Безкоштовні задачі з теми Генетика з рисунками, підказками й повними розв’язками. Щоразу нові значення, трьох рівнів: моногібридне схрещування, дигібридне схрещування, Гарді–Вайнберг.
Безкоштовна задачаЛегка
Схрещують двох батьків Tt. T дає гладке насіння і домінує над t, що дає зморшкувате насіння. Клацніть клітинку для нащадка, який має гладке насіння і є гомозиготним.
Ген — це ділянка ДНК, що керує ознакою, наприклад кольором квітки в гороху. Кожна рослина чи тварина має дві копії кожного гена: по одній від кожного з батьків.
Ген може мати різні версії, звані алелями. Для кольору квітки A дає пурпуровий, а a — білий.
Пара алелів, яку несе організм, — це його генотип: AA, Aa або aa. Те, що можна побачити, наприклад пурпуровий чи білий, — це його фенотип.
Гомозиготний: два однакові алелі, AA або aa.
Гетерозиготний: два різні алелі, Aa.
Один алель часто домінантний (велика літера) над другим, який рецесивний (мала літера). Одного домінантного алеля досить, щоб ознака проявилась. Рецесивна ознака проявляється лише в aa.
Тож і рослини AA, і Aa пурпурові. Лише рослини aa білі.
Самоперевірка Пурпуровий (A) домінує над білим (a). Якого кольору рослина з генотипом Aa?
Біла
Пурпурова
Світло-пурпурова, суміш обох
Це залежить від того, від якого з батьків прийшов алель A
Відповідь: Пурпурова. За повного домінування достатньо одного A: Aa виглядає так само, як AA. Змішаний колір означав би неповне домінування, а тут це не так.
2Ґратка Пеннета
Кожен з батьків передає нащадку один зі своїх двох алелів, обраний випадково. Батько Aa передає A або a, кожен із ймовірністю ½.
Ґратка Пеннета перелічує всі комбінації. Алелі одного з батьків записують угорі, алелі другого — збоку, і кожна клітинка — це один однаково ймовірний нащадок.
Ймовірність — це кількість клітинок з потрібним результатом, поділена на 4.
Самоперевірка Рослину Aa схрещують із рослиною aa. Яка ймовірність того, що нащадок має білі квітки (aa)?
0,25
0,5
0,75
0
Відповідь: 0,5. Батько aa завжди передає a, тож нащадок — Aa або aa, кожен у 2 із 4 клітинок: 2/4 = 0,5. Відповідь 0,25 стосується Aa × Aa.
3Два гени та цілі популяції
Якщо два гени лежать на різних хромосомах, алелі передаються незалежно. Тому кожен ген можна розглядати окремо й множити ймовірності.
Для AaBb × AaBb: високий (A_) має ймовірність ¾, а круглий (B_) — ¾. Високий і круглий разом: ¾ · ¾ = 9/16.
Якщо зробити це для всіх чотирьох комбінацій, вийде класичне співвідношення 9 : 3 : 3 : 1 для дигібридного схрещування.
Для цілої популяції модель Гарді–Вайнберга описує, наскільки поширені кожен алель і генотип. Нехай p — частота A, а q — частота a:
p + q = 1 p² + 2pq + q² = 1
p² — частка AA, 2pq — частка Aa (носії), q² — частка aa.
Видно, хто є aa, тому зазвичай задано q². Тоді q = √(q²) і p = 1 − q.
Модель правильна для великої популяції з випадковим схрещуванням, без відбору, мутацій і міграції.
Самоперевірка Для схрещування AaBb × AaBb яка ймовірність того, що нащадок має генотип aabb?
1/16
1/4
1/8
9/16
Відповідь: 1/16. aa має ймовірність ¼, і bb також ¼, тож aabb: ¼ · ¼ = 1/16. 1/4 враховує лише один ген, а 9/16 — це ймовірність обох домінантних ознак.
4Метод крок за кроком
Схрещування:
Запишіть генотип кожного з батьків і алелі, які він може передати.
Для одного гена: накресліть ґратку Пеннета 2 × 2 і порахуйте клітинки із запитаним генотипом або фенотипом.
Для двох генів: обчисліть кожен ген окремо, потім помножте ймовірності.
Запишіть ймовірність дробом або десятковим числом від 0 до 1.
Гарді–Вайнберг:
Частка з рецесивною ознакою — це q². Запишіть відсотки десятковим числом: 9% = 0,09.
q = √(q²), потім p = 1 − q.
Носії: 2pq. Гомозиготи за домінантним алелем: p². Помножте на чисельність популяції, щоб отримати кількість особин.
5Розв’язаний приклад
Простежте кожен крок. Спробуйте передбачити наступний, перш ніж його відкрити.
Розв’язаний приклад
Високий зріст (A) домінує над низьким (a), а круглі насінини (B) — над зморшкуватими (b). Гени лежать на різних хромосомах. Для схрещування AaBb × Aabb яка ймовірність P того, що нащадок буде високим із круглим насінням?
1
Розділіть гени
Гени незалежні, тож розглядайте їх по одному. Зріст: Aa × Aa. Форма насінини: Bb × bb.
2
Зріст: Aa × Aa
Для високого зросту потрібен хоча б один A: 3 із 4 клітинок. P(високий) = ¾ = 0,75.
3
Форма насінини: Bb × bb
Для круглої форми потрібен хоча б один B: 2 із 4 клітинок. P(круглий) = ½ = 0,5.
4
Перемножте
P = 0,75 · 0,5 = 0,375
5
Перевірте відповідь
Дробом це ¾ · ½ = 3/8. Відповідь лежить між 0 і 1 і менша за кожну окрему ймовірність, як і має бути для «обох одночасно».
Відповідь
P = 0,375 (3/8)
6Типові помилки
Плутати генотип і фенотип. Aa та AA — різні генотипи, але той самий фенотип.
Вважати Aa рецесивним. Рецесивна ознака проявляється лише в aa.
Додавати ймовірності двох генів замість того, щоб їх множити.
У Гарді–Вайнберга використовувати q² так, ніби це q. Спершу візьміть квадратний корінь.
Забувати множник 2 у 2pq для носіїв.
Використовувати відсотки як десяткове число, не поділивши на 100.
Самоперевірка Рецесивна ознака є в 9% популяції, що перебуває в рівновазі Гарді–Вайнберга. Яка частка популяції — носії?
0,16
0,21
0,42
0,49
Відповідь: 0,42. q = √0,09 = 0,3 і p = 0,7, тож 2pq = 2 · 0,7 · 0,3 = 0,42. 0,21 забуває про 2, 0,49 — це p², а 0,16 використовує q = 0,09 без квадратного кореня.
7Як виглядають екзаменаційні запитання
Легко: моногібридні схрещування. Один ген, наприклад AA × Aa або Aa × Aa; знайдіть імовірність фенотипу або генотипу, як-от Aa.
Середньо: дигібридні схрещування. Два незалежні гени, наприклад AaBb × Aabb; знайдіть імовірність поєднання ознак.
Складно: Гарді–Вайнберг. За часткою з рецесивною ознакою знайдіть носіїв або кількість гомозиготних за домінантним алелем особин.
Приклад складного запитання: 4% із 5000 людей мають рецесивну ознаку. q = 0,2, p = 0,8, тож 0,64 · 5000 = 3200 людей — гомозиготи за домінантним алелем.
У рослин гороху пурпуровий колір (A) домінує над білим (a). Рослину з генотипом Aa схрещують з рослиною з генотипом aa. Яка ймовірність P, що нащадок матиме пурпурові квіти?
Aa × aa
Знайти: P
Показати підказки
Запишіть гамети кожного з батьків і заповніть решітку Пеннета.
Кожна з чотирьох клітинок рівноймовірна.
Пурпуровий колір проявляється за наявності хоча б одного A: AA або Aa.
Показати відповідь і покроковий розв’язок
Менделівська генетика: кожен із батьків передає один випадково обраний алель кожного гена. Решітка Пеннета містить усі комбінації гамет, кожна рівноймовірна. Домінантний алель (велика літера) проявляється завжди, коли він присутній; рецесивний — лише в гомозиготі. Гени на різних хромосомах успадковуються незалежно, тож їхні ймовірності множать.
Решітка Пеннета
Aa, Aa, aa, aa
Порахуйте
P = 2/4 = 0,5
Відповідь
P = 0,5
Приклад 2Середня
м’язова дистрофія Дюшенна — це рецесивна ознака, зчеплена з X (алель d). Мати-носій, XDXd, має дітей із здоровим батьком, XDY. Гамети матері ідуть збоку. Клацніть клітинку для здоровий син.
♀ XDXd♂ XDY
1Xd × Y
2Xd × XD
3XD × Y
4XD × XD
Показати підказки
Син отримує Y від батька, тож його єдина X походить від матері.
Дочка отримує по одній X від кожного з батьків; носій має один алель d.
Дивіться в стовпець Y.
Показати відповідь і пояснення
Ґратка Пеннета: гамети одного з батьків ідуть угорі, іншого — збоку. Кожна клітинка поєднує гамету над нею з гаметою поруч, і кожна клітинка однаково ймовірна. Рецесивна ознака проявляється лише тоді, коли обидва алелі рецесивні; для зчепленої з X ознаки сини отримують свою єдину X від матері.
Заповніть ґратку
XdY, XdXD, XDY, XDXD
Знайдіть клітинку
XD × Y = XDY
Відповідь
Клітинка XD × Y → XDY
Приклад 3Складна
У популяції з 10000 особин у рівновазі Гарді–Вайнберга рецесивну ознаку мають 4%. Скільки особин N мають бути домінантними гомозиготами?
N = 10000q² = 0,04
Знайти: N
Показати підказки
q² — частота рецесивного фенотипу.
Знайдіть q, потім p = 1 − q. Домінантні гомозиготи мають частоту p².
p = 0,8.
Показати відповідь і покроковий розв’язок
Гарді–Вайнберг: у великій популяції з випадковим схрещуванням і без добору частоти алелів p (домінантний) і q (рецесивний), p + q = 1, дають частоти генотипів p², 2pq і q².
Частоти алелів
q = √0,04 = 0,2
p = 0,8
Домінантні гомозиготи
p² = 0,64
N = 10000·0,64 = 6400
Відповідь
N = 6400
Запитання й відповіді
Генетика: що це?
Ген може мати різні версії, звані алелями. Для кольору квітки A дає пурпуровий, а a — білий.
Пара алелів, яку несе організм, — це його генотип: AA, Aa або aa. Те, що можна побачити, наприклад пурпуровий чи білий, — це його фенотип.
Генетика: як розв’язувати задачі крок за кроком?
Менделівська генетика: кожен із батьків передає один випадково обраний алель кожного гена. Решітка Пеннета містить усі комбінації гамет, кожна рівноймовірна. Домінантний алель (велика літера) проявляється завжди, коли він присутній; рецесивний — лише в гомозиготі. Гени на різних хромосомах успадковуються незалежно, тож їхні ймовірності множать.
Генетика: що ви тренуєте?
Легка: моногібридне схрещування
Середня: дигібридне схрещування
Складна: Гарді–Вайнберг
Кожна задача має нові значення, тож ви вивчаєте метод, а не відповідь. Застрягли? Спершу відкрийте невелику підказку, а повне пояснення — лише коли воно знадобиться.
Як проходить тренування
Кожна задача має нові значення, тож ви вивчаєте метод, а не відповідь.
Застрягли? Спершу відкрийте невелику підказку, а повне пояснення — лише коли воно знадобиться.
Ваш прогрес, помилки та збережені задачі зберігаються, тож перед іспитом ви зможете все повторити.