Перейти до основного вмісту
Каталог

Задачі на моногібридне схрещування і неповне домінування

~25 хв · 9 розділів · 9 тестових запитань

Генетика, мінливість і селекція
Біологія НМТ

Розв'язуй прямі й зворотні задачі на моногібридне схрещування за повного й неповного домінування: записуй схему схрещування, визначай генотипи батьків за розщепленням 3 : 1, 1 : 1 чи 1 : 2 : 1 та обчислюй імовірність ознаки в частках, відсотках і кількості нащадків.

Алгоритм розв'язування задачі

Розв'язування будь-якої задачі на моногібридне схрещування починається з чіткого алгоритму. Якщо ти засвоїш ці шість кроків, ти зможеш розібрати будь-яке завдання НМТ на цю тему.

Крок 1. Познач алелі

Склади таблицю «ознака — алель — генотип». Для кольору очей людини в шкільних задачах спрощено вважають, що цю ознаку контролює один ген:

Ознака

Алель

Генотип

Карі очі (домінантна)

A

AA або Aa

Блакитні очі (рецесивна)

a

aa

Фенотипний радикал A_ означає «AA або Aa» — особина з домінантною ознакою, але точний генотип поки невідомий. Рецесивна ознака завжди відповідає лише одному генотипу — aa.

Крок 2. Визнач, яка ознака домінантна

Якщо в умові прямо не сказано, що домінує, скористайся двома правилами:

  • Домінантна та ознака, яка проявляється в усього першого покоління (F₁) від схрещування чистих ліній (гомозигот).

  • Рецесивна та ознака, яка з'являється в дітей, чиї батьки цієї ознаки не мають.

Крок 3. Запиши генотипи батьків

Спочатку запиши фенотипні радикали: A_ × aa. Потім уточни їх за нащадками або родичами. Якщо дитина має рецесивну ознаку (aa), вона отримала по одному рецесивному алелю від кожного з батьків — отже, кожен із батьків, який має домінантну ознаку, обов'язково гетерозиготний (Aa).

Крок 4. Запиши гамети

Кожен тип гамет записують один раз. Для генотипу Aa утворюються гамети A і a; для AA — лише A; для aa — лише a.

Крок 5. Побудуй решітку Пеннета

Решітка Пеннета — це таблиця, де по горизонталі записують гамети одного з батьків, по вертикалі — другого, а в клітинках — можливі генотипи нащадків. Для моногібридного схрещування достатньо й простого переліку комбінацій.

Крок 6. Дай відповідь саме на запитання задачі

Прочитай умову ще раз: чи питають тебе про частку, відсоток, кількість особин чи генотипи? Відповідь має бути саме такою, як вимагає задача.

Приклад застосування алгоритму

Умова: обоє батьків — кароокі гетерозиготи. Яка ймовірність народження блакитноокої дитини?

Крок 1: A — карі очі, a — блакитні. Крок 2: домінантність відома з умови. Крок 3: обоє батьків Aa. Крок 4: гамети A і a в кожного. Крок 5: комбінації — AA, Aa, Aa, aa. Крок 6: блакитноокій дитині відповідає генотип aa — 1 комбінація з 4, тобто ймовірність 1/4 (25 %).

Рендеринг діаграми…

Прямі задачі: розщеплення та ймовірність

Прямі задачі — це ті, де відомі генотипи батьків, а треба визначити розщеплення в потомстві або ймовірність певної ознаки. Розгляньмо чотири базові схрещування, які трапляються в завданнях НМТ.

Чотири базові схрещування

Схрещування

Гамети

Нащадки (генотипи)

Розщеплення за фенотипом

AA × aa

A × a

100 % Aa

100 % з домінантною ознакою

Aa × Aa

A, a × A, a

1 AA : 2 Aa : 1 aa

3 : 1 (домінантна : рецесивна)

Aa × aa

A, a × a

1 Aa : 1 aa

1 : 1

AA × Aa

A × A, a

1 AA : 1 Aa

100 % з домінантною ознакою

Зверни увагу: у схрещуванні AA × Aa усі нащадки мають домінантну ознаку, хоча половина з них гетерозиготна, а половина — гомозиготна домінантна.

Як обчислювати ймовірність

Імовірність появи ознаки дорівнює відношенню кількості сприятливих комбінацій до кількості всіх рівноймовірних комбінацій. Її можна записати:

  • звичайним дробом: 1/4

  • десятковим дробом: 0,25

  • у відсотках: 25 %

Наприклад, у схрещуванні Aa × Aa імовірність народження дитини з рецесивною ознакою (aa) становить 1/4, тобто 25 %. Імовірність народження дитини з домінантною ознакою (AA або Aa) — 3/4, тобто 75 %.

Кількість нащадків

Щоб знайти очікувану кількість нащадків із певною ознакою, помнож частку на загальну кількість нащадків. Наприклад, від схрещування Aa × Aa отримали 240 нащадків. Очікувана кількість особин із домінантною ознакою: 3/4 × 240 = 180. Із рецесивною: 1/4 × 240 = 60.

Незалежність кожного народження

Кожне народження — незалежна подія. Імовірність блакитноокої дитини в гетерозиготних батьків становить 1/4 для кожної дитини, незалежно від того, які діти вже народилися. Якщо перша дитина блакитноока, це не означає, що друга «має бути» кароокою — імовірність для другої дитини залишається 1/4. Імовірність 1/4 не означає, що серед чотирьох дітей рівно одна буде блакитноокою; це лише теоретичне співвідношення, яке точніше виконується за великої кількості нащадків.

Імовірність серед частини нащадків

Іноді питають: «Яка ймовірність, що дитина з домінантною ознакою — гетерозигота?» У схрещуванні Aa × Aa серед нащадків із домінантною ознакою (3 комбінації: 1 AA + 2 Aa) гетерозиготи становлять 2/3. Не плутай це з часткою гетерозигот серед усіх нащадків, яка дорівнює 1/2 (2 Aa з 4).

Зворотні задачі: генотипи батьків за нащадками

Зворотні задачі — це ті, де відоме розщеплення в потомстві, а треба визначити генотипи батьків. Це вміння перевіряють на НМТ у завданнях, де за фенотипом дітей треба встановити, якими були батьки.

Визначаємо генотипи за співвідношенням у потомстві

Розщеплення в потомстві

Генотипи батьків

3 : 1 (домінантна : рецесивна)

Aa × Aa

1 : 1

Aa × aa

Усі нащадки з домінантною ознакою

Хоча б один із батьків AA (AA × A_, AA × aa, AA × AA)

Усі нащадки з рецесивною ознакою

Обоє батьків aa (aa × aa)

1 : 2 : 1 (за неповного домінування)

Aa × Aa

Реальні числа, які дають в умові, можуть не збігатися з точним співвідношенням. Округлюй їх: 152 : 49 — це приблизно 3 : 1 (бо 152/49 ≈ 3,1), а 98 : 102 — приблизно 1 : 1.

Починай із рецесивних гомозигот

Найнадійніший спосіб розв'язати зворотну задачу — знайти в потомстві особину з рецесивною ознакою. Її генотип — aa. Оскільки вона отримала по одному алелю a від кожного з батьків, кожен із батьків, який має домінантну ознаку, обов'язково є гетерозиготою (Aa).

Приклад: у кароокого батька й кароокої матері народилася блакитноока дитина. Блакитноока дитина має генотип aa. Вона отримала a від батька й a від матері. Оскільки обоє батьків кароокі (домінантна ознака), але несуть a, їхні генотипи — Aa × Aa.

Якщо рецесивних нащадків немає

Якщо в кароокого батька й блакитноокої матері всі діти кароокі, батько, найімовірніше, AA (гомозиготний домінантний). Якщо ж серед дітей є хоча б одна блакитноока дитина (aa), батько обов'язково Aa: один алель a дитина отримала від матері (aa), а другий — від батька, отже, кароокий батько несе рецесивний алель a.

Задачі на неповне домінування

За неповного домінування гетерозигота має проміжний фенотип, який відрізняється від обох гомозигот. Це означає, що три фенотипи відповідають трьом генотипам, і генотип можна визначити прямо за фенотипом.

Класичний приклад: нічна красуня (Mirabilis jalapa)

Фенотип

Генотип

Червоні квітки

AA

Рожеві квітки

Aa

Білі квітки

aa

Основні схрещування для нічної красуні:

Схрещування

Нащадки

Співвідношення

Рожева × рожева (Aa × Aa)

1 червона : 2 рожеві : 1 біла

25 % : 50 % : 25 %

Рожева × біла (Aa × aa)

1 рожева : 1 біла

50 % : 50 %

Червона × біла (AA × aa)

100 % рожеві

100 %

Червона × рожева (AA × Aa)

1 червона : 1 рожева

50 % : 50 %

Важливо: щоб отримати лише рожеві рослини, треба схрестити червоноквіткові з білоквітковими (AA × aa), а не рожеві між собою. Рожеві рослини не утворюють чистої лінії, бо вони гетерозиготні.

Шкільна модель для людини

У шкільних задачах неповне домінування в людини часто ілюструють на прикладі структури волосся:

Фенотип

Генотип

Кучеряве волосся

AA

Хвилясте волосся

Aa

Пряме волосся

aa

У двох батьків із хвилястим волоссям (Aa × Aa) імовірність народження дитини з прямим волоссям (aa) становить 25 %, із кучерявим (AA) — 25 %, із хвилястим (Aa) — 50 %.

Рендеринг діаграми…

Розбираємо завдання

Розгляньмо п'ять типових завдань НМТ на моногібридне схрещування. Кожне має формат вибору однієї відповіді з чотирьох.

Приклад 1. Імовірність рецесивної ознаки

Умова: обоє батьків — кароокі гетерозиготи (карий колір очей домінує над блакитним). Яка ймовірність народження блакитноокої дитини?

Розв'язання:

P: Aa × Aa. Гамети: A, a × A, a. Нащадки: AA, Aa, Aa, aa. Блакитноокій дитині відповідає генотип aa — 1 комбінація з 4.

Відповідь: 25 %.

Чому інші варіанти неправильні:

  • 0 % — помилка: вважають, що в карооких батьків не буває блакитнооких дітей.

  • 50 % — плутають із розщепленням 1 : 1 (Aa × aa).

  • 75 % — це ймовірність кароокої дитини, а не блакитноокої.

Приклад 2. Генотипи батьків за нащадком

Умова: у кароокого батька й кароокої матері народилася блакитноока дитина. Які генотипи батьків?

Розв'язання:

Блакитноока дитина має генотип aa. Вона отримала a від батька й a від матері. Оскільки обоє батьків кароокі (домінантна ознака), але несуть алель a, їхні генотипи — Aa × Aa.

Відповідь: Aa × Aa.

Чому інші варіанти неправильні:

  • AA × aa — у такому шлюбі всі діти були б кароокими (Aa), а тут є блакитноока дитина.

  • AA × Aa — усі діти були б кароокими (AA або Aa), жодної блакитноокої.

  • Aa × aa — один із батьків мав би бути блакитнооким (aa), а в умові обоє кароокі.

Приклад 3. Неповне домінування: кількість нащадків

Умова: від схрещування рослин нічної красуні з рожевими квітками отримали 360 рослин. Скільки з них теоретично мають рожеві квітки?

Розв'язання:

Рожеві квітки — це гетерозиготи (Aa). Схрещування Aa × Aa дає розщеплення 1 : 2 : 1, де рожеві становлять 1/2 (2 з 4). 1/2 × 360 = 180.

Відповідь: 180.

Чому інші варіанти неправильні:

  • 90 — це частка червоних або білих (1/4 від 360).

  • 270 — помилково застосували співвідношення 3 : 1 (3/4 від 360), яке діє за повного домінування.

  • 360 — вважали, що всі нащадки будуть рожевими.

Приклад 4. Частка гетерозигот серед нащадків із домінантною ознакою

Умова: обоє батьків — гетерозиготні носії альбінізму (A — нормальна пігментація, a — альбінізм). Яка ймовірність, що їхня дитина з нормальною пігментацією є носієм алеля альбінізму?

Розв'язання:

P: Aa × Aa. Нащадки: 1 AA : 2 Aa : 1 aa. Дитина з нормальною пігментацією — це AA або Aa (3 комбінації). Серед них носії алеля альбінізму — гетерозиготи Aa (2 комбінації). Отже, 2/3.

Відповідь: 2/3.

Чому інші варіанти неправильні:

  • 1/2 — це частка гетерозигот серед усіх нащадків (2 з 4), а не серед тих, хто має нормальну пігментацію.

  • 1/4 — це частка дітей з альбінізмом (aa).

  • 3/4 — це частка дітей з нормальною пігментацією.

Приклад 5. Два твердження

Умова: I — «якщо в гетерозиготних батьків перша дитина блакитноока, то друга обов'язково буде кароокою». II — «імовірність народження блакитноокої дитини в таких батьків для кожної дитини однакова — 25 %». Яке з тверджень правильне?

Розв'язання:

Твердження I хибне, бо кожне народження — незалежна подія. Імовірність блакитноокої дитини залишається 1/4 для кожної дитини, незалежно від попередніх. Твердження II правильне.

Відповідь: правильне лише II.

Типові помилки й пастки

Генетичні задачі здаються простими, але через неуважність у них легко помилитися. Ось типові пастки.

  • «Серед чотирьох дітей рівно одна буде блакитноокою». Насправді 1/4 — це теоретична ймовірність для кожного народження, а не гарантія, що в кожній родині з чотирма дітьми буде рівно одна блакитноока дитина.

  • «Після блакитноокої дитини наступна має бути кароокою». Кожне народження — незалежна подія. Імовірність блакитноокої дитини залишається 1/4 незалежно від того, які діти вже народилися.

  • Плутають «серед усіх нащадків» і «серед нащадків із домінантною ознакою». Частка гетерозигот серед усіх нащадків Aa × Aa — 1/2, а серед нащадків із домінантною ознакою — 2/3. Уважно читай, про яку саме групу питають.

  • Позначають алелі одного гена різними буквами. Наприклад, пишуть K — карі очі, B — блакитні. Це неправильно: алелі одного гена позначають однією буквою, домінантний — великою, рецесивний — малою (A і a).

  • Визначають домінантність навмання. Якщо в умові не сказано, що домінує, проаналізуй: одноманітне F₁ від чистих ліній показує домінантну ознаку, а поява ознаки в дітей, чиї батьки її не мають, — рецесивну.

  • За неповного домінування застосовують 3 : 1. За неповного домінування розщеплення Aa × Aa — 1 : 2 : 1, а не 3 : 1. Три фенотипи відповідають трьом генотипам.

  • Вважають рослини з рожевими квітками чистою лінією. Рожеві квітки — гетерозиготи (Aa). Вони не утворюють чистої лінії, бо при схрещуванні дають розщеплення.

  • Плутають Aa × aa (1 : 1) з Aa × Aa (3 : 1). Запам'ятай: схрещування гетерозиготи з рецесивною гомозиготою дає 1 : 1, а двох гетерозигот — 3 : 1 (або 1 : 2 : 1 за неповного домінування).

  • Дають частку, коли питають кількість нащадків. Якщо в умові дано загальну кількість нащадків (наприклад, 360 рослин), а питають «скільки», потрібно обчислити кількість, а не записати дріб.

Як це перевіряють на НМТ

Розуміння формату НМТ допомагає правильно розподілити час і не робити зайвого.

Місце в програмі

Тема 2.2 програми НМТ з біології вимагає розв'язувати типові задачі на моногібридне схрещування й взаємодію алелів одного гена (повне й неповне домінування) та визначати фенотипи нащадків за генотипами батьків і навпаки.

Формат завдання

Частина НМТ з біології містить лише три форми завдань з вибором відповіді. Генетичну задачу подають як вибір однієї відповіді з чотирьох (А–Г). За правильну відповідь дають 1 бал, за неправильну — 0 балів. Відповідь — це частка, відсоток, кількість нащадків або генотип серед варіантів.

Довідкові матеріали

Довідкових матеріалів на НМТ немає. Якщо для розрахунку потрібна кількість нащадків, її подають в умові задачі.

Час і стратегія

На 30 завдань з біології відведено орієнтовно 60 хвилин, тобто в середньому 2 хвилини на завдання. Неправильна відповідь дає 0 балів — так само, як і відсутня. Тому не залишай порожніх відповідей: навіть якщо не впевнений, обери варіант, який здається найлогічнішим.

Питання й відповіді

Як зрозуміти, яка ознака домінантна, якщо в умові цього не сказано?

Скористайся двома правилами. По-перше, домінантна та ознака, яка проявляється в усього першого покоління (F₁) від схрещування чистих ліній (гомозигот). Наприклад, якщо схрестили червоноквіткову й білоквіткову рослини й отримали всі рожеві — це неповне домінування, де жодна з ознак не домінує повністю. По-друге, рецесивна та ознака, яка з'являється в дітей, чиї батьки цієї ознаки не мають. Якщо в карооких батьків народилася блакитноока дитина, то блакитні очі — рецесивна ознака.

Чому ймовірність не змінюється, якщо в родині вже є блакитноока дитина?

Тому що кожне народження — незалежна подія. Генетичний матеріал, який отримує кожна дитина, визначається випадковим поєднанням гамет під час запліднення. Те, які діти народилися раніше, не впливає на наступні запліднення. Імовірність народження блакитноокої дитини в гетерозиготних батьків становить 1/4 для кожної дитини, незалежно від того, скільки блакитнооких дітей уже є в родині.

Коли рахувати частку серед усіх нащадків, а коли — лише серед їх частини?

Уважно читай формулювання запитання. Якщо питають «яка ймовірність, що дитина матиме блакитні очі» — це серед усіх нащадків (1/4 для Aa × Aa). Якщо питають «яка ймовірність, що кароока дитина є гетерозиготою» — це серед нащадків із домінантною ознакою (2/3 для Aa × Aa). Ключові слова: «серед дітей з...», «за умови, що дитина має...» — вони вказують, що треба звузити групу.

Як за неповного домінування визначити генотип за фенотипом?

За неповного домінування кожному фенотипу відповідає один генотип. Для нічної красуні: червоні квітки — AA, рожеві — Aa, білі — aa. Для волосся людини: кучеряве — AA, хвилясте — Aa, пряме — aa. Тобто гетерозигота має проміжний фенотип, який відрізняється від обох гомозигот. Це спрощує зворотні задачі: ти одразу знаєш генотип за фенотипом.

Чи обов'язково малювати решітку Пеннета?

На НМТ ти не малюєш решітку — ти лише обираєш відповідь. Але під час підготовки решітка Пеннета дуже корисна, щоб не пропустити жодної комбінації гамет. Для моногібридного схрещування достатньо простого переліку: виписуєш усі можливі поєднання гамет (наприклад, A з A, A з a, a з A, a з a). З часом ти навчишся робити це подумки, але на тренуванні краще записувати.

Коротко: головне

  • Алгоритм: алелі → генотипи батьків → гамети → решітка Пеннета → відповідь саме на поставлене питання.

  • Aa × Aa → 3 : 1 за фенотипом (1 : 2 : 1 за генотипом).

  • Aa × aa → 1 : 1.

  • AA × будь-який генотип → усі нащадки з домінантною ознакою.

  • Рецесивна ознака — завжди aa: з неї починай зворотну задачу.

  • Імовірність однакова для кожного народження: 1/4 — це не «одна дитина з чотирьох», а теоретична ймовірність для кожної дитини.

  • Серед нащадків Aa × Aa з домінантною ознакою гетерозигот 2/3.

  • За неповного домінування генотип видно за фенотипом: рожева × рожева → 1 : 2 : 1.