.Закономерности наследования при моногибридном скрещивании. Дигибридное и полигибридное скрещивание. Общая формула расщепления при независимом наследовании.
Моногибридное скрещивание Первый закон Менделя
Гибридологический метод Единообразие первого поколения Расщепление признаков у гибридов второго поколения Гомозиготные и гетерозиготные особи Причина расщепления признаков у гибридов
Гибридологический метод Методы генетического анализа очень разнообразны ,но центральным из них является гибридологический -метод , который Г. Мендель положил в основу своих опытов и который лег в основу классической и современной генетики Суть его заключается в скрещивании (гибридизации) организмов , отличающихся друг от друга по одному или нескольким признакам , и в детальном анализе потомства Поскольку потомков от таких скрещиваний называют гибридами , то и метод получил название гибридологического
В том случае , когда родительские организмы отличаются друг от друга по одному изучаемому признаку , скрещивание называют моногибридным
Единообразие первого поколения Правило доминирования Г. Мендель проводил опыты с горохом –самоопыляющимся растением Среди большого количества сортов он выбрал для эксперимента два, отличающихся по одному признаку : семена одного сорта гороха были желтые , а другого –зеленые Поскольку горох , как правило, размножается самоопылением , в пределах сорта нет изменчивости по окраске семян Учитывая это свойство, Г. Мендель искусственно опылил это растение , скрестив сорта, отличающиеся цветом семян Независимо от того , к какому сорту принадлежали материнские растения, гибридные семена первого поколения оказались только желтыми
Следовательно , у гибридов проявляется только один признак , признак другого родителя как бы исчезает Такое преобладание признака одного из родителей Г. Мендель назвал доминированием , а соответствующие признаки доминантными Признаки , не проявляющиеся у гибридов первого поколения ,он назвал рецессивными В опытах с горохом признак желтой окраски семян доминировал над зеленой окраской Таким образом , Г. Мендель обнаружил единообразие по окраске у гибридов первого поколения, то есть все гибридные семена имели одинаковую окраску В опытах , где скрещивающиеся сорта отличались и по другим признакам , были получены такие же результаты : единообразие первого поколения и доминирование одного признака над другим
Впоследствии генетики , изучая наследование разнообразных признаков у растений, животных , грибов, микроорганизмов , обнаружили широкое распространение явления доминирования
Расщепление признаков у гибридов второго поколения Из гибридных семян гороха Г. Мендель вырастил растения , которые путем самоопыления произвели семена второго поколения Среди них оказались не только желтые семена ,но и зеленые Всего он во втором поколении получил 6022 желтых и 2001 зеленое семя , то есть ¾ гибридов имели желтую окраску и 1/4 –зеленую Следовательно , отношение числа потомков второго поколения с доминантным признаком к числу потомков с рецессивным оказалось близким к 3:1 Такое явление он назвал расщеплением признаков Г . Менделя не смутило , что реально обнаруженные им соотношения потомков немного отклонялись от отношения 3:1 Далее, изучая статистическую природу закономерностей наследования , мы убедимся в правоте Менделя
Сходные результаты во втором поколении дали многочисленные опыты по генетическому анализу других пар признаков Основываясь на полученных результатах , Г. Мендель сформулировал первый закон –закон расщепления В потомстве , полученном от скрещивания гибридов первого поколения , наблюдается явление расщепления : четверть особей из гибридов второго поколения имеет рецессивный признак ,три четверти –доминантный
Гомозиготные и гетерозиготные особи Чтобы выяснить , как будет осуществляться при самоопылении наследование признаков в третьем поколении, Г. Мендель вырастил гибриды второго поколения и проанализировал полученное потомство Он выяснил , что 1/3 растений второго поколения , выросших из желтых семян , производила только желтые семена То же самое отмечалось у растений , выросших из зеленых семян: все семена, полученные от них , были зелеными Оставшиеся 2/3 растений из желтых семян , давали желтые и зеленые семена в отношении 3:1 Другими словами , эти растения были подобны гибридам первого поколения
Итак , Г. Мендель впервые установил факт, свидетельствующий о том, что растения , сходные по внешнему виду, могут резко отличаться по наследственным свойствам Особи, не дающие расщепления в следующем поколении , позднее получили название гомозиготных (от греч. Gomo –равный , zygota -оплодотворенная яйцеклетка) Особи , в потомстве у которых обнаруживается расщепление , назвали гетерозиготными (от греч. Getero –разный)
Важно отметить , что никто из ученых в 60-х годах 19в еще не имел ясных представлений о сущности мейоза и оплодотворения Крупный вклад в понимание механизма полового размножения в 80-х годах прошлого века внес А. Вейсман Основываясь на закономерностях деления клеток, он пришел к заключению о локализации вещества наследственности в хромосомах Позднее , в 1902г Г. Бовери в Германии и В. Сэттон в США обратили внимание на сходство в поведении хромосом в мейозе и оплодотворении с наследованием признаков по законам Менделя
Причина расщепления признаков у гибридов Какова причина расщепления признаков в потомстве гибридов ? Почему в первом , втором и последующих поколениях возникают особи, дающие в результате скрещивания потомство с доминантным и рецессивным признаками? Обратимся к схеме , на которой символами, , принятыми в генетике , записаны результаты опыта по моногибридному скрещиванию Символы Р, F1, F2 обозначают соответственно родительское , первое , второе поколения
Большое достижение Г. Менделя состояло в том, что он нашел простой и очень удобный способ выражения наблюдающихся в скрещиваниях типов потомков в алгебраической форме Блестящая математическая подготовка , которую он получил в Венском университете , помогла установить закономерности наследования
Для понимания цитологических основ наследования необходимо вспомнить основные явления , происходящие в мейозе В первом делении мейоза происходит образование клеток, несущих гаплоидный набор хромосом(n) Такие клетки содержат только одну хромосому из каждой пары гомологичных хромосом, в дальнейшем из них образуются гаметы Слияние гаплоидных гамет при оплодотворении ведет к образованию диплоидного(2n) организма Процесс образования гаплоидных гамет и восстановление диплоидности при оплодотворении обязательно происходят в каждом поколении организмов, размножающихся половым способом
Исходные родительские растения в рассматриваемом опыте были гомозиготными , то есть несли две одинаковые хромосомы Очевидно , что оба родителя способны производить гаметы только одного сорта, причем растения ,имеющие два доминантных гена АА , дают гаметы, несущие только ген А, а растения, с двумя рецессивными генами аа образуют половые клетки с геном а Все семена первого поколения получаются гетерозиготными Аа и имеют желтый цвет, так как доминантный ген А подавляет действие рецессивного гена а Такие гетерозиготные растения Аа способны производить гаметы двух сортов, несущие гены А и а
При оплодотворении возникают четыре типа зигот: АА+Аа+аА+аа , что можно записать так: АА+2Аа +аа (1:2:1) Поскольку в опыте гетерозиготные семена Аа также окрашены в желтый цвет , в F2 получается соотношение желтых семян к зеленым , равное 3:1 Понятно, что 1/3 растений , которые выросли из желтых семян , имеющих гена АА , при самоопылении снова дают только желтые семена У остальных 2/3 растений с генами Аа , так же как у гибридных растений из F1 , будут формироваться два разных типа гамет и в следующем поколении при самоопылении произойдет расщепление признака окраски семян на желтые и зеленые в соотношении 3:1
Таким образом, было установлено , что расщепление признаков в потомстве гибридных растений –результат наличия у них двух генов: А и а , ответственных за развитие одного признака (например , окраски семян) Поэтому при полном доминировании расщепление по фенотипу (3:1)не совпадает с расщеплением по генотипу (1АА:2Аа:1аа)
Генотип и фенотип Рассматривая результаты самоопыления гибридов F2 , мы обнаружили , что растения, выросшие из желтых семян , будучи внешне сходными ,или, как говорят в таких случаях , имея одинаковый фенотип, обладают различной комбинацией генов, которую принято называть генотипом Явление доминирования приводит к тому, что при одинаковом фенотипе особи могут обладать различными генотипами Понятия «генотип» и «фенотип», которые ввел В. Йоганнсен , очень важны в биологии Совокупность всех генов организма составляет его генотип Совокупность всех признаков организма, начиная с внешних и кончая особенностями строения и функционирования клеток и органов, составляет фенотип Фенотип формируется под влиянием генотипа и условий внешней среды
Источник: Общая биология 10-11 класс Рувынский, Высоцкая
Еще по теме
Рубрики: Биология
Комментарии
No Комментарии
Leave a reply