Типові завдання НМТ: генетичні задачі, мінливість і селекція

Розділ 2 програми НМТ з біології охоплює генетику, мінливість і селекцію (теми 2.1–2.4). У демонстраційному варіанті 2026 року з цього розділу є три завдання — № 7, № 8 і № 9. Кожне з них — вибір однієї правильної відповіді з чотирьох (А–Г), по 1 балу. За основною темою розділ 2 дає 3 бали з 46 можливих.

Які завдання трапляються в демо 2026

• № 7 — тема 2.1 (поняття генетики): термін — гени, розташовані в однакових ділянках гомологічних хромосом, називають алельними.

• № 8 — тема 2.2, формат «два твердження»: аналіз родоводу за рисунком — треба визначити, чи правильне кожне з двох суджень.

• № 9 — тема 2.3 (мінливість): мутагенні чинники — треба впізнати фізичний мутаген (радіаційне опромінення).

Які задачі вважають «типовими»

Програма НМТ чітко визначає, які генетичні задачі належать до типових (тема 2.2):

• моногібридне схрещування (повне й неповне домінування);

• дигібридне схрещування за незалежного успадкування;

• взаємодія алелів одного гена (кодомінування — групи крові);

• успадкування, зчеплене зі статтю.

Зчеплене успадкування (гени в одній хромосомі) і взаємодію неалельних генів програма до типових задач не зараховує — їх перевіряють як знання й аналіз, а не як обчислення.

Формати завдань

• Одна відповідь — готова задача, родовід, поняття.

• Логічні пари — «приклад → форма мінливості чи тип мутації», «метод → суть селекції чи біотехнології».

Алгоритм розв'язання генетичної задачі

1. Познач алелі літерами (A — домінантний, a — рецесивний).

2. Запиши генотипи батьків за умовою.

3. Визнач, які гамети утворює кожен з батьків.

4. Склади решітку Пеннета або перелічи всі можливі комбінації гамет.

5. Визнач розщеплення за генотипом і фенотипом.

6. Дай відповідь саме на поставлене питання: частка, відсоток, і найважливіше — серед кого (серед усіх дітей, серед синів, серед доньок).

Довідкових матеріалів на НМТ немає — розщеплення й генотипи груп крові треба знати напам'ять.

Моногібридне схрещування

Моногібридне схрещування — це схрещування, за якого батьківські форми відрізняються за однією парою альтернативних ознак. Перший закон Менделя (одноманітність гібридів F₁) каже: при схрещуванні гомозиготних батьків AA × aa всі нащадки F₁ мають генотип Aa і однаковий фенотип.

Другий закон Менделя (розщеплення): при схрещуванні двох гетерозигот Aa × Aa розщеплення за генотипом становить 1 AA : 2 Aa : 1 aa, а за фенотипом за повного домінування — 3 : 1 (три частини нащадків із домінантною ознакою, одна — із рецесивною).

Аналізуюче схрещування — схрещування особини з невідомим генотипом із рецесивною гомозиготою aa. Якщо невідома особина гетерозиготна Aa, то Aa × aa дає розщеплення 1 : 1 (половина Aa, половина aa). Якщо невідома особина домінантна гомозигота AA, то всі нащадки будуть Aa.

Запам'ятай: Aa × Aa → 3 : 1 (фенотип), Aa × aa → 1 : 1, AA × aa → усі Aa.

Дигібридне схрещування

Дигібридне схрещування — батьки відрізняються за двома парами ознак. Третій закон Менделя (незалежне успадкування) виконується, коли гени розташовані в різних хромосомах.

Дигетерозигота AaBb утворює 4 типи гамет: AB, Ab, aB, ab — у рівних частках (по 1/4). При схрещуванні двох дигетерозигот AaBb × AaBb розщеплення за фенотипом: 9 A_B_ : 3 A_bb : 3 aaB_ : 1 aabb. Частка нащадків із фенотипом aabb (рецесив за обома ознаками) — 1/16 (6,25 %).

Аналізуюче дигібридне схрещування AaBb × aabb дає розщеплення 1 : 1 : 1 : 1 — чотири фенотипи в рівних частках.

Неповне домінування й кодомінування

Неповне домінування — гетерозигота має проміжний фенотип порівняно з гомозиготами. Класичний приклад — нічна красуня (Mirabilis jalapa): AA — червоні квітки, Aa — рожеві, aa — білі. При схрещуванні Aa × Aa розщеплення 1 : 2 : 1 однакове і за генотипом, і за фенотипом.

Кодомінування — у гетерозиготи повністю проявляються обидва алелі. Приклад — IV група крові людини (генотип IᴬIᴮ): на поверхні еритроцитів є антигени A і B одночасно.

Групи крові людини (система AB0)

Групи крові визначаються трьома алелями гена I: Iᴬ, Iᴮ та I⁰. Алелі Iᴬ і Iᴮ кодомінантні, а I⁰ рецесивний щодо них.

Розгляньмо приклад: мати має II групу (IᴬI⁰), батько — III групу (IᴮI⁰). Їхні діти можуть мати всі чотири групи крові з однаковою ймовірністю 1/4: IᴬIᴮ (IV група), IᴬI⁰ (II група), IᴮI⁰ (III група), I⁰I⁰ (I група).

Якщо в одного з батьків I група (I⁰I⁰), а в другого IV (IᴬIᴮ), то діти матимуть лише II (IᴬI⁰) або III (IᴮI⁰) групу.

Модель успадкування гемофілії

У навчальній моделі розглядають повний рецесивний прояв ознаки без нових мутацій. Позначають: Xᴴ — норма (домінантний алель), Xʰ — гемофілія (рецесивний алель, зчеплений з X-хромосомою).

Жінки мають дві X-хромосоми, тому можливі три генотипи:

• XᴴXᴴ — здорова жінка;

• XᴴXʰ — носійка (здорова, але передає алель гемофілії синам);

• XʰXʰ — хвора жінка.

Чоловіки мають одну X-хромосому (від матері) і одну Y (від батька):

• XᴴY — здоровий чоловік;

• XʰY — хворий чоловік.

Син отримує X-хромосому від матері, а Y-хромосому — від батька. Тому саме мати визначає, чи буде син хворим на гемофілію.

Схрещування носійки зі здоровим чоловіком

Розгляньмо схрещування: мати — носійка (XᴴXʰ), батько — здоровий (XᴴY).

Результати:

• Доньки: 1/2 XᴴXᴴ (здорові), 1/2 XᴴXʰ (носійки) — усі здорові фенотипно.

• Сини: 1/2 XᴴY (здорові), 1/2 XʰY (хворі).

Ймовірність хвороби серед синів — 1/2 (50 %), серед усіх дітей — 1/4 (25 %), серед доньок — 0. Не плутай ці величини!

Аналіз родоводу

Родовід — графічне зображення успадкування ознаки в кількох поколіннях. У моделі однієї менделівської ознаки з повною пенетрантністю, без нових мутацій, за родоводом можна зробити такі висновки:

• Якщо в здорової пари народжується хвора дитина — ознака рецесивна (батьки гетерозиготні носії).

• Якщо ознака трапляється в кожному поколінні — це сумісно з домінантністю, але саме по собі не доводить її.

• Чоловіча перевага (хворіють переважно чоловіки) і передавання через матерів-носійок допускають X-зчеплене успадкування.

Межі висновку за родоводом

За одним хворим сином зчеплення з X-хромосомою довести не можна — це може бути й аутосомне рецесивне успадкування. Хвора донька здорового батька виключає рецесивне X-зчеплене успадкування, бо батько (XᴴY) передає доньці Xᴴ — вона не може отримати Xʰ від нього.

Хромосомне визначення статі

У людини: XX — жіноча стать, XY — чоловіча. Стать дитини визначає сперматозоїд: якщо він несе X-хромосому — буде дівчинка, якщо Y — хлопчик. Імовірність народження сина — 1/2 (50 %).

Хромосомна теорія Т. Моргана: гени розташовані в хромосомах лінійно. Гени однієї хромосоми утворюють групу зчеплення. Кросинговер (обмін ділянками гомологічних хромосом у мейозі) порушує зчеплення.

Форми мінливості

Мінливість — здатність організмів змінювати свої ознаки. Розрізняють три основні форми.

Модифікаційна мінливість — неспадкова, виникає під впливом середовища в межах норми реакції. Приклади: засмага (зміна кольору шкіри під дією ультрафіолету), стрічкоподібні підводні й стрілоподібні надводні листки стрілолисту (Sagittaria sagittifolia). Такі зміни не передаються нащадкам.

Комбінативна мінливість — виникає через нові поєднання алелів у нащадків. Джерела: кросинговер (обмін ділянками гомологічних хромосом у мейозі), незалежне розходження хромосом у мейозі, випадкове запліднення. Вона створює генетичне різноманіття, але не змінює сам генетичний матеріал.

Мутаційна мінливість — зміна генетичного матеріалу (ДНК). Такі зміни успадковуються.

Типи мутацій

Генні мутації — зміна послідовності нуклеотидів у межах одного гена: заміна, вставка або випадіння нуклеотидів. Заміна однієї пари нуклеотидів називається точковою мутацією — приклад: серпоподібноклітинна анемія (заміна одного нуклеотида в гені гемоглобіну).

Хромосомні мутації — зміни структури хромосом: делеція (втрата ділянки), дуплікація (подвоєння ділянки), інверсія (поворот ділянки на 180°), транслокація (перенесення ділянки на іншу хромосому).

Геномні мутації — зміна кількості хромосом: поліплоїдія (кратне збільшення гаплоїдного набору) та анеуплоїдія (зміна кількості окремих хромосом). Приклади анеуплоїдій у людини: 47,XX,+21 — синдром Дауна; 47,XXY — синдром Клайнфельтера; 45,X — синдром Шерешевського — Тернера.

Методи селекції

Інбридинг — схрещування близькоспоріднених особин. Він збільшує гомозиготність нащадків і за повторення сприяє створенню чистих ліній. Недолік — зростання ризику прояву шкідливих рецесивних алелів.

Аутбридинг — неспоріднене схрещування особин різних ліній, сортів або порід. Він збільшує гетерозиготність і часто дає ефект гетерозису.

Гетерозис («гібридна сила») — перевага гібридів першого покоління (F₁) за певними ознаками (урожайність, швидкість росту, стійкість) порівняно з батьківськими формами. Найсильніше гетерозис виявляється саме в F₁, а в наступних поколіннях слабшає.

Міжвидові гібриди не завжди стерильні. У рослин подвоєння хромосом (амфідиплоїдія) іноді відновлює їхню плодючість — це використовують у віддаленій гібридизації.

Біотехнології

Генна інженерія — створення й перенесення рекомбінантних конструкцій ДНК. Для синтезу людського інсуліну бактеріями потрібна кодуюча послідовність без інтронів (використовують комплементарну ДНК, отриману на матриці мРНК).

Клітинна інженерія — культура in vitro і гібридизація клітин (наприклад, створення гібридом для моноклональних антитіл).

Полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР) — метод ампліфікації (багаторазового копіювання) певної ділянки ДНК in vitro. Використовується в діагностиці, криміналістиці, наукових дослідженнях.

У клонуванні вівці Доллі (1996) ядерний геном походив від донора ядра (соматичної клітини), а мітохондріальний — переважно від яйцеклітини-реципієнта.

Як це використовують у логічних парах

У завданні формату «логічні пари» (1–4 → А–Д) тобі треба встановити відповідність між прикладом і формою мінливості чи типом мутації. Наприклад:

У цьому розділі розберемо п'ять типових завдань НМТ — чотири у формі вибору однієї відповіді й одне у формі логічних пар. Для кожного покажемо повний розв'язок і пояснимо, чому інші варіанти хибні.

Приклад 1. Дигібридне аналізуюче схрещування

Завдання. У гороху жовте забарвлення насіння (A) домінує над зеленим (a), а гладенька поверхня (B) — над зморшкуватою (b). Ознаки успадковуються незалежно. Дигетерозиготну рослину схрестили із зеленою зморшкуватою рослиною. Яка частка нащадків матиме зелене зморшкувате насіння?

Розв'язання. Крок 1 — генотипи батьків: дигетерозигота — AaBb, зелена зморшкувата рослина — aabb (рецесивна за обома ознаками). Крок 2 — гамети: AaBb дає чотири типи гамет — AB, Ab, aB, ab; aabb дає один тип — ab. Крок 3 — решітка Пеннета: кожна гамета першого батька з'єднується з ab, тому нащадки мають генотипи AaBb, Aabb, aaBb, aabb — по одній чверті кожен. Крок 4 — шукаємо зелених зморшкуватих: це генотип aabb, тобто 1 з 4 нащадків.

Відповідь: 25 %.

• 6,25 % — це частка aabb у схрещуванні двох дигетерозигот AaBb × AaBb (1/16), а не в аналізуючому схрещуванні.

• 50 % — хтось рахує лише одну ознаку (колір) і забуває про форму насіння.

• 75 % — плутанина з розщепленням 3 : 1 за однією ознакою.

Приклад 2. Гемофілія: ймовірність серед синів

Завдання. Мати — носійка гена гемофілії (XᴴXʰ), батько здоровий (XᴴY). Яка ймовірність того, що їхній син буде хворим на гемофілію?

Розв'язання. Син отримує Y-хромосому від батька, а X-хромосому — від матері. Мати передає Xᴴ або Xʰ з однаковою ймовірністю 1/2. Отже, серед синів половина отримає Xʰ і буде хворою (XʰY), половина — Xᴴ і буде здоровою (XᴴY).

Відповідь: 50 %.

• 25 % — це ймовірність хворої дитини серед усіх дітей (хлопчиків і дівчаток разом), а не серед синів.

• 100 % — помилка: вважають, що всі сини носійки хворі, але половина отримує від матері здоровий алель Xᴴ.

• 0 % — помилка: вважають, що гемофілія не може проявитися, бо батько здоровий, але син успадковує X саме від матері.

Приклад 3. Групи крові: IV група в дитини

Завдання. У матері II група крові (IᴬI⁰), у батька III група (IᴮI⁰). Яка ймовірність народження дитини з IV групою крові?

Розв'язання. Мати утворює гамети Iᴬ та I⁰, батько — Iᴮ та I⁰. Решітка Пеннета дає чотири рівноймовірні генотипи: IᴬIᴮ (IV група), IᴬI⁰ (II група), IᴮI⁰ (III група), I⁰I⁰ (I група). Генотип IᴬIᴮ — один із чотирьох.

Відповідь: 25 %.

• 50 % — помилка: рахують лише два можливі генотипи, забуваючи про I⁰I⁰.

• 0 % — поширена хибна думка, що від батьків із II і III групами не може народитися дитина з IV групою; насправді алелі Iᴬ та Iᴮ поєднуються в дитини за будь-яких генотипів таких батьків (IᴬIᴬ × IᴮIᴮ дає навіть 100 % IV групи).

• 75 % — помилка: вважають, що IV група виникає в трьох випадках із чотирьох.

Приклад 4. Логічні пари: приклад → тип мінливості чи мутації

Завдання. Установи відповідність між прикладом (1–4) і типом мінливості чи мутації (А–Д):

• 1 — підводні листки стрілолисту стрічкоподібні, надводні — стрілоподібні;

• 2 — каріотип 47,XX,+21;

• 3 — заміна нуклеотида в гені гемоглобіну;

• 4 — нове поєднання ознак батьків через кросинговер.

• А — геномна мутація;

• Б — комбінативна мінливість;

• В — модифікаційна мінливість;

• Г — інверсія (зайва);

• Д — генна мутація.

Розв'язання. Приклад 1 — різні листки однієї рослини залежно від умов середовища: це модифікаційна мінливість (В). Приклад 2 — зайва 21-ша хромосома: зміна кількості хромосом, тобто геномна мутація (А). Приклад 3 — зміна одного нуклеотида в межах гена: генна (точкова) мутація (Д). Приклад 4 — нові поєднання алелів без зміни самих генів: комбінативна мінливість (Б). Інверсія (Г) — хромосомна мутація, їй тут немає пари, тому вона зайва.

Відповідь: 1 — В, 2 — А, 3 — Д, 4 — Б.

Приклад 5. «Два твердження»: неповне домінування й гетерозис

Завдання. Оціни два твердження. I. «Неповне домінування й кодомінування — одне й те саме, бо в обох випадках у F₂ розщеплення 1 : 2 : 1». II. «Гетерозис часто найсильніше виявляється в гібридів першого покоління». Який варіант правильний?

Розв'язання. Твердження I хибне: розщеплення за генотипом 1 : 2 : 1 справді однакове, але фенотип гетерозиготи різний — за неповного домінування він проміжний (рожеві квітки), а за кодомінування проявляються обидва алелі (IV група крові). Твердження II правильне: гетерозис — перевага гібридів, і найчастіше він максимальний саме в першому поколінні.

Відповідь: правильне лише II.

У задачах з генетики, мінливості й селекції варто остерігатися таких пасток. Розбери кожну пастку, щоб не втратити бали.

• Плутають ймовірність хвороби серед синів (1/2) і серед усіх дітей (1/4). У задачі на зчеплене зі статтю успадкування завжди перевіряй, серед кого питають: «серед синів», «серед доньок» чи «серед усіх дітей». Відповідь залежить від цього.

• Вважають IV групу крові (IᴬIᴮ) неповним домінуванням, а не кодомінуванням. За неповного домінування гетерозигота має проміжний фенотип (рожеві квітки), а за кодомінування — проявляє обидва алелі одночасно (на еритроцитах є і A, і B антигени).

• Записують для дигетерозиготи 2 типи гамет замість 4. Дигетерозигота AaBb утворює чотири типи гамет: AB, Ab, aB, ab. Не забувай про всі комбінації!

• Беруть розщеплення 9 : 3 : 3 : 1 для аналізуючого схрещування AaBb × aabb замість 1 : 1 : 1 : 1. Розщеплення 9 : 3 : 3 : 1 — це F₂ від схрещування двох дигетерозигот. Аналізуюче схрещування з рецесивною гомозиготою дає рівні частки всіх чотирьох фенотипів.

• Вважають, що в батьків з II і III групами не може бути дитини з I групою. Може, якщо обоє батьків гетерозиготні (IᴬI⁰ × IᴮI⁰). Тоді дитина з генотипом I⁰I⁰ має I групу крові.

• Вважають модифікації спадковими, а поліплоїдію — хромосомною мутацією. Модифікаційна мінливість не успадковується. Поліплоїдія (зміна кількості хромосомних наборів) — це геномна мутація, а не хромосомна.

• Плутають гетерозис з інбридингом. Інбридинг — споріднене схрещування, що збільшує гомозиготність. Гетерозис — перевага гібридів F₁, яка виникає при схрещуванні різних ліній (аутбридинг).

У демонстраційному варіанті НМТ 2026 року розділ 2 (генетика, мінливість, селекція) представлений трьома завданнями:

• № 7 — тема 2.1 (методи й поняття генетики);

• № 8 — тема 2.2, формат «два твердження», аналіз родоводу за рисунком;

• № 9 — тема 2.3 (мінливість).

Усі три — вибір однієї відповіді з чотирьох (А–Г), по 1 балу. За основною темою розділ 2 дає 3 бали з 46 можливих.

Окремого завдання з теми 2.4 (селекція та біотехнологія) у демо 2026 немає. Однак програма НМТ вимагає розрізняти форми штучного добору й системи схрещувань, а також визначати генетичні наслідки схрещувань. Тому питання з селекції можуть з'явитися в основній сесії.

Що треба знати напам'ять

Довідкових матеріалів на НМТ немає. Ти маєш пам'ятати:

• розщеплення за фенотипом для моногібридного (3 : 1, 1 : 1, 1 : 2 : 1) і дигібридного (9 : 3 : 3 : 1, 1 : 1 : 1 : 1) схрещувань;

• генотипи груп крові системи AB0 (I⁰I⁰, IᴬIᴬ/IᴬI⁰, IᴮIᴮ/IᴮI⁰, IᴬIᴮ);

• позначення алелів для X-зчеплених ознак (Xᴴ, Xʰ) і схему успадкування.

Стратегія виконання

1. У першому колі перегляду тесту познач усі генетичні задачі — повернешся до них у третьому колі.

2. У чернетці розпиши гамети й решітку Пеннета — не намагайся тримати все в голові.

3. Перед тим як обрати відповідь, перевір, серед кого питають імовірність: серед синів, серед доньок чи серед усіх дітей.

4. Для логічних пар спочатку визнач, які варіанти свідомо не підходять, а потім добирай пари.

• За повного домінування й незалежності генів: Aa × Aa → 3 : 1; Aa × aa → 1 : 1; AaBb × AaBb → 9 : 3 : 3 : 1; AaBb × aabb → 1 : 1 : 1 : 1.

• Неповне домінування — гетерозигота має проміжний фенотип (Aa — рожеві квітки); кодомінування — проявляються обидва алелі (IᴬIᴮ — IV група крові).

• XᴴXʰ × XᴴY: хворих серед синів 1/2 (50 %), серед усіх дітей 1/4 (25 %), серед доньок 0.

• За повної пенетрантності однієї менделівської ознаки й відсутності нових мутацій: здорова пара з хворою дитиною вказує на рецесивність.

• Модифікації не успадковуються; поліплоїдія й 47,XX,+21 — геномні мутації, а не хромосомні.

• Гетерозис — сила гібридів F₁; інбридинг — зростання гомозиготності через споріднене схрещування.