Задачи по генетике. Законы Менделя

Кровь людей и животных можно разделить на группы .

Многие иммунные вещества являются постоянными составными частями крови с момента рождения и даже зачатия. К ним принадлежат изоагглютинины, создающие принадлеж-ность человека и животных к так называемым «группам крови»: если каплю сыворотки одного человека смешать с каплей сыворотки другого, то может случиться, что эритроциты первого подвергнутся склеиванию, образуя комки. Это явление называется агглюти-нацией и обусловливается присутствием в сыворотке второго индивида особого иммунного вещества —агглютинина, а в крови первого — агглютиногена.

В 1901 году австрийский ученый К. Ландштейнер, а в 1907 году чешский ученый Я. Янский установили, что кровь у разных людей отличается по своим химико-биологическим свойствам. Эритроциты крови содержат агглютиноген, а в плазме имеется агглютинин; каждый из этих веществ по химическим свойствам делится на два вида: агглютиноген А и В и агглютинин α и β . В эритроцитах и плазме крови каждого человека не должны содержаться одноименные вещества, то есть агглютиноген А не должен сосуществовать с агглютинином α или агглютиноген В не должен находиться одновременно с агглютинином β. В норме могут быть комбинации: агглютиноген А и агглютинин β или агглютиноген В и агглютинин α. В крови, в которой содержался агглютиноген А и В, агглютининов вообще нет. Наоборот, в той крови, где имеются агглютинины α и β, вообще не бывает агглютиногенов. В зависимости от этого кровь всех людей делят на четыре группы.

I группа — в эритроцитах вообще нет агглютиногенов, а в плазме содержатся агглютинины α и β.

II группа — в эритроцитах содержится агглютиноген А, а в плаз-ме — агглютинин β.

III группа — в эритроцитах содержится агглютиноген В, а в плазме— агглютинин α.

IV группа — в эритроцитах содержатся агглютиногены А и В, а в плазме агглютининов нет.

Группы крови у животных

Вопрос о наличии кровяных групп у домашних животных решен положительно: у лошади есть 4 группы, у рогатого скота 3, агглютинины найдены также у собак, свиней, кур. У лошадей эти кровяные группы стойки и передаются по наследству. У рогатого скота они нестойкие.

В 1940 году К. Ландштейнер и другие установили наличие в эрит-роцитах резус-фактора, антигена . По наличию или отсутствию ре-зус-фактора в крови выделяют резус-положительные (около 85% людей) и резус-отрицательные (около 15% людей) организмы . Наличие или отсутствие резус-фактора в крови в течение жизни не меняется.

Наследование резус-фактора

Группы крови, а также наличие или отсутствие резус-фактора передаются по наследству. Так, ребенок наследует группу крови или отца, или матери. Если у матери резус-отрицательная кровь, а у отца — резус-положительная и ребенок наследует наличие резус-фактора отца, то из-за несоответствия этого фактора между матерью и ребенком у ребенка может развиться гемолитическая болезнь.

При тяжелых повреждениях и больших потерях крови, а также при длительно протекающих заболеваниях возникает необходимость переливания крови. Ранее считалось, что кровь I группы мож-но переливать людям с любой группой крови, а людям с IV группой крови может быть перелита кровь любой группы. Поэтому людей с I группой крови называли универсальными донорами, а людей с IV группой крови универсальными реципиентами (человек, да-ющий свою кровь для переливания, называется донором, а получа-ющий кровь от других, — реципиентом). Однако, на данный момент эти данные являются устаревшими. Переливать можно только кровь соответствующей группы и резус-фактора.

Люди со II группой крови могут давать ее людям со II группой, а лица с III группой крови — людям с III группой крови. Люди с IV группой крови могут давать кровь для переливания только людям с этой группой крови. Материал с сайта

Переливание крови больному является очень ответственной задачей. Если неправильно будет определена группа крови и больному будет перелита несовместимая в групповом отношении кровь, то больной может погибнуть. Это происходит потому, что при смешивании крови людей, принадлежащей к одной группе, она не агглютинируется, но при смешивании крови людей разных групп может произойти агглютинация. Поэтому при перели-вании крови одного человека другому необходимо сначала убе-диться, что кровь донора (дающий кровь) и реципиента (получающий кровь) принадлежат к одной и той же группе или к совмести-мым группам. В противном случае в крови реципиента произойдет агглютинация эритроцитов, введенных от донора, а это очень опас-но, так как образовавшиеся комочки могут закупорить мелкие кровеносные сосуды.

Решение задач по генетике на группу крови - это не только увлекательное времяпрепровождение на уроках биологии, но и важный процесс, который используется на практике в различных лабораториях и медицинско-генетических консультациях. Здесь есть свои особенности, которые напрямую связаны с наследованием генов группы крови человека.

Различные варианты записи группы крови человека

Кровь является жидкой средой организма, и в ней находятся форменные элементы - эритроциты, а также жидкая плазма. Наличие или отсутствие каких-либо веществ в крови человека запрограммировано на генетическом уровне, что и отображается соответствующей записью при решении задач.

Наиболее распространенными считаются три вида записи группы крови человека:

1. По системе АВ0.
2. По наличию или отсутствию резус-фактора.
3. По системе MN.

Система АВ0

В основе данного типа записи лежит такое взаимодействие генов, как кодоминирование. Оно гласит, что ген может быть представлен больше, чем двумя различными аллелями, и каждый из них в генотипе человека имеет свое собственное проявление.

Для решения задачи на группу крови следует помнить еще одно правило кодоминирования: здесь нет рецессивных или Это значит, что различные комбинации аллелей могут дать большое разнообразие потомков.

Ген А в этой системе отвечает за появление антигена А на поверхности эритроцитов, ген В - за образование антигена В на поверхности этих клеток, а ген 0 - за отсутствие того или иного антигена. Например, если генотип человека записывается как IAIB (ген I используется для решения задачи по генетике на группу крови), то на его эритроцитах присутствуют оба антигена. Если же у него нет этих антигенов, но в плазме присутствуют антитела «альфа» и «бета», то его генотип записывается как I0I0.

На основе группы крови проводят переливание от донора к реципиенту. В современной медицине пришли к выводу, что наилучшим переливанием является тот случай, когда и донор, и реципиент имеют одну и ту же группу крови. Однако может возникнуть в практике ситуация, когда нет возможности найти подходящего человека с той же группой крови, что и пострадавший, которому необходимо переливание. В этом случае пользуются фенотипическими особенностями первой и четвертой группы.

У людей с первой группой на поверхности эритроцитов отсутствуют антигены, что дает возможность перелить такую кровь любому другому человеку с наименьшими последствиями. Это значит, что такие люди являются Если речь идет о 4 группе, то такие организмы относятся к т. е. им могут переливать кровь от любого донора.

Задачи на группу крови требуют определенной записи генотипов. Вот 4 группы людей по наличию антигенов на поверхности эритроцитов и их возможные генотипы:

I(0)-группа. Генотип I0I0.

II(А)-группа. Генотипы IAIA или IAI0.

III(В)-группа. Генотипы IBIB или IBI0.

IV(AB)-группа. Генотип IAIB.

Группы крови по резус-фактору

Еще один способ обозначения групп крови человека, который основан на наличии или отсутствии резус-фактора. Этот фактор также представляет собой сложный белок, который образуется в крови. Он кодируется несколькими парами генов, однако определяющая роль отводится генам, которые обозначаются буквами D (положительный резус, или Rh+) и d (отрицательный резус, или Rh-). Соответственно, передача этого признака обуславливается моногенным наследованием, а не кодоминированием.

Задачи на группы крови с решением требуют следующей записи генотипов:

• Люди с резус-положительной группой крови имеют генотипы DD или Dd.
• У людей с отрицательным резус-фактором генотип записывается, как dd.

Система MN

Этот способ записи встречается чаще в странах Западной Европы, однако также может использоваться при решении задачи на группу крови. Он основан на проявлении двух аллельных генов, которые наследуются по типу кодоминирования. Каждый из этих аллелей отвечает за синтез белка в крови человека. Если генотип организма представляет собой комбинацию MM, то в его крови присутствует только тот тип белка, который кодируется соответствующим геном. Если же такой генотип поменять на MN, то в плазме будут находиться уже два разных вида белка.

Задачи на группу крови по системе MN требуют следующей записи генотипов:

• Группа людей с генотипом MN.
• Группа людей с генотипом MM.
• Группа людей с генотипом NN.

Особенности решения задач по генетике

При оформлении генетических задач необходимо соблюдать следующие правила:

1. Написать таблицу исследуемых признаков, а также генов и генотипов, которые отвечают за проявление этого признака.
2. Написать генотипы родителей: сначала пишется особь женского пола, а затем мужского.
3. Обозначить гаметы, которые дает каждая особь.
4. Проследить генотипы и фенотипы потомков в F1, и, если требует того задание, написать вероятность их появления.

Также решение задач по генетике на группы крови требует понимания типа взаимодействия, который вам был предложен в условии. От этого зависит ход решения, а также вы заранее можете предсказать результаты скрещивания и возможную вероятность появления зигот. Если для одного и того же условия подходят два или боле вида взаимодействия генов, всегда берется самый простой из них.

Задачи по системе АВ0

Задачи по биологии на группу крови по системе АВ0 решаются следующим образом:

«Женщина, которая имеет вышла замуж за мужчину с Определить генотип и фенотип их детей, а также вероятность появления зигот с различными генотипами».

Сначала мы должны знать, какие гены за какое проявление признаков отвечают:

Поскольку вероятность образования гамет обоих родителей составляет 50 %, то каждый из 4 вариантов генотипов детей может проявиться с 25 % вероятностью.

Решение задач: группа крови, резус-фактор

При решении задач на резус-фактор мы можем пользоваться правилами обычного моногенного наследования признаков. Например, мы мужчина и женщина вступили в брак и оба были резус-положительными гетерозиготами. Первым пунктом мы пишем таблицу генов и соответствующих фенотипических признаков:

Затем мы записываем генотипы родителей и их гаметы:

• Р: ♀ Dd х ♂ Dd.
• G: D d D d.

Второй закон Менделя гласит, что при скрещивании двух гетерозигот расщепление по фенотипу составит 3:1, а по генотипу 1:2:1. Это значит, что мы можем получить детей с положительным резус-фактором в 75 % случаев, а с отрицательным резус-фактором с вероятностью в 25 %. Генотипы могут быть следующими: DD, Dd и dd в соотношении 1:2:1 соответственно.

В общем, задачи на группы крови и резус-фактора решаются намного проще, нежели по системе АВ0. Определять резус-фактор родителей и их будущих детей важно при планировании семьи, т. к. бывают случаи резус-конфликта, когда у матери Rh+, а у ребенка Rh-, или наоборот. В таких случаях появляется угроза выкидыша, поэтому беременные женщины наблюдаются в специальных учреждениях.

Задачи на группы крови по системе MN

В генетических задачах такого типа соблюдаются правила кодоминирования, однако решение упрощается наличием только двух видов аллельных генов. Предположим, мужчина с генотипом MN женился на женщине с такими же генами. Необходимо определить генотип и фенотип детей, а также вероятность их появления.

В этом случае запись генов и признаков не обязательна, т. к. обозначения условны и не играют большой роли при решении задачи.

• Р: ♀ MN х ♂ MN.
• G: M N M N.

Если расписать мы получим похожую картину, как и при моногенном наследовании. Однако расщепление по генотипу 1:2:1 будет совпадать и с расщеплением по фенотипу, т. к. здесь каждый аллель имеет свое проявление, а рецессивные и доминантные гены отсутствуют. Дети с генотипом MN будут рождаться с вероятностью 50 %, когда ребенок с генотипом MM или NN будет появляться с 25 % вероятностью каждый.

Задача: Группа крови и резус-фактор – аутосомные несцепленные признаки. Группа крови контролируется тремя аллелями одного гена-i0, IA, IB. Аллели IA и IB доминантны по отношению к аллелю i0.Первую группу (0)определяют рецессивные гены i0, вторую группу (А) определяет доминантный аллель IA, третью группу (В) определяет доминантный аллель IB, а четвертую (АВ)- два доминантных аллеля – IAIB. Положительный резус-фактор R доминирует над отрицательным r. У отца первая группа крови и отрицательный резус, у матери – вторая группа и положительный резус(дигетерозигота).Определите генотипы родителей, возможные генотипы и фенотипы детей, их группы крови и резус фактор. Какой закон наследственности проявляется? 41.

Биология 11 класс

«Борьба за существование по Дарвину» - Борьба с неблагоприятными условиями среды. Внутривидовая форма борьбы. Определите формы борьбы за существование. Слон. Демонстрация агрессии серебристой чайки. Дарвин. Хищник-жертва. Пырей ползучий один из рекордсменов по репродуктивным свойствам. Одна пара мышей. Гориллы. Сравнительная характеристика. В природе происходит непрерывная борьба за существование. Демонстрация силы самцами бегемотов. Геометрическая прогрессия размножения.

«Заболевания выделительной системы» - Пиелонефрит. Уретрит. Гидронефроз. Простатит. Цистит. Острые заболевания органов выделительной системы. Поликистоз почек. Амилоидоз почек. Мочекаменная болезнь. Почечная колика. Диабетическая нифропатия. Нефрогенная анемия.

«Развитие селекции» - Центры происхождения растений. Предмет и задачи селекции. Широкое одомашнивание. Отгадайте ключевое слово. Сорта растений. Средиземноморский центр. Основные методы селекции. Достижения селекции животных. Центральноамериканский центр. Среднеазиатский центр. Селекция. Этапы становления селекции. Достижения селекции растений. Закон гомологических рядов. Штамм. Основы селекции. Проверь себя. Методы селекции.

«Вопросы ЕГЭ по биологии» - Какая структура хлоропласта содержит ферменты. Анализ результатов ЕГЭ по биологии. Чем характеризуется биоценоз заливного луга. Венозная кровь в теле человека. Капилляры малого круга. Почему зрелые эритроциты не могут синтезировать белки. Применить к описанию вида животного экологический критерий. Установите соответствие. Группа организмов. Усложнение организации млекопитающих. Макpоэволюция изучает эволюционные процессы.

«Главные факторы эволюции» - Что такое изоляция. Периодические колебания численности. Результат действия мутаций. Ген. Популяционные волны. Генные мутации. Количество кроликов. Волны жизни. Борьба за существование. Животные. Мутации. Особенности поведения. Аллель. Механизм эволюционных изменений. Один из важнейших факторов эволюции. Закон Харди-Вайнберга. Познакомиться с ненаправляющими факторами эволюции. Ненаправляющие факторы эволюции.

«Вопросы ЕГЭ по биологии 2013» - Фрагмент молекулы ДНК. Эритроциты. Поведение человека. Стадии энергетического обмена. Гаплоидные клетки. Сходство и различие мутационной и комбинативной изменчивости. Окисление органических веществ. Нуклеотид. Суждения о витаминах. Лекарственный препарат. Формулировки генетических законов. РНК. Консультация по биологии. Группа крови. Комплекс приспособительных двигательных актов. Белки. Эффект воздействия.

1. Болезни легких

2. Инфекционные болезни

3. Заболевания кожи

4. Заболевания почек и мочеполовой системы

Наиболее предрасположены к развитию почечнокаменной болезни люди, имеющие первую и вторую группы крови. Первая группа крови выделяется врачами-нефрологами как фактор наивысшего риска развития этого заболевания.

Частым инфекциям мочеполовых путей наиболее подвержены женщины с третьей группой крови (особенно, если инфекция вызвана кишечной палочкой , так как существует сходство между строением антигенов кишечной палочки и третьей группы крови). Наиболее устойчивы к развитию заболеваний почек люди с четвертой группой крови.

Кожными заболеваниями чаще страдают люди с первой группой крови, особенно с отрицательным резусом.

Реже кожные болезни встречаются у людей четвертой группой крови.

Люди, имеющие первую группу крови, чаще болеют гриппом А.

Индивидуумы с группой крови 0 (I), особенно с отрицательным резусом, наиболее предрасположены к развитию заболеваний бронхов и легких. Среди них лидируют туберкулез легких, хронические аллергические бронхиты , аллергические состояния, сопровождающиеся патологией бронхиальной системы, бронхиальная астма .

Наименее подвержены заболеваниям легких (пневмония, бронхит) люди с четвертой группой крови.

Задача 2 . В родильном доме перепутали двух мальчиков (назовем их условно «X» и «Y»). Родители первого имеют I и IV группы крови, родители второго - I и III группы крови. Анализ показал, что у «Y» - I, а у «X» - II группа крови. Определите, кто чей сын?

Следовательно, у родителей с I и IV группами крови - сын «Х», а у родителей с группами крови I и III, - сын «Y», ибо только у этих супругов возможно рождение ребенка с I группой крови (отец гетерозиготен).

Задача 3 . Известно, что у родителей II и III группы крови. Может ли их ребенок иметь I группу крови?

Ответ: да, может, если генотипы родителей А0 и В0.

Задача 4 . Если мать имеет группу крови 0, а ребенок - группу А, то какие группы крови мог иметь отец?

Ответ: II или IV группу.

Задача 5 . Определите и объясните, какие группы крови возможны у детей, если у родителей:

А) и III группы крови;

Б) III группа крови;

В) группа крови;

Г) группа крови;

Д) II и III группы крови.

Задача 6 . В каком случае (при каком генотипе) дети не могут унаследовать группу крови ни от отца, ни от матери?

Ответ: у родителей I и IV группы крови.

Задача 7 . У троих детей в семье I, II и III группы крови. Какие группы крови могут быть у родителей?

Ответ: (00, В0, А0), АВ.

Задача 8 . Если мать имеет IV группу крови, а отец - III, то какие группы не могут быть у их детей?

Ответ: I группа крови.

Задача 9 . На ребенка, имеющего IV группу крови, претендуют две пары родителей. У одной из пар отец имеет II группу крови, а мать - III, у другой отец - I группу, а мать - АВ. Претензия какой пары родителей не обоснована? Ответ: претензия не обоснована у второй пары родителей.

Задача 10 . У человека гемофилия вызывается рецессивным геном h, сцепленным с Xхромосомой.

Какова вероятность рождения здоровых детей в семьях, где:

а) отец - гемофилик, а мать - здорова;

б) отец - гемофилик, а мать - носительница?

а) все дети фенотипически здоровы, но дочери являются носительницами гена гемофилии;

б) 25% - дочери - носительницы,

25% - дочери - гемофилики (как правило, нежизнеспособны),

25% - сыновья здоровы,

25% - сыновья гемофилики.

Задача 11 . В семье, где отец имел IV группу крови, а мать II группу, родилось четверо детей, имеющих I, II, III и IV группы крови. Судмедэкспертиза установила, что один из детей внебрачный. Установите генотипы родителей и определите, ребенок с какой группой крови - внебрачный.

Ответ: внебрачным является ребенок с I группой крови.

Задача 12 . У мальчика I группа крови, а у его сестры - IV. Что можно сказать о группах крови родителей?

Ответ: у родителей - II и III группы крови.

Задача 13 . У матери - I группа крови, а у отца - III. Могут ли дети унаследовать группу крови своей матери?

Ответ: да, если отец имеет группу крови В0 (III).

Задача 14 . У матери - I группа крови, а у отца - IV. Могут ли дети унаследовать группу крови своей матери?

Ответ: нет, не могут.

Задача 15 . Может ли сын унаследовать группу крови матери или отца, если мать резусотрицательная с II группой крови, а отец резусположительный с III группой крови?

В этой задаче много решений, но мы остановимся на следующем:

Решение.

Ответ: да, унаследует.

Задача 16 . Может ли ребенок унаследовать группу крови одного из родителей, если мать имеет I резус-положительную кровь, а отец - IV резусотрицательную?

Ответ: нет, не может.

Задача 17. В семье кареглазых родителей четверо детей. Двое голубоглазых имеют II и IV группы крови, а двое кареглазых - II и III. Определите вероятность рождения в этой семье кареглазого ребенка с I группой крови.

Статья профессионального репетитора по биологии Т. М. Кулаковой

Группы крови определяются наличием и комбинациями в эритроцитах агглютиногенов А и В, а в плазме крови – веществ агглютининов a и b. В крови каждого человека находятся разноимённые агглютиноген и агглютинин: А+в, В+а, АВ+ав. Склеивание эритроцитов (реакция агглютинации) происходит, если в плазме находятся одноимённые агглютинины и агглютиногены.

Изучение групп крови позволило установить правила переливания крови .

Доноры – люди, дающие кровь.
Реципиенты – люди, которым вливают кровь.

Для эрудиции: Прогрессивное развитие хирургии, гематологии заставило отказаться от этих правил и перейти к переливанию только одногруппной крови.
Резус-фактор – это особый белок.

Кровь, в эритроцитах которой находится белок резус-фактор, называется резус-положительной. Если он отсутствует – кровь будет резус-отрицательной. В эритроцитах 85% людей такой белок имеется, и таких людей называют резус-положительными. В эритроцитах крови 15% людей резус–фактора нет, и это резус–отрицательные люди.

Врачи давно обратили внимание на тяжелое, в прошлом смертельное заболевание младенцев – гемолитическую желтуху. Оказалось, что гемолитическая болезнь новорождённых вызывается несовместимостью эритроцитов резус-отрицательной матери и резус–положительного плода. На поздних сроках беременности резус–положительные эритроциты плода проникают в кровяное русло матери и вызывают у неё образование резус–антител. Эти антитела проникают через плаценту и разрушают эритроциты плода. Возникает резус–конфликт, следствием чего является гемолитическая желтуха. Выработка антител особенно активно идёт во время родов или после них.

При первой беременности в организме матери обычно не успевает образоваться большого количества антител, и у плода не возникает серьёзных осложнений. Однако у последующих резус–положительных плодов может наблюдаться распад эритроцитов. С целью предупреждения этого заболевания всем беременным с резус-отрицательной кровью делают анализы для выявления антител к резус–фактору. В случае их наличия сразу же после рождения ребёнку делают обменное переливание крови.

Для эрудиции: Если после родов матери сделать инъекцию резус–антител, то эти резус-антитела свяжутся с фрагментами эритроцитов плода и замаскируют их. Собственные лимфоциты матери не распознают эритроциты плода и не образуют антител разрушающих клетки крови плода.