Genetika: uždaviniai su sprendimais žingsnis po žingsnio
Nemokami uždaviniai tema Genetika su brėžiniais, užuominomis ir išsamiais sprendimais. Kiekvieną kartą naujos reikšmės, trijų lygių: monohibridinis kryžminimas, dihibridinis kryžminimas, Hardžio–Vainbergo dėsnis.
Nemokamas pratybų uždavinysLengvas
Kryžminami du Tt tėvai. T duoda apvalios sėklos ir dominuoja t, kuris duoda raukšlėtos sėklos. Spustelėkite langelį palikuoniui, kuris turi apvalios sėklos ir yra homozigotinis.
Genas yra DNR atkarpa, valdanti požymį, pavyzdžiui, žirnių žiedų spalvą. Kiekvienas augalas ar gyvūnas turi dvi kiekvieno geno kopijas: po vieną iš kiekvieno iš tėvų.
Genas gali turėti skirtingas versijas, vadinamas aleliais. Žiedo spalvai A duoda purpurinę, o a – baltą.
Organizmo turima alelių pora yra jo genotipas: AA, Aa arba aa. Tai, ką galima matyti, pavyzdžiui, purpurinę ar baltą spalvą, yra jo fenotipas.
Homozigotinis: du vienodi aleliai, AA arba aa.
Heterozigotinis: du skirtingi aleliai, Aa.
Vienas alelis dažnai yra dominantinis (didžioji raidė) kito, recesyvinio (mažoji raidė), atžvilgiu. Pakanka vieno dominantinio alelio, kad požymis pasireikštų. Recesyvinis požymis pasireiškia tik aa.
Taigi AA ir Aa augalai abu purpuriniai. Tik aa augalai balti.
Savikontrolė Purpurinė (A) yra dominantinė baltosios (a) atžvilgiu. Kokios spalvos augalas, kurio genotipas Aa?
Balta
Purpurinė
Tai priklauso nuo to, kuris iš tėvų davė A
Šviesiai purpurinė, abiejų mišinys
Atsakymas: Purpurinė. Esant visiškai dominavimui pakanka vieno A: Aa atrodo kaip AA. Mišri spalva reikštų nevisišką dominavimą, o čia taip nėra.
2Punnett kvadratas
Kiekvienas iš tėvų kiekvienam palikuoniui perduoda vieną iš dviejų savo alelių, pasirinktą atsitiktinai. Tėvas Aa duoda A arba a, kiekvieną su ½ tikimybe.
Punnett kvadratas išvardija visus derinius. Vieno iš tėvų aleliai rašomi viršuje, kito – šone, o kiekvienas langelis yra vienas vienodai tikėtinas palikuonis.
Tikimybė yra langelių su tuo rezultatu skaičius, padalytas iš 4.
Savikontrolė Aa augalas kryžminamas su aa augalu. Kokia tikimybė, kad palikuonis turės baltus žiedus (aa)?
0,25
0,5
0,75
0
Atsakymas: 0,5. Tėvas aa visada duoda a, taigi palikuonis yra Aa arba aa, kiekvienas iš 4 langelių po 2: 2/4 = 0,5. 0,25 yra atsakymas kryžminimui Aa × Aa.
3Du genai ir ištisos populiacijos
Kai du genai yra skirtingose chromosomose, aleliai paveldimi nepriklausomai. Todėl galite kiekvieną geną nagrinėti atskirai ir tikimybes sudauginti.
Kryžminant AaBb × AaBb: aukštas (A_) turi ¾ tikimybę, o apvalus (B_) – ¾. Aukštas ir apvalus kartu: ¾ · ¾ = 9/16.
Taip apskaičiavus visus keturis derinius gaunamas klasikinis dihibridinio kryžminimo santykis 9 : 3 : 3 : 1.
Visai populiacijai Hardy–Weinberg modelis aprašo, kaip dažni yra kiekvienas alelis ir genotipas. Tegul p yra A dažnis, o q – a dažnis:
p + q = 1 p² + 2pq + q² = 1
p² yra AA dalis, 2pq – Aa dalis (nešiotojai), q² – aa dalis.
Matote, kurie yra aa, todėl dažniausiai duota q². Tada q = √(q²) ir p = 1 − q.
Modelis galioja didelei populiacijai, kurioje poruojamasi atsitiktinai ir nėra atrankos, mutacijų ar migracijos.
Savikontrolė Kryžminant AaBb × AaBb, kokia tikimybė, kad palikuonis yra aabb?
1/16
1/4
1/8
9/16
Atsakymas: 1/16. aa tikimybė ¼ ir bb taip pat ¼, taigi aabb yra ¼ · ¼ = 1/16. 1/4 įskaito tik vieną geną, o 9/16 yra abiejų dominantinių požymių tikimybė.
4Metodas žingsnis po žingsnio
Kryžminimai:
Užrašykite kiekvieno iš tėvų genotipą ir alelius, kuriuos jis gali perduoti.
Vienam genui: nubraižykite 2 × 2 Punnett kvadratą ir suskaičiuokite langelius su klausiamu genotipu ar fenotipu.
Dviem genams: kiekvieną geną išnagrinėkite atskirai, tada tikimybes sudauginkite.
Tikimybę pateikite trupmena arba dešimtaine trupmena tarp 0 ir 1.
Hardy–Weinberg:
Dalis, turinti recesyvinį požymį, yra q². Procentus užrašykite dešimtaine trupmena: 9 % = 0,09.
q = √(q²), tada p = 1 − q.
Nešiotojai: 2pq. Homozigotiniai dominantiniai: p². Individų skaičiui dauginkite iš populiacijos dydžio.
5Išspręstas pavyzdys
Sekite kiekvieną žingsnį. Pabandykite nuspėti kitą, prieš jį atidarydami.
Išspręstas pavyzdys
Aukštas (A) dominuoja žemą (a), o apvalios sėklos (B) – raukšlėtas (b). Genai yra skirtingose chromosomose. Kryžminant AaBb × Aabb, kokia tikimybė P, kad palikuonis aukštas su apvaliomis sėklomis?
1
Atskirkite genus
Genai nepriklausomi, todėl žiūrėkite į juos po vieną. Aukštis: Aa × Aa. Sėklų forma: Bb × bb.
2
Aukštis: Aa × Aa
Aukštam reikia bent vieno A: 3 iš 4 langelių. P(aukštas) = ¾ = 0,75.
3
Sėklų forma: Bb × bb
Apvaliam reikia bent vieno B: 2 iš 4 langelių. P(apvalus) = ½ = 0,5.
4
Sudauginkite
P = 0,75 · 0,5 = 0,375
5
Patikrinkite atsakymą
Trupmena tai yra ¾ · ½ = 3/8. Atsakymas yra tarp 0 ir 1 ir mažesnis už kiekvieną atskirą tikimybę, kaip ir turi būti sakant „abu kartu“.
Atsakymas
P = 0,375 (3/8)
6Dažnos klaidos
Painiojamas genotipas ir fenotipas. Aa ir AA yra skirtingi genotipai, bet tas pats fenotipas.
Aa laikomas recesyviniu. Recesyvinis požymis pasireiškia tik aa.
Dviejų genų tikimybės sudedamos, o ne sudauginamos.
Hardy–Weinberg modelyje q² naudojamas kaip q. Pirmiausia ištraukite kvadratinę šaknį.
Procentai naudojami kaip dešimtainė trupmena nepadalijus iš 100.
Savikontrolė Recesyvinė būklė pasireiškia 9 % Hardy–Weinberg pusiausvyroje esančios populiacijos. Kuri populiacijos dalis yra nešiotojai?
0,16
0,21
0,42
0,49
Atsakymas: 0,42. q = √0,09 = 0,3 ir p = 0,7, taigi 2pq = 2 · 0,7 · 0,3 = 0,42. 0,21 pamiršta 2, 0,49 yra p², o 0,16 naudoja q = 0,09 be kvadratinės šaknies.
7Kaip atrodo egzamino uždaviniai
Lengvi: monohibridiniai kryžminimai. Vienas genas, pavyzdžiui, AA × Aa arba Aa × Aa; raskite fenotipo ar genotipo, pavyzdžiui, Aa, tikimybę.
Vidutiniai: dihibridiniai kryžminimai. Du nepriklausomi genai, pavyzdžiui, AaBb × Aabb; raskite požymių derinio tikimybę.
Sunkūs: Hardy–Weinberg. Pagal dalį, turinčią recesyvinį požymį, raskite nešiotojus arba homozigotinių dominantinių individų skaičių.
Sunkaus klausimo pavyzdys: 4 % iš 5000 žmonių turi recesyvinį požymį. q = 0,2, p = 0,8, taigi 0,64 · 5000 = 3200 žmonių yra homozigotiniai dominantiniai.
Žirnių augaluose purpurinė spalva (A) yra dominantinė baltosios (a) atžvilgiu. Augalas, kurio genotipas Aa, kryžminamas su augalu, kurio genotipas aa. Kokia tikimybė P, kad palikuonio žiedai purpuriniai?
Aa × aa
Raskite P
Rodyti užuominas
Užrašykite kiekvieno tėvo gametas ir užpildykite Penneto gardelę.
Kiekvienas iš keturių langelių vienodai tikėtinas.
Violetinė spalva pasireiškia esant bent vienam A: AA arba Aa.
Rodyti atsakymą ir sprendimą žingsnis po žingsnio
Mendelio genetika: kiekvienas tėvas perduoda vieną atsitiktinai parinktą kiekvieno geno alelį. Penneto gardelėje surašomi visi gametų deriniai, kiekvienas vienodai tikėtinas. Dominantinis alelis (didžioji raidė) pasireiškia visada, kai jis yra; recesyvinis – tik homozigotinėje formoje. Skirtingose chromosomose esantys genai paveldimi nepriklausomai, todėl jų tikimybės dauginamos.
Penneto gardelė
Aa, Aa, aa, aa
Suskaičiuokite
P = 2/4 = 0,5
Atsakymas
P = 0,5
Pavyzdys 2Vidutinis
Duchenne raumenų distrofija yra X susietas recesyvinis (alelis d). Motina nešiotoja XDXd turi vaikų su nesergančiu tėvu, XDY. Motinos gametos rašomos šone. Spustelėkite langelį: nesergantis sūnus.
♀ XDXd♂ XDY
1Xd × Y
2Xd × XD
3XD × Y
4XD × XD
Rodyti užuominas
Sūnus iš tėvo gauna Y, todėl jo vienintelė X yra iš motinos.
Duktė gauna po vieną X iš kiekvieno iš tėvų; nešiotoja turi vieną d alelį.
Pažiūrėkite į Y stulpelį.
Rodyti atsakymą ir paaiškinimą
Punnett kvadratas: vieno iš tėvų gametos rašomos viršuje, kito – šone. Kiekvienas langelis sujungia virš jo esančią gametą su šalia esančia gameta, ir kiekvienas langelis vienodai tikėtinas. Recesyvinis požymis pasireiškia tik tada, kai abu aleliai recesyviniai; su X susietam požymiui sūnūs savo vienintelę X gauna iš motinos.
Užpildykite kvadratą
XdY, XdXD, XDY, XDXD
Raskite langelį
XD × Y = XDY
Atsakymas
Langelis XD × Y → XDY
Pavyzdys 3Sunkus
10000 individų populiacijoje, esančioje Hardžio–Vainbergo pusiausvyroje, 4% pasižymi recesyviniu požymiu. Kiek individų N turėtų būti dominantinės homozigotos?
N = 10000q² = 0,04
Raskite N
Rodyti užuominas
q² – recesyvinio fenotipo dažnis.
Raskite q, tada p = 1 − q. Dominantinių homozigotų dažnis yra p².
p = 0,8.
Rodyti atsakymą ir sprendimą žingsnis po žingsnio
Hardžio–Vainbergo dėsnis: didelėje populiacijoje, kurioje kryžminimasis atsitiktinis ir nėra atrankos, alelių dažniai p (dominantinis) ir q (recesyvinis), p + q = 1, duoda genotipų dažnius p², 2pq ir q².
Alelių dažniai
q = √0,04 = 0,2
p = 0,8
Dominantinės homozigotos
p² = 0,64
N = 10000·0,64 = 6400
Atsakymas
N = 6400
Klausimai ir atsakymai
Genetika: kas tai?
Genas gali turėti skirtingas versijas, vadinamas aleliais. Žiedo spalvai A duoda purpurinę, o a – baltą.
Organizmo turima alelių pora yra jo genotipas: AA, Aa arba aa. Tai, ką galima matyti, pavyzdžiui, purpurinę ar baltą spalvą, yra jo fenotipas.
Genetika: kaip spręsti uždavinius žingsnis po žingsnio?
Mendelio genetika: kiekvienas tėvas perduoda vieną atsitiktinai parinktą kiekvieno geno alelį. Penneto gardelėje surašomi visi gametų deriniai, kiekvienas vienodai tikėtinas. Dominantinis alelis (didžioji raidė) pasireiškia visada, kai jis yra; recesyvinis – tik homozigotinėje formoje. Skirtingose chromosomose esantys genai paveldimi nepriklausomai, todėl jų tikimybės dauginamos.
Genetika: ką lavinsite?
Lengvas: monohibridinis kryžminimas
Vidutinis: dihibridinis kryžminimas
Sunkus: Hardžio–Vainbergo dėsnis
Kiekviename uždavinyje naujos reikšmės, todėl išmokstate metodą, o ne atsakymą. Strigote? Pirmiausia atverkite nedidelę užuominą, o visą paaiškinimą – tik kai jo prireiks.
Kaip vyksta praktika
Kiekviename uždavinyje naujos reikšmės, todėl išmokstate metodą, o ne atsakymą.
Strigote? Pirmiausia atverkite nedidelę užuominą, o visą paaiškinimą – tik kai jo prireiks.
Jūsų pažanga, klaidos ir išsaugoti uždaviniai išlieka, todėl prieš egzaminą galite viską pakartoti.