Егэ глазами наблюдателя. Уважаемые общественные наблюдатели
Шестое здание ЕГЭ по биологии — это задачи. На людей, которые только начинают заниматься биологией или подготовкой к экзамену в частности, они наводят ужас. Очень зря. Стоит лишь разобраться, как все станет простым и легким. 🙂
Относится к базовому уровню, при правильно данном ответе можно получить 1 первичный балл.
Для успешного выполнения этого задания следует знать следующие темы, приведенные в кодификаторе:
Темы в кодификаторе по заданию №6
Генетика, ее задачи. Наследственность и изменчивость – свойства организмов. Методы генетики. Основные генетические понятия и символика. Хромосомная теория наследственности. Современные представления о гене и геноме
Закономерности наследственности, их цитологические основы. Закономерности наследования, установленные Г. Менделем, их цитологические основы (моно- и дигибридное скрещивание). Законы Т. Моргана: сцепленное наследование признаков, нарушение сцепления генов. Генетика пола. Наследование признаков, сцепленных с полом. Взаимодействие генов. Генотип как целостная система. Генетика человека. Методы изучения генетики человека. Решение генетических задач. Составление схем скрещивания.
«Решу ЕГЭ» делит задания на две больших группы: моногибридное скрещивание и дигибридное скрещивание.
Прежде чем решать задачи, предлагаем составить небольшой словарь терминов и понятий, чтобы понимать, что от нас требуется.
Теория к заданиям по скрещиванию
Признаки делятся на два вида: рецессивные и доминантные.
«Доминантный признак подавляет рецессивный » — устойчивая фраза. Что же значит подавляет? Это значит, что в выборе между доминантным и рецессивным признаком, проявится обязательно доминантный. В любом случае. Доминантный признак обозначается заглавной буквой, а рецессивный- маленькой. Все логично. Для того, чтобы в потомстве проявился рецессивный признак необходимо, чтобы ген нес рецессивный признак и от самки, и от самца.
Для наглядности: представим себе признак, например, цвет шерсти у котенка. Пусть у нас есть два варианта развития событий:
- Черная шерсть
- Белая шерсть
Черная шерсть доминирует над белой. Вообще, в задачах всегда указывают что над чем доминирует, абитуриенты не обязаны знать все, тем более из генетики.
Черная шерсть будет тогда обозначаться заглавной буквой. Чаще всего используются A,B,C и далее по алфавиту. Белая шерсть, соответственно, маленькой буквой.
А- черная шерсть.
а- белая шерсть.
Если при слиянии гамет получаются комбинации: АА,Аа,аА, то это значит, что шерсть у потомков первого поколения будет черной.
Если же при слиянии гамет получится комбинация аа, то шерсть будет белой.
О том, какие гаметы у родителей, будет сказано в условии задачи.
Гаметы , или половые клетки, - репродуктивные клетки, имеющие гаплоидный (одинарный) набор хромосом и участвующие, в частности, в половом размножении.
Зигота - диплоидная клетка, образующаяся в результате оплодотворения.
Гетерозигота — два гена, определяющие один признак,- одинаковые (АА или аа)
Гомозигота — два гена, определяющие один признак,- разные (Аа)
Дигибридное скрещивание - скрещивание организмов, различающихся по двум парам альтернативных признаков.
Моногибридное скрещивание — скрещивание, при котором скрещиваемые организмы отличаются только одним признаком.
Анализирующее скрещивание - скрещивание гибридной особи с особью, гомозиготной по рецессивным аллелям.
Грегор Мендель — «отец» генетики
Итак, как отличать эти виды скрещивания:
При моногибридном скрещивании речь идет об одном признаке: цвет, размер, форма.
При дигибридном скрещивании мы говорим о паре признаков.
При анализирующем скрещивании одна особь может быть совершенно любой, а вот у другой гаметы должны нести исключительно рецессивные признаки.
Аллели - различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках гомологичных хромосом.
Звучит не очень-то понятно. Разберемся:
1 ген несет 1 признак.
1 аллель несет одно значение признака (оно может быть доминантным или рецессивным).
Генотип - совокупность генов данного организма.
Фенотип - совокупность характеристик, присущих индивиду на определённой стадии развития.
В задачах часто просят указать процент особей с определенным генотипом или фенотипом или указать расщепление по генотипу или фенотипу. Если упростить определение фенотипа, то фенотип- внешнее проявление признаков из генотипа.
Кроме всяких понятий, нужно знать законы Грегора Менделя — отца генетики.
Грегор Мендель скрещивал горох с плодами, отличающимися окраской и гладкостью кожуры. Благодаря его наблюдениям и появились три закона генетики:
I. Закон единообразия гибридов первого поколения:
При моногибридном скрещивании отличающихся гомозигот все потомки первого поколения будут одинаковы по фенотипу.
II. Закон расщепления
При скрещивании потомков первого поколения наблюдается расщепление 3:1 по фенотипу и 1:2:1 по генотипу.
III. Закон независимого расщепления
При дигибридном скрещивании двух отличающихся гомозигот во втором поколении наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 9:3:3:1.
Когда навык решения генетический задач будет получен может возникнуть вопрос: а зачем мне знать законы Менделя, если я и так прекрасно могу решить задачу и найти расщепление в частных случаях? Внимание ответ: в некоторых заданиях может потребоваться указать по какому закону произошло расщепление, но относится это скорее к заданиям развернутым ответом.
Подковавшись в теории, можно наконец-то перейти к задачам. 😉
Разбор типовых заданий №6 ЕГЭ по биологии
Типы гамет у особи
Сколько типов гамет образуется у особи с генотипом aabb?
У нас есть две пары аллельных хромосом:
Первая пара: аа
Вторая пара: bb
Это все гомозиготы. Можно составить лишь одну комбинацию: ab.
Типы гамет при скрещивании
Сколько видов гамет образуется у дигетерозиготных растений гороха при дигибридном скрещивании (гены не образуют группу сцепления)? В ответ запишите цифру.
Раз растения дигетерозиготны, то это значит, что по обоим признакам у них одна аллель доминантная, а вторая-рецессивная.
Получаем генотипы AaBb и AaBb.
Гаметы в задачах обозначаются буквой G, притом без запятых, в кружочках, указываются вначале гаметы одной особи, потом ставится точка с запятой (;), пишутся гаметы другой особи, тоже в кружочках.
Скрещивание обозначается значком «х».
Выпишем гаметы, для этого переберем все сочетания:
Гаметы у первой и второй особи получились одинаковыми, так генотип их был тоже одинаков. Значит, у нас получилось 4 разных типа гамет:
Подсчет доли дигетерозигот
При скрещивании особей с генотипами АаВb с АаВb (гены не сцеплены) доля (%) гетерозигот по обеим аллелям (дигетерозигот) в потомстве составит….
Составим решетку Пеннета. Для это выпишем гаметы одной особи в столбик, гаметы другой- в строку, получим таблицу:
Найдем дигетерозиготы в таблице:
Всего зигот:16
Дигетерозигот:4
Посчитаем процент: =
Применение законов Менделя
Правило единообразия первого поколения проявится, если генотип одного из родителей - aabb, а другого -
По правилу единообразия скрещиваться должны моногибридные гомозиготы, одна с доминантным признаком, а вторая- с рецессивным. Значит, генотип другой особи должен быть AABB.
Ответ: ААВВ.
Соотношение фенотипов
Генотип одного из родителей будет АaBb, если при анализирующем дигибридном скрещивании и независимом наследовании признаков наблюдается расщепление по фенотипу в потомстве в соотношении. Ответ запишите в виде последовательности цифр, показывающих соотношение получившихся фенотипов, в порядке их убывания.
Анализирующее дигибридное скрещивание, значит, у второй особи рецессивная дигомозигота: aabb.
Здесь можно обойтись без решетки Пеннета.
Поколения обозначаются буквой F.
F1: AaBb; Aabb; aaBb; aabb
Все четыре варианта фенотипов разные, так что относятся они друг к другу как 1:1:1:1.
Ответ: 1111
Соотношение генотипов
Каково соотношение генотипов у потомства, полученного от скрещивания особей с генотипами АаВb х ААВВ?
АаВb х ААВВ
F1: AaBb; Aabb; aaBb; aabb
Все 4 генотипа разные.
Наследование определенных признаков или болезней
Какова вероятность рождения здоровых мальчиков в семье, где мать здорова, а отец болен гипертрихозом - болезнью, обусловленной наличием гена, сцепленного с Y−хромосомой?
Если признак сцеплен с Y-хромосомой, значит, на Х- хромосоме он никак не отражается.
Женский пол гомозиготен: ХХ, а мужской- гетерозиготен ХY.
Решение задач с половыми хромосомами практически не отличается от решения задач с аутосомами.
Составим табличку ген и признак, которую также следует составлять и для задач про аутосомные хромосомы, если указаны признаки и это важно.
Буква над Y обозначает, что с этой хромосомой сцеплен ген. Признаки бывают доминантными и рецессивными, они обозначаются заглавными и маленькими буквами, могут относиться как к Ч-хромосоме, так и к Y-хромосоме, зависит от задачи.
♀ХХ х ХY a
F1: ХХ-девочка, здорова
ХY a — мальчик, болен
Мальчики, родившиеся у этой пары будут 100% больны, значит 0% здоровы.
Группы крови
Какую группу крови по системе АВО имеет человек с генотипом I B I 0 ? В ответ запишите цифру.
Воспользуемся табличкой:
В нашем генотипе записаны агглютиногены В и 0. Эта пара дает третью группу крови.
Работа со схемой
По изображённой на рисунке родословной определите вероятность (в процентах) рождения у родителей 1 и 2 ребёнка с признаком, обозначенным чёрным цветом, при полном доминировании этого признака. Ответ запишите в виде числа.
Итак, учимся анализировать подобные схемы.
Мы видим, что признак проявляется как у мужчин, так и у женщин, значит, он не сцеплен с полом.
Проявляется в каждом поколении, значит, доминантный.
Раз у одного из детей пары признак не проявился, значит, родители-гетерозиготы.
F1: АА- проявляется
Аа- проявляется
Аа- проявляется
аа — не проявляется
3 — проявляется из 4
Основные термины генетики
- Ген - это участок молекулы ДНК, несущий информацию о первичной структуре одного белка. Ген - это структурная и функциональная единица наследственности.
- Аллельные гены (аллели) - разные варианты одного гена, кодирующие альтернативное проявление одного и того же признака. Альтернативные признаки - признаки, которые не могут быть в организме одновременно.
- Гомозиготный организм - организм, не дающий расщепления по тем или иным признакам. Его аллельные гены одинаково влияют на развитие данного признака.
- Гетерозиготный организм - организм, дающий расщепление по тем или иным признакам. Его аллельные гены по-разному влияют на развитие данного признака.
- Доминантный ген отвечает за развитие признака, который проявляется у гетерозиготного организма.
- Рецессивный ген отвечает за признак, развитие которого подавляется доминантным геном. Рецессивный признак проявляется у гомозиготного организма, содержащего два рецессивных гена.
- Генотип - совокупность генов в диплоидном наборе организма. Совокупность генов в гаплоидном наборе хромосом называется геномом.
- Фенотип - совокупность всех признаков организма.
При решении задач по генетике необходимо:
- Определить виды скрещивания и взаимодействий аллельных и неалельных генов(определить характер скрещивания).
- Определить доминантный и рецессивный признак(-и) по условию задачи, рисунку, схеме или по результатам скрещивания F 1 и F 2 .
- Ввести буквенные обозначения доминантного (заглавной буквой) и рецессивного (прописной буквой) признаков, если они не даны в условии задачи.
- Записать фенотипы и генотипы родительских форм.
- Записать фенотипы и генотипы потомков.
- Составить схему скрещивания, обязательно указать гаметы, которые образуют родительские формы.
- Записать ответ.
При решении задач на взаимодействие неаллельных генов необходимо:
- Сделать краткую запись задачи.
- Вести анализ каждого признака отдельно, сделав по каждому признаку соответствующую запись.
- Применить формулы моногибридного скрещивания, если ни одна из них не подходит, то
- Сложить вес числовые показатели в потомстве, разделить сумму на 16, найти одну часть и выразить все числовые показатели в частях.
- Исходя из того, что расщепление в F 2 дигибридного скрещивания идёт по формуле 9А_В_ : 3A_bb: 3 ааВ_ : l aabb, найти генотипы Fr
- По F 2 найти генотипы F
- По F найти генотипы родителей.
Формулы для определения характера скрещивания:
где n - число аллелей, пар признаков
- Расщепление по генотипу – (3:1) n
- Расщепление по фенотипу – (1:2:1) n
- Количество типов гамет – 2 n
- Количество фенотипических классов - 2 n
- Количество генотипических классов - 3 n
- Число возможных комбинаций, сочетаний гамет – 4 n
Основные правила при решении генетических задач:
- Если при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в их потомстве наблюдается расщепление признаков, то эти особи гетерозиготны.
- Если в результате скрещивания особей, отличающихся феиотипически по одной паре признаков, получается потомство, у которого наблюдается расщепление по этой же паре признаков, то одна из родительских особей была гетерозиготна, а другая - гомозиготна по рецессивному признаку.
- Если при скрещивании феиотипически одинаковых (по одной паре признаков) особей в первом поколении гибридов происходит расщепление признаков на три фенотипические группы в отношениях 1:2:1, то это свидетельствует о неполном доминировании и о том, что родительские особи гетерозиготны.
- Если при скрещивании двух феиотипически одинаковых особей в потомстве происходит расщепление признаков в соотношении 9:3:3:1, то исходные особи были дигетерозиготными.
Проработав эти темы, Вы должны уметь:
- Дать определения: ген, доминантный признак; рецессивный признак; аллель; гомологичные хромосомы; моногибридное скрещивание, кроссинговер, гомозиготный и гетерозиготный организм, независимое распределение, полное и неполное доминирование, генотип, фенотип.
- С помощью решетки Пеннета проиллюстрировать скрещивание по одному или двум признакам и указать, каких численных отношений генотипов и фенотипов следует ожидать в потомстве от этих скрещиваний.
- Изложить правила наследования, расщепления и независимого распределения признаков, открытие которых было вкладом Менделя в генетику.
- Объяснить как мутации могут повлиять на белок, кодируемым тем или иным геном.
- Указать возможные генотипы людей с группами крови А; В; АВ; О.
- Привести примеры полигенных признаков.
- Указать хромосомный механизм определения пола и типы наследования сцепленных с полом генов млекопитающих, использовать эти сведения при решении задач.
- Объяснить, в чем заключается различие между признаками, сцепленными с полом и признаками, зависимыми от пола; привести примеры.
- Объяснить, как наследуются такие генетические заболевания человека как гемофилия, дальтонизм, серповидно-клеточная анемия.
- Назвать особенности методов селекции растений, животных.
- Указать основные направления биотехнологии.
- Уметь решать по данному алгоритму простейшие генетические задачи:
Алгоритм решения задач
- Определите доминантный и рецессивный признак по результатам скрещивания первого поколения (F1) и второго (F2) (по условию задачи). Введите буквенные обозначения: А - доминантный а - рецессивный.
- Запишите генотип особи с рецессивным признаком или особи с известным по условию задачи генотипом и гаметы.
- Запишите генотип гибридов F1.
- Составьте схему второго скрещивания. Запишите гаметы гибридов F1 в решетку Пеннета по горизонтали и по вертикали.
- Запишите генотипы потомства в клетках пересечения гамет. Определите соотношения фенотипов в F1.
Схема оформления задач.
Буквенные обозначения:
а) доминантный признак _______________
б) рецессивный признак _______________
Гаметы
F1 (генотип первого поколения)
гаметы | ||
? | ? |
Решетка Пеннета
F2 |
|
Соотношение фенотипов в F2:
_____________________________
Ответ:_________________________
Примеры решения задач на моногибридное скрещивание.
Задача. "В семье Ивановых двое детей: кареглазая дочь и голубоглазый сын. Мама этих детей голубоглазая, но ее родители имели карие глаза. Как наследуется окраска глаз у человека? Каковы генотипы всех членов семьи? Окраска глаз - моногенный аутосомный признак".
Признак окраски глаз контролируется одним геном (по условию). Мама этих детей голубоглазая, а ее родители имели карие глаза. Это возможно только в ТОМслучае, если оба родителя были гетерозиготны, следовательно, карие глаза доминируют над голубыми. Таким образом, бабушка, дедушка, папа и дочь имели генотип (Аа), а мама и сын - аа.
Задача. "Петух с розовидным гребнем скрещен с двумя курицами, тоже имеющими розовидный гребень. Первая дала 14 цыплят, все с розовидным гребнем, а вторая - 9 цыплят, из них 7 с розовидным и 2 с листовидным гребнем. Форма гребня - моногенный аутосомный признак. Каковы генотипы всех трех родителей?"
До определения генотипов родителей необходимо выяснить характер наследования формы гребня у кур. При скрещивании петуха со второй курицей появились 2 цыпленка с листовидным гребнем. Это возможно при гетерозиготности родителей, следовательно, можно предположить, что розовидный гребень у кур доминирует над листовидным. Таким образом, генотипы петуха и второй курицы - Аа.
При скрещивании этого же петуха с первой курицей расщепления не наблюдалось, следовательно, первая курица была гомозиготной - АА.
Задача. "В семье кареглазых праворуких родителей родились разнояйцевые близнецы, один из которых кареглазый левша, а другой голубоглазый правша. Какова вероятность рождения следующего ребенка, похожим на своих родителей?"
Рождение у кареглазых родителей голубоглазого ребенка свидетельствует о рецессивности голубой окраски глаз, соответственно рождение у праворуких родителей леворукого ребенка указывает на рецессивность лучшего владения левой рукой по сравнению с правой. Введем обознанения аллелей: А - карие глаза, а - голубые глаза, В - правша, в - левша. Определим генотипы родителей и детей:
Р | АаВв х АаВв |
F, | А_вв, ааВ_ |
А_вв - фенотипический радикал, который показывает, что данный ребенок с левша с карими глазами. Генотип этого ребенка может быть - Аавв, ААвв.
Дальнейшее решение этой задачи осуществляется традиционным способом, путем построения решетки Пеннета.
АВ | Ав | аВ | Ав | |
АВ | ААВВ | ААВв | АаВВ | АаВв |
Ав | ААВв | ААвв | АаВв | Аавв |
аВ | АаВВ | АаВв | ааВВ | АаВв |
ав | АаВв | Аавв | ааВв | Аавв |
Подчеркнуты 9 вариантов потомков, которые нас интересуют. Всего возможных вариантов 16, поэтому вероятность рождения ребенка, похожим на своих родителей равна 9/16.
Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мягкова А.Н. "Общая биология". Москва, "Просвещение", 2000
- Тема 10. "Моногибридное и дигибридное скрещивание." §23-24 стр. 63-67
- Тема 11. "Генетика пола." §28-29 стр. 71-85
- Тема 12. "Мутационная и модификационная изменчивость." §30-31 стр. 85-90
- Тема 13. "Селекция." §32-34 стр. 90-97