Образец решения задачи на определение генотипа и фенотипа родителей по генотипу и фенотипу потомков. Задачи на определение генотипа родителей по фенотипу детей

Определить генотипы (совокупность генов данного организма) родителей можно, зная генотипы детей, в идеале нескольких. Генотипы можно частично или даже полностью составить по фенотипам (совокупностям всех признаков и свойств организма).

Инструкция

• Решайте задачи по определению генотипа родителей с известными фенотипами по следующему алгоритму:
  1. Определите какие признаки являются доминантными(проявляются как в гомозиготном, так и в гетерозиготном состоянии), а какие рецессивными(проявляются только в гомозиготном состоянии). Попытайтесь это сделать по условию задачи. Если по условию определить не получается, воспользуйтесь специальными таблицами, в которых указаны доминантные и рецессивные признаки.
  2. Нарисуйте условие задачи схематично, используя общепринятые обозначения: А, В – доминантные гены, а, b – рецессивные гены.
  3. Из схемы будет видно какими являются недостающие гены: доминантными или рецессивными.
  Если же известны генотипы детей, задача упрощается. Записывайте генотипы детей, затем анализируйте какой из пары генов мог пойти от матери или отца.
• Разберитесь подробнее на примере задачи. У Захара и Елисея глаза серые, а у их сестры Алефтины - зелёные. Мать этих детей сероглазая, хотя оба её родителя имели зелёные глаза. Ген, ответственный за цвет глаз расположен в неполовой хромосоме (аутосоме). Определить генотипы родителей и детей.
  По линии матери видите, что серый цвет глаз, это рецессивный признак, т.к. он проявляется только в гомозиготном состоянии, т.е. при встрече двух одинаковых генов. В гетерозиготном же состоянии этот признак вытесняет доминантный ген, в данном случае отвечающий за зеленый цвет глаз.
  Записывайте решение так: А – ген, отвечающий за зеленый цвет глаз(доминантный), а – ген, отвечающий за серый цвет глаз(рецессивный). Обозначьте известные признаки буквами.
  P: мать: аа отец: __
  G: мать: a отец: __
  F: aa, aa, Aa
  Далее рассуждайте так: если у сыновей серые глаза(признак, который проявляется в гомозиготном состоянии), один ген у них от матери, а другой от отца, следовательно, у отца тоже имеется рецессивный ген. Если у дочери присутствует доминантный ген, то он точно пошел от отца, т.к. у матери его быть не может(из-за того что ее глаза серого цвета).
  Составляйте полную схему:
  P: мать: аа отец: Аа
  G: мать: a отец: А, а
  F: aa, aa, Aa
  Задача решена.

Генетика - наука не только интересная, но ещё и удобная. Исследования ученых доказали, что очень многое в нас от нас не зависит, а досталось в наследство. Гены, ничего не поделаешь.

Доминант и рецессив

Не секрет, что наша внешность складывается из ряда признаков, которые определяются наследственностью. Можно говорить о цвете кожи, волос, глаз, росте, телосложении и так далее.

Большинство генов имеют две или более вариаций, называемых аллелями. Они могут быть доминантными и рецссивными.

Полное доминирование одной аллели наблюдается крайне редко, в том числе и по причине косвенного воздействия других генов. Также на внешний вид малыша влияет множественный аллелизм, наблюдаемый у ряда генов.
Поэтому ученые говорят только о более высокой вероятности появления у детей внешних признаков, вызванных доминантными аллелями родителей, но не более того.

Например, темный цвет волос является доминирующим над светлым. Если оба родителя имеют черные или русые волосы, то и ребенок будет темноволосый.

Исключения возможны в редких случаях, если в роду со стороны обоих родителей были, например, блондины. Если же оба родителя являются обладателями светлых волос, то вероятность, что малыш будут брюнетом, возрастает. Вьющиеся волосы с большей вероятностью передадутся по наследству, потому что они являются доминирующими. Что касается цвета глаз, то сильными являются также темные цвета: черные, карие, темно зеленые.

Такие особенности внешности, как ямочки на щеках либо подбородке доминируют. В союзе, где хотя бы у одного партнера есть ямочки, они, скорее всего, передадутся младшему поколению. Практически все ярко выделяющиеся особенности внешности являются сильными. Это может быть большой, длинный нос или горбинка на нем, оттопыренные уши, густые брови, пухлые губы.

Будет ли девочка послушной?

Станет ли дочка опрятной девочкой, обожающей куклы, или будет расти, как мальчишка, играя в «казаков-разбойников», во многом определяется материнским инстинктом, который, как выяснилось, зависит от двух генов.

Исследования, проводимые организацией Human Genom Organisation (HUGO), шокировали научное сообщество, когда представили доказательства, что инстинкт материнства передается исключительно по мужской линии. Именно поэтому ученые утверждают, что по поведенческой модели девочки с большей долей вероятности будут похожи на бабушек по отцу, чем на родных матерей.

Наследуемая агрессивность

Российским ученым в проекте Геном Человека ставилась задача определить, являются ли агрессивность, раздражительность, активность и общительность – генетически наследуемыми признаками, или формируются в процессе воспитания. Изучалось поведение детей-близнецов в возрасте от 7 до 12 месяцев и их генетическая связь с типом поведения родителей.

Выяснилось, что три первые черты темперамента имеют наследственную природу, а вот общительность на 90% формируется в общественной среде. Например, если кто-то из родителей склонен к агрессии, то с вероятностью 94% это же повторится в малыше.

Высокогорные гены

Генетикой можно объяснить не только внешние признаки, но даже и национальные особенности разных народов. Так, в геноме шерпов есть аллель гена EPAS1, который увеличивает присутствие гемоглобина в крови, что объясняет их приспособленность к жизни в высокогорных условиях. Этой адаптации нет больше ни у одного народа, но точно такой же аллель найден в геноме денисовцев - людей, не относящихся ни к неандертальцам, ни к виду Homo Sapiens. Вероятно, много тысячелетий назад денисовцы скрещивались с общими предками китайцев и шерпов. Впоследствии китайцы, живущие на равнинах, данный аллель утратили за ненадобностью, а у шерпов он сохранился.

Гены, сера и пот

Гены отвечают даже за то, как сильно человек потеет, и какая у него ушная сера. Существует две версии гена ABCC11, распространённых в человеческой популяции. У тех из нас, кто владеет хотя бы одной из двух копий доминантной версии гена, выделяется жидкая ушная сера, а у обладателей двух копий рецессивного варианта ушная сера твёрдая. Также ген ABCC11 отвечает за выработку протеинов, которые выводят пот из пор в подмышках. У людей с твёрдой ушной серой такой пот не выделяется, поэтому у них нет проблем с запахом и необходимости постоянно пользоваться дезодорантом.

Ген сна

Сон обычного человека составляет 7-8 часов в сутки, однако при наличии мутации в гене hDEC2, регулирующем цикл сон-бодрствование, необходимость во сне может сокращаться до 4 часов. Носители этой мутации за счёт дополнительного времени часто добиваются большего в жизни и карьере.

Ген речи

Ген FOXP2 играет у человека важную роль в формировании речевого аппарата. Когда это выяснилось, генетиками был проведен эксперимент по внедрению гена FOXP2 шимпанзе, в надежде, что обезьяна заговорит. Но ничего подобного не произошло – зона, отвечающая у человека за функции речи, у шимпанзе регулирует вестибулярный аппарат. Умение лазить по деревьям в ходе эволюции для обезьяны оказалось куда важнее, чем развитие навыков речевого общения.

Ген счастья

Вот уже все последнее десятилетие генетика бьется над доказательством, что для счастливой жизни нужны соответствующие гены, а точнее, так называемый ген 5-HTTLPR, который отвечает за транспортировку серотонина («гормона счастья»).

В прошлом столетии эта теория считалась бы безумной, но сегодня, когда уже открыты гены, отвечающие за облысение, долголетие или влюбленность, ничего уже не кажется невозможным.

Чтобы доказать свою гипотезу, ученые Лондонской медицинской школы и школы экономики опросили несколько тысяч человек. По итогам, волонтеры, у которых было две копии гена счастья от обоих родителей, оказались оптимистами и не склонными к какой-либо депрессии людьми. Результаты исследования были опубликованы Ян-Эммануэлем де Неве в журнале Journal of Human Genetics. При этом ученый подчеркнул, что вскоре могут быть найдены и другие «счастливые гены».

Тем не менее, если у вас, по каким-то причинам, долгое время держится плохое настроение, не стоит слишком уповать на свой организм и винить матушку-природу, в том, что она «обделила счастьем». Ученые утверждают – человеческое счастье зависит от многих фактором: «Если вам не везет, вы потеряли работу или, расстались с близкими, то это будет гораздо более сильный источник несчастья, независимо от того какое количество каких генов у вас есть», - заявил де Неве.

Гены и болезни

Гены влияют и на то, к каким болезням у человека может быть склонность. Всего на сегодняшний день описано около 3500 , и для половины из них установлен конкретный виновный ген, известно его строение, типы нарушений и мутации.

Долголетие

Ген долголетия обнаружили учёные из Медицинской школы Гарварда в Массачусетсе ещё в 2001 году. Ген долголетия - это фактически последовательность из 10 генов, которая может хранить в себе секрет долгой жизни.

При реализации проекта были изучены гены 137 100-летних людей, их братьев и сестёр в возрасте от 91 до 109 лет. У всех испытуемых нашли «хромосому 4», и учёные считают, что именно в ней содержится до 10 генов, которые влияют на здоровье и продолжительность жизни.

Эти гены, как полагают учёные, позволяют их носителям успешно бороться с раком, сердечными заболеваниями и слабоумием и ещё некоторыми заболеваниями.

Тип фигуры

Гены отвечают и за тип фигуры. Так, склонность к ожирению часто возникает у людей, имеющих дефект в гене FTO. Данный ген нарушает баланс «гормона голода» грелина, что приводит к нарушению аппетита и врождённому стремлению съедать больше, чем нужно. Понимание данного процесса даёт надежду на создание препарата, уменьшающему концентрацию грелина в организме.

Цвет глаз

Традиционно полагается, что цвет глаз определяется наследственностью. За светлые глаза отвечает мутация гена OCA2. За синий или зелёный цвет отвечает ген EYCL1 хромосомы 19; за коричневый - EYCL2; за коричневый или синий - EYCL3 хромосомы 15. Кроме того, с цветом глаз связаны гены OCA2, SLC24A4, TYR.

Еще в конце XIX века существовала гипотеза, что у предков человека были исключительно темные глаза. Ханс Эйберг, современный датский ученый из Копенгагенского университета, провел научные исследования, подтверждающие и развивающие эту идею. По результатам исследований, отвечающий за светлые оттенки глаз ген ОСА2, мутации которого отключают стандартный окрас, появился лишь в период мезолита (10000-6000 лет до н. э.). Ханс собирал доказательства с 1996 года и сделал выводы, что ОСА2 регулирует выработку меланина в организме, и любые изменения в гене снижают эту способность и нарушают его функционирование, делая глаза голубыми.

Профессор также утверждает, что все голубоглазые обитатели Земли имеют общих предков, т.к. этот ген передается по наследству. Однако разные формы одного и того же гена, аллели, всегда находятся в состоянии конкурентной борьбы, причем более темный цвет всегда «выигрывает», в результате чего у родителей с голубыми и карими глазами дети будут кареглазыми, и только у голубоглазой пары может появиться малыш с глазами холодных оттенков.

Группа крови

Группа крови будущего малыша – это самое предсказуемое из всех наследственных признаков. Все достаточно просто. Зная группу крови родителей, можно сказать какой она будет у ребенка. Так, если у обоих партнеров 1 группа крови, то у их малыша будет аналогичная. При взаимодействии 1 и 2, 2 и 2 групп крови дети могут унаследовать одну из этих двух вариантов. Абсолютно любая группа крови возможна у ребенка, чьи родители 2 и 3 групп.

Многие мамы в ожидании малыша часто думают, каким он родится, какого цвета глазки и волосы у него будут, какой носик, губки и рост. Будет ли он похож на родителей или унаследует черты кого-то из родственников? Генетика может дать ответы на эти вопросы еще до рождения крохи.

Опираясь на законы генетики, давайте рассмотрим алгоритмы, по которым чаще всего формируется внешность ребенка.

Цвет глаз

Если у папы глаза темно-карие, а у мамы голубые, то у ребенка с большой вероятностью будут именно карие глазки. Ген карих глаз является доминантным (сильным), а голубой — рецессивным (слабым). Если у обоих родителей карие глаза, то у них вряд ли родиться ребенок с зелеными, серыми или голубыми глазками. Пройдет время — и они начнут темнеть, постепенно превращаясь в карие.

А вот если оба родителя голубоглазые, то и малыш с большой долей вероятности будет иметь голубой оттенок глаз.

Доминантные признаки

Если хотя бы у одного родителя есть ямочки на щеках, нос с горбинкой (или большой/кривой) или оттопыренные уши, то очень велика вероятность, что и у ребеночка будет эта особенность внешности. Дело в том, что эти, как нами принято считать, недостатки, являются доминантными признаками и «проклевываются» во внешности малыша.

Но, как правило, проявляется только одна такая особенность, реже — две сразу.

Цвет волос

Ген темных волос перевешивает ген светлых, поскольку его пигмент является сильным. Если оба родителя — светлые, то ребеночек тоже родиться блондином или светло-русым. А если папа — яркий брюнет, а мама — блондинка, то волосы у малыша будут темными или русыми.

Интересный факт: у ребенка, который родился темным от такой комбинации в будущем свои дети могут быть светленькими. Дело в том, что дети смешанных генов получают и сильный ген отца, и слабый матери. Позже, слабый ген может «объединиться» со слабым геном партнера — и внешность ребенка будет светлой.

Также ребенок может быть совсем не похож на вас, если унаследует блуждающие гены дальних родственников. Так в семье шатенов может вдруг появиться на свет рыженький малыш, а также бывают случаи, когда у белокожих родителей рождался темнокожий ребенок, если в роду даже несколько поколений назад были мулаты.

instagram @sarahdriscollphoto

Кудри или гладкий волос

Волнистость и кудрявость волос — также доминантный признак, который, скорее всего, проявится у ребенка, если хотя бы у одного из родителей он есть.

Рост ребенка

Если верить генетикам, то рост ребенка — среднее арифметическое роста родителей. В основном так и получается: у высоких мам и пап вырастают рослые детки, а у невысоких — низенькие или среднего роста. Также ребенок может значительно перерасти своих родителей, если занимается видами спорта, которые помогают вытянуться, например, баскетболом.

Секреты генетики

Еще давно люди стали замечать, что мальчики в основном похожи на мам, а девочки — на пап. На этот счет даже пословица есть, которая гласит, что если девушка похожа на папу — счастливой будет.

Действительно, мальчики чаще всего похожи на своих мам, поскольку наследуют от них только одну Х-хромосому, которая отвечает за внешние данные.

А вот с внешностью девочки — не все так однозначно, поскольку ребенок берет одну Х-хромосому от мамы, а одну — от отца, поэтому может быть похожим на обоих родителей.

Задача 12 . У человека ген праворукости доминирует над геном леворукости. Женщина – левша вышла замуж за мужчину – правшу, отец которого был левшой. Какова вероятность рождения детей – левшей в этой семье?

Решение . Обозначим гены:

А - праворукость

а - леворукость

Так как женщина левша, она гомозигтна по гену а (её генотип аа). Ёе муж правша, следовательно – в его генотипе должен быть ген А. Известно, что его отец был левшой, поэтому мужчина должен быть гетерозиготным: Аа. Записываем генотипы родителей, их гаметы и генотипы детей в F 1:

Р ♀ аа – ♂ Аа

Гомозиготные особи образуют только один вид гамет. В данном случае у женщины гаметы содержат рецессивный ген а. Гетерозигиты образуют два типа гамет А и а. При слиянии мужских гамет с женскими может быть два варианта генотипов Аа и аа в равном соотношении 1:1. Значит на долю левшей аа приходится ½ или 50% всего потомства.

Ответ: вероятность рождения детей-левшей в данной семье равна 50%.

Задача 13. Фенилкетонурия (нарушение обмена фенилаланина) определяется аутосомным рецессивным геном. В семье здоровых родителей родился ребёнок с фенилкетонурией. Определить генотипы родителей и вероятность того, что следующий ребёнок будет здоровым.

Решение : Обозначим гены:

А – нормальный обмен фенилаланина

а – фенилкетонурия

Так как родители были здоровы, в их генотипах имеется доминантный ген А. Поскольку у них родился больной ребёнок с генотипом аа, в генотипах родителей должен быть рецессивный ген а, т.е. родители должны быть гетерозиготны. Выписываем генотипы родителей, все возможные виды гамет и генотипы в Г 1:

Р ♀ Аа – ♂ Аа

F 1 АА, Аа, Аа, аа

здоровые больной

Так как родители гетерозиготны, они образуют по 2 типа гамет: А и а. При слиянии мужских и женских гамет образуется 4 генотипа, один из которых аа (1/4 часть) соответствует больному фенилкетонурией, З:АА, Аа, Аа (т.е. ¾ части) соответствует здоровым. Так как всё потомство составляет 1 часть или 100%, то вероятность здорового ребёнка будет ¾ или 75%.

Ответ: вероятность рождения здорового ребёнка в данной семье равна 75%.

Задача 14. Одна из форм цистинурии (нарушение обмена 4 аминокислот) обусловлена аутосомным рецессивным геном. У гомозигот по этому гену наблюдается образование цистиновых камней в почках, а у гетерозигот - лишь повышенное содержание цистина в моче. Определить вероятность рождения здоровых детей в семье, где один из супругов был здоров, а второй имел повышенное содержание цистина в моче.

Решение. Обозначим гены:

А – нормальный обмен

а – цистинурия

Поскольку один супруг здоров, его генотип АА; второй имеет повышенное содержание цистина в моче, значит его генотип – Аа.

Р ♀ АА – ♂ Аа

У женщины образуется один вид гамет А, поэтому что она гомозиготна АА, у мужчины – два вида гамет А и а, так как он гетерозиготен. В F 1 возможны два вида генотипов АА и Аа. АА – здоровый, Аа – соответствует повышенному содержанию цистина в моче. АА составляет ½ или 50% от всего потомства.

Ответ: вероятность рождения здоровых детей в данной семье равна 50%.

Задача 15 . У крупного рогатого скота ген комолости (отсутствие рогов) доминирует над геном рогатости. Какое потомство можно ожидать от скрещивания комолого быка с рогатыми коровами, если известно, что в прошлом от этого быка у одной из коров был рогатый телёнок?

Решение . Обозначим гены:

А – комолость

а – рогатость

Поскольку от комолого быка был рогатый телёнок с генотипом аа, генотип быка должен быть Аа.

Р ♀ аа х ♂Аа

комол. рогатый

У рогатой коровы генотип аа, она образует один тип гамет а, у быка с генотипом Аа формируется два типа гамет А и а. При их слиянии с женскими гаметами а образуются генотипы Аа и аа в равном соотношении, те. по 50%.

Ответ: от скрещивания комолого быка с генотипом Аа с рогатым коровами можно ожидать в потомстве 50% комолых и 50% рогатых телят.

Задача 16 . Ген чёрной окраски крупного рогатого скота доминирует над геном красной. Какое потомство можно ожидать от скрещивания чёрного быка с чёрной коровой, если известно, что они гетерозиготны?

Задача 17. У мухи дрозофилы ген серой окраски тела доминирует над геном чёрной окраски. Чёрная самка скрещена с серым гетерозиготным самцом. Какое потомство можно ожидать в первом поколении?

Задача 18 . Кохинуровые норки (светлая окраска с чёрным крестом на спине) получаются в результате скрещивания белых норок с тёмными. При скрещивании белых норок между собой получается белое потомство, а при скрещивании тёмных – тёмное. Какое потомство можно ожидать от скрещивания:

а) чёрных норок с кохинуровыми?

б) кохинуровых норок с белыми?

в) кохинуровых норок между собой?

Задача 19. У человека полидактилия (многопалость) обусловлена доминатным аутосомным геном. Женщина, имеющая нормальное количество пальцев, вышла замуж за мужчину, гетерозиготного по гену полидактилии. Какова вероятность рождения шестипалых детей в этой семье?

Задача 20 . У человека ахондроплазия (карликовость за счёт укорочения скелета конечностей) детерминирована доминантным аутосомным геном. Нормальная женщина вышла замуж за мужчину с ахондроплазией. Какова вероятность рождения здоровых детей в данной семье?

Задача 21 . Одна из форм цистинурии (мочекаменная болезнь) детерминирована рецессивным аутосомным геном. У гомозигот по этому гену наблюдается образование камней в почках, а у гетерозигот – повышенное содержание цистина в моче. Определите возможные формы проявления цистинурии в семье где муж страдал этим заболеванием, а жена имела повышенное содержание цистина в моче.

Задача 22 . У человека ген праворукости доминирует над геном леворукости. Женщина – левша вышла замуж за мужчину правшу, отец которого был левшой. Определите вероятность рождения левшей в этой семье.

Задача 23 . У человека альбинизм (отсутствие пигментации) обусловлен рецессивным аутосомным геном. У родителей с нормальной пигментацией родился сын-альбинос. Какова вероятность рождения следующего ребёнка с нормальной пигментацией?

Образец решения задачи

на определение генотипа и фенотипа родителей

по генотипу и фенотипу потомков

Задача: Нормальный слух у человека обусловлен доминантным геном А , а наследственная глухонемота определяется рецессивным геном а . От брака глухонемой женщины с нормальным мужчиной родился глухонемой ребёнок. Определите генотипы родителей.

Ход решения задачи:

1. Делаем краткую запись условия задачи:

Дано:

А- нормальный слух

а- глухонемота

Генотип Р - ?

2. Определяем генотипы родителей.

По условию задачи женщина глухонемая, у неё фенотипически проявляется рецессивный признак, поэтому её генотип однозначен - аа. Мужчина - с нормальным слухом, у него фенотипически проявляется доминантный признак. Организм, у которого проявляется доминантный признак, может иметь два варианта генотипа - АА или аа . Так как по условию задачи точно определить генотип отцовского организма невозможно, но зная, что он содержит доминантный ген, запишем его генотип как А - .

3. Записываем схему скрещивания:

Решение:

Р ♀ аа × ♂ А -

4. Под генотипом подписываем фенотип:

Р ♀ аа × ♂ А -

глухонемая норм. слух

5. Записываем генотип и фенотип потомства F 1 :

В потомстве появился глухонемой ребёнок. У него фенотипически проявляется рецессивный признак, поэтому его генотип однозначен - аа .

Р ♀ аа × ♂ А -

глухонемая норм. слух

глухонемой

6. Анализируем генотипы родителей и потомства.

Аа .

7. Переписываем схему скрещивания, используя установленные генотипы родителей:

Р ♀ аа × ♂ А а

глухонемая норм. слух

8. Записываем типы гамет родителей:

Р ♀ аа × ♂ А а

глухонемая норм. слух

9. Получаем потомков F 1 :

F1 аа Аа

глухонемой норм. слух

10. Проводим анализ скрещивания:

В F1 произошло расщепление 1:1. Такое расщепление получается при скрещивании гетерозиготной особи с особью, гомозиготной по рецессивному признаку. Следовательно, установленные нами генотипы родителей верны.

Краткая запись решения задачи:

Р ♀ аа × ♂ А -

глухонемая норм. слух

глухонемой

Зная, что каждая особь F1 получает один ген от материнского организма и один ген от отцовского, видно, что от отцовского организма она получила рецессивный ген. Следовательно, генотип ♂ - Аа .

Р ♀ аа × ♂ А а

глухонемая норм. слух

F1 аа Аа

глухонемой норм. слух

По генотипу: 1(Аа ) : 1(аа )

Аа - гетерозиготный организм

аа - гомозиготный организм по рецессивному гену.

По фенотипу: 1: 1(50% или 1/2 глухонемых: 50% или 1/2с нормальным слухом).

Ответ: генотип ♀- аа, ♂- Аа.