und Nachkommen.

Lösung: Da bei den Nachkommen je nach untersuchtem Merkmal eine Aufspaltung beobachtet wird, ist der Elternteil mit dem dominanten Merkmal heterozygot.

	(Schwarz)	(Weiß)

	(Schwarz-Weiss)

Für eine Dihybridkreuzung

Dominante Gene sind bekannt

Lösung: Bezeichnen dominante und rezessive Gene: - normales Wachstum, - Kleinwuchs; - rote Früchte, - gelbe Früchte.

		(Zwerge, rote Früchte)

	(normales Wachstum, rote Früchte) (normales Wachstum, rote Früchte) (normales Wachstum, rote Früchte) (normales Wachstum, gelbe Früchte)

Dominante Gene unbekannt

(rote Blüten, untertassenförmig)

(rote Blüten, trichterförmig)

Gameten

rote untertassenförmige Blüten,
- rote trichterförmige Blüten,
- weiße, untertassenförmige Blüten,
- weiße trichterförmige Blüten.

Lösung von Blutgruppenproblemen (AB0-System)

Aufgabe: Die Mutter hat die zweite Blutgruppe (sie ist heterozygot), der Vater hat die vierte. Welche Blutgruppen sind bei Kindern möglich?

Lösung:



	(Die Wahrscheinlichkeit, ein Kind mit der zweiten Blutgruppe zu bekommen, beträgt , mit der dritten - , mit der vierten - ).

Lösung von Problemen bei der Vererbung geschlechtsspezifischer Merkmale

Solche Aufgaben können durchaus sowohl in Teil A als auch in Teil C der USE auftreten.

Aufgabe: Ein Träger von Hämophilie heiratete einen gesunden Mann. Was für Kinder können geboren werden?

Lösung:



	Mädchen, gesund () Mädchen, gesund, Träger () Junge, gesund () Junge mit Hämophilie ()

Lösen von Problemen gemischter Art

	(Vater)	(Mutter)

	(wurde geboren)

Ein farbenblinder Mann hat den Genotyp und seine Frau – weil. Ihre Eltern waren vollkommen gesund.

R

	rechtshändiges Mädchen, gesund, Trägerin () linkshändiges Mädchen, gesund, Trägerin () rechtshändiger Junge, gesund () linkshändiger Junge, gesund ()

Aufgaben zur eigenständigen Lösung

Bestimmen Sie die Anzahl der Gametentypen in einem Organismus mit einem Genotyp.
Bestimmen Sie die Anzahl der Gametentypen in einem Organismus mit einem Genotyp.
Sie kreuzten hohe Pflanzen mit niedrigen Pflanzen. B – alle Pflanzen sind mittelgroß. Was sein wird?
Sie kreuzten ein weißes Kaninchen mit einem schwarzen Kaninchen. Alle Kaninchen sind schwarz. Was sein wird?
Sie kreuzten zwei Kaninchen mit grauer Wolle. B mit schwarzer Wolle, - mit Grau und Weiß. Bestimmen Sie die Genotypen und erklären Sie diese Aufteilung.
Sie kreuzten einen schwarzen, hornlosen Bullen mit einer weißgehörnten Kuh. Sie erhielten schwarz hornlos, schwarz gehörnt, weiß gehörnt und weiß hornlos. Erklären Sie diese Spaltung, wenn Schwarz und das Fehlen von Hörnern dominierende Merkmale sind.
Sie kreuzten Drosophila mit roten Augen und normalen Flügeln mit Drosophila mit weißen Augen und defekten Flügeln. Die Nachkommen sind allesamt Fliegen mit roten Augen und defekten Flügeln. Welche Nachkommen werden aus der Kreuzung dieser Fliegen mit beiden Eltern hervorgehen?
Eine blauäugige Brünette heiratete eine braunäugige Blondine. Welche Kinder können geboren werden, wenn beide Elternteile heterozygot sind?
Ein rechtshändiger Mann mit einem positiven Rh-Faktor heiratete eine linkshändige Frau mit einem negativen Rh-Faktor. Was für Kinder können geboren werden, wenn ein Mann nur für das zweite Merkmal heterozygot ist?
Mutter und Vater haben eine Blutgruppe (beide Eltern sind heterozygot). Welche Blutgruppe ist bei Kindern möglich?
Die Mutter hat eine Blutgruppe, das Kind hat eine Blutgruppe. Welche Blutgruppe ist für einen Vater unmöglich?
Der Vater hat die erste Blutgruppe, die Mutter die zweite. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, ein Kind mit der ersten Blutgruppe zu bekommen?
Eine blauäugige Frau mit einer Blutgruppe (ihre Eltern hatten eine dritte Blutgruppe) heiratete einen braunäugigen Mann mit einer Blutgruppe (sein Vater hatte blaue Augen und eine erste Blutgruppe). Was für Kinder können geboren werden?
Ein rechtshändiger, hämophiler Mann (seine Mutter war Linkshänderin) heiratete eine linkshändige Frau mit normalem Blut (ihr Vater und ihre Mutter waren gesund). Welche Kinder können aus dieser Ehe hervorgehen?
Erdbeerpflanzen mit roten Früchten und langblättrigen Blättern wurden mit Erdbeerpflanzen mit weißen Früchten und kurzblättrigen Blättern gekreuzt. Welche Nachkommen kann es geben, wenn rote Farbe und kurzblättrige Blätter dominieren, während beide Elternpflanzen heterozygot sind?
Ein Mann mit braunen Augen und Blutgruppe heiratet eine Frau mit braunen Augen und Blutgruppe. Sie hatten ein blauäugiges Kind mit einer Blutgruppe. Bestimmen Sie die Genotypen aller im Problem angegebenen Personen.
Sie kreuzten Melonen mit weißen ovalen Früchten mit Pflanzen, die weiße kugelförmige Früchte hatten. Bei den Nachkommen wurden folgende Pflanzen erhalten: mit weißen ovalen, mit weißen kugelförmigen, mit gelben ovalen und mit gelben kugelförmigen Früchten. Bestimmen Sie die Genotypen der ursprünglichen Pflanzen und Nachkommen. Wenn die weiße Farbe der Melone gegenüber der gelben dominiert, liegt die ovale Form der Frucht vor der kugelförmigen.

Antworten

Gametentyp.
Gametentypen.
Gametentyp.
hoch, mittel und niedrig (unvollständige Dominanz).
Schwarz und weiß.
- schwarz, - weiß, - grau. unvollständige Dominanz.
Bulle:, Kuh -. Nachkommen: (schwarz hornlos), (schwarz gehörnt), (weiß gehörnt), (weiß hornlos).
- Rote Augen, - Weiße Augen; - defekte Flügel, - normal. Anfangsformen – und Nachkommen.
Kreuzungsergebnisse:
A)
- braune Augen, - Blau; - dunkles Haar, - hell. Vater Mutter - .

- braune Augen, dunkles Haar
- braune Augen, blondes Haar
- blaue Augen, dunkles Haar
- blaue Augen, blondes Haar
- Rechtshändig, - linkshändig; Rh-positiv, Rh-negativ. Vater Mutter - . Kinder: (Rechtshänder, Rh-positiv) und (Rechtshänder, Rh-negativ).
Vater und Mutter - . Bei Kindern ist eine dritte Blutgruppe (Geburtswahrscheinlichkeit –) oder eine erste Blutgruppe (Geburtswahrscheinlichkeit –) möglich.
Mutter, Kind; Er erhielt das Gen von seiner Mutter und von seinem Vater. Folgende Blutgruppen sind für den Vater nicht möglich: zweite, dritte, erste, vierte.
Ein Kind mit der ersten Blutgruppe kann nur geboren werden, wenn seine Mutter heterozygot ist. In diesem Fall beträgt die Geburtswahrscheinlichkeit .
- braune Augen, - Blau. Weiblich männlich . Kinder: (braune Augen, vierte Gruppe), (braune Augen, dritte Gruppe), (blaue Augen, vierte Gruppe), (blaue Augen, dritte Gruppe).
- Rechtshändig, - Linkshänder. Mann Frau . Kinder (gesunder Junge, Rechtshänder), (gesundes Mädchen, Träger, Rechtshänder), (gesunder Junge, Linkshänder), (gesundes Mädchen, Träger, Linkshänder).
- rote Früchte - Weiß; - kurzstielig, - langstielig.
Eltern: und Nachkommen: (rote Frucht, kurzer Stiel), (rote Frucht, langer Stiel), (weiße Frucht, kurzer Stiel), (weiße Frucht, langer Stiel).
Erdbeerpflanzen mit roten Früchten und langblättrigen Blättern wurden mit Erdbeerpflanzen mit weißen Früchten und kurzblättrigen Blättern gekreuzt. Welche Nachkommen kann es geben, wenn rote Farbe und kurzblättrige Blätter dominieren, während beide Elternpflanzen heterozygot sind?
- braune Augen, - Blau. Weiblich männlich . Kind:
- weiße Farbe, - Gelb; - ovale Früchte, - rund. Quellpflanzen: und. Nachwuchs:
mit weißen ovalen Früchten,
mit weißen kugelförmigen Früchten,
mit gelben ovalen Früchten,
mit gelben kugelförmigen Früchten.



	- braune Augen, dunkles Haar - braune Augen, blondes Haar - blaue Augen, dunkles Haar - blaue Augen, blondes Haar