Соотношение генотипов при полном доминировании. Аллельные гены, их свойства. Гомозиготы и гетерозиготы. Соотношение генотипов аа х аа

Многочисленные опыты подтвердили правильность установленных Менделем закономерностей. Вместе с тем, появились факты, показывающие, что полученные Менделем числовые соотношения при расщеплении гибридного поколения соблюдались не всегда. Это указывало на то, что взаимоотношения между генами и признаками носят более сложный характер. Выяснилось: один и тот же ген может оказывать влияние на развитие нескольких признаков; один и тот же признак может развиваться под влиянием многих генов .

Следует отметить, что взаимодействие генов имеет биохимическую природу, то есть взаимодействуют друг с другом не гены, а их продукты. Продуктом эукариотического гена может быть или полипептид, или тРНК, или рРНК.

ВИДЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ

Различают полное доминирование, неполное доминирование, кодоминирование, аллельное исключение.

Аллельными генами называются гены, расположенные в идентичных локусах гомологичных хромосом. Ген может иметь одну, две и более молекулярных форм. Появление второй и последующих молекулярных форм является следствием мутации гена. Если ген имеет три и более молекулярных форм, говорят о множественном аллелизме . Из всего множества молекулярных форм у одного организма могут присутствовать только две, что объясняется парностью хромосом.

Полное доминирование

Полное доминирование — это вид взаимодействия аллельных генов, при котором фенотип гетерозигот не отличается от фенотипа гомозигот по доминанте, то есть в фенотипе гетерозигот присутствует продукт доминантного гена. Полное доминирование широко распространено в природе, имеет место при наследовании, например, окраски и формы семян гороха, цвета глаз и цвета волос у человека, резус-антигена и мн. др.

Наличие резус-антигена (резус-фактора) эритроцитов обусловливается доминантным геном Rh . То есть генотип резус-положительного человека может быть двух видов: или RhRh , или Rhrh ; генотип резус-отрицательного человека — rhrh . Если, например, мать — резус-отрицательная, а отец резус-положительный и гетерозиготен по этому признаку, то при данном типе брака с одинаковой вероятностью может родиться как резус-положительный, так и резус-отрицательный ребенок.

Между резус-положительным плодом и резус-отрицательной матерью может возникнуть резус-конфликт.

Так называется вид взаимодействия аллельных генов, при котором фенотип гетерозигот отличается как от фенотипа гомозигот по доминанте, так и от фенотипа гомозигот по рецессиву и имеет среднее (промежуточное) значение между ними. Имеет место при наследовании окраски околоцветника ночной красавицы, львиного зева, окраски шерсти морских свинок и пр.

Сам Мендель столкнулся с неполным доминированием, когда скрещивал крупнолистный сорт гороха с мелколистным. Гибриды первого поколения не повторяли признак ни одного из родительских растений, они имели листья средней величины.

При скрещивании гомозиготных красноплодных и белоплодных сортов земляники все первое поколение гибридов имеет розовые плоды. При скрещивании этих гибридов друг с другом получаем: по фенотипу — 1/4 красноплодных, 2/4 розовоплодных и 1/4 белоплодных растений, по генотипу — 1/4 АА , 1/2 Аа , 1/4 аа (и по фенотипу, и по генотипу соотношение 1:2:1). Соответствие расщепления по генотипу расщеплению по фенотипу является характерным при неполном доминировании, так как гетерозиготы фенотипически отличаются от гомозигот.

Кодоминирование

Кодоминирование — вид взаимодействия аллельных генов, при котором фенотип гетерозигот отличается как от фенотипа гомозигот по доминанте, так и от фенотипа гомозигот по рецессиву, и в фенотипе гетерозигот присутствуют продукты обоих генов. Имеет место при формировании, например, IV группы крови системы (АВ0) у человека.

Для того чтобы представить, как происходит наследование групп крови у человека, можно посмотреть, рождение детей с какой группой крови возможно у родителей, имеющих один — вторую, другой — третью группы крови и являющихся гетерозиготными по этому признаку.

Р	♀I A i 0 II (A)		×	♂I B i 0 III (B)
Типы гамет	I A	i 0		I B	i 0
F	i 0 i 0 I (0) 25%	I A i 0 II (A) 25%		I B i 0 III (B) 25%	I A I B IV (AB) 25%

Аллельное исключение

Аллельным исключением называется отсутствие или инактивация одного из пары генов; в этом случае в фенотипе присутствует продукт другого гена (гемизиготность, делеция, гетерохроматизация участка хромосомы, в котором находится нужный ген).

ВИДЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НЕАЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ

Комплементарность, эпистаз, полимерия.

Неаллельные гены — гены, расположенные или в неидентичных локусах гомологичных хромосом, или в разных парах гомологичных хромосом.

Предлагаемый задачник включает задачи по следующим темам: молекулярная генетика (роль нуклеиновых кислот в пластическом обмене), наследование признаков при моногибридном скрещивании (I и II законы Менделя), наследование признаков при дигибридном скрещивании (III закон Менделя), наследование признаков сцепленных с полом. Задачи расположены по сложности, звездочками (*) отмечены задачи повышенной сложности.

Задачник содержит методические рекомендации, цель которых – помочь в самостоятельном освоении способов решения задач. В пособии приводятся примеры типовых задач с подробным объяснением оформления, условных обозначений и решения. Каждый тип задач предваряется кратким теоретическим материалом. Для закрепления полученных знаний предлагаются контрольные задания (Приложение 5), которые можно решать как в классе, так и дома (с последующим зачетом этой контрольной работы).

Пособие может быть использовано как при углубленном изучении биологии в школе, так и при подготовке к поступлению в вузы.

Решение задач по молекулярной генетике

Ген – это участок ДНК, кодирующий определенный белок. Малейшее изменение структуры ДНК ведет к изменениям белка, что в свою очередь изменяет цепь биохимических реакций с его участием, определяющих тот или иной признак или серию признаков.

Первичная структура белка, т.е. последовательность амнокислотных остатков, зашифрована в ДНК в виде последовательности азотистых оснований аденина (А), тимина (Т), гуанина (Г) и цитозина (Ц). Каждая аминокислота кодируется одной или несколькими последовательностями из трех нуклеотидов – триплетами. Синтезу белка предшествует перенос его кода с ДНК на информационную РНК (иРНК) – транскрипция . При транскрипции выполняется принцип дополнения, или комплементарности: А, Т, Г и Ц в ДНК соответствуют У (урацил), А, Ц и Г в иРНК. Непосредственно синтез белка, или трансляция , происходит на рибосоме: аминокислоты, подносимые к рибосоме своими транспортными РНК (тРНК), соединяются в полипептидную цепь белка соответственно триплетам оснований иРНК.

Однозначная связь между последовательностями нуклеотидов в ДНК и аминокислот в полипептидной цепи белка позволяет по одной из них определить другую. Зная изменения в ДНК, можно сказать, как изменится первичная структура белка.

Задача 1 . Фрагмент молекулы ДНК состоит из нуклеотидов, расположенных в следующей последовательности: ТАААТГГЦААЦЦ. Определите состав и последовательность аминокислот в полипептидной цепи, закодированной в этом участке гена.

Решение

Выписываем нуклеотиды ДНК и, разбивая их на триплеты, получаем кодоны цепи молекулы ДНК:
ТАА–АТГ–ГЦА–АЦЦ.
Составляем триплеты иРНК, комплементарные кодонам ДНК, и записываем их строчкой ниже:
ДНК: ТАА–АТГ–ГЦА–АЦЦ
иРНК: АУУ–УАЦ–ЦГУ–УТТ.
По таблице кодонов (Приложение 6) определяем, какая аминокислота закодирована каждым триплетом иРНК:
Иле–Тир–Арг–Трп.

Задача 2 . Фрагмент молекулы содержит аминокислоты: аспарагиновая кислота–аланин–метионин–валин. Определите:

а) какова структура участка молекулы ДНК, кодирующего эту последовательность аминокислот;
б) количество (в %) различных видов нуклеотидов в этом участке гена (в двух цепях);
в) длину этого участка гена.

Решение

а) По таблице кодонов (Приложение 6) находим триплеты иРНК, кодирующие каждую из указанных аминокислот.
Белок: Асп–Ала–Мет–Вал
иРНК: ГАЦ–ГЦА–АУГ–ГУУ
Если аминокислоте соответствуют несколькими кодонов, то можно выбрать любой из них.
Определяем строение той цепочки ДНК, которая кодировала строение иРНК. Для этого под каждым кодоном молекулы иРНК записываем комплементарный ему кодон молекулы ДНК.
1-я цепь ДНК: ЦТГ–ЦГТ–ТАЦ–ЦАА.

б) Чтобы определить количество (%) нуклеотидов в этом гене, необходимо, используя принцип комплементарности (А–Т, Г–Ц), достроить вторую цепь ДНК:
2-я цепь ДНК: ГАЦ–ГЦА–АТГ–ГТТ
Находим количество нуклеотидов (нтд): в двух цепях – 24 нтд, из них А = 6. Составляем пропорцию:
24 нтд – 100%
6 нтд – х%
х = (6x100) : 24 = 25%

По правилу Чаргаффа количество аденина в молекуле ДНК равно количеству тимина, а количество гуанина равно количеству цитозина. Поэтому:

Т = А = 25%
Т + А = 50%, следовательно
Ц + Г = 100% – 50% = 50%.
Ц = Г = 25%.

в) Молекула ДНК всегда двухцепочечная, ее длина равна длине одной цепи. Длина каждого нуклеотида составляет 0,34 нм, следовательно:
12 нтд x 0,34 = 4,08 нм.

Задача 3 . Молекулярная масса белка Х равна 50 тыс. дальтонов (50 кДа). Определите длину соответствующего гена.

Примечание . Среднюю молекулярную массу одной аминокислоты можно принять равной 100 Да, а одного нуклеотида – 345 Да.

Решение

Белок Х состоит из 50 000: 100 = 500 аминокислот.
Одна из цепей гена, кодирующего белок X, должна состоять из 500 триплетов, или 500 x 3 = 1500 нтд.
Длина такой цепи ДНК равна 1500 x 0,34 нм = 510 нм. Такова же длина гена (двухцепочечного участка ДНК).

Решение задач по общей генетике

Основные понятия и символы

Ген – участок молекулы ДНК в хромосоме, содержащий информацию о первичной структуре одного белка; гены всегда парные.

Генотип – совокупность всех генов организма.

Фенотип – совокупность всех внешних признаков организма.

Гибрид – организм, сформировавшийся в результате скрещивания особей, различающихся по ряду признаков.

Альтернативные признаки – контрастные признаки (белый – черный, желтый – зеленый).

Локус – местоположение гена в хромосоме.

Аллельные гены – два гена, занимающие одинаковые локусы в гомологичных хромосомах и определяющие альтернативные признаки.

Неаллельные гены – гены, занимающие разные локусы в хромосомах.

Признаки, наследуемые по Менделю, – наиболее часто встречающиеся в решении задач (Приложение 7).

Аллельные гены могут находиться в двух состояниях: доминантном , обозначаемом прописной буквой латинского алфавита (А , В , С и т.д.), или рецессивном , обозначаемом строчной буквой (а , b , с и т.д.).

Организмы, имеющие одинаковые аллели одного гена, например доминантные (АА ) или рецессивные (аа ), называются гомозиготными . Они дают один сорт гамет (А ) или (а ).

Организмы, имеющие разные аллели одного гена (Аа ), называются гетерозиготными . Они дают два сорта гамет (А и а ).

Символы :

х – скрещивание организмов;
Р – родители;
F – дети; индекс означает номер поколения: F 1 , F 2 , F n и т.д.;
Г – гаметы родителей или половые клетки;
– «щит и копье Марса», мужской пол;
– «зеркало Венеры», женский пол.

Этапы решения задач

1. Запись генотипов и фенотипов родителей.
2. Запись возможных типов гамет у каждого родителя.
3. Запись возможных типов зигот.
4. Подсчет соотношения генотипов и фенотипов потомства.

1. Графический способ:

2. Алгебраический способ:

F 1 (В + b ) (В + b )
F 2 = BB + 2Bb + bb

3. Решетка Пеннета:

Моногибридное скрещивание

Решение задач на моногибридное скрещивание включает анализ наследования признаков, определяемых лишь одной парой аллельных генов. Мендель определил, что при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся одной парой признаков, все потомство фенотипически единообразно (I закон Менделя).

При полном доминировании гибриды I поколения обладают признаками только одного из родителей, поскольку в этом случае проявление гена А в аллельной паре не зависит от присутствия другого гена а (аллель а не проявляется, поэтому ее называют рецессивной), и гетерозиготы (Аа ) фенотипически не отличаются от гомозигот (АА ).

При скрещивании моногибридов во втором поколении происходит расщепление признаков на исходные родительские в отношении 3: 1 по фенотипу и 1: 2: 1 по генотипу (II закон Менделя): 3/4 потомков имеют признаки, обусловленные доминантным геном, 1/4 – признак рецессивного гена.

Задача 1. Определите генотипы и фенотипы потомства кареглазых гетерозиготных родителей.

Дано:

А – карие глаза
а – голубые глаза
Определить: F 1

Решение

Гетерозиготные кареглазые родители Аа

Происходит расщепление признаков, согласно II закону Менделя:

по фенотипу 3: 1
по генотипу 1: 2: 1

Задача 2. Найти соотношение гладких и морщинистых семян у гороха в первом поколении, полученном при опылении растений с морщинистыми семенами пыльцой гомозиготных растений с гладкими семенами.

Дано:

А – гладкие семена
a – морщинистые семена
Определить: F 1

Решение

Согласно I закону Менделя все семена гладкие.
Возможна и другая запись.

Гомозиготы по данной паре признаков образуют один сорт гамет:

При неполном доминировании функционируют оба гена, поэтому фенотип гибридов отличается от гомозигот по обоим аллелям (АА и аа ) промежуточным проявлением признака, и во втором поколении происходит расщепление на три класса в отношении 1:2:1 как по генотипу, так и по фенотипу.

Задача 3 . Растения красноплодного крыжовника при скрещивании между собой дают потомство с красными ягодами, а растения белоплодного крыжовника – белыми. В результате скрещивания обоих сортов друг с другом получаются розовые плоды.

1. Какое потомство получится при скрещивании между собой гетерозиготных растений крыжовника с розовыми плодамиx

2. Какое потомство получится, если опылить красноплодный крыжовник пыльцой гибридного крыжовника с розовыми плодамиx

Дано:

А – красная окраска плодов
а – белая окраска плодов
F 1 – x

Решение

Ответ: при скрещивании гибридных растений с розовыми плодами в потомстве происходит расщепление в соотношении по фенотипу и генотипу 1:2:1.

При скрещивании красноплодного крыжовника с розовоплодным в потомстве получится расщепление по фенотипу и генотипу в соотношении 1:1.

В генетике часто используют анализирующее скрещивание . Это скрещивание гибрида, генотип которого неясен, с гомозиготной особью по рецессивным генам аллеля. Расщепление в потомстве по признаку происходит в соотношении 1:1.

Дигибридное скрещивание

Дигибридное скрещивание – это скрещивание, при котором организмы отличаются двумя парами альтернативных признаков. Гибриды, полученные от такого скрещивания, называются дигетерозиготами. При скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум и более парам признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях. При дигибридном скрещивании двух дигетерозигот (особей F 1) между собой во втором поколении гибридов (F 2) будет наблюдаться расщепление признаков по фенотипу в соотношении 9:3:3:1 (III закон Менделя). Это соотношение фенотипов – результат наложения двух моногибридных расщеплений:
, где «n» – число пар признаков.
Число возможных вариантов гамет равно 2 n , где n – число гетерозиготных пар генов в геноме, а 2 – возможное число гамет у моногибридов.

Примеры

Образование четырех сортов гамет возможно, т.к. в мейозе (профаза I) происходит конъюгация и кроссинговер хромосом.

Задача 4 . Какими признаками будут обладать гибридные абрикосы, полученные в результате опыления дигомозиготных красноплодных растений нормального роста, пыльцой желтоплодных карликовых растенийx Какой результат даст дальнейшее скрещивание таких гибридовx

Дано:

А – красная окраска плодов
а – желтая окраска плодов
В – нормальный рост
b – карликовый рост

Определить: F 1 и F 2

Решение

Ответ: при скрещивании гибридов в F 2 произойдет расщепление в соотношении:

9/16 – красноплодные, нормальный рост;
3/16 – красноплодные, карликовый рост;
3/16 – желтоплодные, нормальный рост;
1/16 – желтоплодные, карликовый рост.

Продолжение следует

Анализирующее скрещивание - это вид генетических исследований, проводимый с целью определения гетерозиготности организма.

Сущность метода

Анализирующее скрещивание изучали Грегор Мендель и один из основателей генетики Уильям Бэтсон.

Для определения гетерозиготности используется анализатор - рецессивный гомозиготный организм (аа).

Анализируемая особь имеет доминантный признак в фенотипе. Например, это сплошной окрас шерсти у кошек.
В генотипе он может быть:

гомозиготным (АА);
гетерозиготным (Аа).

Проводим скрещивание:

Р А? (кошка со сплошным окрасом) х аа (сиамский кот)

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

G А? а а

Первый вариант F1: Аа Аа (все окрасы котят сплошные)

Второй вариант F2: Аа аа (сиамские и сплошные окрасы в соотношении 1:1)

Точность анализа зависит от количества потомков. Чем больше потомков - тем выше точность.

Таким образом, в первом варианте анализируемый организм давал только А - гаметы. Значит он является гомозиготным (чистопородным). Во втором случае анализа кошка давала и А - гаметы, и а - гаметы, т. е. является гетерозиготой. Так по соотношению признаков при анализирующем скрещивании определяют генотип при полном доминировании.

В случае неполного доминирования в потомстве наблюдаются промежуточные (смешанные) признаки:

в первом поколении на 100 %;
во втором поколении 1:2:1, где 2 - смешанный признак.

Рис. 1. Схема анализирующего скрещивания.

Определение дигетерозиготы (АаВв) при анализирующем скрещивании происходит при соотношении фенотипов и генотипов (F) 1:1:1:1.

Р АаВв х аавв

G АВ Ав аВ ав ав

F АаВв Аавв ааВв аавв

Возвратное скрещивание

Иногда проводят возвратное скрещивание - с родительской особью. Его цель - насыщение гибрида ценными родительскими генами.

Пример задачи

Известно, что чёрный окрас у кроликов доминирует над белым. Возможно ли получение в потомстве белых кроликов от чёрных родителей?

Рецессивный признак проявляется в гомозиготном состоянии (аа). Такая гомозигота может получиться при наличии у каждого родителя рецессивного гена а.

Рис. 2. Рисунок скрещивание белого и чёрного кролика.

Раз оба родителя чёрные, значит ген а будет в обеих гаметах, если каждый из них гетерозиготный (Аа).

P Аа х Аа

F АА Аа аА аа

25 % потомства гетерозиготных чёрных кроликов будет белым.

Практическое использование

Анализирующее скрещивание имеет большое значение во всех отраслях животноводства. С его помощью можно определить чистопородность особи.

В случае, если доминантный признак является экономически значимым и определяет продуктивность, или иную ценность животных, раннее определение гомозиготности помогает предотвратить финансовые потери.

Дело в том, что один или несколько самцов-производителей могут быть отцами всего поголовья страны. Поэтому требования к отбору таких животных очень жёсткие.

Украинский бык-производитель подольской породы Репп ежегодно становится отцом 50 000 телят. Масса этого быка 1500 кг.

Рис. 3. Бык Репп.

Что мы узнали?

Изучая в 10 классе анализирующее скрещивание, мы узнали, что это важный метод генетического анализа. Соотношение генотипов и фенотипов при анализирующем скрещивании зависит от гомозиготности или гетерозиготности родительской особи. Если особь гомозиготна, то в потомстве наблюдается единообразие по фенотипу и генотипу. Если исходный организм гетерозиготен, то в потомстве наблюдается расхождение и по генотипу, и по фенотипу (1:1). Гетерозиготы имеют меньшую ценность в животноводстве, если с доминантным геном связан экономически важный признак.

Генетика – наука, которая изучает гены, механизмы наследования признаков и изменчивость организмов. В процессе размножения ряд признаков передается потомству. Было замечено еще в девятнадцатом столетии, что живые организмы наследуют особенности своих родителей. Первым, кто описал эти закономерности, был Г.Мендель.

Наследственность – свойство отдельных особей передавать потомству свои признаки при помощи размножения (через половые и соматические клетки). Так сохраняются особенности организмов в ряде поколений. При передаче наследственной информации не происходит точное ее копирование, а всегда присутствует изменчивость.

Изменчивость – приобретение индивидуумами новых свойств или утрата старых. Это важное звено в процессе эволюции и адаптации живых существ. То, что в мире нет идентичных особей – это заслуга изменчивости.

Наследование признаков осуществляется с помощью элементарных единиц наследования – генов . Совокупность генов определяет генотип организма. Каждый ген несет в себе закодированную информацию и расположен в определенном месте ДНК.

Гены обладают рядом специфических свойств:

Разные признаки кодируются разными генами;
Постоянство – при отсутствии мутирующего действия, наследственный материал передается в неизменном виде;
Лабильность – способность поддаваться мутациям;
Специфичность – ген несет в себе особую информацию;
Плейотропия – одним геном кодируется несколько признаков;

Под действием условий внешней среды генотип дает разные фенотипы. Фенотип определяет степень влияния на организм окружающих условий.

Аллельные гены

Клетки нашего организма имеют диплоидный набор хромосом, они в свою очередь состоят из пары хроматид, разбитых на участки (гены). Разные формы одинаковых генов (например карие/голубые глаза), расположены в одних и тех же локусах гомологичных хромосом, носят название аллельных генов . В диплоидных клетках гены представлены двумя аллелями, один от отца, другой от матери.

Аллели делятся на доминантные и рецессивные . Доминантная аллель определят, какой признак будет выражен в фенотипе, а рецессивная – передается по наследству, но в гетерозиготном организме не проявляется.

Существуют аллели с частичной доминантностью , такое состояние называется кодоминантностью, в таком случае оба признака будут проявляться в фенотипе. Например, скрещивали цветы с красными и белыми соцветиями, в результате в следующем поколении получили красные, розовые и белые цветы (розовые соцветия и есть проявлением кодоминантности). Все аллели обозначают буквами латинского алфавита: большими – доминантные (АА, ВВ), маленькими – рецессивные (аа,bb).

Гомозиготы и гетерозиготы

Гомозигота – это организм, в котором аллели представлены только доминантными или рецессивными генами.

Гомозиготность означает наличие одинаковых аллелей в обеих хромосомах (АА, bb). В гомозиготных организмах они кодируют одни и те же признаки (например, белый цвет лепестков роз), в таком случае все потомство получит такой же генотип и фенотипические проявления.

Гетерозигота – это организм, в котором аллели имеют и доминантный, и рецессивный гены.

Гетерозиготность — наличие разных аллельных генов в гомологичных участках хромосом (Аа, Вb). Фенотип у гетерозиготных организмов всегда будет одинаков и определяется доминантным геном.

Например, А – карие глаза, а – голубые глаза, у особи с генотипом Аа будут карие глаза.

Для гетерозиготных форм характерно расщепление, когда при скрещивании двух гетерозиготных организмов в первом поколении мы получаем следующий результат: по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1.

Примером может послужить наследование темных и светлых волос, если у обоих родителей они темные. А – доминантная аллель по признаку темных волос, а – рецессивная (светлые волосы).

Р: Аа х Аа

Г: А, а, А, а

F: АА:2Аа:аа

*Где Р – родители, Г – гаметы, F – потомство.

По данной схеме можно увидеть, что вероятность унаследовать от родителей доминантный признак (темные волосы) в три раза выше, чем рецессивный.

Дигетерозигота – гетерозиготная особь, которая несет две пары альтернативных признаков. Например, исследование наследования признаков Менделем с помощью семян гороха. Доминантными характеристиками были желтый цвет и гладкая поверхность семян, а рецессивными — зеленый цвет и шероховатая поверхность. В результате скрещивания получилось девять различных генотипов и четыре фенотипа.

Гемизигота – это организм с одним аллельным геном, даже если он рецессивный, фенотипически всегда будет проявляться. В норме они присутствуют в половых хромосомах.

Отличие гомозиготы и гетерозиготы (таблица)

Отличия гомозиготных организмов от гетерозиготных
Характеристика	Гомозигота	Гетерозигота
Аллели гомологичных хромосом	Одинаковые	Разные
Генотип	AA, aa	Aa
Фенотип определяется по признаку	По рецессивному или доминатному	По доминатному
Однообразие первого поколения	+	+
Расщепление	Не происходит	Со второго поколения
Проявление рецессивного гена	Характерно	Подавляется

Размножение, скрещивание гомозигот и гетерозигот ведет к образованию новых признаков, которые необходимы живым организмам для адаптации к переменчивым условиям внешней среды. Их свойства необходимы при выведении культур, пород с высокими качественными показателями.

Задание №1

Рассмотрите предложенную схему. Запищите в ответе пропущенный термин, обозначенный на схеме знаком вопроса.

Объяснение: рассмотрим поперечный срез стебля древесного растения.

В стебле можно выделить 4 больших части: сердцевина, древесина, камбий и кора. В состав коры входят: луб (ситовидные трубки), кожица и пробка.

Правильный ответ - кора.

Задание №2.

Ниже приведен перечень методов исследования. Все они, кроме двух, используются в генетике. Найдите два метода, "выпадающих" из общего ряда, и запишите цифры, под которыми они указаны.

1. Центрифугирование

2. Гибридизация

3. Анализ кариотипа

4. Скрещивание

5. Мониторинг

Объяснение: среди перечисленных методов генетики не используют только мониторинг, такой метод больше относится к зоологии. Еще одним негенетическим методом авторы учебника, из которого мы взяли данный вариант, считают центрифугирование, но образование биолога (а во время учебы мной были изучены, в том числе, и методы генетики) позволяет мне с уверенностью сказать, что генетики практически каждый день осаждают нуклеиновые кислоты при помощи центрифугирования. Правильный ответ - 5.

Задание №3.

Сколько нуклеотидов составляют антикодон тРНК?

Объяснение: антикодон, как и любой кодон, состоит из трех нуклеотидов.

Правильный ответ - 3.

Задание №4.

Все приведенные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для определения процессов световой фазы фотосинтеза. Определите два признака, "выпадающих" из общего списка, и запишите а таблицу цифры, под которыми они указаны.

1. Фотолиз воды

2. Восстановление углекислого газа до глюкозы

3. Синтез молекул АТФ за счет энергии солнечного света

4. Образование молекулярного кислорода

5. Использование энергии молекул АТФ на синтез углеводов

Объяснение: приведем перечень процессов, которые происходят в световую и темновую фазы фотосинтеза.

Процессы световой фазы:

1. Активация хлорофилла

2. Фотолиз воды

3. Синтез АТФ

4. Создание НАДФ·Н2

5. Образование свободного кислорода

Процессы темновой фазы:

1. Фиксация углекислого газа

2. Образование глюкозы (цикл Кальвина)

Правильный ответ - 25.

Задание №5.

Установите соответствие между процессами и способом деления клетки: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца

Процессы

А. Происходит деление соматических клеток

Б. Хромосомный набор уменьшается вдвое

В. Образуется новое сочетание генов

Г. Происходят конъюгация и кроссинговер

Д. По экватору клетки располагаются биваленты

Способ деления

1. Митоз

2. Мейоз

Объяснение: мейоз - процесс образования половых клеток (из диплоидной клетки за два деления образуется четыре гаплоидных клетки). Митоз - процесс деления соматических клеток, при этом из одной диплоидной клетки образуется две диплоидных, процесс происходит без изменения ДНК исходной клетки. Поэтому к митозу отнесем - деление соматических клеток, а к все остальное - к мейозу. Биваленты - пары гомологичных хромосом, связанные специальными белками, данная структура образуется во время мейоза.

Правильный ответ - 12222.

Задание №6.

Какое соотношение генотипов получится при скрещивании двух гетерозигот при полном доминировании? Ответ запишите в виде последовательности цифр в порядке их убывания.

Объяснение: возьмем две гетерозиготы: Аа и Аа и посмотрим что получится при их скрещивании. Получаются следующие варианты генотипов: АА:2Аа:аа. То есть запишем - 211.

Правильный ответ - 211.

Задание №7.

Ниже приведен перечень терминов. Все они, кроме двух, используются для описания генетических процессов и явлений. Найдите два термина, "выпадающих" из общего ряда, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

1. Полиплоидия

2. Редуцент

3. Симбиоз

4. Гомозигота

5. Кариотип

Объяснение: термины - полиплоидия, гомозигота и кариотип - относятся к генетике. Полиплоидия - кратно увеличенный набор хромосом. Гомозигота - организм, у которой оба аллеля данного признака одинаковы. Кариотип - набор хромосом, индивидуальный для каждого вида живых организмов. А редуцент и симбиоз - понятия, относящиеся к экологии. Редуцент расщепляет органические вещества до минеральных, а симбиоз - взаимовыгодные отношения между живыми организмами. Правильный ответ - 23.

Задание №8.

Установите соответствие между способом размножения и конкретным примером: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца

Пример

А. Спорообразование папоротника

Б. Образование гамет хламидомонадой

В. Образование спор у сфагнума

Г. Почкование дрожжей

Д. Нерест рыб

Способ размножения

1. Бесполое

2. Половое

Объяснение: спорообразование, как у папоротников, так и у мхов (сфагнум), относится к бесполому типу размножения, так же бесполым размножением является почкование, а образование гамет и нерест рыб относятся к половому размножению.

Правильный ответ - 12112.

Задание №9.

1. Развитие личинок в теле хозяина

2. Размножение половым путем

3. Наличие плотной кутикулы

4. Наличие двусторонней симметрии тела

5. Наличие кожно-мускульного мешка

6. Образование большого числа яиц

Задание №10.

Установите соответствие между характеристикой и царством организмов: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

Характеристика

А. В состав клеточной стенки входит хитин

Б. Тип питания автотрофный

В. Образуют органические вещества из неорганических

Г. Запасным питательным веществом является крахмал

Д. В природных системах являются редуцентами

Е. Тело состоит из мицелия

Царство организмов

1. Грибы

2. Растения

Объяснение: грибам характерны следующие признаки: наличие в клеточной стенке хитина, разложение органических веществ до неорганических, то есть они - редуценты, а также их тело состоит из мицелия. Значит к растениям отнесем: автотрофию, крахмал в качестве запасного питательного вещества, образование органических веществ из неорганических. Правильный ответ - 122211.

Задание №11.

Установите последовательность расположения систематических категорий, используемых при классификации животных, начиная с наименьшей. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.

1. Тигр

2. Кошачьи

3. Хищные

4. Млекопитающие

5. Уссурийский тигр

6. Хордовые

Объяснение:

Вид - уссурийский тигр

Род - тигр

Семейство - кошачьи

Отряд - хищные

Класс - млекопитающие

Тип - хордовые

Правильный ответ - 512346.

Задание №12.

При возбуждении симпатической нервной системы в отличие от возбуждения парасимпатической нервной системы

1. Расширяются артерии

2. Повышается артериальное давление

3. Усиливается перистальтика кишечника

4. Сужается зрачок

5. Увеличивается количество сахара в крови

6. Учащаются сокращения сердца

Объяснение: симпатическая и парасимпатическая отделы нервной системы являются антагонистами, если симпатическая нервная система расширяет зрачок, повышает давление, сужает артерии, увеличивает количество сахара в крови, учащает сердечные сокращения, уменьшает перистальтику кишечника, то парасимпатическая система - наоборот, сужает зрачок, понижает давление, расширяет артерии, уменьшает количество сахара в крови, замедляет сердцебиение, усиливает перистальтику кишечника.

Правильный ответ - 256.

Задание №13.

Установите соответствие между значением рефлекса и его видом: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

Значение рефлекса

А. Обеспечивает инстинктивное поведение

Б. Обеспечивает приспособление организма к условиям окружающей среды, в которых обитали многие поколения данного вида

В. Позволяет приобрести новый опыт, полученный в течение жизни

Г. Определяет поведение организма в изменившихся условиях

Вид рефлекса

1. Безусловный

2. Условный

Объяснение: сначала разберемся в терминологии. Рефлекс - ответ организма на действие раздражителей или внешней среды. Безусловный рефлекс - рефлекс, присутствующий у вида (или группы видов) с рождения, выработанный (закрепленный из поколения в поколение (например, сосание, глотание, чихание и т.д.). Рефлекторная дуга таких рефлексов преимущественно проходит через спинной мозг. Условный рефлекс - рефлекс, возникающий в организме человека (или животных) в процессе жизни в определенной среде обитания, как приспособление к этой среде. Условные рефлексы для каждого организма индивидуальны и при переселении на другую территорию (или при неиспользовании рефлекса) угасает. Рефлекторная дуга таких рефлексов проходит через головной мозг. Поэтому, правильный ответ - 1122.

Задание №14.

В какой последовательности располагаются у человека отделы скелета нижней конечности, начиная с тазового пояса? Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.

1. Фаланги пальцев

2. Плюсна

3. Бедро

4. Голень

5. Предплюсна

Объяснение: рассмотрим скелет нижней конечности человека.

Правильный ответ - 34521.

Задание №15.

Выберите три правильных варианта ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Какие эмбриологические доказательства эволюции подтверждают родство человека с другими позвоночными животными?

1. Закладка у зародыша жаберных щелей

2. Наличие в клетках тела эмбриона человека 46 хромосом

3. Развитие у зародыша хвостового отдела

4. Наличие гомологичных органов

5. Развитие рудиментарных органов

6. Деление тела на головной, туловищный, хвостовой отделы

Объяснение: биогенетический закон Геккеля-Мюллера говорит, что онтогенез - повторение филогенеза, то есть в процессе эмбрионального развития мы проходим все стадии эволюции, от одной клетки, до многоклеточного высоко организмованного организма, на каком-то этапе у нас есть хвост, жабры и т.д. Поэтому к эмбриональным доказательствам отнесем: закладку жаберных щелей, развитие хвостового отдела и деление тела на три отдела (на стадии эмбриона). Правильный ответ - 136.

Задание №16.

Установите соответствие между примером борьбы за существование и формой, к которой эта борьба относится: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

Пример

А. Определение гнездовых участков в лесу клестами

Б. Использование бычьим цепнем крупного рогатого скота как места обитания

В. Соперничество между самцами за доминирование

Г. Вытеснение черной крысы серой крысой

Д. Охота лисицы на мышей-полевок

Форма борьбы

1. Внутривидовая

2. Межвидовая

Задание №17.

Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

Какие биотические факторы могут привести к увеличению численности мышевидных грызунов в еловом лесу?

1. Сокращение численности сов, ежей, лис

2. Большой урожай семян ели

4. Рубка деревьев

5. Глубокий снежный покров зимой

Правильный ответ - 126.

Задание №18.

Установите соответствие между характеристикой среды и ее фактором: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

Характеристика

А. Постоянство газового состава атмосферы

Б. Изменение толщины озонового экрана

В. Изменение влажности воздуха

Г. Изменение численности консументов

Д. Изменение численности продуцентов

Факторы среды

1. Биотические

2. Абиотические

Правильный ответ - 222111.

Задание №19.

Установите последовательность процессов, происходящих при размножении и развитии цветковых растений, начиная с момента формирования пыльцы. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.

1. Проникновение спермиев в зародышевой мешок

2. Образование триплоидной клетки

3. Прорастание пыльцевой трубки

4. Формирование семени из семязачатка

5. Образование генеративной и вегетативной клеток

Объяснение: расположим процессы в правильном порядке. Все начинается с образования генеративной и вегетативной клеток, затем прорастает пыльцевая трубка, потом спермии проникают в зародышевый мешок, половые клетки сливаются, образуется триплоидная клетка и, наконец, формируется семя из семязачатка. Правильный ответ - 53124.

Задание №20.

Проанализируйте таблицу. Заполните пустые ячейки таблицы, используя понятия и термины, примеры, приведенные в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквами, выберите соответствующий термин из предложенного списка.

Список терминов и понятий:

1. Биологический прогресс

2. Наличие перепончатых конечностей у водоплавающих птиц

3. Наличие теплокровности у хордовых животных

4. Ароморфоз

5. Дивергенция

6. Биологический регресс

Правильный ответ: 142.

Задание №21.

Изучите график зависимости скорости реакции от концентрации фермента. Выберите утверждения, которые можно сформулировать на основании анализа предложенного графика. Запишите в ответе номера выбранных утверждений.

1. Скорость ферментативной реакции не зависит от концентрации фермента

2. Скорость ферментативной реакции существенно зависит от концентрации фермента

3. При повышении концентрации фермента скорость реакции повышается

Объяснение: по графику видно, что с ростом концентрации фермента возрастает и скорость реакции, поэтому для описания данной зависимости подходят варианты ответ 2 и 3. Правильный ответ - 23.

Задание №22.

Известно, что при выращивании клевера, сои, фасоли не требуется подкормка азотными удобрениями. Объясните почему.

Объяснение: все перечисленные растения являются бобовыми, а в симбиозе с бобовыми растениями живут клубеньковые бактерии, которые фиксируют молекулярный азот и перерабатывают его в усваиваемую растениями форму.

Задание №23.

Используя рисунок процесса полового размножения хламидомонады, объясните, в чем сущность полового размножения и каково его отличие от бесполого. В результате какого процесса образуются гаметы, в чем их особенность? Какой цифрой на рисунке обозначена зигота? Чем она отличается от гамет?

Объяснение: при бесполом размножении содержимое одноклеточной хламидомонады делится на 4 части при помощи мейоза, в результате чего образуются зооспоры, которые выполняют функцию расселения, затем маленькие клетки дорастают до размера материнской клетки и делятся мейозом опять. А в неблагоприятных условиях происходит половое размножение, при этом а материнской клетке образуются двужгутиковые гаметы (3), они выходят из материнской клетки и сливаются попарно с другими особями, зигота покрывается плотной оболочкой и зимует (переживает неблагоприятные условия), затем зигота делится, в результате чего образуется 4 диплоидных хламидомонады, которые вырастают до материнских размеров.

Зигота на рисунке обозначена цифрой 5. От гаплоидных гамет она отличается своей диплоидностью.

Задание №24.

Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их.

1. Тело майского жука, покрытое кожей с кутикулой, подразделяется на голову, туловище и брюшко. 2. Пищеварительная система жуков начинается на голове ротовым отверстием с колющим ротовым аппаратом. 3. Продукты обмена веществ выделяются через зеленые железы. 4. Газообмен осуществляется непосредственно через стенки трахей. 5. Незамкнутая кровеносная система состоит из сердца и сосудов.

Объяснение: предложение 1 - тело майского жука покрыто не кожей с кутикулой, а хитиновым покровом, а подразделяется оно на голову, грудь и брюшко. Предложение 2 - ротовой аппарат майского языка не колющий, а грызущий. Предложение 3 - зеленые железы не являются органами выделительной системы, так как продукты обмена майского жука выделяются через мальпигиевы сосуды и жировое тело.

Задание №25.

Объясните, видоизменением какого органа цветкового растения является кочан капусты.

Объяснение: кочан капусты является видоизмененной почкой, так как во второй год жизни из кочана формируется взрослое растение, которое имеет все генеративные органы, то есть цветок и плоды с семенами. Так же кочан капусты напоминает почку по строению: кочерыга - видоизмененный стебель, на нем располагаются толстые листья и зачаточные почки.

Задание №26.

В какой экосистеме - картофельного поля или луга - более длинные и разнообразные цепи питания? Ответ поясните.

Объяснение: картофельное поле - искусственная экосистема, а луг - естественная экосистема. Более длинные и разнообразные цепи питания - в естественной экосистеме, так как на лугу больше и растений и животных и микроорганизмов и монокультура (картофель) не преобладает.

Задание №27.

Все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется участко центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: ЦТТАЦГГГЦАТГГЦТ. Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, если третий триплет соответствует антикодону тРНК. Ответ поясните.

Объяснение: по данной последовательности нуклеотидов в ДНК найдем последовательность нуклеотидов тРНК. Будем использовать принцип комплементарности: А=У, Г=Ц.

тРНК: ГААУГЦЦЦГУАЦЦГА

Третий триплет - ЦЦГ соответствует соответствует на иРНК - ГГЦ.

Задание №28.

Мужчина, страдающий глухотой и дальтонизмом, женился на здоровой женщине. У них родился сын глухой и дальтоник и дочь с хорошим слухом, но дальтоник. У человека глухота - аутосомный, рецессивный признак, дальтонизм - признак рецессивный, сцепленный с полом. Составьте схему решения задачи. Укажите возможные фенотипы и генотипы детей в этой семье. Определите вероятность рождения детей, страдающих обеими аномалиями.

Объяснение:

аа - глухой

Аа, АА - не глухой (несет ген глухоты во втором случае)

Х D X d - хдоровая мать (несет в себе ген дальтонизма)

X d Y - больной отец

АаХ D X d х ааX d Y

Гаметы: АХ D , аХ D , АX d , aX d x aX d , aY

Возможные гентипы детей:

Девочки:

AaX D X d - нормальный слух, нормальное зрение (здоровый ребенок)

ааX D X d - глухая, нормальное зрение

AaX d X d - нормальный слух, дальтоник