Перейти до основного вмісту
Каталог

Задачі на дигібридне схрещування

~25 хв · 9 розділів · 12 тестових запитань

Генетика, мінливість і селекція
Біологія НМТ

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.

Гамети: скільки типів і які саме

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:

Рендеринг діаграми…

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.

Правило множення: два моногібридні замість решітки 4 × 4

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.

Схрещування з різними генотипами батьків

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.

Зворотні задачі: генотипи батьків за розщепленням

У зворотних задачах відоме розщеплення в потомстві, а треба визначити генотипи батьків. Головне правило: аналізуй кожну ознаку окремо.

Алгоритм розв'язання

  1. Визнач розщеплення за першою ознакою (наприклад, за кольором).

  2. За розщепленням визнач генотипи батьків за цим геном:

  3. 3 : 1 → Aa × Aa (обидва гетерозиготні).

  4. 1 : 1 → Aa × aa (один гетерозиготний, другий рецесивний).

  5. Немає розщеплення (усі нащадки з домінантною ознакою) → хоча б один із батьків AA.

  6. Повтори кроки 1–2 для другої ознаки.

  7. 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:

  1. Самець білий гладенький — aabb (рецесивний за обома ознаками).

  2. Розщеплення приблизно 1 : 1 : 1 : 1 (28 ≈ 27 ≈ 26 ≈ 29).

  3. За кольором: чорних (28 + 27 = 55) і білих (26 + 29 = 55) приблизно порівну — 1 : 1. Отже, самка Aa за геном кольору.

  4. За типом шерсті: кудлатих (28 + 26 = 54) і гладеньких (27 + 29 = 56) приблизно порівну — 1 : 1. Отже, самка Bb за геном шерсті.

  5. 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.

Розбираємо завдання

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.

Типові помилки й пастки

  • 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.

Як це перевіряють на НМТ

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.

Питання й відповіді

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.

Коротко: головне

  • 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.

Самоперевірка

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