Подготовка к ЕГЭ: анализ родословных по биологии

Подготовка к ЕГЭ. Решение генетических задач по схемам родословных

Генеалогический метод изучения наследственности основан на составлении родословных, по которым можно проследить особенности наследования признаков.

Символы, применяемые при составлении родословных Лицо, в отношении которого составляют родословную, называют пробандом, а его братьев и сестер пробанда называют сибсами.

Правила составления родословных   Родословную изображают так, чтобы каждое поколение находилось на своей горизонтали. Поколения нумеруются римскими цифрами, а члены родословной - арабскими. 2. Составление родословной начинают от пробанда. Расположите символ пробанда (в зависимости от пола - квадратик или кружок, обозначенный стрелочкой) так, чтобы от него можно было рисовать родословную как вниз, так и вверх. 3. Сначала рядом с пробандом разместите символы его родных братьев и сестер в порядке рождения (слева на­ право), соединив их графическим коромыслом. 4. Выше линии пробанда укажите родителей, соединив их друг с другом линией брака. 5. На линии родителей изобразите символы ближайших родственников и их супругов, соединив соответственно их степени родства. 6. На линии пробанда укажите его двоюродных и т.д. братьев и сестер, соединив их соответствующим образом с линией родителей. 7. Выше линии родителей изобразите линию бабушек и дедушек. 8. Если у пробанда есть дети или племянники, расположите их на линии ниже линии пробанда. 9. После изображения родословной (или одновременно с ним) соответствующим образом покажите обладателей или гетерозиготных носителей признака (чаще всего гетерозиготные носители определяются уже после составления и анализа родословной). 10. Укажите (если это возможно) генотипы всех членов родословной. 11. Если в семье несколько наследственных заболеваний, не связанных между собой, составляйте родословную для каждой болезни по отдельности.  

Пример родословной

1.Составление схемы родословной Пример 1. Пробанд страдает гемофилией.У его матери и отца нормальная свертываемость крови ,у дедушки со стороны матери гемофилия, а бабушка здорова,дети пробанда : две дочери и сын с нормальной свертываемостью крови, другой сын страдает гемофилией. В семье отца больных гемофилией нет . Пример 2. Пробанд дальтоник , имеет с материнской стороны бабушку с нормальным зрением и дедушку дальтоника. Мать пробанда - дальтоник. Отец имеет нормальное зрение . Пример 3.По описанию составить генеалогическое древо А.С.Пушкина.

2.Решение задач на моногибридное скрещивание и составление родословных Пример 1. Смуглокожая женщина, мать которой имела светлую кожу. Выходит замуж за светлокожего мужчину, отец которого имел смуглую кожу, а мать- светлую.Каких детей можно ожидать от этого брака , если смуглый цвет кожи- доминантный признак. Пример 2. В брак вступают мужчина и женщина с монголоидным типом лица. Известно , что мать женщины имела европеоидный тип глаз , а родители мужчины- моголоидный тип глаз. Монголоидный тип глаз доминирует над европеоидным. Определите возможный генотип мужчины и генотипы детей. 3.Анализ родословных

1.Аутосомно-доминантный тип наследования. 1. Больные встречаются в каждом поколении. 2. Болеют в равной степени и мужчины, и женщины. 3. Больной ребенок рождается у больных родителей с вероятностью 100%, если они гомозиготны, 75%, если они гетерозиготны. 4.Вероятность Рождения больного ребенка у здоровых родителей 0%. Особенности разных типов наследования Полидактилия Веснушки Курчавые волосы Карий цвет глаз

Аутосомно-рецессивный тип наследования 1. Больные встречаются не в каждом поколении. 2. Болеют в равной степени и мужчины, и женщины. 3. Вероятность рождения больного ребенка у здоровых родителей 25%, если они гетерозиготны; 0%, если они оба, или один из них, гомозиготны по доминантному гену. 4. У здоровых родителей больной ребенок 5. Часто проявляется при близкородственных браках. Фенилкетонурия Серповидно- клеточная анемия Голубой цвет глаз

Сцепленный с X-хромосомой (с полом) доминантный тип наследования 1. Больные встречаются в каждом поколении. 2. Болеют в большей степени женщины. 3. Если отец болен, то все его дочери больны. 4. Больной ребенок рождается у больных родителей с вероятностью 100%, если мать гомозиготна; 75%, если мать гетеро­зиготна. 5. Вероятность рождения больного ребенка у здоровых родителей 0%. Особая форма рахита.

Сцепленный с Х-хромосомой (с полом) рецессивный тип наследования. 1. Больные встречаются не в каждом поколении. 2. Болеют, в основном, мужчины. 3.У здоровых родителей больные дети. 4. Вероятность рождения больного мальчика у здоровых родителей 25%, больной девочки—0%. Гемофилия Дальтонизм анемия, Мышечная дистрофия

Голандрический тип наследования (Y-сцепленное наследование) 1. Больные встречаются в каждом поколении. 2. Болеют только мужчины. 3. Если отец болен, то все его сыновья больны. 4. Вероятность рождения больного мальчика у больного отца равна 100%. Ихтиоз Обволошенность наружных слуховых проходов и средних фаланг пальцев, Перепонки между пальцами на ногах

Ограниченные полом наследования 1.Проявляется только у мужчин в последующих поколениях, в том числе и у гетерозиготных; 2.У гетерозиготных женщин признак не проявляется, но может передаваться сыну

3.Задачи на определение типа наследования 1.Определить тип наследования признаков. Ответ задачи № 1 : сцепленный с полом рецессивнй тип наследования. Ответ задачи № 2:родословная голандрического типа наследования

Этапы решения задачи Определите тип наследования признака - доминантный или рецессивный. Ответьте на вопросы: Признак встречается во всех поколениях или нет? Часто ли признак встречается у членов родословной? Имеют ли место случаи рождения детей, обладающих признаком, если у родителей этот признак не проявляется? Имеют ли место случаи рождения детей без изучаемого признака, если оба родителя им обладают? Какая часть потомства несет признак в семьях, если его обладателем является один из родителей?

2. Определите, наследуется ли признак сцеплено с полом. Ответьте на вопросы: Как часто встречается признак у лиц обоих полов (если встречается редко, то лица какого пола несут его чаще)? Лица какого пола наследуют признак от отца и матери, несущих признак? 3.Выясните формулу расщепления потомков в одном поколении. 4. Исходя из анализа, определите генотипы всех членов родословной.

Задача №1 Рассмотрите схему родословной. Исходя из схемы составьте условие задачи Ответ : рецессивный сцеплен с полом, локализированы в Х – хромосоме. Мать –ХАХА, отец ХаУ. Генотипы 1- го поколения : дочери ХАХа , отец ХАУ; генотипы детей 2 – го поколения : дочери ХАХА и ХАХа, здоровый сын ХАУ , больной сын ХаУ.

4.Определите характер наследования признака и расставьте генотипы всех членов родословной. Определяем генотипы членов родословной. Введем обозначения генов: А - доминантная аллель, а - рецессивная аллель. В потомстве от браков, в которых один из родителей несет признак, наблюдается расщепление в соотношении 1:1, что соответствует расщеплению при анализирующем скрещивании. Это свидетельствует о гетерозиготности обладателей признака, то есть их генотип Аа. Лица, у которых признак не наблюдается, - генотип аа. Ответ: признак наследуется по аутосомно-доминантному типу. Обладатели признака имеют генотип Аа, остальные члены родословной - аа. Решение: Определяем тип наследования признака. Признак про­ является в каждом поколении. От брака 1—2, где отец является носителем признака, родился сын, имеющий анализируемый признак. Это говорит о том, что данный признак является доминантным. Подтверждением доминантного типа наследования признака служит тот факт, что от браков родителей, не несущих анализируемого признака, дети также его не имеют. Определяем, аутосомным или сцепленным с полом является признак. В равной степени носителями признака являются лица как мужского, так и женского пола. Это свидетельствует о том, что данный признак является аутосомным.

Задача 2 По изображенной на рисунке родословной установите характер проявления признака (доминантный или рецессивный), обозначенного черным цветом. Определите генотипы родителей (оба гомозиготы) и потомства в первом и втором поколениях. Р АА + аа Гам. А а F1 Аа + аа Гам. А,а а F2 аа Аа + аа Гам. А, а а F3 аа Аа Ответ:Признак доминантный, генотипы родителей: мать – АА, отец - аа; Генотип первого поколения: сын - Аа; Генотипы детей второго поколения: дочь – аа, сын – Аа

Задача №3

Решение

Задача 4 Родословная семей по способности ощущать вкус фенилтиомочевины: — ощущает как горький, - не ощущает. Определите наследование признака и генотипы членов родословной. Ответ:

Задача 5. Определить тип наследования признаков Разные люди пробуя фенилтикарбомид ( ФТК) на вкус, то одни из них считают его безвкусным , а другие – горьким. Чем можно объяснить такие различия в оценке ? Является ли этот признак ( ощущение горького вкуса ) наследственно обусловленным ? для ответа на вопрос проанализируйте предложенные родословные. Ответ задачи 5. Аутосомно-рецессивный признак.

Задача 6. По изображённой на рисунке родословной определите вероятность в процентах рождения ребёнка при полном доминировании с признаком, обозначенным черным цветом у родителей 1 и 2. Ответ запишите в виде числа.

Решение Так как у родителей без признака родился ребенок с признаком, значит, признак, обозначенный чёрным цветом — рецессивный, а генотип родителей Аа. По второму закону Менделя, при скрещивании гетерозиготных организмов в потомстве идет расщепление по фенотипу 3:1, т. е. в потомстве появляется 25% рецессивных особей. Р: Аа + Аа Гам. А ,а А, а F1 АА,2 Аа , аа

Задача 7. Определить тип наследования признака. Установить возможные генотипы всех членов родословной.

Решение Определение типа наследования признака: Признак встречается относительно редко, не в каждом поколении; признак встречается и у детей, родители которых не имеют изучаемого признака; мужчины и женщины с изучаемым признаком встречаются с приблизительно одинаковой частотой (2 женщины и 3 мужчины). Если люди с изучаемым признаком встречаются в родословной редко, не в каждом поколении, и если признак встречается у человека, родители которого не имеют изучаемого признака, то можно думать, что изучаемый признак является рецессивным. Если особи разного пола, имеющие изучаемый признак, встречаются приблизительно с одинаковой частотой, например, одинаково часто или одинаково редко, то можно думать, что изучаемый признак является аутосомным, то есть обусловливающий его ген расположен в аутосоме. Таким образом, можно предположить, что данное графическое изображение родословной принадлежит к аутосомно-рецессивному типу наследования признака. Возможные генотипы всех членов родословной: А – аллель доминантного гена; а – аллель рецессивного гена. Генотипа особей, имеющих данный признак — особь №7, №9: аа Генотипы основателей рода: особь №1— аа и особь №2 — А_ Генотипы особей: особи №3, №4, №6 — АА (скорее всего, т.к. нет расщепления в потомстве, а № 9 аа, т.к. отец аа, мать Аа). Генотип особи №5 — Аа (т.к. родители А_ и аа). Генотип особи № 8 точно установить нет возможности — или Аа, или АА

Задача 8. По изображённой на рисунке родословной определите и объясните характер наследования признака (доминантный или рецессивный, сцеплен или нет с полом), выделенного чёрным цветом. Определите генотипы потомков, обозначенных на схеме цифрами 3, 4, 8, 11 и объясните формирование их генотипов.

Решение. Признак, выделенный чёрным цветом является рецессивным, сцепленным с Х-хромосомой: Ха,т. к. наблюдается «проскок» через поколение. Мужчина с признаком (8) у него дочь без признака (11), а внуки — один с признаком (12), второй без (13), то есть от отца (10) они получают Y — хромосому, а от матери (11) один Ха, другой ХА. Генотипы людей, обозначенных на схеме цифрами 3, 4, 8, 11: 3 — женщина-носитель — ХАХа 4 — мужчина без признака — ХАY 8 — мужчина с признаком — ХаY 11 — женщина-носитель — ХАХа

Задача 9.По изображённой на рисунке родословной определите вероятность (в процентах) рождения в браке 1 ребёнка с признаком, обозначенным чёрным цветом, если признак сцеплен с полом. Ответ запишите в виде числа.З

Решение 1) Генотипы родителей 1: матери — ХАХа (т.е. её отец и брат с признаком, а она нет, значит от матери женщина получила ХА, а от отца Ха),отца — ХаУ; 2) генотипы детей: ХАХа; ХаХа; ХАУ; ХаУ 3) вероятность появления больных детей — 50% (25% сыновья + 25 % дочери)

Рекомендации при решении задач с учетом схем родословных. 1.Знание системы обозначений при составлении родословных. 2.Внимательно рассмотрите схему родословной .Можно пронумеровать особей в схеме. 3.Определите в каждом или нет поколении передается изучаемый признак. ( если в каждом- доминантный признак , если нет – рецессивный) 4.Сравните фенотипы родителей и детей. ( если у родителей нет признака , а у детей есть –рецессивный признак) 5.Как наследуется данный признак у мужчин и у женщин? ( в равной степени и у мужчин , и у женщин -----аутосомный признак или доминантный , или рецессивный ) 6. Рассмотрите наследование признака и по вертикали , и по горизонтали. ( если и по вертикали и по горизонтали ----- аутосомный доминантный или сцепленный с полом доминантный признак . Если по горизонтали ---аутосомный рецессивный или рецессивный сцепленный с полом ; 7.Определите вероятность наследования признаков. 8.Обратите внимание проявляется преимущественно признак у мужчин? Мужчины передают признак своим дочерям, а сыновья –здоровы? (сцепленный с полом доминантный тип наследования признаков) 10. У больного отца больны все его сыновья? ( Голандрический тип наследования признаков )