ТРЕНАЖЁР ПО ГЕНЕТИКЕ

для подготовки к ЕГЭ по биологии

Самостоятельная работа с последующей проверкой

Фамилия, имя: ______________________________________________

Класс: ____________     Дата: __________________

Как работать с тренажёром                                                    

Тренажёр рассчитан на самостоятельную отработку школьных задач по генетике. Работайте последовательно: сначала повторите алгоритмы, затем выполните задания без подсказок и только после этого переходите к ответам и подробным решениям.

– Внимательно прочитайте условие и подчеркните, что именно требуется найти: генотип, фенотип, вероятность или число потомков.

– Обозначьте аллели и установите тип наследования: полное/неполное доминирование, независимое или сцепленное с полом наследование.

– Запишите генотипы родителей и их гаметы. Для нескольких генов не забывайте правило независимого комбинирования, если независимость указана.

– Сначала рассчитайте вероятности, затем переводите их в проценты или ожидаемое количество особей.

– Ответ формулируйте с указанием генотипа или фенотипа и единиц/доли. В реальном потомстве численное соотношение может отклоняться от теоретического.

Важно. В задачах о потомстве количества обычно являются ожидаемыми значениями, если прямо не сказано, что приведены результаты наблюдения.

Основные обозначения и алгоритмы решения

1. Генотипы и гаметы

Аллели одного гена обозначают одной латинской буквой: доминантный — прописной (A), рецессивный — строчной (a). Генотип AA — доминантная гомозигота, Aa — гетерозигота, aa — рецессивная гомозигота. Фенотип — наблюдаемое проявление признака.

При образовании гамет в каждую гамету попадает по одному аллелю каждого гена. Например, Aa даёт гаметы A и a; AaBb при независимом наследовании — AB, Ab, aB, ab. Указывайте гаметы отдельно до составления схемы.

2. Моногибридное скрещивание и законы Менделя

Для Aa × Aa гаметы обоих родителей — A и a; потомство F₁: 1AA : 2Aa : 1aa. При полном доминировании фенотипическое расщепление составляет 3 доминантных : 1 рецессивный. При скрещивании двух чистых линий AA × aa все гибриды первого поколения Aa и проявляют доминантный признак.

Пример решётки Пеннета для Aa × Aa:

3. Дигибридное и независимое наследование

Если гены расположены в разных парах хромосом (или условие прямо указывает на независимое наследование), вероятности по локусам перемножают. Для AaBb × AaBb при полном доминировании фенотипическое отношение равно 9:3:3:1. Анализирующее скрещивание AaBb × aabb даёт четыре равновероятных класса 1:1:1:1.

4. Анализирующее скрещивание

Особь с доминантным фенотипом скрещивают с гомозиготной рецессивной (aa или aabb). Если среди потомков появляется рецессивный фенотип, исследуемая особь несёт рецессивный аллель. Для одного гена Aa × aa даёт 1:1; для независимых двух генов AaBb × aabb — 1:1:1:1.

5. Неполное доминирование

Гетерозигота имеет промежуточный фенотип. При скрещивании двух гетерозигот генотипическое и фенотипическое расщепления совпадают: 1 гомозигота первого типа : 2 гетерозиготы : 1 гомозигота второго типа. Нельзя объединять гетерозиготу с одной из гомозигот.

6. Сцепленное с полом наследование

Для Х-сцепленного рецессивного признака используют Xᴴ и Xʰ; у мужчин генотип XʰY проявляет рецессивный признак, потому что второй аллельной копии в Y-хромосоме обычно нет. Сын получает X-хромосому от матери, дочь — одну X от каждого родителя. Вероятности для сыновей и дочерей удобно считать отдельно, а затем учитывать вероятность пола.

7. Вероятность и число потомков

– Для одновременного наступления независимых событий вероятности перемножают: P(A и B) = P(A) × P(B).

– Для события «хотя бы один» часто удобнее вычислить дополнение: 1 − P(ни одного).

– Для события «ровно один из двух» учитывают оба порядка: P×(1−P) + (1−P)×P.

– Ожидаемое число = общее число потомков × вероятность события. Например, 240 × 1/8 = 30.

Важно. Каждое рождение — независимое событие: предыдущий ребёнок не меняет вероятность для следующего.

8. Алгоритм решения задач по родословным

1) Определите, кто проявляет признак и у кого он отсутствует. 2) Проверьте, может ли признак быть рецессивным: появление больного ребёнка у здоровых родителей указывает на аутосомно-рецессивный вариант при оговорённых условиях. 3) Для доминантного признака здоровые люди обычно dd; больной родитель с нормальным ребёнком часто гетерозиготен. 4) Учитывайте пол и передачу X-хромосомы, если предполагается сцепленное наследование. 5) Запишите возможные генотипы и только затем вычислите вероятность потомства. Не делайте вывод о типе наследования по одному признаку, если данных недостаточно.

Для удобства в задачах ниже все необходимые допущения (тип доминирования, независимость генов, отсутствие влияния среды и т. п.) указаны в условии.

Блок 1. Моногибридное скрещивание и законы Менделя

Задача 1. Соотношение при анализирующем скрещивании

Уровень сложности: базовый

Условие. У гороха гладкая форма семян (A) доминирует над морщинистой (a). Растение с гладкими семенами скрестили с морщинистым. Среди 200 потомков 102 оказались гладкими, 98 — морщинистыми.

Вопросы. Определите генотип гладкосеменного родителя и ожидаемое расщепление. Объясните, почему наблюдаемые числа близки к теоретическим.

Решение и записи учащегося:

Задача 2. Рецессивный фенотип в потомстве

Уровень сложности: базовый

Условие. У растения высокий стебель (T) доминирует над низким (t). Два высоких растения гетерозиготны. Получено 160 растений.

Вопросы. Сколько растений каждого фенотипа ожидается? Укажите ожидаемое генотипическое расщепление.

Решение и записи учащегося:

Задача 3. Определение генотипа по тест-скрещиванию

Уровень сложности: повышенный

Условие. У кроликов чёрная окраска (B) доминирует над белой (b). Чёрного кролика скрестили с белым. В помёте из 100 крольчат 48 чёрных и 52 белых.

Вопросы. Определите генотип чёрного родителя. Запишите схему скрещивания и теоретическое соотношение фенотипов.

Решение и записи учащегося:

Задача 4. Первое и второе поколения гороха

Уровень сложности: базовый

Условие. У гороха жёлтая окраска семян (Y) доминирует над зелёной (y). Скрестили гомозиготные растения с жёлтыми и зелёными семенами. Гибриды первого поколения самоопылили; во втором поколении получили 240 растений.

Вопросы. Определите генотипы P и F₁, генотипическое и фенотипическое расщепления F₂, ожидаемое число растений с зелёными семенами.

Решение и записи учащегося:

Задача 5. Неполное доминирование у цветов

Уровень сложности: повышенный

Условие. У декоративного растения красная окраска цветков определяется генотипом R₁R₁, белая — R₂R₂, а гетерозиготы R₁R₂ имеют розовые цветки. Скрестили два розовых растения; всего выросло 120 растений.

Вопросы. Укажите ожидаемое расщепление по генотипу и фенотипу. Рассчитайте число красных, розовых и белых растений.

Решение и записи учащегося:

Задача 6. Вероятность рождения двух рецессивных потомков

Уровень сложности: повышенный

Условие. У человека условный признак проявляется только у гомозигот aa; оба родителя здоровы, но являются носителями аллеля a (Aa). Считайте рождения независимыми событиями.

Вопросы. Какова вероятность, что оба из двух детей будут иметь рецессивный фенотип? Какова вероятность, что ровно один из двух детей будет иметь этот фенотип?

Решение и записи учащегося:

Задача 7. Скрещивание с доминантной гомозиготой

Уровень сложности: базовый

Условие. У мышей серая шерсть (G) доминирует над белой (g). Серую мышь с генотипом GG скрестили с серой гетерозиготой.

Вопросы. Определите генотипы и фенотипы потомства. Какова вероятность появления белого мышонка?

Решение и записи учащегося:

Задача 8. Восстановление генотипов по расщеплению

Уровень сложности: повышенный

Условие. У растения фиолетовая окраска цветков (P) доминирует над белой (p). Два фиолетовых растения дали 120 потомков: 90 фиолетовых и 30 белых.

Вопросы. Определите наиболее вероятные генотипы родителей. Запишите схему и ожидаемое расщепление.

Решение и записи учащегося:

Задача 9. Гетерозиготы среди доминантных потомков

Уровень сложности: высокий

Условие. При скрещивании двух гетерозиготных растений Aa × Aa получено 90 растений с доминантным фенотипом. Полное доминирование; доли рассматриваются как теоретические.

Вопросы. Сколько среди этих 90 растений ожидается гетерозигот? Какую долю от растений с доминантным фенотипом составляют гетерозиготы?

Решение и записи учащегося:

Задача 10. Оценка потомства при тест-скрещивании

Уровень сложности: базовый

Условие. У кукурузы пурпурные зёрна (C) доминируют над жёлтыми (c). Растение с пурпурными зёрнами скрестили с cc. В потомстве из 300 зёрен наблюдали 152 пурпурных и 148 жёлтых.

Вопросы. Установите генотип пурпурного родителя и теоретическое ожидаемое число зёрен каждого цвета.

Решение и записи учащегося:

Блок 2. Дигибридное и полигибридное наследование

Задача 11. Дигибридное анализирующее скрещивание

Уровень сложности: базовый

Условие. У гороха жёлтая окраска семян (A) доминирует над зелёной (a), гладкая форма (B) — над морщинистой (b). Растение AaBb скрестили с aabb. Гены наследуются независимо. Получено 400 потомков.

Вопросы. Определите ожидаемое соотношение четырёх фенотипов и число потомков каждого фенотипа.

Решение и записи учащегося:

Задача 12. Классическое дигибридное расщепление

Уровень сложности: базовый

Условие. У растения два признака наследуются независимо и имеют полное доминирование: A — гладкие семена, a — морщинистые; B — жёлтые семена, b — зелёные. Скрестили AaBb × AaBb; получено 320 растений.

Вопросы. Рассчитайте ожидаемое число растений с каждым фенотипом: гладкие жёлтые, гладкие зелёные, морщинистые жёлтые, морщинистые зелёные.

Решение и записи учащегося:

Задача 13. Потомство от чистых линий

Уровень сложности: повышенный

Условие. Две пары генов наследуются независимо, доминирование полное. Скрестили AABB × aabb, гибридов F₁ скрестили между собой.

Вопросы. Запишите генотип и фенотип F₁. Какова вероятность появления в F₂ двойной рецессивной особи aabb?

Решение и записи учащегося:

Задача 14. Совместная вероятность по двум генам

Уровень сложности: повышенный

Условие. Гены A/a и B/b наследуются независимо, доминирование полное. Скрещивают AaBb × Aabb; ожидается 240 потомков.

Вопросы. Какова вероятность генотипа aabb? Сколько таких потомков ожидается?

Решение и записи учащегося:

Задача 15. Тригибридное тест-скрещивание

Уровень сложности: высокий

Условие. Три пары генов наследуются независимо. Скрещивают AaBbCc × aabbcc. Рассматриваются потомки с рецессивным фенотипом по всем трём признакам. Всего получено 160 потомков.

Вопросы. Определите вероятность такого фенотипа и ожидаемое число этих потомков.

Решение и записи учащегося:

Задача 16. Ровно два рецессивных фенотипа

Уровень сложности: высокий

Условие. Три независимо наследуемых признака определяются генами A/a, B/b и C/c с полным доминированием. Оба родителя AaBbCc. Среди 640 потомков найдите ожидаемое число особей с рецессивным фенотипом ровно по двум признакам.

Вопросы. Покажите расчёт вероятности для любого конкретного сочетания и учтите число возможных сочетаний.

Решение и записи учащегося:

Задача 17. Хотя бы один рецессивный признак

Уровень сложности: повышенный

Условие. При скрещивании AaBb × AaBb гены наследуются независимо и полностью доминируют. Рассматривают 112 потомков.

Вопросы. Найдите вероятность того, что у потомка проявится хотя бы один рецессивный фенотип, и ожидаемое количество таких потомков.

Решение и записи учащегося:

Задача 18. Вероятность двойного доминантного фенотипа

Уровень сложности: повышенный

Условие. Гены A/a и B/b наследуются независимо. Скрещивают AaBb × Aabb; доминантные аллели полностью проявляются. Всего ожидается 240 потомков.

Вопросы. Найдите вероятность фенотипа A_B_ и ожидаемое число таких потомков.

Решение и записи учащегося:

Задача 19. Генотип среди дигибридного потомства

Уровень сложности: высокий

Условие. Скрещивают AaBb × AaBb при независимом наследовании. Среди 400 потомков оцените ожидаемое число особей с генотипом AABb.

Вопросы. Рассчитайте вероятность генотипа AABb и ожидаемое число таких потомков.

Решение и записи учащегося:

Задача 20. Сочетание гомозиготного и гетерозиготного локуса

Уровень сложности: базовый

Условие. Признаки A/a и B/b наследуются независимо. Скрещивают AABb × aaBb. Всего получают 200 потомков.

Вопросы. Определите фенотипическое расщепление и ожидаемое число потомков с рецессивным фенотипом по признаку B.

Решение и записи учащегося:

Блок 3. Сцепление с полом и комбинированные задачи

Задача 21. Х-сцепленный рецессивный признак

Уровень сложности: базовый

Условие. Нарушение зрения наследуется как рецессивный признак, сцепленный с X-хромосомой. Женщина-носительница XᴴXʰ вступает в брак со здоровым мужчиной XᴴY.

Вопросы. Определите вероятность рождения ребёнка с нарушением зрения среди всех детей. Какова вероятность нарушения зрения отдельно среди сыновей?

Решение и записи учащегося:

Задача 22. Больной отец и здоровая мать без аллеля

Уровень сложности: базовый

Условие. Гемофилия — рецессивный Х-сцепленный признак. Мужчина болен (XʰY), женщина здорова и не является носительницей (XᴴXᴴ).

Вопросы. Определите генотипы и фенотипы дочерей и сыновей. Может ли в этой семье родиться ребёнок с гемофилией?

Решение и записи учащегося:

Задача 23. Носительница и больной мужчина

Уровень сложности: повышенный

Условие. Дальтонизм — рецессивный Х-сцепленный признак. Женщина-носительница XᴰXᵈ и мужчина-дальтоник XᵈY имеют детей.

Вопросы. Какова вероятность рождения больного ребёнка среди всех детей? Каковы вероятности болезни отдельно у дочерей и сыновей?

Решение и записи учащегося:

Задача 24. Наследование групп крови системы ABO

Уровень сложности: базовый

Условие. У матери группа крови A, генотип Iᴬi; у отца группа B, генотип Iᴮi. Аллели Iᴬ и Iᴮ кодоминантны, i рецессивен.

Вопросы. Укажите возможные генотипы и группы крови детей с вероятностями. Сколько детей каждой группы ожидается среди 120 (теоретически)?

Решение и записи учащегося:

Задача 25. Группа крови A и группа O

Уровень сложности: базовый

Условие. Женщина с группой крови A гетерозиготна (Iᴬi). Мужчина имеет группу O (ii).

Вопросы. Определите вероятности рождения ребёнка с группой A и с группой O. Может ли родиться ребёнок с группой AB?

Решение и записи учащегося:

Задача 26. Комплементарное взаимодействие генов

Уровень сложности: повышенный

Условие. Окраска цветка появляется только при наличии доминантных аллелей обоих генов: генотип A_B_ даёт окрашенный цветок, все остальные генотипы — белый. Скрестили AaBb × AaBb; получено 160 растений.

Вопросы. Определите фенотипическое расщепление и ожидаемое число окрашенных и белых растений.

Решение и записи учащегося:

Задача 27. Эпистатическое взаимодействие генов

Уровень сложности: высокий

Условие. У лабораторных мышей ген B определяет чёрный пигмент, b — коричневый. Ген E необходим для отложения пигмента; ee даёт жёлтую шерсть независимо от B/b. Скрещивают BbEe × BbEe.

Вопросы. Определите фенотипическое расщепление и ожидаемое число чёрных, коричневых и жёлтых мышей среди 160 потомков.

Решение и записи учащегося:

Задача 28. Родословная: аутосомно-рецессивный признак

Уровень сложности: повышенный

Условие. У двух фенотипически здоровых родителей родился ребёнок с аутосомно-рецессивным заболеванием. Обозначим нормальный аллель A, аллель заболевания a. Пенетрантность полная, мутации не учитываются.

Вопросы. Определите генотипы родителей. Какова вероятность заболевания у следующего ребёнка и вероятность рождения здорового носителя?

Решение и записи учащегося:

Задача 29. Родословная: аутосомно-доминантный признак

Уровень сложности: повышенный

Условие. Редкий признак проявляется при наличии доминантного аллеля D. Один родитель гетерозиготен по этому признаку (Dd), второй не имеет признака (dd). Считайте, что проявление признака полное.

Вопросы. Какова вероятность, что ровно один из двух детей будет иметь признак? Считайте рождения независимыми.

Решение и записи учащегося:

Задача 30. Независимое наследование группы крови и Х-сцепленного признака

Уровень сложности: высокий

Условие. Мать имеет группу O (ii) и является носительницей рецессивного Х-сцепленного заболевания (XᴴXʰ). Отец имеет группу AB (IᴬIᴮ) и не болен (XᴴY). Наследование группы крови и пола/Х-сцепленного признака независимо. Рассматривают 160 детей.

Вопросы. Какова вероятность рождения мальчика с группой крови A, имеющего заболевание? Сколько таких детей ожидается из 160?

Решение и записи учащегося:

Ответы

Краткий ключ для самопроверки. Сверьте не только итоговое число, но и тип искомой величины: генотип, фенотип, вероятность или количество.

Блок 1

Блок 2

Блок 3

Подробные решения

В каждом разборе показана логика выбора генотипов и расчёта. Сравните её со своим решением и отметьте шаг, на котором возникла ошибка.

Разбор задач блока 1

Задача 1. Соотношение при анализирующем скрещивании

1. Обозначим: A — гладкие семена, a — морщинистые. Морщинистый родитель имеет генотип aa.

2. Если гладкосеменной родитель был бы AA, все потомки имели бы гладкие семена. Появление морщинистых потомков показывает, что он передаёт аллель a; его генотип — Aa.

3. Скрещивание: Aa × aa. Гаметы: у Aa — A и a; у aa — только a.

4. Потомство: 1/2 Aa (гладкие) : 1/2 aa (морщинистые). При 200 потомках ожидается 100 и 100.

5. Полученные 102 и 98 близки к ожидаемым; случайные отклонения при конечном числе потомков допустимы.

Итог: Гладкосеменной родитель Aa; ожидаемое расщепление 1:1, то есть по 100 потомков каждого фенотипа.

Задача 2. Рецессивный фенотип в потомстве

1. Обозначим T — высокий стебель, t — низкий. Родители: Tt × Tt.

2. Гаметы каждого родителя: T и t.

3. Схема даёт F₁: 1TT : 2Tt : 1tt. По фенотипу при полном доминировании это 3 высоких : 1 низкий.

4. Из 160 растений низких ожидается 160 × 1/4 = 40; высоких — 160 × 3/4 = 120.

5. Генотипы: TT — 160 × 1/4 = 40; Tt — 160 × 1/2 = 80; tt — 40.

Итог: 120 высоких и 40 низких; генотипы 40 TT : 80 Tt : 40 tt (1:2:1).

Задача 3. Определение генотипа по тест-скрещиванию

1. Белый кролик имеет генотип bb. Белые крольчата получили аллель b от чёрного родителя, значит, он гетерозиготен: Bb.

2. Скрещивание: Bb × bb. Гаметы: B, b и b.

3. Потомство: 1/2 Bb — чёрные; 1/2 bb — белые.

4. Теоретическое соотношение — 1:1. Для 100 крольчат ожидается примерно 50 чёрных и 50 белых; наблюдаемые 48 и 52 этому соответствуют.

Итог: Чёрный родитель Bb; Bb × bb; ожидается 1 чёрный : 1 белый.

Задача 4. Первое и второе поколения гороха

1. Обозначим Y — жёлтые, y — зелёные семена. Родительские формы: YY × yy.

2. Гаметы родителей: Y и y. Поэтому F₁: все Yy, фенотипически жёлтые.

3. Самоопыление F₁: Yy × Yy; гаметы каждого — Y и y.

4. F₂: 1YY : 2Yy : 1yy. По фенотипу — 3 жёлтых : 1 зелёное.

5. Зелёные имеют генотип yy: 240 × 1/4 = 60 растений.

Итог: P: YY × yy; F₁: все Yy, жёлтые; F₂: 1YY:2Yy:1yy и 3 жёлтых:1 зелёное; зелёных 60.

Задача 5. Неполное доминирование у цветов

1. При неполном доминировании гетерозигота имеет промежуточный фенотип. Родители: R₁R₂ × R₁R₂.

2. Гаметы каждого родителя: R₁ и R₂.

3. Потомство: 1 R₁R₁ (красные) : 2 R₁R₂ (розовые) : 1 R₂R₂ (белые). Здесь генотипическое и фенотипическое отношения совпадают.

4. Красных: 120 × 1/4 = 30; розовых: 120 × 1/2 = 60; белых: 120 × 1/4 = 30.

Итог: 1 R₁R₁ : 2 R₁R₂ : 1 R₂R₂; 30 красных, 60 розовых, 30 белых.

Задача 6. Вероятность рождения двух рецессивных потомков

1. Скрещивание Aa × Aa даёт вероятность aa для каждого ребёнка p = 1/4, а вероятность не-aa равна 3/4.

2. Вероятность двух рецессивных детей подряд: 1/4 × 1/4 = 1/16 = 6,25%.

3. Ровно один рецессивный: возможны последовательности aa и не-aa либо не-aa и aa.

4. Вероятность: 2 × (1/4) × (3/4) = 6/16 = 3/8 = 37,5%. Порядок рождения учитывается двумя вариантами.

Итог: Оба — 1/16 (6,25%); ровно один — 3/8 (37,5%).

Задача 7. Скрещивание с доминантной гомозиготой

1. Родители: GG × Gg. Гаметы первой мыши — только G; второй — G и g.

2. Потомство: 1/2 GG и 1/2 Gg.

3. Оба генотипа содержат доминантный аллель G, поэтому все мыши серые.

4. Генотип gg не образуется, следовательно, вероятность белого мышонка равна 0%.

Итог: GG × Gg; 1/2 GG и 1/2 Gg, все серые; вероятность белого потомка 0.

Задача 8. Восстановление генотипов по расщеплению

1. Белые потомки имеют генотип pp. Каждый родитель передал им аллель p, но сами родители фиолетовые; следовательно, оба гетерозиготны Pp.

2. Скрещивание: Pp × Pp. Гаметы каждого родителя: P и p.

3. Генотипическое расщепление: 1PP : 2Pp : 1pp; фенотипическое — 3 фиолетовых : 1 белый.

4. От 120 потомков ожидается 90 фиолетовых (3/4) и 30 белых (1/4), что совпадает с данными условия.

Итог: Оба родителя Pp; Pp × Pp; ожидаемое расщепление 3 фиолетовых : 1 белый.

Задача 9. Гетерозиготы среди доминантных потомков

1. Скрещивание Aa × Aa даёт 1AA : 2Aa : 1aa. Доминантный фенотип имеют AA и Aa — всего 3 условные части.

2. Из этих трёх частей две приходятся на гетерозигот Aa, поэтому доля гетерозигот среди доминантных равна 2/3.

3. Число гетерозигот: 90 × 2/3 = 60.

4. Проверка: ожидаются 30 AA и 60 Aa среди 90 доминантных; оставшаяся четверть всего потомства — рецессивные aa.

Итог: 60 гетерозигот; среди доминантных потомков их доля 2/3.

Задача 10. Оценка потомства при тест-скрещивании

1. Жёлтый тестер имеет генотип cc. Жёлтые потомки получают c от обоих родителей; значит, пурпурный родитель несёт c и имеет генотип Cc.

2. Скрещивание Cc × cc: гаметы C, c и только c.

3. Потомки: 1/2 Cc (пурпурные) и 1/2 cc (жёлтые), то есть 1:1.

4. Ожидаемое число каждого фенотипа: 300 × 1/2 = 150. Наблюдаемые числа 152 и 148 близки к ожиданию.

Итог: Пурпурный родитель Cc; ожидается расщепление 1:1, по 150 зёрен каждого цвета.

Разбор задач блока 2

Задача 11. Дигибридное анализирующее скрещивание

1. Родители: AaBb × aabb. Дигетерозигота образует гаметы AB, Ab, aB, ab с равной вероятностью; тестер — только ab.

2. Потомки: AaBb, Aabb, aaBb, aabb — каждый тип с вероятностью 1/4.

3. Фенотипы соответственно: жёлтые гладкие, жёлтые морщинистые, зелёные гладкие, зелёные морщинистые.

4. Ожидаемое соотношение 1:1:1:1. Для 400 потомков каждый класс составляет 400 × 1/4 = 100.

Итог: 1:1:1:1; по 100 жёлтых гладких, жёлтых морщинистых, зелёных гладких и зелёных морщинистых.

Задача 12. Классическое дигибридное расщепление

1. При независимом наследовании и скрещивании AaBb × AaBb фенотипическое расщепление равно 9:3:3:1.

2. Порядок классов: A_B_ — гладкие жёлтые; A_bb — гладкие зелёные; aaB_ — морщинистые жёлтые; aabb — морщинистые зелёные.

3. Одна доля соответствует 320/16 = 20 растениям.

4. Следовательно: 9 × 20 = 180; 3 × 20 = 60; 3 × 20 = 60; 1 × 20 = 20.

Итог: 180 гладких жёлтых; 60 гладких зелёных; 60 морщинистых жёлтых; 20 морщинистых зелёных.

Задача 13. Потомство от чистых линий

1. Родители AABB × aabb образуют гаметы AB и ab. Поэтому все гибриды F₁ имеют генотип AaBb и оба доминантных признака.

2. При скрещивании F₁: AaBb × AaBb. По каждой паре вероятность рецессивной гомозиготы равна 1/4.

3. Поскольку локусы наследуются независимо, P(aabb) = P(aa) × P(bb) = 1/4 × 1/4 = 1/16.

4. В процентах: 1/16 × 100% = 6,25%.

Итог: F₁: все AaBb с обоими доминантными признаками; вероятность aabb в F₂ — 1/16 (6,25%).

Задача 14. Совместная вероятность по двум генам

1. Рассматриваем каждый локус отдельно. По локусу A: Aa × Aa даёт P(aa) = 1/4.

2. По локусу B: Bb × bb даёт P(bb) = 1/2.

3. Независимость генов позволяет перемножить вероятности: P(aabb) = 1/4 × 1/2 = 1/8.

4. Число потомков: 240 × 1/8 = 30.

Итог: Вероятность 1/8; ожидается 30 потомков aabb.

Задача 15. Тригибридное тест-скрещивание

1. По каждому локусу гетерозиготный родитель скрещивается с рецессивной гомозиготой: Aa × aa, Bb × bb, Cc × cc.

2. Вероятность рецессивного генотипа по каждому локусу равна 1/2.

3. При независимом наследовании P(aabbcc) = 1/2 × 1/2 × 1/2 = 1/8.

4. Ожидаемое число: 160 × 1/8 = 20.

Итог: Вероятность 1/8; ожидается 20 потомков aabbcc.

Задача 16. Ровно два рецессивных фенотипа

1. В каждом локусе при Aa × Aa вероятность рецессивного фенотипа равна 1/4, доминантного — 3/4.

2. Для конкретного сочетания, например aa bb C_, вероятность равна 1/4 × 1/4 × 3/4 = 3/64.

3. Рецессивными ровно по двум признакам можно быть тремя способами: aa bb C_; aa B_ cc; A_ bb cc.

4. Общая вероятность: 3 × 3/64 = 9/64.

5. Число: 640 × 9/64 = 90.

Итог: Вероятность 9/64; ожидается 90 потомков.

Задача 17. Хотя бы один рецессивный признак

1. Удобнее найти противоположное событие: оба признака имеют доминантный фенотип A_B_.

2. Вероятность A_ при Aa × Aa равна 3/4; вероятность B_ также 3/4. Независимо: P(A_B_) = 3/4 × 3/4 = 9/16.

3. Хотя бы один рецессивный фенотип: 1 − 9/16 = 7/16.

4. Ожидаемое число: 112 × 7/16 = 7 × 7 = 49.

Итог: Вероятность 7/16; ожидается 49 потомков.

Задача 18. Вероятность двойного доминантного фенотипа

1. По локусу A: Aa × Aa, поэтому вероятность фенотипа A_ равна 3/4.

2. По локусу B: Bb × bb, поэтому вероятность фенотипа B_ равна 1/2.

3. Для сочетания A_B_ перемножаем независимые вероятности: 3/4 × 1/2 = 3/8.

4. Число таких потомков: 240 × 3/8 = 90.

Итог: Вероятность 3/8; ожидается 90 потомков A_B_.

Задача 19. Генотип среди дигибридного потомства

1. По локусу A: Aa × Aa даёт вероятность AA, равную 1/4.

2. По локусу B: Bb × Bb даёт вероятность Bb, равную 1/2.

3. Локусы наследуются независимо, поэтому P(AABb) = 1/4 × 1/2 = 1/8.

4. Ожидаемое число: 400 × 1/8 = 50.

Итог: Вероятность 1/8; ожидается 50 особей AABb.

Задача 20. Сочетание гомозиготного и гетерозиготного локуса

1. По локусу A: AA × aa даёт только Aa; все потомки имеют доминантный фенотип A_.

2. По локусу B: Bb × Bb даёт 3/4 B_ и 1/4 bb.

3. Итоговые фенотипы: 3 A_B_ : 1 A_bb.

4. Рецессивных по B ожидается 200 × 1/4 = 50; с доминантным B — 150.

Итог: Все потомки имеют фенотип A_; по признаку B расщепление 3:1; 50 потомков будут B-рецессивными (bb).

Разбор задач блока 3

Задача 21. Х-сцепленный рецессивный признак

1. Гаметы матери: Xᴴ и Xʰ; отца: Xᴴ и Y.

2. Дочери получают Xᴴ от отца: XᴴXᴴ (здоровая) или XᴴXʰ (здоровая носительница). Больных дочерей нет.

3. Сыновья получают Y от отца: XᴴY (здоровый) или XʰY (с нарушением зрения). Половина сыновей больна.

4. При равной вероятности рождения мальчика и девочки вероятность больного ребёнка среди всех детей равна 1/2 × 1/2 = 1/4.

Итог: Среди всех детей — 1/4; среди сыновей — 1/2.

Задача 22. Больной отец и здоровая мать без аллеля

1. Мать образует только гаметы Xᴴ. Отец образует гаметы Xʰ и Y.

2. Дочери получают от отца Xʰ и от матери Xᴴ: все XᴴXʰ — здоровые носительницы.

3. Сыновья получают от отца Y и от матери Xᴴ: все XᴴY — здоровы.

4. Генотип XʰY или XʰXʰ в потомстве не возникает; вероятность гемофилии равна 0.

Итог: Все дочери XᴴXʰ — здоровые носительницы; все сыновья XᴴY — здоровы; больных детей нет.

Задача 23. Носительница и больной мужчина

1. Гаметы матери: Xᴰ и Xᵈ; отца: Xᵈ и Y.

2. Дочери: XᴰXᵈ (носительница, зрение нормальное) или XᵈXᵈ (дальтоник) в равных долях.

3. Сыновья: XᴰY (зрение нормальное) или XᵈY (дальтоник) в равных долях.

4. Половина дочерей и половина сыновей больны. Так как доля каждого пола — 1/2, общая вероятность болезни равна 1/2.

Итог: Среди всех детей — 1/2; отдельно у дочерей — 1/2, у сыновей — 1/2.

Задача 24. Наследование групп крови системы ABO

1. Гаметы матери: Iᴬ и i; отца: Iᴮ и i.

2. Комбинации с равной вероятностью: IᴬIᴮ (группа AB), Iᴬi (A), Iᴮi (B), ii (O).

3. Каждый генотип возникает с вероятностью 1/4.

4. Среди 120 потомков каждого варианта ожидается 120 × 1/4 = 30.

Итог: IᴬIᴮ — AB; Iᴬi — A; Iᴮi — B; ii — O, каждый вариант с вероятностью 1/4; по 30 детей каждой группы.

Задача 25. Группа крови A и группа O

1. Гаметы женщины: Iᴬ и i. Мужчина образует только гаметы i.

2. Потомство: 1/2 Iᴬi (группа A) и 1/2 ii (группа O).

3. Аллеля Iᴮ у родителей нет, поэтому генотип IᴬIᴮ и группа AB у ребёнка невозможны.

Итог: Группа A — 1/2; группа O — 1/2; группа AB не может появиться.

Задача 26. Комплементарное взаимодействие генов

1. Окрашенный фенотип возможен только при A_B_. В скрещивании Aa × Aa вероятность A_ равна 3/4; Bb × Bb вероятность B_ также 3/4.

2. Вероятность окрашенных: 3/4 × 3/4 = 9/16. Белые составляют 1 − 9/16 = 7/16.

3. Фенотипическое расщепление: 9:7.

4. Окрашенных: 160 × 9/16 = 90; белых: 160 × 7/16 = 70.

Итог: 9 окрашенных : 7 белых; 90 окрашенных и 70 белых.

Задача 27. Эпистатическое взаимодействие генов

1. Чёрные: B_E_. Вероятность B_ равна 3/4, E_ — 3/4; совместная вероятность 9/16.

2. Коричневые: bbE_. Вероятность bb — 1/4, E_ — 3/4; совместная вероятность 3/16.

3. Жёлтые: ee независимо от B/b; вероятность ee равна 1/4 = 4/16.

4. Отношение: 9:3:4. Среди 160 мышей одна доля 160/16 = 10: чёрных 90, коричневых 30, жёлтых 40.

Итог: 9 чёрных : 3 коричневых : 4 жёлтых; 90 чёрных, 30 коричневых, 40 жёлтых.

Задача 28. Родословная: аутосомно-рецессивный признак

1. Больной ребёнок имеет генотип aa и получил аллель a от каждого родителя.

2. Родители здоровы, следовательно, они не aa; оба обязаны быть гетерозиготами Aa.

3. При Aa × Aa потомство: 1AA : 2Aa : 1aa.

4. Вероятность заболевания aa = 1/4. Вероятность здорового носителя Aa = 2/4 = 1/2.

Итог: Родители Aa × Aa; вероятность заболевания 1/4; вероятность здорового носителя Aa — 1/2.

Задача 29. Родословная: аутосомно-доминантный признак

1. Скрещивание Dd × dd даёт для каждого ребёнка вероятность признака 1/2 и вероятность отсутствия признака 1/2.

2. Для двух детей ровно один с признаком возможен в двух порядках: признак у первого и отсутствие у второго либо наоборот.

3. Вероятность: 2 × 1/2 × 1/2 = 1/2 = 50%.

Итог: Вероятность ровно одного ребёнка с признаком — 1/2 (50%).

Задача 30. Независимое наследование группы крови и Х-сцепленного признака

1. По группе крови: ii × IᴬIᴮ. Половина детей Iᴬi (группа A), половина Iᴮi (группа B); P(A) = 1/2.

2. Вероятность рождения мальчика равна 1/2. Среди сыновей мать передаёт Xʰ с вероятностью 1/2; такой сын XʰY болен.

3. Совместная вероятность: P(группа A) × P(мальчик) × P(болен среди сыновей) = 1/2 × 1/2 × 1/2 = 1/8.

4. Ожидаемое число: 160 × 1/8 = 20.

Итог: Вероятность 1/8 (12,5%); ожидается 20 мальчиков с группой A и заболеванием.

Итоговый мини-тест

Выполните без обращения к ответам и подробным решениям. Вопросы охватывают разные типы задач. Запишите ход рассуждений на свободном месте или в отдельной тетради.

1. У гороха A доминирует над a. Скрестили Aa × aa. Какова вероятность потомка с рецессивным фенотипом?

Ответ: ______________________________________________________________________

2. При каком генотипическом соотношении потомков возникает скрещивание Aa × Aa?

Ответ: ______________________________________________________________________

3. При неполном доминировании гетерозигота имеет промежуточный фенотип. Каково фенотипическое расщепление F₂ при скрещивании двух гетерозигот?

Ответ: ______________________________________________________________________

4. Гены наследуются независимо. Какова вероятность aabb при скрещивании AaBb × AaBb?

Ответ: ______________________________________________________________________

5. Какую долю гамет образует дигетерозигота AaBb при независимом наследовании?

Ответ: ______________________________________________________________________

6. Мать — носительница Х-сцепленного рецессивного аллеля, отец здоров. Какова вероятность заболевания у сына?

Ответ: ______________________________________________________________________

7. Какие группы крови возможны у детей родителей Iᴬi и Iᴮi?

Ответ: ______________________________________________________________________

8. При комплементарном взаимодействии окраска возникает только у A_B_. Какова доля окрашенных при AaBb × AaBb?

Ответ: ______________________________________________________________________

9. Здоровые родители имеют ребёнка с аутосомно-рецессивным заболеванием. Каковы наиболее вероятные генотипы родителей?

Ответ: ______________________________________________________________________

10. Почему вероятность признака для каждого следующего ребёнка обычно не меняется из-за генотипов уже родившихся детей?

Ответ: ______________________________________________________________________

Лист фиксации результатов

Заполните после выполнения мини-теста. Используйте шкалу учителя или собственные критерии проверки.

Самооценка уверенности по шкале от 1 до 5:

Моногибридное скрещивание:  1  2  3  4  5

Дигибридное скрещивание:      1  2  3  4  5

Сцепленное наследование:      1  2  3  4  5

Родословные и вероятности:    1  2  3  4  5

Заметки:

Памятка: типичные ошибки при решении генетических задач

Не различают генотип и фенотип. В ответе указывайте именно запрошенное: генотип, фенотип, долю или ожидаемое количество.

Считают, что доминантный фенотип означает гомозиготность. Доминантный фенотип может иметь генотип AA или Aa; используйте данные потомства и тест-скрещивание.

Не записывают гаметы. Сначала перечислите все возможные гаметы и их вероятности; это предотвращает пропуск вариантов.

Смешивают независимое наследование и сцепление генов. Перемножайте вероятности только при независимом наследовании, которое дано или следует из условия.

Ошибаются в Х-сцепленных задачах. Помните: сын получает X от матери, а Y от отца; отец передаёт свою X-хромосому всем дочерям.

Применяют отношение 3:1 при неполном доминировании. При скрещивании двух гетерозигот с промежуточным фенотипом отношение по фенотипу 1:2:1.

Складывают вероятности независимых признаков вместо умножения. Для события «и» перемножайте вероятности; для взаимоисключающих вариантов «или» складывайте их.

Путают «ровно один» и «хотя бы один». Для «ровно один» перечислите варианты по порядку; для «хотя бы один» часто используйте дополнение.

Переводят долю в количество с ошибкой. Умножьте общее число потомков на вероятность; проверьте, что результат не превышает общее число.

Считают, что небольшое отклонение от теоретического отношения опровергает схему. В реальном потомстве возможны случайные отклонения; оценивайте соответствие ожидаемому распределению.

Не проверяют вывод по условию. В конце сопоставьте результат с вопросом, обозначениями аллелей и единицами измерения.

Контрольный финал. Обозначения → генотипы родителей → гаметы → схема/вероятности → расчёт количества → чёткий ответ.