Законы Менделя: решебник

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ 

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное 

учреждение высшего профессионального образования

«Южный федеральный университет»

Н. И. Беличенко

ЗАКОНЫ МЕНДЕЛЯ

Решебник

Ростов-на-Дону

Издательство Южного федерального университета

2011

УДК 575.1
ББК 28.04
       Б 43

Печатается по решению редакционно-издательского совета 

Южного федерального университета

Рецензенты:

доцент кафедры общей биологии и генетики РГМУ, 

кандидат биологических наук Петров С. С.;

заместитель директора НИИ биологии ЮФУ 

по учебно-методической и инновационной деятельности, 

доктор педагогических наук Вардуни Т. В.

Учебное пособие подготовлено и издано в рамках национального проекта 
«Образование» по «Программе развития федерального государственного 
образовательного учреждения высшего профессионального образования 

“Южный федеральный университет” на 2007–2010 гг.»

Беличенко Н. И.

Законы Менделя: решебник / Н. И. Беличенко. – Ростов н/Д: 

Изд-во ЮФУ, 2011. – 86 с.

ISBN 978-5-9275-0818-1
В решебнике изложены основные принципы решения задач по кур
су «Генетика с основами селекции», раздел  «Менделизм». Предложены 
различные типы задач на моногибридное, дигибридное и полигибридное 
скрещивания, дается краткая характеристика  материальных основ наследственности и закономерностей наследования, установленных Г. Менделем. По каждой теме приводится  достаточное количество примеров 
решения задач.

Решебник предназначен  для самостоятельного изучения теоретиче
ского материала  общего курса, овладения логикой генетического анализа и может  быть рекомендован для студентов биологических и смежных 
специальностей  дневной и очно-заочной формы обучения.

ISBN 978-5-9275-0818-1 
 
 
 
                     УДК 575.1 
 
  
 
 
 
 
                     ББК 28.04

© Беличенко Н. И., 2011
© Южный федеральный университет, 2011
© Оформление. Макет. Издательство

Южного федерального университета, 2011

Б 43

ОгЛАвЛЕНИЕ

Введение  ................................................................... 4

1. Материальные основы наследственности  ................... 5

1.1. Принципы решения задач  ..............................  11
1.2. Контрольные задачи  ......................................  12

2. Закономерности наследования, установленные 
Г. Менделем  ............................................................  14

2.1. Моногибридное скрещивание  ..........................  15

2.1.1. Принципы решения задач  ........................  20
2.1.2. Контрольные задачи  ................................  26

2.2. Дигибридное и полигибридное скрещивание  .....  42

2.2.1. Принципы решения задач  ........................  43
2.2.2. Контрольные  задачи  ...............................  53

Ответы на задачи  .....................................................  74

Глоссарий  ...............................................................  81

Учебно-методическое обеспечение. 
Основная литература  ................................................  84

ввЕДЕНИЕ

Решение задач по генетике является одним из важней
ших методов усвоения теоретического материала, так как 
помогает овладеть логикой генетического анализа, спецификой мышления в области генетики. При решении задач 
осуществляется постоянная взаимосвязь между знанием 
теории и возможностью ее практического применения. 
В результате у студентов формируется осмысленное освоение закономерностей наследственности и наследования, 
возможности применения теоретических знаний в решении 
практических задач.

В данном учебно-методическом пособии собраны задачи 

по разделу генетики «Менделизм. Моногибридное, дигибридное и полигибридное скрещивания» и показаны принципы их решения.

1. МАтЕРИАЛьНЫЕ ОсНОвЫ НАсЛЕДствЕННОстИ

 Для решения задач по этой теме необходимо хорошо 

знать деление клетки, поведение хромосом в митозе и мейозе, гаметогенез у животных Основными материальными 
структурами наследственности являются хромосомы. Число хромосом, их морфологическое строение для каждого 
вида строго специфично. При половом размножении организм получает один набор хромосом от отца, другой – 
от матери. Таким образом, зигота содержит двойной набор 
хромосом, каждая из которых имеет гомологичную пару. 
При дальнейшем развитии зиготы клетки делятся митозом, в процессе которого происходит равномерное распределение хромосом по дочерним клеткам. Дочерние клетки 
имеют такой же набор хромосом, что и исходная клетка, 
вступившая в митоз. 

 Жизненный цикл клетки складывается из нескольких 

фаз: фазы роста, подготовительного периода и деления.

После деления в клетке идут синтетические процессы, 

необходимые для восстановления стандартных размеров 
клетки. В дальнейшем некоторые клетки переходят в фазу 
G0, больше не делятся, постепенно стареют и погибают. 
Другая часть клеток после достижения стандартных размеров и накопления веществ, необходимых для репликации ДНК и хромосом, переходит в синтетический период 
(S). В синтетический период происходит репликация ДНК 
и хромосом. После синтетического периода каждая хромосома состоит из двух хроматид. Затем наступает постсинтетический период (G2), за которым следует митоз (деление 
клетки), и цикл повторяется заново (рис. 1). 

Митоз подразделяется на четыре фазы: профазу, мета
фазу, анафазу и телофазу. Состояние клетки между делениями называется интерфазой. Она состоит из пресинтети

1. Материальные основы наследственности

6

Рис. 1. Жизненный цикл клетки

Рис. 2. Фазы митотического деления животной клетки

1. Материальные основы наследственности

7

ческого (G1), синтетического (S) и постсинтетического (G2) 
периодов. В интерфазу хромосомы не видны, так как находятся в деконденсированном состоянии, но именно в эту 
фазу совершаются процессы транскрипции, трансляции, 
обмена веществ, репликации ДНК и хромосом. В профазу 
происходит конденсация хромосом, в цитоплазме формируется веретено деления, в конце профазы ядерная оболочка 
фрагментируется. В метафазу хромосомы выстраиваются 
в экваториальной плоскости веретена деления, в анафазу 
хроматиды расходятся к противоположным полюсам клетки, в телофазу клетка делится (рис. 2).

Гаметогенез

При образовании гамет, т. е. половых клеток (сперма
тозоидов и яйцеклеток), происходит деление клетки, называемое мейозом. Он состоит из двух последовательных 
делений: редукционного и эквационного. В интерфазу перед редукционным делением не происходит полной репликации ДНК и хромосом. В профазу редукционного деления хромосомы вступают не полностью реплицированные. 
Дорепликация хромосом происходит в зиготену профазы 
(участок, который при этом реплицируется, называется 
ДНК). В зиготену – пахитену гомологичные хромосомы 
конъюгируют и обмениваются участками (кроссинговер). 
В анафазу редукционного деления к противоположным полюсам расходятся гомологичные хромосомы, состоящие из 
двух хроматид. Завершается первое деление мейоза образованием двух клеток с гаплоидным числом хромосом, но 
с диплоидным набором ДНК, так как каждая хромосома 
состоит из двух хроматид (рис. 3). 

После редукционного деления наступает непродолжи
тельная интерфаза (интеркинез), и возникшие две клетки 
приступают к эквационному делению, которое по механизму такое же, как и митоз. По окончании мейоза из одной исходной диплоидной клетки образуются четыре гаплоидные.

1. Материальные основы наследственности

8

Рис. 3. Схема мейоза: (а – лептотена, б – зиготена, 

в – пахитена, г – диплотена, д – диакинез, е – метафаза I, 

ж – анафаза I, з – телофаза I, и – интеркинез, к – метафаза II, 

л – анафаза II, м – телофаза II)

1. Материальные основы наследственности

9

У животных гаметы образуются из зародышевых клеток, 

которые несколько раз делятся митозом и превращаются 
в первичные (примордиальные) половые клетки. После 
периода покоя различной продолжительности примордиальные зародышевые клетки превращаются в гониальные 
клетки (гонии). Вначале они сходны у особей обоих полов, 
но затем у самцов они дифференцируются в сперматогонии, а у самок – в оогонии. В процессе ряда митотических 
делений сперматогонии и оогонии уменьшаются в размере 
(сохраняя диплоидный набор хромосом), прекращают делиться и вступают в фазу роста. Достигшие определенных 
размеров сперматогонии называются сперматоцитами первого порядка или первичными сперматоцитами, а оогонии – 
ооцитами первого порядка или первичными ооцитами 
(рис. 4). Они приступают к мейотическому делению.

После деления из ооцита первого порядка образуется круп
ный ооцит второго порядка (вторичный ооцит) и небольшое 
первое направительное тельце. Затем происходит второе деление мейоза, в результате образуется крупный гаплоидный 
ооцит второго порядка и небольшое второе направительное 
тельце. Первое направительное тельце тоже делится. Таким 
образом, в результате мейотического деления образуется 
всего три гаплоидных направительных тельца. Ооцит второго порядка превращается в оотиду, в которой происходят 
некоторые процессы созревания, и далее – в яйцеклетку, 
которая содержит почти всю цитоплазму исходной материнской клетки, но гаплоидный набор хромосом. Итак, в процессе оогенеза из одной клетки образуется четыре гаплоидные 
клетки – одна яйцеклетка и три направительных тельца. 
В процессах оплодотворения участвует только яйцеклетка.

При сперматогенезе сперматоцит первого порядка всту
пает в период мейотического деления; у животных оно называется делением созревания. В результате первого деления созревания образуются сперматоциты второго порядка 
(вторичные сперматоциты), которые имеют гаплоидный 
набор хромосом, но диплоидный набор ДНК, так как каж

1. Материальные основы наследственности

10

Рис. 4. Схема образования половых клеток

дая хромосома состоит из двух хроматид. Сперматоциты 
второго порядка вступают в эквационное деление, в процессе которого образуется четыре одинаковые по размерам 
гаплоидные клетки (1n, 1с), которые называются сперматидами. Процесс превращения сперматид в сперматозоиды 
называется спермиогенезом. 

1. Материальные основы наследственности

11

1.1. Принципы решения задач

Задача № 1. Сколько Х-хромосом должно быть в 100 взя
тых без выбора: вторичных сперматоцитах дрозофилы; вторичных ооцитах дрозофилы?

Решение. Во вторичных сперматоцитах и оцитах дрозо
филы содержится по одной половой хромосоме, так как 
вторичные гаметоциты образуются в результате редукционного деления мейоза. В соматических клетках самца содержится две половые хромосомы (ХY). Около 50 из 
100 вторичных сперматоцитов будут содержать Х-хромосому, так как примерно в 50 других будут Y-хромосомы. 
У самок в соматических клетках имеется две Х-хромосомы, поэтому в норме все 100 вторичных овоцитов будут 
иметь Х-хромосому.

Задача № 2. Могут ли в яйцеклетке собаки, содержащей 

39 хромосом, 38 быть отцовскими?

Решение. Могут, так как отцовских хромосом чисто слу
чайно может оказаться в яйцеклетке собаки от 0 до 39, так 
же как и материнских.

Задача № 3. Материнская клетка мегаспоры подсолнеч
ника содержит 34 хромосомы. Предположим, что в процессе мейоза между гомологичными хромосомами одной пары 
произошло два обмена участками. Сколько типов яйцеклеток образуется в этом гаметофите?

Решение. Женским гаметофитом у цветовых растений 

является зародышевый мешок. Из одной материнской мегаспоры путем мейотического деления образуется четыре мегаспоры с гаплоидным набором хромосом. Три мегаспоры из 
тетрады деградируют, и только одна продолжает развитие. 
Она растет, и у большинства растений ядро претерпевает 
три последовательных митотических деления, в результа