Решение задач по генетике

Автор: учитель биологии

Елисеева Лариса Александровна

г. Керчь, 2019

2

От автора

Пособие

представляет

собой

сборник

задач

по

генетике

по

курсу

«Общая

биология»,

раздела

основы

генетики

учебника

по

биологии:

Общая

биология.

Профильный уровень. 10 класс. Захаров В.Б. и др. М.: 2010.

- 352 с.

В

сборник

включены

задачи,

направленные

на

закрепление

теоретических

знаний

по

курсу

общей

биологии общеобразовательной школы.

Материал

пособия

разбит

на

главы,

каждая

из

которых посвящена конкретному разделу генетики:

Глава 1. «Моногибридное скрещивание»

Глава

2.

«Дигибридное

скрещивание.

Независимое

наследование»

Глава 3. «Взаимодействие неаллельных генов»

Глава

4

«Наследование

генов,

расположенных

в

половых хромосомах»

Глава 5. «Наследование сцепленных генов. Явление

кроссинговера»

Сборник задач дает возможность использовать

материал

на

уроках

биологии

для

решения

релейных

контрольных, может быть полезен старшеклассникам для

подготовки к выпускным экзаменам по биологии.

3

Глава 1. «Моногибридное скрещивание»

Задача 1.

При

скрещивании

мух

дрозофилы

с

нормальными

крыльями между собой в потомстве из 5347 мух 1338 были

с

загнутыми

вверх

крыльями.

Определите

характер

наследования признаков и генотипы родителей.

Решение.

В

потомстве

произошло

расщепление,

сле-

довательно, родительские мухи гетерозиготны. Учиты-

вая, что в гетерозиготном состоянии может быть только

доминантный признак, то нормальные крылья доминиру-

ют над загнутыми крыльями. Это подтверждает и тот

факт, что при расщеплении мух с нормальными крылья-

ми (4009) их примерно в 3 раза больше, чем с згнутыми

вверх (1338), как и следовало ожидать по Менделю:

Составляем схему-скрещивания:

Р

Аа

х

Аа

Нормальные крылья Нормальные крылья

Гаметы (А) (а) (А) (а)

F

АА, Аа Аа, аа

Нормальные крылья Загнутые крылья

Ответ. Расщепление по генотипу 1 : 2 : 1, расщепление по

фенотипу 3 : 1.

Так как расщепление по фенотипу и генотипу не сов-

падают, то характер наследования признаков — полное

4

доминирование.

Задача 2.

Один детеныш в потомстве родился здоровым, а второй

имел тяжёлую наследственную болезнь и умер сразу после

рождения.

Какова вероятность того, что следующий детеныш в

этом

потомстве

будет

здоровым?

Рассматривается

одна пара аутосомных генов.

Решение.

Анализируем

генотипы

родителей:

оба

родителя

здоровы,

они

не

могут

иметь

данную

наследственную

болезнь,

т.к.

она

приводит

к

гибели

организма сразу после рождения.

Если,

тогда

оба

родителя

имеют

рецессивные

а

признаки.

Тогда

предполож ить,

что

д а н н о е

заболевание

проявляется

по

доминантному

типу

и

здоровый признак является рецессивным и у них не может

родиться больной детеныш, что противоречит

условию

задачи.

Если

данная

болезнь

является

рецессивной,

а

ген

здорового

признака

наследуется

по

доминантному

типу,

тогда оба родителя должны быть гетерозиготными и у них

могут быть как здоровое потомство, так и больное.

Составляем схему-скрещивания:

Р

Аа

х

Аа

Гаметы (А) (а)

(А) (а)

F

АА, Аа, Аа, аа

Ответ:

Соотношение

в

потомстве

3:1,

вероятность

рождения здорового детеныша составляет 75%.

5

Задача 3.

Растение

высокого

роста

подвергли

опылению

с

гомозиготным

организмом,

имеющим

нормальный

рост

стебля.

В

потомстве

было

получено

20

растений

нормального роста и 10 растений высокого роста.

Какому

расщеплению

соответствует

д а н н о е

скрещивание – 3:1 или 1:1?

Решение: Гомозиготный организм может быть двух видов:

доминантным ( А А ) или

р е ц е с с и в н ы м ( а а ) . Если

предположить, что нормальный рост стебля определяется

доминантным

геном,

тогда

всё

потомство

будет

«единообразным», а это противоречит условию задачи.

Чтобы

произошло

«расщепление»,

р а с т е н и е

нормального роста должно иметь рецессивный генотип, а

растение высокого роста должно быть гетерозиготным.

Ответ: Соотношение по фенотипу и генотипу в потомстве

составляет 1:1.

Р Аа х аа

Гаметы (А) (а) (а)

F Аа, аа

Задача 4.

При

скрещивании

серых

кроликов

между

собой

в

потомстве получили чёрных и белых крольчат.

Составить схему скрещивания, если известно, что за

цвет шерсти отвечает одна пара аутосомных генов.

Решение: Родительские

организмы

имеют

одинаковые

фенотипы

–

серый

цвет,

а

в

потомстве

произошло

«расщепление». Согласно второму закону Г.Менделя, ген,

ответственный за развитие чёрного цвета, доминирует и

скрещиванию подвергаются гетерозиготные организмы.

6

P Aa x Aa

Гаметы (A) (a) (A) (a)

F AA, Aa, Aa, aa

Задача 5.

У Саши и Паши глаза карие, а у их сестры Маши глаза

голубые. Мать этих детей сероглазая, хотя оба её родителя

имели

голубые

глаза.

Ген,

ответственный

за

цвет

глаз

расположен в неполовой хромосоме (аутосоме).

Определить генотипы родителей и детей. Составить

схему скрещивания.

Решение: По материнскому организму и по её родителям

определяем, что серый цвет глаз является рецессивным

признаком (второй закон Г. Менделя).

Т.к.

в

потомстве

наблюдается

"расщепление", то

отцовский

организм

должен

иметь

голубой

цвет

глаз

и

гетерозиготный генотип.

Р ♀аа х ♂Аа

Гаметы (а) (А) (а)

F Аа, аа

Задача 6.

Мать

блондинка;

отец

брюнет,

в

его

родословной

блондинов

не

было.

Родились

три

ребёнка:

две

дочери

брюнетки и сын блондин.

Ген данного признака расположен в аутосоме.

Проанализировать генотипы потомства и родителей.

Решение

Генотип

отцовского

организма

должен

быть

гомозиготным, т.к. в его родословной наблюдается чистая

7

линия

по

цвету

волос.

Гомозиготный

генотип

бывает

доминантным (АА) или рецессивным (аа).

Если генотип отца гомозиготный доминантный, то в

потомстве не будет детей со светлыми волосами -проявится

"единообразие",

что

противоречит

условию

задачи.

Следовательно, генотип отца рецессивный. Материнский

организм должен быть гетерозиготным.

Р ♀Аа х ♂аа

Гаметы (А) (а) (а)

F Аа, аа

Ответ: Соотношение по фенотипу и генотипу в потомстве

составляет 1:1 или 50% 50%.

Задача 7.

У

человека

проявляется

заболевание

-

серповидно-

клеточная

анемия.

Эта

болезнь

выражается

в

том,

что

эритроциты

крови

имеют

не

круглую

форму,

а

серповидную, в результате чего транспортируется меньше

кислорода.

Серповидно-клеточная

анемия

наследуется

как

неполностью доминантный признак, причём гомозиготное

состояние гена приводит к гибели организма в детском

возрасте.

В семье оба супруга имеют признаки анемии.

Какова

процентная

вероятность

рождения

у

них

здорового ребёнка?

Решение: Составляем схему скрещивания:

Р Āа х Āа Ā – ген с/к анемии

Гаметы (Ā) (а) (Ā) (а)

а - ген нормального признака

Ғ ĀĀ, Āа, Āа, аа ĀĀ- гибель организма

Ответ: 25% здоровых детей в данной семье.

8

Глава

2.

«Дигибридное

скрещивание.

Независимое

наследование»

Задача 1.

У человека ген негритянской окраска кожи (В) полностью

доминирует над геном европейской кожи (в), а заболевание

серповидно-клеточная

анемия

проявляется

неполностью

доминантным

геном (А),

причём

аллельные

гены

в

гомозиготном

состоянии (АА)

приводят

к

разрушению

э р и т р о ц и то в ,

и

д а н н ы й

о р г а н и зм

с т а н о в и т с я

нежизнеспособным.

Гены

обоих

признаков

расположены

в

разных

хромосомах.

Чистородная негроидная женщина от белого мужчины

родила двух мулатов. Один ребёнок не имел признаков

анемии, а второй умер от малокровия.

Какова вероятность рождения следующего ребёнка, не

имеющего признаков анемии?

Решение. Составляем схему скрещивания:

Р ♀ĀаВВ х ♂Āавв

Гаметы: (ĀВ) (аВ) (Āв) (ав)

F ĀĀВв, ĀаВв, ĀаВв, ааВв

Ответ: Вероятность рождения здорового ребёнка в данной

семье составляет 1/4 = 25%

Задача 2.

Мутации генов, вызывающие укорочение конечностей (а) и

длинношерстость ( в ) у

овец,

передаются

в

следующее

поколение по рецессивному типу. Их доминантные аллели

формируют нормальные конечности (А) и короткую шерсть

(В). Гены не сцеплены.

9

В

хозяйстве

разводились

бараны

и

овцы

с

доминантными признаками, и было получено в потомстве

2336 ягнят. Из них 425 длинношерстых с нормальными

конечностями

и

143

длинношерстых

с

короткими

конечностями.

Определить

количество

короткошерстых

ягнят

и

сколько среди них с нормальными конечностями?

Решение.

О п р е д е л я е м

г е н от и п ы

р од и т е л е й

п о

рецессивному

потомству.

Согласно

правилу

«чистоты

гамет»

в

потомстве

по

каждому

признаку

один

ген

от

отцовского

организма,

другой

ген

от

материнского

организма,

следовательно,

генотипы

р од и т е л е й

дигетерозиготные.

Р АаВв

х

АаВв

Гаметы: (АВ) (Ав)

(АВ) (Ав)

(аВ) (ав)

(аВ) (ав)

Ғ 9А-В- : 3ааВ-:

143

1

:

425

3

аавв

вв

А



1) Находим количество длинношерстных ягнят:

425 + 143 = 568.

2) Находим количество короткошерстных:

2336 – 568 = 1768.

3

) Определяем

количество

короткошерстных

с

нормальными конечностями:

1768---------12 ч.

х----------- 9 ч.х= 1326.

Задача 3.

Рецессивные гены (а) и (с) определяют проявление таких

заболеваний

у

человека,

как

глухота

и

альбинизм.

Их

доминантные

аллели

контролируют

наследование

нормального слуха (А) и синтез пигмента меланина

(С).

10

Гены не сцеплены.

Родители

имеют

нормальный

слух;

мать

брюнетка,

отец

альбинос.

Родились

три

однояйцовых

близнеца

больные по двум признакам.

Какова вероятность того, что следующий ребёнок в

этой семье будет иметь оба заболевания?

Решение.

По правилу «чистоты гамет» определили, что родители

дигетерозиготные:

Р ♀АаСс х ♂Аасс

Гаметы (АС) (Ас) (Ас) (ас)

(Ас) (ас)

F ААСс, ААсс, АаСс, Аасс

АаСс, Аасс, ааСс, аасс

Ответ.

Вероятность

рождения

ребёнка

имеющего

оба

заболевания составляет 1/8 = 12,5%

Задача 4.

Изучаются

две

пары

аутосомных

генов,

проявляющих

независимое наследование.

Петух

с

розовидным

гребнем

и

оперёнными

ногами

скрещивается

с

двумя

курицами,

имеющих

розовидный

гребень и оперённые ноги.

От первой курицы были получены цыплята с оперёнными

ногами, из них часть имела розовидный гребень, а другая

часть - простой гребень.

Цыплята от второй курицы имели розовидный гребень,

и

часть

из

них

с

оперёнными

ногами

и

часть

с

неоперёнными.

Определить генотипы петуха и двух куриц.

Решение.

По условию задачи оба родителя имеют одинаковые

фенотипы, а в потомстве от двух скрещиваний произошло

расщепление

по

каждому

признаку.

Согласно

закону

Г.Менделя, только гетерозиготные организмы могут дать

11

«расщепление»

в

потомстве.

Составляем

две

схемы

скрещивания.

1) Р ♂АаВв

х

♀АаВВ

2) Р ♂АаВв

х

♀ААВВ

Глава 3. «Взаимодействие неаллельных генов»

12

Задача 1.

У овса цвет зёрен определяется двумя парами неаллельных

несцепленных

генов.

Один

доминантный

ген (А)

13

Наследование гемофилии

определяет

чёрный

цвет,

другой

доминантный

ген (В) -

серый цвет. Ген чёрного цвета подавляет ген серого цвета.

Оба рецессивных аллеля определяют белый цвет зёрен.

При

опылении

дигетерозиготных

организмов

в

потомстве

оказались

растения

с

чёрными,

серыми

и

белыми зёрнами.

Определить

генотипы

родительских

организмов

и

фенотипическое соотношение в потомстве.

Решение.

Р АаВв х АаВв

Ғ 9А-В- : 3А-вв : 3ааВ- : 1аавв

Ответ: 12 чёрных, 3 серых, 1 белый.

Задача 2.

Изучаются

две

пары

неаллельных

несцепленных

генов

определяющих окраску меха у горностая.

Доминантный ген одной пары (А) определяет чёрный цвет,

а его рецессивный аллель (а) - голубую окраску.

Доминантный

ген

другой

пары (В)

способствует

проявлению

пигментации

организма,

его

рецессивный

аллель (в) не синтезирует пигмент.

Доминантный

ген

другой

пары (В)

подавляет

действие

генов первой пары, в результате чего синтез пигмента

При скрещивании чёрных особей между собой в потомстве

оказались

особи

с

голубой

окраской

меха,

чёрные

и

альбиносы.

Проанализировать

генотипы

родителей

и

теоретическое

соотношение в потомстве.

Решение.

Р АаВв х АаВв

Ғ 9А-В- : 3ааВ : 3А-вв : 1 аавв

Ответ: 9 чёрных, 3 альбиноса, 4 голубой окраски.

14

Задача 3.

Наследование окраски оперения у кур определяется двумя

парами неаллельных несцепленных генов, расположенных

в аутосоме.

Доминантный

ген

одной

пары (А)

определяет

синтез

пигмента

меланина,

что

обеспечивает

наличие

окраски.

Рецессивный

ген (а) не приводит к синтезу пигмента и

куры оказываются белыми (перьевой альбинизм).

Доминантный

ген

другой

пары (В)

подавляет

действие

генов первой пары, в результате чего синтез пигмента не

происходит, и куры также становятся альбиносами. Его

рецессивный

аллель (в)

подавляющего

действия

не

оказывает.

Скрещиваются

два

организма

гетерозиготные

по

двум

парам аллелей.

Определить в потомстве соотношение кур с окрашенным

оперением и альбиносов.

Решение.

Р

АаВВ х АаВв

F 9А-В- : 3А-вв : 3ааВ- : 1аавв

Глава 4 «Наследование генов, расположенных в

половых хромосомах»

Задача 1.

15

Альбинизм

у

человека

определяется

рецессивным

геном (а),

расположенным

в

аутосоме,

а

одна

из

форм

диабета

определяется рецессивным геном (в), сцепленным с половой Х-

хромосомой.

Доминантные гены отвечают за пигментацию (А) и нормальный

обмен веществ (В).

У-хромосома генов не содержит.

Супруги

имеют

тёмный

цвет

волос.

Матери

обоих

страдали

диабетом, а отцы - здоровы.

Родился один ребёнок больной по двум признакам.

Определить процентную вероятность рождения в данной семье

здоровых и больных детей.

Решение.

Применяя

правило

"чистоты

гамет"

определяем

генотипы родителей по цвету волос - генотипы гетерозиготные

Аа.

По хромосомной теории пола определили, что отец болен

диабетом Х

В

У

-

, а мать здорова Х

В

Х

В

.

Р Аа Х

В

Х

В

х

Аа Х

В

У

-

Гаметы (АХ

В

) (А Х

В

)

(а X

В

) (А У

-

)

(а Х

В

) (а Х

В

)

(аХ

В

) (а У

-

)

Составляем решётку Пеннета - по горизонтали выписывают

гаметы

отцовского

организма,

по

вертикали

гаметы

материнского организма.

Ответ: шесть организмов из шестнадцати доминантны по двум

признакам - вероятность рождения составляет 6/16 = 37,5%.

Десять больных: 10/16 = 62,5%, из них двое больных по двум

признакам: 2/16 = 12,5%.

Задача 2.

Ген

нормальной

свёртываемости

крови (А)

у

человека

наследуется

по

доминантному

типу

и

сцеплен

с

Х-

хромосомой. Рецессивная мутация этого гена (а) приводит

к гемофилии - несвёртываемости крови.

У-хромосома аллельного гена не имеет.

Определить процентную вероятность рождения здоровых

д е т е й

в

м ол од о й

с е м ь е ,

е с л и

н е в е с т а

и м е е т

16

нормальную свёртываемость крови, хотя её родная сестра с

признаками

гемофилии.

У

жениха

мать

страдает

этим

заболеванием, а отец здоров.

Решение.

1) Определяем генотип невесты. По условию задачи

сестра невесты имеет рецессивный генотип Х

а

Х

а

, значит

обе

сестры

получают

ген

гемофилии

(от

своего

отца).

Поэтому здоровая невеста гетерозиготна.

2 ) Определяем

генотип

жениха.

Мать

жениха

с

признаками

гемофилии

Х

а

Х

а

,

следовательно,

по

хромосомной теории пола, рецессивный ген она передаёт

сыну Х

а

У.

Р Х

А

Х

а

х Х

а

У

-

Гаметы (Х

А

) (Х

а)

(Х

а

) (У

-

)

Ғ Х

А

Х

а

Х

а

Х

а

Х

А

У Х

а

У

-

Ответ: соотношение по фенотипу 1:1, 50% детей здоровы.

Задача 3.

Два

рецессивных

гена,

расположенных

в

различных

участках Х-хромосомы,

вызывают

у

человека

такие

заболевания как гемофилия и мышечная дистрофия. Их

доминантные

аллели

контролируют

нормальную

свёртываемость крови и мышечный тонус.

У-хромосома аллельных генов не содержит.

У невесты мать страдает дистрофией, но по родословной

имеет нормальную свёртываемость крови, а отец был болен

гемофилией, но без каких либо дистрофических признаков.

У жениха проявляются оба заболевания.

Проанализировать потомство в данной семье.

Решение.

Х

А

–ген нормальной свёртываемости крови

Х

а

– ген гемофилии.

Х

В

– ген нормального мышечного тонуса.

17

Х

в

– ген дистрофии.

Р

в

Х

А

В

Х

а

х

в

Х

а

У

-

Гаметы (

в

Х

А

) (

В

Х

а

) (

в

Х

а

) (У

-

)

F

в

Х

А

в

Х

а

В

Х

а

в

Х

а

в

Х

А

У

-

В

Х

а

У

-

Ответ: все дети имеют заболевание, 50% с гемофилией и

50% с дистрофией.

Задача 4.

Изучается

одна

пара

аллельных

генов

в X-хромосоме,

регулирующая цветовое зрение у человека.

Нормальное

цветовое

зрение

является

доминантным

признаком,

а

дальтонизм

проявляется

по

рецессивному

типу.

Проанализировать генотип материнского организма.

Известно, что у матери два сына, у одного из них больная

жена

и

здоровый

ребёнок.

В

семье

второго

-

дочь

с

признаками дальтонизма и сын, цветовое зрение которого в

норме.

Решение. Определяем генотип первого сына. По условию

задачи у него больная жена и здоровый ребёнок - это может

быть только дочь Х

А

Х

а

. Рецессивный ген дочь получила от

матери, а доминантный ген от отца, следовательно генотип

мужского организма доминантный (X

А

У).

2) Определяем генотип второго сына. Его дочь больна

Х

а

Х

а

, значит, один из рецессивных аллелей она получила от

отца, поэтому генотип мужского организма рецессивный

(X

а

У).

3 ) Определяем генотип материнского организма по её

сыновьям:

18

Р Х

?

Х

?

F X

А

У

-

X

а

У

-

Ответ: генотип матери гетерозиготный Х

А

Х

а

Глава

5.

«Наследование

сцепленных

генов.

Явление кроссинговера»

Задача 1.

Два

гена,

регулирующих

реакции

обмена

веществ

в

организме

человека,

сцеплены

с Х-хромосомой

и

расположены друг от друга на расстоянии 32 морганид. У-

хромосома аллельных генов не содержит.

Доминантные

гены

контролируют

нормальный

обмен

веществ.

19

Воздействия

различных

мутагенных

факторов

изменяют

последовательность

нуклеотидов

в

данных

участках Х-

хромосомы, что приводит к отклонениям в синтезе веществ

и наследственным заболеваниям по рецессивному типу. От

здоровых родителей рождается больной ребёнок, имеющий

два

мутантных

гена

в

генотипе.

Какова

процентная

вероятность рождения следующего ребёнка с нарушением

обмена веществ?

Решение.

По

условию

задачи

в

данной

семье

больной

ребёнок

-

это

сын

в

Х

а

У

т.к.

от

здорового

отца

дочери

больными быть не могут.

Сын получил рецессивные гены от матери, следовательно,

генотип матери гетерозиготный

Составляем схему скрещивания:

Р

в

Х

А

в

Х

а

х

в

Х

А

У

-

Гаметы

(вХ

А

) (вХ

а

)

(вХ

А

) (У

-

)

некроссоверные 68%

(вХ

А

) (вХ

а

)

кроссоверные 32%

Ғ

В

Х

А

В

Х

а

в

Х

А

в

Х

а

В

Х

А

У

-

в

Х

А

У

-

17% 17%

17% 17%

В

Х

А

в

Х

А

В

Х

А

В

Х

а

в

Х

А

У

-

в

Х

а

У

-

8% 8%

8% 8%

Ответ:

в е р оя т н о с т ь

р ож д е н и я

б о л ь н ы х

д е т е й

составляет

33%,

из

них

17%

больных

по

двум

заболеваниям обмена веществ, 8% по одному заболеванию

и 8% по другому.

Задача 2.

Ген роста у человека и ген, определяющий количество

пальцев

на

конечностях,

находятся

в

одной

группе

сцепления на расстоянии 8 морганид.

Нормальный рост и пять пальцев на кистях рук являются

рецессивными признаками. Высокий рост и полидактилия

20

(шестипалость) проявляются по аутосомно-доминантному

типу.

Жена имеет нормальный рост и по пять пальцев на руке.

Муж гетерозиготен по двум парам аллелей, причём ген

высокого роста он унаследовал от отца, а ген шестипалости

от матери.

Определить

в

потомстве

процентное

соотношение

вероятных фенотипов.

Решение.

Р

А а х

а а

В В

в в

А а

В в

кроссинговер

Гаметы

А

а

а

в

В

в

некроссоверные 92%

А

а

В

в

кроссоверные 8%

F

А

а

А

а

А

а

а

а

в

в

в

в

В

В

в

в

Ответ: 46% 46% 4% 4%

21