Черепаховую окраску может иметь исключая отклонение от нормы
Решение задач по генетике «Наследование признаков, сцеплённых с полом», или может ли кот иметь черепаховую окраску шерсти? материал для подготовки к егэ (гиа) по биологии (10, 11 класс) на тему
МБОУ «Карагайская СОШ № 2»
с. Карагай, Пермский край
Решение задач по генетике
«Наследование признаков, сцеплённых с полом»
(на примере наследования гена окраски шерсти у кошек)
ЕГЭ по биологии, линия 28
УМК любой, 11 класс
Подготовила:
Трефилова Раиса Поликарповна,
учитель биологии,
МБОУ «Карагайская СОШ № 2»
Карагай – 2017
Теоретическое обоснование темы
«Наследование, сцеплённое с полом»
У мужских и женских организмов все пары хромосом, кроме одной, одинаковы и называются аутосомами. Хромосомы, которые имеют отношение к определению пола, называются половыми и обозначаются Х и Y. Если у организма обе половые Х-хромосомы, то такой организм гомогаметен, т.е. даёт одинаковые гаметы: Х и Х. Если у организма Х и Y половые хромосомы, то такой организм гетерогаметен, т.е. даёт гаметы Х и Y.
В половых хромосомах имеются гены, которые отвечают не только за пол организма, но и контролируют обычные признаки. Аллели могут быть только в Х-хромосоме, т.к. их две, они парные. Признаки, определяемые этими генами, наследуются сцеплено с полом. У человека наследуются сцеплено с полом по Х-хромосоме гены, отвечающие за развитие гемофилии (несвёртываемость крови) и дальтонизм (цветовая слепота).
Если же ген находится в Y-хромосоме, то он наследуется по линии пола, имеющего Y-хромосому. У человека по Y-хромосоме передаётся гипертрихоз (волосатые уши), развитие перепонки между вторым и третьим пальцами ног. Гены, находящиеся в Y-хромосоме человека, наследуются только от отца к сыну.
Ген, который находится в Х-хромосоме, гетерогаметного организма в одинарной дозе, проявляет себя полностью и называется гемизиготным, а сам организм – гемизиготой. Например, у человека это гены гемофилии, дальтонизма, у дрозофилы – ген белоглазости. Гемизиготами являются самцы млекопитающих, большинства рыб, дрозофилы (половые хромосомы ХY), а также самки птиц, рептилий (половые хромосомы ХY), бабочек (у моли Х0, т.е. у самки отсутствует вторая хромосома, а пол самца определяется ХХ).
Трёхшерстные кошки, или по-научному, кошки с черепаховой окраской бывают только женского рода, коты не могут иметь черепаховую окраску. Оказывается, ген окраски шерсти сцеплен с Х-хромосомой. Ген рыжей окраски доминантен В (Б большое), сцеплён с Х-хромосомой и обозначается при решении задач как Хᴮ, ген чёрной окраски – рецессивен b (б малое), обозначается как Хb. Гетерозигота имеет генотип ХᴮХb , следовательно, по полу это будет кошечка, а окраска – черепаховая, коты могут быть только рыжими ХᴮY или чёрными — Хb Y.
Из общепринятого правила есть исключения. Оказывается, при оплодотворении яйцеклетки иногда происходит сбой, и будущий котёнок получает не две половые хромосомы, а три. Генотип таких животных ХХУ. И от родителей такой котёнок наследует одну «рыжую» Х-хромосому, и одну «чёрную». Тогда появляется черепаховый кот. Вероятность появления такого кота: один черепаховый на миллион котов с другой окраской. Это — «ошибка природы», генетический сбой. Такие животные абсолютно стерильны и иметь потомство не способны.
Рассмотрим задачи по теме «Сцеплённое с полом наследование» на примере кошек. В условии задачи обозначения признаков могут быть отмечены разными буквами.
Задача 1.
У кошек и котов ген чёрной окраски шерсти (А) и рыжей окраски (В) локализованы в Х-хромосоме и при сочетании неполное доминирование – черепаховую окраску – трёхшёрстность (АВ). От чёрной кошки родились черепаховый и два чёрных котёнка. Определите генотип кошки, фенотип и генотип кота, а также пол черепахового и чёрных котят. Составьте схему скрещивания и обоснуйте результаты.
Дано:
Признак, фенотип Ген, генотип
_______________________________________
Чёрная окраска шерсти Хᴬ
Рыжая окраска шерсти Хᴮ
Черепаховая окраска шерсти Хᴬ Хᴮ
Р: ♀ чёрная ?
♂ — ? ?
F₁: 1 черепаховый ?
2 чёрных ?
Решение задачи
1. По условию задачи определяем генотипы родителей: чёрная кошка будет иметь генотип ХᴬХᴬ, т.к. если бы у неё был генотип Хᴬ Хᴮ, то она была бы черепаховой. Генотип отца: ХᴮY (Хромосома Y не участвует в наследования окраски, в данном случае она определяет мужской пол).
2. Записываем схему решения задачи:
Р: ♀ Хᴬ Хᴬ х ♂ ХᴮY
чёрная рыжий
G: Хᴬ Хᴮ Y
F₁: Хᴬ Хᴮ ; Хᴬ Y
♀ черепаховая ♂ чёрный
3)Объяснение решения задачи: у кошек пол определяется так же, как у человека, т.е. самка гомогаметна (ХХ), а самец гетерогаметен (Х Y). Генотип чёрной кошки Хᴬ Хᴬ, рыжего кота ХᴮY. Среди родившихся котят один имеет черепаховую окраску шерсти, это возможно только при слиянии гаметы кошки Хᴬ и гаметы кота Хᴮ. Следовательно, это кошечка, обе гаметы несут Х-хромосому. Генотип кошечки с черепаховой окраской — Хᴬ Хᴮ. Если в потомстве появилась черепаховая кошка, то отец имел рыжую окраску, его генотип — ХᴮY. Чёрные котята – это котики с генотипом Хᴬ Y.
Ответ: 1) генотип чёрной кошки — Хᴬ Хᴬ.
2) Генотип кота — ХᴮY, фенотип – рыжая окраска шерсти.
3) Генотипы, фенотипы и пол котят — ♀ черепаховая кошечка, генотип — Хᴬ Хᴮ.
♂ ХᴮY – чёрные котики.
4) Проявляется наследование признака, сцеплённого с полом.
В следующих задачах признаки обозначены иначе. Например, рыжая окраска шерсти — Хᴮ (доминантный признак), чёрная окраска шерсти — Хb (рецессивный признак), тогда черепаховая кошка будет иметь генотип — Хᴮ Хᴮ, чёрная кошка — Хb Хb, чёрный кот — Хb Y, рыжий кот — Хᴮ Y.
Задача 2.
От черепаховой кошки родилось несколько котят, один из которых оказался рыжей кошечкой. Каковы генотипы родителей и котёнка? Определите тип взаимодействия генов. Составьте схему скрещивания и обоснуйте результаты.
Дано:
Признак, фенотип Ген, генотип
_______________________________________
Рыжая окраска шерсти Хᴮ
Чёрная окраска шерсти Хb
Черепаховая окраска шерсти Хᴮ Хb
Р: ♀ черепаховая Хᴮ Хb
♂ — ? ?
F₁: ♀ рыжая ?
?
1) По условию задачи определяем генотипы родителей: если родилась рыжая кошечка, то её генотип будет Хᴮ Хᴮ. Одну гамету Хᴮ она получит от матери, т.к. мать с черепаховой окраской шерсти ХᴮХb, а вторую гамету Хᴮ она должна получить от отца, следовательно, кот рыжий, его генотип ХᴮY.
2) Записываем схему решения задачи:
Р: ♀ Хᴮ Хb х ♂ ХᴮY
черепаховая рыжий
G: Хᴮ Хb Хᴮ Y
F₁: Хᴮ Хᴮ ; ХᴮY; Хᴮ Хb ; Хb Y
♀рыжая ♂рыжий ♀ черепаховая ♂ чёрный
Ответ: 1) Генотип черепаховой кошки — Хᴮ Хb.
2) Генотип рыжего кота — ХᴮY.
3) Генотип рыжей кошечки — Хᴮ Хᴮ . Кроме неё у этой пары могли родиться: чёрный котик — Хb Y, рыжий котик — ХᴮY.
4)Тип взаимодействия генов – сцеплённое с полом наследование.
Задачи для самостоятельного решения
Задача 1.
От черепаховой кошки и чёрного кота родились два чёрных котёнка. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и потомства, а также пол чёрных котят.
Задача 2.
От чёрного кота и черепаховой кошки получили пять котят, две из них кошки. Напишите схему решения задачи. Ответьте на вопросы: Сколько котят имели рыжую масть? Сколько кошечек были рыжей масти? Сколько кошечек были черепаховыми? Сколько котят были чёрными? Сколько котиков имели чёрную масть?
Задача 3.
Гены окраски кошек расположены в Х — хромосоме. Черная окраска определяется геном Хb, рыжая Хᴮ, гетерозиготы имеют черепаховую окраску. От черной кошки и рыжего кота родились: один черепаховый и один черный котенок. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и потомства, возможный пол котят.
Задача 4.
Доминантный ген B и рецессивный ген b участвуют в определении окраски у кошек и расположены в Х-хромосоме. Ген B обусловливает черную окраску, ген b -рыжую, гетерозиготы Bb имеют черепаховую окраску. У черепаховой кошки от черного кота родились 4 котенка, какой они масти?
Задача 5.
Ген короткой шерсти (А) у кошек доминирует над геном длинной шерсти (а) и наследуется аутосомно. Ген окраски кошек сцеплен с Х-хромосомой. Чёрная окраска определяется геном ХВ, рыжая – геном Хb. Гетерозиготы имеют черепаховую окраску. Длинношёрстная кошка черепаховой окраски была скрещена с рыжим короткошёрстным (Аа) котом. Определите генотипы и фенотипы родителей и потомства, а также вероятность рождения чёрной кошки. Объясните результат скрещивания. Какие законы наследования проявляются в этих скрещиваниях?
Источники информации
1. Гончаров О.В. Генетика.Задачи. – Саратов: Лицей, 2008.
2. Кириленко А.А. Биология. Сборник задач по генетике. Базовый и повышенный уровень ЕГЭ: учебно-методическое пособие/А.А.Кириленко. – Ростов-на-Дону: Легион, 2009.
3. Кириленко А.А., Колесников С.И. Биология. Подготовка к ЕГЭ-2013: учебно-методическое пособие/А.А.Кириленко, С.И.Колесников. – Ростов-на-Дону: Легион, 2012.
4. Фотографии кошек с черепаховой окраской
https://cat-strong.narod.ru/images/zol_3col.jpg
https://animal-store.ru/img/2015/050114/0416287
https://s020.radikal.ru/i718/1402/b8/e7d71c8eb7c8.jpg
https://s42.radikal.ru/i097/1101/23/2831b202aaa3.jpg
Приложение
Кошки с черепаховой окраской
Почему же именно черепаховым был назван окрас кошек-пеструшек? Чтобы увидеть сходство, возьмите гребень из отшлифованного черепахового панциря и посмотрите сквозь него на солнце – сходство очевидно!
Источник