m Matura-Online.pl Rozwiązania zadań maturalnych
MBIP-R0-100-2405 • Otwarte krótkie • 4 pkt • Trudność: ★★★★☆

Zadanie 16

Matura z biologii, maj 2024, poziom rozszerzony

Wymaganie:

XIV. Genetyka klasyczna. 1. Dziedziczenie cech. Zdający: 1) zapisuje i analizuje krzyżówki […] oraz określa prawdopodobieństwo wystąpienia określonych genotypów i fenotypów oraz stosunek fenotypowy w pokoleniach potomnych […]; 2) przedstawia dziedziczenie […] dwugenowe […] ([…] współdziałanie dwóch […] genów).

Treść zadania

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 ze sobą 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 naboczną
  • 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 ............. ............. .............
Fotografia trzech brzanek sumatrzańskich o różnych wzorach paskowania (1.–3.), ze strzałkami wskazującymi pasek różniący się długością.
Na podstawie: arkusz CKE MBIP-R0-100-2405 Oryginalny PDF CKE, str. 20

Źródło: arkusz CKE MBIP-R0-100-2405. Otwórz oryginalny PDF

Rozwiązanie

16.1.

Fenotyp Możliwe genotypy
wzór 1. (pełne paskowanie) AABB, AaBB, AABb, AaBb
wzór 2. (skrócony pasek przecinający linię naboczną) AAbb, Aabb, aaBB, aaBb

(Wzór 3. = aabb.) Punktacja: 2 pkt — wszystkie genotypy obu wzorów, 1 pkt — wszystkie genotypy jednego wzoru.

16.2. Krzyżówka: AaBb × AaBb. Gamety każdego z rodziców: AB, Ab, aB, ab (szachownica Punnetta 4 × 4).

To współdziałanie dwóch genów: obecność allelu dominującego w obu loci daje pełny fenotyp, w jednym — fenotyp pośredni, w żadnym — najsilniej zmieniony.

Niesprzężone loci → segregacja niezależna podczas mejozy → krzyżówka AaBb × AaBb daje klasy genotypowe w proporcji:

  • 9/16 A_B_ (wzór 1)
  • 3/16 A_bb (wzór 2)
  • 3/16 aaB_ (wzór 2)
  • 1/16 aabb (wzór 3)

→ łącznie 9 : 6 : 1 w stosunku wzór 1 : wzór 2 : wzór 3 (uznaje się też 9/16 : 6/16 : 1/16 albo 56,25% : 37,5% : 6,25%). Punktacja: 2 pkt — krzyżówka i stosunek, 1 pkt — sama poprawna krzyżówka.

Typowy błąd / pułapka

Pułapka — pomylenie loci sprzężonych z niesprzężonymi. Niesprzężone = zwykle na różnych chromosomach → segregacja niezależna → klasyczne 9:3:3:1 lub jego modyfikacje. Sprzężone → segregacja zależna (linkage) → niestandardowe stosunki.

Pułapka — pomylenie A_ i a_. A_ = homozygota dominująca (AA) lub heterozygota (Aa). Klucz: kreska "_" = "dowolny allel".

Pułapka — "wzór 2 to AaBb". NIE — wzór 2 wymaga homozygotyczności recesywnej w JEDNYM locus → A_bb lub aaB_. AaBb to wzór 1 (oba dominujące obecne).

Strona arkusza CKE z trescia zadania

Zadanie 16 - brzanka sumatrzańska, paskowanie
Strona 20 arkusza CKE 2024 PR biologia - zadanie 16 (genetyka paskowania brzanki sumatrzańskiej). Na podstawie: CKE 2024 / Frankel, Inheritance of Trunk Striping... Oryginalny PDF CKE, str. 20

Klucz pojęciowy — dziedziczenie dwóch genów

Typ dziedziczeniaStosunek F2Cecha
9 : 3 : 3 : 1klasyczny dihybrydowyDwa geny niezależne, oba z pełną dominacją, brak interakcji
9 : 7komplementacjaDo wytworzenia cechy potrzebne są allele dominujące w obu loci
9 : 6 : 1współdziałanie dwóch genówTrzy fenotypy: dominujący allel w obu loci / w jednym / w żadnym
9 : 3 : 4epistaza recesywnaHomozygota recesywna w jednym locus maskuje działanie drugiego
12 : 3 : 1epistaza dominującaDominujący allel w jednym locus maskuje drugi
15 : 1geny podwójneAllel dominujący w którymkolwiek locus daje ten sam fenotyp

Brzanka sumatrzańska = 9 : 6 : 1.

Mechanizm: trzy wzory paskowania

Wzór 1: dominujący allel w obu locach (A_ B_).

  • Genotypy: AABB, AaBB, AABb, AaBb (4 z 9 kombinacji = 9/16 populacji F2).
  • Fenotyp: pełne paskowanie.

Wzór 2: homozygotyczność recesywna tylko w jednym locus (A_bb lub aaB_).

  • Genotypy: AAbb, Aabb, aaBB, aaBb (4 z 9 kombinacji = 6/16 populacji F2).
  • Fenotyp: skrócony pasek środkowy, który jednak przecina linię naboczną.

Wzór 3: homozygotyczność recesywna w obu locach (aabb).

  • Genotyp: aabb (1 z 9 kombinacji = 1/16 populacji F2).
  • Fenotyp: pasek środkowy skrócony o połowę, kończy się na linii nabocznej.

Mechanizm: skrzyżowanie F1 × F1

Cross: AaBb × AaBb (heterozygoty w obu locach, F1 z pełnym paskowaniem).

ABAbaBab
ABAABBAABbAaBBAaBb
AbAABbAAbbAaBbAabb
aBAaBBAaBbaaBBaaBb
abAaBbAabbaaBbaabb

Sumując fenotypowo (niesprzężone, segregacja niezależna):

  • 9/16 A_B_ → wzór 1 (pełny pasek)
  • 3/16 A_bb → wzór 2
  • 3/16 aaB_ → wzór 2
  • 1/16 aabb → wzór 3 (skrócony do połowy)

Stosunek fenotypowy: 9 (wzór 1) : 6 (wzór 2) : 1 (wzór 3).

Punktacja CKE

  • 16.1. 2 pkt — wszystkie genotypy wzoru 1. i wzoru 2.; 1 pkt — wszystkie genotypy jednego z tych wzorów.
  • 16.2. 2 pkt — poprawna krzyżówka i stosunek 9 : 6 : 1; 1 pkt — sama poprawna krzyżówka.
  • Suma: 4 pkt.

Po co to umieć

Brzanka sumatrzańska to popularna ryba akwariowa; dziedziczenie jej wzoru paskowania opisał J.S. Frankel (źródło podane w arkuszu).

Klasyczne stosunki w przyrodzie:

  • 9:3:3:1 = krzyżówka dwugenowa (barwa i kształt nasion grochu).
  • 9:7 = komplementacja (barwa kwiatów groszku pachnącego).
  • 9:3:4 = epistaza recesywna (barwa sierści labradora — homozygota ee maskuje działanie genu B).
  • 9:6:1 = współdziałanie dwóch genów (paskowanie brzanki, kształt owoców dyni).

Modyfikacje stosunku 9:3:3:1 pokazują, że fenotyp nie jest prostą sumą efektów alleli — geny mogą ze sobą współdziałać.

Rozumiesz, jak to rozwiązać?

Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji

matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „genetyka, dziedziczenie, dwa loci, brzanka sumatrzańska, paskowanie, dominacja, krzyżówka” zrobisz samodzielnie.

Otwórz matury-online.pl