Задание 27 ЕГЭ по биологии 2025 - Сложные задачи по генетике и цитологии (часть 1)

Общая характеристика задания

Задание 27 относится к высокому уровню сложности и проверяет умение решать задачи по генетике и цитологии. Это задание с развернутым ответом, требующее применения знаний в новой ситуации.

Задание 27 оценивается максимум в 3 балла и требует от учащихся не только знания теоретического материала, но и умения применять его для решения конкретных биологических задач, проводить расчеты и обосновывать полученные результаты.

Типы генетических задач и особенности их решения

1. Задачи на моногибридное скрещивание

Моногибридное скрещивание — это скрещивание родительских форм, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков.

Основные законы, используемые при решении:

Первый закон Менделя (закон единообразия гибридов первого поколения): при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся по одной паре альтернативных признаков, все гибриды первого поколения единообразны по фенотипу и генотипу.
Второй закон Менделя (закон расщепления): при скрещивании гибридов первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 3:1 и по генотипу в соотношении 1:2:1.

Алгоритм решения:

Определить доминантный и рецессивный признаки
Ввести обозначения генов (обычно доминантный аллель обозначается заглавной буквой, рецессивный — строчной)
Записать генотипы родителей
Определить типы гамет, которые образуют родители
Составить решетку Пеннета или записать схему скрещивания
Определить генотипы и фенотипы потомства
Рассчитать соотношение генотипов и фенотипов в потомстве

Пример задачи на моногибридное скрещивание:

У человека карий цвет глаз (А) доминирует над голубым (а). Кареглазый мужчина, гетерозиготный по этому признаку, женился на голубоглазой женщине. Определите генотипы родителей, возможные генотипы и фенотипы детей, вероятность рождения голубоглазого ребенка.

Решение:

Введем обозначения:
- А — карий цвет глаз (доминантный признак)
- а — голубой цвет глаз (рецессивный признак)
Запишем генотипы родителей:
- Кареглазый мужчина, гетерозиготный по этому признаку: Аа
- Голубоглазая женщина: аа (рецессивный признак проявляется только в гомозиготном состоянии)
Определим типы гамет:
- Мужчина (Аа) образует гаметы: А, а
- Женщина (аа) образует гаметы: а
Составим схему скрещивания:
P: Аа × аа

G: А, а; а

F1: Аа, аа
Определим генотипы и фенотипы потомства:
- Аа — карие глаза
- аа — голубые глаза
Рассчитаем соотношение генотипов и фенотипов:
- Генотипы: Аа : аа = 1 : 1 (50% : 50%)
- Фенотипы: карие глаза : голубые глаза = 1 : 1 (50% : 50%)
Вероятность рождения голубоглазого ребенка составляет 50% или 0,5.

2. Задачи на дигибридное скрещивание

Дигибридное скрещивание — это скрещивание родительских форм, отличающихся друг от друга по двум парам альтернативных признаков.

Основные законы, используемые при решении:

Третий закон Менделя (закон независимого наследования признаков): при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся по двум (или более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях.

Алгоритм решения:

Определить доминантные и рецессивные признаки
Ввести обозначения генов
Записать генотипы родителей
Определить типы гамет, которые образуют родители
Составить решетку Пеннета или записать схему скрещивания
Определить генотипы и фенотипы потомства
Рассчитать соотношение генотипов и фенотипов в потомстве

Пример задачи на дигибридное скрещивание:

У томатов красная окраска плодов (А) доминирует над желтой (а), а круглая форма плодов (В) — над грушевидной (b). Гомозиготное растение с красными круглыми плодами скрестили с растением, имеющим желтые грушевидные плоды. Определите генотипы родителей, генотип и фенотип гибридов первого поколения. Какое расщепление по фенотипу можно ожидать во втором поколении при самоопылении гибридов первого поколения?

Решение:

Введем обозначения:
- А — красная окраска плодов (доминантный признак)
- а — желтая окраска плодов (рецессивный признак)
- В — круглая форма плодов (доминантный признак)
- b — грушевидная форма плодов (рецессивный признак)
Запишем генотипы родителей:
- Растение с красными круглыми плодами (гомозиготное): ААВВ
- Растение с желтыми грушевидными плодами: ааbb (рецессивные признаки проявляются только в гомозиготном состоянии)
Определим типы гамет:
- Растение ААВВ образует гаметы: АВ
- Растение ааbb образует гаметы: аb
Составим схему скрещивания:
P: ААВВ × ааbb

G: АВ; аb

F1: АаВb
Определим генотип и фенотип гибридов первого поколения:
- Генотип: АаВb (гетерозиготы по обоим признакам)
- Фенотип: красные круглые плоды (проявляются доминантные признаки)
Для определения расщепления во втором поколении скрестим гибриды первого поколения между собой:
P: АаВb × АаВb

G: АВ, Аb, аВ, аb; АВ, Аb, аВ, аb
Составим решетку Пеннета:

АВ Аb аВ аb

АВ ААВВ ААВb АаВВ АаВb

Аb ААВb ААbb АаВb Ааbb

аВ АаВВ АаВb ааВВ ааВb

аb АаВb Ааbb ааВb ааbb
Определим фенотипы потомства F2:
- А_В_ (9/16) — красные круглые плоды
- А_bb (3/16) — красные грушевидные плоды
- ааВ_ (3/16) — желтые круглые плоды
- ааbb (1/16) — желтые грушевидные плоды
Расщепление по фенотипу во втором поколении: 9:3:3:1.

3. Задачи на сцепленное наследование

	АВ	Аb	аВ	аb
АВ	ААВВ	ААВb	АаВВ	АаВb
Аb	ААВb	ААbb	АаВb	Ааbb
аВ	АаВВ	АаВb	ааВВ	ааВb
аb	АаВb	Ааbb	ааВb	ааbb

Сцепленное наследование — это совместное наследование генов, расположенных в одной хромосоме. Гены, находящиеся в одной хромосоме, наследуются вместе, если не происходит кроссинговер.

Основные положения, используемые при решении:

Гены, расположенные в одной хромосоме, наследуются сцепленно
Сцепление может нарушаться в результате кроссинговера
Частота кроссинговера пропорциональна расстоянию между генами
Если гены расположены в разных хромосомах, они наследуются независимо

Алгоритм решения:

Определить, являются ли гены сцепленными (расположены в одной хромосоме)
Определить, как гены расположены в хромосомах родителей (в цис- или транс-положении)
Записать генотипы родителей, указывая расположение аллелей в хромосомах
Определить типы гамет с учетом возможного кроссинговера
Составить схему скрещивания
Определить генотипы и фенотипы потомства
Рассчитать соотношение генотипов и фенотипов в потомстве

Пример задачи на сцепленное наследование:

У дрозофилы гены, определяющие цвет тела и форму крыльев, локализованы во второй хромосоме. Серая окраска тела (А) доминирует над черной (а), а нормальные крылья (В) — над укороченными (b). Гомозиготная серая самка с нормальными крыльями скрещена с черным самцом с укороченными крыльями. Полученные в F1 самки скрещены с черными самцами с укороченными крыльями. В результате получено потомство: серые с нормальными крыльями — 42%, черные с укороченными крыльями — 42%, серые с укороченными крыльями — 8%, черные с нормальными крыльями — 8%. Определите расстояние между генами.

Решение:

Введем обозначения:
- А — серая окраска тела (доминантный признак)
- а — черная окраска тела (рецессивный признак)
- В — нормальные крылья (доминантный признак)
- b — укороченные крылья (рецессивный признак)
Запишем генотипы родителей:
- Серая самка с нормальными крыльями (гомозиготная): A^B/A^B (верхним индексом обозначаем аллели в одной хромосоме)
- Черный самец с укороченными крыльями: a^b/a^b
Определим генотип потомства F1:
- Все потомство F1 будет иметь генотип A^B/a^b (гетерозиготы по обоим признакам)
Скрещивание самок F1 с черными самцами с укороченными крыльями:
P: A^B/a^b × a^b/a^b
Самки F1 (A^B/a^b) образуют 4 типа гамет:
- A^B — некроссоверные гаметы
- a^b — некроссоверные гаметы
- A^b — кроссоверные гаметы
- a^B — кроссоверные гаметы
Самцы (a^b/a^b) образуют только один тип гамет: a^b
Потомство от этого скрещивания:
- A^B/a^b — серые с нормальными крыльями (42%)
- a^b/a^b — черные с укороченными крыльями (42%)
- A^b/a^b — серые с укороченными крыльями (8%)
- a^B/a^b — черные с нормальными крыльями (8%)
Кроссоверные особи составляют 8% + 8% = 16% от общего числа потомства
Расстояние между генами равно частоте кроссинговера, т.е. 16 морганид (16 сантиморганов или 16 единиц карты).

4. Задачи на наследование, сцепленное с полом

Наследование, сцепленное с полом, — это наследование признаков, гены которых расположены в половых хромосомах (X или Y).

Основные положения, используемые при решении:

У человека и многих животных женский пол гомогаметный (XX), мужской — гетерогаметный (XY)
Гены, расположенные в X-хромосоме, проявляются у мужчин в гемизиготном состоянии (так как Y-хромосома не содержит аллелей этих генов)
Рецессивные признаки, сцепленные с X-хромосомой, чаще проявляются у мужчин
Гены, расположенные в Y-хромосоме, передаются только от отца к сыну

Алгоритм решения:

Определить, является ли наследование сцепленным с полом
Ввести обозначения генов, указывая их локализацию в половых хромосомах
Записать генотипы родителей
Определить типы гамет, которые образуют родители
Составить схему скрещивания
Определить генотипы и фенотипы потомства
Рассчитать соотношение генотипов и фенотипов в потомстве с учетом пола

Пример задачи на наследование, сцепленное с полом:

Гемофилия — рецессивное заболевание, сцепленное с X-хромосомой. Здоровая женщина, отец которой страдал гемофилией, вышла замуж за здорового мужчину. Определите вероятность рождения в этой семье детей с гемофилией. Какова вероятность рождения здорового сына? Здоровой дочери?

Решение:

Введем обозначения:
- X^H — X-хромосома с доминантным аллелем (нормальная свертываемость крови)
- X^h — X-хромосома с рецессивным аллелем (гемофилия)
- Y — Y-хромосома (не содержит аллелей гена гемофилии)
Запишем генотипы родителей:
- Женщина, отец которой страдал гемофилией: X^HX^h (гетерозиготна, так как получила X^h от отца)
- Здоровый мужчина: X^HY (здоровый мужчина имеет только доминантный аллель)
Определим типы гамет:
- Женщина (X^HX^h) образует гаметы: X^H, X^h
- Мужчина (X^HY) образует гаметы: X^H, Y
Составим схему скрещивания:
P: X^HX^h × X^HY

G: X^H, X^h; X^H, Y
Составим решетку Пеннета:

X^H X^h

X^H X^HX^H (здоровая дочь) X^HX^h (здоровая дочь-носитель)

Y X^HY (здоровый сын) X^hY (сын с гемофилией)
Определим вероятности:
- Вероятность рождения детей с гемофилией: 1/4 или 25% (только сыновья)
- Вероятность рождения здорового сына: 1/4 или 25%
- Вероятность рождения здоровой дочери: 2/4 или 50% (все дочери будут здоровы, но половина из них — носители)

	X^H	X^h
X^H	X^HX^H (здоровая дочь)	X^HX^h (здоровая дочь-носитель)
Y	X^HY (здоровый сын)	X^hY (сын с гемофилией)

Важно помнить!

При решении генетических задач необходимо:

Внимательно прочитать условие задачи и выделить ключевую информацию
Определить тип наследования (моногибридное, дигибридное, сцепленное, сцепленное с полом)
Правильно ввести обозначения генов и записать генотипы
Учитывать особенности наследования признаков (доминирование, рецессивность, кодоминирование, неполное доминирование)
Составлять схему скрещивания и решетку Пеннета
Проверять правильность расчетов и соответствие полученных результатов условию задачи

Типичные ошибки при решении генетических задач

Неправильное определение типа наследования
Ошибки в обозначении генов и записи генотипов
Неверное определение типов гамет
Ошибки при составлении решетки Пеннета
Неправильный расчет вероятностей
Невнимательное чтение условия задачи
Отсутствие объяснения хода решения

Рекомендации по подготовке к заданию 27

Изучите основные законы генетики и типы наследования.
Тренируйтесь в решении разных типов генетических задач.
Запоминайте алгоритмы решения для каждого типа задач.
Обращайте внимание на формулировки условий задач.
Учитесь правильно записывать схемы скрещивания и решетки Пеннета.
Анализируйте свои ошибки и работайте над их устранением.
Используйте дополнительные материалы и сборники задач для практики.