Биология · тема 4 из 16 · ОГЭ № 5–6 · ЕГЭ № 4, 6–7, 28

Генетика: законы наследования и изменчивость

Законы Менделя, сцепленное наследование, наследование, сцепленное с полом, и виды изменчивости — задание 4 и задача 28 ЕГЭ.

35 мин чтенияОГЭЕГЭ22 задания

Коротко

главное за 30 секунд
  1. Aa × Aa → 3:1 по фенотипу, 1:2:1 по генотипу
  2. AaBb × AaBb (гены в разных хромосомах) → 9:3:3:1
  3. Анализирующее скрещивание — с рецессивной гомозиготой: Aa × aa → 1:1
  4. Число типов гамет = 2ⁿ, где n — число гетерозиготных пар
  5. Гемофилия и дальтонизм — рецессивные, сцеплены с X-хромосомой
  6. Мутации: генные, хромосомные, геномные; модификации не наследуются

Язык генетики

  • Ген — участок ДНК, кодирующий один белок (признак). Аллели — варианты одного гена (A и a), лежат в одинаковых местах (локусах) гомологичных хромосом.
  • Доминантный признак (A) проявляется у гетерозиготы, рецессивный (a) — только у гомозиготы aa.
  • Гомозигота — AA или aa (один тип гамет), гетерозигота — Aa (два типа гамет).
  • Генотип — совокупность генов, фенотип — совокупность признаков (зависит от генотипа и среды).
Законы Г. Менделя (1865):
1) закон единообразия гибридов первого поколения: AA × aa → все Aa;
2) закон расщепления: Aa × Aa → по фенотипу 3:1, по генотипу 1AA : 2Aa : 1aa;
3) закон независимого наследования: при дигибридном скрещивании гены из разных пар хромосом наследуются независимо, AaBb × AaBb → 9:3:3:1.
Закон чистоты гамет: в каждую гамету попадает только один аллель из пары.

Неполное доминирование: гетерозигота имеет промежуточный признак (ночная красавица: AA — красные, Aa — розовые, aa — белые), и тогда расщепление по фенотипу совпадает с генотипом — 1:2:1.

Ловушка. «Чистая линия» и «гомозигота» — синонимы в задачах. А если в условии сказано «в потомстве произошло расщепление», значит, хотя бы один родитель гетерозиготен.

Как решать генетическую задачу

  1. Введите обозначения: какой признак доминантный (A), какой рецессивный (a).
  2. Запишите генотипы родителей. Рецессивный фенотип сразу даёт генотип aa; доминантный — A_ (второй аллель выясняйте по потомству).
  3. Выпишите гаметы каждого родителя.
  4. Постройте решётку Пеннета: гаметы одного родителя — по горизонтали, другого — по вертикали.
  5. Посчитайте генотипы и фенотипы, запишите расщепление.

Пример. У гороха жёлтая окраска семян (A) доминирует над зелёной (a). Скрестили гетерозиготное растение с зелёносемянным. Каково расщепление?

P: Aa × aa. Гаметы: A, a и a. F1: Aa (жёлтые) : aa (зелёные) = 1:1. Это и есть анализирующее скрещивание: по его результату узнают генотип особи с доминантным фенотипом.

Попробуйте сами — вводите генотипы родителей в решётку Пеннета:

Интерактив «Решётка Пеннета» — открыть в тренажёре →

P: Aa × Aaгаметы: A, a и A, aAaAaAAAaAaaaГенотип:1 AA : 2 Aa : 1 aaФенотип:3 доминантных : 1 рецессивныйF₂ по Менделю
Рис. 1. Моногибридное скрещивание Aa × Aa: расщепление по генотипу 1 : 2 : 1, по фенотипу 3 : 1 (при полном доминировании)

Дигибридное скрещивание и сцепление генов

Если гены лежат в разных парах хромосом, дигетерозигота AaBb даёт 4 типа гамет поровну: AB, Ab, aB, ab. Общее правило: число типов гамет = 2n, где n — число генов в гетерозиготном состоянии.

СкрещиваниеРасщепление по фенотипу
AaBb × AaBb9 A_B_ : 3 A_bb : 3 aaB_ : 1 aabb
AaBb × aabb (анализирующее)1:1:1:1
AaBb × Aabb3:3:1:1
AABB × aabbвсё потомство AaBb (единообразие)

Сцепленное наследование (Т. Морган). Гены, лежащие в одной хромосоме, образуют группу сцепления и передаются вместе. Число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом. При полном сцеплении дигетерозигота AB//ab даёт только 2 типа гамет (AB и ab), и анализирующее скрещивание даёт 1:1. Кроссинговер нарушает сцепление: появляются немногочисленные рекомбинантные гаметы Ab и aB, и чем дальше гены друг от друга, тем их больше.

Проверь себя. Сколько типов гамет образует организм с генотипом AaBbCc (гены в разных хромосомах)?

Ответ: 8

Наследование, сцепленное с полом

У человека и млекопитающих женский пол XX (гомогаметный), мужской XY (гетерогаметный). Гены, лежащие в X-хромосоме, наследуются сцепленно с полом. Сын получает X-хромосому только от матери, а свою X передаёт только дочерям.

Гемофилия (Xh) и дальтонизм (Xd) — рецессивные признаки, сцепленные с X-хромосомой. Мужчине достаточно одной Xh, чтобы болеть, женщина болеет только при XhXh.

Пример. Мать — носительница гемофилии, отец здоров. Каковы шансы детей?

P: XHXh × XHY. Гаметы матери: XH, Xh; отца: XH, Y.
F1: XHXH (здоровая дочь), XHXh (дочь-носительница), XHY (здоровый сын), XhY (сын-гемофилик).
Все дочери здоровы, половина сыновей больна; среди всех детей больных 25%.

Ловушка. У птиц и бабочек всё наоборот: гетерогаметен женский пол (ZW), самцы ZZ. В задачах про кур не пишите самкам XX!

Изменчивость

ВидПричинаНаследуется?Примеры
Модификационнаявлияние среды в пределах нормы реакциинетзагар, форма листьев стрелолиста в воде и на воздухе, рост мышц при тренировках
Комбинативнаякроссинговер, независимое расхождение хромосом, случайная встреча гаметдановые сочетания признаков у детей
Мутационнаяизменение генетического материаладасм. ниже
  • Генные мутации — изменение последовательности нуклеотидов гена (замена, выпадение, вставка). Пример: серповидноклеточная анемия.
  • Хромосомные — изменение строения хромосом: делеция (утрата участка), дупликация (удвоение), инверсия (поворот на 180°), транслокация (перенос участка).
  • Геномные — изменение числа хромосом: полиплоидия (кратное увеличение наборов, 3n, 4n — у культурных растений) и анеуплоидия (синдром Дауна — трисомия по 21-й паре).
Узкая норма реакции — у признаков, от которых зависит жизнь (группа крови, форма уха), широкая — у количественных признаков (масса тела, удой).
Практика

Закрепите тему: 22 задания для ОГЭ и ЕГЭ

От простых к сложным: базовый уровень — 5, повышенный — 11, высокий — 6. Мгновенная проверка, подсказки, подробные решения и тренажёр ошибок.

Решать задания по теме Флеш-карточки