Průvodce praktickou výukou
z biologie a genetiky

Úkoly do genetiky - kompletní přehled

Cytogenetika - studium chromozomů, karyotypy

Úkol 1: Struktura polytenních chromozomů

NP (TP): slinné žlázy larev pakomárů (Chironomus sp.)

Z larev pakomárů (čerství nebo zmražení) vypreparujte slinné žlázy. Po kontrole v mikroskopu preparát mírně zahřejte protáhnutím preparátu nad kahanem a barvěte acetorceinem po dobu 5-10 min, po přikrytí krycím sklem udělejte kompresní preparát. Pozorujte buňky s polytenním chromozomem v buněčném jádru označovaném jako pentlicovité jádro. Pod větším zvětšením jsou na chromozomu patrné různě široké, odlišně se barvící okrsky, tzv. chromomery, které připomínají čárový kód. Dále jsou na chromozomu patrné zduřeniny, tzv. pufy. Zakreslete buňku slinných žláz s polytenním chromozomem.

Obr.: Polytenní chromozom v buňkách slinných žláz z larev pakomára.

Úkol 2: Pohlavní chromatin v somatických buňkách

TP: bukální sliznice savce samičího pohlaví.

NP: stěr z bukální sliznice

Proveďte tamponem stěr z bukální sliznice (vnitřní strana tváře) a tampon rotačním pohybem rozetřete na podložní sklíčko. Ještě vlhký nátěr (nesmí zaschnout) fixujte několika kapkami ethanolu. Alkohol nechte volně na vzduchu odpařit. Na ještě mírně vlhký nátěr kápněte 1-2 kapky acetoorceinu a nechte barvit asi minutu. Potom kapku s barvivem překryjeme krycím sklíčkem. Preparát překryjte filtračním papírem a tlakem palce přes filtrační papír na krycí sklo odstraňte přebytečné barvivo. Pozorujte buňky bukální sliznice a snažte se najít pohlavní chromatin (sex chromatin, Barrovo tělísko), oválné tělísko uložené v jádře při jaderné membráně.

Obr.: Pohlavní chromatin.

Úkol 3: Karyogramy savců

TP: karyogramy králíka, prasete, ovce, koně, skotu a člověka obarvené metodou podle Giemsy po předchozí kultivaci s kolchicinem.

V TP z krve jednotlivých zástupců savců hledejte chromozomy. Porovnejte počty a tvary chromozomů jednotlivých druhů savců na základě mikroskopického pozorování. Zakreslete alespoň jeden karyogram.

Úkol 4: Karyogram cibule

NP: kořínek cibule kuchyňské (Allium cepa) po působení 0,02 % vodného roztoku kolchicinu a obarvení acetorceinem.

Z obarveného kořínku cibule připravte kompresní preparát a vyhledejte mitoticky se dělicí buňky. Působením kolchicinu se mitóza zastaví v metafázi a ojediněle v profázi. Prohlédněte si tvar a počet chromozomů a zakreslete. Centromery jsou neobarvené.

Obr.: Ukázka karyogramu: A – tur domácí (Bos taurus), B – cibule kuchyňská (Allium cepa).

Úkol 5: Zápis karyotypů

Pokuste se správně zapsat následující karyogramy:

1. karyotyp zdravého muže a ženy
2. karyotyp býka, klisny, berana
3. karyotyp muže s Downovým syndromem a muže s Klinefelterovým syndromem
4. karyotyp ženy s Edwardsovým syndromem a ženy s Turnerovým syndromem

---

Modelový organizmus

Úkol 1: Křížení drozofil s různě zbarvenýma očima

Křížení původní (divoké) formy drozofily s červenýma očima a mutantní linie drozofily s bílýma očima. Jedná se o pokus, který bude probíhat během 3 cvičení:

Založení pokusu (1. cvičení)
Na cvičeních budete pracovat ve skupinách. Každá skupina dostane Erlenmayerovu baňku s čerstvým živným médiem a 2 zkumavky s drozofilami vytříděnými podle pohlaví. Prohlédněte si obě zkumavky (někdo bude mít červenooké samečky a bělooké samičky, jiní zase červenooké samičky a bělooké samečky), všimněte si a zaznamenejte rozdíly mezi oběma pohlavími a různě zbarvených očí. Poté opatrně přesypte drozofily (samečky i samičky) do Erlenmayerovy baňky, kterou si důkladně popište.

Odstranění dospělých drozofil z pokusu (2. cvičení)
Na vatu připevněnou zespodu uzávěru kápněte trochu éteru a nádobku uzavřete. Za chvíli nádobku otevřete a vytřepejte do ní mouchy z kultivační nádoby. Mouchy jsou během několika sekund znehybněny a můžete je přesypat do zkumavky.

Hodnocení výsledku pokusu (3. cvičení)
Pomocí éteru uspěte mouchy (potomky křížení) a roztřiďte je podle pohlaví a barvy očí a odvoďte, jak se tento znak dědí.

Úkol 2: Mutantní linie

Mutantní linie drozofil (white, yellow, ebony, curly, vestigial) - živé, v lihu a na obrázku.

Prohlédněte si jednotlivé mutantní linie drozofil a zakreslete.

---

Monohybridismus a ověřování štěpných poměrů

Úkol 1:

Napište úplný rozpis křížení homozygotních forem hledíku (Antirrhinum maius) červenokvětého (AA) s bělokvětým (aa). Heterozygot (Aa) má květy růžové.
1. Doplňte genotypy a napište fenotypový a genotypový štěpný poměr v F₁ a F₂ generaci.
2. Jak je dědičně založena barva květů hledíku (úplná nebo neúplná dominance)?

Úkol 2:

Pomocí χ² testu zjistěte, zda experimentální štěpný poměr F₂ generace, tedy 79 červenokvětých, 170 růžovokvětých a 95 bělokvětých hledíků (viz úkol 1) odpovídá zjištěnému teoretickému fenotypovému štěpnému poměru (tabulková hodnota).

Úkol 3:

U tykví je bílá barva plodu dominantní nad žlutou. Alela W podmiňuje bílé zbarvení, alela w žluté zbarvení.
1. Po křížení tykví s bíle zbarvenými plody byly získány asi 3/4 potomků s bílými a 1/4 potomků se žlutými plody. Jaké byly genotypy rodičů a potomků?
2. Máte tykev s bílými plody. Jaký způsob křížení zvolíte ke zjištění, zda jde o homozygota či heterozygota? Napište rozpis možných křížení (genotypy i fenotypy zúčastněných rostlin).

Úkol 4:

Křížením tykve s bílými plody s tykví mající žluté plody vzniklo potomstvo: 327 rostlin s bílými plody a 361 se žlutými (viz úkol 2).
1. Zapište genotypy rostlin. Jaký je genotyp výchozí tykve s bílými plody?
2. Jak se nazývá uvedený typ křížení?
3. Proveďte χ² test pro ověření štěpných poměrů (tabulková hodnota).

Úkol 5:

Modrou a hnědou barvu očí člověka podmiňují různé alely téhož genu. Při studiu jedné populace byly u 337 rodin zjištěny tyto údaje:

Která barva očí je dominantní? Užijte symbolů B, b a napište každý z typů křížení.

Úkol 6:

Dvě černé myší samičky byly kříženy s hnědými samečky. V několika vrzích měla jedna samička 9 černých a 7 hnědých myší, druhá samička měla v několika vrzích 57 černých myší.
1. Odvoďte, jak se dědí černé a hnědé zbarvení srsti u myší.
2. Jaké byly genotypy rodičů v uvedených kříženích?

Úkol 7:

U okurky jsou listy typicky dlanité, je však znám gen, který podmiňuje vějířovité listy nazývané ginkgo, poněvadž se podobají listům stromu jinanu dvoulaločného (Gingko biloba). Po křížení homozygotní rostliny s listy dlanitými s homozygotní rostlinou s listy ginkgo byly listy všech rostlin F₁ generace dlanité.
1. Jaký tvar listů je dominantní?
2. Uveďte genotypový a fenotypový štěpný poměr v F₂ generaci a při zpětném křížení.

Úkol 8:

U andaluského plemene slepic podmiňuje alela B tmavou barvu peří a alela b bílou. Slepice heterozygotní konstituce mají peří modravé.

Jaké bude potomstvo po křížení modravé slepice s kohoutem: a) s tmavým peřím, b) s modravým peřím, c) s bílým peřím?

---

Dihybridismus, polyhybridismus a rozvětvovací metoda

Úkol 1:

Vyplňte dihybridní kombinační čtverec a odvoďte fenotypový štěpný poměr potomstva morčat dihybridů genotypů RrBb (R - hrubá srst, r - hladká srst, B - černá srst, b - bílá srst). U obou genů je mezi alelami vztah úplné dominance.

Napište jaké potomstvo vznikne zpětným křížením.

Úkol 2:

Za použití rozvětvovací metody stanovte genotypy gamet jedince s genotypem:
1. RrssTtUU
2. AaBBCcddEe
3. KkllmmNnOOppQq

Úkol 3:

Pomocí rozvětvovací (nebo závorkové) metody určete genotypový a fenotypový štěpný poměr a frekvence genotypů u potomstva po křížení hybridů: RrssTtUU × RrSsTTuu (u všech genů je mezi alelami vztah úplné dominance).

Úkol 4:

Pomocí rozvětvovací (nebo závorkové) metody určete genotypový a fenotypový štěpný poměr u potomstva po křížení hybridů: AaBBCcddEe × aaBBCcDdee (u všech genů je mezi alelami vztah neúplné dominance).

Úkol 5:

Křížením černého hrubosrstého morčete s morčetem bílým hrubosrstým (viz úkol 1) vzniklo následující potomstvo: 32 černých hrubosrstých: 33 bílých hrubosrstých : 12 černých hladkosrstých : 9 bílých hladkosrstých.
1. Jaké byly genotypy obou křížených morčat?
2. Pomocí rozvětvovací metody zjistěte teoretické frekvence genotypů potomků vzniklých tímto křížením.
3. Pomocí χ² testu ověřte shodu mezi vzniklým (empirickým) a teoretickým fenotypovým štěpným poměrem (tabulková hodnota).

Úkol 6:

U tykve je bílý plod W dominantní nad žlutým w a diskovitý tvar plodu D dominantní nad kulatým tvarem plodu d. Určete genotypy rodičů v těchto kříženích:
1. bílý diskovitý × žlutý kulatý (potomstvo: 1/2 bílých diskovitých a 1/2 bílých kulatých).
2. bílý diskovitý × žlutý kulatý (potomstvo: 1/4 bílých diskovitých, 1/4 bílých kulatých, 1/4 žlutých diskovitých a 1/4 žlutých kulatých).
3. bílý diskovitý × bílý diskovitý (potomstvo: 28 bílých diskovitých, 9 bílých kulatých, 10 žlutých diskovitých a 3 žluté kulaté).

Úkol 7:

U slepic jsou opeřené nohy F dominantní nad holými f a hráškovitý tvar hřebínku P dominantní nad jednoduchým p.

Dva kohouti A a B byli pářeni se dvěma slepicemi C a D. Všichni čtyři jedinci měli opeřené nohy a hráškovité hřebínky. Kohout A dal s oběma slepicemi všechno potomstvo opeřené s hráškovitým hřebínkem. Kohout B se slepicí C dal potomstvo opeřené i neopeřené, avšak pouze s hráškovitým hřebínkem; se slepicí D však dal všechny potomky opeřené, avšak část s hráškovitým a část s jednoduchým hřebínkem. Jaké byly genotypy obou kohoutů a slepic?

---

Polymorfní geny

Úkol 1: Určování krevních skupin

Diagnostická souprava pro určování krevních skupin systému ABO (monoklonální)

• monoklonální Anti-A
• monoklonální Anti-B
• diagnostické karty
• tyčinka k promíchání diagnostik s krevními vzorky

Obr.: Diagnostická souprava pro určování krevních skupin systému ABO (monoklonální).

Princip: aglutinační technika, která je založena na reakci antigen/protilátka

Postup:

1. Do každého modrého kroužku karty se kápne po 1 kapce monoklonálního diagnostika Anti-A
2. Do každého žlutého kroužku se kápne po 1 kapce monoklonálního diagnostika Anti-B
3. Do červeného kroužku se kápne po 1 kapce krve (po píchnutí do prstu tenkou jehlou stisknout prst a vymáčknout kapku krve)
4. Přiloženými tyčinkami se promíchají kapky monoklonálních diagnostik s kapkami krve a to každý vzorek samostatným koncem tyčinky

Hodnocení:

• Výsledky se odečítají do 1 minuty po promíchání za mírného kývavého pohybu diagnostickou kartou
• Pozitivní reakce (aglutinace) indikuje přítomnost odpovídajícího antigenu na erytrocytech.
• Negativní reakce (bez viditelné aglutinace) indikuje chybění odpovídajícího antigenu na erytrocytech
• Příslušná krevní skupina se určí podle následující tabulky

A - na krvinkách nese aglutinogen A, tvoří protilátky anti-B

B - na krvinkách nese aglutinogen B, tvoří protilátky anti A

AB - na krvinkách nese aglutinogen A i B, netvoří žádné protilátky

0 - nemá aglutinogeny, tvoří protilátky proti oběma aglutinogenům

V ČR se udává následující zastoupení krevních skupin:

A = 45%

0 = 30-35%

B = 15-20%

AB = 5-7%

Úkol 2:

U králíků existuje alelová série s dominancí v tomto pořadí: zbarvená srst C, himálajský albinismus c^h, albinismus c^a.
1. Jaká bude srst u potomků z křížení dvou homozygotů, a to zbarveného králíka s králíkem s himálajským albinismem?
2. Určete genotypy rodičů při křížení zbarveného a himálajského králíka, kdy 1/2 potomků je zbarvená, 1/4 himálajská a 1/4 albinotická.

Příklady na genetiku krevních skupin

Lidi:

1. Jaké krevní skupiny mohou mít děti, jejichž rodiče mají genotypy I^Ai a I^Bi ?
2. Určete genotypy rodičů, když otec měl skupinu AB, matka B a jejich děti z 1/4 A, 1/4 AB a 1/2 B.
3. Kterého z mužů lze vyloučit jako otce dítěte? Matka má krevní skupinu B, dítě 0, jeden muž A a druhý AB.
4. Oba rodiče mají heterozygotně krevní skupinu B. Jaká je pravděpodobnost, že jejich prvorozený syn zdědí skupinu B? A jaká je tato pravděpodobnost, bude-li prvorozeným potomkem dcera?
5. Oba rodiče mají heterozygotně krevní skupinu A. Jaká je pravděpodobnost, že jejich první dvě děti budou obě mít rovněž krevní skupinu A?
6. Matka má krevní skupinu B a její dítě skupinu A. Matka označuje za otce muže, který má skupinu AB. Může být tento muž skutečně jeho otcem?
7. Na porodním oddělení se v krátkém časovém úseku během téže noci narodily čtyři děti s krevními skupinami A, B, AB, 0. Kvůli omylu porodní asistentky nebylo jisté, které dítě se narodilo které matce. Byly proto vyšetřeny krevní skupiny všech čtyř párů rodičů těchto dětí a zjištěno, že pár 1 má krevní skupiny B x B, pár 2 má skupiny 0 x AB, pár 3 skupiny A x B a pár 4 skupiny 0 x 0. Mohly být nyní všem rodičům předáno s jistotou jejich děti? A které kterým?
8. Zjistěte krevní skupiny mužů, u kterých lze vyloučit paternitu, znáte-li krevní skupiny matky a dítěte: a) matka 0, dítě A, b) matka 0, dítě 0, c) matka A, dítě B, d) matka AB, dítě B

Zvířata:

1. Kočka s krevní skupinou B byla spářena s kocourem s neznámou krevní skupinou. Při vyšetření krevních skupin jejich koťat se ukázalo, že čtyři koťata mají krevní skupinu A a tři krevní skupinu B. Jaké byly genotypy rodičů a koťat?
2. Kočka s krevní skupinou A byla spářena s kocourem s krevní skupinou B. Jaké krevní skupiny mohou mít jejich koťata?
3. Kočka s krevní skupinou AB měla postupně koťata s dvěma kocoury. Koťata z prvního vrhu měla všechna krevní skupinu A, koťata z druhého vrhu měla krevní skupiny A, AB nebo B. Jakou krevní skupinu měli oba kocouři a jaké genotypy nesli rodiče a potomci?

Tyto výukové materiály byly spolufinancovány Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR.

---

Genové interakce

Úkol 1:

Purpurové zbarvení u hrachoru je způsobeno přítomností alespoň jedné dominantní alely ale současně u obou genů (C-P-). Ostatní kombinace genotypů podmiňují bílé zbarvení květů.
1. Různou barvou či šrafováním rozlište v kombinačním čtverci fenotypové kategorie vznikající křížením dvou dihybridů (jedinců heterozygotních pro oba geny). O jakou genovou interakci jde v tomto případě?
2. Jaká bude barva květů potomstva z křížení: 1) CcPp x CcPP,     2) Ccpp x ccPp?

Úkol 2:

U tykví je tvar plodu podmíněn dvěma geny. Je-li přítomna dominantní alela genu A anebo B, je plod kulatý, přítomnost dominantních alel obou genů dává plod diskovitý, v homozygotní sestavě aabb jsou plody protáhlé.
1. Různou barvou rozlište v kombinačním čtverci fenotypové kategorie vznikající křížením dihybridů (heterozygoti pro oba geny). O jakou genovou interakci jde?
2. Rostlina s diskovitými plody dala při křížení s rostlinou s kulatými plody 3/8 diskovitých, 1/2 kulatých a 1/8 protáhlých plodů. Jaké byly genotypy rodičů?

Úkol 3:

Dědičnost barvy peří kanárů je podmíněna geny A, B. Dominantní alela genu A podmiňuje červené zbarvení, dominantní alela genu B podmiňuje žluté zbarvení. V homozygotní sestavě aabb je peří zbarveno bíle, jedinci genotypu A-B- jsou bílí.
1. Různou barvou či šrafováním rozlište v kombinačním čtverci fenotypové kategorie vznikající křížením dvou dihybridů (jedinců heterozygotních pro oba geny). O jakou genovou interakci se jedná?
2. Třetí gen C určuje upravení peří. Ptáci s dominantní alelou C jsou hladcí, ptáci s kombinací cc mají rozčepýřené peří. Pomocí rozvětvovací metody zjistěte fenotypový štěpný poměr u potomků vzniklých křížením rodičů s genotypy: AaBbCC x AabbCc.

Úkol 4:

U dýní je gen pro oranžovou barvu plodu W a gen pro barvu bílou Y. Rostliny (W-Y-) a (W-yy) jsou oranžové, (wwY-) bílé a (wwyy) zelené.
1. Různou barvou či šrafováním rozlište v kombinačním čtverci fenotypové kategorie vznikající křížením dvou dihybridů (jedinců heterozygotních pro oba geny). O jakou genovou interakci jde v tomto případě?
2. Jakou barvu plodů budou mít potomci z křížení WwYy x Wwyy? Jaký bude fenotypový štěpný poměr?

Úkol 5:

Předpokládejme, že u andulky vlnkované (Melopsittacus undulatus) je barva peří podmíněna interakcí genů F a O. Gen F podmiňuje žluté zbarvení (genotypy F-oo), gen O zbarvení modré (genotypy ffO-). Jsou-li přítomny F a O společně, je andulka zelená (genotypy F-O-). Jedinci dvojnásobně recesivní mají zbarvení bílé (genotypy ffoo).
1. Různou barvou či šrafováním rozlište v kombinačním čtverci fenotypové kategorie vznikající křížením dvou dihybridů (jedinců heterozygotních pro oba geny). O jakou genovou interakci jde v tomto případě?
2. Jaké bude zbarvení peří a fenotypový štěpný poměr u potomstva v kříženích: 1) FFOo x ffOo,     2) FfOO x Ffoo?
3. Při křížení žluté andulky s modrou bylo v potomstvu 6 andulek žlutých a 5 zelených. Určete genotypy rodičů.
4. Zelená andulka snesla jedno vejce, z něhož se vylíhlo mládě bíle zbarvené. Jaký byl genotyp samice andulky?

Úkol 6:

U myší je pro tvorbu melaninu nezbytná přítomnost dominantní alely genu C. Dominantní alela genu A podmiňuje přeměnu tmavého barviva ve žluté.
1. Různou barvou či šrafováním rozlište v kombinačním čtverci fenotypové kategorie vznikající křížením dvou dihybridů (jedinců heterozygotních pro oba geny). O jakou genovou interakci jde v tomto případě?
2. Jaké bude potomstvo po křížení černé myši (CCaa) s bílou (ccAA)?

Úkol 7:

U slepic vyvolává dominantní alela genu A zbarvení peří, alela jiného genu I toto zbarvení potlačuje, ale sama nemá účinek na fenotyp.
1. Různou barvou či šrafováním rozlište v kombinačním čtverci fenotypové kategorie vznikající křížením dvou dihybridů (jedinců heterozygotních pro oba geny). O jakou genovou interakci se jedná?
2. Jaká bude barva peří slepic u potomstva z křížení: AaIi x Aaii?

Úkol 8:

Ošupení u kapra obecného (Cyprinus carpio) je podmíněno geny S a N, mezi nimiž je reciproká interakce s letálním efektem genu, který se dědí společně s dominantní alelou N. Jedinec genotypu NN hyne, protože nese homozygotně dominantní kombinaci letálního genu. Další typy ošupení jsou: řádkový (S-Nn), šupináč (S-nn), hladký (ssNn), lysec (ssnn).
1. Jaký je podíl jednotlivých typů ošupení a letálního efektu genotypu NN v potomstvu dvou řádkových kaprů s genotypy: SsNn x SsNn?
2. Pomocí rozvětvovací metody zjistěte fenotypový štěpný poměr u potomků vzniklých křížením kapra s řádkovým uspořádáním šupin s kaprem hladkým.

Úkol 9:

Dědičnost barvy vlasů člověka je podmíněna interakcemi šesti genů. Gen A podmiňuje tvorbu pigmentu a je recesivně epistatický vůči ostatním genům, tj. jedinec genotypu aa je albín. Gen B podmiňuje tvorbu hnědého pigmentu a je dominantně epistatický vůči genu R, tj. jedinec genotypu bb má světlé vlasy. Gen R umožňuje tvorbu rudého pigmentu, jeho recesivní alela r je inaktivní. Dominantní alely D, F, V kvantitativně ovlivňují intenzitu zbarvení. Mezi dvojicemi alel všech šesti genů je vztah úplné dominance.

Pomocí rozvětvovací metody zjistěte možné fenotypy dětí černovlasých rodičů se stejným genotypem: AaBBRrDDFfVv x AaBBRrDDFfVv.

Úkol 10:

Dědičnost barvy srsti některých hlodavců je podmíněna geny A, B, C. Gen C je recesivně epistatický vůči genům A, B a způsobuje albinismus. Mezi geny A a B existuje reciproká interakce. Dominantní alela A podmiňuje šedé zbarvení, v homozygotní sestavě aa způsobuje černé zbarvení srsti. Dominantní alela B vytváří žlutou pigmentaci konců chloupků ("divoké zbarvení"), v homozygotní sestavě bb je bez fenotypového projevu.

Pomocí rozvětvovací metody zjistěte možné fenotypy v F2 generaci vzniklé křížením jedinců s genotypy: AabbCc x AaBbcc.

---

Dědičnost a pohlaví

Úkol 1:

Zjistěte ideální štěpné poměry potomstva F₁ generace po křížení červenooké samičky drozofily s bělookým samečkem a bělooké samičky s červenookým samečkem.

Úkol 2:

Dominantní alela genu Y v homozygotním stavu u koček a v hemizygotním stavu u kocourů podmiňuje černé zbarvení srsti. Recesivní alela podmiňuje žluté zbarvení. Heterozygotní kočky mají želvovinové zbarvení.
1. Na kterém chromozomu se nachází gen pro zbarvení srsti koček? O jaký typ dědičnosti se jedná?
2. Černá kočka měla želvovinově zbarvené kotě a 4 černá koťata. Jaký genotyp a barvu srsti měl jejich otec? Jakého pohlaví byla černá koťata?
3. Želvovinově zbarvená kočka byla spářena se žlutě zbarveným kocourem. Jaká je pravděpodobnost vzniku žlutě zbarvených kocourků a kočiček v potomstvu?

Úkol 3:

Barvoslepost (daltonismus) se dědí gonozomálně recesivně (gen D). Manželé měli barvoslepou dceru, její matka však rozlišovala barvy normálně.

Jaké byly genotypy obou rodičů?

Úkol 4:

Hemofilie je choroba recesivně dědičná, vázaná na chromozom X (gen H). Muži hemofilikovi a jeho homozygotně zdravé ženě se narodila dcera.

Jaký je genotyp této dcery?

Úkol 5:

U ayrshirského skotu je zbarvení dáno genem M. Krávy i býci genotypu MM mají mahagonové zbarvení. Recesivní homozygoti mm jsou červenostrakatí. Býci genotypu Mm jsou mahagonoví, zatímco krávy jsou červenostrakaté.
1. O jaký typ dědičnosti se jedná?
2. Červenostrakatá kráva, jejíž otec byl mahagonový býk, byla křížena s červenostrakatým býkem. Uveďte genotypy a fenotypy rodičů i potomků.
3. Jaké bude zbarvení srsti jedinců v F₂ generaci?
4. Mahagonová kráva porodila červenostrakaté tele. Můžete zjistit pohlaví tohoto telete?

Úkol 6:

U mužů je gen pro plešatost P dominantní nad stavem bez plešatosti, tj. muž s genotypy PP, Pp je plešatý, zatímco žena je plešatá pouze s genotypem PP. Gen B podmiňuje barvu očí, hnědá barva očí je dominantní nad modrou.
1. O jaký typ dědičnosti se v případě plešatosti jedná?
2. Hnědooký plešatý muž, jehož otec nebyl plešatý a měl modré oči, se oženil s modrookou blondýnkou, jejíž otec i bratři byli plešatí. Jaké budou jejich děti co do barvy očí a plešatosti?

Úkol 7:

U akvarijní rybky bojovnice pestré (Betta splendens) vyvolává dominantní alela genu Z zvětšení ploutví pouze za přítomnosti samčích pohlavních hormonů.
1. O jaký typ dědičnosti se jedná?
2. Určete typ ploutví u potomstva vzniklého křížením jedinců: Zz x Zz.
3. Uveďte příklad křížení, při kterém odhalíte heterozygotní genotyp samců a homozygotně dominantní genotyp samic. Máte k dispozici čisté linie recesivních homozygotů (zz).

---

Vazba genů

Úkol 1:

Jaké gamety (genotypy) mohou vzniknout z gametogonie AaBb? Vyřeš pro: a) neúplnou vazbu a b) úplnou vazbu a to v případě, že se bude jednat o vazbovou fázi cis a trans.

Úkol 2:

Vypočítejte teoretický štěpný poměr B₁ generace, která vznikla křížením jedinců genotypů:

AB	x	ab
ab		ab

Víte, že síla vazby p(AB) = 16,6 cM a počet potomstva n = 1152.

Úkol 3:

U slepic jsou opeřené nohy dominantní nad neopeřenými (gen A), hráškovitý tvar hřebínku dominantní nad jednoduchým (gen B) a bílé zbarvení dominantní nad tmavým (gen C).

Určete vzájemnou lokalizaci genů ABC a sílu vazby mezi sousedními geny na základě genetické analýzy potomstva vzniklého z testovacího křížení: AaBbCc x aabbcc.

B₁ křížení:

ABC	x	abc
abc		abc

Fenotypy	ABC abc	ABc abC	Abc aBC	AbC aBc
%	80,9	3,9	14,6	0,6

Úkol 4:

Zjistěte genovou mapu V. chromozomu rajčete. Jde o seřazení genů K, L, N, S za sebou a o výpočet síly vazeb (p) v cM mezi sousedními geny. (K - červený plod, k - žlutý; L - kulatý plod, l - špičatý; N - chlupatá lodyha, n - holá; S - rovné listy, s - listy vlnité). Fenotypové frekvence potomků vzniklých testovacím křížením jsou uvedeny v tabulkách.

---

Populační genetika

Úkol 1:

Vypočtěte frekvenci jednotlivých genotypů a fenotypů v panmiktické populaci za předpokladu, že gen I (AB0 krevního systému) se v populaci vyskytuje ve třech formách (I^A, I^B, i), přitom frekvence alely I^B (q) = 0,4, frekvence alely i (r) = 0,4.

Úkol 2:

V náhodném souboru 100 studentů jsme zjišťovali formu přisedání ušního lalůčku. Jedná se o monofaktoriálně založený znak, který má tři formy. Nasedající ušní lalůček (aa) mělo 17 posluchačů, středně nasedající lalůček (Aa) mělo 45 posluchačů a volný ušní lalůček (AA) mělo 38 posluchačů.

1. Zjistěte frekvenci alely A a alely a.
2. Ověřte, zda platí HW rovnováha (použijte χ² test, tabulková hodnota).
3. Obdobný výpočet proveďte s frekvencemi, které zjistíte ve vaší studijní skupině.

Úkol 3:

Populace je v rovnováze podle HW zákona. Frekvence alely pro modrou barvu očí q (b) = 0,6.

Vypočítejte četnost modrookých lidí v populaci.

Úkol 4:

Modrookých jedinců (bb) je v populaci 36 %, hnědookých (BB, Bb) 64 %. Kolik % v populaci tvoří jedinci hnědoocí homozygotní a kolik % jedinci hnědoocí heterozygotní?

Úkol 5:

V naší populaci je 84 % lidí Rh+ (DD, Dd) a 16 % lidí je Rh- (dd).

Jaká je frekvence dominantní alely D?

Úkol 6:

Četnost recesivní alely a pro myopii (krátkozrakost) je v dané populaci 0,14, tj. q (a) = 0,14.

Jaká je četnost nemocných (aa) a přenašečů (Aa) v této populaci?

Úkol 7:

Albinismus je neschopnost syntézy pigmentu melaninu. Je to recesivně dědičné onemocnění. V populaci se vyskytuje jeden albín (aa) na 10 000 obyvatel (0,0001).

1. Vypočítejte četnost alely a pro albinismus.
2. Kolik % přenašečů albinismu (Aa) je v populaci?

---

Dědičnost kvantitativních znaků

Úkol 1:

Zhodnoťte variabilitu hmotnosti u 2 skupin myší domácích a skupiny navzájem porovnejte.

U 1. skupiny byly naměřeny hodnoty: 15,5 g, 10,3 g, 11,7 g, 17,9 g, 14,1 g

U 2. skupiny byly naměřeny hodnoty: 20,2 g, 21,2 g, 20,4 g, 22,0 g, 19,7 g

K analýze použijte průměr a rozptyl.

Úkol 2:

U 8 kachen byla měřena šířka hlavy a délka křídla:

1. Vypočítejte průměr a směrodatnou odchylku pro šířku hlavy a délku křídla.
2. Vypočítejte korelační koeficient pro vztah mezi šířkou hlavy a délkou křídla.
3. Jaký je vztah mezi šířkou hlavy a délkou křídla u těchto kachen? (pozitivní/negativní, silná/slabá korelace)

Úkol 3:

Byla měřena výška dětí (synů a dcer) a jejich rodičů:

1. Vypočítejte průměr a rozptyl výšky dětí a rodičů.
2. Vypočítejte korelační koeficient mezi výškou dětí a rodičů a zhodnoťte (pozitivní/negativní, silná/slabá korelace).
3. Vypočítejte heritabilitu v užším slova smyslu pro dědičnost výšky postavy (k výpočtu použijte regresní koeficient). Jedná se o slabou nebo silnou heritabilitu a co to znamená?

Úkol 4:

Heritabilita výšky pšenice h²_N = 0,7. Umělou selekcí je snaha snížit výšku dané odrůdy pšenice.

Bude selekcí dosaženo úkolu rychle nebo pomalu? Vysvětlete, co je pro šlechtitele výhodnější vyšší nebo nižší heritabilita určitého znaku?

Úkol 5:

Výška postavy má koeficient dědivosti h²_N = 0,9.

Kolika procenty se na fenotypové hodnotě znaku podílí vliv prostředí a podmínek, v nichž jedinec vyrůstá?

---

Nemendelistická dědičnost

Úkol 1:

Muž s mitochondriálně podmíněnou neuropatií optického nervu si vzal zdravou ženu. Jaká je pravděpodobnost, že se u jejich dítěte projeví stejná choroba?

Úkol 2:

Recesivní mutací genů na chloroplastové DNA dochází k panašování (skvrnitosti) listů snížením obsahu chlorofylu. Jaké rostliny lze očekávat v potomstvu, křížíme-li panašovanou mateřskou rodičovskou rostlinu a zelenou otcovskou rodičovskou rostlinu?

Úkol 3:

Jaké listy budou mít potomci po opylení normální rostliny pylem z panašované rostliny?

Úkol 4:

Jak se budou lišit fenotypově a genotypově F₁, F₂ a F₃ generace, když budete křížit samici plovatky s levotočivou ulitou (dd) a samce s pravotočivou ulitou (DD).

Úkol 5:

Jaký genotyp a fenotyp měli rodiče potomka s levotočivou ulitou? Jaký je genotyp tohoto potomka?

Úkol 6:

V následujím rodokmenu byla sledována dědičnost genetické choroby (Kearns-Sayreova syndromu) spojené s mutací mtDNA. Jedná se o multisystémovou chorobu charakterizovanou výskytem progresivní oftalmoplegie (ochrnutí okohybných svalů) s různou závažností. Černě zaznamejte do rodokmenu jedince s tímto onemocněním.