Алгоритм решения задач на полимерное взаимодействие генов

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Сибирский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

(ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава России)

Кафедра биологии и генетики

УТВЕРЖДЕНО

решением кафедры

«__» ________201 г. протокол № ___

МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ АУДИТОРНОЙ РАБОТЫ

по учебной дисциплине «Биология»

на практическое занятие по теме:

«Взаимодействие неаллельных генов. Полимерия. Полигенное наследование»

Составил: канд. мед. наук, доцент

Хасанова Резеда Рахматулловна

Томск – 2019 г.

Форма занятия: практическое.

Учебные цели

Цель занятия: в результате обучения по теме «Взаимодействие неаллельных генов. Полимерия. Полигенное наследование» студенты должны:

Знать:

· суть явления кумулятивной и некумулятивной полимерии.

2. Уметь:

· решать задачи на разные виды полимерного взаимодействия генов.

3. Владеть:

· навыками работы с генетической символикой;

· способами решения задач с использованием данных о соотношении фенотипов.

План, содержание и расчет времени занятия

№ п/п	Рекомендуемые действия преподавателя	Расчёт времени, мин.
1.	ВВОДНАЯ ЧАСТЬ: изложение структуры занятия, организационные вопросы по работе на занятии.	5
2.	ВХОДНОЙ КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ: проверка подготовленности студентов к теме занятия «Взаимодействие неаллельных генов. Полимерия. Полигенное наследование»: устный опрос студентов.	10
3.	ОБСУЖДЕНИЕ УЧЕБНЫХ ВОПРОСОВ: · Полимерия. Полигенное наследование как механизм наследования количественных признаков Количественная и качественная специфика проявление генов в признаки: пенетрантность, экспрессивность, генокопии. Мультифакториальный принцип формирования фенотипа как выражение диалектического единства генетических и средовых факторов.	35
4.	ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА НА ЗАНЯТИИ · решение задач (кейс-стади).	45
5.	ВЫХОДНОЙ КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ: компьютерное тестирование, ситуационные задачи (кейс-задачи).	35
6.	ЗАКЛЮЧЕНИЕ: подведение итогов занятия, оценка работы студентов, задание на следующее занятие.	5
	ИТОГО	135

Учебные материалы

Теоретический материал для подготовки к занятию

Полимерия – это вид взаимодействия двух и более пар неаллельных генов, доминантные аллели которых однозначно влияют на развитие одного и того же признака. Полимерное действие генов может быть кумулятивным и некумулятивным.

При кумулятивной полимерии интенсивность значения признака зависит от суммирующего действия генов: чем больше доминантных аллелей, тем больше степень выраженности признака.

При некумулятивной полимерии количество доминантных аллелей на степень выраженности признака не влияет, и признак проявляется при наличии хотя бы одного из доминантных аллелей. Полимерные гены обозначаются одной буквой, аллели одного локуса имеют одинаковый цифровой индекс, например А₁а₁А₂а₂А₃а₃.

Кумулятивная полимерия имеет место при наследовании окраски зерновок пшеницы, чешуек семян овса, роста и цвета кожи человека и т.д.

P	♀A₁A₁A₂A₂ черные чешуйки	×	♂a₁a₁a₂a₂ белые чешуйки
Типы гамет	A₁A₂		a₁a₂
F₁	A₁a₁A₂a₂ серые чешуйки, 100%
P	♀A₁a₁A₂a₂ серые чешуйки	×	♂A₁a₁A₂a₂ серые чешуйки
Типы гамет	A₁A₂ A₁a₂ a₁A₂ a₁a₂		A₁A₂ A₁a₂ a₁A₂ a₁a₂

	♂	A₁A₂	A₁a₂	a₁A₂	a₁a₂
♀		A₁A₂	A₁a₂	a₁A₂	a₁a₂
A₁A₂		A₁A₁A₂A₂ черные	A₁A₁A₁a₂ темно-серые	A₁a₁A₂A₂ темно-серые	A₁a₁A₂a₂ серые
A₁a₂		A₁A₁A₂a₂ темно-серые	A₁A₁a₂a₂ серые	A₁a₁A₂a₂ серые	A₁a₁а₂a₂ светло-серые
a₁A₂		A₁a₁A₂A₂ темно-серые	A₁a₁A₂a₂ серые	a₁a₁A₂A₂ серые	a₁a₁A₂a₂ светло-серые
a₁a₂		A₁a₁A₂a₂ серые	A₁a₁a₂a₂ светло-серые	a₁a₁A₂a₂ светло-серые	a₁a₁a₂a₂ желтые

Черные чешуйки семян у овса − 1/16, темно-серые чешуйки семян у овса − 4/16, серые чешуйки семян у овса − 6/16, светло-серые чешуйки семян у овса − 4/16, желтые чешуйки семян у овса − 1/16. Расщепление по фенотипу 1:4:6:4:1.

Некумулятивная полимерия имеет место при наследовании формы плодов пастушьей сумки.

P	♀A₁A₁A₂A₂ треугольные	×	♂a₁a₁a₂a₂ овальные
Типы гамет	A₁A₂		a₁a₂
F₁	A₁a₁A₂a₂ треугольные, 100%
P	♀A₁a₁A₂a₂ треугольные	×	♂A₁a₁A₂a₂ треугольные
Типы гамет	A₁A₂ A₁a₂ a₁A₂ a₁a₂		A₁A₂ A₁a₂ a₁A₂ a₁a₂

	♂	A₁A₂	A₁a₂	a₁A₂	a₁a₂
♀		A₁A₂	A₁a₂	a₁A₂	a₁a₂
A₁A₂		A₁A₁A₂A₂ треугольные	A₁A₁A₁a₂ треугольные	A₁a₁A₂A₂ треугольные	A₁a₁A₂a₂ треугольные
A₁a₂		A₁A₁A₂a₂ треугольные	A₁A₁a₂a₂ треугольные	A₁a₁A₂a₂ треугольные	A₁a₁а₂a₂ треугольные
a₁A₂		A₁a₁A₂A₂ треугольные	A₁a₁A₂a₂ треугольные	a₁a₁A₂A₂ треугольные	a₁a₁A₂a₂ треугольные
a₁a₂		A₁a₁A₂a₂ треугольные	A₁a₁a₂a₂ треугольные	a₁a₁A₂a₂ треугольные	a₁a₁a₂a₂ овальные

Треугольная форма плодов у пастушьей сумки − 15/16, овальная форма плодов у пастушьей сумки − 1/16. Расщепление по фенотипу 15:1.

Плейотропия − множественное действие генов. Плейотропное действие генов имеет биохимическую природу: один белок-фермент, образующийся под контролем одного гена, определяет не только развитие данного признака, но и воздействует на вторичные реакции биосинтеза других признаков и свойств, вызывая их изменение.

Плейотропное действие генов впервые было обнаружено Г. Менделем, который установил, что у растений с пурпурными цветками всегда имелись красные пятна в пазухах листьев, а семенная кожура была серого или бурого цвета. То есть развитие этих признаков определяется действием одного наследственного фактора (гена).

У человека встречается рецессивная наследственная болезнь − серповидно-клеточная анемия. Первичным дефектом этой болезни является замена одной из аминокислот в молекуле гемоглобина, что приводит к изменению формы эритроцитов. Одновременно с этим возникают нарушения в сердечно-сосудистой, нервной, пищеварительной, выделительной системах. Это приводит к тому, что гомозиготный по этому заболеванию ребенок погибает в детстве. Причиной синдрома Марфана является доминантная мутация гена, контролирующего одновременно рост, длину пальцев, формирование интеллекта и форму хрусталика. Для человека с этим синдромом характерен комплекс следующих признаков − высокий рост, очень длинные гибкие («паучьи») пальцы, повышенный интеллект, близорукость.

Плейотропия широко распространена. Изучение действия генов показало, что плейотропным эффектом, очевидно, обладают многие, если не все, гены.

Таким образом, выражение «ген определяет развитие признака» в значительной степени условно, так как действие гена зависит от других генов − от генотипической среды. На проявление действия генов влияют и условия окружающей внешней среды. Следовательно, генотип является системой взаимодействующих генов.

Алгоритм решения задач на полимерное взаимодействие генов

Задача 1. Сын белой женщины и негра женился на белой женщине. Может ли ребёнок от этого брака быть темнее своего отца?

Сначала нужно определить генотип сына белой женщины и негра.

Признак				Ген		Генотип
Негр				А₁, А₂		А₁А₁А₂А₂
Тёмный мулат						А₁а₁А₂А₂, А₁А₁А₂а₂
Средний мулат						а₁а₁А₂А₂, А₁А₁а₂а₂, А₁а₁А₂а₂
Светлый мулат						а₁а₁А₂а₂, А₁а₁а₂а₂
Белый						а₁а₁а₂а₂
	P	♀	а₁а₁а₂а₂		Х		♂	А₁А₁А₂А₂
			белая					негр
	G		а₁а₂					А₁А₂
	F₁	А₁а₁А₂а₂
		средний мулат

Определяем генотипы его детей от брака с белой женщиной.

P	♀	а₁а₁а₂а₂		Х		♂	А₁а₁А₂а₂
		белая					средний мулат
G		а₁а₂					А₁А₂, А₁а₂, а₁А₂, а₁а₂
F₁	А₁а₁А₂а₂, А₁а₁а₂а₂, а₁а₁А₂а₂, а₁а₁а₂а₂
	средний мулат		светлый мулат		светлый мулат			белый

Ответ: нет, не может

Задача 2. От брака среднего мулата и светлой мулатки родилось много детей, среди которых по 3/8 средних и светлых мулатов и по 1/8 тёмных мулатов и белых. Каковы возможные генотипы родителей?

Исходя из того, что в потомстве идёт расщепление признаков, среднего мулата берём дигетерозиготным, Так как другие варианты гомозиготны, а значит, не будут давать расщепление, Светлую мулатку можно брать любую, так как при данном типа наследования цвет кожи зависит только от числа доминантных и рецессивных генов.

P	♀	А₁а₁а₂а₂		Х		♂	А₁а₁А₂а₂
		светлая мулатка					средний мулат
G		А₁а₂, а₁а₂					А₁А₂,а₁а₂, А₁а₂, а₁А₂
F₁	А₁А₁А₂а₂		А₁а₁а₂а₂		А₁А₁а₂а₂			А₁а₁А₂а₂
	тёмный мулат		светлый мулат		средний мулат			средний мулат
	А₁а₁А₂а₂		а₁а₁а₂а₂		А₁а₁а₂а₂			а₁а₁А₂а₂
	средний мулат		белый		светлый мулат			светлый мулат
	1/8 тёмных мулатов		3/8 средних мулатов		3/8 светлых мулатов			1/8 белых мулатов

Ответ: ♀ Аавв или ааВв, ♂ АаВв

Задача 3. Цвет зёрен у пшеницы контролируется двумя парами несцепленных генов, при этом доминантные гены обуславливают красный цвет, а рецессивные гены окраски не дают. Растение, имеющее красные зёрна, скрещивается с красными, но менее яркими. В потомстве получились краснозёрные, но с различной степенью окраски, и часть белозерных.

Признак	Ген	Генотип
Тёмно-красная	А₁, А₂	А₁А₁А₂А₂
Красная		А₁а₁А₂А₂, А₁А₁А₂а₂
Светло-красная		а₁а₁А₂А₂, А₁А₁а₂а₂, А₁а₁А₂а₂
Бледно-красная		а₁а₁А₂а₂, А₁а₁а₂а₂
Белая	а, в	а₁а₁а₂а₂

Так как по условию задачи все оттенки цвета называют термином «красные», то мы должны решить, какие из них нужно скрещивать, так как в потомстве получились белозёрные с генотипом а₁а₁а₂а₂, то в генотипе родителей должны присутствовать рецессивные гены. Цвет одного менее выражен, чем у другого.

P	♀	А₁а₁А₂а₂		Х		♂	А₁а₁а₂а₂
		светло-красный					бледно-красный
G		А₁А₂, А₁а₂, а₁А₂, а₁а₂					А₁а₂, а₁а₂
F₁	А₁А₁А₂а₂		А₁а₁А₂а₂		А₁А₁а₂а₂			А₁а₁а₂а₂
	красный		светло-красный		светло-красный			бледно-красный
	А₁а₁А₂а₂		а₁а₁А₂а₂		А₁а₁а₂а₂			а₁а₁а₂а₂
	светло-красный		бледно-красный		бледно-красный			белый

Ответ: ♀ АаВв, ♂ Аавв или ааВв

Дата добавления: 2021-11-30; просмотров: 674; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!