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 | ............. | ............. | ............. |
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.
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
Klucz pojęciowy — dziedziczenie dwóch genów
| Typ dziedziczenia | Stosunek F2 | Cecha |
|---|---|---|
| 9 : 3 : 3 : 1 | klasyczny dihybrydowy | Dwa geny niezależne, oba z pełną dominacją, brak interakcji |
| 9 : 7 | komplementacja | Do wytworzenia cechy potrzebne są allele dominujące w obu loci |
| 9 : 6 : 1 | współdziałanie dwóch genów | Trzy fenotypy: dominujący allel w obu loci / w jednym / w żadnym |
| 9 : 3 : 4 | epistaza recesywna | Homozygota recesywna w jednym locus maskuje działanie drugiego |
| 12 : 3 : 1 | epistaza dominująca | Dominujący allel w jednym locus maskuje drugi |
| 15 : 1 | geny podwójne | Allel 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).
| AB | Ab | aB | ab | |
|---|---|---|---|---|
| AB | AABB | AABb | AaBB | AaBb |
| Ab | AABb | AAbb | AaBb | Aabb |
| aB | AaBB | AaBb | aaBB | aaBb |
| ab | AaBb | Aabb | aaBb | aabb |
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