Біологія Закономірності спадковості Складність: Середньо

Генетика статі: задачі НМТ з біології

Коротко

Генетика статі вивчає, як стать організму визначається набором статевих хромосом і як разом зі статтю успадковуються ознаки, гени яких лежать у цих хромосомах. У людини диплоїдний набір становить 46 хромосом: 44 автосоми і 2 статеві. Жіноча стать записується як \(XX\), чоловіча як \(XY\). Саме тому чоловік дає два типи гамет (\(X\) і \(Y\)), а жінка лише один тип (\(X\)), і стать дитини визначає батько.

Не лякаємось: тема справді легенька, якщо один раз зрозуміти логіку запису генотипів. У програмі НМТ з біології вона входить до розділу «Закономірності спадковості і мінливості», а перевіряють її і як теорію (хто гомогаметний, що таке зчеплення з статтю), і як задачу на схрещування.

📝 Розбір реальних завдань НМТ

Приклад 1 Здорова носійка і здоровий чоловік

Гемофілія зумовлена рецесивним геном, зчепленим з \(X\)-хромосомою. Жінка носійка одружується зі здоровим чоловіком. Яка ймовірність народження хворої дитини?

💭 Спробуйте розв'язати самостійно, потім відкрийте розв'язання для перевірки
Приклад 2 Хворий батько

Чоловік, хворий на дальтонізм, одружився зі здоровою жінкою, яка не є носійкою. Які фенотипи і генотипи дітей?

💭 Спробуйте розв'язати самостійно, потім відкрийте розв'язання для перевірки
Приклад 3 Задача на визначення статі і кількість гамет

Скільком типам гамет за статевими хромосомами може дати початок чоловічий організм людини і яке очікуване співвідношення статей у потомстві?

💭 Спробуйте розв'язати самостійно, потім відкрийте розв'язання для перевірки

⚠️ Типові помилки учнів

✗
Забувають \(Y\) у генотипі чоловіка

Пишуть \(X^{h}\) замість \(X^{h}Y\) і в результаті рахують не ту кількість гамет. Правило просте: у чоловіка в записі завжди дві літери.

✗
Плутають гомогаметну і гетерогаметну стать

Дивляться на організм, а треба дивитися на гамети. Один тип гамет це гомогаметна стать, у людини жіноча.

✗
Ставлять індекс над \(Y\)

Записують \(Y^{H}\), хоча відповідного гена в \(Y\)-хромосомі немає. Індекс ставиться лише над \(X\).

✗
Рахують відсотки не за статями

Пишуть «хворих \(50\%\)», коли в задачі питали частку серед хлопчиків або серед усіх дітей. Завжди перечитайте, про кого саме запитують.

📖 Міні-теорія

Гомогаметна стать дає гамети лише одного типу за статевими хромосомами, гетерогаметна двох типів. У людини і всіх інших хребетних з типом \(XX/XY\) гомогаметна стать жіноча, гетерогаметна чоловіча. У птахів картина протилежна: гетерогаметна саме жіноча стать.

Розберемо слово, так легше запамʼятати. «Гомо» означає однаковий, «гетеро» різний, «гамета» статева клітина. Отже гомогаметна це та стать, у якої всі статеві клітини за статевою хромосомою однакові. У жінки всі яйцеклітини несуть \(X\), у чоловіка половина спермій несе \(X\), половина \(Y\).

Стать дитини визначає саме батько, бо лише він утворює два типи гамет за статевою хромосомою. Яйцеклітина завжди несе \(X\). Якщо її запліднює спермій з \(X\), утворюється зигота \(XX\) і розвивається дівчинка. Якщо спермій з \(Y\), утворюється \(XY\) і розвивається хлопчик.

Тому теоретичне співвідношення статей у потомстві становить \(1:1\), тобто по \(50\%\). Це чиста ймовірність кожного окремого запліднення, а не «черга»: якщо в родині вже двоє хлопчиків, шанс на третього все одно \(50\%\).

Порядок дій завжди один і той самий, і саме цей алгоритм я даю учням на уроці.

  1. Визначте, де лежить ген. Якщо в умові є слова «зчеплений з X-хромосомою» або «дальтонізм, гемофілія», ген у \(X\). Якщо таких слів немає, ознака автосомна і статеві хромосоми в розвʼязку не потрібні.
  2. Введіть позначення. Домінантний алель великою літерою в індексі, рецесивний малою: \(X^{H}\), \(X^{h}\).
  3. Запишіть генотипи батьків. Обовʼязково з \(Y\) у чоловіка: \(X^{h}Y\), а не просто \(X^{h}\).
  4. Складіть гамети. Жінка дає два варіанти лише якщо гетерозиготна, чоловік завжди два, бо \(X\) і \(Y\) різні.
  5. Побудуйте решітку і порахуйте окремо за статями. Звертайте увагу, питають у вас про всіх дітей чи ні. Відповідь на НМТ часто звучить як «хворі лише хлопчики» або «носійки лише дівчатка», тому тут рахуйте частки в межах кожної статі.

Цю тему розбирають на курсі біології KEVIN.

🗝 Шпаргалка по темі «Закономірності спадковості»
Ключові формули та правила, які виручать на НМТ
🔑 Головні правила
  • Каріотип людини: \(46 = 44A + XX\) (жінка), \(46 = 44A + XY\) (чоловік), де \(A\) означає автосоми.
  • Гамети жінки: лише \(X\), тобто жіноча стать гомогаметна.
  • Гамети чоловіка: \(X\) і \(Y\) у співвідношенні \(1:1\), тобто чоловіча стать гетерогаметна.
  • Схрещування на визначення статі: \(XX \times XY \Rightarrow XX : XY = 1 : 1\), тобто очікуване співвідношення дівчаток і хлопчиків \(50\%\) і \(50\%\).
  • Запис зчепленої з X ознаки: ген ставиться індексом над хромосомою, наприклад \(X^{H}\) і \(X^{h}\), а \(Y\) відповідного гена не має і пишеться без індексу.
  • Генотипи жінки за X-зчепленим рецесивним геном: здорова \(X^{H}X^{H}\), носійка \(X^{H}X^{h}\), хвора \(X^{h}X^{h}\).
  • Генотипи чоловіка: здоровий \(X^{H}Y\), хворий \(X^{h}Y\). Проміжного варіанта немає, бо ген один.

❓ Часті запитання

Хто визначає стать дитини у людини

Батько. Лише він утворює два типи гамет за статевою хромосомою (\(X\) і \(Y\)), тоді як усі яйцеклітини несуть \(X\).

Яка стать у людини гомогаметна

Жіноча, бо генотип \(XX\) дає гамети лише одного типу. Чоловіча стать \(XY\) гетерогаметна.

Скільки статевих хромосом у людини

Дві з 46, тобто одна пара. Решта 44 хромосоми це автосоми.

Чому гемофілією і дальтонізмом частіше хворіють хлопчики

Бо ген лежить у \(X\)-хромосомі, а в хлопчика вона одна. Один рецесивний алель уже проявляється, тоді як дівчинці потрібні два.

Чи може хворий на дальтонізм батько передати хворобу синові

Ні. Син отримує від батька \(Y\)-хромосому, у якій цього гена немає. Хворобу батько передає дочкам, і вони стають носійками.

Як записувати зчеплений зі статтю ген у задачі

Індексом над \(X\): \(X^{H}X^{h}\) для жінки-носійки, \(X^{h}Y\) для хворого чоловіка. Над \(Y\) індекс не ставиться.

Готуєтеся до НМТ з біології?
Запишіться на безкоштовну онлайн-діагностику з викладачем KEVIN — визначимо ваш рівень і складемо план підготовки.
Отримати план підготовки
Без спаму. Відповімо протягом 2 годин.