.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

Рубрики: Биология

Комментарии

No Комментарии

Leave a reply

Союз образовательных сайтов