m Matura-Online.pl Rozwiązania zadań maturalnych
MBIP-R0-100-2305 Otwarte krótkie 3 pkt Trudność: ★★★★★

Zadanie 15

Matura z biologii, maj 2023, poziom rozszerzony

Wymaganie:

IV.4 — dziedziczenie cech, epistaza recesywna.

Treść zadania

Psy rasy labrador retriever mogą mieć sierść czarną, brązową lub żółtą. Za barwę sierści psów tej rasy odpowiadają dwa niezależnie dziedziczone geny. Każdy z tych genów ma dwa allele.

  • Allele pierwszego genu warunkują powstanie pigmentu – allel dominujący E warunkuje jego wytworzenie i powstanie ciemnej sierści, natomiast recesywny allel e w układzie homozygotycznym uniemożliwia wytworzenie pigmentu i sierść pozostaje jasna – żółta.

  • Allele drugiego genu są odpowiedzialne za kolor ciemnej sierści – dominujący allel B odpowiada za wytworzenie czarnego barwnika, natomiast recesywny allel b – za barwnik brązowy.

Psy o sierści żółtej mogą mieć różny kolor nosa – może on być ciemny, jeżeli w ich genotypie występuje przynajmniej jeden allel B, albo jasny – gdy nie mają tego allelu.

Skrzyżowano żółtą samicę i brązowego samca mających już szczenięta: czarne, brązowe i żółte.

Na podstawie: www.labrador.org.pl

Zadanie 15. (0–3)

Zapisz krzyżówkę genetyczną i na jej podstawie podaj oczekiwany stosunek fenotypowy szczeniąt czarnych, brązowych i żółtych w potomstwie opisanej pary psów oraz określ prawdopodobieństwo, że żółte szczenię będzie miało ciemny nos.

Krzyżówka genetyczna:

Oczekiwany stosunek fenotypowy: ........................

Prawdopodobieństwo, że żółte szczenię będzie miało ciemny nos: ........................

Źródło: arkusz CKE MBIP-R0-100-2305. Otwórz oryginalny PDF

Rozwiązanie

Genotypy rodziców:

  • Żółta samica: musi być ee w locus E (homozygota recesywna, daje fenotyp żółty). W locus B ma "jeden allel recesywny" → Bb. Genotyp pełny: eeBb.
  • Brązowy samiec: musi być bb w locus B + E_ w locus E. Z "jeden recesywny w E" → Ee. Genotyp pełny: Eebb.

Krzyżówka: eeBb × Eebb

Gamety samicy (eeBb): eB, eb (po 50%).
Gamety samca (Eebb): Eb, eb (po 50%).

Eb (50%) eb (50%)
eB (50%) EeBb (25%) eeBb (25%)
eb (50%) Eebb (25%) eebb (25%)

Fenotypy potomstwa:

  • EeBb (25%) → E_B_ = czarny (E pozwala na pigment, B daje czarny).
  • Eebb (25%) → E_bb = brązowy (E pozwala, B daje brązowy).
  • eeBb (25%) → ee = żółty (e blokuje pigment, B nieaktywny).
  • eebb (25%) → ee = żółty (jw.).

Oczekiwany stosunek fenotypowy = czarne : brązowe : żółte = 1 : 1 : 2

Prawdopodobieństwo, że żółte szczenię miało ciemny nos:

Kolor nosa zależy od locus B:

  • B_ (Bb lub BB) → ciemny (czarny) pigment w nosie.
  • bb → brązowy pigment w nosie.

Wśród żółtych szczeniąt:

  • eeBb (25% całości) → ciemny nos.
  • eebb (25% całości) → brązowy nos.
  • Stosunek wśród żółtych: 1 (Bb, ciemny) : 1 (bb, brązowy).

P(żółte ma ciemny nos) = 1/2 = 50%.

Typowy błąd / pułapka

Pułapka — pomylenie epistazy z dihybrydem klasycznym. Klucz: ee jest epistatyczne wobec locus B. Niezależnie od B, jeśli ee → fenotyp żółty.

Pułapka — uznanie żółtego za jednolity fenotyp. Żółte może mieć różne genotypy w B (Bb, BB, bb). Nos pokazuje genotyp B (kolor pigmentu w nosie nie podlega epistazie ee — pigment w nosie powstaje niezależnie od pigmentu w sierści).

Pułapka — pomylenie kierunku epistazy. Tu jest epistaza recesywna (recesywny w locus E blokuje wszystko). Klucz: ee dominuje fenotypowo nad B.

Strona arkusza CKE z trescia zadania

Zadanie 15 - labrador retriever, epistaza
Strona 24 arkusza CKE 2023 PR biologia - zadanie 15 (dziedziczenie koloru sierści labradorów). Na podstawie: CKE 2023 / labrador.org.pl Oryginalny PDF CKE, str. 24

Klucz pojęciowy — epistaza

Typ interakcjiStosunek F2 (z AaBb × AaBb)Mechanizm
Brak interakcji (klasyczny dihybryd)9 : 3 : 3 : 14 fenotypy
Epistaza recesywna9 : 3 : 4aa hamuje ekspresję B/b (oba bbb mają fenotyp aa)
Epistaza dominująca12 : 3 : 1A_ hamuje ekspresję B/b
Komplementacja9 : 7Oba dominujące potrzebne razem
Działanie duplikatów15 : 1Każdy dominujący wystarczy

Labrador retriever = klasyczny przykład epistazy recesywnej (ee maskuje B/b).

Mechanizm: ee jako epistaza recesywna

Locus E koduje enzym MC1R (melanocortin 1 receptor), aktywujący syntezę eumelaniny (ciemny pigment).

Allel E = funkcjonalny MC1R → wytwarzanie eumelaniny w sierści → ciemna sierść.

Allel e = niefunkcjonalny MC1R → brak eumelaniny → wytwarzana tylko feomelanina (żółty/rudy pigment). Sierść żółta.

Homozygota ee → cała sierść żółta, niezależnie od locus B.

Locus B koduje enzym TYRP1 (tyrosinase-related protein 1), decydujący o kolorze eumelaniny:

  • B = TYRP1 funkcjonalny → eumelanina czarna.
  • b = TYRP1 niefunkcjonalny → eumelanina brązowa.

Wniosek: bez eumelaniny (ee) → kolor TYRP1 nie ma znaczenia. ee maskuje fenotyp B/b.

Mechanizm: kolor nosa vs kolor sierści

Kolor nosa zależy od locus B (TYRP1):

  • B_ → czarny nos (eumelanina czarna w nosie).
  • bb → brązowy nos (eumelanina brązowa).

Kolor sierści zależy od OBU loci.

Locus E wpływa tylko na sierść (gdzie produkcja eumelaniny zależy od MC1R). W nosie eumelanina i tak się produkuje (przez inny mechanizm — bezpośrednio bez MC1R).

→ Stąd: żółte labradorki mają różne kolory nosa w zależności od B:

  • eeBb / eeBB → żółta sierść + czarny nos.
  • eebb → żółta sierść + brązowy nos (rzadziej, mniej charakterystyczne).

Krzyżówka labradorów (zadanie)

Genotypy rodziców:

  • Żółta samica: eeBb (ee = żółta, Bb = nos czarny).
  • Brązowy samiec: Eebb (Ee = pigment, bb = brązowy).

Gamety:

  • Samica (eeBb): eB + eb (po 50%).
  • Samiec (Eebb): Eb + eb (po 50%).

F1 (kwadrat Punnetta):

Ebeb
eBEeBb (E_B_ = czarny)eeBb (ee = żółty, Bb = nos czarny)
ebEebb (E_bb = brązowy)eebb (ee = żółty, bb = nos brązowy)

Fenotypy F1 (1/4 każda kombinacja):

  • 1/4 EeBb → czarny.
  • 1/4 Eebb → brązowy.
  • 1/4 eeBb → żółty (nos czarny).
  • 1/4 eebb → żółty (nos brązowy).

Stosunek: 1 czarny : 1 brązowy : 2 żółte = 1 : 1 : 2.

Wśród żółtych szczeniąt (2 z 4):

  • 1 ma genotyp eeBb → ciemny nos.
  • 1 ma genotyp eebb → brązowy nos.

P(żółte ma ciemny nos) = 1/2 = 50%.

Punktacja CKE

  • 15. 3 pkt:
    • Krzyżówka z gametami i F1 — 1 pkt.
    • Stosunek fenotypowy 1 : 1 : 2 — 1 pkt.
    • P(żółte ma ciemny nos) = 1/2 — 1 pkt.

Po co to umieć

Labrador retriever — najpopularniejsza rasa psa świata. Trzy oficjalne kolory:

  • Czarny (najczęstszy) — E_B_.
  • Czekoladowy / brązowy — E_bb.
  • Żółty (od kremowego do złotego) — ee__.

Inne rasy z epistazą koloru:

  • Złoty retriever — zawsze ee, ale różne odcienie złotego/kremowego (geny modyfikatorów).
  • Owczarki niemieckie — czarna + brązowa + sable (rdzawa).

Genetyka koloru sierści to klasyka w analizie krzyżówek hodowlanych. Studia genetyki na uniwersytetach weterynaryjnych dotyczą tego intensywnie.

Epistaza w przyrodzie:

  • Grupa krwi Bombay (FUT1 maskuje ABO) → patrz [[biologia-2025-maj-pr-16]].
  • Kolor sierści wielu ssaków (kotów, myszy, koni).
  • Kolor kwiatów roślin (groszek pachnący).

Test DNA labradora:

  • Komercyjne testy (Embark, Wisdom Panel) — pokazują genotyp w E, B, K i in.
  • Hodowcy używają by przewidzieć kolory szczeniąt + uniknąć recesywnych chorób (PRA, EIC).

Inżynierowanie sierści CRISPR — teoretycznie możliwe, ale komercyjnie niedostępne. Etyczne dyskusje.

Podobne zadania

genetyka, grupy krwi ABO, gen FUT1, fenotyp Bombay, mutacja, zmiana ramki odczytu

Zadanie 16 (4 pkt)

maj 2025 • PR

W układzie ABO wyróżnia się cztery podstawowe fenotypy: A, B, AB i 0, które są warunkowane przez występowanie antygenów A i B. Antygen H jest strukturą prekursorową antygenów A i B, które powstają w wyniku przyłączania do antygenu H różnych reszt cukrowych: w antygenie A jest to N-acetylogalaktozamina, w antygenie B — galaktoza. Wytwarzanie antygenu H jest warunkowane przez gen *FUT1*. Allel dominujący tego genu (*H*) odpowiada za wytworzenie antygenu H w błonie komórkowej erytrocytów. Allel recesywny tego genu (*h*) zawiera mutację prowadzącą do syntezy niefunkcjonalnego enzymu, którego aktywność jest konieczna do syntezy antygenu H. Gen *ABO* warunkujący przekształcanie antygenu H do antygenu A lub B ma trzy allele: - allel $I^A$ koduje transferazę A, warunkującą wytwarzanie antygenu A; - allel $I^B$ koduje transferazę B, warunkującą wytwarzanie antygenu B; - recesywny allel $i$, kodujący niefunkcjonalne białko, powstały w wyniku mutacji allelu $I^A$. Gen *FUT1* i gen *ABO* są położone na różnych chromosomach autosomalnych. W poniższej tabeli przedstawiono fragmenty nici kodującej DNA alleli $I^A$ oraz odpowiadający im fragment łańcucha polipeptydowego powstałego w wyniku mutacji. | Allel genu *ABO* | Fragment DNA nici kodującej | Fragment łańcucha polipeptydowego kodowanego przez podany fragment DNA | |---|---|---| | $I^A$ | CTC GTG GTG ACC CCT T | Leu – Val – Val – Thr – Pro | | $i$ | CTG GTG GT- ACC CCT T | ............................. | Na podstawie: M. Czerwiński i R. Kaczmarek, *Genetyczne podstawy syntezy cukrowych antygenów grupowych krwi*, „Acta Haematologica Polonica" 44(3), 2013; V. Kumar i in., *Robbins & Cotran Pathologic Basis of Disease*, Nowy Jork 2020. ### Zadanie 16.1. (0-1) Na podstawie analizy danych przedstawionych w tabeli podaj nazwę mutacji genowej, która doprowadziła do powstania allelu $i$. ### Zadanie 16.2. (0-1) Uzupełnij tabelę zamieszczoną powyżej — podaj sekwencję aminokwasową kodowaną przez fragment DNA nici kodującej zawarty w tabeli. Odpowiedź zapisz w wyznaczonym miejscu w tabeli. ### Zadanie 16.3. (0-1) Dokończ zdanie. Zaznacz właściwą odpowiedź spośród podanych. Sekwencja aminokwasowa kodowana przez allel $i$ jest inna niż w przypadku allelu $I^A$, ponieważ konsekwencją mutacji genowej prowadzącej do powstania allelu $i$ jest - A. zmiana ramki odczytu. - B. substytucja aminokwasowa. - C. odwrócenie kolejności aminokwasów. - D. zwielokrotnienie liczby aminokwasów. ### Zadanie 16.4. (0-1) Podaj wszystkie możliwe genotypy warunkujące grupę krwi A. Uwzględnij allele genu *FUT1* oraz genu *ABO*. W zapisie genotypu zastosuj oznaczenia alleli podane we wprowadzeniu do zadania.

genetyka, dziedziczenie, dwa loci, brzanka sumatrzańska, paskowanie, dominacja, krzyżówka

Zadanie 16 (4 pkt)

maj 2024 • PR

### Zadanie 16. Tułów ryby – brzanki sumatrzańskiej (*Puntigrus tetrazona*) – przecinają trzy poprzeczne czarne paski, ciągnące się od grzbietu do brzucha. Na poniższym zdjęciu przedstawiono trzy możliwe wzory paskowania występujące u brzanki sumatrzańskiej (1.–3.), różniące się długością paska oznaczonego strzałką. Wzór paskowania brzanki sumatrzańskiej zależy od dwóch niesprzężonych *loci* – A i B z allelami dominującymi (A i B) i recesywnymi (a i b): - wzór 1. – obecność co najmniej jednego allelu dominującego w każdym z obu *loci* daje wzór pełnego paskowania - wzór 2. – homozygotyczność recesywna tylko w jednym z *loci* powoduje skrócenie paska środkowego, który jednak przecina linię nadbrzuszną - wzór 3. – podwójna homozygotyczność recesywna sprawia, że pasek środkowy jest skrócony o połowę i kończy się na linii nabocznej. *Na podstawie: Z. Nowak (red.), Genetyka zwierząt w teorii i praktyce, Warszawa 2015; J.S. Frankel, Inheritance of Trunk Striping in the Sumatran Tiger Barb […], „Journal of Heredity" 76, 1985. Fotografia: J.S. Frankel, How a Banded Barb Gets its Stripes, „AMAZONAS" 3(6), 2014.* ### Zadanie 16.1. (0–2) Uzupełnij tabelę – dla każdego z fenotypów brzanki sumatrzańskiej wymienionych w tabeli zapisz wszystkie możliwe genotypy warunkujące dany fenotyp. Zastosuj oznaczenia alleli podane w tekście. | Fenotyp | Możliwe genotypy | |---|---| | pełne paskowanie – wzór 1. | | | skrócony pasek środkowy przecinający linię naboczną – wzór 2. | | ### Zadanie 16.2. (0–2) Zapisz krzyżówkę genetyczną i na jej podstawie podaj oczekiwany rozkład wzoru paskowania wśród potomstwa dwóch podwójnie heterozygotycznych osobników brzanki sumatrzańskiej. Krzyżówka genetyczna: | Wzór paskowania | wzór 1. | wzór 2. | wzór 3. | |---|---|---|---| | Oczekiwane proporcje | ............. | ............. | ............. |

Rozumiesz, jak to rozwiązać?

Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji

matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „genetyka, epistaza recesywna, labrador retriever, dziedziczenie koloru sierści, krzyżówka dihybrydowa" zrobisz samodzielnie.

Otwórz matury-online.pl