Образцы решения задач

1. Молекулярная биология

Задача. Полипептид состоит из аминокислот: валин-аланин-глицин-лизин-триптофан-валин-серин-глутаминовая кислота.

Определить структуру участка ДНК, кодирующего указанный полипептид.

Решение

В условии задачи дана последовательность аминокислот, по которой устанавливается строение и-РНК (по таблице генетического кода):

аминокислоты: вал – ала – гли – лиз – три – вал – сер – глю

иРНК: 5' ГУУ - ГЦУ - ГГУ - ААА - УГГ - ГУУ - УЦУ – ГАА 3'

По цепочке и-РНК можно восстановить участок нити ДНК, по матрице которой она собиралась

ДНК: 3' ЦАА – ЦГА – ЦЦА – ТТТ – АЦЦ – ЦАА – АГА – ЦТТ 5'

Но днк состоит из 2-х цепей, следовательно

ДНК: 3' ЦАА – ЦГА – ЦЦА – ТТТ – АЦЦ – ЦАА – АГА – ЦТТ 5'

5' ГТТ – ГЦТ – ГГТ – ААА – ТГГ – ГТТ – ТЦТ – ГАА 3'

2. Цитогенетика

Задача. Какие типы гамет и в каком соотношении образуются из сперматоцита I порядка с набором 2А+ХУ при нерасхождении половых хромосом в двух делениях мейоза. Указать в них количество хромосом.

Решение

46

22 22 22 26

Ответ: Типы гамет: 1) А, 22 хромосомы – 75%; 2) АXXYY, 26 хромосом – 25%.

3. Моногибридное скрещивание

Задача. У человека ген кареглазости доминирует над геном голубоглазости. От брака кареглазого мужчины и кареглазой женщины родился ребенок с голубыми глазами. Определить генотипы родителей.

Решение. Обозначим аллели, определяющие окраску глаз:

А – кареглазость

а – голубоглазость

Так как по условию задачи оба родителя кареглазы, в их генотипах должна быть хотя бы по одному аллелю А. Вместо второго аллеля этой аллельной пары пока ставим знак вопроса:

Р ♀ А? -♂ А?

F₁ аа

У данной супружеской пары родился голубоглазый ребенок, следовательно, его генотип аа. Один аллель из данной аллельной пары ребенок получил от матери, второй – от отца. Следовательно, в генотипах матери и отца должны быть рецессивные аллели а и одним из видов гамет мужа и жены должен быть вид, содержащий аллель а. Впишем аллель а в генотипы родителей вместо знака вопроса:

Р .: ♀ Аа - ♂ Аа

F₁ AA; Аа; Аа; аа

Ответ: генотипы родителей одинаковы и гетерозиготны Аа.

4. Дигибридное скрещивание

Задача. Полидактилия (шестипалость), близорукость и отсутствие малых коренных зубов обусловлены доминантными аутосомными не сцепленными между собой генами. Какова вероятность рождения детей без аномалий в семье, где оба родителя страдают тремя недостатками, но гетерозиготны по всем трем парам генов.

Решение:

Обозначим аллели:

А – полидактилия

а – нормальное количество пальцев

В – близорукость

b – нормальное зрение

С – отсутствие малых коренных зубов

с – наличие малых коренных зубов

Р ♀ АаВbСс – ♂ АаВbСс

G.: АВС АВс АВС АВс

АbС аВс АbС аВс

Аbс аВс Аbс аВс

аbС аbс аbС аbс

Родительские формы тригетерозиготны, поэтому они образуют по 8 видов гамет. Число типов гамет определяется по формуле 2ⁿ, в данном случае 2³ = 8. Здоровый человек должен иметь генотип ааbbсс, т.е. быть тригомозиготным по рецессивным генам. Зигота с генотипом ааbbсс может возникнуть лишь при слиянии яйцеклетки аbс со сперматозоидом аbс. Вероятность образования женской гаметы аbс равна ¹/₈, вероятность образования мужской гаметы аbс тоже равна ¹/₈. Вероятность того, что они сольются равна: ¹/₈ × ¹/₈ = ¹/₆₄. Следовательно, вероятность рождения детей с генотипом ааbbсс = ¹/₆₄.