Прыклады пытанняў па абмеркаванні генетычнага матэрыялу
Генетыка — гэта раздзел біялогіі, які вывучае гены, спадчыннасць прыкмет і тое, як гэтая генетычная інфармацыя выяўляецца ў фізічнай форме жывых істот. Разуменне генетыкі важнае, таму што яно тлумачыць, як арганізмы развіваюцца, функцыянуюць, размнажаюцца і рэагуюць на навакольнае асяроддзе. Каб паглыбіць гэтае разуменне, у гэтым артыкуле будуць прадстаўлены некалькі прыкладаў пытанняў і іх абмеркавання, звязаных з генетыкай.
Пытанне 1: Спадчыннасць прыкмет у Мендэля
Пытанне: Калі скрыжаваць гетэразіготную па высокай расліне гароху (Tt) з нізкарослай раслінай гароху (tt), які працэнт нашчадкаў будзе высокім?
Абмеркаванне:
Пачнем з разумення дадзеных генатыпаў. `T` — гэта дамінантны алель для вышыні, а `t` — рэцэсіўны алель для нізкарослых раслін. Высокая гетэразіготная расліна мае генатып `Tt`, а нізкарослая — `tt`.
Калі мы ствараем квадрат Паннета для гэтага скрыжавання, мы можам вызначыць магчымыя генатыпы нашчадкаў:
"
Т т
------
т | Тт тт
т | Тт тт
"
З табліцы вышэй:
– 50% нашчадкаў («Tt») маюць высокі генатып, таму што існуе адзін дамінантны алель «T».
– 50% нашчадкаў (`tt`) маюць кароткі генатып.
Такім чынам, 50% нашчадкаў будуць высокімі.
Пытанне 2: Аналіз зчэплення генаў
Пытанне: Гены А і В размешчаны на адной храмасоме на адлегласці 20 адзінак мапы адна ад адной. Калі ў асобіны з генатыпам AB/ab адбываецца гаметагенез, які працэнт гамет рэкамбінуецца?
Абмеркаванне:
Частату рэкамбінацыі паміж двума генамі, размешчанымі на адной храмасоме, можна вылічыць, зыходзячы з іх генетычнай адлегласці. У пераліку на адзінкі мапы адлегласць у 1 адзінку мапы прыблізна роўная 1% верагоднасці рэкамбінацыі. Такім чынам, пры адлегласці ў 20 адзінак мапы існуе 20% верагоднасць таго, што адбудзецца рэкамбінацыя паміж генамі А і В.
Гэта азначае, што пры ўтварэнні гамет ад асобін AB/ab:
– 20% гамет будуць рэкамбінантнымі, а менавіта `Ab` або `aB`.
– 80% гамет будуць нерэкамбінантнымі, г.зн. `AB` або `ab`.
Пытанне 3: Колькасная спадчыннасць
Пытанне: Калі на вышыню расліны ўплываюць два гены (Aa і Bb) з адытыўным эфектам, і кожны дамінантны алель дадае 5 см да базавай вышыні 50 см, вылічыце вышыню расліны з генатыпам AABb.
Абмеркаванне:
Гены А і В уносяць дадатковы ўклад у вышыню раслін. У генатыпе AABb:
– Існуюць два дамінантныя алелі `A`: два `A` даюць дадатковыя 2×5 см = 10 см.
– Дамінантны алель `B` роўны адзінцы: адзін `B` дае дадатковыя 1×5 см = 5 см.
Асноўная вышыня расліны складае 50 см. З улікам эфекту дамінантнага алеля агульная вышыня расліны становіцца:
50 см (вышыня асновы) + 10 см (ад `AA`) + 5 см (ад `B`) = 65 см.
Такім чынам, расліна з генатыпам AABb будзе мець вышыню 65 см.
Пытанне 4: Генетычныя захворванні і верагоднасць
Пытанне: У сям'і бацька з'яўляецца носьбітам рэцэсіўнай прыкметы альбінізму (Аа), а маці не мае рэцэсіўнага алеля (АА). Якая верагоднасць таго, што іх дзеці будуць альбіносамі?
Абмеркаванне:
Альбінізм — гэта рэцэсіўнае захворванне, гэта значыць, для праявы прыкметы патрэбныя два рэцэсіўныя алелі (аа). Генатып бацькі — «Аа», а маці — «АА».
Разгледзім магчымыя камбінацыі ў квадраце Панэта:
"
А А
------
А | АА АА
а | Аа Аа
"
Сумарныя вынікі паказваюць:
– 50% дзяцей будуць мець генатып «АА» (не носьбіты, не альбіносы).
– 50% дзяцей будуць мець генатып «Аа» (носій, неальбінос).
Няма ніякіх шанцаў, што іх дзеці будуць мець генатып «аа», таму верагоднасць нараджэння дзіцяці-альбіноса роўная 0%.
Пытанне 5: Аналіз злучаных з падлогай храмасом
Пытанне: Жанчына з дальтанізмам (X^BX^b) выходзіць замуж за нармальнага мужчыну (X^BY). Якая верагоднасць таго, што ў іх будзе сын з дальтанізмам?
Абмеркаванне:
Дальтанізм звязаны з Х-храмасомай і мае рэцэсіўны тып (X^b). Жанчыны з'яўляюцца носьбітамі і маюць генатып X^BX^b, а здаровыя мужчыны маюць X^BY. Выкарыстоўваючы скрыжаванне:
"
X^BY
------
X^B | X^BX^BX^BY
X^b | X^BX^b X^bY
"
Вынікі скрыжавання для хлопчыкаў:
– 50% хлопчыкаў будуць мець генатып X^BY (нармальны).
– 50% хлопчыкаў будуць мець генатып X^bY (кальтанізм).
Такім чынам, існуе 50% верагоднасць таго, што іх сын будзе дальтаністам.
У вышэйзгаданым абмеркаванні мы разгледзелі некалькі сцэнарыяў, якія ілюструюць асноўныя прынцыпы генетыкі, ад класічнай да сучаснай. Гэта разуменне карысна не толькі для экзаменаў, але і служыць асновай для даследаванняў і распрацовак у галіне біятэхналогій і геннай тэрапіі. Адточваючы свае аналітычныя навыкі ў розных кантэкстах, мы паглыбляем сваё разуменне таго, як уладкавана жыццё.
