Matura z biologii 2016, zadanie 19: Sprzężenie genów i mapowanie u Drosophila – odpowiedzi i wyjaśnienie

Samica to bbgg, samiec BbGg w fazie BG/bg. Klucz CKE do 19.2 wskazuje spermatocyty, choć u samców Drosophila crossing-over praktycznie nie występuje. Odległość genów wynosi 27 cM, a przy niezależnym dziedziczeniu byłby stosunek 1:1:1:1.

O czym jest zadanie 19?

Wstęp opisuje dwa geny muszki owocowej leżące na chromosomie 2: kolor ciała i kształt skrzydeł. Skrzyżowano ciemną samicę o wygiętych skrzydłach z szarym samcem o prostych skrzydłach, a potomstwo miało cztery fenotypy w nierównych liczebnościach. To wskazuje na sprzężenie genów i występowanie rekombinantów.

Pełny wstęp z rysunkami i tabelami: oficjalny arkusz CKE, strona 18 · zasady oceniania CKE.

Zadanie 19.1 (0–1 pkt)

Zapisz genotypy krzyżowanych osobników: wykorzystaj podane w tekście oznaczenia alleli obu genów.
Genotyp samicy:
Genotyp samca:

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: samica: bbgg; samiec: BbGg, w zapisie sprzężonym BG/bg

Ciemna samica o wygiętych skrzydłach musi być homozygotą recesywną bbgg. Samiec jest szary i ma proste skrzydła, więc ma co najmniej po jednym allelu dominującym B i G, a z treści wynika, że jest podwójnie heterozygotyczny. Duże liczebności klas szare proste i ciemne wygięte wskazują, że u samca allele BG i bg leżą na jednym chromosomie, czyli zapis sprzężony to BG/bg.

Punktacja: 1 p za poprawne zapisanie obu genotypów z allelami B/b i G/g; 0 za brak jednego genotypu, inne allele lub zapis bez oznaczeń.

Zadanie 19.2 (0–1 pkt)

Zaznacz poprawne dokończenie zdania.
Zrekombinowane układy alleli w potomstwie muszek o opisanych genotypach powstały dzięki procesowi crossing-over, który zaszedł w
A. spermatocytach.
B. oocytach.
C. plemnikach.
D. komórkach jajowych.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: A. spermatocytach – zgodnie z kluczem CKE; merytorycznie u Drosophila melanogaster samce są achiazmatyczne, więc zadanie jest uproszczeniem

Samica bbgg wytwarza tylko gamety bg, więc każdy nietypowy układ alleli u potomstwa pochodzi od samca BbGg. W zapisie sprzężonym samiec ma allele BG i bg, a po crossing-over powstają Bg i bG; klucz CKE wskazuje więc spermatocyty. Trzeba jednak pamiętać, że u Drosophila melanogaster crossing-over w mejozie samców praktycznie nie zachodzi, dlatego dane zadania są uproszczone.

Punktacja: 1 p za zaznaczenie A zgodnie z kluczem; 0 za B, C, D lub brak. Egzaminator nie wymaga zastrzeżenia o achiazmatycznych samcach, ale merytorycznie warto je znać.

Zadanie 19.3 (0–2 pkt)

Oblicz odległość, w jakiej w chromosomie 2. leżą geny warunkujące kolor ciała i kształt skrzydeł muszki owocowej. Zapisz obliczenia.
Obliczenia:
Odpowiedź:

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: 27 cM, czyli 27% rekombinantów

Rekombinanty to klasy o mniejszej liczebności: szare wygięte 158 i ciemne proste 166, razem 324 osobniki. Wszystkie osobniki to 435+441+158+166=1200. Odległość między genami oblicza się jako odsetek rekombinantów: 324/1200 × 100% = 27%, czyli 27 cM.

Punktacja: 2 p za poprawną metodę i wynik 27 cM, 27% lub 0,27; 1 p za poprawny iloraz z błędem rachunkowym lub niewłaściwą jednostką; 0 za złą metodę, podanie samego wyniku bez obliczeń lub brak odpowiedzi.

Zadanie 19.4 (0–1 pkt)

Zapisz oczekiwany stosunek fenotypów, który wystąpiłby w potomstwie tej pary muszek w sytuacji, gdyby geny warunkujące kolor ciała i kształt skrzydeł znajdowały się w różnych chromosomach.
Stosunek fenotypów:
szare o prostych skrzydłach : ciemne o wygiętych skrzydłach : szare o wygiętych skrzydłach : ciemne o prostych skrzydłach

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: 1:1:1:1, czyli po 25% każdego fenotypu

Przy niezależnym dziedziczeniu samica bbgg daje tylko gamety bg. Samiec BbGg wytwarza cztery typy gamet w równych proporcjach: BG, Bg, bG oraz bg. Po połączeniu ich z gametą bg otrzymujemy cztery fenotypy w stosunku 1:1:1:1.

Punktacja: 1 p za stosunek 1:1:1:1 lub równoważny zapis po ¼ albo po 25%; 0 za inny stosunek lub brak odpowiedzi.

Najczęstsze błędy w zadaniu 19

Mylenie fazy sprzężenia i zapis samca Bg/bG zamiast BG/bg, co odwraca klasy parentalne i rekombinowane.
W 19.2 wybieranie oocytów lub komórek jajowych bez sprawdzenia, które gamety wnoszą rekombinację; dodatkowo pomijanie, że u Drosophila samce praktycznie nie mają crossing-over.
W 19.3 dzielenie liczby rekombinantów przez sumę klas parentalnych zamiast przez wszystkie osobniki albo gubienie jednostki cM/%.

Źródło zadania: Centralna Komisja Egzaminacyjna, Matura z biologii 2016, poziom rozszerzony (w maju 2016). Odpowiedzi i wyjaśnienia: anotemy.