Второй закон г менделя называется законом: Второй закон Менделя

Содержание

Второй закон Менделя

Получив единообразные гибриды первого поколения от скрещивания двух разных чистых линий гороха, различающихся только по одному признаку, Мендель продолжил опыт с семенами F1. Он позволил гибридам первого поколения гороха самоопыляться, в результате получил гибриды второго поколения – F2.

Оказалось, что у части растений второго поколения появлялся признак, отсутствующий у F1, но присутствующий у одного из родителей (P). Следовательно, он присутствовал в F1 в скрытом виде. Мендель назвал этот признак рецессивным.

Статистический анализ показал, что во втором поколении количество растений с доминантным признаком относится к количеству растений с рецессивным признаком как 3 : 1.

Второй закон Менделя называется законом расщепления, так как единообразные гибриды первого поколения дают разное потомство, то есть как бы расщепляются.

Объясняется второй закон Менделя следующим образом. Гибриды первого поколения от скрещивания двух чистых линий являются гетерозиготами (

Aa). Они образуют два типа гамет: A и a. С равной вероятностью могут получиться следующие зиготы: AA, Aa, aA, aa. Действительно, допустим растение образовало 1000 яйцеклеток, 500 из которых несут ген A, 500 — ген a. Также образовалось 500 спермиев A и 500 спермиев a. По теории вероятности приблизительно:

  • 250 яйцеклеток A будут оплодотворены 250 спермиями A, получено 250 зигот AA;

  • 250 яйцеклеток A будут оплодотворены 250 спермиями a, получено 250 зигот Aa;

  • 250 яйцеклеток a будут оплодотворены 250 спермиями A, получено 250 зигот aA;

  • 250 яйцеклеток a будут оплодотворены 250 спермиями a, получено 250 зигот aa.

Поскольку генотипы Aa и aA — это одно и то же, получаем следующее распределение второго поколения по генотипу: 250AA : 500Aa : 250aa. После сокращения получаем соотношение AA : 2Aa : aa, или 1 : 2 : 1.

Поскольку при полном доминировании генотипы AA и Aa проявляются фенотипически одинаково, то расщепление по фенотипу будет 3 : 1. Это и наблюдал Мендель: ¼ часть растений во втором поколении оказалась с рецессивным признаком (например, с зелеными семенами).

Ниже на схеме, представленной в виде решетки Пеннета, изображено скрещивание между собой (или самоопыление) гибридов первого поколения (Bb), которые были получены ранее в результате скрещивания чистых линий с белыми (bb

) и розовыми (BB) цветками. Гибриды F1 производят гаметы B и b. Встречаясь в разных комбинациях, в F2 они образуют три разновидности генотипа и две разновидности фенотипа.

Второй закон Менделя является следствием закона чистоты гамет: в гамету попадает только один аллель гена родителя. Другими словами, гамета чиста от другого аллеля. До открытия и изучения мейоза данный закон был гипотезой.

Мендель сформулировал гипотезу чистоты гамет, опираясь на результаты своих исследований, так как расщепление гибридов во втором поколении могло наблюдаться лишь в том случае, если «наследственные факторы» сохранялись, при том, что могли не проявляться. Они не смешивались, а каждый родитель мог передавать каждому потомку только один из них, но любой.

3 закона Менделя — Генетика

Определение

Закон расщепления, или второй закон Менделя: при скрещивании двух гетерозиготных потомков первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление в определенном числовом отношении: по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1.

Скрещиванием организмов двух чистых линий, различающихся по проявлениям одного изучаемого признака, за которые отвечаюталлели одного гена, называется моногибридное скрещивание.

Явление, при котором скрещивание гетерозиготных особей приводит к образованию потомства, часть которого несёт доминантный признак, а часть — рецессивный, называется расщеплением. Следовательно, расщепление — это распределение доминантных и рецессивных признаков среди потомства в определённом числовом соотношении. Рецессивный признак у гибридов первого поколения не исчезает, а только подавляется и проявляется во втором гибридном поколении.

[править]Объяснение

Закон чистоты гамет: в каждую гамету попадает только одна аллель из пары аллелей данного гена родительской особи.

В норме гамета всегда чиста от второго гена аллельной пары. Этот факт, который во времена Менделя не мог быть твердо установлен, называют также гипотезой чистоты гамет. В дальнейшем эта гипотеза была подтверждена цитологическими наблюдениями. Из всех закономерностей наследования, установленных Менделем, данный «Закон» носит наиболее общий характер (выполняется при наиболее широком круге условий).

Гипотеза чистоты гамет. Мендель предположил, что при образовании гибридов наследственные факторы не смешиваются, а сохраняются в неизменном виде. У гибрида присутствуют оба фактора — доминантный и рецессивный, но проявление признака определяет доминантный наследственный фактор, рецессивный же подавляется. Связь между поколениями при половом размножении осуществляется через половые клетки — гаметы. Следовательно, необходимо допустить, что каждая гамета несет только один фактор из пары. Тогда при оплодотворении слияние двух гамет, каждая из которых несет рецессивный наследственный фактор, будет приводить к образованию организма с рецессивным признаком, проявляющимся фенотипически. Слияние же гамет, каждая из которых несет доминантный фактор, или же двух гамет, одна из которых содержит доминантный, а другая рецессивный фактор, будет приводить к развитию организма с доминантным признаком. Таким образом, появление во втором поколении рецессивного признака одного из родителей может быть только при двух условиях: 1) если у гибридов наследственные факторы сохраняются в неизменном виде; 2) если половые клетки содержат только один наследственный фактор из аллельной пары. Расщепление потомства при скрещивании гетерозиготных особей Мендель объяснил тем, что гаметы генетически чисты, то есть несут только один ген из аллельнои пары. Гипотезу (теперь ее называют законом) чистоты гамет можно сформулировать следующим образом: при образовании половых клеток в каждую гамету попадает только один аллель из пары аллелей данного гена.

Известно, что в каждой клетке организма в большинстве случаев имеется совершенно одинаковый диплоидный набор хромосом. Двегомологичные хромосомы обычно содержат каждая по одному аллелю данного гена. Генетически «чистые» гаметы образуются следующим образом:

Основные этапы мейоза

На схеме показан мейоз клетки с диплоидным набором 2n=4 (две пары гомологичных хромосом). Отцовские и материнские хромосомы обозначены разным цветом.

В процессе образования гамет у гибрида гомологичные хромосомы во время I мейотического деления попадают в разные клетки. При слиянии мужских и женских гамет получается зигота с диплоидным набором хромосом. При этом половину хромосом зигота получает от отцовского организма, половину — от материнского. По данной паре хромосом (и данной паре аллелей) образуются два сорта гамет. При оплодотворении гаметы, несущие одинаковые или разные аллели, случайно встречаются друг с другом. В силу статистической вероятности при достаточно большом количестве гамет в потомстве 25 % генотипов будут гомозиготными доминантными, 50 % — гетерозиготными, 25 % — гомозиготными рецессивными, то есть устанавливается отношение 1АА:2Аа:1аа (расщепление по генотипу 1:2:1). Соответственно по фенотипу потомство второго поколения при моногибридном скрещивании распределяется в отношении 3:1 (3/4 особей с доминантным признаком, 1/4 особей с рецессивным). Таким образом, при моногибридном скрещивании цитологическая основа расщепления признаков — расхождение гомологичных хромосом и образование гаплоидных половых клеток в мейозе.

Тест по биологии «Первый закон Менделя – закон единообразия гибридов первого поколения. Второй закон Менделя – закон расщепления признаков».

Тест.

Вариант 1.

1. Исследованием закономерностей наследственности и изменчивости занимается

наука:

А. Селекция;

В. Физиология;

С. Экология;

D. Генетика.

2. Свойство родительских организмов передавать свои признаки и особенности

развития потомства называют:

А. Изменчивостью;

В. Наследственностью;

С. Приспособленностью;

D. Выживаемостью.

3. Признак, который проявляется сразу же в первом поколении и подавляет

противоположного признака, называют:

А. Доминантным;

В. Рецессивным;

С. Промежуточным;

D. Ненаследственным.

4. Совокупность генов, полученных потомством от родителей, называют:

А. Фенотипом;

В. Гомозиготой;

С. Гетерозиготой;

D. Генотипом.

5. Материальной основой наследственности являются:

А. Гены, расположенные в молекуле ДНК;

В. Молекулы АТФ;

С. Молекулы белка;

D. Хлоропласты и митохондрии.

6.Гибриды первого поколения при дальнейшем размножении дают расщепление

3:1.

А.Закона Моргана;

В.Первого закона Менделя;

С.Второго закона Менделя;

D.Правила Менделя.

Тест

Вариант 2.

1. Генетика занимается изучением:

А. Процессов жизнедеятельности организмов;

В. Классификацией организмов;

С. Закономерностей наследственности и изменчивости организмов;

D. Взаимосвязей организмов и среды обитания.

2. Наследственность – это свойство организмов:

А. Взаимодействовать со средой обитания;

В. Реагировать на изменение окружающей среды;

С. Передавать свои признаки и особенности

D. Приобретать новые признаки в процессе индивидуального

развития.

3. Гены, расположенные в молекуле ДНК, представляют собой:

А. Вещество, содержащее богатые энергией связи;

В. Материальные основы наследственности;

С. Вещества, которые ускоряют химические реакции в клетке;

D. Полипептидную цепь, выполняющую многие функции в клетке.

4. Генотип – это совокупность:

А. Генов, полученная потомством от родителей;

В. Внешних признаков организма;

С. Внутренних признаков организма;

D. Реакций организма на воздействие среды.

5. Скрещивание особей, отличающихся по одной паре признаков, называют:

А. Полигибридным;

В. Анализирующим;

С. Дигибридным;

D. Моногибридным.

6. Признак, который у особи внешне не проявляется, называют:

А. Рецессивным;

В. Доминантным;Добродиенко Гульмира Ренатовна

С. Промежуточным;

D. Модификацией.

Третий закон менделя называется. Третий закон менделя, закон независимого комбинирования. Закон расщепления признаков

Грегор Мендель в XIX веке, проводя исследования на горохе посевном, выявил три основные закономерности наследования признаков, которые носят название трех законов Менделя. Первые два закона касаются моногибридного скрещивания (когда берут родительские формы, отличающиеся только по одному признаку), третий закон был выявлен при дигибридном скрещивании (родительские формы исследуются по двум разным признакам).

Первый закон Менделя. Закон единообразия гибридов первого поколения

Мендель взял для скрещивания растения гороха, отличающиеся по одному признаку (например, по окраске семян). Одни имели желтые семена, другие — зеленые. После перекрестного опыления получаются гибриды первого поколения (F 1). Все они имели желтый цвет семян, т. е. были единообразны. Фенотипический признак, определяющий зеленый цвет семян, исчез.

Второй закон Менделя. Закон расщепления

Мендель посадил гибриды первого поколения гороха (которые все были желтыми) и позволил им самоопыляться. В итоге были получены семена, представляющие собой гибриды второго поколения (F 2). Среди них уже встречались не только желтые, но и зеленые семена, т. е. произошло расщепление. При этом отношение желтых к зеленым семенам было 3: 1.

Появление зеленых семян во втором поколении доказывало то, что этот признак не исчезал или растворялся у гибридов первого поколения, а существовал в дискретном состоянии, но просто был подавлен. В науку были введены понятия о доминантном и рецессивном аллеле гена (Мендель называл их по-другому). Доминантный аллель подавляет рецессивный.

У чистой линии желтого гороха два доминантных аллеля — AA. У чистой линии зеленого гороха два рецессивных аллеля — aa. При мейозе в каждую гамету попадает только один аллель. Таким образом, горох с желтыми семенами образует только гаметы, содержащие аллель A. Горох с зелеными семенами образует гаметы, содержащие аллель a. При скрещивании они дают гибриды Aa (первое поколение). Поскольку доминантный аллель в данном случае полностью подавляет рецессивный, то и наблюдался желтый цвет семян у всех гибридов первого поколения.

Гибриды первого поколения уже дают гаметы A и a. При самоопылении, случайно комбинируясь между собой, они образуют генотипы AA, Aa, aa. Причем гетерозиготный генотип Aa будет встречаться в два раза чаще (так как Aa и aA), чем каждый гомозиготный (AA и aa). Таким образом получаем 1AA: 2Aa: 1aa. Поскольку Aa дает желтый цвет семян как и AA, то выходит, что на 3 желтых приходится 1 зеленый.

Третий закон Менделя. Закон независимого наследования разных признаков

Мендель провел дигибридное скрещивание, т. е. взял для скрещивания растения гороха, отличающиеся по двум признакам (например, по цвету и морщинистости семян). Одна чистая линия гороха имела желтые и гладкие семена, а вторая — зеленые и морщинистые. Все их гибриды первого поколения имели желтые и гладкие семена.

Во втором поколении ожидаемо произошло расщепление (у части семян проявился зеленый цвет и морщинистость). Однако при этом наблюдались растения не только с желтыми гладкими и зелеными морщинистыми семенами, но и с желтыми морщинистыми, а также зелеными гладкими. Другими словами, произошла перекомбинация признаков, говорящая о том, что наследование цвета и формы семян происходит независимо друг от друга.

Действительно, если гены цвета семян находится в одной паре гомологичных хромосом, а гены, определяющие форму, — в другой, то при мейозе они могут независимо друг от друга комбинироваться. В результате гаметы могут содержать как аллели желтого цвета и гладкой формы (AB), так и желтого цвета и морщинистой формы (Ab), а также зеленой гладкой (aB) и зеленой морщинистой (ab). При комбинации гамет между собой с разной вероятностью образуется девять типов гибридов второго поколения: AABB, AABb, AaBB, AaBb, AAbb, Aabb, aaBB, aaBb, aabb. При этом по фенотипу будет наблюдаться расщепление на четыре типа в отношении 9 (желтых гладких) : 3 (желтых морщинистых) : 3 (зеленых гладких) : 1 (зеленых морщинистых). Для наглядности и подробного анализа строят решетку Пеннета.

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

Закон проявляется, как правило, для тех пар признаков, гены которых находятся вне гомологичных хромосомах. Если обозначить буквой и число аллельных пар в негомологичных хромосомах, то число фенотипических классов будет определяться формулой 2n, а число генотипических классов — 3n. При неполном доминировании количество фенотипических и генотипических классов совпадает.

Условия независимого наследования и комбинирования неаллельных генов.

Изучая рас­щепление при дигибридном скрещива­нии, Мендель обнаружил, что призна­ки наследуются независимо друг от друга. Эта закономерность, известная как правило независимого комбиниро­вания признаков, формулируется сле­дующим образом: при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся двумя (или более) парами альтерна­тивных признаков, во втором поколе­нии F 2 ) наблюдается независимое на­следование и комбинирование призна­ков, если гены, определяющие их, рас­положены в различных гомологичных хромосомах. Это возможно, так как при мейозе распределение (комбини­рование) хромосом в половых клетках при их созревании идет независимо, что может привести к появлению по­томков, несущих признаки в сочета­ниях, не свойственных родительским и прародительским особям. Вступают в брак дигетерозиготы по окраске глаз и способности лучше владеть правой рукой (АаВ b ). При формировании гамет аллель А может оказаться в одной гамете как с аллелем В, так и с аллелем b . Точно так же аллель а может попасть в одну гамету либо с аллелем В, либо с аллелем b . Следовательно, у дигетерозиготной особи образуются четыре возможные комбинации генов в гаметах: АВ, А b , аВ, а b . Всех типов гамет будет поров­ну (по 25%).

Это несложно объяснить поведением хромосом при мейозе. Негомологич­ные хромосомы при мейозе могут ком­бинироваться в любых сочетаниях, поэтому хромосома, несущая аллель А, равновероятно может отойти в гаме­ту как с хромосомой, несущей аллель В так и с хромосомой, несущей аллель b . Точно так же хромосома, несущая аллель а, может комбинироваться как с хромосомой, несущей аллель В, так и с хромосомой, несущей аллель b. Итак, дигетерозиготная особь обра­зует 4 типа гамет. Естественно, что при скрещивании этих гетерозигот­ных особей любая из четырех типов гамет одного родителя может быть оплодотворена любой из четырех ти­пов гамет, сформированных другим родителем, т. е. возможны 16 комби­наций. Такое же число комбинаций следует ожидать по законам комбина­торики.

При подсчете фенотипов, записанных на решетке Пеннета, оказывается, что из 16 возможных комбинаций во втором поколении в 9 реализуются два доминантных признака (АВ, в на­шем примере — кареглазые правши), в 3-первый признак доминантный, второй рецессивный b , в нашем при­мере — кареглазые левши), еще в 3 — первый признак рецессивный, вто­рой — доминантный (аВ, т. е. голубо­глазые правши), а в одной — оба при­знака рецессивные b , в данном слу­чае — голубоглазый левша). Произош­ло расщепление по фенотипу в соот­ношении 9:3:3:1.

Если при дигнбридном скрещивании во втором поколении последовательно провести подсчет полученных особей по каждому признаку в отдельности до результат получится такой же, как при моногчбридном скрещивании, т.e. 3: 1.

В нашем примере при расщеплении по окраске глаз получается соотно­шение: кареглазых 12/16, голубогла­зых 4/16, по другому признаку — правшей 12/16, левшей 4/16, т. е. известное соотношение 3:1.

Дигетерозигота образует четыре ти­па гамет, поэтому при скрещивании с рецессивной гомозиготой наблюдается четыре типа потомков; при этом рас­щепление как по фенотипу, так и по генотипу происходит в соотношении 1:1:1:1.

При подсчете фенотипов, получен­ных в этом случае, наблюдается рас­щепление в соотношении 27: 9: 9: 9: :3: 3: 3: 1. Это следствие того, что принятые нами во внимание признаки: способность лучше владеть правой рукой, окраска глаз и резус-фактор контролируются генами, локализован­ными в разных хромосомах, и вероят­ность встречи хромосомы, несущей ген А, с хромосомой, несущей ген В или R , зависит полностью от случайности, так как та же хромосома с геном А в равной степени могла встретиться с хромосомой, несущей ген b или r.

В более общей форме, при любых скрещиваниях, расщепление по фено­типу происходит по формуле (3 + 1) n , где п — число пар признаков, приня­тых во внимание при скрещивании.

Цитологические основы и универсальность законов Менделя.

1) парности хромосом (парности генов, обусловливающих возможность развития какого-либо признака)

2) особенностях мейоза (процессах, происходящих в мейозе, которые обеспечивают независимое расхождение хромосом с находящимися на них генами к разным пблюсам клетки, а затем и в разные гаметы)

3) особенностях процесса оплодотворения (случайного комбинирования хромосом, несущих по одному гену из каждой аллельной пары)

Менделирующие признаки человека.

Доминантные признаки Рецессивные признаки
Волосы: темные вьющиеся не рыжие Волосы: светлые прямые рыжие
Глаза: карие большие Глаза:

маленькие

Близорукость Нормальное зрение
Ресницы длинные Ресницы короткие
Нос с горбинкой Прямой нос
Свободная мочка уха Приросшая мочка уха
Широкая щель между резцами Узкая щель между резцами или ее отсутствие
Полные губы Тонкие губы
Наличие веснушек Отсутствие веснушек
Шестипалость Нормальное строение конечностей
Лучшее владение правой рукой Лучшее владение левой рукой
Наличие пигмента Альбинизм
Положительный резус-фактор Отрицательный резус-фактор

Усовершенствование гибридиологического метода позволило Г. Менделю выявить ряд важнейших закономерностей наследования признаков у гороха, которые, как оказалось впоследствии, справедливы для всех диплоидных организмов, размножающихся половым путем.

Описывая результаты скрещиваний, сам Мендель не интерпретировал установленные им факты как некие законы. Но после их переоткрытия и подтверждения на растительных и животных объектах, эти повторяющиеся при определенных условиях явления стали называть законами наследования признаков у гибридов.

Некоторые исследователи выделяют не три, а два закона Менделя. При этом некоторые ученые объединяют первый и второй законы, считая, что первый закон является частью второго и описывает генотипы и фенотипы потомков первого поколения (F1). Другие исследователи объединяют в один второй и третий законы, полагая, что «закон независимого комбинирования» есть в сущности «закон независимости расщепления», протекающего одновременно по разным парам аллелей. Однако в отечественной литературе речь идет о трех законах Менделя.

Крупная научная удача Менделя состояла в том, что выбранные им семь признаков определялись генами на разных хромосомах, что исключало возможное сцепленное наследование. Он обнаружил, что:

1) У гибридов первого поколения присутствует признак только одной родительской формы, а другой «исчезает». Это закон единообразия гибридов первого поколения.

2) Во втором поколении наблюдается расщепление: три четверти потомков имеют признак гибридов первого поколения, а четверть — «исчезнувший» в первом поколении признак. Это закон расщепления.

3) Каждая пара признаков наследуется независимо от другой пары. Это закон независимого наследования.

Разумеется, Мендель не знал, что эти положения со временем назовут первым, вторым и третьим законами Менделя.

Современная формулировка законов

Первый закон Менделя

Закон единообразия гибридов первого поколения — при скрещивании двух гомозиготных организмов, относящихся к разным чистым линиям и отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных проявлений признака, всё первое поколение гибридов (F1) окажется единообразным и будет нести проявление признака одного из родителей.

Этот закон также известен как «закон доминирования признаков». Его формулировка основывается на понятии чистой линии относительно исследуемого признака — на современном языке это означает гомозиготность особей по этому признаку.

Второй закон Менделя

Закон расщепления — при скрещивании двух гетерозиготных потомков первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление в определенном числовом отношении: по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1.

Явление, при котором скрещивание гетерозиготных особей приводит к образованию потомства, часть которого несёт доминантный признак, а часть — рецессивный, называется расщеплением. Следовательно, расщепление — это распределение (рекомбинация) доминантных и рецессивных признаков среди потомства в определённом числовом соотношении. Рецессивный признак у гибридов первого поколения не исчезает, а только подавляется и проявляется во втором гибридном поколении.

Расщепление потомства при скрещивании гетерозиготных особей объясняется тем, что гаметы генетически чисты, то есть несут только один ген из аллельной пары. Закон чистоты гамет можно сформулировать следующим образом: при образовании половых клеток в каждую гамету попадает только один аллель из пары аллелей данного гена. Цитологическая основа расщепления признаков — расхождение гомологичных хромосом и образование гаплоидных половых клеток в мейозе (рис.4).

Рис.4.

Пример иллюстрирует скрещивание растений с гладкими и морщинистыми семенами. Изображены только две пары хромосом, в одной из этих пар находится ген, ответственный за форму семян. У растений с гладкими семенами мейоз приводит к образованию гамет с аллелем гладкости (R), а у растений с морщинистыми семенами — гамет с аллелем морщинистости (r). Гибриды первого поколения F1 имеют одну хромосому с аллелем гладкости и одну — с аллелем морщинистости. Мейоз в F1 приводит к образованию в равном числе гамет с R и с r. Случайное попарное объединение этих гамет при оплодотворении приводит в поколении F2 к появлению особей с гладкими и морщинистыми горошинами в отношении 3:1.

Третий закон Менделя

Закон независимого наследования — при скрещивании двух особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях (как и при моногибридном скрещивании).

Менделеевский закон независимого наследования можно объяснить перемещением хромосом во время мейоза (рис.5). При образовании гамет распределение между ними аллелей из данной пары гомологичных хромосом происходит независимо от распределения аллелей из других пар. Именно случайное расположение гомологичных хромосом на экваторе веретена в метафазе I мейоза и их последующее расположение в анафазе I ведет к разнообразию рекомбинаций аллелей в гаметах. Число возможных сочетаний аллелей в мужских или женских гаметах можно определить по общей формуле 2n , где n — гаплоидное число хромосом. У человека n=23, а возможное число различных сочетаний составляет 223=8 388 608.


Рис.5. Объяснение менделевского закона независимого распределения факторов (аллелей) R, r, Y, y как результата независимого расхождения разных пар гомологичных хромосом в мейозе. Скрещивание растений, отличающихся по форме и цвету семян (гладкие желтые Ч зеленые морщинистые), дает гибридные растения, у которых в хромосомах одной гомологичной пары содержатся аллели R и r, а другой гомологичной пары — аллели Y и y. В метафазе I мейоза хромосомы, полученные от каждого из родителей, могут с равной вероятностью отходить либо к одному и тому же полюсу веретена (левый рисунок), либо к разным (правый рисунок). В первом случае возникают гаметы, содержащие те же комбинации генов (YR и yr), что и у родителей, во втором случае — альтернативные сочетания генов (Yr и yR). В результате с вероятностью 1/4образуются четыре типа гамет, случайная комбинация этих типов приводит к расщеплению потомства 9:3:3:1, как это и наблюдалось Менделем.

Чешский исследователь Грегор Мендель (1822-1884) считается основателем генетики , так как он первым, еще до того как оформилась эта наука, сформулировал основные законы наследования. Многие ученые до Менделя, в том числе выдающийся немецкий гибридизатор XVIII в. И. Кельрейтер, отмечали, что при скрещивании растений, принадлежащих к различным разновидностям, в гибридном потомстве наблюдается большая изменчивость. Однако объяснить сложное расщепление и, тем более, свести его к точным формулам никто не сумел из-за отсутствия научного метода гибридологического анализа.

Именно благодаря разработке гибридологического метода Менделю удалось избежать трудностей, запутавших более ранних исследователей. О результатах своей работы Г. Мендель доложил в 1865 г. на заседании Общества естествоиспытателей в г. Брюнна. Сама работа под названием “Опыты над растительными гибридами” была позже напечатана в “Трудах” этого общества, но не получила надлежащей оценки современников и оставалась забытой в течение 35 лет.

Будучи монахом, свои классические опыты по скрещиванию различных сортов гороха Г. Мендель проводил в монастырском саду в г. Брюнна. Он отобрал 22 сорта гороха, которые имели четкие альтернативные различия по семи признакам: семена желтые и зеленые, гладкие и морщинистые, цветки красные и белые, растения высокие и низкие и т.д. Важным условием гибридологического метода было обязательное использование в качестве родителей чистых, т.е. не расщепляющихся по изучаемым признакам форм.

Большую роль в успехе исследований Менделя сыграл удачный выбор объекта. Горох посевной — самоопылитель. Для получения гибридов первого поколения Мендель кастрировал цветки материнского растения (удалял пыльники) и производил искусственное опыление пестиков пыльцой мужского родителя. При получении гибридов второго поколения эта процедура уже была не нужна: он просто оставлял гибриды F 1 самоопыляться, что делало эксперимент менее трудоемким. Растения гороха размножались исключительно половым способом, так что ни какие отклонения не могли исказить результаты опыта. И, наконец, у гороха Мендель обнаружил достаточное для анализа количество пар ярко контрастирующих (альтернативных) и легко различимых пар признаков.

Мендель начал анализ с самого простого типа скрещивания — моногибридного, при котором у родительских особей имеются различия по одной паре признаков. Первой закономерностью наследования, обнаруженной Менделем, было то, что все гибриды первого поколения имели одинаковый фенотип и наследовали признак одного из родителей. Этот признак Мендель назвал доминантным. Альтернативный ему признак другого родителя, не проявившийся у гибридов, был назван рецессивным. Открытая закономерность получила названия I закона Менделя, или закона единообразия гибридов I-го поколения . В ходе анализа второго поколения была установлена вторая закономерность: расщепление гибридов на два фенотипических класса (с доминантным признаком и с рецессивным признаком) в определенных числовых отношениях. Путем подсчета количества особей в каждом фенотипическом классе Мендель установил, что расщепление в моногибридном скрещивании соответствует формуле 3: 1 (на три растения с доминантным признаком, одно — с рецессивным). Эта закономерность получила название II закона Менделя, или закона расщепления . Открытые закономерности проявлялись при анализе всех семи пар признаков, на основании чего автор пришел к выводу об их универсальности. При самоопылении гибридов F 2 Мендель получил следующие результаты. Растения с белыми цветами давали потомство только с белыми цветками. Растения с красными цветками вели себя по-разному. Лишь третья часть их давала единообразное потомство с красными цветами. Потомство остальных расщеплялось в отношении красной и белой окраски в соотношении 3: 1.

Ниже приведена схема наследования окраски цветков гороха, иллюстрирующая I и II законы Менделя.

При попытке объяснить цитологические основы открытых закономерностей Мендель сформулировал представление о дискретных наследственных задатках, содержащихся в гаметах и определяющих развитие парных альтернативных признаков. Каждая гамета несет по одному наследственному задатку, т.е. является “чистой”. После оплодотворения зигота получает два наследственных задатка (один — от матери, другой — от отца), которые не смешиваются и в дальнейшем при образовании гибридом гамет также попадают в разные гаметы. Эта гипотеза Менделя получила название правила “чистоты гамет”. От комбинации наследственных задатков в зиготе зависит то, каким признаком будет обладать гибрид. Задаток, определяющий развитие доминантного признака, Мендель обозначал заглавной буквой (А ), а рецессивный — прописной (а ). Сочетание АА и Аа в зиготе определяет развитие у гибрида доминантного признака. Рецессивный признак проявляется только при комбинации аа .

В 1902 г. В. Бетсон предложил обозначить явление парности признаков термином “аллеломорфизм”, а сами признаки, соответственно, “аллеломорфными”. По его же предложению, организмы, содержащие одинаковые наследственные задатки, стали называть гомозиготными, а содержащие разные задатки — гетерозиготными. Позже, термин “аллеломорфизм” был заменен более кратким термином “аллелизм” (Иогансен, 1926), а наследственные задатки (гены), отвечающие за развитие альтернативных признаков были названы “аллельными”.

Гибридологический анализ предусматривает реципрокное скрещивание родительских форм, т.е. использования одной и той же особи сначала в качестве материнского родителя (прямое скрещивание), а затем в качестве отцовского (обратное скрещивание). Если в обоих скрещиваниях получаются одинаковые результаты, соответствующие законам Менделя, то это говорит о том, что анализируемый признак определяется аутосомным геном. В противном случае имеет место сцепление признака с полом, обусловленное локализацией гена в половой хромосоме.


Буквенные обозначения: Р — родительская особь, F — гибридная особь, ♀ и ♂ — женская или мужская особь (или гамета),
заглавная буква (А) — доминантный наследственный задаток (ген), строчная буква (а) — рецессивный ген.

Среди гибридов второго поколения с желтой окраской семян есть как доминантные гомозиготы, так и гетерозиготы. Для определения конкретного генотипа гибрида Мендель предложил проводить скрещивание гибрида с гомозиготной рецессивной формой. Оно получило название анализирующего. При скрещивании гетерозиготы (Аа ) с линией анализатором (аа) наблюдается расщепление и по генотипу, и по фенотипу в соотношении 1: 1.

Если гомозиготной рецессивной формой является один из родителей, то анализирующее скрещивание одновременно становится беккроссом — возвратным скрещиванием гибрида с родительской формой. Потомство от такого скрещивания обозначают F b .

Закономерности, обнаруженные Менделем при анализе моногибридного скрещивания, проявлялись также и в дигибридном скрещивании, в котором родители различались по двум парам альтернативных признаков (например, желтая и зеленая окраска семян, гладкая и морщинистая форма). Однако количество фенотипических классов в F 2 возрастало вдвое, а формула расщепления по фенотипу была 9: 3: 3: 1 (на 9 особей с двумя доминантными признаками, по три особи — с одним доминантным и одним рецессивным признаком и одна особь с двумя рецессивными признаками).

Для облегчения анализа расщепления в F 2 английский генетик Р. Пеннет предложил его графическое изображение в виде решетки, которую стали называть по его имени (решеткой Пеннета ). Слева по вертикали в ней располагаются женские гаметы гибрида F 1 , справа — мужские. Во внутренние квадраты решетки вписываются сочетания генов, возникающие при их слиянии, и соответствующий каждому генотипу фенотип. Если гаметы располагать в решетке в той последовательности, какая представлена на схеме, то в решетке можно заметить порядок в расположении генотипов: по одной диагонали располагаются все гомозиготы, по другой — гетерозиготы по двум генам (дигетерозиготы). Все остальные клетки заняты моногетерозиготами (гетерозиготами по одному гену).

Расщепление в F 2 можно представить, используя фенотипические радикалы, т.е. указывая не весь генотип, а только гены, которые определяют фенотип. Эта запись выглядит следующим образом:

Черточки в радикалах означают, что вторые аллельные гены могут быть как доминантными, так и рецессивными, фенотип при этом будет одинаковым.

Схема дигибридного скрещивания
(решетка Пеннета)


AB Ab aB ab
AB AABB
желт. гл.
AABb
желт. гл.
AaBB
желт. гл.
AaBb
желт. гл.
Ab AABb
желт. гл.
AAbb
желт. морщ.
AaBb
желт. гл.
Aabb
желт. морщ.
aB AaBB
желт. гл.
AaBb
желт. гл.
aaBB
зел. гл.
aaBb
зел. гл.
ab AaBb
желт. гл.
Aabb
желт. морщ.
aaBb
зел. гл.

aabb
зел. морщ.

Общее количество генотипов F 2 в решетке Пеннета — 16, но разных — 9, так как некоторые генотипы повторяются. Частота разных генотипов описывается правилом:

В F 2 дигибридного скрещивания все гомозиготы встречаются один раз, моногетерозиготы — два раза и дигетерозиготы — четыре раза. В решетке Пеннета представлены 4 гомозиготы, 8 моногетерозигот и 4 дигетерозиготы.

Расщепление по генотипу соответствует следующей формуле:

1ААВВ: 2ААВb: 1ААbb: 2АаВВ: 4АаВb: 2Ааbb: 1ааВВ: 2ааВb: 1ааbb.

Сокращенно — 1: 2: 1: 2: 4: 2: 1: 2: 1.

Среди гибридов F 2 только два генотипа повторяют генотипы родительских форм: ААВВ и ааbb ; в остальных произошла перекомбинация родительских генов. Она привела к появлению двух новых фенотипических классов: желтых морщинистых семян и зеленых гладких.

Проведя анализ результатов дигибридного скрещивания по каждой паре признаков отдельно, Мендель установил третью закономерность: независимый характер наследования разных пар признаков (III закон Менделя ). Независимость выражается в том, что расщепление по каждой паре признаков соответствует формуле моногибридного скрещивания 3: 1. Таким образом, дигибридное скрещивание можно представить как два одновременно идущих моногибридных.

Как было установлено позже, независимый тип наследования обусловлен локализацией генов в разных парах гомологичных хромосом. Цитологическую основу менделевского расщепления составляет поведение хромосом в процессе клеточного деления и последующее слияние гамет во время оплодотворения. В профазе I редукционного деления мейоза гомологичные хромосомы коньюгируют, а затем в анафазе I расходятся к разным полюсам, благодаря чему аллельные гены не могут попасть в одну гамету. Негомологичные хромосомы при расхождении свободно комбинируются друг с другом и отходят к полюсам в разных сочетаниях. Этим обусловлена генетическая неоднородность половых клеток, а после их слияния в процессе оплодотворения — генетическая неоднородность зигот, и как следствие, генотипическое и фенотипическое разнообразие потомства.

Независимое наследование разных пар признаков позволяет легко рассчитывать формулы расщепления в ди- и полигибридных скрещиваниях, так как в их основе лежат простые формулы моногибридного скрещивания. При расчете используется закон вероятности (вероятность встречаемости двух и более явлений одновременно равна произведению их вероятностей). Дигибридное скрещивание можно разложить на два, тригибридное — на три независимых моногибридных скрещивания, в каждом из которых вероятность проявления двух разных признаков в F 2 равна 3: 1. Следовательно, формула расщепления по фенотипу в F 2 дигибридного скрещивания будет:

(3: 1) 2 = 9: 3: 3: 1,

тригибридного (3: 1) 3 = 27: 9: 9: 9: 3: 3: 3: 1 и т.д.

Число фенотипов в F 2 полигибридного скрещивания равно 2 n , где n — число пар признаков, по которым различаются родительские особи.

Формулы расчета других характеристик гибридов представлены в таблице 1.

Таблица 1. Количественные закономерности расщепленияв гибридном потомстве
при различных типах скрещиваний

Количественная характеристика Тип скрещивания
моногибридное дигибридное полигибридное
Число типов гамет, образуемых гибридом F 1 2 2 2 2 n
Число комбинаций гамет при образовании F 2 4 4 2 4 n
Число фенотипов F 2 2 2 2 2 n
Число генотипов F 2 3 3 2 3

Расщепление по фенотипу в F 2

3: 1 (3: 1) 2 (3: 1) n
Расщепление по генотипу в F 2 1: 2: 1 (1: 2: 1) 2 (1: 2: 1) n

Проявление закономерностей наследования, открытых Менделем, возможно только при определенных условиях (не зависящих от экспериментатора). Ими являются:

  1. Равновероятное образование гибридом всех сортов гамет.
  2. Всевозможное сочетание гамет в процессе оплодотворения.
  3. Одинаковая жизнеспособность всех сортов зигот.

Если эти условия не реализуются, то характер расщепления в гибридном потомстве изменяется.

Первое условие может быть нарушено по причине нежизнеспособности того или иного типа гамет, возможной вследствие различных причин, например, негативного действия другого гена, проявляющегося на гаметическом уровне.

Второе условие нарушается в случае селективного оплодотворения, при котором наблюдается предпочтительное слияние определенных сортов гамет. При этом гамета с одним и тем же геном может вести себя в процессе оплодотворения по-разному, в зависимости от того является ли она женской или мужской.

Третье условие обычно нарушается, если доминантный ген имеет в гомозиготном состоянии летальный эффект. В этом случае в F 2 моногибридного скрещивания в результате гибели доминантных гомозигот АА вместо расщепления 3: 1 наблюдается расщепление 2: 1. Примером таких генов являются: ген платиновой окраски меха у лисиц, ген серой окраски шерсти у овец породы ширази. (Подробнее в следующей лекции.)

Причиной отклонения от менделевских формул расщепления может также стать неполное проявление признака. Степень проявления действия генов в фенотипе обозначается термином экспрессивность. У некоторых генов она является нестабильной и сильно зависит от внешних условий. Примером может служить рецессивный ген черной окраски тела у дрозофилы (мутация ebony), экспрессивность которого зависит от температуры, вследствие чего особи гетерозиготные по этому гену могут иметь темную окраску.

Открытие Менделем законов наследования более чем на три десятилетия опередило развитие генетики. Опубликованный автором труд “Опыт работы с растительными гибридами” не был понят и по достоинству оценен современниками, в том числе Ч. Дарвиным. Основная причина этого заключается в том, что к моменту публикации работы Менделя еще не были открыты хромосомы и не был описан процесс деления клеток, составляющий, как было сказано выше, цитологическую основу менделевских закономерностей. Кроме того, сам Мендель усомнился в универсальности открытых им закономерностей, когда по совету К. Негели стал проверять полученные результаты на другом объекте — ястребинке. Не зная о том, что ястребинка размножается партеногенетически и, следовательно, у нее нельзя получить гибридов, Мендель был совершенно обескуражен итогами опытов, никак не вписывавшимися в рамки его законов. Под влиянием неудачи он забросил свои исследования.

Признание пришло к Менделю в самом начале ХХ в., когда в 1900 г. три исследователя — Г. де Фриз, К. Корренс и Э. Чермак — независимо друг от друга опубликовали результаты своих исследований, воспроизводящих эксперименты Менделя, и подтвердили правильность его выводов. Поскольку к этому времени был полностью описан митоз, почти полностью мейоз (его полное описание завершилось в 1905 г.), а также процесс оплодотворения, ученые смогли связать поведение менделевских наследственных факторов с поведением хромосом в процессе клеточного деления. Переоткрытие законов Менделя и стало отправной точкой для развития генетики.

Первое десятилетие ХХ в. стало периодом триумфального шествия менделизма. Закономерности, открытые Менделем, были подтверждены при изучении различных признаков как на растительных, так и на животных объектах. Возникло представление об универсальности законов Менделя. Вместе с тем стали накапливаться факты, которые не укладывались в рамки этих законов. Но именно гибридологический метод позволил выяснить природу этих отклонений и подтвердить правильность выводов Менделя.

Все пары признаков, которые были использованы Менделем, наследовались по типу полного доминирования. В этом случае рецессивный ген в гетерозиготе не действует, и фенотип гетерозиготы определяется исключительно доминантным геном. Однако большое число признаков у растений и животных наследуются по типу неполного доминирования. В этом случае гибрид F 1 полностью не воспроизводит признак того или другого родителя. Выражение признака является промежуточным, с большим или меньшим уклонением в ту или другую сторону.

Примером неполного доминирования может быть промежуточная розовая окраска цветков у гибридов ночной красавицы, полученных при скрещивании растений с доминантной красной и рецессивной белой окраской (см. схему).

Схема неполного доминирования при наследовании окраски цветков у ночной красавицы


Как видно из схемы, в скрещивании действует закон единообразия гибридов первого поколения. Все гибриды имеют одинаковую окраску — розовую — в результате неполного доминирования гена А . Во втором поколении разные генотипы имеют ту же частоту, что и в опыте Менделя, а изменяется только формула расщепления по фенотипу. Она совпадает с формулой расщепления по генотипу — 1: 2: 1, так как каждому генотипу соответствует свой признак. Это обстоятельство облегчает проведение анализа, так как отпадает надобность в анализирующем скрещивании.

Существует еще один тип поведения аллельных генов в гетерозиготе. Он называется кодоминированием и описан при изучении наследования групп крови у человека и ряда домашних животных. В этом случае у гибрида, в генотипе которого присутствуют оба аллельных гена, в равной мере проявляются оба альтернативных признака. Кодоминирование наблюдается при наследовании групп крови системы А, В, 0 у человека. У людей с группой АВ (IV группа) в крови присутствуют два разных антигена, синтез которых контролируется двумя аллельными генами.

Переоткрытие законов Менделя Гуго де Фризом в Голландии, Карлом Корренсом в Германии и Эрихом Чермаком в Австрии произошло лишь в 1900 году. В это же время были подняты архивы и найдены старые работы Менделя.

В это время научный мир уже был готов к тому, чтобы воспринять генетику . Началось ее триумфальное шествие. Проверяли справедливость законов о наследовании по Менделю (менделировании) на все новых и новых растениях и животных и получали неизменные подтверждения. Все исключения из правил быстро развивались в новые явления общей теории наследственности.

В настоящее время три основополагающих закона генетики, три закона Менделя , формулируются следующим образом.

Первый закон Менделя. Единообразие гибридов первого поколения. Все признаки организма могут быть в своем доминантном или рецессивном проявлении, которое зависит от присутствующих аллелей данного гена. У каждого организма есть два аллеля каждого гена (2n хромосом). Для проявления доминантного аллеля достаточно одной его копии, для проявления рецессивного — нужны сразу две. Так, генотипы АА и Аа у гороха дают красные цветы, и только генотип аа дает белые. Поэтому, когда мы скрещиваем красный горох с белым:

АА х аа Аа

Мы в результате скрещивания получаем все потомство первого поколения с красными цветами. Однако, не все так просто. Некоторые гены у некоторых организмов могут быть не доминантными и рецессивными, а кодоминантными . В результате такого скрещивания, например, у петунии и космеи, мы получим все первое поколение с розовыми цветами — промежуточным проявлением красного и белого аллелей.

Второй закон Менделя. Расщепление признаков во втором поколении в отношении 3:1. При самоопылении гетерозиготных гибридов первого поколения, несущих доминантный и рецессивный аллели, во втором поколении признаки расщепляются в отношении 3:1.

Скрещивание Менделя можно показать на следующей схеме:

P: AA x aa F1: Aa x Aa F2: AA + Aa + Aa + aa

То есть одно растение F 2 несет гомозиготный доминантный генотип, два — гетерозиготный (но в фенотипе проявляется доминантный аллель!) и одно растение гомозиготно по рецессивному аллелю. Отсюда и получается фенотипическое расщепление признака в отношении 3:1, хотя генотипическое расщепление на самом деле — 1:2:1. В случае кодоминантного признака такое расщепление и наблюдается, например, по цвету цветов у петунии: одно растение с красными цветами, два с розовыми и одно с белыми.

Для дигибридного скрещивания Мендель взял гомозиготные растения гороха, отличающиеся по двум генам — окраски семян (желтые, зеленые) и формы семян (гладкие, морщинистые). Доминантные признаки — желтая окраска (I) и гладкая форма (R) семян. Каждое растение образует один сорт гамет по изучаемым аллелям. При слиянии гамет все потомство будет единообразным: Ii Rr .

При образовании гамет у гибрида из каждой пары аллельных генов в гамету попадает только один, при этом вследствие случайности расхождения отцовских и материнских хромосом в I делении мейоза ген I может попасть в одну гамету с геном R или с геном r. Точно так же ген i может оказаться в одной гамете с геном R или с геном r. Поэтому у гибрида образуются четыре типа гамет: IR, Ir, iR, ir . Во время оплодотворения каждая из четырех типов гамет одного организма случайно встречается с любой из гамет другого организма. Все возможные сочетания мужских и женских гамет можно легко установить с помощью решетки Пеннета , в которой по горизонтали выписываются гаметы одного родителя, по вертикали — гаметы другого родителя. В квадратики вносятся генотипы зигот, образующиеся при слиянии гамет.

Легко подсчитать, что по фенотипу потомство делится на 4 группы: 9 желтых гладких, 3 желтых морщинистых, 3 зеленых гладких, 1 желтая морщинистая, то есть наблюдается расщепление в отношении 9:3:3:1 . Если учитывать результаты расщепления по каждой паре признаков в отдельности, то получится, что отношение числа желтых семян к числу зеленых и отношение гладких семян к морщинистым для каждой пары равно 3:1. Таким образом, при дигибридном скрещивании каждая пара признаков при расщеплении в потомстве ведет себя так же, как при моногибридном скрещивании, т. е. независимо от другой пары признаков.

При оплодотворении гаметы соединяются по правилам случайных сочетаний, но с равной вероятностью для каждой. В образующихся зиготах возникают различные комбинации генов.

Независимое распределение генов в потомстве и возникновение различных комбинаций этих генов при дигибридном скрещивании возможно лишь в том случае, если пары аллельных генов расположены в разных парах гомологичных хромосом.

Таким образом, третий закон Менделя формулируется так: при скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум и более парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга.

Рецессивные летали . У Менделя получились одинаковые численные соотношения при расщеплении аллелей многих пар признаков. Это в частности подразумевало одинаковую выживаемость индивидов всех генотипов, но это может быть и не так. Бывает, что гомозигота по какому-нибудь признаку не выживает . Например, желтая окраска у мышей может быть обусловлена гетерозиготностью по Aguti yellow. При скрещивании таких гетерозигот друг с другом следовало бы ожидать расщепление по этому признаку соотношении 3:1. Однако, наблюдается расщепление 2:1, то есть 2 желтых к 1 белой (рецессивная гомозигота).

A y a x A y a 1aa + 2A y a + 1A y A y — последний генотип не выживает.

Показано, что доминантная (по окраске) гомозигота не выживает уже на эмбриональной стадии. Этот аллель одновременно является рецессивной леталью (то есть рецессивной мутацией, приводящей к гибели организма).

Полулетали . Нарушение менделевского расщепления часто происходит потому, что некоторые гены являются полулеталями — жизнеспособность гамет или зигот с такими аллелями снижена на 10-50%, что приводит к нарушению расщепления 3:1.

Влияние внешней среды. Проявление некоторых генов может сильно зависеть от условий среды. Например, некоторые аллели проявляются фенотипически только при определенной температуре на определенной фазе развития организма. Это тоже может приводить к нарушениям менделевского расщепления.

Гены-модификаторы и полигены . Кроме основного гена , контролирующего данный признак, в генотипе может быть еще несколько генов-модификаторов , модифицирующих проявление основного гена. Некоторые признаки могут определяться не одним геном, а целым комплексом генов, каждый из которых вносит свой вклад в проявление признака. Такой признак принято называть полигенным . Все это тоже вносит нарушения в расщепление 3:1.

наследственность гибрид скрещивание мендель

Law of Segregation | Protocol (Translated to Russian)

12.5: Закон сегрегации

При скрещивании растений гороха Мендель заметил, что одна из родительских черт иногда исчезает в первом поколении потомства, называемом поколением F 1 , и может снова появиться в следующем поколении (F 2 ). Он пришел к выводу, что одна из черт должна доминировать над другой, тем самым вызывая маскировку одной черты в поколении F 1 . Когда он скрестил растения F 1 , он обнаружил, что 75% потомков в поколении F 2 имели доминантный фенотип, а 25% — рецессивный фенотип. p>

Модель Менделя, объясняющая этот результат, состояла из четырех частей. Во-первых, альтернативные версии генов, называемые аллелями, объясняют различия в признаках. Во-вторых, организм наследует две копии каждого гена, по одной от каждого родителя. В-третьих, наличие доминантного аллеля маскирует рецессивный аллель. В-четвертых, два аллеля признака разделяются во время образования гамет. Эта последняя часть модели называется законом сегрегации. Если родитель имеет два разных аллеля или является гетерозиготным, эти аллели будут равномерно и случайным образом разделены во время формирования гамет. Ученые теперь понимают, что разделение хромосом во время мейоза объясняет сегрегацию родительских аллелей.

Давайте подумаем о гибриде пурпурного цветущего растения (генотип PP ) и белого цветущего растения ( pp ). Результирующее поколение F 1 имеет фиолетовые цветы ( Pp ). Этот фенотип объясняется частью (3) модели Менделя, поскольку доминантный аллель пурпурного маскирует рецессивный аллель белого цвета. Однако при скрещивании растений F 1 ( Pp x Pp ) потомство может быть либо пурпурным, либо белым с соотношением 3 пурпурных. до 1 белого. Соответствующее соотношение генотипов: 1 & nbsp; PP & nbsp; : & nbsp; 2 & nbsp; Pp & nbsp; : & nbsp; 1 & nbsp; pp . Этот результат подтверждается Законом сегрегации Менделя, поскольку каждое растение получило по одному аллелю от каждого родителя.


Литература для дополнительного чтения

Bravo, MA Núñez, N. L. Nuckolls, and S. E. Zanders. “Genetic Villains: Killer Meiotic Drivers.” Trends in Genetics : TIG 34, no. 6 (June 2018): 424–33. [Source]

2 закон г менделя называется законом. Законы Менделя. Условия выполнения закона независимого наследования

Формулировка 1 закона Менделя Закон единообразия первого поколения гибридов, или первый закон Менделя. При скрещивании двух гомозиготных организмов, относящихся к разным чистым линиям и отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков, всё первое поколение гибридов (F1) окажется единообразным и будет нести признак одного из родителей


Формулировка 2 закона Менделя Закон расщепления, или второй закон Менделя Менделя При скрещивании двух гетерозиготных потомков первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление в определенном числовом отношении: по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1.



Формулировка 3 закона Менделя Закон независимого наследования (третий закон Менделя) При скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях (как и при моногибридном скрещивании).(Первое поколение после скрещивания обладало доминантным фенотипом по всем признакам. Во втором поколении наблюдалось расщепление фенотипов по формуле 9:3:3:1)

Р АА ВВ аа bb х жёлтые, гладкие семеназелёные, морщинистые семена G (гаметы) АВаbаb F1F1 Аа Bb жёлтые, гладкие семена 100% 3 закон Менделя ДИГИБРИДНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ. Для опытов в качестве материнского растения был взят горох с гладкими желтыми семенами, а в качестве отцовского – с зелеными морщинистыми семенами. У первого растения оба признака являлись доминантными (АВ), а у второго – оба рецессивными (аb


Первое поколение после скрещивания обладало доминантным фенотипом по всем признакам. (желтые и гладкие горошины) Во втором поколении наблюдалось расщепление фенотипов по формуле 9:3:3:1. 9/16 желтыми гладкими горошинами, 3/16 с желтыми морщинистыми горошинами, 3/16 с зелёными гладкими горошинами, 1/16 с зелёными морщинистыми горошинами.

Задача 1.У спаниелей чёрный цвет шерсти доминирует над кофейным, а короткая шерсть – над длинной. Охотник купил собаку чёрного цвета с короткой шерстью и, чтобы быть уверенным, что она чистопородна, провёл анализирующее скрещивание. Родилось 4 щенка: 2 короткошерстных чёрного цвета, 2 короткошерстных кофейного цвета. Каков генотип купленной охотником собаки? Задачи на дигибридное скрещивание.

Задача 2. У томата красная окраска плода доминирует над желтой окраской, а высокий стебель — над низким стеблем. От скрещивания сорта с красными плодами и высоким стеблем и сорта с желтыми плодами и низким стеблем получили 28 гибридов во втором поколении. Гибриды первого поколения скрещивались между собой, получили 160 растений- гибридов второго поколения. Сколько типов гамет образует растение первого поколения? Сколько растений в первом поколении имеют красную окраску плода и высокий стебель? Сколько разных генотипов среди растений второго поколения с красной окраской плода и высоким стеблем? Сколько растений во втором поколении имеют желтую окраску плода и высокий стебель? Сколько растений во втором поколении имеют желтую окраску плода и низкий стебель?

Задача 3 У человека карий цвет глаз доминирует над голубым цветом, а способность владеть левой рукой рецессивна по отношению к праворукости. От брака голубоглазого мужчины-правши с кареглазой женщиной-левшой родился голубоглазый ребенок-левша. Сколько типов гамет образуется у матери? Сколько типов гамет образуется у отца? Сколько может быть разных генотипов среди детей? Сколько может быть разных фенотипов среди детей? Какова вероятность рождения в этой семье голубоглазого ребенка-левши (%)?

Задача 4 Хохлатость у кур доминирует над отсутствием хохла, а черная окраска оперения — над бурой. От скрещивания гетерозиготной черной курицы без хохла с гетерозиготным бурым хохлатым петухом получено 48 цыплят. Сколько типов гамет образуется у курицы? Сколько типов гамет образуется у петуха? Сколько разных генотипов будет среди цыплят? Сколько будет хохлатых черных цыплят? Сколько будет черных цыплят без хохла?

Задача 5 У кошек короткая шерсть сиамской породы доминирует над длинной шерстью персидской породы, а черная окраска шерсти персидской породы доминантна по отношению к палевой окраске сиамской. Скрещивались сиамские кошки с персидскими. При скрещивании гибридов между собой во втором поколении получено 24 котенка. Сколько типов гамет образуется у кошки сиамской породы? Сколько разных генотипов получилось во втором поколении? Сколько разных фенотипов получилось во втором поколении? Сколько котят во втором поколении похожи на сиамских кошек? Сколько котят во втором поколении похожи на персидских?

Решение задач на дом Вариант 1 1) Голубоглазый правша женился на кареглазой правше. У них родилось двое детей – кареглазый левша и голубоглазый правша. От второго брака этого мужчины с другой кареглазой правшой родилось 8 кареглазых детей, все правши. Каковы генотипы всех трёх родителей. 2) У человека ген лопоухости доминирует над геном нормальных прижатых ушей, а ген нерыжих волос над геном рыжих. Какого потомства можно ожидать от брака лопоухого рыжего, гетерозиготного по первому признаку мужчины с гетерозиготной нерыжей с нормальными прижатыми ушами женщиной. Вариант 2 1)У человека косолапость (Р) доминирует над нормальным строением стопы (Р) а нормальный обмен углеводов (О) над сахарным диабетом. Женщина, имеющая нормальное строение стопы и нормальный обмен веществ, вышла замуж за косолапого мужчину. От этого брака родилось двое детей, у одного из которых развилась косолапость, а у другого сахарный диабет. Определить генотип родителей по фенотипу их детей. Какие фенотипы и генотипы детей возможны в этой семье? 2) У человека ген карих глаз доминирует над геном голубых глаз, а умение владеть правой рукой над леворукостью. Обе пары генов расположены в разных хромосомах. Какими могут быть дети, если: отец левша, но гетерозиготен по цвету глаз, а мать голубоглаза, но гетерозиготна в отношении умения владеть руками.

Решим задачи 1. У человека нормальный обмен углеводов доминирует над рецессивным геном, ответственным за развитие сахарного диабета. Дочь здоровых родителей больна. Определите, может ли в этой семье родиться здоровый ребенок и какова вероятность этого события? 2. У людей карий цвет глаз доминирует над голубым. Способность лучше владеть правой рукой доминирует над леворукостью, гены обоих признаков находятся в разных хромосомах. Кареглазый правша женится на голубоглазой левше. Какое потомство следует ожидать в этой паре?

Закон расщепления Мендель посадил гибриды первого поколения гороха (которые все были желтыми) и позволил им самоопыляться. В итоге были получены семена, представляющие собой гибриды второго поколения (F2). Среди них уже встречались не только желтые, но и зеленые семена, т. е. произошло расщепление. При этом отношение желтых к зеленым семенам было 3: 1. Появление зеленых семян во втором поколении доказывало то, что этот признак не исчезал или растворялся у гибридов первого поколения, а существовал в дискретном состоянии, но просто был подавлен. В науку были введены понятия о доминантном и рецессивном аллеле гена (Мендель называл их по-другому). Доминантный аллель подавляет рецессивный. У чистой линии желтого гороха два доминантных аллеля — AA. У чистой линии зеленого гороха два рецессивных аллеля — aa. При мейозе в каждую гамету попадает только один аллель.

Законы менделя. основы генетики

Грегор Мендель в XIX веке, проводя исследования на горохе посевном, выявил три основные закономерности наследования признаков, которые носят название трех законов Менделя.
Первые два закона касаются моногибридного скрещивания (когда берут родительские формы, отличающиеся только по одному признаку), третий закон был выявлен при дигибридном скрещивании (родительские формы исследуются по двум разным признакам).

Внимание

Первый закон Менделя. Закон единообразия гибридов первого поколения Мендель взял для скрещивания растения гороха, отличающиеся по одному признаку (например, по окраске семян).

Одни имели желтые семена, другие — зеленые. После перекрестного опыления получаются гибриды первого поколения (F1).


Все они имели желтый цвет семян, т. е. были единообразны.

Фенотипический признак, определяющий зеленый цвет семян, исчез.

Второй закон Менделя.

Добро пожаловать

Инфо

Грегор Мендель — австрийский ботаник, изучивший и описавший закономерность наследования признаков.

Законы Менделя — это основа генетики, по сей день играющие важную роль в изучении влияния наследственности и передачи наследственных признаков.
В своих экспериментах ученый скрещивал различные виды гороха, отличающиеся по одному альтернативному признаку: оттенок цветов, гладкие-морщинистые горошины, высота стебля.
Кроме того, отличительной особенностью опытов Менделя стало использование так называемых «чистых линий», т.е.
потомства, получившегося от самоопыления родительского растения. Законы Менделя, формулировка и краткое описание будут рассмотрены ниже.
Многие годы изучая и скрупулезно подготавливая эксперимент с горохом: специальными мешочками ограждая цветки от внешнего опыления, австрийский ученый достиг невероятных на тот момент результатов.

Лекция № 17. основные понятия генетики. законы менделя

Проявление некоторых генов может сильно зависеть от условий среды. Например, некоторые аллели проявляются фенотипически только при определенной температуре на определенной фазе развития организма. Это тоже может приводить к нарушениям менделевского расщепления.

Гены-модификаторы и полигены. Кроме основного гена, контролирующего данный признак, в генотипе может быть еще несколько генов-модификаторов, модифицирующих проявление основного гена.

Важно

Некоторые признаки могут определяться не одним геном, а целым комплексом генов, каждый из которых вносит свой вклад в проявление признака.

Такой признак принято называть полигенным. Все это тоже вносит нарушения в расщепление 3:1.

Законы менделя

Состояние (аллель) признака, проявляющегося в первом поколении, получило название доминантного, а состояние (аллель), которое в первом поколении гибридов не проявляется, называется рецессивным. «Задатки» признаков (по современной терминологии — гены) Г.

Мендель предложил обозначать буквами латинского алфавита.

Состояния, принадлежащие к одной паре признаков, обозначают одной и той же буквой, но доминантный аллель — большой, а рецессивный — маленькой.

Второй закон Менделя. При скрещивании гетерозиготных гибридов первого поколения между собой (самоопыления или родственное скрещивание) во втором поколении появляются особи как с доминантными, так и с рецессивными состояниями признаков, т.е. возникает расщепление, которое происходит в определенных отношениях. Так, в опытах Менделя на 929 растений второго поколения оказалось 705 с пурпурными цветками и 224 с белыми.

One more step

Таким образом, горох с желтыми семенами образует только гаметы, содержащие аллель A.

Горох с зелеными семенами образует гаметы, содержащие аллель a.

При скрещивании они дают гибриды Aa (первое поколение).

Поскольку доминантный аллель в данном случае полностью подавляет рецессивный, то и наблюдался желтый цвет семян у всех гибридов первого поколения.

Гибриды первого поколения уже дают гаметы A и a. При самоопылении, случайно комбинируясь между собой, они образуют генотипы AA, Aa, aa.

Причем гетерозиготный генотип Aa будет встречаться в два раза чаще (так как Aa и aA), чем каждый гомозиготный (AA и aa).

Таким образом получаем 1AA: 2Aa: 1aa. Поскольку Aa дает желтый цвет семян как и AA, то выходит, что на 3 желтых приходится 1 зеленый.

Третий закон Менделя. Закон независимого наследования разных признаков Мендель провел дигибридное скрещивание, т.

Науколандия

Вам тоже хочется верить в то, что вы доставляете своему романтическому партнеру удовольствие в постели? По крайней мере, вы не хотите краснеть и извин… Сексуальность Если у вас есть один из этих 11 признаков, тогда вы один из самых редких людей на Земле Каких людей можно отнести к категории редких? Это личности, которые не размениваются по мелочам.

Их взгляд на мир отличается широтой…. Новый век Зачем нужен крошечный карман на джинсах? Все знают, что есть крошечный карман на джинсах, но мало кто задумывался, зачем он может быть нужен.

Интересно, что первоначально он был местом для хр… Одежда Наши предки спали не так, как мы. Что мы делаем неправильно? В это трудно поверить, но ученые и многие историки склоняются к мнению, что современный человек спит совсем не так, как его древние предки. Изначально…
Все возможные сочетания мужских и женских гамет можно легко установить с помощью решетки Пеннета, в которой по горизонтали выписываются гаметы одного родителя, по вертикали гаметы другого родителя. В квадратики вносятся генотипы зигот, образующиеся при слиянии гамет.

Если учитывать результаты расщепления по каждой паре признаков в отдельности, то получится, что отношение числа желтых семян к числу зеленых и отношение гладких семян к морщинистым для каждой пары равно 3:1.

Таким образом, при дигибридном скрещивании каждая пара признаков при расщеплении в потомстве ведет себя так же, как при моногибридном скрещивании, т.

е. независимо от другой пары признаков.

Одна чистая линия гороха имела желтые и гладкие семена, а вторая — зеленые и морщинистые.

Все их гибриды первого поколения имели желтые и гладкие семена. Во втором поколении ожидаемо произошло расщепление (у части семян проявился зеленый цвет и морщинистость). Однако при этом наблюдались растения не только с желтыми гладкими и зелеными морщинистыми семенами, но и с желтыми морщинистыми, а также зелеными гладкими.

Другими словами, произошла перекомбинация признаков, говорящая о том, что наследование цвета и формы семян происходит независимо друг от друга.

Действительно, если гены цвета семян находится в одной паре гомологичных хромосом, а гены, определяющие форму, — в другой, то при мейозе они могут независимо друг от друга комбинироваться.

Законы менделя кратко и понятно

Переоткрытие законов Менделя Гуго де Фризом в Голландии, Карлом Корренсом в Германии и Эрихом Чермаком в Австрии произошло лишь в 1900 году. В это же время были подняты архивы и найдены старые работы Менделя.

В это время научный мир уже был готов к тому, чтобы воспринять генетику.

Началось ее триумфальное шествие. Проверяли справедливость законов о наследовании по Менделю (менделировании) на все новых и новых растениях и животных и получали неизменные подтверждения. Все исключения из правил быстро развивались в новые явления общей теории наследственности. В настоящее время три основополагающих закона генетики, три закона Менделя, формулируются следующим образом. Первый закон Менделя. Единообразие гибридов первого поколения.

Все признаки организма могут быть в своем доминантном или рецессивном проявлении, которое зависит от присутствующих аллелей данного гена.

Тщательный и длительный анализ полученных данных позволил вывести исследователю законы наследственности, которые позже получили название «Законы Менделя».

Прежде чем приступить к описанию законов, следует ввести несколько понятий, необходимых для понимания данного текста: Доминантный ген — ген, признак которого проявлен в организме.

Обозначается заглавной буквой: A, B. При скрещивании такой признак считается условно более сильным, т.е.

он всегда проявится в случае, если второе родительское растение будет иметь условно менее слабые признаки. Что и доказывают законы Менделя. Рецессивный ген — ген в фенотипе не проявлен, хотя присутствует в генотипе. Обозначается прописной буквой a,b. Гетерозиготный — гибрид, в чьем генотипе (наборе генов) есть и доминантный, и рецессивный ген некоторого признака.
При оплодотворении гаметы соединяются по правилам случайных сочетаний, но с равной вероятностью для каждой. В образующихся зиготах возникают различные комбинации генов. Независимое распределение генов в потомстве и возникновение различных комбинаций этих генов при дигибридном скрещивании возможно лишь в том случае, если пары аллельных генов расположены в разных парах гомологичных хромосом. Таким образом, третий закон Менделя формулируется так: при скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум и более парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга. Рецессивные летали. У Менделя получились одинаковые численные соотношения при расщеплении аллелей многих пар признаков. Это в частности подразумевало одинаковую выживаемость индивидов всех генотипов, но это может быть и не так.

Усовершенствование гибридиологического метода позволило Г. Менделю выявить ряд важнейших закономерностей наследования признаков у гороха, которые, как оказалось впоследствии, справедливы для всех диплоидных организмов, размножающихся половым путем.

Описывая результаты скрещиваний, сам Мендель не интерпретировал установленные им факты как некие законы. Но после их переоткрытия и подтверждения на растительных и животных объектах, эти повторяющиеся при определенных условиях явления стали называть законами наследования признаков у гибридов.

Некоторые исследователи выделяют не три, а два закона Менделя. При этом некоторые ученые объединяют первый и второй законы, считая, что первый закон является частью второго и описывает генотипы и фенотипы потомков первого поколения (F1). Другие исследователи объединяют в один второй и третий законы, полагая, что «закон независимого комбинирования» есть в сущности «закон независимости расщепления», протекающего одновременно по разным парам аллелей. Однако в отечественной литературе речь идет о трех законах Менделя.

Крупная научная удача Менделя состояла в том, что выбранные им семь признаков определялись генами на разных хромосомах, что исключало возможное сцепленное наследование. Он обнаружил, что:

1) У гибридов первого поколения присутствует признак только одной родительской формы, а другой «исчезает». Это закон единообразия гибридов первого поколения.

2) Во втором поколении наблюдается расщепление: три четверти потомков имеют признак гибридов первого поколения, а четверть — «исчезнувший» в первом поколении признак. Это закон расщепления.

3) Каждая пара признаков наследуется независимо от другой пары. Это закон независимого наследования.

Разумеется, Мендель не знал, что эти положения со временем назовут первым, вторым и третьим законами Менделя.

Современная формулировка законов

Первый закон Менделя

Закон единообразия гибридов первого поколения — при скрещивании двух гомозиготных организмов, относящихся к разным чистым линиям и отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных проявлений признака, всё первое поколение гибридов (F1) окажется единообразным и будет нести проявление признака одного из родителей.

Этот закон также известен как «закон доминирования признаков». Его формулировка основывается на понятии чистой линии относительно исследуемого признака — на современном языке это означает гомозиготность особей по этому признаку.

Второй закон Менделя

Закон расщепления — при скрещивании двух гетерозиготных потомков первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление в определенном числовом отношении: по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1.

Явление, при котором скрещивание гетерозиготных особей приводит к образованию потомства, часть которого несёт доминантный признак, а часть — рецессивный, называется расщеплением. Следовательно, расщепление — это распределение (рекомбинация) доминантных и рецессивных признаков среди потомства в определённом числовом соотношении. Рецессивный признак у гибридов первого поколения не исчезает, а только подавляется и проявляется во втором гибридном поколении.

Расщепление потомства при скрещивании гетерозиготных особей объясняется тем, что гаметы генетически чисты, то есть несут только один ген из аллельной пары. Закон чистоты гамет можно сформулировать следующим образом: при образовании половых клеток в каждую гамету попадает только один аллель из пары аллелей данного гена. Цитологическая основа расщепления признаков — расхождение гомологичных хромосом и образование гаплоидных половых клеток в мейозе (рис.4).

Рис.4.

Пример иллюстрирует скрещивание растений с гладкими и морщинистыми семенами. Изображены только две пары хромосом, в одной из этих пар находится ген, ответственный за форму семян. У растений с гладкими семенами мейоз приводит к образованию гамет с аллелем гладкости (R), а у растений с морщинистыми семенами — гамет с аллелем морщинистости (r). Гибриды первого поколения F1 имеют одну хромосому с аллелем гладкости и одну — с аллелем морщинистости. Мейоз в F1 приводит к образованию в равном числе гамет с R и с r. Случайное попарное объединение этих гамет при оплодотворении приводит в поколении F2 к появлению особей с гладкими и морщинистыми горошинами в отношении 3:1.

Третий закон Менделя

Закон независимого наследования — при скрещивании двух особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях (как и при моногибридном скрещивании).

Менделеевский закон независимого наследования можно объяснить перемещением хромосом во время мейоза (рис.5). При образовании гамет распределение между ними аллелей из данной пары гомологичных хромосом происходит независимо от распределения аллелей из других пар. Именно случайное расположение гомологичных хромосом на экваторе веретена в метафазе I мейоза и их последующее расположение в анафазе I ведет к разнообразию рекомбинаций аллелей в гаметах. Число возможных сочетаний аллелей в мужских или женских гаметах можно определить по общей формуле 2n , где n — гаплоидное число хромосом. У человека n=23, а возможное число различных сочетаний составляет 223=8 388 608.


Рис.5. Объяснение менделевского закона независимого распределения факторов (аллелей) R, r, Y, y как результата независимого расхождения разных пар гомологичных хромосом в мейозе. Скрещивание растений, отличающихся по форме и цвету семян (гладкие желтые Ч зеленые морщинистые), дает гибридные растения, у которых в хромосомах одной гомологичной пары содержатся аллели R и r, а другой гомологичной пары — аллели Y и y. В метафазе I мейоза хромосомы, полученные от каждого из родителей, могут с равной вероятностью отходить либо к одному и тому же полюсу веретена (левый рисунок), либо к разным (правый рисунок). В первом случае возникают гаметы, содержащие те же комбинации генов (YR и yr), что и у родителей, во втором случае — альтернативные сочетания генов (Yr и yR). В результате с вероятностью 1/4образуются четыре типа гамет, случайная комбинация этих типов приводит к расщеплению потомства 9:3:3:1, как это и наблюдалось Менделем.

Все свои опыты Мендель проводил с двумя сортами гороха, обладающими желтыми и зелеными семенами соответственно. При скрещивании этих двух сортов все их потомство оказалось с желтыми семенами, причем данный результат не зависел от того, к какому сорту относились материнские и отцовские растения. Опыт показал, что оба родителя в равной степени способны передавать свои наследственные признаки детям.

Это подтвердилось и в другом опыте. Мендель скрестил горох с морщинистыми семенами с другим сортом, обладающий гладкими семенами. В итоге потомство оказалось с гладкими семенами. В каждом подобном эксперименте один признак оказывается превалирующим над другим. Его назвали доминантным. Именно он проявляется у потомства в первом поколении. Признак, который гасится доминантным, назвали рецессивным. В современной литературе используются другие названия: «доминантные аллели» и «рецессивные аллели». Задатки признаков называются генами. Мендель предложил обозначать их буквами латинского алфавита.

Второй закон Менделя или закон расщепления

Во втором поколении потомства наблюдались интересные закономерности распределения наследственных признаков. Для опытов брались семена из первого поколения (гетерозиготные особи). В случае семян гороха оказалось, что 75% из всех растений оказались с желтыми или гладкими семенами и 25% с зелеными и морщинистыми соответственно. Мендель поставил очень много опытов и убедился, что это соотношение точно выполняется. Рецессивные аллели проявляются лишь во втором поколении потомства. Расщепление происходит в соотношении 3 к 1.

Третий закон Менделя или закон независимого наследования признаков

Свой третий закон Мендель открыл, исследуя два признака, присущие семенам гороха (их морщинистость и цвет) во втором поколении. Скрещивая гомозиготные растения с желтыми гладкими и зелеными морщинистыми, он обнаружил удивительное явление. В потомстве таких родителей появлялись особи, обладающие признаками, которые никогда не наблюдались у прошлых поколений. Это были растения с желтыми морщинистыми семенами и зелеными гладкими. Оказалось, что при гомозиготном скрещивании наблюдается независимое комбинирование и наследственность признаков. Комбинация происходит случайным образом. Гены, определяющие эти признаки, должны располагаться в разных хромосомах.

Грегор Мендель — австрийский ботаник, изучивший и описавший Законы Менделя — это по сей день играющие важную роль в изучении влияния наследственности и передачи наследственных признаков.

В своих экспериментах ученый скрещивал различные виды гороха, отличающиеся по одному альтернативному признаку: оттенок цветов, гладкие-морщинистые горошины, высота стебля. Кроме того, отличительной особенностью опытов Менделя стало использование так называемых «чистых линий», т.е. потомства, получившегося от самоопыления родительского растения. Законы Менделя, формулировка и краткое описание будут рассмотрены ниже.

Многие годы изучая и скрупулезно подготавливая эксперимент с горохом: специальными мешочками ограждая цветки от внешнего опыления, австрийский ученый достиг невероятных на тот момент результатов. Тщательный и длительный анализ полученных данных позволил вывести исследователю законы наследственности, которые позже получили название «Законы Менделя».

Прежде чем приступить к описанию законов, следует ввести несколько понятий, необходимых для понимания данного текста:

Доминантный ген — ген, признак которого проявлен в организме. Обозначается A, B. При скрещивании такой признак считается условно более сильным, т.е. он всегда проявится в случае, если второе родительское растение будет иметь условно менее слабые признаки. Что и доказывают законы Менделя.

Рецессивный ген — ген в фенотипе не проявлен, хотя присутствует в генотипе. Обозначается прописной буквой a,b.

Гетерозиготный — гибрид, в чьем генотипе (наборе генов) есть и доминантный, и некоторого признака. (Aa или Bb)

Гомозиготный — гибрид, обладающий исключительно доминантными или только рецессивными генами, отвечающими за некий признак. (AA или bb)

Ниже будут рассмотрены Законы Менделя, кратко сформулированные.

Первый закон Менделя , также известный, как закон единообразия гибридов, можно сформулировать следующим образом: первое поколение гибридов, получившихся от скрещивания чистых линий отцовских и материнских растений, не имеет фенотипических (т.е. внешних) различий по изучаемому признаку. Иными словами, все дочерние растения имеют одинаковый оттенок цветков, высоту стебля, гладкость или шероховатость горошин. Более того, проявленный признак фенотипически в точности соответствует исходному признаку одного из родителей.

Второй закон Менделя или закон расщепления гласит: потомство от гетерозиготных гибридов первого поколения при самоопылении или родственном скрещивании имеет как рецессивные, так и доминантные признаки. Причем расщепление происходит по следующему принципу: 75% — растения с доминантным признаком, остальные 25% — с рецессивным. Проще говоря, если родительские растения имели красные цветки (доминантный признак) и желтые цветки (рецессивный признак), то дочерние растения на 3/4 будут иметь красные цветки, а остальные — желтые.

Третий и последний закон Менделя , который еще называют в общих чертах означает следующее: при скрещивании гомозиготных растений, обладающих 2 и более разными признаками (то есть, например, высокое растение с красными цветками(AABB) и низкое растение с желтыми цветками(aabb), изучаемые признаки (высота стебля и оттенок цветков) наследуются независимо. Иными словами, результатом скрещивания могут стать высокие растения с желтыми цветками (Aabb) или низкие с красными(aaBb).

Законы Менделя, открытые еще в середине 19 века, много позже получили признание. На их основе была построена вся современная генетика, а вслед за ней — селекция. Кроме того, законы Менделя являются подтверждением великого разнообразия существующих ныне видов.

Первый и второй закон Менделя

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 – F2 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 F1 Мендель получил в F2 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 F2 будет колебаться в силу случайных причин. Это подтверждает сводная таблица расщепления потомства 10 гибридных растений в F2.

Если растения с белыми цветами полученные в F2 самоопыляются, они дают только растения с белыми цветами. Несколько иначе себя ведут растения с пурпурными цветами. Лишь 1/3 из них при самоопылении в F2 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 F2 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 F2 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 F2 половина растений являются гибридными, а половина – чистыми, константными сохраняющими родительские признаки.

Изучая поколение, образовавшееся в F2 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.

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

F1 Аа квадраты вписываются сочетания гамет

эти сочетания соответствуют генотипов

Р ♀ Аа х ♂ Аа зигот.

Гам.

Г

АА Аа Аа аа

Пользуясь решеткой Пеннета это скрещивание можно записать так:

♀АА х ♂аа Значит расщепление по фенотипу идет: 3:1,

Гаметы: по генотипу – 1:2:1.

Все это наблюдается, когда в мейозе образуется

F1 Аа оба типа гамет, когда встреча этих гамет равновероятна и когда выживаемость всех

Р ♀ Аа х ♂ Аа типов зигот нормальная.

Многочисленные опыты поедтверждают, что

♂/♀ А а за исключением небольшого числа случаев не

имеет ни какой роли берем ли мы мужскую

А АА Аа особь доминантную и скрещиваем с женской

рецессивной или наоборот. Законы открытые

а Аа аа Г. Менделем общие для всего органического

мира. Например: ♀АА – ком. х ♂аа – рог. в F1 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.

Рекомендуемая литература: М.Е. Лобашев и др.«Генетика с основами селекции». М., МГУ, 1978год. 425стр.

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.

Менделирующая генетика

Закон Менделя о независимом ассортименте

До сих пор мы следовали выражению только одного ген. Мендель также выполнил кресты, в которых он следил за сегрегацией. двух генов. Эти эксперименты легли в основу его открытия Второй закон, закон независимого ассортимента. Во-первых, несколько терминов представлен.

Дигибридный кросс — помесь двух родителей которые отличаются двумя парами аллелей (AABB x aabb)

Дигибрид — особь гетерозиготная по две пары аллелей (AaBb)

Опять же, дигибридное скрещивание — это не помесь двух дигибридов.Теперь давайте посмотрим на дигибридный кросс, который выполнил Мендель.

Родительский крест : желтый, круглое семя x зеленый, Морщинистое семя

F 1 Поколение : все желтые, круглые

F 2 Поколение : 9 желтых, круглых, 3 желтых, Морщинистый, 3 зеленых, круглый, 1 зеленый, морщинистый

На этом этапе давайте нарисуем скрещивание с использованием определенного гена. символы.

Выберите символ Цвет семян : желтый = G ; Зеленый = г
Форма семян : Круглая = W ; Морщинистый = w

Отношения доминирования между аллелями для каждого признака уже было известно Менделю, когда он сделал это Пересекать.Целью дигибридного скрещивания было определить, есть ли какие-либо отношения существовали между разными аллельными парами.

Давайте теперь посмотрим на крест, используя наши генные символы.

Теперь настройте Punnett Square для F 2 . Пересекать.

Женский Гаметы
ГВт Gw гВт гв
ГВт GGWW
(желтый,
круглый)
GGWw
(желтый,
круглый)
GgWW
(желтый,
круглый)
GgWw
(желтый,
круглый)
Мужской Gw GGWw
(желтый,
круглый)
GGww
(желтый,
морщинистый)
GgWw
(желтый,
круглый)
Ggww
(желтый,
морщинистый)
Гаметы гВт GgWW
(желтый,
круглый)
GgWw
(желтый,
круглый)
ggWW
(зеленый,
круглый)
ggWw
(Зеленый,
гв GgWw
(желтый,
круглый)
Ggww
(желтый,
морщинистый)
ggWw
(зеленый,
круглый)
ggww
(зеленый,
морщинистый)

Фенотипы и общие генотипы этого скрещивания могут быть представленным следующим образом:

Фенотип Общий генотип
9 желтых круглых семян G_W_
3 желтых морщинистых семени G_ww
3 зеленых круглых семени г.в._
1 зеленое морщинистое семя ggww

Результаты этого эксперимента привели Менделя к формулированию своего второй закон.

Второй закон Менделя — закон независимости ассортимент; во время образования гамет расщепление аллелей одного пара аллелей не зависит от сегрегации аллелей другого аллельная пара

Как и в случае с моногибридными скрещиваниями, Мендель подтвердил результаты. его второго закона путем выполнения обратного скрещивания — F 1 dihybrid x recessive родитель.

Давайте возьмем пример с желтыми круглыми сеянами F 1 .

Квадрат Пеннета для бэккросса

Женские гаметы

ГВт

Gw

гВт

гв

Мужской
Гамет
гв

GgWw
(желтый, круглый)

Ggww
(желтый, морщинистый)

ggWw
(зеленый, круглый)

ggww
(зеленый, морщинистый)

Фенотипическое соотношение тестового скрещивания составляет:

  • 1 желтое круглое семя
  • 1 желтое морщинистое семя
  • 1 зеленое круглое семя
  • 1 зеленое морщинистое семя

Авторские права © 2000.Филип МакКлин

Второй закон Менделя: Закон независимого ассортимента — видео и стенограмма урока

Дигибридный кросс

Сначала он должен установить истинные племенные породы. Он берет коричневых хомячков с маленькими ушами и белых хомяков с большими ушами и устанавливает истинные племенные породы каждого из них. Адриан берет своих коричневых хомяков с маленькими ушами и скрещивает их со своими белыми хомячками с большими ушами, и это дает двойных гетерозигот в поколении F1.Итак, у него будет BbEe для каждого потомка в этом поколении F1.

Поскольку мы говорим о скрещивании с двойными гетерозиготами, то, что мы отслеживаем здесь, в поколении F1, называется дигибридным скрещиванием . Это помесь особей, гетерозиготных по двум разным локусам. Адриан ожидает, что его гибрид F1 даст соотношение доминантных и рецессивных признаков 3: 1. Однако он озадачен, увидев, что вместо этого он видит соотношение 9: 3: 3: 1 между четырьмя различными фенотипами.

Что здесь происходит? Были ли выводы его первого эксперимента просто ошибочными или есть какое-то другое объяснение, которое могло бы согласовать оба набора данных? Что ж, давайте посмотрим, сможем ли мы помочь Адриану разобраться в том, что происходит.

Адриан напоминает, что гены расположены на определенных хромосомах. Он также помнит, что во время мейоза гомологичные хромосомы разделяются на отдельные гаметы. Однако на самом деле нет никаких рифм или причин предсказывать, какой гомолог получит гамета.Что это означает для генов, расположенных в отдельных хромосомах? Что ж, поскольку они расположены на разных хромосомах, это также означает, что гены размера ушей разделяются независимо. Эксперимент Адриана продемонстрировал второй закон Менделя.

Гены сортируют независимо

Второй закон Менделя также известен как закон независимой сортировки . Он утверждает, что аллели одного гена сортируются в гаметы независимо от аллелей другого гена.Чтобы лучше понять закон независимой сортировки, давайте рассмотрим подбрасывание монеты. Хорошо, сделай мне одолжение и останови видео, пока получишь монету. Не волнуйся — я тебя подожду.

Подбрасывание монеты может имитировать случайность разделения хромосом на гаметы.

Давайте на минутку рассмотрим отдельно на примере окраса шерсти. Мы знаем, что у нас есть два аллеля окраса шерсти; у нас есть большая B и маленькая b.Это похоже на нашу монету, где у нас есть орел и решка. Поскольку существует только две возможности, есть один из двух шансов получить аллель, подобный большой B, точно так же, как есть один из двух шансов подбросить монету и получить орел. Если мы произвольно свяжем головы с коричневым, а хвосты с белым, мы сможем смоделировать случайный характер разделения хромосом на гаметы.

Давайте сделаем это вместе. Подбросьте монету и посмотрите, какой аллель получит первая гамета. Поскольку закон сегрегации говорит нам, что гомологи должны сегрегировать, если первая гамета получает аллель один, вторая гамета должна получить аллель два.Итак, в моем случае я получаю орел или большую B. Это означает, что она войдет в мою первую гамету, а маленькая B войдет в мою вторую гамету.

Теперь, когда мы применили закон сегрегации к нашему первому гену, давайте применим закон независимой сегрегации к нашему второму гену. Возможно, вам придется снова приостановить видео, но давайте возьмем вторую монету. Если вы получили пенни в первый раз, получите четверть, пятак или десять центов во второй раз. Итак, подбросьте обе монеты несколько раз и следите за своими результатами.Влияет ли исход первой игры на исход второй?

Нет, верно? Если я подбрасываю свою первую монету и получаю решку, вероятность того, что я подброшу вторую монету, не возрастет. Это идея закона независимого ассортимента. Как и в случае с монетами, если два гена расположены на разных хромосомах, сегрегация одного гена не повлияет на сегрегацию второго.

Это означает, что если мы изучаем два гена независимо друг от друга, для наших гамет есть четыре равновероятных генотипических возможности.Что ж, настроитесь на наш следующий урок, чтобы увидеть, может ли наше новое понимание закона независимого ассортимента помочь нам объяснить все эти загадочные результаты летающих хомяков, которые Адриан заметил на этом первом уроке.

Краткое содержание урока

Дигибридное скрещивание — это скрещивание особей, гетерозиготных по двум разным локусам.

Второй закон Менделя также известен как закон независимого ассортимента. Закон о независимой сортировке гласит, что аллели одного гена сортируются в гаметы независимо от аллелей другого гена.

Результаты обучения

Завершив этот урок, вы сможете:

  • Вспомнить, что такое дигибридный кросс
  • Объясните второй закон Менделя

Разница между первым и вторым законом Менделя

Основное различие между первым и вторым законами Менделя состоит в том, что первый закон Менделя ( закон сегрегации) описывает разделение пар аллелей друг от друга во время образования гамет и их спаривание во время оплодотворения, тогда как второй закон Менделя (закон независимости ассортимент) описывает, как аллели разных генов независимо отделяются друг от друга во время образования гамет.

Первый и второй законы Менделя описывают поведение «факторов», которые определяют фенотип потомства во время образования и слияния гамет. Грегор Мендель впервые описал закономерности наследования признаков с использованием растений гороха.

Основные зоны покрытия

1. Что такое Первый закон Менделя
— Определение, особенности, роль
2. Что такое Второй закон Менделя
— Определение, особенности, роль
3.Каковы сходства между первым и вторым законами Менделя
— Обзор общих черт
4. В чем разница между первым и вторым законом Менделя
— Сравнение основных различий

Ключевые термины: аллели, гены, независимый ассортимент, первый закон Менделя, второй закон Менделя, сегрегация, фенотип

Что такое Первый закон Менделя

Первый закон Менделя — это закон сегрегации , который описывает разделение двух копий каждого наследственного фактора или гена во время образования гамет.Каждый ген существует в двух копиях, называемых аллелями в диплоидном геноме. Каждый аллель происходит от каждого родителя. Во время образования гамет пара аллелей отделяется друг от друга таким образом, что каждая гамета получает один аллель из пары. Следовательно, потомство приобретает по одной копии от каждого родителя. Во время слияния гамет он приобретает по два аллеля от каждой родительской гаметы.

Здесь аллели могут быть либо гомозиготными, либо гетерозиготными. Один аллель в гетерозиготной паре является доминантным, а другой — рецессивным.Выражение доминантного аллеля, вызывающего фенотип, называется полным доминированием . На рисунке показано 1 квадрат Пеннета, описывающий первый закон Менделя моногибридным скрещиванием .

Рисунок 1: Первый закон Менделя

Фенотипическое соотношение потомков по первому закону Менделя составляет 3: 1.

Что такое Второй закон Менделя

Второй закон Менделя — это закон независимого ассортимента. Этот закон описывает, как аллели разных генов независимо отделяются друг от друга во время образования гамет.Однако это применимо только тогда, когда два или более фактора наследуются вместе. Согласно второму закону Менделя, передача разных аллелей разных генов в гаметы не зависит друг от друга. Мендель описывает второй закон дигибридным скрещиванием. Фенотипическое соотношение дигибридного скрещивания составляет 9: 3: 3: 1. На рисунке 2 ниже показано поведение персонажей; короткий хвост (S), длинный хвост (s) коричневая шерсть (B) и белая шерсть (b) у дигибридного скрещивания.

Рисунок 2: Второй закон Менделя

Независимый ассортимент происходит во время профазы 1 мейоза 1 при образовании гамет.Случайная ориентация двухвалентных хромосом на экваториальной пластинке клетки во время метафазы 1 является физической основой независимого ассортимента. Генетическая связь нарушает второй закон Менделя.

Сходства между первым и вторым законом Менделя

  • Первый и второй законы Менделя описывают менделевские модели наследования посредством аллелей.
  • Сегрегация и независимый набор аллелей полезны для увеличения генетического разнообразия среди людей в популяции.

Разница между первым и вторым законом Менделя

Определение

Первый закон Менделя: Принцип, который описывает разделение двух копий каждого наследственного фактора во время производства гамет

Второй закон Менделя: Принцип, который описывает независимый набор аллелей разных генов во время образования гамет

Также называется

Первый закон Менделя: Закон о сегрегации

Второй закон Менделя: Закон независимого ассортимента

Крестовидные

Первый закон Менделя: Моногибридное скрещивание

Второй закон Менделя: Дигибридное скрещивание

Соотношение потомства

Первый закон Менделя: 3: 1.

Второй закон Менделя: 9: 3: 3: 1

Заключение

Первый закон Менделя описывает разделение двух копий аллелей определенного гена на гаметы. Второй закон Менделя описывает независимый набор аллелей разных генов друг от друга во время образования гамет. И первый, и второй закон Менделя описывают поведение аллелей во время полового размножения. Основное различие между первым и вторым законом Менделя — это количество наследственных факторов, участвующих в скрещивании.

Ссылка:

1. Бейли, Регина. «Гены, черты и закон сегрегации Менделя». ThoughtCo, ThoughtCo, доступно здесь
2. «Закон независимого ассортимента». Ханская академия, Ханская академия, доступно здесь

Изображение предоставлено:

1. «Квадратные цветы Менделя Паннета» Автор Madprime — собственная работа (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia
2. «Дигибридный крест» Автор Tocharianne (версия PNG), WhiteTimberwolf (версия SVG) — версия PNG (общественное достояние) через Commons Wikimedia

Разница между первым законом Менделя и вторым законом наследования


После того, как вы наконец смогли понять эксперимент Менделя и его методы (если вы этого не сделали, вы можете прочитать мою статью о генетических основах наследования, нажмите здесь, и это перенаправит вас на мою статья) когда дело доходит до законов, понять каждую из них — головная боль, и столько боли помнить о ней, поэтому, чтобы облегчить вам задачу, я подготовил таблицу различий между первым и вторым законами Менделя о наследовании.

Разница между первым и вторым законами Менделя:

Вот 4 основных различия, которые необходимо знать между первым и вторым законом Менделя:

Первый закон Менделя Второй закон Менделя
1. Первый закон Менделя гласит, что один признак может существовать в разных формах или аллелях. 1. Второй закон Менделя гласит, что аллели двух разных генов не зависят друг от друга, а вместо этого они независимо сортируются по гаметам
2.Этот закон также известен как закон сегрегации 2. Этот закон также известен как закон независимого ассортимента
3. Этот закон основан на эксперименте с моногибридным скрещиванием 3. Этот закон основан на эксперименте с дигибридным скрещиванием.
4. Соотношение произведенного потомства будет 3: 1 4. Соотношение произведенного потомства будет 9: 3: 3: 1

Каковы три закона Менделя?

Проведя опыты на растении гороха с помощью моногибридного и дигибридного скрещивания, на основе этих скрещиваний Мендель пришел к трем законам, а именно:

Первый закон Менделя:

Это первый закон наследования .Этот закон был получен из эксперимента с моногибридным скрещиванием . Здесь символ из двух пар контрастных символов, который может выражаться в поколении F1, называется доминантным , а тот, который не может выражать себя и подавляется, называется рецессивным . Из-за этого доминирования в поколении F1 наблюдается однородное выражение.

Есть факторы, которые контролируют пары. Когда разные факторы управляют каждым символом, тогда только один персонаж может выражать в поколении F1, который называется доминантным, а другой, который не может выражать себя, называется рецессивным.

Некоторые примеры закона доминирования — У морских свинок черный окрас шерсти преобладает над белым, и аналогично у людей кудрявые волосы преобладают над прямыми или карие глаза преобладают над зелеными глазами.

Этот закон не применим повсеместно , потому что иногда доминирование не является полным или полностью отсутствует в некоторых случаях.

Второй закон Менделя:

Это второй закон наследования. Здесь аллели, находящиеся в паре, остаются вместе, смешиваясь друг с другом.Во время образования гамет эти пары аллелей разделяются или разделяются, и каждая гамета получает по одному признаку от каждой пары аллелей. Этот закон также известен как закон чистоты гамет . Это происходит с дигибридами, потому что в этом эксперименте мы работаем с двумя признаками, поэтому сегрегация имеет место, но вы можете объяснить это с помощью эксперимента с дигибридным скрещиванием .

Этот закон универсален.Поскольку это большинство организмов производит половым путем, этот закон применим повсеместно.

Третий закон Менделя:

Это известно как третий закон о наследовании, а также принцип независимого ассортимента . Этот закон или принцип основан на эксперименте с дигибридным скрещиванием . Здесь признаки обоих родителей выражаются в потомстве одновременно, как мы читали об этом выше.

Mendel также выполнил тригибридный кросс-коэффициент, но, поскольку он не упоминается в вашем учебном плане, мы не будем вдаваться в подробности.После того, как он выполнил тригибридное скрещивание, он пришел к выводу, что действительно имеет место случайное слияние, и каждая гамета получит только один аллель от каждой пары признаков, и они независимы, чтобы пойти куда угодно и войти в любую гамету, которую они хотят. Они не склонны нести свои родительские комбинации и полностью независимы, поэтому это известно как закон о независимом ассортименте.

Разница между Первым и Вторым законом Менделя

Ключевое различие между Первым и Вторым законом Менделя состоит в том, что первый закон Менделя описывает сегрегацию аллелей данного локуса в отдельные гаметы во время гаметогенеза, в то время как второй закон Менделя описывает независимая передача аллелей генов в дочерние клетки без влияния друг друга.

Менделирующая наследственность описывает первый и второй законы Менделя в генетике. Эти законы в основном объясняют, как признак передается от родителей к потомству через половое размножение у эукариотических организмов. Грегор Мендель впервые проанализировал это явление в 1850-х годах. Во время своих экспериментов он сделал контрольные скрещивания между настоящими сортами садового гороха, которые имели легко идентифицируемые и наследуемые различия, включая высоту растений, цвет семян, цвет цветов и форму семян.Он опубликовал успешные результаты своей работы в 1865 и 1866 годах. Его открытия позже были развиты в виде законов Менделя. Основная цель этой статьи — обсудить разницу между первым и вторым законом Менделя.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое Первый закон Менделя
3. Что такое Второй закон Менделя
4. Сходства между Первым и Вторым законами Менделя
5. Параллельное сравнение — Первый и Второй закон Менделя в табличной форме
6. Резюме

Что такое Первый закон Менделя?

Первый закон Менделя или закон сегрегации описывает сегрегацию аллелей и дискретное наследование характеристик.Закон также объясняет, что во время производства гамет индивидуума сначала разделяются хромосомы, и каждая гамета получает только один набор индивидуальных пар хромосом. Кроме того, этот процесс сегрегации аллелей происходит посредством деления мейотических клеток.

Рисунок 01: Первый закон Менделя

Следовательно, первый закон Менделя говорит об одном признаке и шансе 50:50 получить аллель для каждой гаметы во время гаметогенеза.

Что такое Второй закон Менделя?

Второй закон Менделя или закон независимого распределения гласит, что во время мейоза аллели одного признака сортируются независимо от аллелей другого признака, и они с равной вероятностью распределяются по дочерним ядрам.

Рисунок 02: Первый и Второй закон Менделя

Закон рассматривает поведение независимой сортировки негомологичных хромосом. В основном это объясняет независимый набор двух или более признаков. Согласно второму закону, без вмешательства другого признака, все признаки независимо передаются дочерним клеткам.

В чем сходство между первым и вторым законами Менделя?

  • Первый и второй закон Менделя — это основы наследования признаков от родителей к потомкам.
  • Более того, оба закона объясняют передачу аллелей.

В чем разница между первым и вторым законом Менделя?

Первый закон Менделя описывает сегрегацию аллелей данного локуса в отдельные гаметы во время гаметогенеза, в то время как второй закон Менделя описывает независимую передачу аллелей генов в дочерние клетки без влияния друг друга. Таким образом, в этом ключевое отличие первого закона Менделя от второго закона.Первый закон Менделя также называется законом сегрегации, а второй закон также называется законом независимого ассортимента.

Кроме того, первый закон применим в основном к одному признаку, а второй закон применим к двум или более признакам. Таким образом, это еще одно различие между первым и вторым законом Менделя. Инфографика ниже дает более подробную информацию о различиях между первым и вторым законами Менделя.

Резюме — Первый закон Менделя против Второго закона

Первый закон Менделя описывает разделение двух аллелей каждого гена во время производства гамет и равные шансы каждой гаметы получить один аллель.С другой стороны, второй закон Менделя описывает независимую передачу аллелей одного гена от аллелей другого гена в дочерние клетки. Второй закон показывает, что нет взаимодействия или влияния между генами, когда аллели каждого гена передаются дочерним клеткам. Однако эти первый и второй законы являются строительными блоками для наследования признаков от родителей к потомству. Таким образом, это резюмирует разницу между первым и вторым законом Менделя.

Ссылка:

1.«Закон сегрегации». Академия Хана, Академия Хана, доступна здесь.
2. «Менделирующее наследование». Википедия, Фонд Викимедиа, 12 марта 2019 г., доступно здесь.

Изображение предоставлено:

1. «Mendel 2 miguelferig» Мигельфериг — собственная работа (CC0) через Commons Wikimedia
2. «Независимый ассортимент и сегрегация» LadyofHats — собственная работа (общественное достояние) через Commons Wikimedia

Второй закон Менделя | Менделирующие законы наследования | Принципы генетики: обзор

Второй закон Менделя
Рисунок 5-5 Помесь цыплят с
черный и забрызгали белыми перьями.Черный
и белые гомозиготный; Андалузский
синий — гетерозиготный.
Согласно закону Менделя о независимости ассортимент , расположено генов на разных парах гомологичных хромосом самостоятельно сортировать во время Мейоз .Таким образом, закон имеет дело с генами для двух разных персонажей, которые переносится на двух разных парах хромосом. Мендель проводил эксперименты на горошине, отличающейся от каждого другой в двух или более генах, то есть эксперименты с участием двух или более фенотипические признаки.

Mendel уже создал что высокие растения были доминирующими карлик.Он также отметил, что кресты между растениями с желтыми семенами и растения с зелеными семенами произведены растения с желтыми семенами в F 1 поколение ; поэтому желтый был преобладает зеленый.

Следующим шагом был скрестить разные растения в этих двух характеристиках.Когда высокое растение с желтыми семенами ( T / T Y / Y ) был скрещен с карликовое растение с зеленые семена ( т / т г / г ), растения F 1 были высокими и желтыми как и ожидалось ( т / т г / г ). Гибриды F 1 затем были пересечены друг с другом, и результаты F 2 показано на рисунке 5-6.

Мендель уже знал, что крест между двумя заводами, несущими один пара аллелей генотипа T / t даст соотношение 3: 1. Аналогично скрестить два растения с генотипы Y / y дадут одинаковые Соотношение 3: 1. Если мы рассмотрим только высокие и карликовые фенотипы, ожидаемые в результат дигибридного эксперимента, они производят соотношение 12 высотой к 4 карлик, который сводится к соотношению 3: 1.Точно так же в общей сложности 12 растений имеют желтый цвет. семян на каждые 4 растения, у которых есть зеленый — снова соотношение 3: 1. Таким образом моногибридное соотношение преобладает для обоих черты характера, когда они рассматриваются независимо. Соотношение 9: 3: 3: 1 — ничто. больше, чем комбинация двух Соотношение 3: 1.


Когда один из аллелей неизвестен, он может обозначаться тире ( Т / — ). Это обозначение также может использоваться, когда это несущественно является ли генотип гетерозиготным или гомозиготные, как когда мы суммируем все определенный фенотип. тире может быть либо T , либо t .
Генотипы и фенотипы F 2 следующие:

Результаты этого эксперимента показывают, что сегрегация аллелей для высота растений полностью не зависит от сегрегация аллелей для семян цвет.Ни один из них не влияет на Другие. Таким образом, еще один способ заявить Закон Менделя о независимом ассортименте заключается в том, что аллельных вариантов разных гены на разных хромосомах расщепляются независимо друг от друга. причина в том, что во время мейоза член любой пары гомологичных хромосом полученный гаметой независимо от того, какой член какой-либо другая пара хромосом, которую он получает.Конечно, если бы гены были на ту же хромосому, они бы сортировали вместе (быть связанными), если не пересекаются произошло.

Один из способов оценить пропорции потомства с данным генотипом или фенотип заключается в построении Пеннета квадрат. При моногибридном скрещивании это это легко; с дигибридным скрещиванием, Punnett квадрат довольно трудоемок; а также с тригибридным скрещиванием это очень утомительно.Мы можем сделать такие оценки много легче, воспользовавшись простые вероятностные вычисления. В базовое предположение состоит в том, что все генотипы гамет одного пола имеют равные шансы на объединение со всеми генотипы гамет другого пола, пропорционально количеству каждого настоящее время.Обычно это верно, когда размер выборки достаточно большой, и фактические наблюдаемые числа приходят близкие к предсказанным законами вероятность.

Мы можем определить вероятность следующим образом:

Например, вероятность (p) монета, падающая орлом при подбрасывании, составляет ½, потому что у монеты две стороны.В вероятность выпадения тройки на кубике равна 1/6, потому что у кости шесть сторон.

Вероятность независимого события, происходящие вместе (упорядочены события) включает в себя правило продукта, который является просто продуктом их индивидуальные вероятности.Когда два монеты подбрасываются вместе, вероятность выпадения двух голов составляет ½ × ½ = ¼, или 1 шанс из 4. Вероятность катать две тройки одновременно с двумя игральными костями выглядит следующим образом:

Обратите внимание, однако, что небольшая выборка размер может дать совсем другой результат из того, что предсказано.Таким образом, если мы бросили монета трижды и упала орлом каждый раз мы не были бы сильно удивлены. Но если мы подбросим монетку 1000 раз, и сколько раз он упал головы разошлись очень сильно от 500, мы бы сильно подозревали, что там что-то не так с монетой.

Мы можем использовать правило продукта для прогнозировать соотношение наследования в моногибрид или дигибрид (или крупнее) скрещивается, если гены сортируются независимо в гаметах (как и во всех Менделя) (Таблица 5-1).

Рисунок 5-6 Метод квадратов Пеннета для определения генотипов и фенотипов, ожидаемых при дигибридном скрещивании для независимой сортировки генов.

Несколько аллелей
Ранее мы определяли аллели как альтернативные формы гена. В то время как человек может иметь не более двух аллелей в данном локусе (по одному на каждая хромосома гомологичного пара),

еще много разных аллелей может существовать в популяции.An пример — набор нескольких аллелей что влияет на цвет шерсти кроликов. Разные аллели C (нормальный окрас), c cb (окрас шиншилла), c b (гималайский окрас), и c (альбинос). Четыре аллеля попадают в серия доминирования с доминантой C по всему. Доминантный аллель всегда пишется слева и рецессивный справа:

Множественные аллели возникают через мутации в том же локусе гена периоды времени.Любой ген может мутировать если дать время и, таким образом, может дать повышаются до немного разных аллелей на тот же локус.

Взаимодействие генов
Виды крестов ранее описанные просты в том, что характер вариации включали результаты действие одного гена, но во многих случаях известны, в которых вариация символ является результатом двух или более гены.Мендель, наверное, не оценил реальное значение генотипа, в отличие от видимого характер — фенотип. Мы сейчас знаю, что много разных генотипов может повлиять на один фенотип (полигенный наследование).

Кроме того, многие гены имеют больше чем однократное воздействие на организм фенотипы, явление, называемое плейотропией .Ген цвета глаз, например, может быть основной причиной цвет глаз, но в то же время он может нести ответственность за влияние на развитие других персонажей как хорошо. Аллель в одном локусе может маскировать или предотвратить проявление аллеля в другом локусе, действующем на том же самом черта, явление называется эпистаз .Другой случай взаимодействия генов заключается в том, что в котором несколько наборов аллелей могут кумулятивно воздействуют на тот же персонаж.

Некоторые символы в людях полигенный. В таких случаях персонажи, вместо дискретной альтернативы фенотипы, проявляются непрерывно вариация между двумя крайностями.Этот иногда называют смешением или количественным наследованием . В этом виде по наследству дети часто более или менее промежуточное звено между двое родителей.

Примером такого типа является степень пигментации у вязок между черным и белым человеком скачки.Кумулятивные гены в таких вязки имеют количественное выражение. Вероятно, три или четыре гена участвует в пигментации кожи, но мы упростит наше объяснение предполагая, что есть только две пары независимой сортировки генов. Таким образом у человека с очень темным пигментом два гена пигментации на отдельных хромосомы (A / A B / B).Каждый доминантный аллель вносит одну единицу пигмент. Человек с очень светлым пигментом имеет аллели (a / a b / b), которые способствуют нет цвета. (Веснушки, которые обычно появляются на коже очень светлые люди представляют пигмент внесенный полностью отдельными генами.) Потомство очень темных и очень светлых родителей будет иметь промежуточный скин цвет ( A / a B / b).

Рис. 5-7 Наследование красно-зеленой цветовой слепоты, сцепленное с полом, у людей. A , Мать-носитель и нормальный отец вызывают дальтонизм у половины своих сыновей, но у ни одна из их дочерей. B , Половина сыновей и дочерей матери-носителя и дальтоника отца являются дальтониками.

Цвет глаз у людей наследуется еще один пример взаимодействия генов. аллель (B) определяет, является ли пигмент присутствует в переднем слое радужной оболочки. аллель доминирует над аллелем для отсутствие пигмента (b). Генотипы B / B и пигмент B / b обычно дает коричневый цвет eyes, а b / b — голубые глаза.Тем не мение, на эти фенотипы сильно влияют многие гены-модификаторы, влияющие, например, количество присутствующего пигмента, тон пигмента и его распределение. Таким образом, человек с B / b может даже иметь голубые глаза, если гены-модификаторы определяют отсутствие пигмента, что объясняет редкость экземпляры кареглазого ребенка голубоглазого родители.

Дети родителей, имеющих промежуточный цвет кожи показывает диапазон цвета кожи в зависимости от количества генов пигментации, которые они наследовать. Цвет их кожи колеблется от очень темный (A / AB / B) , к темному ( A / AB / b или A / a B / B ), средний ( A / A b / b или A / a B / b или a / a B / B ), от легких ( A / ab / b или a / a B / b) до очень легких ( a / ab / b ).это таким образом возможно для родителей гетерозиготные по цвету кожи, чтобы родить детей с цвета темнее или светлее, чем они сами.

(PDF) Законы Менделя

Белые фенотипы проявляются только при отсутствии

доминантных аллелей пурпурного цветка. Заглавные буквы

используются для обозначения доминантных аллелей,

, тогда как строчные буквы используются для обозначения

рецессивных аллелей.В то время Мендель использовал термин «факторы»

вместо аллелей.

Второй закон: Закон сегрегации

Этот закон также называют законом чистоты

гамет. Во время формирования

гамет мужского и женского пола (как правило, сперматозоидов и яйцеклеток у животных или

пыльцевых зерен и семяпочек у растений) факторы (аллели)

, отвечающие за конкретного персонажа, разделяются, а

передаются в разные гаметы. Этот процесс

подразумевает, что гаметы либо чисты для внутренних аллелей dom-

, либо для рецессивных.Эти гаметы могут

случайным образом объединяться в различных возможных комбинациях

во время оплодотворения и производить генотип для

признаков потомства (Pierce 2017). В зиготе

два члена пары аллелей остаются

вместе, не будучи загрязненными. Это

, известный как закон сегрегации.

На рис. 1 выше и пыльца, и пестик образуют

мужских и женских гамет, соответственно, с аллелем

B или b.Эти мужские и женские гаметы

случайным образом комбинируются во время оплодотворения с образованием

F1 поколения пурпурных и белых

растений в соотношении 3: 1.

Третий закон: Закон независимости

Ассортимент

Этот закон также известен как закон наследования и определяется как

аллелей различных генов, которые распределяются независимо друг от друга во время формирования гамет

(Watson et al. . 2013).

Как показано на рис.1, смешивание одного признака

(моногибридное скрещивание) в эксперименте Менделя постоянно приводило к соотношению 3: 1 между доминантным

и рецессивным фенотипами. Однако, когда он

провел эксперименты с двумя признаками (дигибрид

кросс), он получил поколение F2 в соотношении

9: 3: 3: 1 (рис. 2). Эти результаты привели Менделя к заключению, что различные признаки (например, форма семян и цвет

) наследуются независимо друг от друга

и нет никакой связи между двумя признаками.

Заключение

Исторически биологи в девятнадцатом веке

верили в очевидное смешение унаследованных признаков

в общем внешнем виде потомства,

, что оказалось основным препятствием на пути к пониманию и принятию теории Менделя. Работа.

Только в 1900 году (через 16 лет после того, как Мен-

впервые опубликовал свои исследования), трое европейских ученых из

, т. Е. Хуго де Фрис, Карл

,

Корренс и Эрих фон Чермак, заново открыли

Менделя. работают, выполняя аналогичные эксперименты независимо друг от друга (Snustad and Simmons

2015).Уильям Бейтсон был большим пропагандистом

работ Менделя позже в Европе, а также ввел

терминов генетика, ген и аллель для описания

основных составляющих менделевской генетики.

С развитием генетики

ученых заметили несколько отклонений от законов наследования Менделя

. К ним относятся неполные гены

доминирования, кодоминирования и летальные гены.

Законы Менделя, Рис. 1 Квадрат Пеннета, описывающий самооплодотворение

растений гороха F1 (оба фиолетовых).Здесь B и b

представляют факторы (теперь известные как аллели). (Изображение предоставлено:

Мадлен Прайс Болл, лицензия CC0)

2 Закона Менделя

.

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *