Compiti genetici: esempi, soluzione con spiegazioni

La capacità di risolvere problemi in genetica è molto importante, specialmente se lo studente sta per sostenere l'Unified State Exam in materia di biologia. A prima vista, i compiti genetici sono confusi e incomprensibili. Ma se osservi il processo decisionale, allora tutto non sarà così terribile. Scopriamo come risolvere i problemi nella genetica.

Storia di

La genetica è una scienza relativamente nuova, che consiste nello studio dell'ereditarietà e della variabilità degli organismi viventi. Un grande contributo al suo sviluppo è stato introdotto dal famoso scienziato biologo Gregor Mendel. Fu lui a formulare le tre leggi più importanti, da cui lo sviluppo di questo campo scientifico si allontanò ulteriormente e introdusse il concetto di "genetica".

Nonostante il fatto che il nome di questo eminente scienziato appaia in molti libri di testo come il nome dello scopritore di questo campo biologico, non si dovrebbe pensare che sia stato il primo a pensare all'eredità. Dietro le sue scoperte e i tre postulati della genetica c'è l'opera titanica dei suoi seguaci che hanno cercato di studiare quest'area. Dopotutto, come dimostra la storia, più di seicento anni fa, le persone capivano le primitive leggi dell'eredità, ma non potevano spiegarle.

Leggi di Mendel

Senza la conoscenza delle tre leggi fondamentali dell'ereditarietà e della variabilità, è impossibile risolvere i problemi genetici.

La prima legge spiega i principi di uniformità degli ibridi di prima generazione e recita come segue:

Quando si incrociano due organismi omozigoti appartenenti a diverse linee pure e che differiscono l'uno dall'altro in una coppia di manifestazioni alternative di un tratto, l'intera prima generazione di ibridi (F1) sarà uniforme e porterà la manifestazione del tratto di uno dei genitori.

Questa legge significa che se due linee pure sono incrociate secondo una caratteristica, ad esempio, i piselli verdi e gialli, allora tutti i discendenti avranno solo un colore (giallo o verde), a seconda del carattere più forte (dominante) .

La seconda legge, che spiega la divisione dei segni, è la seguente:

Quando due figli eterozigoti della prima generazione sono incrociati tra loro nella seconda generazione, si osserva una certa relazione numerica: secondo il fenotipo -3: 1, e 1: 2: 1 secondo il genotipo.

Ciò significa che i genitori che non sono linee pure, in ogni caso, sono meno probabili, ma la progenie avrà una differenza esterna, per non parlare del genotipo.

La terza legge sull'ereditarietà indipendente è:

Quando due individui si incrociano, differendo l'uno dall'altro in due (o più) coppie di tratti alternativi, i geni e i tratti corrispondenti sono ereditati indipendentemente l'uno dall'altro e combinati in tutte le possibili combinazioni.

Ciò significa che una caratteristica ereditata indipendentemente non può influenzare la manifestazione o la non manifestazione di un'altra caratteristica indipendente.

Regole generali

Per imparare come risolvere i problemi della genetica, devi:

• Essere in grado di leggere la condizione del problema, scegliendo le informazioni necessarie da esso.
• Essere in grado di distinguere tra geni allelici e non allelici.
• Distinguere tra ereditarietà legata al sesso e autosomica.
• Essere in grado di utilizzare la terminologia e le regole delle attività di registrazione.
• Essere in grado di utilizzare la griglia Punnett.

Se hai già un'idea di genetica come scienza, conosci la terminologia e la teoria, quindi metà della strada è già stata affrontata: puoi iniziare a risolvere i problemi.

registrazione

I compiti della biologia per la genetica hanno la loro specificità di design, per la quale è necessario conoscere ed essere in grado di usare simboli speciali. Questi simboli sono presentati nella tabella.

L'uso di questo simbolismo aiuterà a facilitare la soluzione dei problemi e a ridurre l'ingombrante registrazione di compiti complessi.

Pennet Lattice

Il reticolo di Pennet è un tavolo speciale che è molto comodo da usare quando si risolvono problemi di genetica, in termini di cui appaiono più di una coppia di caratteristiche.

È un tavolo, sul lato destro del quale il genotipo maschile è scritto verticalmente, e orizzontalmente in alto - femmina. Il centro è pieno del genotipo putativo dei discendenti.

Se le attività sul tema della genetica sono date a uno studente con difficoltà, allora si consiglia di risolvere anche le più leggere di loro con l'aiuto di questa griglia. Aiuterà a dipingere il genotipo correttamente, senza confondere.

crossing Mnogibridnoe

Ora che sono stati considerati i principi genetici di base, possiamo iniziare a spiegare i compiti in genetica. Iniziamo lo studio con gli esempi più semplici di attraversamento monoibrido, in cui viene considerata solo una coppia di tratti.

Prendiamo il seguente esempio genetico: il gene della sordità è recessivo, in contrasto con il normale gene dell'udito. Un bambino ipoacusico è nato per un sordo e una donna normale. È necessario determinare i genotipi di tutti i membri della famiglia.

Come risolvere il problema della genetica? Iniziamo l'analisi in ordine:

1. Il gene della sordità è recessivo, il che significa che lo designeremo come "a", il gene dell'udito normale sarà "A".
2. Il compito non dice nulla sui cromosomi sessuali, il che significa che il gene è localizzato nell'autosoma.
3. Selezioniamo il genotipo del padre. Lui non sente e, dato che il gene della sordità è recessivo, quest'uomo dovrebbe avere una linea pulita del tipo seguente: "aa".
4. Il discendente avrà lo stesso principio. La completa sordità è possibile solo con una linea pura di carattere recessivo, altrimenti il ​​gene dominante dell'udito normale potrebbe bloccarlo.
5. Selezioniamo il genotipo della madre, che, a seconda delle condizioni, ha un orecchio normale. Secondo la prima legge di Mendel, quando due linee chiare vengono incrociate, i discendenti portano sempre il fenotipo dominante, si può concludere che la madre è eterozigote per questo tratto.

Quindi la risposta a questo problema genetico è la seguente: aa è il padre, aa è il bambino, Aa è la madre.

Incrocio Dihybrid

La soluzione dei problemi in biologia alla genetica di questo tipo comporta l'uso delle reti di Punnett. In queste attività, viene considerata l'ereditarietà di due funzioni indipendenti.

Quindi, la condizione presa dal libro di testo:

Nei pomodori, il colore rosso del frutto domina sul giallo, e la pelle liscia del frutto domina sul pubescente. Piante di pomodoro omozigote con frutti rossi e lisci con una pianta di pomodoro omozigote con frutti gialli e pubescenti si incrociavano. Determinare il genotipo e il fenotipo della prole.

Iniziamo a risolvere questo problema genetico:

• Definiamo i punti importanti del compito: il colore rosso, che è un segno più forte, denotiamo come "A", rispettivamente, giallo, come - "a". Pelle liscia come "B" e pelle con il basso come "c".
• È noto che i genitori sono linee pure, pertanto i loro genotipi assumeranno la seguente forma: AAVB e aavv.
• Per determinare i genotipi e i fenotipi dei discendenti nella prima generazione, non è nemmeno necessario creare la griglia di Punnett. Secondo la prima legge, tutti i discendenti saranno eterozigoti (AaBB) e hanno un fenotipo fenotipico dominante, cioè, colore rosso e pelle liscia.

Punnett Lattice Tasks

Considera i compiti della genetica e della traversata ibrida, ma in un modo più complicato.

Prendi i discendenti della prima generazione dalla condizione sopra, cioè i pomodori con una pelle liscia e rossa e il genotipo AAVB e incrociali con una linea pulita recessiva (aavv).

Per scoprire i genotipi e i fenotipi dei discendenti, per comodità, abbiamo bisogno di fare una tabella.

Ora è molto facile determinare l'aspetto dei discendenti tramite genotipi noti:

• 1 discendente con pelle rossa e pelle liscia (AABB);
• 1 con la pelle rossa e in basso (Aavv);
• 1 con pelle gialla e pelle liscia (aaBb);
• 1 giallo con lanugine.

È così facile risolvere il problema della genetica per attraversare su due o più terreni.

Ereditarietà del piano

Oltre ai segni ereditati dal tipo autosomico, gli esseri umani e gli animali hanno un numero enorme di segni localizzati nei cromosomi sessuali.

È noto che una persona che non soffre di gravi anomalie genetiche ne ha due (XX nelle donne, XY negli uomini). La maggior parte dei segni reca il cromosoma X.

Considera un esempio di risoluzione dei problemi di genetica su questo argomento. Prendi le condizioni del libro di testo:

Da genitori con una visione normale, diversi bambini sono nati con una visione normale e un ragazzo che è daltonico (non fa distinzione tra i colori rosso e verde). Come spiegarlo? Quali sono i genotipi di genitori e figli?

La soluzione a questo problema biologico di genetica sarà la seguente:

• Il daltonismo è noto per essere collegato al cromosoma X come un tratto recessivo. Denota il daltonismo come Xa e la visione normale come Xa.
• Definiamo il genotipo del genitore. Se il padre ha una visione normale, allora non può essere un portatore del gene per il daltonismo in considerazione delle sue caratteristiche sessuali. Il suo genotipo è ХА У. Considerando il fatto che la famiglia ha ancora un daltonio, la madre è stata la portatrice di questo difetto, anche se lei stessa non ha sofferto. Il suo genotipo è XAHa.
• Per determinare i genotipi dei bambini, creeremo un tavolo speciale per una maggiore praticità:

Quindi, abbiamo determinato tutti i genotipi in questo problema genetico.

Compiti per i gruppi sanguigni

Questo è un tipo speciale di compiti, la cui soluzione richiede di sapere esattamente come viene ereditato un particolare gruppo sanguigno. Per fare ciò, utilizzare la tabella speciale mostrata nella figura sottostante.

Ora, dopo aver appreso le principali regolarità, proviamo a risolvere il seguente problema genetico: il 1 ° gruppo sanguigno della madre e il 4 ° sangue del padre. Determina il gruppo sanguigno del bambino.

Ordiniamo l'attività in ordine:

• Secondo la tabella di cui sopra, il 1 ° gruppo sanguigno è designato come I ^O I ^O , e il 4 ° - I ^A I ^B.
• Dati i genotipi dei genitori, il gruppo sanguigno del bambino sarà 2 (I ^A I ^O ) o 3 (I ^B I ^O ), in un rapporto del 50%.

Proviamo a risolvere un altro problema, ma dal fattore Rh. Per fare ciò, usiamo un'altra tabella illustrativa presentata nella figura.

Quindi, è dato: entrambi i genitori hanno un fattore Rh negativo, e il bambino ha uno positivo. Il padre ha deciso di fare un test per confermare la relazione. Quale sarà il risultato di questo test?

Risposta: in base ai risultati del test di paternità, il bambino non sarà un parente. Dato che un fattore Rh positivo significa che deve avere almeno un genitore con un fattore Rh positivo.

Sfide di maggiore complessità

Dopo aver considerato i semplici compiti della genetica, proviamo a risolvere quelli più complessi. Prendi, per esempio, un compito che conterrà sia le caratteristiche autosomiche che quelle sessuali.

Quindi, è dato: negli umani, il dominio degli occhi marroni su quelli blu è determinato geneticamente. E daltonismo è considerato recessivo rispetto alla visione normale.

Una donna dagli occhi marroni dalla visione normale, il cui padre aveva gli occhi azzurri e soffriva daltonismo, sposa un uomo dagli occhi blu con una vista normale. Fai uno schema per risolvere il problema. Determinare i genotipi dei genitori e la possibile prole, la probabilità di nascita in questa famiglia di bambini - daltonici con gli occhi marroni e il loro genere.

Risolviamo in modo dettagliato:

• Come è noto dai problemi precedentemente risolti, il daltonismo è legato al sesso e, più specificamente, al cromosoma X, ed è indicato come X ^a . Circa il segno del colore degli occhi non dice nulla, quindi concludiamo che è autosomico e lo denotiamo con B (marrone) eb (blu).
• Definiamo il genotipo della madre. Si sa che ha gli occhi marroni e ha una vista normale, ma non può essere una linea pulita perché suo padre aveva gli occhi blu e problemi con la percezione dei colori. Pertanto, il suo genotipo sarà in BVA XA.
• Definiamo il genotipo del padre. Non è difficile farlo dalla condizione: ha gli occhi azzurri e la visione normale, il che significa VVC ^A U.
• Per determinare il genotipo dei discendenti, compone il reticolo:

I genotipi visivi sono pronti. Resta ora da determinare la probabilità che i bambini con gli occhi marroni abbiano una percezione del colore in questa famiglia e determinino il loro genere. Per fare ciò, considera attentamente la tabella. La cecità dal colore degli occhi castani apparirà in un solo caso, e sarà un maschio. Quindi, la probabilità che si verifichi è 1/8.

Genetica nell'esame di stato unificato

I laureati che intendevano passare la biologia quest'anno dovrebbero sapere che i compiti genetici si trovano nell'esame. Per superare con successo l'esame, non è sufficiente essere in grado di risolvere semplici compiti di variabilità ed ereditarietà, ma avere comunque le capacità per risolvere compiti più complessi.

Secondo le statistiche, nel test di stato unificato esistono diverse varianti di problemi genetici, sia nella prima che nell'ultima, che danno un maggior numero di punti.

I compiti di genetica per l'incrocio monocromatico appaiono molto spesso nella parte A delle varianti dimostrative, numerate (7, 8 e 30).

Ma i compiti di ibridazione e polieducazione, per ereditarietà sessuale e per gruppi sanguigni costituiscono spesso l'ultima e più complessa parte delle domande dell'esame di stato unificato. Appaiono al numero 6.

Per una corretta risoluzione e, soprattutto, un'attività correttamente eseguita, può fornire tre punti.

È anche possibile incontrare un tipo misto, che è considerato in questo articolo come un compito di maggiore complessità. Devono anche prestare attenzione quando si preparano per l'ammissione, perché il primo anno del profilo delle scienze naturali risolverà tali problemi.

Per poter superare con successo il GEE, è necessario prestare attenzione non solo alla formazione teorica, ma anche alla pratica di risoluzione dei problemi. Sistematica e regolarità in questa materia premieranno i diplomati con i punteggi più alti per l'esame e inserendo l'istituto selezionato per una buona specialità.