В с е р

VI Всероссийский конкурс
«Генетика вокруг нас, генетика внутри нас»
Максимальное количество баллов – 100
Примерные ответы на задания конкурса
Решение задач необходимо оформить в соответствии с существующими правилами!
Приведите аргументы, подтверждающие Ваш ответ, если в этом есть необходимость.
Задание №1 (до 20 баллов)
Сегодня каждому Российскому ребёнку хорошо знаком мультсериал
«Барбоскины». Надеемся, что и Вы не являетесь здесь исключением.
Вопросы:
1. Какие
генетические
казусы
были
допущены
художникамимультипликаторами с точки зрения генетики при разработке образов
персонажей собачьей семьи Барбоскиных?
2. Где в этой ситуации возникает расхождение между имеющимися
фенотипами родителей и их многочисленным потомством с существующими
механизмами наследования внешних признаков при селекционном
разведении собак?
Примерный ответ:
Если внимательно изучить фенотипы родителей и детей в семье
«Барбоскиных», то можно обнаружить следующие генетические казусы:
1. При скрещивании 2-х собак, представителей разных пород (родителей),
получили весьма разнообразное и многочисленное потомство. Дети в семье
«Барбоскиных» очень сильно напоминают представителей других пород
собак. Малыш – чихуахуа, Гена – бульдог, Роза – лабрадор, Лиза –
ирландский сеттер, а Дружок – джек рассел терьер.
2. Родители имеют двух дочерей, одна из которых имеет рыжий цвет волос, а
другая является блондинкой. Оба данных признака рецессивные и за каждый
из них отвечают определенные гены. Допустим, за проявление в фенотипе
рыжего цвета волос отвечают следующие аллели aa. В свою очередь за
проявление в генотипе светлого цвета волос отвечают аллели ff. Однако,
каждый родитель теоретически мог передать только лишь один рецессивный
аллель. Следовательно, генотипы родителей по рассматриваемому признаку
должны быть у обоих, либо Аа, либо Ff (где А и F – доминантные признаки
темного цвета волос), так как в генотипе всегда присутствуют только два
аллеля одного гена.
3. Окрас, ослабленный до кофейного цвета, является рецессивным признаком у
собак (bb) (по К.Литтлу), но в потомстве мы наблюдаем наличие собак,
например, с белым окрасом.
4. Мама Барбоскиных – шоколадная со сплошным окрасом (генотип bbEeSs –
два «шоколадных» гена (bb) в сочетании с гетерозиготностью по признаку
интенсивности окраса (пигментации)) подразумевают, что собака
шоколадная, но при вязке с собакой, также несущей ген (е), может давать в
потомстве рыжих/желтых щенков. Сочетание Ss дает сплошной тип окраса,
но при вязке с собакой, также несущей ген (s), могут получиться пятнистые
щенки). Отец – рыжий обесцвеченный (желтый) с подпалинами на ушах
(генотип bbeeat – такие собаки не имеют темного пигмента (В), а двойной
(bb) в сочетании с (ее) дает светлую окраску. аt – тип окраски с
подпалинами). Однако, их общая дочь Лиза – ярко-рыжая с нормальной
пигментацией и сплошным окрасом, очевидно, имеет генотип ВbееSs
(комбинация (В) с (ее) обуславливает нормальную пигментацию у рыжей
собаки). Каким образом в союз гомозиготных рецессивных по признаку
цвета шерсти (bb) родителей затесался доминантный ген (В), остается
загадкой.
5. Оба родителя окрашены нормально (w), в их генотипе нет W – ген
доминантного белого окраса. Все остальные потомки с данными фенотипами
возможны, так как наследование шерсти зависит не от одного, а множества
генов. Окрас шерсти у собак определяется действием не какого-то одного, а
множества генов: ген А – серия множественных аллелей, определяющая
распределение пигментов по волосу и телу.
В – ген, вызывающий образование черного пигмента, в – вызывает
образование коричневого пигмента.
С – интенсивность пигментации, обеспечивающая способность организма
синтезировать пигмент любого цвета, с – ослабляет рыжую пигментацию до
желтой, а также обусловливает лейцизм (неполный альбиниз). Пигмент
отсутствует почти везде, окрашены только мочка носа, глаза, веки, иногда –
когти.
D – ген, определяющий интенсивность пигментации. D – пигментация
интенсивная. d – получается ослабленный окрас.
Ген Е обусловливает распределение черного (или коричневого в случае bb)
пигмента по телу.
Ген Е черный (или коричневый) пигмент распределен по всему телу. Собака
либо сплошь черная (ЕЕВВ), либо сплошь коричневая (при ЕЕbb). Таким
образом, для получения черных, коричневых и рыжих окрасов необходимо
сочетание обоих аллелей: В и Е. Такое взаимодействие называется
комплементарным.
W – ген доминантного белого окраса; w – нормально окрашенная собака.
Доминантный белый окрас у собак встречается редко. От двух белых собак
этого окраса возможно рождение окрашенных щенков в случае
гетерозиготности обоих родителей по гену W
6. У отца глаза серые, а у матери голубые (рецессивные признаки).
Следовательно, у всех детей глаза также должны быть либо голубыми, либо
серыми. Однако у двоих откуда-то появились зеленые глаза, что является
доминантным признаком.
7. Наследование формы и размера ушной раковины обусловлено генетически
несколькими аллелями. Висячее ухо (ген H) – генотип HH, стоячее – ген с
генотипом hh, полувисячее – (Hh). Часто наблюдаются промежуточные
формы и размеры ушей. Наследование ушной раковины подчинено влиянию
нескольких однозначных генов, т. е. имеет тип полимерного наследования.
Условия выращивания и климатические факторы также могут оказывать
влияние на этот признак, потому что эти факторы влияют в определенной
мере на формирование конституции, появление рыхлости или, наоборот,
излишней сухости и переразвитости. Если предположить, что у мамы
висячие уши, то её генотип – hh, у папы – полувисячие – Hh, то непонятно
как у младшего потомка проявился признак – стоячие уши. Все потомки
должны иметь либо висячие, либо полувисячие уши.
8. ………………….
9. ………………….
10.………………….
Задание №2 (до 20 баллов)
У человека талассемия (гемолитическая анемия) – определяется
доминантным аутосомным геном. Эмбрионы, содержащие данный ген в генотипе,
в гомозиготном состоянии ждет неминуемый летальный исход. У гетерозигот по
данному гену заболевание гемолитической анемией проявляется в легкой форме.
Дальтонизм обусловлен рецессивным геном, сцепленным с Х–хромосомой.
Женщина-дальтоник, гетерозиготная по гену талассемии, вышла замуж за
мужчину, который тоже гетерозиготный по этому гену, но с нормальным зрением.
Вопросы:
1. Какие фенотипы могут быть у детей в этой семье?
2. Если одна из дочерей выйдет замуж за здорового человека, то с какой
вероятностью она родит ребенка-дальтоника?
3. Если одна из дочерей выйдет замуж за здорового человека, и у неё родится
мальчик-дальтоник, то с какой вероятностью она родит второго мальчикадальтоника?
Примерный ответ:
Дано:
Решение:
А - талассемия
а – здоров
АА – лет. исход
Аа – заболевание в легкой
форме
ХD – норм.
цветоощущение
Хd - дальтонизм
1.
P
♀Аа Хd Хd
♂ Аа ХDУ
G1 А Хd ; а Хd
АХD ; а ХD; АУ ; аУ
F1
Варианты возможных генотипов детей:
АХD
Найти:
1. Какие фенотипы могут
быть у детей в этой
семье?
Х
а ХD
АУ
аУ
А Хd
ААХDХd АаХDХd ААХdУ
АаХdУ
а Хd
АаХDХd ааХDХd АаХdУ
ааХdУ
2. Если одна из дочерей Вероятность наличия гена дальтонизма у дочери в этой
выйдет
замуж
за
здорового человека, то семье + 100% (все дочери имеют ген дальтонизма,
с какой вероятностью являются носительницами дальтонизма).
она родит ребенкаАА – летальный исход
дальтоника?
3. Если одна из дочерей 2. Если одна из дочерей выйдет замуж за здорового
выйдет
замуж
за
здорового человека, и человека, то с какой вероятностью она родит ребенкау неё родится мальчик- дальтоника?
дальтоник, то с какой
вероятностью
она P
♀ ХD Хd (у всех дочерей) Х ♂ ХDУ
родит
второго
D
d
ХD ; У
мальчика-дальтоника? G1 Х ; аХ
F1
Варианты возможных генотипов детей:
ХD
У
Хd
ХDХd
ХdУ
ХD
ХD ХD
ХD У
Вероятность = ¼
3.Если одна из дочерей выйдет замуж за здорового
человека, и у неё родится мальчик-дальтоник, то с какой
вероятностью она родит второго мальчика-дальтоника?
Вероятность рождения мальчика дальтоника = ¼
Вероятность рождения второго мальчика дальтоника = ¼
* ¼ = 1/16
Ответ:
Варианты возможных генотипов детей:
АХD
а ХD
АУ
аУ
А Хd
ААХDХd АаХDХd ААХdУ
АаХdУ
а Хd
АаХDХd ааХDХd АаХdУ
ааХdУ
АА – летальный исход
Вероятность рождения мальчика дальтоника = ¼
Вероятность рождения второго мальчика дальтоника = ¼ * ¼ = 1/16
Задание №3 (до 20 баллов)
Синдром Ван дер Хеве наследуется как доминантный аутосомный
плейотропный ген, определяющий голубую окраску склеры, хрупкость костей и
глухоту. Пенетрантность признаков различна. В ряде случаев она составляет по
голубой склере почти 100%, хрупкости костей – 63%, глухоте 60%.
Носитель голубой склеры, являющийся нормальным в отношении других
признаков синдрома, вступает в брак с нормальной женщиной, происходящей из
благополучной по этому синдрому семьи.
Определите:
1. Вероятность рождения в этой семье глухих детей с признаками хрупкости
костей.
Примерный ответ:
Дано:
А - Синдром Ван дер Хеве
а – здоров
Пенетрантность по голубой склере 100%,
хрупкости костей – 63%,
глухоте 60%.
Найти:
1. Вероятность рождения в этой семье
глухих детей с признаками хрупкости
костей.
Решение:
P
♀ АА
G
F1
Аа
х
♂ аа
А;а
а
аа
Так как признаки, за которые ответственен
ген А проявились не полностью, то
носитель
гена,
скорее
всего,
гетерозиготен Аа.
Тогда:
1. Вероятность рождения глухих детей в
этой семье
0,5* 0,6= 0,35
2. Вероятность
рождения
детей
с
хрупкими костями
0,5*0,63= 0,315
3. Отсюда, вероятность рождения детей с
хрупкими
костями
и
глухих
одновременно
0,315 * 0,35=0,11
Ответ: вероятность рождения в этой семье глухих детей с признаками хрупкости
костей – 0,11 = 11%
Задание №4 (до 20 баллов)
Для Примулы китайской (Primula kewensis) характерны следующие
сочетания вариантов признаков: короткие пестики доминируют над длинными;
маджентовая окраска цветков доминирует над красной; зеленое рыльце – над
красным.
В результате эксперимента скрестили гомозиготное растение с коротким
пестиком, маджентовыми розетками и зеленым рыльцем с гомозиготным
растением Х.
Затем потомство, полученное в F1 от этого скрещивания, возвратно
скрестили с растениями, имеющими длинные пестики, красные цветки и красные
рыльца.
В результате чего было получено следующее потомство:
Вопрос:
1. Составьте карту хромосомы, на которой лежат эти гены, указав расстояние
между ними.
Примерный ответ:
Дано:
P - короткий
пестик
P - длинный
пестик
C - маджентовый
цветок
c - красный
цветок
Решение:
P
PP CС RR
x
неизвестное растение
(предположительно с генотипом pp cc rr)
G1
PCR
pcr
R - зеленое
рыльце
R - красное
рыльце
P_ C_ R_
pp cc rr
P_ C_ rr
pp cc R_
P_ cc rr
pp C_ R_
P_ cc R_
pp C_ rr
F1
Pp Cc Rr
F1
Pp Cc Rr
x
pp cc rr
некроссоверные гаметы
1038
1038
634
526
156
180
39
54
G2
PCR pcr
pcr
одинарный кроссинговер
PCr pCR Pcr pcR
двойной кроссинговер
Найти:
1. Составьте
карту
хромосомы, на F2
которой лежат
эти гены, указав
расстояние
между ними.
PcR pCr
некроссоверы
pcr
кроссоверы
кроссоверы
одинарный кроссинговер
двойной
кроссинговер
PCR
pcr
PCr
pCR
Pcr
pcR
PcR
pCr
PpCcR
ppccr
PpCcr
ppCc
Ppccr
ppcc
Ppcc
ppCc
r
r
r
Rr
r
Rr
Rr
rr
Расстояние между генами Р(р) и С(с)
L = 156+180++39+54 / 1068+1038+634+526+156+180+39+54 = 0,12
= 12%
Расстояние между генами Р(р) и R(r)
L = 156+180++634+526 / 1068+1038+634+526+156+180+39+54 =
0,41 = 41%
Расстояние между генами С(с) и R(r)
L = 39+54+634+526 / 1068+1038+634+526+156+180+39+54 = 0,34 =
34%
R
C
34
41
Ответ:
R
P
41
65
11
C
12
P
Задание №5 (до 20 баллов)
Мужчина с атрофией зрительного нерва Лебера – наследственно
обусловленная патология, в первом браке (со здоровой в отношении данного
признака женщиной) имел трое детей (две девочки и одного мальчика). Все дети по
отношению к данному признаку были здоровы.
Во втором браке у этого мужчины было четверо детей (две девочки и два
мальчика), и все они проявляли такую патологию как атрофия зрительного нерва
Лебера. Необходимо также отметить наличие данной патологии и у их матери,
которая имела ещё одного ребёнка с такой же патологией от здорового мужчины.
У мужчины, как и его второй супруги, родственники по женской линии
имели данный недуг.
Вопросы:
1. Объясните каким образом передается данный недуг?
2. Как выглядит генеалогическая схема, соответствующая условию задачи?
Примерный ответ:
Дано:
Решение:
Описание
генеалогической
схемы.
Найти:
1. Объясните, каким
образом
наследуется
данный недуг?
2. Как
выглядит
генеалогическая
схема,
соответствующая
условию задачи?
Ответ:
Для данного заболевания характерно цитоплазматическое наследование, так как
признак передается от матери ко всем детям.