ВсОШ состоит из нескольких частей: задания с выбором одного варианта ответа, с выбором нескольких вариантов и сопоставление. В отличие от перечневых олимпиад, в теоретическом туре ВСОШ нет заданий с развёрнутым ответом, поэтому задания по генетике, касающиеся поиска количества комбинаций, выполняются достаточно быстро и по алгоритму. Главное его запомнить и понять 😉К задачам по генетике на количество комбинаций относятся:
- Задачи на количество типов гамет, образуемых особью с каким-либо генотипом
- Задачи на количество генотипов/фенотипов, которые могут получиться в полигибридном скрещивании
- Задачи на количество полипептидов, образованные n-ным количеством аминокислот
Рассмотрим каждый тип по-отдельности)
Число типов гамет
Задача 1
Сколько типов гамет дает организм AabbCCDdEe?
Решение:
Это наиболее простая задача, на примере которой можно разобрать, как в общем виде можно найти количество типов гамет, производимых особью. Формула для нахождения этого выглядит как 2^n, где n-количество пар генов, находящихся в гетерозиготном состоянии. Что такое «гетерозиготное состояние»? Это такое состояние, при котором каждый ген существует в двух аллельных формах. Например, ген А в приведённом выше генотипе содержит доминантный аллель А и рецессивный аллель а. Если мы говорим о том, что ген гомозиготен, это значит, что он содержит 2 одинаковых аллеля. Например, ген B в генотипе данного организма содержит только рецессивные аллели b.
Так вот, как применить формулу 2^n?
- Нам необходимо подсчитать, сколько в генотипе гетерозиготных генов
- Возвести 2 в степень, соответствующую кол-ву гетерозиготных генов
Вычисляем :) В нашем примере гетерозиготны только гены А, Е и D (3 шт). Ген В- рецессивный гомозиготный, ген С- доминантный гомозиготный. Количество типов гамет= 2^3= 8 (шт)
Ответ: 8
Задача 2
Гаметы aBcDEF с наибольшей вероятностью можно получить от особи:
А) AaBbCcDdEeFf
Б) ааBbCcDdEeFf
В) aaBBCcDdEeFf
Г) AaBbccDDEEFF
Решение:
Такие задания имеют место быть в части ВСОШ с выбором только одного варианта ответа. И действительно, эта задача выглядит чуть-чуть сложнее, чем первая, хотя на самом деле в ней нет ничего страшного и она также основана на формуле 2^n. Давайте разбираться :)
Гамета aBcDEF является лишь одним из возможных типов, которые могут быть произведены каждым из организмов. Отсюда делаем вывод, что вероятность её появления = 1/количество типов гамет, которые могут появиться от каждой особи. Значит, будем анализировать каждый вариант по отдельности 👇
А) в данном генотипе все гены находятся в гетерозиготном состоянии (А, В, С, D, E, F, то есть 6 шт). Находим число типов гамет: 2^6=64
Вероятность aBcDEF = 1/64 (≈1,56%)
Б) гетерозиготные гены: B, C, D, E, F (5шт)
Типов гамет: 2^5= 32
Вероятность aBcDEF =1/32 (≈3,13%)
В) гетерозиготные гены: C, D, E, F (4шт)
Типов гамет: 2^4= 16
Вероятность aBcDEF= 1/16 (6,25%)
Г) гетерозиготные гены: А, В (2шт)
Типов гамет: 2^2= 4
Вероятность aBcDEF= 1/4 (25%)
Ответ: вероятность появления гаметы aBcDEF наибольшая в варианте Г (25%)
Вероятность появления какого-либо генотипа/фенотипа в скрещивании
Задача 1
Организм с генотипом AabbCCDdEe скрещивается с организмом с генотипом AaBBccDDee. Если по всем генам наблюдается полное доминирование, то в потомстве будет наблюдаться:
А) 4 фенотипа
Б) 8 фенотипов
В) 16 фенотипов
Г) 32 фенотипа
Решение:
Для решения этой задачи мы, конечно же, не будем производить полное написание гамет для каждого организма, потому что это слишком долго😅 Нам необходимо провести скрещивание по каждому отдельному гену и посчитать, сколько вариантов фенотипов получится в каждом из случаев
- Аа×Аа: АА, 2Аа, аа. Тут возможно появление 2-х вариантов фенотипов: доминантный (АА и Аа) и рецессивный (аа), т.к в условии сказано, что гены взаимодействуют путём полного доминирования
- bb×BB: Bb. Тут всё просто: 1 генотип=1 фенотип 😁
- СС×сс: Сс. 1 фенотип
- DD×Dd: DD, Dd. Несмотря на то что у нас получилось 2 варианта генотипа, фенотип будет лишь один- доминантный
- Ее×ее: Ее, ее. Тут уже генотипа 2 и фенотипа тоже 2: доминантный (Ее) и рецессивный (ее)
А теперь нам необходимо перемножить те числа фенотипов, которые получились в каждом из скрещиваний: 2×1×1×1×2= 2^2=4
Ответ: А
Задача 2
При дигибридном скрещивании двух гетерозиготных генов и неполном доминировании по одному гену количество возможных фенотипов равно:
А) 3
Б) 4
В) 6
Г) 9
Решение:
- Разберемся, что такое «дигибридное скрещивание». Это скрещивание, которое производится по двум признакам. Пусть в нашем случае это будут гены А и В. Оба из них по условию должны находиться в гетерозиготном состоянии (АаBb)
- Неполное доминирование у нас наблюдается по ОДНОМУ из двух генов. Пусть это будет ген А. Это означает, что доминантный и рецессивный аллели (Аа) вместе будут отвечать за формирование промежуточного признака.
- АаВb×AaBb
- Aa×Aa: AA, 2Aa, aa. 3 варианта фенотипа: доминантный (АА), промежуточный (Аа) и рецессивный
- Bb×Bb: BB, 2Bb, bb. Тут гены взаимодействуют по типу полного доминирования, поэтому 2 варианта фенотипов: доминантный (ВВ и Bb) и рецессивный (bb)
- Возможных фенотипов будет 3×2=6
Ответ: В
Задача 3
Количество вариантов генотипов, которое получается во втором поколении при скрещивании дигетерозигот при полном доминировании обоих признаков, равно:
А) 4
Б) 6
В) 8
Г) 9
Решение:
- Скрещивание будет выглядеть, как и в предыдущей задаче, потому что нам сказано, что скрещиваются две дигетерозиготы. Только оба признака будут взаимодействовать по типу полного доминирования
- AaBb×AaBb
- Аа×Аа: АА, 2Аа, аа. Считаем, сколько возможно вариантов ГЕНОТИПОВ. Тут их будет 3. Важно понимать, что мы рассматриваем в данном случае не внешнее проявление признака
- Вb×Bb: BB, 2Bb, bb. Тут также 3 варианта генотипа
- Вариантов генотипа всего= 3×3=9
Ответ: Г
Задачи на полипептиды
Задача 1
Если бы одна аминокислота кодировалась двумя нуклеотидами, но нуклеотидов было бы 6 видов, то сколько бы получилось комбинаций?
Решение:
Давайте рассуждать 🧠
- В реальности одной а/к соответствует 3 нуклеотида (триплет). В условии задачи берем другую ситуацию, когда 1 аминокислота= 2 нуклеотида
- В действительности нуклеотидов всего 4 вида: аденин, тимин (урацил в РНК), цитозин, гуанин. В данном случае мы берем 6 видов.
- Чтобы найти количество комбинаций, мы возводим 6 (кол-во видов) во 2-ую степень (кол-во нуклеотидов в 1 аминокислоте). Получится 36
Ответ: 36
Задача из реального ВсОШ (заключительный этап 10-11 класс 2013-2014 гг)
Решение:
- Пентапептид- это полипептид, состоящий из 5 аминокислот.
- Всего вариантов аминокислот 20
- Теперь делаем по аналогии с предыдущим заданием: 20 возводим в 5 степень. Число основания степени соответствует количеству возможных вариантов, сам показатель степени - из количеству в полипептиде. Получаем 3200000 вариантов. Это больше, чем 200000
Ответ: Г