z BIOLOGIĄ

 

KRZYŻÓWKI GENETYCZNE DLA OPORNYCH

Jedni nie rozumieją, czego tu można nie rozumieć. Innych w tym momencie ogarnia czarna rozpacz... Dla nich właśnie przeznaczona jest ta instrukcja. Krok po kroku. Metodą łopatologiczną. Aż Was oświeci!

​

​

KRZYŻÓWKI JEDNOGENOWE
z genami niesprzężonymi i dominacją zupełną

To najprostszy typ krzyżówek genetycznych. Dotyczy sytuacji, kiedy:
- cecha warunkowana jest przez jeden gen,
- gen ten nie leży na chromosomie X (tylko na jednym z chromosomów autosomalnych),
- allel dominujący całkowicie maskuje ekspresję (czyli ujawnienie się) allelu recesywnego - jeśli występują jednocześnie u tego samego osobnika (czyli u heterozygoty).

 

Na początek, zanim przejdziemy do krzyżówek, naprawdę niezbędna porcja teorii: Musisz wiedzieć co to:
- gen - podstawowa jednostka dziedziczenia, "porcja" informacji o konkretnej cesze organizmu, np. o barwie włosów, grupie krwi, odporności lub podatności na jakąś chorobę; symbolicznie oznaczany jest literami: A, a, B, b itd.
- genotyp - zespół genów danego osobnika
- fenotyp - zespół cech organizmu, np. jego wygląd, fizjologia, zachowanie
- cechy dominujące i recesywne - odpowiednio: cechy "silniejsze" i "słabsze"
- allel - jedna z wersji danego genu, np. wersja odpowiadająca za ciemny kolor włosów albo wersja odpowiadająca za jasny kolor włosów
- allel dominujący - allel "silniejszy", allel ujawniający się w fenotypie osobnika, nawet jeśli występuje w parze z innym (recesywnym) allelem, np. u człowieka allel warunkujący ciemny kolor włosów jest dominujący; oznaczany wielkimi literami: A, B itd.
- allel recesywny - allel "słabszy", allel ujawniający się tylko wtedy, gdy występuje w parze z innym takim samym allelem ; jeśli natomiast występuje w parze z allelem dominującym nie ujawnia się, bo nie ma odpowiednio dużej "siły przebicia" np. u człowieka allel warunkujący jasny kolor włosów; oznaczany małymi literami: a, b itd.

​

​

Większość organizmów to organizmy diploidalne, czyli takie, które w komórkach somatycznych mają podwójny zestaw chromosomów, tzw. chromosomy homologiczne. Na przykład u człowieka każdy z 23 chromosomów ma drugi do pary, co daje sumę 46 chromosomów w każdej komórce somatycznej. (Nawiasem mówiąc, w zadaniach genetycznych na naszym poziomie, zawsze chodzi o organizmy diploidalne). Co to praktycznie oznacza? Chromosomy homologiczne są takie same nie tylko pod względem rozmiaru czy wyglądu, ale także zawierają dokładnie takie same geny:

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

a dokładniej:

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

 

 

Mogą to być allele identyczne, mogą to być allele różne:

​

​

​

 

 

 

 

 

 

 

 

 

​

​

A więc homozygota dominująca to taki organizm, który zawiera dwa allele dominujące danego genu. Jego genotyp zapisujemy dwiema wielkimi literami np. AA. Ujawnia się u niego cecha dominująca. Analogicznie - homozygota recesywna to taki organizm, który zawiera dwa allele recesywne danego genu. Jego genotyp zapisujemy dwiema małymi literami np. aa. Ujawnia się u niego cecha recesywna. Heterozygota to z kolei taki organizm, który zawiera dwa różne allle tego samego genu i ujawnia się u niego tylko cecha dominująca (przynajmniej tak będzie w tych zadaniach, od których zaczniemy). Jego genotyp zapisujemy jako Aa.

​

Każdy chromosom z takiej pary (a wraz z nim konkretny allel) otrzymaliśmy od jednego z rodziców. Dzieje się tak u każdego organizmu rozmnażającego się płciowo, a więc poprzez połączenie gamet obojga rodziców w procesie zapłodnienia. Takie gamety powstają w trakcie podziału nazywanego mejozą i - co bardzo istotne - dochodzi wtedy do rozdzielenia chromosomów homologicznych, tak by każda gameta (komórka jajowa lub plemnik) zawierały tylko po jednym chromosomie z każdej pary. Mówimy, że komórki rozrodcze są haploidalne. W przypadku człowieka - gamety (jako jedyne komórki w organizmie) zawierają tylko po 23 chromosomy.

​

Takie założenie przyjął w swojej teorii już ponad 100 lat temu Grzegorz Mendel (mimo, że nie miał pojęcia o istnieniu DNA, chromosomów i mejozie) i ujął w treści tzw. prawa czystości gamet:

"Każda gameta posiada tylko jeden allel z każdej pary alleli danego genu" .

​

​

Jakie gamety będą w związku z tym wytwarzać hetero- i homozygoty?

 

​

​

​

​

​

​

​

​

​

 

 

No, po takiej dawce teorii nareszcie możemy przystąpić do rozwiązywania krzyżówek. Najlepiej będzie tłumaczyć na przykładach.

 

Zad.1
Brązowy kolor oczu (A) u człowieka dominuje nad niebieskim (a). Brązowooki mężczyzna, który jest homozygotą żeni się        z niebieskooką kobietą. Jakie jest prawdopodobieństwo, że ich dzieci będą miały niebieskie oczy?

Zaczynamy od wypisania z treści zadania wszystkich danych:
Allele:
A - allel warunkujący brązowe oczy
a - allel warunkujący niebieskie oczy
A więc wszystkie możliwe genotypy i fenotypy wyglądają następująco:
AA - oczy brązowe
Aa - oczy brązowe
aa - oczy niebieskie

Zapisujemy krzyżówkę, używając następujących symboli:
P - genotypy rodziców
F1 - genotypy ich dzieci
gamety - dobrze jest zapisywać w kółku

​

​

​

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

​

​

​

​

Odpowiedź:
Ich dzieci w 100% będą miały oczy brązowe, a więc prawdopodobieństwo, że odziedziczą kolor oczu po mamie wynosi 0.

 

Zad.2
Ciemny kolor włosów (B) u człowieka dominuje nad jasnym (a). Blondynka spodziewa się dziecka z mężczyzną, który ma włosy ciemne i o którym wiadomo, że jest heterozygotą. Jakie jest prawdopodobieństwo, że ich dziecko będzie miało jasne włosy?

Allele:
B - allel warunkujący ciemne włosy
b - allel warunkujący jasne włosy
Wszystkie możliwe genotypy i fenotypy:
BB - włosy ciemne
Bb - włosy ciemne
bb - włosy jasne

 

 

 

 

 

​

 

 

 

 

 

 

​

​

​

​

​

​

​

Odpowiedź:
Prawdopodobieństwo, że dziecko tej pary będzie miało jasne włosy wynosi 50%.

 

 

Zad.3
Jakie jest prawdopodobieństwo pojawienia się dziecka leworęcznego w rodzinie, gdzie rodzice są praworęcznymi heterozygotami? Uwzględnij fakt, że praworęczność jest cechą dominującą (A), a leworęczność - recesywną (a).

Allele:
A - allel warunkujący praworęczność
a - allel warunkujący leworęczność
Wszystkie możliwe genotypy i fenotypy:
AA - praworęczność
Aa - praworęczność
aa - leworęczność

 

 

​

​

​

​

​

​

Przy tylu możliwych kombinacjach gamet dobrze jest zapisać tzw. szachownicę Punnetta , czyli tabelę, która wygląda następująco:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

​

 

 

 

 

 

 

 

 

 

​Odpowiedź:
Prawdopodobieństwo urodzenia się dziecka leworęcznego w tej rodzinie wynosi 25%.

W zadaniach 1 - 3 wszystkie informacje potrzebne do zrobienia krzyżówki były podane na tacy. Teraz pora na odrobinę (ale tylko odrobinę!) trudniejsze zadania.

Zad.4
Kręcone  włosy  są  u  człowieka  cechą  dominującą  (K)  nad  włosami  prostymi.   Kobieta  o  włosach  prostych  i  mężczyzna o włosach kręconych (którego mama miała włosy proste) zakładają rodzinę. Jakie jest prawdopodobieństwo, że ich dzieci będą miały włosy kręcone, a jakie - że będą miały włosy proste?

Allele:
K - allel warunkujący włosy kręcone
k - allel warunkujący włosy proste
Wszystkie możliwe genotypy i fenotypy:

KK - włosy kręcone
Kk - włosy kręcone
kk - włosy proste

​

W poprzednim zadaniu genotypy rodziców były jasno sprecyzowane. W tym zadaniu wiadomo oczywiście, że kobieta musi być homozygotą recesywną kk (bo tylko wtedy ujawnią się u niej włosy proste). Ale co z mężczyzną? Ma mieć włosy kręcone, a więc może być homozygotą dominującą KK lub heterozygotą Kk. Który genotyp wybrać? A może zrobić dwie krzyżówki? Nie ma takiej potrzeby! W treści zadania jest istotna podpowiedź - informacja o fenotypie matki tego mężczyzny. Jeśli jego matka miała włosy proste musiała być homozygotą recesywną kk, a więc musiała mu przekazać allel recesywny k:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

​

Teraz już rozwiązanie krzyżówki jest banalnie proste:

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

Odpowiedź:
Prawdopodobieństwo urodzenia się dzieci o włosach prostych wynosi 50%, podobnie jak prawdopodobieństwo urodzenia się dzieci  o włosach kręconych, które też wynosi 50%.

Zad.5
Obecność piegów to cecha dominująca (A), ich brak - to cecha recesywna (a). Matka, która ma piegi i ojciec bez piegów mają już jedno dziecko bez piegów. Jakie jest prawdopodobieństwo, że ich kolejne dziecko także nie będzie miało piegów?

Allele:
A - allel warunkujący obecność piegów
a - allel warunkujący brak piegów
Wszystkie możliwe genotypy i fenotypy:
AA - piegi
Aa - piegi
aa - brak piegów

I znowu - nie podano jaki ma być genotyp matki. Jest homozygotą dominującą AA czy heterozygotą Aa? I znowu mamy podpowiedź - informację  o fenotypie  pierwszego dziecka tej pary.   Jeśli dziecko to nie ma piegów, w takim razie jest homozygotą recesywną   aa,   a więc od obojga rodziców dostało po jednym allelu a. Z tego wniosek, że matka musi być heterozygotą. Zapisujemy krzyżówkę:

​

 

 

 

 

 

​

​

​

​

 

 

 

 

 

​

Odpowiedź:
Prawdopodobieństwo, że kolejne dziecko tej pary również nie będzie miało piegów wynosi 50%.


Kto nie dowierza, że to jest jedno jedyne rozwiązanie - niech sprawdzi drugą możliwość:

​

​

​

​

​

 

 

 

​

​

​

​

​

A więc gdyby mama była homozygotą dominującą AA - nie mogłoby się jej urodzić dziecko bez piegów.

 

 

 

                                                                                                                                       Powodzenia na sprawdzianie z genetyki!

 

​