Законы менделя кратко и понятно – Законы Менделя кратко и понятно

Основные законы Г. Менделя

Чешский ученые Грегор Мендель (1822—1884), основываясь на результатах своих экспериментов по скрещиванию различных сортов гороха, сформулировал закономерности, известные в настоящее время как законы Менделя.

Первый закон Менделя (закон единообразия гибридов первого поколения или правило доминирования): при скрещивании гомозиготных родительских форм (чистых линий) с противоположными признаками в первом поколении потомства (F₁) все особи однотипны (единообразны) по генотипу и фенотипу. Признак, который проявлялся в F₁, был назван доминантным, а признак второй родительской формы, который подавлялся, — рецессивным.

Второй закон Менделя (закон расщепления): при скрещивании (самоопылении) потомков F₁ (или гибридов) в поколении F₂ наблюдалось расщепление потомства по анализируемому признаку (фенотипу) в отношении 3:1 при полном доминировании и 1:2:1 при неполном.

Третий закон Менделя (Закон независимого наследования признаков или независимого комбинирования генов)

читается следующим образом: при скрещивании 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.

Опыты Менделя послужили основой для развития современной генетики. Ему удалось выявить закономерности наследования благодаря принципиально новым методическим подходам, которым и по сей день следуют все генетики:

1. Скрещиваемые организмы должны принадлежать к одному виду.
2. Скрещиваемые организмы должны четко различаться по одной, двум и более парам альтернативных, контрастных признаков.
3. Изучаемые признаки должны быть константны, т. е. воспроизводиться из поколения в поколение при скрещивании в пределах родственной формы.
4. Должен применяться индивидуальный анализ потомства от каждого гибридного организма.
5. Необходимо использовать количественный учет гибридных организмов, различающихся по отдельным парам альтернативных признаков, в ряду последовательных поколений.

Перечисленные приемы исследования составили принципиально новый гибридологический метод, открывший целую эпоху в изучении наследственности и изменчивости.

jbio.ru

22.Закономерности наследственности. Законы Менделя. — Общая биология — Каталог файлов по биологии

Генетика  —  наука  о  наследственности  и  изменчивости  живыхорганизмов.  Как  наука  генетика  существует  с  1900  г.,  когда  несколькими  учеными  (X.Де  Фриз,  К. Корренс,  Э. Чермак)  независимо друг  от друга  были  переоткрыты  закономерности  наследования  родительских  признаков,  которые  экспериментально установил еще в  1865 г. чешский естествоиспытатель Г.Мендель.  На основе  проведенного  статистического  анализа  результатов  скрещиваний  гороха  с  разными  признаками  он  сформулировал  несколькоправил,  которые  впоследствии  получили  название  законов  Менделя. Тогда же вспомнили о работах В. Ру, О. Гертвига, Э. Страсбургера,  А. Вейсмана,  в  которых  была  сформулирована  «ядерная  гипотеза»  наследования  признаков,  ставшая  в будущем основой хромосомной  теории  наследственности  (Т. Морган  и  др.).  Названиенауки  «генетика»  предложил  в  1906  г.  английский  биолог  У. Бэтсон.

Селекция  —  наука  о  методах  создания  сортов,  гибридов  растений  и  пород  животных,  штаммов  микроорганизмов  с  нужнымичеловеку признаками.

Породой и сортом называют популяцию растений  или  животных,  созданную  человеком  для  удовлетворениясвоих  потребностей;  они  характеризуются  специфическим  генофондом,  наследственно  закрепленными  признаками.  У  микроорганизмов чистую культуру называют штаммом.  Иногда они бываютчистыми  линиями  —  генотипически  однородным  потомством,полученным  за счет самооплодотворения. 

Теоретической  основойселекции  является  генетика. 

Методы  селекционной  работы  —  отбор,  гибридизация,  полиплоидия,  мутагенез.

 

Г.Мендель

Иоганн Грегор Мендель (1822 —1884) — аббат монастыря в Брно Чехия)  по  праву  считается  основателем  генетики.  В  результатеопытов  над  горохом  он  сформулировал  законы  наследственности, разработал  концепцию доминантных  и  рецессивных генов.

Г. Мендель  является  основоположником  гибридологического анализа,  изложенного им  в фундаментальном  труде  «Опыты  над  растительными  гибридами» (1866). 

В опытах над горохом  Г. Мендель использовал гибридологический метод, суть которого заключается  в  получении  гибридов  (потомков  от  скрещивания организмов) и их сравнительном анализе в ряду поколений.  Для  эксперимента  ученый  использовалчистые линии (термин  введен  позже,  в  1903  г.)  такихрастений  гороха,  в потомстве  которых  при  самоопылении  не было различий  по анализируемому признаку.  Другими  словами,  получалось  генотипически  однородное  потомство.  Г. Мендель,  как  правило,  использовал  контрастирующие  признаки:  гладкая  поверхность  семян  и  морщинистые  горошины,  растения высокие и низкие, белая  и розовая окраска венчика и т.п.

Первый закон Менделя — закон единообразия гибридов первого поколения. 

Своиопыты  Г. Мендель  начал  с  того,  что  скрещивал  сорта  гороха,  которые различались лишь по одной  паре альтернативных (наиболееконтрастирующих)  признаков. Такое скрещивание называется моногибридным. Для первого эксперимента естествоиспытатель выбралсорта  гороха,  различающиеся  по  цвету  семян:  желтые  и  зеленые.

Поскольку  горох является  самоопыляющимся  растением,  то у растений  одного сорта все семена были зелеными,  у другого  — только желтые.  В  первой серии опытов все остальные признаки  растения  во  внимание  не  принимались  и  при  анализе  не учитывались.

Г. Мендель  провел  искусственное  перекрестное  опыление  и  скрестил сорта,  различающиеся  по  цвету семян.  Была  выявлена  интересная закономерность:  к какому бы сорту не  принадлежало материнское  растение  (с  желтыми  или  с  зелеными  семенами),  семенагибридного растения  оказывались только желтыми.  Во  второй  серии  опытов  ученый  использовал  сорта  гороха,  различающиеся  потекстуре  поверхности семян:  гладкие и морщинистые.  И здесь получилась  сходная  картина:  при  любых  вариантах  скрещивания  угибридных  растений  семена были  только  гладкими.

Мендель  сделал  вывод,  что  у  гибридов  первого  поколения  проявляются  признаки  только  одного  из  родителей.  Такие  признакибыли  названы  доминантными,  а  непроявляющиеся  признаки  — рецессивными. Обнаруженная закономерность была сформулирована какединообразие гибридов первого поколения. В опытах Менделя в результате  скрещивания  различных  сортов  гороха  было  обнаружено  полное  доминирование,  когда  гибридные  растения  имели  фенотип  (совокупность  внешних  признаков)  только  одного  из  родителей.

Доминантные  аллели принято  обозначать  прописными  буквами:

например, А (желтые семена),  В (гладкие семена). 

Рецессивные аллели обозначаютстрочными буквами: например, а (зеленые семена), b (морщинистые семена). Следовательно,  схематически  любая  гомозиготная  особь  обозначается  как  АА,  аа,ВB  bb и  т.п. 

Гетерозиготные  особи  —  Аа,  ВЬ  и  т.п.

Гибриды  различных  поколений  принято  обозначать  F₁(первое  поколение),

F₂  (второе  поколение)  и  т.д. 

Родителей  обозначают  Р,  материнскую  особь  —  (зеркало  Венеры),  отцовскую  особь  —  (щит и  копье  Марса).  Знак скрещивания  форм  —  х.

Более  поздние  исследования  показали,  что  иногда  наблюдается   неполное  доминирование,   когда   гибриды   обладают   промежуточным  фенотипом.

  Так,  при  скрещивании  растений  ночной  красавицы  с  красными  цветками  с  растениями,  имеющимибелые  цветки,  все  гибриды  первого  поколения  имеют  розовыецветки.

Элементарными  единицами  наследственности  являются  гены.Существование  каких-то  дискретных  наследственных  факторов  вполовых  клетках  было  предположительно  высказано  Г. Менделемеще в  1865  г.  В  1909 г. датский  биолог  Вильгельм  Иогансен  назвалдискретные  наследственные факторы  генами.  Теперь стало известно,  что  ген  представляет  собой  участок  молекулы ДНК. 

Совокупность  генов  организма  называют  генотипом. 

Генотип  и  внешняясреда  определяют  и  формируют  фенотип  организма  —  совокупность морфологических, физиологических, поведенческих и др. признаков и свойств организма.

Совокупность всех генов гаплоидногохромосом  называют  геномом.

Гены,  определяющие  развитие  альтернативных  признаков  ирасположенные  в  идентичных  участках  гомологичных  хромосом,т.е.  парные  гены,  называют аллелями,  или  аллельными генами.

  Придиплоидном  наборе хромосом  в любой  клетке животного  или  рас­тения всегда имеется  по два аллеля любого гена.  В половых клетках (гаметах)  в  результате  мейоза содержится  только  гаплоидный  набор  хромосом  (п)  и  только  по  одному  аллелю.

При  слиянии  двух  родительских  гамет  образуется  клетка  с  диплоидным  набором  хромосом  (2n)  —  зигота.  Если  у  образовавшейся  зиготы  гомологичные  хромосомы  несут  идентичные  аллели,  то  это  гомозигота.  Этот термин  был  введен  генетиком  У. Бэтсоном в  1902 г. 

Под гомозиготностью понимают наследственно однородные  организмы,  в  потомстве  которых  не  происходит  расщепления  признаков.

Горох,  как самоопыляемое  растение,  гомозиготен. 

В отличие от гомозиготы,  у гетерозиготы в гомологичныххромосомах  локализованы  разные  аллели  каждого  гена,  отвечающие  за  альтернативные  признаки:  например,  горох  с  гладкими  иморщинистыми  семенами.

 Потомства  гетерозиготных особей  проявляют разные признаки. Как правило, гетерозиготные особи наиболее жизнеспособны.

Второй закон Менделя — расщепление признаков у гибридов второго поколения.

Из гибридных семян гороха были выращены растения,  которые  затем  были  размножены  естественным  для  гороха способом  —  путем  самоопыления  и  таким  образом  получены  семена  второго  поколения,  не  только  желтые,  но  и  зеленые.  Соотношение  желтых  и  зеленых семян  в собранном урожае  составило 6022 : 2001  соответственно, т.е. 3:1. Следовательно, при скрещивании  гибридов  первого  поколения  между  собой  во  втором  поколении произошло расщепление  признаков по  фенотипу 3:1.  Аналогичные  результаты  были  получены  по  паре  признаков  «гладкие  и морщинистые семена», «пурпурная и белая окраска венчика». Данные  экспериментов  свидетельствовали  о  том,  что  у  гибридов  второго поколения проявляется рецессивный признак, скрытый в первом поколении.

Схему  образования  зигот  второго  поколения  можно  представить  следующим  образом.  Из  полученной  последовательности  зигот  F2(АА,  Аа,  Аа,  аа,  или  АА,  2Аа,  аа)  видно,  чтосоотношение  3:1  по фенотипу объясняется тем,  что  в гомозиготеАА  представлен  только  доминантный  аллель  А,  отвечающий  зажелтый  цвет  семян,  в  гетерозиготах  Аа  доминирует  аллель  А  иподавляет  проявление  рецессивного  (а)  фенотипа,  т.е.  зеленогоцвета  семян.  Только  в  зиготе  аа  в  фенотипе  проявляется  рецессивный  признак — зеленый цвет семян.  И  совершенно очевидно,что  соотношение  по  генотипу  соответствует  соотношению  1:2:1(АА:2Аа:аа).

Второй закон  Менделя,  или  закон расщепления,  формулируется следующим образом: при скрещивании гибридов первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление всоотношении 3:1 по фенотипу и 1:2:1 по генотипу.

У растения ночная красавица при скрещивании гибридов первогопоколения  (F))  получены  гибриды  второго  поколения  (F2),  дающие  расщепление  и  по  фенотипу,  и  по  генотипу  1:2:1.Следовательно, при неполном доминировании в потомстве F2расщепление  по  фенотипу  и  генотипу  совпадает  (1:2:1).

Правило,  или принцип,  чистоты  гамет.  Для того  чтобы  объяснить явление расщепления у гибридов второго поколения,  Г. Мендель  предложил  гипотезу  чистоты  гамет.  Через  гаметы  при  половом  размножении  организмов  осуществляется  связь  между  поколениями.  Через  гаметы  передаются  материальные  наследственные  факторы  —  гены,  определяющие  и  контролирующие  тотили  иной  признак  или  свойство  организма.  Гаметы  генетическичисты,  т.е.  несут только  один  ген  из  аллельной  пары  (например,А или а).  В зиготе, образующейся  при слиянии  гамет, присутствует  пара  аллелей  того  или  иного  гена.  Так,  гетерозиготная  формаАа  содержит  доминантный  (А)  и  рецессивный  (а)  аллели.  Гаметы,  участвующие  в  образовании  гетерозиготы  Аа,  содержат  только по одному аллелю: А и  а.  Слияние  гамет и образование  гетерозиготы  можно записать как: А  х а  =Аа.  В зиготе аллели не смешиваются  и  ведут себя  как независимые единицы.  Согласно гипотезе  чистоты  гамет,  у  гетерозиготной  особи  Аа  будут  с  одинаковойвероятностью  формироваться  гаметы  с  геном  А  и  гаметы  с  генома,  а  гомозиготные  особи  АА  или  аа  будут  давать  гаметы  А  и  а,соответственно.

Таким  образом,  гетерозиготные  организмы  дают  различающиеся  по аллелям  гаметы  и  поэтому в их потомстве  наблюдается расщепление.  Гомозиготные особи  образуют один  вид  гамет и  поэтому при  самоопылении  не дают расщепления.

В  настоящее  время  благодаря  исследованиям  митоза,  мейозагипотеза чистоты  гамет,  предложенная  Г. Менделем,  получила неоспоримое  цитологическое  подтверждение.

Дигибридное скрещивание. Третий закон Менделя.

С помощьюмоногибридного  скрещивания  Г. Мендель  установил  закономерности наследования одного отдельно взятого признака.  В природных  условиях  могут  скрещиваться  особи,  различающиеся  по двуми  более  признакам.  Для  таких  более  сложных  случаев  существуютсвои  закономерности  наследования  признаков.Вслед  за  опытами  по  моногибридному  скрещиванию  Мендельстал  исследовать  наследование  признаков,  за  которые  отвечаютуже две пары аллелей.  В частности, ученый наблюдал наследованиене только окраски  семян  гороха  (желтые  —  А,  зеленые  —  а),  но иодновременно с этим характер их  поверхности  (гладкая  —  В,  морщинистая  —  Ь).  Скрещивание особей,  отличающихся  по двум  парам  аллелей,  называется  дигибридным скрещиванием.

Одна  пара аллелей  (Аа)  контролирует  окраску  семян,  другая  пара  (ВЬ)  —  характер  их  поверхности.В рассматриваемой  серии опытов  Г. Мендель скрещивал  растения  гороха,  с  одной  стороны,  с  желтыми  (А),  гладкими  (В)  семенами,  с  другой  стороны  —  с  зелеными  (а)  и  морщинистыми  семенами  (Ь).  В  первом  поколении  все  гибриды,  как  и  ожидалось,имели  желтые  гладкие  семена.  Во  втором  поколении  произошлонезависимое  расщепление  признаков  —  согласно  гипотезе  чистоты  гамет,  аллельные  гены  ведут  себя  как  независимые,  цельныеединицы. Было получено: 315 желтых гладких семян (генотипы:ААВВ,АаВЬ,  АаВВ,  ААВЬ),  108  —  зеленых  гладких  (ааВВ,  ааВЬ),  101  —желтых  морщинистых  (AAbb,  Aabb),  32  —  зеленых  морщинистых(aabb).  В целом расщепление по фенотипу дало 4 группы особей: сжелтыми  гладкими  семенами  —  9,  с  желтыми  морщинистымисеменами  —  3,  с  зелеными  гладкими  семенами  —  3,  с  зеленымиморщинистыми семенами  —  1.  Более  кратко это можно записатькак   9AB:3Ab:3aB:lab.

Доминирование  по  рассматриваемым  признакам  определяется  доминантными  аллелями  А  и  В,  наличие  которых  и  обусловливает  соответствующий  фенотип.  По  этой  причине  различныегенотипы  могут дать  один  и  тот  же  фенотип.  Например,  растения  с  желтыми  гладкими  семенами  (один  фенотип)  образованы  четырьмя  различными  генотипами  (гомозигота ААВВ,  гетерозигота  по  обоим  парам  аллелей  АаВЬ,  гетерозигота  по  признакуокраски семян АаВВ,  гетерозигота по признаку поверхности семянААВЬ).  Растения с зелеными морщинистыми семенами могут бытьполучены  лишь  при  соединении  рецессивных  аллелей  в  гомозиготе  (aabb),  т.е.  такие  растения  всегда  гомозиготны.  Полученныепри  дигибридном  скрещивании  количественные  соотношениямежду числом фенотипов и  генотипов во втором  поколении справедливы  для  аллелей  с  полным  доминированием.  При  промежуточном  характере  наследования  число  фенотипов  будет  значительно больше.  При  неполном доминировании по обоим рассматриваемым  признакам  число  фенотипов  и  генотипов  равно  междусобой.

Результаты  проведенных  экспериментов  показаны  в  таблице,  известной  под  названием  решетки  Пеннета,  названной  так  по  имени  английского  генетика  Реджиналда  Пеннета(1875— 1967).  С  помощью  решетки  Пеннета легко  установить  всевозможные сочетания  мужских и женских гамет.  Гаметы родителейуказываются  по  верхнему  и  левому  краям  решетки,  а  в  ячейкирешетки  вписываются  генотипы зигот,  образовавшихся  при  слиянии  гамет.  Установлено,  что  при  дигибридном  скрещивании,  также  как  и  при  моногибридном  скрещивании,  каждая  пара аллелейведет  себя  независимо  от другой  пары.

Третий  закон  Менделя,  или  закон  независимого  комбинирования  (наследования)  признаков,  формулируется  следующимобразом:  расщепление  по  каждой  паре  генов  идет  независимо  отдругой пары генов.  Из этого следует, что каждая пара альтернативных  признаков  ведет  себя  в  ряду  поколений  независимо  друг  отдруга.  Среди  потомков  второго  поколения  появляются  особи  сновыми  (по отношению  к родительским)  комбинациями  признаков.

Статистический характер законов Г.Менделя.

В опытах с горохом  при  моногибридном  скрещивании  Г.Мендель  получил  соотношение  по изучаемому признаку 3,0095:1,0,  т.е.  близкое  к теоретически  ожидаемому 3:1.  Ученый  оперировал  сравнительно  крупными числами  (им  было  проанализировано  более  8  тыс.  семян),поэтому его  результат  был  близок  к  расчетному.  Более  или  менееточное  выполнение  соотношения  9:3:3:1  при  дигибридном  скрещивании  также  возможно лишь  при  анализе  большого фактического материала.  В частности,  Г. Менделем было получено соотношение  9,84:3,38:3,16:1,0.   Результаты  такого  анализа  не  свидетельствуют  о  невыполнении  законов  Менделя.  Законы  генетикиносят статистический  характер.  Из  этого  следует,  что  чем  большматериала  по  расщеплению  признаков  будет  рассмотрено  и  проанализировано,  тем  точнее  будут  выполняться  данные  статистические закономерности.

При локализации  генов в половых хромосомах или  в ДНК  пластид,  митохондрий  и других  органоидов,  результаты  скрещиваниймогут  не  следовать  законам  Менделя.

 

 

 

 

 

 

www.xn--90aeobaarlnb3f3fe.xn--p1ai

Законы наследственности Г. Менделя

Биография

Грегор Иоганн Мендель (Gregor Johann Mendel) – выдающийся чешский естествоиспытатель. Он родился в Австрийской империи в простой крестьянской семье. При крещении он получил имя Иоганн.

Изучением природы мальчик увлекался с детства, когда еще работал, сперва помощником садовника, а затем – садовником. Проучившись некоторое время в институте Ольмюца, в философских классах, он в $1843$ году постригся в монахи и принял имя Грегор. Дальше с $1844$ по $1848$ год Грегор Мендель учился в Брюннском богословском институте и стал священником. Во время учебы он самостоятельно изучал многие науки, изучал в Венском университете естественную историю.

Именно в Вене Грегор Мендель увлекся исследованиями процессов гибридизации и статистическими соотношениями гибридов. Мендель уделял особое внимание вопросам изменений качественных признаков у растений. Объектом экспериментов он выбрал горох, который можно было вырастить в монастырском саду. Именно наблюдения за результатами этих исследований и легли в основу знаменитых «законов Менделя».

Воодушевленный первыми успехами, Мендель перенес свои эксперименты на растение семейства астровых (скрещивал разновидности ястребинки) и проводил скрещивания разновидностей пчел. Результаты экспериментов не совпали с результатами опытов с горохом. Тогда еще не знали, что механизм наследования признаков у этих растений и животных отличается от механизма наследования у гороха.

Замечание 1

Грегор Мендель был разочарован в биологической науке. После его назначения настоятелем монастыря, он больше не занимался наукой. Но его заслугой является то, что он впервые выявил и описал статистические закономерности наследования признаков у гибридов. Ознакомимся с ними детальнее.

Первый закон Менделя

Для облегчения учета результатов эксперимента Грегор Мендель избрал растения с четко отличающимися признаками. Это были цвет и форма семян.

Для начала он получил семена «чистых линий» растений. Эти семена при дальнейшем посеве и в результате самоопыления не давали расщепления признаков.

При скрещивании разных сортов гороха — с пурпурными цветками и с белыми цветками, в первом поколении гибридов Мендель получал все растения с пурпурными цветками. Аналогичными были результаты, когда ученый брал растения гороха с желтыми и зелеными семенами или семенами гладкой и морщинистой формы.

По результатам этих опытов Грегор Мендель вывел закон единообразия гибридов первого поколения, который мы знаем, как «первый закон Менделя». Сегодня он звучит так:

«При скрещивании двух гомозиготных организмов. которые относятся к чистым линиям и отличаются друг от друга по одной паре альтернативных проявлений определенного признака, всё первое поколение гибридов (F1) окажется полностью единообразным и будет нести проявление признака только одного из родителей».

Данный закон еще называют законом доминирования признаков. Он означает, что доминирующий признак появляется в фенотипе, подавляя рецессивный.

Второй закон Менделя

Проводя дальнейшие эксперименты с гибридами первого поколения, Мендель обнаружил, что при дальнейшем скрещивании гибридов первого поколения между собой гибриды второго поколений отличаются расщеплением признаков с устойчивым постоянством. Сегодня этот закон формулируют таким образом:

Определение 1

«После скрещивания двух гетерозиготных потомков первого поколения между собой, наблюдается расщепление во втором поколении в определенном числовом соотношении: по фенотипу $3:1$, по генотипу $1:2:1$».

Он получил название закона расщепления. Он означает, что рецессивный признак у гибридов первого поколения не исчезает, а лишь подавляется и потом проявляется во втором гибридном поколении.

Третий закон Менделя

В первых опытах Грегор Мендель принимал во внимание всего одну пару альтернативных признаков. Он заинтересовался вопросом, что если взять во внимание несколько признаков. Признаки начали комбинироваться между собой и поначалу вызвали у ученого замешательство. Но при более детальном рассмотрении, Менделю удалось вывести закономерность расщепления. Оказалось, что гибриды первого поколения однообразны, а во втором поколении признаки по фенотипу расщепляются в пропорции $9:3:3:1$, независимо от другого признака. Этот закон был назван законом независимого наследования. Сегодня его формулировка выглядит так:

Определение 2

«При скрещивании двух особей, которые отличаются друг от друга по нескольким парам (двум или более) альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются друг от друга независимо и могут комбинироваться во всех возможных сочетаниях (подобно как при моногибридном скрещивании)».

Закономерности, открытые Менделем предвосхитили начало новой науки – генетики.

spravochnick.ru

Первый закон Менделя (закон единообразия гибридов первого поколения) | Биология. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест

Раздел:

Наследственность

Суть опытов Менделя проста: он сажал жёлтую и зелёную горошины, выращивал из них растения, потом искусственно пере­носил пыльцу с цветков одного растения на цветки другого и подсчитывал, какое количество зелёных и жёлтых горошин будет в каждом бобе. Такие же опыты Г. Мендель проводил с гладкими и морщинистыми горошинами, другими признаками гороха. Неожиданным оказалось то, что в потомстве всегда соблюдалась математическая закономерность между числом жёлтых и зелёных или гладких и морщинистых горошин.

В первом поколении потомства, полученного от скрещивания двух разных линий гороха (линии, которая всегда давала только зелёные горошины, и линии, все горошины которой были жёлтыми), все горошины были только жёлтого цвета.

Именно это наблюдение позволило Менделю установить закономерность, со временем названную первым законом Менделя, или законом единообра­зия гибридов первого поколения: первое поколение гибридов единообразно по фенотипу и генотипу.

Учёный просто констатировал факт: все гибриды первого поколения одинаковые и подобны одной из родительских форм. К сожалению, сам он не мог знать, с чем связана такая закономерность. Однако сейчас несложно разобраться в сути этого явления — в его цитологических основах. Материал с сайта http://worldofschool.ru

В горохе жёлтая окраска семян является доминантной, а зелёная — рецессивной. Поскольку для опытов использовались чистые линии, все рас­тения с жёлтыми горошинами были доминантными гомозиготами по генам окраски семян (обозначим этот аллель буквой А), то есть имели генотип АА. Все растения с зелёными плодами были рецессивными гомозиготами по этому гену и имели генотип аа. Как известно, к каждой половой клет­ке переходит только одна хромосома из пары, поэтому растения с жёлтыми семенами производили только гаметы А, а растения с зелёными семена­ми — только гаметы а. Объединение таких гамет в одной зиготе давало генотип Аа, который был одинаковым для всех потомков (так как в таком случае никакие комбинации, кроме Аа — невозможны).

Таким образом, первое поколение растений, полученных от скрещивания особей разных чистых линий, было гетерозиготным по гену окраски семян и имело жёлтую окраску горошин в соответствии с тем, что доминантный аллель (определяющий жёлтый цвет) доминирует над рецессивным (опре­деляющим зелёный цвет).

На этой странице материал по темам:

• Конспект первый закон менделя

• Задачи по генетике на единообразие гибридов

• Закон единобразии гибридов первого поколение

• Цитологическое подтверждение закона единообразия первого поколения

• Объясните 1-й закон менделя кратко и понятно

worldofschool.ru

Законы Менделя — это… Что такое Законы Менделя?

Схема первого и второго закона Менделя. 1) Растение с белыми цветками (две копии рецессивного аллеля w) скрещивается с растением с красными цветками (две копии доминантного аллеля R). 2) У всех растений-потомков цветы красные и одинаковый генотип Rw. 3) При самооплодотворении у 3/4 растений второго поколения цветки красные (генотипы RR + 2Rw) и у 1/4 — белые (ww).

Законы Менделя — это принципы передачи наследственных признаков от родительских организмов к их потомкам, вытекающие из экспериментов Грегора Менделя. Эти принципы послужили основой для классической генетики и впоследствии были объяснены как следствие молекулярных механизмов наследственности. Хотя в русскоязычных учебниках обычно описывают три закона, «первый закон» не был открыт Менделем. Особое значение из открытых Менделем закономерностей имеет «гипотеза чистоты гамет»^[1].

История

В начале XIX века Дж. Госс, экспериментируя с горохом , показал, что при скрещивании растений с зеленовато-голубыми горошинами и с желтовато-белыми в первом поколении получались жёлто-белые. Однако, при втором поколении, не проявляющиеся у гибридов первого поколения, и названные позже Менделем рецессивными признаки вновь проявлялись, причём растения с ними не давали расщепление при самоопылении ^[1].

О. Саржэ, проводя опыты на дынях сравнивал их по отдельным признакам(мякоть, кожура и т.д.) также установил отсутствие смешения признаков, которые не исчезали у потомков, а только перераспределялись среди них. Ш. Ноден, скрещивая различные виды дурмана, обнаружил преобладание признаков дурмана Datula tatula над Datura stramonium, причём это не зависело от того, какое растение материнское, а какое — отцовское^[1].

Таким образом к середине XIX века было открыто явление доминантности, единообразие гибридов в первом поколении(все гибриды первого поколения похожи друг на друга), расщепление и комбинаторику признаков во втором поколении. Тем не менее, Мендель, высоко оценивая работы предшественников указывал, что всеобщего закона образования и развития гибридов ими не было найдено, и их опыты не обладают достаточной достоверностью для определения численных соотношений. Нахождение такого достоверного метода и математический анализ результатов, которые помогли создать теорию наследственности, является главной заслугой Менделя^[1].

Методы и ход работы Менделя

Эксперимент Менделя с горохом

• Мендель изучал, как наследуются отдельные признаки.
• Мендель выбрал из всех признаков только альтернативные — такие, которые имели у его сортов два чётко различающихся варианта (семена либо гладкие, либо морщинистые; промежуточных вариантов не бывает). Такое сознательное сужение задачи исследования позволило чётко установить общие закономерности наследования.
• Мендель спланировал и провёл масштабный эксперимент. Им было получено от семеноводческих фирм 34 сорта гороха, из которых он отобрал 22 «чистых» (не дающих расщепления по изучаемым признакам при самоопылении) сорта. Затем он проводил искусственную гибридизацию сортов, а полученные гибриды скрещивал между собой. Он изучил наследование семи признаков, изучив в общей сложности около 20 000 гибридов второго поколения. Эксперимент облегчался удачным выбором объекта: горох в норме — самоопылитель, но легко проводить искусственную гибридизацию.
• Мендель одним из первых в биологии использовал точные количественные методы для анализа данных. На основе знания теории вероятностей он понял необходимость анализа большого числа скрещиваний для устранения роли случайных отклонений.

Закон единообразия гибридов первого поколения

Проявление у гибридов признака только одного из родителей Мендель назвал доминированием.

Закон единообразия гибридов первого поколения (первый закон Менделя) — 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. Мендель же формулировал чистоту признака как отсутствие проявлений противоположных признаков у всех потомков в нескольких поколениях данной особи при самоопылении.

При скрещивании чистых линий гороха с пурпурными цветками и гороха с белыми цветками Мендель заметил, что взошедшие потомки растений были все с пурпурными цветками, среди них не было ни одного белого. Мендель не раз повторял опыт, использовал другие признаки. Если он скрещивал горох с жёлтыми и зелёными семенами, у всех потомков семена были жёлтыми. Если он скрещивал горох с гладкими и морщинистыми семенами, у потомства были гладкие семена. Потомство от высоких и низких растений было высоким. Итак, гибриды первого поколения всегда единообразны по данному признаку и приобретают признак одного из родителей. Этот признак (более сильный, доминантный), всегда подавлял другой (рецессивный).

Кодоминирование и неполное доминирование

Некоторые противоположные признаки находятся не в отношении полного доминирования (когда один всегда подавляет другой у гетерозиготных особей), а в отношении неполного доминирования. Например, при скрещивании чистых линий львиного зева с пурпурными и белыми цветками особи первого поколения имеют розовые цветки. При скрещивании чистых линий андалузских кур чёрной и белой окраски в первом поколении рождаются куры серой окраски. При неполном доминировании гетерозиготы имеют признаки, промежуточные между признаками рецессивной и доминантной гомозигот.

При кодоминировании, в отличие от неполного доминирования, у гетерозигот признаки проявляются одновременно (смешанно). Типичный пример кодоминирования — наследование групп крови системы АВ0 у человека, где А и В — доминантные гены, а 0 — рецессивный. По этой системе генотип 00 определяет первую группу крови, АА и А0 — вторую, ВВ и В0 — третью, а АВ будет определять четвёртую группу крови. Т.о. всё потомство людей с генотипами АА (вторая группа) и ВВ (третья группа) будет иметь генотип АВ (четвёртая группа). Их фенотип не является промежуточным между фенотипами родителей, так как на поверхности эритроцитов присутствуют оба агглютиногена (А и В).

Явления кодоминирования и неполного доминирования признаков слегка видоизменяет первый закон Менделя: «Гибриды первого поколения от скрещивания чистых линий особей с противоположными признаками всегда одинаковы по этому признаку: проявляют доминирующий признак, если признаки находятся в отношении доминирования, или смешанный (промежуточный) признак, если они находятся в отношении кодоминирования (неполного доминирования)».

Закон расщепления признаков

Определение

Закон расщепления (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 отвечают аллели 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.

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. Две гомологичные 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.

Закон независимого наследования признаков

Иллюстрация независимого наследования признаков

Определение

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). Когда скрещивались растения, отличающиеся по нескольким признакам, таким как белые и пурпурные цветы и желтые или зелёные горошины, наследование каждого из признаков следовало первым двум законам и в потомстве они комбинировались таким образом, как будто их наследование происходило независимо друг от друга. Первое поколение после скрещивания обладало доминантным фенотипом по всем признакам. Во втором поколении наблюдалось расщепление фенотипов по формуле 9:3:3:1, то есть 9:16 были с пурпурными цветами и желтыми горошинами, 3:16 с белыми цветами и желтыми горошинами, 3:16 с пурпурными цветами и зелёными горошинами, 1:16 с белыми цветами и зелёными горошинами.

Объяснение

Менделю попались признаки, гены которых находились в разных парах гомологичных хромосом гороха. При мейозе гомологичные хромосомы разных пар комбинируются в гаметах случайным образом. Если в гамету попала отцовская хромосома первой пары, то с равной вероятностью в эту гамету может попасть как отцовская, так и материнская хромосома второй пары. Поэтому признаки, гены которых находятся в разных парах гомологичных хромосом, комбинируются независимо друг от друга. (Впоследствии выяснилось, что из исследованных Менделем семи пар признаков у гороха, у которого диплоидное число хромосом 2n=14, гены, отвечающие за одну из пар признаков, находились в одной и той же хромосоме. Однако Мендель не обнаружил нарушения закона независимого наследования, так как сцепления между этими генами не наблюдалось из-за большого расстояния между ними).

Основные положения теории наследственности Менделя

В современной интерпретации эти положения следующие:

• За наследственные признаки отвечают дискретные (отдельные, не смешивающиеся) наследственные факторы — гены (термин «ген» предложен в 1909 г. В.Иоганнсеном)
• Каждый диплоидный организм содержит пару аллелей данного гена, отвечающих за данный признак; один из них получен от отца, другой — от матери.
• Наследственные факторы передаются потомкам через половые клетки. При формировании гамет в каждую из них попадает только по одному аллелю из каждой пары (гаметы «чисты» в том смысле, что не содержат второго аллеля).

Условия выполнения законов Менделя

В соответствии с законами Менделя наследуются только моногенные признаки. Если за фенотипический признак отвечает более одного гена (а таких признаков абсолютное большинство), он имеет более сложный характер наследования.

Условия выполнения закона расщепления при моногибридном скрещивании

Расщепление 3 : 1 по фенотипу и 1 : 2 : 1 по генотипу выполняется приближенно и лишь при следующих условиях:

1. Изучается большое число скрещиваний (большое число потомков).
2. Гаметы, содержащие аллели А и а, образуются в равном числе (обладают равной жизнеспособностью).
3. Нет избирательного оплодотворения: гаметы, содержащие любой аллель, сливаются друг с другом с равной вероятностью.
4. Зиготы (зародыши) с разными генотипами одинаково жизнеспособны.

Условия выполнения закона независимого наследования

1. Все условия, необходимые для выполнения закона расщепления.
2. Расположение генов, отвечающих за изучаемые признаки, в разных парах хромосом (несцепленность).

Условия выполнения закона чистоты гамет

1. Нормальный ход мейоза. В результате нерасхождения хромосом в одну гамету могут попасть обе гомологичные хромосомы из пары. В этом случае гамета будет нести по паре аллелей всех генов, которые содержатся в данной паре хромосом.

См. также

• Теория наследственности

Примечания

Ссылки

• Дубинин Н. П. Общая генетика. — М.: «Наука», 1986. — 560 с.
• В.И. Иванов, Н.В. Барышникова,Дж. С. Билева Генетика / Под ред. В.И. Иванова. — М.: Академкнига, 2007. — 638 с. — 2000 экз. — ISBN 978-5-94628-288-8

dikc.academic.ru

Законы Грегора Менделя

Ученый из Чехии Грегор Мендель (1822-1884) в ходе своих исследований по скрещиванию разных сортов гороха выявил определенные закономерности, которые широко известны в настоящее время под названием трех законов Менделя.

Первый закон

Если экземпляры растений получены в первом поколении при скрещивании гомозиготных родительских сортов (чистых линий) с разными признаками, то потомки одинаковы по генотипу и фенотипу. Под признаком в данном случае понимают любое избранное качество растений, по которому можно различить два сорта. Первый закон Менделя еще известен как правило доминирования, или закон единообразия гибридов первого поколения. Признак, который был выявлен у первого поколения, получил название доминантного, а то качество, которое подавлялось и не проявилось, — рецессивного.

Второй закон

Закон расщепления. Его суть состоит в том, что при скрещивании, например, при самоопылении, однотипных гибридов первого поколения в последующем поколении происходит расщепление потомства по выбранному признаку (фенотипу) в соотношении 3:1 в случае полного доминирования и 1:2:1 при неполном доминировании.

Третий закон

В третьем законе Менделя идет речь о независимом наследовании признаков, или независимом сочетании генов растений. Если происходит скрещивание экземпляров растений, которые отличаются друг от друга по двум или нескольким парам альтернативных признаков, генетический материал и фенотипические признаки, которые им определяются, наследуются независимо друг от друга и могут сочетаться в любых комбинациях.

Эксперименты чешского ученого стали базой для развития современной генетики. Г. Мендель сумел обнаружить основные закономерности наследования с помощью новейших на то время методических подходов, которыми и в настоящее время пользуются все генетики.

В его экспериментах все скрещиваемые экземпляры относились к одному виду растений. Важно, что при этом они четко отличались друг от друга по одной, двум, нескольким парам альтернативних (противоположных) признаков. Данные признаки были постоянны, то есть передавались из поколения в поколение при скрещивании в пределах одного вида. Необходимо было исследовать потомство от каждой пары гибридов индивидуально и производить количественный учет гибридов, отличающимся по определенным парам альтернативных признаков.

Данные приемы исследования были положены в основу нового гибридологического метода, с появлением которого началась эпоха изучения наследственности и изменчивости.

Похожие статьи:

beaplanet.ru

Законы Менделя — Википедия. Что такое Законы Менделя

Схема первого и второго закона Менделя. 1) Растение с белыми цветками (две копии рецессивного аллеля w) скрещивается с растением с красными цветками (две копии доминантного аллеля R). 2) У всех растений-потомков цветы красные и одинаковый генотип Rw. 3) При самооплодотворении у 3/4 растений второго поколения цветки красные (генотипы RR + 2Rw) и у 1/4 — белые (ww).

Законы Менделя — принципы передачи наследственных признаков от родительских организмов к их потомкам, вытекающие из экспериментов Грегора Менделя. Эти принципы послужили основой для классической генетики и впоследствии были объяснены как следствие молекулярных механизмов наследственности. Хотя в русскоязычных учебниках обычно описывают три закона, «первый закон» открыт не Менделем. Особое значение из открытых Менделем закономерностей имеет «гипотеза чистоты гамет»^[1].

Предшественники Менделя

В начале XIX века Дж. Госс (John Goss), экспериментируя с горохом, показал, что при скрещивании растений с зеленовато-голубыми горошинами и с желтовато-белыми в первом поколении получались жёлто-белые. Однако, при втором поколении, не проявляющиеся у гибридов первого поколения, и названные позже Менделем рецессивными признаки вновь проявлялись, причём растения с ними не давали расщепление при самоопылении ^[1].

Огюстен Сажрэ (Augustin Sageret, 1763—1851), французский растениевод, проводил эксперименты по гибридизации тыквенных, главным образом дынь. О. Сажрэ впервые в истории гибридизации стал изучать отдельные признаки скрещивающихся растений (мякоть, кожура и т. д.). Он установил, что при гибридизации родительские признаки распределяются между потомками без всякого смешения между собой. Таким образом, Сажрэ пришёл к установлению решающего свойства наследственности: в своей статье «Соображения об образовании гибридов, вариант и разновидностей» (1825 г.) он указывал на наличие наследственности «константной» вместо «слитной» наследственности^[2].

Ш. Ноден (1815—1899), скрещивая различные виды дурмана, обнаружил преобладание признаков дурмана Datura tatula над Datura stramonium, причём это не зависело от того, какое растение материнское, а какое — отцовское^[1].

Таким образом, к середине XIX века было открыто явление доминантности, единообразие гибридов в первом поколении (все гибриды первого поколения похожи друг на друга), расщепление и комбинаторику признаков во втором поколении. Тем не менее, Мендель, высоко оценивая работы предшественников, указывал, что всеобщего закона образования и развития гибридов ими не было найдено, и их опыты не обладают достаточной достоверностью для определения численных соотношений. Нахождение такого достоверного метода и математический анализ результатов, которые помогли создать теорию наследственности, является главной заслугой Менделя^[1].

Методы и ход работы Менделя

Эксперимент Менделя с горохом

• Мендель изучал, как наследуются отдельные признаки.
• Мендель выбрал из всех признаков только альтернативные — такие, которые имели у его сортов два чётко различающихся варианта (семена либо гладкие, либо морщинистые; промежуточных вариантов не бывает). Такое сознательное сужение задачи исследования позволило чётко установить общие закономерности наследования.
• Мендель спланировал и провёл масштабный эксперимент. Им было получено от семеноводческих фирм 34 сорта гороха, из которых он отобрал 22 «чистых» (не дающих расщепления по изучаемым признакам при самоопылении) сорта. Затем он проводил искусственную гибридизацию сортов, а полученные гибриды скрещивал между собой. Он изучил наследование семи признаков, изучив в общей сложности около 20 000 гибридов второго поколения. Эксперимент облегчался удачным выбором объекта: горох в норме — самоопылитель, но на нём легко проводить искусственную гибридизацию.
• Мендель одним из первых в биологии использовал точные количественные методы для анализа данных. На основе знания теории вероятностей он понял необходимость анализа большого числа скрещиваний для устранения роли случайных отклонений.

Закон единообразия гибридов первого поколения

Проявление у гибридов признака только одного из родителей Мендель назвал доминированием.

Закон единообразия гибридов первого поколения (первый закон Менделя) — 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^[3].

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. Понятие гомозиготности было введено позднее У. Бэтсоном в 1902 году ^[3].

При скрещивании чистых линий гороха с пурпурными цветками и гороха с белыми цветками Мендель заметил, что взошедшие потомки растений были все с пурпурными цветками, среди них не было ни одного белого. Мендель не раз повторял опыт, использовал другие признаки. Если он скрещивал горох с жёлтыми и зелёными семенами, у всех потомков семена были жёлтыми. Если он скрещивал горох с гладкими и морщинистыми семенами, у потомства были гладкие семена. Потомство от высоких и низких растений было высоким.

Итак, гибриды первого поколения всегда единообразны по данному признаку и приобретают признак одного из родителей. Этот признак — более сильный, доминантный (термин введён Менделем от латинского dominus), всегда подавлял другой, рецессивный^[3].

Кодоминирование и неполное доминирование

Некоторые противоположные признаки находятся не в отношении полного доминирования (когда один всегда подавляет другой у гетерозиготных особей), а в отношении неполного доминирования. Например, при скрещивании чистых линий львиного зева с пурпурными и белыми цветками особи первого поколения имеют розовые цветки. При скрещивании чистых линий андалузских кур чёрной и белой окраски в первом поколении рождаются куры серой окраски. При неполном доминировании гетерозиготы имеют признаки, промежуточные между признаками рецессивной и доминантной гомозигот.

При кодоминировании, в отличие от неполного доминирования, у гетерозигот признаки проявляются одновременно (смешанно). Типичный пример кодоминирования — наследование групп крови системы АВ0 у человека, где А и В — доминантные гены, а 0 — рецессивный. По этой системе генотип 00 определяет первую группу крови, АА и А0 — вторую, ВВ и В0 — третью, а АВ будет определять четвёртую группу крови. Т.о. всё потомство людей с генотипами АА (вторая группа) и ВВ (третья группа) будет иметь генотип АВ (четвёртая группа). Их фенотип не является промежуточным между фенотипами родителей, так как на поверхности эритроцитов присутствуют оба агглютиногена (А и В).

Явления кодоминирования и неполного доминирования признаков слегка видоизменяет первый закон Менделя: «Гибриды первого поколения от скрещивания чистых линий особей с противоположными признаками всегда одинаковы по этому признаку: проявляют доминирующий признак, если признаки находятся в отношении доминирования, или смешанный (промежуточный) признак, если они находятся в отношении кодоминирования (неполного доминирования)».

Закон расщепления признаков

Определение

Закон расщепления (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 отвечают аллели 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.

Объяснение

Закон чистоты гамет — в каждую гамету попадает только один 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 аллельной пары. Гипотезу (теперь её 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. Две гомологичные 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.

Закон независимого наследования признаков

Иллюстрация независимого наследования признаков

Определение

Закон независимого наследования (третий закон Менделя) — 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).

Когда скрещивались гомозиготные растения, отличающиеся по нескольким признакам, таким как белые и пурпурные цветы и желтые или зелёные горошины, наследование каждого из признаков следовало первым двум законам, и в потомстве они комбинировались таким образом, как будто их наследование происходило независимо друг от друга. Первое поколение после скрещивания обладало доминантным фенотипом по всем признакам. Во втором поколении наблюдалось расщепление фенотипов по формуле 9:3:3:1, то есть 9:16 были с пурпурными цветами и желтыми горошинами, 3:16 с белыми цветами и желтыми горошинами, 3:16 с пурпурными цветами и зелёными горошинами, 1:16 с белыми цветами и зелёными горошинами.

Объяснение

Менделю попались признаки, гены которых находились в разных парах гомологичных хромосом (нуклеопротеидных структур в ядре эукариотической клетки, в которых сосредоточена бо́льшая часть наследственной информации и которые предназначены для её хранения, реализации и передачи) гороха. При мейозе гомологичные хромосомы разных пар комбинируются в гаметах случайным образом. Если в гамету попала отцовская хромосома первой пары, то с равной вероятностью в эту гамету может попасть как отцовская, так и материнская хромосома второй пары. Поэтому признаки, гены которых находятся в разных парах гомологичных хромосом, комбинируются независимо друг от друга. (Впоследствии выяснилось, что из исследованных Менделем семи пар признаков у гороха, у которого диплоидное число хромосом 2n=14, гены, отвечающие за одну из пар признаков, находились в одной и той же хромосоме. Однако Мендель не обнаружил нарушения закона независимого наследования, так как сцепления между этими генами не наблюдалось из-за большого расстояния между ними).

Основные положения теории наследственности Менделя

В современной интерпретации эти положения следующие:

• За наследственные признаки отвечают дискретные (отдельные, не смешивающиеся) наследственные факторы — гены (термин «ген» предложен в 1909 г. В.Иогансеном).
• Каждый диплоидный организм содержит пару аллелей данного гена, отвечающих за данный признак; один из них получен от отца, другой — от матери.
• Наследственные факторы передаются потомкам через половые клетки. При формировании гамет в каждую из них попадает только по одному аллелю из каждой пары (гаметы «чисты» в том смысле, что не содержат второго аллеля).

Условия выполнения законов Менделя

В соответствии с законами Менделя наследуются только моногенные признаки. Если за фенотипический признак отвечает более одного гена (а таких признаков абсолютное большинство), он имеет более сложный характер наследования.

Условия выполнения закона расщепления при моногибридном скрещивании

Расщепление 3 : 1 по фенотипу и 1 : 2 : 1 по генотипу выполняется приближенно и лишь при следующих условиях:

1. Изучается большое число скрещиваний (большое число потомков).
2. Гаметы, содержащие аллели А и а, образуются в равном числе (обладают равной жизнеспособностью).
3. Нет избирательного оплодотворения: гаметы, содержащие любой аллель, сливаются друг с другом с равной вероятностью.
4. Зиготы (зародыши) с разными генотипами одинаково жизнеспособны.
5. Родительские организмы принадлежат к чистым линиям, то есть действительно гомозиготны по изучаемому гену (АА и аа).
6. Признак действительно моногенный
7. Признак не сцеплен с половыми хромосомами

Условия выполнения закона независимого наследования

1. Все условия, необходимые для выполнения закона расщепления.
2. Расположение генов, отвечающих за изучаемые признаки, в разных парах хромосом (несцепленность).

Условия выполнения закона чистоты гамет

1. Нормальный ход мейоза. В результате нерасхождения хромосом в одну гамету могут попасть обе гомологичные хромосомы из пары. В этом случае гамета будет нести по паре аллелей всех генов, которые содержатся в данной паре хромосом.

См. также

Примечания

Литература

• Гайсинович А.Е. Зарождение и развитие генетики. — М.: Наука, 1988. — 424 с. — ISBN 5-02-005265-5.
• Дубинин Н. П. Общая генетика. — М.: «Наука», 1986. — 560 с.
• В.И. Иванов, Н.В. Барышникова,Дж. С. Билева. Генетика / Под ред. В.И. Иванова. — М.: Академкнига, 2007. — 638 с. — 2000 экз. — ISBN 978-5-94628-288-8.

wiki.sc