Генетические карты егэ биология

Версия для печати и копирования в MS Word

Завершить тестирование, свериться с ответами, увидеть решения.

Перейти к содержимому

Т. Морган и сотрудники его лаборатории показали (1913-1915г.), что знание частоты кроссинговера между сцепленными генами позволяет строить генетические карты хромосом.

Генетическая карта представляет собой схему взаимного расположения генов, находящихся в одной группе сцепления, с учетом расстояний между ними.

Генетические карты позволяют ученым:

— планировать работу по получению

организмов с определенными

сочетаниями признаками, широко применяется в селекции;

— для диагностики и лечения ряда наследственных заболеваний.

ПОДГОТОВКА К ЕГЭ по биологии

Разбор заданий №22 (примеры и задачи для

самостоятельного решения)

Дубровина Н.В., учитель биологии

МБОУ «Средняя школа № 3»

г. Дзержинск, Нижегородская область

2019-2020г.

Т. Морган. Сцепленное наследование признаков.

• В одной хромосоме локализовано много генов (линейное расположение генов в хромосоме).
• Группы генов, расположенные в одной хромосоме- группа сцепления.
• Число групп сцепления = числу гаплоидного набора хромосом (у человека 23 пары хромосом, т.е. 23 группы сцепления).
• Совместная передача группы генов из поколения в поколение –

сцепленное наследование генов.

• Причиной возникновения новых гамет (далее особей), является кроссинговер (обмен участками гомологичных хромосом).
• Частота перекреста (%) между двумя генами, расположенными в одной хромосоме, пропорциональна расстоянию между ними. За единицу расстояния между генами принята Морганида = 1%кроссинговера гамет.

а + в число кроссоверных особей

% кроссинговера = ————

n общее число особей полученных от анализ. скрещивания

Например.

208 : 9 : 6 : 195 соотношение особей

кроссоверные

особи

3,5 М

9 + 6

% кроссинговера = ——————- =

(206+9+6+195)

Величина кроссинговера не превышает 50%, если она выше — наблюдается свободное комбинирование между парами аллелей (3 закон Менделя – Независимое наследование признаков).

Если известно расстояние между генами (в % или М), то количество кроссоверных гамет будет равно: %кроссинговера / 2

Гены в хромосомах имеют разную силу сцепления. Сила сцепления тем выше, чем меньше расстояние между генами в хромосоме.

О положении гена в группе сцепления судят по % кроссинговера (кол-ву кроссоверных особей).

Чем больше % кроссинговера или количество кроссоверных особей в

поколении, тем дальше будут расположены анализируемые гены.

Если известны величины частот кроссинговера, то расстояние между генами равно либо сумме, либо разности этих величин.

Пример.

Гены в хромосоме расположены в следующем порядке: АВС: расстояние между генами А и С (А/С):

А/С = А/В + В/С

А

В

С

Расстояние между А/В = А/С — В/С

Задача 1.*

Гены А,В и С находятся в одной группе сцепления. Между генами А и В кроссинговер происходит с частотой 7,4%, а между генами В и С с частотой 2,9%.

Определить взаиморасположение генов А,В и С, если расстояние между генами А и С = 10,3% единиц кроссинговера.

Как изменится взаиморасположение этих генов, если частота

кроссинговера между генами А и С будет составлять 4,5%?

Решение .

1. По условию задачи расстояние от гена А до гена С = 10,3 М, т.е. равно сумме расстояний между генами А/В (2,9 М) и генами В/С (7,4 М), следовательно, ген В располагается между генами А и С и расположение генов следующее:

А В

С

10,3М

2. Т.К. расстояние А/С = 4,5%, то это расстояние от гена А до гена С равно разности между парами генов: А/В и В/С (4,5 = 7,4 – 2,9), тогда гены располагаются в следующей последовательности:

А С

В 7,4М

Задача 2.*Как расположены гены в хромосоме, если известно, что %

кроссинговера между А/В равен 20%, между В/С – 5%, между А/С -15?

Задача 3.* Расстояние между генами А и В составляет 10 М, между генами А и С -30 М. Определите расстояние между генами В и С.

Задача 4. Гены А, L и W от носятся к одной группе сцепления. Определите расстояние между генами А и W, если расстояние между генами А и L равно 7,5М, а между генами L и W–3,5М.

Задача 5. Кроссинговер между генами А и В составляет 10,5%, между

генами А И D– 25,5%. Определите расстояние между генами В и D.

Задача 6. Количество кроссоверных особей по одной группе сцепления из четырех признаков: А/В = 3%, А/С = 8%, А/Д = 11%. За начало хромосомы возьмите локус гена А. постройте хромосомную карту расположения этих генов.

Задача 7. Гены А,В,С локализованы в одной хромосоме в указанном порядке. % перекреста хромосом между А/В = 8М, между В/С = 25М. Определите расстояние между генами А/С.

Задача 8. Составьте карту хромосомы, содержащую гены A, B, C, D, E, если частота кроссинговера между генами C и E равна 10%, C и A- 1%, A и E -9%, B и E- 6%, A и B- 3%, B и D- 2%, E и D- 4%.

Задача 9.* Расстояние между А/В = 6М. Сколько кроссоверных и некроссоверных гамет образуется у данной особи? Какова сила сцепления между генами?.

Задача 10. Вероятность кроссинговера между генами А и В — 7%, между генами В и С — 10%, между генами А и С — 17%. Каков вероятный порядок расположения генов в хромосоме, если известно, что они сцеплены?

• А — В — С
• А — С — В
• В — С — А
• С — А — В

Задача 11. Составьте карту хромосомы, содержащую гены А, В, С, D, Е, если частота кроссинговера между генами В и С равна 2,5%, С и А — 3,7%, А и Е —6%, E и D-2,8%, А и В — 6,2%, В и D — 15%, А и D —

8,8%.

Задача 12. Составьте карту хромосомы, содержащую гены А, В, С, D, Е, если частота кроссинговера между гене ми С и Е равна 5%, С и А — 14%, А и Е — 19%, В и E- 12%, А и В — 7%, В и D — 2%, В и C— 7% .

Задача 13.* При анализирующем скрещивании тригетерозиготы АаВbСс были получены организмы, соответствующие следующим типам гамет: ABC – 47,5%
abc – 47,5%

Abc – 1,7%

aBC – 1,7%

ABc – 0,8%

abC – 0,8%.

Постройте карту этого участка хромосомы.

Решение

Расщепление при анализирующем скрещивании, близкое к 1:1, указывает на то, что все три пары генов находятся в одной хромосоме.
Расстояние между генами А/В равно: 1,7 + 1,7 = 3,4 М. Расстояние между генами В/С равно: 0,8 + 0,8 = 1,6 М.
Ген В находится между генами А и С. Расстояние между генами А и С равно: 1,7 + 1,7 + 0,8 + 0,8 = 5,0 М.
Карта участка хромосомы:
3,4М 1,6М

А

В

С

5М

Задача 14. Анализ результатов нарушения сцепленного наследования генов позволяет определить последовательность расположения генов в хромосоме и составить генетические карты.

Результаты многочисленных скрещивании мух дрозофил показали, что частота нарушения сцепления в Х-хромосоме между генами А и В составляет 7%, между генами А и С — 18%, между генами С и В – 25%. Перерисуйте предложенную схему хромосомы на лист бумаги, отметьте на ней взаимное расположение генов А,В,С и укажите расстояние между ними. Будет ли происходить с равной вероятностью нарушение сцепления этих генов у самцов и самок? Ответ поясните.

• Результаты многочисленных скрещивании мух дрозофил показали, что частота нарушения сцепления в Х-хромосоме между генами А и В составляет 5%, между генами А и С — 11%, между генами С и В – 6%. Перерисуйте предложенную схему хромосомы на лист бумаги, отметьте на ней взаимное расположение генов А,В,С и укажите расстояние между ними. Какая величина принята за единицу расстояния между генами?
• Результаты многочисленных скрещивании мух дрозофил показали, что частота нарушения сцепления в Х-хромосоме между генами А и В составляет 4%, между генами А и С — 11%, между генами С и В – 7%. Перерисуйте предложенную схему хромосомы на лист бумаги, отметьте на ней взаимное расположение генов А,В,С и укажите расстояние между ними. Что принято считать единицей измерения расстояния между генами?

ОТВЕТЫ

4) ALW A/W= A/L + L/W = 7,5 + 3,5 = 11%

B/C= A/C- B/C = 25,5 – 10,5= 15%

5)ABC

6) ABCD 7)ABC

A/C = A/B + B/C = 8+25 = 33

CABDE 10)1 11)BCAED 12)ABDCE

14) CAB или BAC B/C = A/B + A/C

25= 7+18

Нарушение сцепления у самок и самцов происходит с неравной вероятностью. Последняя пара хромосом (половая): у самок – ХХ, между ними может происходить кроссинговер, а у самцов – ХУ, между которыми кроссинговер не происходит.

15) АВС А/С = А/В+В/С 11= 5+6

За единицу расстояния между генами принят 1% кроссинговера.

16) АВС А/С = А/В +В/С 11= 4+7

Единицей измерения расстояния между генами – Морганида.

ИСТОЧНИКИ

• Адельшина Г.А., Адельшин Ф.К. Генетика в задачах: учебное пособие по курсу биологии. – М.: Планета, 2015.
• Гончаров О.В. Генетика. Задачи. – Саратов: Лицей, 2008.
• ЕГЭ – 2019: Биология: Тренировочные варианты экзаменационных работ для подготовки к ЕГЭ /П.Г. Прилежаева. – М.: Изд-во АСТ, 2018.
• ЕГЭ. Биология: Типовые экзаменационные варианты / Под ред. В.С.

Рохлова. – М.: Изд-во «Национальное образование», 2019.

• https://yandex.ru/images (картинки).
• Кретьянинов В.Ю. , Вайнер Г.Б. Сборник задач по генетике с решениями. Методическое пособие. – Саратов: Лицей, 1998

Законы Т. Моргана: сцепленное наследование признаков, нарушение сцепления генов

Новый организм получает от родителей не россыпь генов, а целые хромосомы, при этом количество признаков и соответственно определяющих их генов гораздо больше, чем хромосом. В соответствии с хромосомной теорией наследственности, гены, расположенные в одной хромосоме, наследуются сцепленно. Вследствие этого при дигибридном скрещивании они не дают ожидаемого расщепления 9:3:3:1 и не подчиняются третьему закону Менделя. Можно было бы ожидать, что сцепление генов является полным, и при скрещивании гомозиготных по данным генам особей и во втором поколении дает исходные фенотипы в соотношении 3:1, а при анализирующем скрещивании гибридов первого поколения расщепление должно составлять 1:1.

Для проверки этого предположения американский генетик Т. Морган выбрал у дрозофилы пару генов, контролирующих окраску тела (серое — черное) и форму крыла (длинные — зачаточные), которые расположены в одной паре гомологичных хромосом. Серое тело и длинные крылья являются доминантными признаками. При скрещивании гомозиготной мухи с серым телом и длинными крыльями и гомозиготной мухи с черным телом и зачаточными крыль ями во втором поколении действительно были получены в основном родительские фенотипы в соотношении, близком к 3:1, однако имелось и незначительное количество особей с новыми комбинациями этих признаков. Данные особи называются рекомбинантными.

Однако, проведя анализирующее скрещивание гибридов первого поколения с гомозиготами по рецессивным генам, Т. Морган обнаружил, что 41,5 % особей имели серое тело и длинные крылья, 41,5 % — черное тело и зачаточные крылья, 8,5 % — серое тело и зачаточные крылья, и 8,5 % — черное тело и зачаточные крылья. Он связал полученное расщепление с кроссинговером, происходящим в профазе I мейоза и предложил считать единицей расстояния между генами в хромосоме 1 % кроссинговера, впоследствии названный в его честь морганидой.

Закономерности сцепленного наследования, установленные в ходе экспериментов на дрозофиле, получили название закона Т. Моргана.

Закон Моргана:

Гены, локализованные в одной хромосоме, занимают определенное место, называемое локусом, и наследуются сцепленно, причем сила сцепления обратно пропорциональна расстоянию между генами.

Гены, расположенные в хромосоме непосредственно друг за другом (вероятность кроссинговера крайне мала), называются сцепленными полностью, а если между ними находится еще хотя бы один ген, то они сцеплены не полностью и их сцепление нарушается при кроссинговере в результате обмена участками гомологичных хромосом.

Явления сцепления генов и кроссинговера позволяют построить карты хромосом с нанесенным на них порядком расположения генов. Генетические карты хромосом созданы для многих генетически хорошо изученных объектов: дрозофилы, мыши, человека, кукурузы, пшеницы, гороха и др. Изучение генетических карт позволяет сравнивать строение генома у различных видов организмов, что имеет важное значение для генетики и селекции, а также эволюционных исследований.

Генетика пола

Пол — это совокупность морфологических и физиологических особенностей организма, обеспечивающих половое размножение, сущность которого сводится к оплодотворению, то есть слиянию мужских и женских половых клеток в зиготу, из которой развивается новый организм.

Признаки, по которым один пол отличается от другого, делят на первичные и вторичные. К первичным половым признакам относятся половые органы, а все остальные — ко вторичным.

У человека вторичными половыми признаками являются тип телосложения, тембр голоса, преобладание мышечной или жировой ткани, наличие оволосения на лице, кадыка, молочных желез. Так, у женщин таз обычно шире плеч, преобладает жировая ткань, выражены молочные железы, голос — высокий. Мужчины же отличаются от них более широкими плечами, преобладанием мышечной ткани, наличием оволосения на лице и кадыка, а также низким голосом. Человечество издавна интересовал вопрос, почему особи мужского и женского пола рождаются в соотношении приблизительно 1:1. Объяснение этому было получено при изучении кариотипов насекомых. Оказалось, что у самок некоторых клопов, кузнечиков и бабочек на одну хромосому больше, чем у самцов. В свою очередь самцы продуцируют гаметы, различающиеся по количеству хромосом, тем самым заранее определяя пол потомка. Однако впоследствии было выяснено, что у большинства организмов количество хромосом у самцов и самок все же не различается, но у одного из полов есть пара хромосом, которые не подходят друг другу по размерам, а у другого все хромосомы парные.

В кариотипе человека также обнаружили подобное различие: у мужчин есть две непарные хромосомы. По форме эти хромосомы в начале деления напоминают латинские буквы Х и Y, и поэтому были названы Х- и Y-хромосомами. Сперматозоиды мужчины могут нести одну из этих хромосом и определять пол будущего ребенка. В связи с этим хромосомы человека и многих других организмов делят на две группы: аутосомы и гетерохромосомы, или половые хромосомы.

К аутосомам относят хромосомы, одинаковые для обоих полов, тогда как половые хромосомы — это хромосомы, отличающиеся у разных полов и несущие информацию о половых признаках. В тех случаях, когда пол несет одинаковые половые хромосомы, например ХХ, говорят, что он гомозиготен, или гомогаметен (образует одинаковые гаметы). Другой же пол, имеющий разные половые хромосомы (XY), называется гемизиготным (не имеющим полного эквивалента аллельных генов), или гетерогаметным. У человека, большинства млекопитающих, мушки дрозофилы и других организмов гомогаметен женский пол (ХХ), а мужской — гетерогаметен (XY), тогда как у птиц гомогаметен мужской пол (ZZ, или XX), а женский — гетерогаметен (ZW, или XY).

Х-хромосома является крупной неравноплечей хромосомой, которая несет свыше 1500 генов, причем многие мутантные их аллели вызывают у человека развитие тяжелых наследственных заболеваний, таких как гемофилия и дальтонизм. Y-хромосома, напротив, очень маленькая, в ней содержится всего около десятка генов, в том числе специфические гены, ответственные за развитие по мужскому типу.

Кариотип мужчины записывается как $♂$ 46, XY, а кариотип женщины — как $♀$ 46, ХХ.

Поскольку гаметы с половыми хромосомами продуцируются у самцов с равной вероятностью, то ожидаемое соотношение полов в потомстве составляет 1:1, что и совпадает с фактически наблюдаемым.

Пчелы отличаются от других организмов тем, что самки у них развиваются из оплодотворенных яиц, а самцы — из неоплодотворенных. Соотношение полов у них отличается от указанного выше, так как процесс оплодотворения регулирует матка, в половых путях которой с весны запасаются сперматозоиды на весь год.

У ряда организмов пол может определяться иным способом: до оплодотворения или после него, в зависимости от условий внешней среды.

Наследование признаков, сцепленных с полом

Так как некоторые гены находятся в половых хромосомах, неодинаковых у представителей противоположных полов, то характер наследования признаков, кодируемых данными генами, отличается от общего. Такой тип наследования называется крис-кросс наследованием, поскольку мужчины наследуют признаки матери, а женщины — отца. Признаки, определяемые генами, которые находятся в половых хромосомах, называются сцепленными с полом. Примерами признаков, сцепленных с полом, являются рецессивные признаки гемофилии и дальтонизма, которые в основном проявляются у мужчин, так как в Y-хромосоме нет аллельных генов. Женщины болеют такими болезнями только в том случае, если и от отца, и от матери они получили такие признаки.

Например, если мать была гетерозиготным носителем гемофилии, то у половины ее сыновей свертываемость крови будет нарушена:

Х^H — нормальное свертывание крови

Х^h — несвертываемость крови (гемофилия)

Признаки, закодированные в генах Y-хромосомы, передаются сугубо по мужской линии и называются голандрическими (наличие перепонки между пальцами ног, повышенное оволосение края ушной раковины).

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Картирование хромосом

Для составления карт хромосом рассчитывают взаимное расстояние между отдельными парами генов и затем определяют расположение этих генов относительно друг друга.

Так, например, если три гена расположены в следующем порядке: А В С, то расстояние между генами А и С (процент рекомбинаций) будет равно сумме расстояний (процентов рекомбинаций) между парами генов АВ и ВС.

Если гены расположены в порядке: А С В, то расстояние между генами А и С будет равно разности расстояний между парами генов АВ и СВ.

Задача№1

Гены А, В и С находятся в одной группе сцепления. Между генами А и В кроссинговер происходит с частотой 7,4%, а между генами В и С – с частотой 2,9%. Определить взаиморасположение генов А, В и С, если расстояние между генами А и С равняется 10,3% единиц кроссинговера. Как изменится взаиморасположение этих генов, если частота кроссинговера между генами А и Сбудет составлять 4,5%?

Решение

1. По условию задачи расстояние от гена А до гена С (10,3 М) равно сумме расстояний между генами А и В (2,9 М) и генами В и С (7,4 М), следовательно, ген В располагается между генами А и С и расположение генов следующее: А В С.

2. Если бы расстояние от гена А до гена С равнялось разности расстояний между парами генов АВ и ВС (4,5 = 7,4 – 2,9), то гены располагались бы в следующей последовательности: А С В. И в этом случае расстояние между крайними генами было бы равно сумме расстояний между промежуточными: АВ = АС + СВ.

Задача№2

При анализирующем скрещивании тригетерозиготы АаВbСс были получены организмы, соответствующие следующим типам гамет:

Решение

1. Расщепление при анализирующем скрещивании, близкое к 1:1, указывает на то, что все три пары генов находятся в одной хромосоме.

2. Расстояние между генами А и В равно: 1,7 + 1,7 = 3,4 М.

3. Расстояние между генами В и С равно: 0,8 + 0,8 = 1,6 М.

4. Ген В находится между генами А и С. Расстояние между генами А и С равно: 1,7 + 1,7 + 0,8 + 0,8 = 5,0 М.

5. Карта участка хромосомы:

Задача№3

Гены А, В, С находятся в одной группе сцепления. Между генами А и В

происходит кроссинговер с частотой 7,4%. А между генами В и С –с частотой 2,9%.

Определите взаиморасположение генов А,В и С, если расстояние между

генами А и С равняется 10,3% единиц кроссинговера.

Решение :

Помним, что 1 морганида=1% кроссинговера. Если расстояние между генами А и В равняется 7,4М, между генами В и С –2,9М, а между генами А и С –10,3 М (что составляет сумму 7,4М и 2,9М), значит гены расположены в следующем порядке: АВС

Задача№4

Как расположены гены в хромосоме, если известно, что процент кроссинговера

между А и В равен 20, между В и С -5, между А и С -15?

Расстояние между генами А и В составляет 10 М, между генами А и С -30 М.

Определите расстояние между генами В и С.

Задача№5

Гены А, L и w от носятся к одной группе сцепления.

Определите расстояние между генами А и w, если расстояние между генами А и L равно 7,5М, а между генами L и w –3,5М.

Кроссинговер между генами А и В составляет 10,5%, между генами А И D– 25,5%.

Определите расстояние между генами В и D.

Задача№6

Гены А, В, С находятся в одной группе сцепления. Между генами А и В кроссинговер составляет 7,4%, между В и С – 2,9%. Определите взаиморасположение генов А, В, С, если кроссинговер между генами А и С равен 10,3%. Как изменится взаимное расположение генов А, В, С, если частота кроссинговера между генами А и С составит 4,5%?

Задача№7

Построить карту хромосомы, которая имеет гены А, В, С, D, Е, если кроссинговер между генами С и D равен 1%, А и Е – 6%, А и В – 3%, В и D – 4%.

Задача№8

Пользуясь следующими данными: СА – 15%, NА – 2%, определить положение гена А.