Задачі на дигібридне схрещування
~25 хв · 9 розділів · 12 тестових запитань
Частина кар’єрної траєкторії Підготовка до НМТ 2027: Біологія — повний курс.
Розв'язуй задачі на дигібридне схрещування за незалежного успадкування: визначай кількість і склад гамет за формулою 2ⁿ, обчислюй імовірність генотипу чи фенотипу нащадків за правилом множення, розкладаючи схрещування на два моногібридні, і визначай генотипи батьків за розщепленням у потомстві.
Кожна гамета (статева клітина) несе по одному алелю кожного гена. Якщо організм гетерозиготний за кількома генами, він утворює гамети різних типів — набори алелів, які комбінуються незалежно. Кількість типів гамет визначають за формулою , де — кількість генів у гетерозиготному стані.
Формула 2ⁿ на практиці
Розгляньмо кілька прикладів:
Генотип | Гетерозиготних пар (n) | Типів гамет (2ⁿ) | Які саме гамети |
|---|---|---|---|
AABB | 0 | 1 | AB |
AaBB | 1 | 2 | AB, aB |
AaBb | 2 | 4 | AB, Ab, aB, ab |
AaBbCC | 2 | 4 | ABC, AbC, aBC, abC |
AaBbCc | 3 | 8 | ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC, abc |
Метод розгалуження: як виписати всі гамети без пропусків
Щоб не пропустити жодної комбінації, користуються методом розгалуження. Нижче показано, як з генотипу AaBb послідовно утворюються чотири типи гамет:
Для AaBbCc кожну з чотирьох комбінацій (AB, Ab, aB, ab) доповнюємо спочатку C, потім c. Отримуємо 8 гамет: ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC, abc.
Рівноймовірність гамет
За незалежного успадкування всі типи гамет утворюються з однаковою ймовірністю. У дигетерозиготи AaBb кожен із чотирьох типів гамет (AB, Ab, aB, ab) має ймовірність . У тригетерозиготи AaBbCc кожен з восьми типів — по .
Типові помилки запису гамет
Запис «Aa, Bb» — у гаметі не може бути двох алелів одного гена, бо в мейозі гомологічні хромосоми розходяться в різні клітини.
Лише AB і ab — пропущено Ab і aB, хоча вони утворюються з тією самою ймовірністю.
Підрахунок 2ⁿ за всіма парами генів замість лише гетерозиготних: для AaBBCc n = 2 (гетерозиготні A і C), тому 4 типи, а не 8.
Запам'ятай: гомозиготний ген дає лише один варіант алеля в гаметі, тому він не збільшує кількість типів гамет.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Гени, розташовані в різних парах хромосом, успадковуються незалежно (третій закон Менделя). Це означає, що події — який алель першого гена потрапить у гамету й який алель другого гена — відбуваються незалежно. Тому ймовірність поєднання двох подій дорівнює добутку їхніх імовірностей.
Як розкласти дигібридне схрещування на два моногібридні
Розгляньмо схрещування двох дигетерозигот AaBb × AaBb. Замість решітки Пеннета 4 × 4 (16 клітинок) можна працювати з двома незалежними моногібридними схрещуваннями:
За геном A: Aa × Aa → AA, Aa, aa. Фенотипно: A_ (домінантна ознака), aa (рецесивна).
За геном B: Bb × Bb → BB, Bb, bb. Фенотипно: B_, bb.
Тепер імовірність будь-якого генотипу чи фенотипу — добуток імовірностей за кожним геном окремо:
Фенотип | Розрахунок | Імовірність |
|---|---|---|
A_B_ (обидві домінантні) | ||
A_bb (перша домінантна, друга рецесивна) | ||
aaB_ (перша рецесивна, друга домінантна) | ||
aabb (обидві рецесивні) |
Кількість генотипів: (AA, Aa, aa — три варіанти за геном A, помножені на три варіанти за геном B). Кількість фенотипів: .
Коли множити, а коли додавати
Імовірності множать, коли потрібні обидві події разом — сполучник «і». Наприклад: «яка ймовірність, що нащадок матиме домінантну ознаку за геном A і домінантну за геном B?» — .
Імовірності додають, коли підходить будь-яка з несумісних подій — сполучник «або». Наприклад: «яка частка нащадків матиме одну домінантну й одну рецесивну ознаку?» — це може бути A_bb () або aaB_ (). Оскільки ці події несумісні (нащадок не може одночасно мати A_bb і aaB_), додаємо: .
Імовірність «хоча б однієї рецесивної ознаки»
Іноді зручніше шукати ймовірність через протилежну подію. Наприклад: «яка ймовірність, що нащадок має хоча б одну рецесивну ознаку?» Протилежна подія — «обидві ознаки домінантні» (A_B_), її ймовірність . Тоді шукана ймовірність: .
Цей підхід («від протилежного») часто заощаджує час, коли прямий перелік варіантів довгий.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
У задачах на НМТ батьки не завжди дигетерозиготні. Розгляньмо найпоширеніші варіанти схрещувань і те, як швидко визначити розщеплення в потомстві.
Аналізуюче дигібридне схрещування: AaBb × aabb
Один із батьків дигетерозиготний, другий — дигомозиготний рецесивний. Розкладаємо на два моногібридні схрещування:
За геном A: Aa × aa → A_ (Aa), aa.
За геном B: Bb × bb → B_ (Bb), bb.
Перемножуємо: ( A_ : aa) × ( B_ : bb) → A_B_, A_bb, aaB_, aabb. Співвідношення 1 : 1 : 1 : 1.
Те саме співвідношення дає схрещування Aabb × aaBb. Перевір: за геном A — Aa × aa → 1 : 1; за геном B — bb × Bb → 1 : 1. Результат — ті самі чотири класи в рівних частках.
Схрещування AaBb × Aabb
Розкладаємо:
За геном A: Aa × Aa → A_, aa.
За геном B: Bb × bb → Bb, bb.
Перемножуємо:
Фенотип | Розрахунок | Частка |
|---|---|---|
A_B_ | ||
A_bb | ||
aaB_ | ||
aabb |
Співвідношення 3 : 3 : 1 : 1.
Інші поширені варіанти
AABb × aaBb: за геном A усі нащадки Aa (немає розщеплення), за геном B — Bb × Bb → 3 : 1. Результат: 3 A_B_ : 1 A_bb.
AABB × aabb: усі нащадки AaBb — одноманітне потомство.
AaBb × AaBB: за геном A — 3 : 1, за геном B — усі B_. Результат: 3 A_B_ : 1 aaB_.
Від частки до кількості нащадків
Якщо відомо загальну кількість потомства, кількість нащадків певного фенотипу дорівнює частці цього фенотипу, помноженій на загальну кількість.
Приклад: від схрещування томатів AaBb × aabb отримали 400 рослин. Червоний колір плодів (A) домінує над жовтим (a), високе стебло (B) — над карликовим (b). Скільки рослин будуть червоноплідними карликовими (A_bb)? Частка A_bb у цьому схрещуванні — . Отже, рослин.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
У зворотних задачах відоме розщеплення в потомстві, а треба визначити генотипи батьків. Головне правило: аналізуй кожну ознаку окремо.
Алгоритм розв'язання
Визнач розщеплення за першою ознакою (наприклад, за кольором).
За розщепленням визнач генотипи батьків за цим геном:
3 : 1 → Aa × Aa (обидва гетерозиготні).
1 : 1 → Aa × aa (один гетерозиготний, другий рецесивний).
Немає розщеплення (усі нащадки з домінантною ознакою) → хоча б один із батьків AA.
Повтори кроки 1–2 для другої ознаки.
Склади генотипи батьків, об'єднавши результати за обома генами.
Відповідність розщеплень і генотипів
Розщеплення в потомстві | Генотипи батьків |
|---|---|
9 : 3 : 3 : 1 | AaBb × AaBb |
1 : 1 : 1 : 1 | AaBb × aabb або Aabb × aaBb |
3 : 3 : 1 : 1 | AaBb × Aabb або AaBb × aaBb |
3 : 1 | Розщеплення лише за одним геном; другий ген не дає розщеплення (наприклад, AABb × AaBb) |
Приклад із морськими свинками
У морських свинок чорна шерсть (A) домінує над білою (a), кудлата шерсть (B) — над гладенькою (b). Схрестили чорну кудлату самку з білим гладеньким самцем. У потомстві отримали: 28 чорних кудлатих, 27 чорних гладеньких, 26 білих кудлатих, 29 білих гладеньких. Визнач генотип чорної кудлатої самки.
Розв'язання:
Самець білий гладенький — aabb (рецесивний за обома ознаками).
Розщеплення приблизно 1 : 1 : 1 : 1 (28 ≈ 27 ≈ 26 ≈ 29).
За кольором: чорних (28 + 27 = 55) і білих (26 + 29 = 55) приблизно порівну — 1 : 1. Отже, самка Aa за геном кольору.
За типом шерсті: кудлатих (28 + 26 = 54) і гладеньких (27 + 29 = 56) приблизно порівну — 1 : 1. Отже, самка Bb за геном шерсті.
Генотип самки: AaBb.
Перевірка
Перемнож розщеплення за окремими ознаками: (1 A_ : 1 aa) × (1 B_ : 1 bb) = 1 A_B_ : 1 A_bb : 1 aaB_ : 1 aabb. Це відповідає умові. Якби самка була AABb, то за кольором не було б розщеплення (усі чорні), а в умові є білі нащадки.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Приклад 1. Скільки типів гамет утворює AaBbCC?
Завдання: Визначте, скільки типів гамет утворює організм із генотипом AaBbCC.
Розв'язання: Визначаємо кількість гетерозиготних пар. За геном A — гетерозигота (Aa), за геном B — гетерозигота (Bb), за геном C — гомозигота (CC). Отже, n = 2. Кількість типів гамет: .
Відповідь: 4.
Чому інші варіанти неправильні:
8 — помилка: порахували 2³ за всіма трьома генами, не врахувавши, що CC — гомозигота.
6 — немає формули, яка дає 6 типів гамет.
2 — узяли лише одну гетерозиготну пару (Aa або Bb), пропустивши другу.
Приклад 2. Імовірність білого гладенького дитинчати
Завдання: Схрестили дигетерозиготних морських свинок із чорною кудлатою шерстю (AaBb). Чорна шерсть (A) домінує над білою (a), кудлата (B) — над гладенькою (b). Яка ймовірність народження білого гладенького дитинчати?
Розв'язання: Біла гладенька шерсть — генотип aabb. Розкладаємо на два моногібридні схрещування:
Aa × Aa → імовірність aa = .
Bb × Bb → імовірність bb = .
P(aabb) = .
Відповідь: .
Чому інші варіанти неправильні:
— узяли ймовірність лише за однією ознакою (наприклад, aa), забувши про другу.
— це ймовірність A_bb або aaB_, а не aabb.
— додали замість множення .
Приклад 3. Скільки червоноплідних карликових томатів?
Завдання: Від схрещування томатів AaBb × aabb отримали 400 рослин. Червоний колір плодів (A) домінує над жовтим (a), високе стебло (B) — над карликовим (b). Скільки рослин теоретично будуть червоноплідними карликовими?
Розв'язання: Червоноплідні карликові — генотип A_bb. Схрещування AaBb × aabb:
За геном A: Aa × aa → A_.
За геном B: Bb × bb → bb.
Частка A_bb = .
Кількість: рослин.
Відповідь: 100.
Чому інші варіанти неправильні:
75 — узяли (частку A_bb від AaBb × AaBb, а не від AaBb × aabb).
25 — узяли (частку aabb від AaBb × AaBb).
225 — узяли (частку A_B_ від AaBb × AaBb).
Приклад 4. Генотипи батьків за розщепленням 3 : 3 : 1 : 1
Завдання: У потомстві отримали розщеплення 3 : 3 : 1 : 1. Які генотипи батьків?
Розв'язання: Аналізуємо кожну ознаку окремо. Співвідношення 3 : 3 : 1 : 1 можна подати як (3 : 1) × (1 : 1). Отже, за одним геном розщеплення 3 : 1 (обидва батьки гетерозиготні Aa × Aa), за другим — 1 : 1 (один гетерозиготний, другий рецесивний Bb × bb).
Відповідь: AaBb × Aabb (або AaBb × aaBb).
Чому інші варіанти неправильні:
AaBb × AaBb — дало б 9 : 3 : 3 : 1.
AaBb × aabb — дало б 1 : 1 : 1 : 1.
AABb × aabb — за геном A немає розщеплення (усі Aa), за геном B — 1 : 1, тобто 1 : 1, а не 3 : 3 : 1 : 1.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Виписують гамети AaBb як «Aa» і «Bb» або лише AB і ab.
Правильно: кожна гамета містить по одному алелю кожного гена — AB, Ab, aB, ab.
Рахують 2ⁿ за всіма генами, а не лише за гетерозиготними. Наприклад, для AaBBCc n = 2 (гетерозиготні A і C), тому 4 типи гамет, а не 8.
Додають імовірності незалежних подій замість множити: замість . Пам'ятай: «і» — множення, «або» — додавання.
Застосовують 9 : 3 : 3 : 1 до будь-якого дигібридного схрещування, навіть коли один із батьків не дигетерозигота. 9 : 3 : 3 : 1 виникає лише за AaBb × AaBb.
Плутають 16 комбінацій (клітинок решітки Пеннета) з 9 генотипами й 4 фенотипами. 16 — це кількість можливих поєднань гамет, а не кількість різних генотипів.
У зворотних задачах аналізують обидві ознаки разом і не бачать розщеплення 3 : 1 і 1 : 1 за окремими генами. Завжди розділяй ознаки!
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Тема «Дигібридне схрещування» входить до теми 2.2 «Закономірності спадковості організмів» розділу 2 «Закономірності спадковості і мінливості» програми НМТ з біології. Програма вимагає вміти розв'язувати типові задачі на дигібридне схрещування, визначати фенотипи нащадків за генотипами батьків і навпаки.
Форма завдання — вибір однієї відповіді з чотирьох (А–Г). За правильну відповідь нараховують 1 бал, за неправильну — 0 балів. Відповідь обирають серед:
часток (, , тощо);
відсотків (6,25 %, 25 %, 50 %);
кількостей нащадків (25, 100, 300);
генотипів батьків (AaBb × Aabb, AaBb × aabb).
Довідкових матеріалів на тестуванні немає. Формулу і правило множення ймовірностей треба пам'ятати. Кількість нащадків завжди дають в умові.
У НМТ-2026 біологію складали в другому етапі разом з історією України. На весь етап відводили 120 хвилин, які учасник розподіляв самостійно. На біологію — орієнтовно 60 хвилин. Тому розклад дигібридного схрещування на два моногібридні (замість решітки 4 × 4) заощаджує час і зменшує ризик помилки.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Коли можна не малювати решітку 4 × 4?
Решітку Пеннета 4 × 4 можна не малювати завжди, коли гени успадковуються незалежно (тобто розташовані в різних парах хромосом). Достатньо розкласти дигібридне схрещування на два моногібридні, знайти ймовірності за кожним геном окремо й перемножити їх. Це швидше й надійніше, ніж заповнювати 16 клітинок.
Чому ймовірності незалежних подій множать, а не додають?
Ймовірності множать, коли події мають відбутися одночасно (сполучник «і»). Наприклад: «яка ймовірність, що нащадок від схрещування AaBb × AaBb матиме генотип aa і генотип bb?» — це добуток . Додають, коли підходить будь-яка з несумісних подій (сполучник «або»). Наприклад: «яка ймовірність A_bb або aaB_?» — . У дигібридному схрещуванні ми шукаємо поєднання ознак, тому множимо.
Як швидко виписати всі типи гамет для AaBbCc?
Використовуй метод розгалуження. Спочатку випиши гамети для AaBb: AB, Ab, aB, ab. Потім кожну з цих чотирьох доповни спочатку C, потім c: ABC, ABc, AbC, Abc, aBC, aBc, abC, abc. Усього 8 гамет. Перевір: n = 3 (гетерозиготні A, B, C), .
Як перевірити знайдені генотипи батьків у зворотній задачі?
Перемнож розщеплення за окремими ознаками й переконайся, що вийшло співвідношення з умови. Наприклад, якщо ти визначив, що батьки AaBb × Aabb, то за геном A — 3 : 1, за геном B — 1 : 1. Добуток (3 : 1) × (1 : 1) = 3 : 3 : 1 : 1. Якщо умова дає саме таке співвідношення — відповідь правильна.
Чи можна користуватися правилом множення для генів однієї хромосоми?
Ні. Правило множення ймовірностей працює лише для незалежних подій, тобто для генів, розташованих у різних парах хромосом. Якщо гени зчеплені (в одній хромосомі), алелі успадковуються разом, і ймовірності комбінацій залежать від відстані між генами (частоти кросинговеру). Для зчеплених генів використовують інші методи.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Кількість типів гамет — , де n — число гетерозиготних пар генів.
AaBb → AB, Ab, aB, ab; кожна гамета з імовірністю .
Незалежні гени — множ імовірності: P(aabb) = .
Дигібридне схрещування = два моногібридні: .
AaBb × aabb → 1 : 1 : 1 : 1; AaBb × Aabb → 3 : 3 : 1 : 1.
У зворотній задачі аналізуй кожну ознаку окремо.
Правило множення — лише для генів у різних парах хромосом.
Створіть безкоштовний акаунт, щоб зробити це. Читання лишається відкритим для всіх.
Перевірте себе на цьому юніті
Спробуйте ці 5 запитань — оберіть відповідь, щоб побачити, чи ви праві й чому. Приєднайтеся, щоб пройти повний тест юніту, який іде в глибину по цьому юніту.
1. Схрестили чорну кудлату морську свинку з білою гладенькою (aabb). У потомстві отримали приблизно 1 : 1 : 1 : 1. Чорна шерсть (A) домінує над білою (a), кудлата (B) — над гладенькою (b). Який генотип чорної кудлатої особини?
2. Від схрещування томатів AaBb × aabb отримали 400 рослин. Червоний колір плодів (A) домінує над жовтим (a), високе стебло (B) — над карликовим (b). Скільки рослин теоретично будуть червоноплідними карликовими (A_bb)?
3. Від схрещування AaBb × aabb отримали 320 нащадків. Скільки з них теоретично мають генотип AaBb?
4. Яке співвідношення фенотипів очікують у потомстві від схрещування AaBb × Aabb (за повного домінування за обома генами)?
5. Скільки типів гамет утворює організм із генотипом AaBbCc?
Це лише дрібка самоперевірки — повний тест юніту йде в глибину й використовує всі 12 запитань цього юніта і точно визначає, що вивчати.
Приєднатися, щоб пройти тест