Какое скрещивание называют моногибридным. Работы Менделя. Моногибридное скрещивание. Тема. Закономерности наследования признаков

Моногибридное скрещивание – это такое скрещивание, при котором родительские формы отличаются друг от друга только по одной паре альтернативных (противоположных) признаков. Например, отцовское растение имеет пурпурные цветы (львиный зев, горох), а материнское – белые или наоборот.

Перед тем как проводить скрещивание надо убедиться в том, что этот признак устойчивый – константен и передается из поколения в поколение. У растений с обоеполыми цветками до опыления удаляют пыльники, а те цветы, которые опыляются перекрестно изолируют от среды.

В опытах проделанных Г. Менделем скрещивались растения гороха с пурпурными цветами с горохом с белыми цветами, при этом уже после первого опыления в бобах образовались гибридные семена первого поколения F 1 , эти семена дадут гибридные растения первого поколения, которые в результате самоопыления образуют семена второго поколения F 2 . Причем оказалось, что в первом поколении F 1 развивается только один из двух признаков – пурпурные цветы. Второй признак – белые цветы как бы исчезает и не проявляется.

Это явление преобладания одного из признаков родителей у гибридов Мендель назвал – доминированием , а противоположный подавленный признак был назван рецессивным .

Закондоминирования – первый закон Менделя, называют также законом единообразия гибридов первого поколения, так как все особи первого поколения имеют одинаковое проявление признака. Так если мы взяли горох с пурпурными цветами и опылили эти цветы пыльцой с белых цветов, в первом поколении из семян вырастут растения, цветы которых будут иметь пурпурную окраску. При самоопыления эти растения во втором поколении – F 2 образуют растения с разными цветами: пурпурными и белыми – это явление называется - РАСЩЕПЛЕНИЕМ II закон Менделя. Причем расщепление будет идти в определенном количественном соотношении, а именно ¾ от общего числа растений будут растениями с пурпурными цветами и лишь ¼ - с белыми, т.е., отношение растений с доминантными признаками по отношению к растениям с рецессивными признаками окажется 3:1. Следовательно, рецессивный признак у гибридов первого поколения не исчез, а был только подавлен и во втором гибридном поколении он проявился. Тоже наблюдалось в опытах Менделя при скрещивании растений гороха с гладкими и морщинистыми семенами. От 253 самоопыляющихся растений F 1 Мендель получил в F 2 7324 семени, из них гладких 5474, морщинистых – 1850. Это очень близко к теоретическому соотношению 3:1. Однако, Мендель неоднократно подчеркивал, что эти отношения отражают лишь средние величины. При малом числе особей количество растений с альтернативными признаками в F 2 будет колебаться в силу случайных причин. Это подтверждает сводная таблица расщепления потомства 10 гибридных растений в F 2.

Если растения с белыми цветами полученные в F 2 самоопыляются, они дают только растения с белыми цветами. Несколько иначе себя ведут растения с пурпурными цветами. Лишь 1/3 из них при самоопылении в F 2 дает пурпурные цветы, а остальные 2/3 образуют растения обоих типов. Следовательно, генетически эти растения не одинаковы и расщепление по генотипу будет идти 1:2:1.

Итак, проводя скрещивание с учетом только одного признака (моногибридное скрещивание) Мендель установил:

1. У гибридов первого поколения проявляется только один из пары альтернативных признаков – доминантный, рецессивный признак не проявляется. Это явление было названо доминированием , а позже первым законом или правилом Менделя, или законом единообразия гибридов первого поколения.

2. В потомстве гибридов первого поколения F 2 появляются особи как с доминантными признаками, так и с рецессивными, причем соотношение ко вторым составляет 3:1. Это II – закон Менделя, который в 1900 г. Гуго де Фриз назвал законом расщепления .

3. В среднем среди ¾ растений F 2 с доминантными признаками 2/4 от всех растений оказываются гибридными, которые при самоопылении дают расщепление также в отношении 3:1 и только ¼ остается константной в последующих поколениях. Следовательно, в F 2 половина растений являются гибридными, а половина – чистыми, константными сохраняющими родительские признаки.

Изучая поколение, образовавшееся в F 2 мы наблюдаем, что внешне 3 части гибридов имеют сходные признаки (пурпурные цветы, гладкие семена и т.д.), а одна часть резко отличается (белые цветы, морщинистые семена). Такое отличие по внешним признакам называется фенотипическим расщеплением. Фенотипом называют совокупность свойств и признаков организма, которые являются результатом взаимодействия генотипа особи с окружающей средой. Вместе с тем среди внешне сходных растительных гибридов второго поколения часть из них всегда будут давать пурпурные цветы, тогда как – 2/3 от целого дадут вновь расщепление. Значить наследственное начало этих растений будет не одинаково. Под генотипом мы понимаем совокупность наследственных задатков, которыми обладает организм. Т.е. при моногибридном скрещивании во втором поколении наблюдается расщепление по фенотипу как 3:1, а по генотипу 1:2:1.

Мендель впервые для обозначения генотипа использовал символику, факторы или гены определяющие признаки обозначались буквами латинского алфавита. Например, ген доминантного признака – желтой окраски семян – Мендель обозначал через заглавную букву – А, а ген противоположного рецессивного признака – зеленая окраска семян – строчной буквой – а, генотип доминантной формы тогда будет АА, а рецессивной – аа. Гибрид F 1 будет иметь формулу – Аа. В таком случае потомки гибридов F 1 покажут расщепление в F 2 соответствующее формуле 1АА:2Аа:1аа.

Эта символика факторов парных признаков используется для отображения расщепления в потомстве гибридов. Константные формы АА и аа, которые в последующих поколениях не дают расщепления Бетсон в 1902 г. назвал гомозиготными , а формы Аа – дающие расщепление – гетерозиготными . Каждую пару альтернативных факторов Иоганнсен с 1926г. называет аллельной . Однако, истинную природу такой парности Мендель не знал. Он предполагал, что половые клетки несут по одному задатку признаков соединяющихся при оплодотворение. Теперь эти задатки или факторы, которые переносят гаметы называют генами. Ген-это единица наследственности.

Если взять тот же опыт Менделя с горохом, где скрещены растения с пурпурными цветами с растениями с белыми цветами, то мы видим следующие: допустим, что в соматических клетках гороха имеется всего одна пара гомологичных хромосом, а ген определяющий признак пурпурной окраски цветка, обозначаемый буквой А, находится в каждой из этих хромосом у родительского растения. Тогда соматические клетки гомозиготного растения, обладающего доминантным фактором окраски цветка, должны нести два гена – АА, поскольку в этих клетках каждая из хромосом представлена в двойном наборе. Соответственно клетки другого растения с белыми цветами имеет в гомозиготном состоянии рецессивный ген белой окраски – аа. В результате мейоза в каждой гамете число хромосом уменьшится в два раза и остается только одна хромосома из пары с единственным геном: А или а. При оплодотворении в гибридной зиготе восстанавливается парность хромосом и формула гибрида будет Аа, такая какую написал Мендель. При развитии половых клеток в гибридном организме хромосомы разойдутся в разные дочерние клетки. Тогда женские и мужские гаметы будут образовываться в равном числе. При оплодотворении гаметы обоих типов могут соединяться с равной вероятностью. В результате оплодотворения образуется четыре типа зигот.

Реципрокное скрещивание.

Родители – Р. Для облегчения расчета сочетаний разных

типов гамет английский ученый Пеннет

♀АА х ♂аа предложил построить решетку которая и

Была названа в его честь. По вертикали

Гаметы записываются женские гаметы, а по

горизонтали мужские. В образовавшиеся

F 1 Аа квадраты вписываются сочетания гамет

эти сочетания соответствуют генотипов

Р ♀ Аа х ♂ Аа зигот.

а Аа аа Г. Менделем общие для всего органического

мира. Например: ♀АА – ком. х ♂аа – рог. в F 1 все потомство комолое – Аа, при скрещивании гибридов первого поколения между собой получается расщепление по фенотипу 3 ком.:1рог.; а по генотипу 1АА:2Аа:2аа.

Вопросы для самоконтроля:

1.Первый закон Менделя

2.Что такое фенотип и генотип.

3. Гомологичные хромосомы их происхождение.

С.Г. Инге-Вечтомов «Генетика с основами селекции». Москва «Высшая школа». 1989год, 590стр.

Р.Г. Заяц. и др. «Общая и медецинская генетика». Ростов- на- Дону. «Феникс». 2002год. 315стр.

Моногибридное скрещивание включает анализ наследования признаков, определяемых лишь одной парой аллельных генов. Мендель определил, что при скрещивании особей, отличающихся одной парой признаков, все потомство фенотипически однообразно. Здесь имеется в виду скрещивание гомозиготных особей, различных фенотипически. Например, при скрещивании гомозиготного желтого гороха (генотип АА) с гомозиготным зеленым (генотип аа) все потомство будет желтым, но гетерозиготным (генотип Аа). Ход скрещивания изображен в первой ступени схемы на рис. 1. Получившиеся гетерозиготные особи называются гибридами, а поскольку они гетерозиготны по одной паре генов, их называют моногибридами.

Скрещиваемые особи могут быть не обязательно гомозиготными. Для случаев, когда обе особи гетерозиготны, Менделем установлено: при скрещивании моногибридов во втором поколении происходит расщепление признаков на исходные родительские в отношении 3:1. 3/4 потомков оказывается с признаками, обусловленными доминантным геном, 1/4 - с признаками рецессивного гена.

Как и почему происходит фенотипическое расщепление в отношении 3:1, можно понять из второй ступени схемы на рис. 1. Здесь важно обратить внимание на то, что у моногибридов образуется два типа гамет: гаметы с геном А и гаметы с геном а. И тех и других поровну. В процессе оплодотворения разные гаметы отцовского и материнского организмов имеют равновероятную возможность слиться друг с другом. Поэтому возможно формирование генотипов потомства: 1/4 АА, 2/4 Аа и 1/4 аа. Фенотипически первые три будут с проявлением доминантного гена, один из четырех - с проявлением рецессивного гена. Правда, точное расщепление 3: 1 можно получить лишь при анализе бесконечно большого числа потомков. В случаях же малого числа их можно говорить только о вероятности появления особей с тем или иным признаком.

В генетике различают еще возвратное и анализирующее скрещивание. Возвратное - это скрещивание гибрида с гомозиготной особью (третья ступень схемы на рис. 1). Анализирующее -скрещивание гибрида с гомозиготной особью по рецессивным генам аллеля (правая часть третьей ступени схемы на рис, 1).

Рис. 1. Сема анализа поколений при моногибридном скрещивании

В простейших случаях решения задач на моногибридное скрещивание достаточно анализа одной из ступеней, изображенных на рис. 1, хотя некоторые требуют исследования 2-3 поколений. Для записи результатов скрещивания используются следующие общепринятые обозначения:
Р – родители (от лат. parental – родитель);
F – потомство (от лат. filial – потомство): F 1 – гибриды первого поколения – прямые потомки родителей Р ; F 2 – гибриды второго поколения – потомки от скрещивания между собой гибридов F 1 и тд.
– мужская особь (щит и копье – знак Марса);
– (зеркало с ручкой – знак Венеры);
x – значок скрещивания;
: – расщепление гибридов, разделяет цифровые соотношения отличающихся (по фенотипу или генотипу) классов потомков.

При решении задач на моногибридное скрещивание необходимо собдюдать следующие правила:
Правило первое . Если при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в их потомстве наблюдается расщепление признаков, то эти особи гетерозиготны.
Правило второе. Если в результате скрещивания особей, отличающихся фенотипически по одной паре признаков, получается потомство, у которого наблюдается расщепление по этой же паре признаков, то одна из родительских особей была гетерозиготна, а другая – гомозиготна по рецессивному признгаку.
Правило первое. Если при скрещивании фенотипически одинаковых (по одной паре признаков) особей в первом поколении гибридов происходит расщепление признаков на три фенотипические группы в отношениях 1:2:1, то это свидетельствует о неполном доминировании и о том, что родительские особи гетерозиготны.

Рассмотрим решение задачи на моногибридное скрещивание

Задача 1
У пшеницы карликовость доминирует над нормальным ростом. За эти признаки отвечают аутосомные аллельные гены. Гомозиготное карликовое растение скрестили с растением нормального роста.
Сколько растений нормального роста можно ожидать в F2 при скрещивании гибридов первого поколения друг с другом?
Решение:
Анализ условия задачи показывает, что скрещиваемые особи анализируются по одному признаку – росту, который представлен двумя альтернативными проявлениями: карликовый рост и нормальный рост. Причем сказано, что карликовость является доминантным признаком, а нормальный рост – рецессивным. Эта задача – на моногибридное скрещивание, и для обозначения аллелей достаточно будет взять одну букву алфавита. Изучаемый признак является аутосомным, поэтому для обозначения генов не надо использовать символы половых хромосом
(X и Y).
Составим таблицу «признак – ген», взяв для обозначения аллелей гена букву «А». Доминантный аллель обозначим прописной буквой А, рецессивный аллель – строчной буквой а.А - ген карликовости пшеницы;
а - ген нормального роста пшеницы.
Запишем генотипы родителей. Помним, что генотип организма включает в себя два аллеля изучаемого гена “А”. Карликовость – доминантный признак, поэтому карликовая пшеница имеет в своем генотипе аллель А. Второй аллель генотипа – тоже А, так как по условию задачи особь с доминантным признаком гомозиготна. Значит генотип карликовой пшеницы – АА.
Нормальный рост - рецессивный признак, поэтому пшеница нормального роста имеет в своем генотипе два аллеля а, так как только в этом случае рецессивный аллель проявится в фенотипе и сформируется рецессивный признак; если бы в генотипе был аллель А, то особь имела бы доминантный признак карликовости. Таким образом, генотип пшеницы нормального роста – аа.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Лекция 2 . М оногибридно е скр е щивани е

Размещено на http :// www . allbest . ru /

МОНОГИБРИДНО Е СКРЕЩИВ А НИ Е

План

1. Закономерности открытые Г. Менделем

2. Моногибридное скрещивание

3. Наследование при неполном доминировании

4. Кодоминирование

1. Зако номерности открытые Г. Менделем

мендель скрещивание доминирование

Основополагающим методом изучения наследования явился метод, разработанный Грегором Менделем. О результатах своей работы он сообщил 8 февраля и 8 марта в 1865г. обществу естествоиспытателей в г. Брно.

Мендель положил в основу генетического анализа принцип изучения наследования отдельных пар признаков.

Одной из особенностей исследования Менделя был подбор исходных родительских форм. Для скрещивания он брал растения, различающиеся по одной, двум или трем парам контрастных признаков.

Вторая особенность метода заключалась в использовании количественного учета гибридных растений, различающихся по отдельным признакам, в ряду последовательных поколений.

Третьей особенностью метода Менделя было применение индивидуального анализа потомства от каждого растения в ряду поколений. Перечисленные простые приемы наследования явились новым методом изучения наследственности, открывшим целую эпоху.

Успеху работы Менделя способствовал и продуманный выбор объекта. Объектом своих работ Мендель избрал различные сорта самоопыляющихся растений - гороха.

Несмотря на успешное завершение опытов Менделя, его открытие не было понято современниками. Признание нового метода изучения наследственности и обнаружения основных закономерностей наследственных свойств и признаков произошло лишь в 1900г.

Прежде чем перейти к изложению анализа наследования признаков, усвоим некоторые сокращения, принятые в генетике.

Для генетического анализа наследования тех или иных признаков организма при половом размножении необходимо производить скрещивание двух особей разных полов.

Скрещивание в генетике обозначают знаком умножение «Х». При написании схемы скрещивания принято на первом месте ставить женский пол (обозначают + - зеркало Венеры), мужской пол > (щит и копье Марса). Родительские организмы, взятые в скрещивание, обозначают буквой Р . Потомство от скрещивания двух особей с различной наследственностью называют гибридными, а отдельную особь - гибридом. Гибридное поколение обозначают буквой F с цифровым индексом, соответствующим порядковому номеру гибридного поколения. Так первое поколение будет F 1, если гибридные особи скрещиваются между собой, то их потомство обозначают F 2 и т.д.

Родительские особи, взятые для скрещивания, могут отличаться как по одной контрастирующей паре признаков, так и по многим. Поэтому различают моногибридные и полигибридные скрещивания.

2. Моногибридное скрещивание

Моногибридным скрещиванием называют такое скрещивание при котором родительские формы различают лишь по одной паре альтернативных признаков. Например, материнское растение несет пурпурные цветки, а отцовское - белые, или наоборот.

Перед тем как производить скрещивание, необходимо убедиться в том, что избранные признаки родительских форм стойко наследуются в поколениях.

Родственные организмы воспроизводящие в ряду поколений одни и те же наследственно константные признаки, принято называть линией.

Скрещивание желт. х зел. желт.гладк. х морщ. гладк.

Следовательно, у гибрида первого поколения из каждой пары альтернативных признаков развивается только один. Это явление преобладания у гибрида признака одного из родителей Г. Мендель назвал доминирование.

Признак, проявляющийся у гибрида первого поколения и подавляющий развитие другого признака, был назван доминантным, противоположный, т.е. подавляемый признак - рецессивным.

Если гибриду первого поколения предоставить возможность самоопыляться, то в следующем поколении, т.е. в F 2 появляются растения с признаками обоих родителей. Это явление носит название расщепления.

Итак, проведя моногибридные скрещивания, Мендель установил следующие закономерности наследования:

1. У гибридов первого поколения проявляется только один из пары альтернативных признаков - доминантный, рецессивный же не проявляется. Это явление было названо первым законом Менделя, или законом единообразия гибридов первого поколения.

2. Во втором поколении гибридов появляются особи, как с доминантным признаком, так и с рецессивным. Отношение числа растений с доминантным признаком к числу растений с рецессивным признаком оказывается равным 3:1 . Это явление было названо вторым законом Менделя - законом расщепления.

В F 2 следует различать, во-первых, расщепление по внешнему проявлению признаков, которое выражается отношением 3:1, и, во-вторых, по наследственным задаткам, выражается соотношением 1:2:1. Первый тип расщепления называют расщеплением по фенотипу, а второй тип - по генотипу.

Термины «фенотип» и «генотип» введены в 1903г. В. Иогансеном.

Под генотипом понимают совокупность наследственных задатков, которыми обладает организм. Фенотип - это совокупность свойств и признаков организма, которые являются результатом взаимодействия генотипа особи и окружающей среды.

Мендель впервые применил символическое обозначение генетики, где наследственные факторы, определяющие парные альтернативные признаки, обозначались буквами латинского алфавита.

В 1926 г. В. Иогансен предложил назвать такую пару признаков аллельной и отдельный фактор одной пары назвать аллелью.

Под термином доминантная или рецессивная аллель стали понимать альтернативное состояние одного и того же гена.

Доминантную аллель принято обозначать заглавными буквами, рецессивную аллель - строчными.

Константные формы: АА или аа, которые в последующих поколениях не дают расщепления, называют гомозиготными, а формы, дающие расщепление - гетерозиготными.

Как видно у гибридов первого поколения рецессивная аллель а хотя и не проявляется, но и не смешивается с доминантной А, а во втором поколении обе аллели вновь проявляются в «чистом» виде. Такое явление можно объяснить исходя из допущения, что гибрид первого поколения Аа образует не гибридные а чистые гаметы, при этом указанные аллели оказываются в различных гаметах.

Не смешивание аллелей каждой пары альтернативных признаков в гаметах гибридного организма называют явлением чистоты гамет, в основе которого лежит цитологический механизм мейоза.

Рис. Образование гамет, решетка Пеннета

Анализируя моногибридное скрещивание, мы не обращали внимание на то, какое из растений было материнским, а какое - отцовским.

Надо отметить, что иногда имеются различия в передаче наследственных свойств со стороны материнского или отцовского организма. Поэтому направление скрещивания принято указывать.

Скрещивание двух форм между собой в двух разных направлениях называют реципрокным.

Так, при скрещивании двух форм Р1 и Р2 в одном направлении Р1 - материнская форма, Р2 - отцовская форма, а во втором - наоборот.

Для генетического анализа может быть использован и другой тип скрещивания - скрещивание гибрида с одной из родительских форм, несущей данную пару аллелей в гомозиготном состоянии. Такой тип скрещивания называют - возвратным скрещиванием.

Значительный интерес представляет скрещивание гибрида с формой, гомозиготной по рецессивному гену. По характеру расщепления в потомстве от такого скрещивания можно проанализировать наследственную структуру гибрида по данному гену. Отсюда и скрещивание гибридного организма с исходной формой, гомозиготной по рецессивному гену получило название анализирующего скрещивания.

3. Наследование при неполном доминировании

Всеобщность закона доминирования уже вскоре после его переоткрытия была подвергнута сомнению на основании целого ряда фактов. Некоторые из генетиков говорили только о правиле доминирования. Дело в том, что для огромного числа признаков у растений и животных характерно неполное доминирование в F1. Такое неполноедоминированиеотмечалось по ряду признаков у гороха самим Менделем.

При неполном доминировании гибрид F1 (Аа) не воспроизводит полностью ни одного из родительских признаков, выражение признака оказывается промежуточным, но все особи этого поколения проявляют единообразие по данному признаку.

Примером неполного доминирования может служить промежуточная розовая окраска цветка у гибридов ночной красавицы.

При неполном доминировании в потомстве гибрида имеет место совпадение расщепления по фенотипу и генотипу (1:2:1).

Неполное доминирование оказалось широко распространенным явлением, и было отмечено при изучении наследования окраски цветка у львиного зева, окраски оперения у кур, шерсти крупного рогатого скота и овец, а также по многим другим признакам.

4. Кодоминирование

Бывает, что в потомстве F1 проявляются признаки обоих родителей; т.е. 2 аллеля из одной пары оказывают совместное действие. При этом ни один из них не является ни доминантным, ни рецессивным. Это так называемое кодоминирование (АА"). Примером кодоминирования служит наследование групп крови у человека. Если один из родителей имеет группу крови А, а другой - В, то в крови их детей присутствуют антигены, характерные и для группы А, и для группы В; наличие этих антигенов может быть установлено соответствующей (антигенной) реакцией.

Таблица. Группы крови системы АВО

Первая группа 0(I) детерминируется геном I0, вторая А(II) - IА, третья В (III) - IВ. Гены IА и IВ доминантны по отношению к I0 и в то же время кодоминантны и имеют совместное фенотипическое выражение: у особей IА IВ развивается четвертая АВ (IV) группа крови.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Принципы решения генетических задач. Гомозиготные организмы как представители "чистых линий". Гетерозиготные организмы при полном доминировании. Моногибридное и дигибридное скрещивание. Определение генотипов организмов по генотипам родителей и потомков.

методичка , добавлен 06.05.2009

Опыты Грегора Менделя над растительными гибридами в 1865 году. Преимущества гороха огородного как объекта для опытов. Определение понятия моногибридного скрещивания как гибридизации организмов, отличающихся по одной паре альтернативных признаков.

презентация , добавлен 30.03.2012

Гаметогенез и развитие растений. Основы генетики и селекции. Хромосомная теория наследственности. Моногибридное, дигибридное и анализирующее скрещивание. Сцепленное наследование признаков, генетика пола. Наследование признаков, сцепленных с полом.

реферат , добавлен 06.07.2010

Понятие дигибридного скрещивания организмов, различающихся по двум парам альтернативных признаков (по двум парам аллелей). Открытие закономерностей наследования моногенных признаков австрийским биологом Менделем. Законы наследования признаков Менделя.

презентация , добавлен 22.03.2012

Дигибридное и полигибридное скрещивание, закономерности наследования, ход скрещивания и расщепления. Сцепленное наследование, независимое распределение наследственных факторов (второй закон Менделя). Взаимодействие генов, половые различия в хромосомах.

реферат , добавлен 13.10.2009

Типы взаимодействия неаллельных генов. Теория Ф. Жакоба и Ж. Моно о регуляции синтеза и-РНК и белков. Дигибридное скрещивание при неполном доминировании. Неаллельные взаимодействия генов. Механизм регуляции генетического кода, механизм индукции-репрессии.

реферат , добавлен 29.01.2011

Представления о наследственности. Единообразие гибридов первого поколения. Скрещивание Менделя. Закон независимого наследования различных признаков. Гены-модификаторы и полигены. Построение генетических карт. Хромосомные аберрации по половым хромосомам.

реферат , добавлен 06.09.2013

Принципы передачи наследственных признаков от родительских организмов к их потомкам, вытекающие из экспериментов Грегора Менделя. Скрещивание двух генетически различных организмов. Наследственность и изменчивость, их виды. Понятие о норме реакции.

реферат , добавлен 22.07.2015

Типы наследования признаков. Законы Менделя и условия их проявления. Сущность гибридизации и скрещивания. Анализ результатов полигибридного скрещивания. Основные положения гипотезы "Чистоты гамет" У. Бэтсона. Пример решения типовых задач о скрещивании.

презентация , добавлен 06.11.2013

История развития генетики как науки. Ее основные положения. В основе генетики лежат закономерности наследственности, обнаруженные австрийским биологом Г. Менделем при проведении им серии опытов по скрещиванию различных сортов гороха. Генная инженерия.

На занятии мы рассмотрим моногибридное скрещивание. Обоснуем правило единообразия гибридов первого поколения и правило расщепления на основе изучения результатов опытов Грегора Менделя.

Как мы изучали ранее, чешский ученый Грегор Мендель использовал в опытах 22 сорта гороха, которые имели четкие различия по признакам (рис. 1).

Рис. 1. Различие сортов

Перед скрещением ученый получал чистые линии родительских растений по интересующим его признакам с помощью самоопыления.

Скрещивание растения по одному признаку называется моногибридным , по двум признакам называется дигибридным .

При скрещивании растений с альтернативными признаками Мендель отмечал, что один из этих признаков не наблюдается у растений первого поколения. Например, при скрещивании гороха с желтыми и зелеными семенами все гибриды первого поколения имели желтые семена (рис. 2).

Рис. 2. Схема скрещивания растений с альтернативными признаками

Признак желтой окраски или другие признаки, которые проявлялись в первом поколении, Мендель назвал доминантными . А те, которые не проявлялись, - рецессивными , или подавляемыми (рис. 3).

Рис. 3. Признаки

Доминантные признаки обозначают прописными латинскими буквами (А В С) , а рецессивные обозначают строчными латинскими буквами (а b c ) .

Результаты исследования Менделя объясняются воздействием мейоза, однако во времена ученого этот процесс еще не был открыт.

Признаки диплоидного организма определяются взаимодействиями между аллелями .

Аллель - одна из двух или более альтернативных форм гена. Они занимают одинаковые места, сайты или локусы, на гомологичных хромосомах (рис. 4).

Рис. 4. Расположение аллелей

Рассмотрим скрещивание с белыми и красными цветками.

Аллель белой окраски цветка, рецессивный признак, обозначим w , а доминантный аллель красной окраски - W (рис. 5).

Рис. 5. Обозначение признаков

В исследованиях Менделя растения с белыми цветками имели генотип ww , а растения с красными - WW . Особи с генами, которые определяют данный признак, идентичны (имеют две одинаковых аллели), называются гомозиготными особями . При скрещивании растений с данными генотипами все растения в F 1 получают аллель W от материнского растения с красными цветками, и аллель w от растения с белыми цветками, имеют генотип Ww и называются гетерозиготными по гену окраски цветка (рис. 6).

Рис. 6. Скрещивание растений гороха с красными и белыми цветками

Иначе говоря, если организм содержит два одинаковых аллельных гена, то такие организмы называются гомозиготными , если аллельные гены разные, то такие организмы называют гетерозиготными .

Мендель начал исследования со скрещивания растений гороха с разными цветами горошин (желтым, зеленым), и в первом поколении семена у всех растений были желтого цвета. Желтая окраска семян - доминантный признак (рис. 7).

Рис. 7. Скрещивание растений с желтыми и зелеными семенами

При повторе опыта по моногибридному скрещиванию Мендель использовал растения с гладкими и морщинистыми семенами, все растения первого поколения имели гладкие семена (рис. 8). Данная форма плодов является доминантным признаком.

Рис. 8. Скрещивание растений с гладкими и морщинистыми семенами

На основе полученных данных из экспериментов ученый сформулировал правило единообразия гибридов первого поколения:

При скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся по какому-то одному признаку, все потомки гибридов первого поколения (F 1) будут иметь признак одного из родителей, все поколение гибридов будет единообразно по данному признаку.

Мендель продолжил опыты, вырастив растения семян первого поколения. При скрещивании гибридов первого поколения, которые имели желтые семена, наблюдалось расщепление (рис. 9).

Рис. 9. Правило расщепления

¾ растений имели желтые семена, ¼ растений имела зеленые семена.

Явление, при котором скрещивание приводит к образованию части потомства с доминантными признаками и части потомства с рецессивным признаком, называется расщеплением .

Мендель подсчитывал число желтых и зеленых семян в потомстве от многих родительских пар скрещиваемого гороха для статистической надежности полученных результатов. Затем подтвердил характер расщепления гороха опытами с другими признаками, сформулировал правило расщепления:

При скрещивании двух потомков (гибридов) первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление и снова появляются особи с рецессивными признаками, эти особи составляют 1/4 часть от всего числа потомков второго поколения.

Список литературы

Теремов А.В., Петросова Р.А. Биология. Биологические системы и процессы. 10 класс. - М.: 2011. - 223 с.
Сивоглазов В.И. и др. Биология. Общая биология. 10-11класс. Базовый уровень. - 6-е изд., доп. - М.: Дрофа, 2010. - 384 с.
Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. Общая биология. 10-11 класс. - М.: Дрофа, 2005. - 367 с.
Пономарева И.Н. и др. Биология. 10 класс. Базовый уровень. - 2-е изд., перераб. - М.: 2010. - 224 с.
Захаров В.Б. и др. Биология. Общая биология. Профильный уровень. 10 класс. - М.: 2010. - 352 с.

Интернет портал «побиологии.рф» ()
Интернет портал «botan.cc» ()
Интернет портал «blgy.ru» ()

Домашнее задание

Сформулируйте правило единообразия гибридов первого поколения.
Сформулируйте правило расщепления.
Чем определяются признаки диплоидного организма?

Моногибридное скрещивание - скрещивание, при котором скрещиваемые организмы отличаются только одним признаком (например, отцовское растение имеет красные цветки, а материнское - белые).

Основные законы передачи наследственных признаков от поколения к поколению сформулировал в 1865 г. выдающийся австро-чешский исследователь Грегор Мендель. Статья Г. Менделя, напечатанная в малочитаемом журнале, оставалась долгое время неизвестной и приобрела широкую известность лишь в 1900 г.

Основной метод исследования, которым пользовался Г. Мендель и который лег в основу современной генетики, называется гибридологическим. Суть его - в скрещивании (гибридизации) организмов, отличающихся друг от друга по одному или нескольким признакам.

Г. Мендель проводил опыты с горохом. В первых экспериментах он скрещивал сорта гороха, различающиеся цветом семян (желтого и зеленого). Такое скрещивание, при котором родительские организмы отличаются друг от друга по одному изучаемому признаку, называется моногибридным.

Из опытов Г. Менделя по моногибридному скрещиванию следовало, что наследственные признаки организмов (желтая и зеленая окраска семян) определяются дискретными частицами, которые распределяются в потомстве случайным образом. Теперь мы называем их генами. Ген может существовать в разных альтернативных формах - аллелях , которые расположены в одинаковых участках гомологичных хромосом. Любой диплоидный организм содержит в каждой клетке два аллеля любого гена. Так, желтая окраска семян гороха определяется аллелем А, зеленая - аллелем а.

Если организм от отца и матери получает один и тот же аллель, он гомозиготен по данному гену. Мендель скрещивал два сорта гороха, гомозиготные по аллелям желтой и зеленой окраски семян (аа и АА). Если организм получает разные аллели, то он гетерозиготен (Аа) по данному гену.

Половые клетки в результате мейоза получают половинные наборы хромосом и поэтому имеют только один аллель из данной пары - а или А ( правило чистоты гамет). При оплодотворении восстанавливается двойной набор хромосом и, следовательно, в одной клетке могут оказаться оба аллеля. При этом аллели могут оказывать разное влияние на развитие признака. Так, аллель А, определяющий желтую окраску семян, является доминантным и будет полностью подавлять другой - рецессивный - аллель, определяющий зеленую окраску семян. Поэтому в результате скрещивания гомозиготных желтых и гомозиготных зеленых семян в первом поколении (F1) все семена будут иметь желтую окраску ( рис. стр. 32). Гетерозиготы (Аа), содержащие оба аллеля данного гена, не будут отличаться по окраске от гомозигот по доминантному аллелю.

Семена второго поколения (F2), выращенные из гибридных семян путем самоопыления, будут давать расщепление в отношении 3: 1 (3/4 семян гибридов F1 в опытах Г. Менделя имели желтую окраску и 1/4 - зеленую). Это объясняется тем, что гетерозиготы (Аа) способны производить гаметы двух сортов, несущих аллели A и a. При оплодотворении возникает четыре типа зигот - АА + Аа + Аа + аа, что можно записать как АА + 2Аа + аа. Поскольку гетерозиготные семена также окрашены в желтый цвет, получается соотношение желтых и зеленых, равное 3: 1 (