Vienas pagrindinių Mendelio eksperimentų objektų buvo žirniai. Šis pasėlis yra savidulkė, todėl naudojant jį eksperimentuose nesunku kryžminti, gauti hibridinių palikuonių ir juos stebėti. Mendelis savo eksperimentams atrinko veisles, kurios skyrėsi sėklos lukšto spalva (pilka, skaidri), neprinokusių pupelių spalva (žalia, geltona), stiebo ilgiu (ilgi, trumpi), sėklų rūšimi (lygi). , raukšlėtas), sėklų spalva (geltona, žalia), žiedynų išsidėstymas (pažastinis, viršūninis). Pirmasis jo atradimas buvo atradimas, kad iš dviejų alternatyvių (kontrastingų) bruožų, sukryžiavus pirmoje kartoje, atsiranda tik vienas. Taigi kryžminant augalus su nesubrendusiomis šparaginėmis pupelėmis (motinos forma) su augalu su nesubrendusiomis geltonosiomis (tėviška forma), pirmoje kartoje visų augalų nesubrendusios pupelės buvo žalios (4.1 pav.).
Ryžiai. 4.1. Žirnių nesubrendusių pupelių spalvos paveldėjimas (Pisum sativum)
Tas pats vaizdas susidarė, kai augalai su geltonosiomis pupelėmis buvo naudojami kaip motininė forma, o šparaginės pupelės - kaip tėvo forma. Panašius rezultatus Mendelis gavo ir dėl kitų tirtų savybių. F pasireiškė tik tokios savybės kaip pilka sėklos lukšto spalva, lukštentas pupelių tipas, glotnios sėklos, geltona sėklų spalva, pažastinis žiedynų išsidėstymas, ilgas stiebas. Mendelis įvardijo bruožus, kurie pasireiškė hibriduose F dominuojantis(vyraujantys) ir alternatyvūs ženklai - recesyvinis(nėra). Buvo vadinamas visų pirmosios kartos individų vienodumo reiškinys pagal vyraujančią savybę visiškas dominavimas.
Vėliau buvo atrasti faktai, rodantys, kad visiškas dominavimas nėra universalus reiškinys. Taigi, kertant snapdragon liniją (. Antirrhinum majus) su raudonais žiedais su linija su baltais žiedais, visi augalai F formavo rožinius žiedus (4.2 pav.).
Šio tipo požymių paveldėjimas vadinamas nepilnas dominavimas. Ir galiausiai palikuonys vienu metu gali parodyti abiejų tėvų savybes. Šis paveldėjimo tipas vadinamas bendras dominavimas. To pavyzdys yra kraujo grupių paveldėjimas žmonėms (ABO sistemoje). Jei vienas iš tėvų turi A kraujo grupę, o kitas B, tai vaikų kraujyje yra ir A, ir B grupei būdingų antigenų. Šių antigenų buvimą lemia speciali antigeninė reakcija. Kalbant apie augalus, tai yra įvairių tipų kaupiamųjų baltymų (gliadinų, gliuteninų ir hordeinų) paveldėjimas, aptiktas elektroforezės būdu (4.3 pav.). 4.3 paveiksle parodyta, kad hordeinų hibridų elektroferogramose tiek tiesioginio, tiek atgalinio kryžminimo metu yra baltymų komponentų iš abiejų tėvų. Kitaip tariant, hibridinių baltymų elektroforezinis spektras yra visų baltymų, būdingų tėvinėms formoms, suma. tuo pat metu
Ryžiai. 4.2. Snapdragonų gėlių spalvos paveldėjimas (Antirrhinum majus)
Kaip matote, hordeino hibridų elektroferogramos iš tiesioginio ir atgalinio kryžminimo skiriasi santykiniu baltymų juostų intensyvumu. Hibridiniame P, x P 2 (tiesioginis kryžminimas) intensyviau pasireiškia pirmosios tėvinės formos baltyminiai komponentai, o hibride P 2 x Pj (atgal kryžminimas) – antrosios tėvinės formos komponentai. . Taip yra dėl to, kad hordeinai yra specifiniai audiniams baltymai ir sintetinami tik endosperme. Pastarasis yra triploidinis audinys (Tl), kurio ląstelėse yra dvigubas chromosomų rinkinys (2l) iš motinos formos (centrinis embriono maišelio branduolys) ir vienas rinkinys (l) iš tėvinės formos ( sperma). Vadinasi, motininės formos aleliai hibride pateikiami dviem dozėmis, o tėvinės – viena. Būtent dėl šios priežasties hibridų elektroferogramose motininės formos baltyminiai komponentai pasirodo intensyviau nei tėvinės. Analizuojant atskirų F 2 grūdelių saugojimo baltymų elektroferogramas galima ne tik atskirti tėvų klases (homozigotus), bet ir heterozigotus suskirstyti į dvi skirtingas klases, atsižvelgiant į alelių dozes (4.1 lentelė). Šiuo atveju padalijimas į F 2 tiek pagal genotipus, tiek pagal fenotipines klases (elektroforezės spektrus) atitiks santykį 1:1:1:1.
Ryžiai. 4.3. Lokuso valdomų miežių hordeinų paveldėjimas Vyriausiasis A.
Hordeino elektroforetiniai spektrai: / -tėvų forma (P,);
- 2 - F, nuo sankryžos P, x P 2;
- 3 - Fj nuo sankryžos P 2 x P (;
- 4 - tėvų forma P 2 (nuotrauka A. A. Pomortsevo sutikimas)
Reikia pažymėti, kad Mendelio atrastas dominavimo fenomenas nėra toks paprastas, kaip gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio. Nustatyta, kad daugeliu atvejų dominavimas gali keistis veikiant išorinėms sąlygoms, amžiui, lyčiai, paties organizmo ypatumams ir kitiems, dažnai nenustatytiems veiksniams. Taip, prie dopingo (Datura stramonium) augalo stiebo violetinė spalva vyrauja prieš žalią, kai augalai auginami lauke.
Tačiau kai tie patys hibridai auginami šiltnamyje, pirmosios kartos hibridai turi žymiai šviesesnę stiebo spalvą nei purpurinio stiebo tėvas. Yra daug kitų pavyzdžių, rodančių dominuojančios padėties pasikeitimo atvejus.
Vėliau pradėtas vadinti pirmosios kartos hibridų vienodumo fenomenas Pirmasis Mendelio dėsnis. Nesvarbu, ar tyrėjas sprendžia visiško ar nepilno dominavimo faktą, ar bendro dominavimo atvejį. Visais šiais atvejais tyrėjas sprendžia pirmosios hibridinės kartos individų vienodumą. Svarbus ir kitas dalykas: kryžminant asmenys (augalai) turi būti homozigotiniai.
4.1. Segregacija F2 pagal hordeiną kontroliuojančio lokuso aleliusA
Monohibridinis kryžius apima tik vienos alelinių genų poros nulemtų požymių paveldėjimo analizę. Mendelis nustatė, kad sukryžminus individus, kurie skiriasi viena požymių pora, visi palikuonys yra fenotipiškai vienodi. Tai reiškia homozigotinių individų, kurie fenotipiškai skiriasi, kryžminimą. Pavyzdžiui, kryžminant homozigotinį geltonąjį žirnį (genotipas AA) su homozigotiniu žaliuoju žirniu (genotipas aa), visi palikuonys bus geltoni, bet heterozigotiniai (genotipas Aa). Kirtimo eiga parodyta pirmame diagramos etape Fig. 1. Gauti heterozigotiniai individai vadinami hibridais, o kadangi jie yra heterozigotiniai vienai genų porai, jie vadinami monohibridais.
Kryžminti asmenys nebūtinai gali būti homozigotiniai. Tais atvejais, kai abu individai yra heterozigotiniai, Mendelis nustatė: kryžminant monohibridus antroje kartoje, charakteristikos suskaidomos į pradines tėvines santykiu 3:1. Pasirodo, 3/4 palikuonių turi dominuojančio geno nulemtų savybių, 1/4 – recesyvinio geno savybių.
Kaip ir kodėl fenotipinė segregacija vyksta santykiu 3:1, galima suprasti iš antrojo diagramos etapo Fig. 1. Čia svarbu atkreipti dėmesį į tai, kad monohibridai gamina dviejų tipų lytines ląsteles: gametas su genu A ir gametas su genu a. Abiejų yra vienodas skaičius. Apvaisinimo proceso metu skirtingos tėvo ir motinos organizmų lytinės ląstelės turi vienodą galimybę susilieti viena su kita. Todėl galima suformuoti palikuonių genotipus: 1/4 AA, 2/4 Aa ir 1/4 aa. Fenotipiškai pirmieji trys bus su dominuojančio geno pasireiškimu, vienas iš keturių – su recesyvinio geno pasireiškimu. Tiesa, tikslų padalijimą santykiu 3:1 galima gauti tik išanalizavus be galo didelį palikuonių skaičių. Tais atvejais, kai jų skaičius nedidelis, galime kalbėti tik apie individų, turinčių vienokias ar kitokias savybes, atsiradimo tikimybę.
Genetikoje taip pat yra skirtumas tarp abipusio ir analitinio kryžminimo. Atvirkščias – tai hibrido kryžminimas su homozigotiniu individu (trečias schemos etapas 1 pav.). Analizuojama – hibrido kryžminimas su homozigotiniu individu dėl alelio recesyvinių genų (1 pav. diagramos trečios stadijos dešinė pusė).
Ryžiai. 1. Monohibridinio kryžminimo kartų analizė
Paprasčiausiais monohibridinio kryžminimo problemų sprendimo atvejais pakanka išanalizuoti vieną iš etapų, parodytų fig. 1, nors kai kuriems reikalingi 2-3 kartų tyrimai. Norėdami įrašyti kirtimo rezultatus, naudojami šie visuotinai pripažinti užrašai:
R
–
tėvai (iš lot. parental – tėvas);
F
– palikuonys (iš lot. filial – palikuonys): F 1
– pirmosios kartos hibridai – tiesioginiai tėvų palikuonys R
; F 2
– antros kartos hibridai – palikuonys iš hibridų kryžminimo tarpusavyje F 1
ir tt
– patinas (skydas ir ietis – Marso ženklas);
– (veidrodis su rankena – Veneros ženklas);
x
– kryžiaus piktograma;
:
– hibridų skaidymas, išskiria besiskiriančių (pagal fenotipą ar genotipą) palikuonių klasių skaitmeninius santykius.
Sprendžiant monohibridinio kryžminimo problemas, reikia laikytis šių taisyklių:
Taisyklė viena. Jei kryžminant du fenotipiškai identiškus individus, pastebimas jų palikuonių savybių skilimas, tai šie individai yra heterozigotiniai.
Antra taisyklė. Jei sukryžminus individus, kurie fenotipiškai skiriasi viena požymių pora, gaunami palikuonys, kurie suskaidomi pagal tą pačią požymių porą, tai vienas iš tėvų individų buvo heterozigotinis, o kitas – homozigotinis dėl recesyvinio požymio.
Taisyklė viena. Jei kryžminant fenotipiškai identiškus (viena požymių pora) individus pirmosios kartos hibriduose, požymiai suskaidomi į tris fenotipines grupes santykiu 1:2:1, tai rodo nepilną dominavimą ir kad tėvų individai yra heterozigotiniai.
Apsvarstykime monohibridinio kryžminimo problemos sprendimą
1 problema
Kviečiuose normaliam augimui dominuoja nykštukiškumas. Už šiuos požymius atsakingi autosominiai aleliniai genai. Homozigotinis žemaūgis augalas kryžminamas su normalaus dydžio augalu.
Kiek normaliai augančių augalų galima tikėtis F2 kryžminant pirmosios kartos hibridus tarpusavyje?
Sprendimas:
Probleminių sąlygų analizė rodo, kad sukryžiuoti individai yra analizuojami pagal vieną požymį – augimą, kurį reprezentuoja dvi alternatyvios apraiškos: nykštukinis augimas ir normalus augimas. Be to, sakoma, kad nykštukiškumas yra dominuojantis bruožas, o normalus ūgis – recesyvinis. Ši užduotis skirta monohibridiniam kryžmimui, o norint nurodyti alelius, pakaks paimti vieną abėcėlės raidę. Tiriamas bruožas yra autosominis, todėl genams žymėti nereikia naudoti lytinių chromosomų simbolių
(X ir Y).
Padarykime lentelę „požymis – genas“, naudodami raidę „A“, nurodydami geno alelius. Dominuojantis alelis bus žymimas didžiąja raide A, recesyvinis alelis – mažąja raide A – tai kviečių nykštuko genas.
a - normalaus kviečių augimo genas.
Užsirašykime tėvų genotipus. Prisimename, kad organizmo genotipas apima du tiriamo geno „A“ alelius. Nykštukiškumas yra dominuojantis požymis, todėl žemaūgių kviečių genotipe yra A alelis Antrasis genotipo alelis taip pat yra A, nes pagal problemos sąlygas dominuojantį požymį turintis individas yra homozigotinis. Tai reiškia, kad žemaūgių kviečių genotipas yra AA.
Normalus augimas yra recesyvinis požymis, todėl normalaus augimo kviečiai savo genotipe turi du alelius a, nes tik tokiu atveju fenotipe atsiras recesyvinis alelis ir susiformuos recesyvinis požymis; jei genotipe būtų alelis A, tai individas turėtų dominuojantį nykštukiškumo bruožą. Taigi normalaus augimo kviečių genotipas yra aa.
Mendelio eksperimentuose, kryžminant žirnių veisles, kurios turėjo geltonas ir žalias sėklas, visi palikuonys (pirmos kartos hibridai) turėjo geltonas sėklas. Nesvarbu, iš kurios sėklos (geltonos ar žalios) išaugo motininiai (tėviniai) augalai: abu tėvai vienodai geba perduoti savo savybes palikuonims. Panašūs rezultatai gauti ir atliekant eksperimentus, kurių metu buvo atsižvelgta į kitus požymius – kryžminant augalus su lygiomis ir raukšlėtomis sėklomis, visi palikuonys turėjo lygias sėklas. Kryžminant augalus su violetiniais ir baltais žiedais, visi hibridai atsidūrė tik purpuriniais žiedlapiais... Atrastas raštas buvo vadinamas Pirmasis Mendelio įstatymas, arba pirmosios kartos hibridų vienodumo dėsnis. valstybė (alelis) vadinamas bruožas, pasireiškiantis pirmoje kartoje dominuojantis, ir vadinama būklė (alelis), kuri nepasireiškia pirmosios kartos hibriduose recesyvinis. G. Mendelis pasiūlė požymių (šiuolaikine terminija – genų) „darinius“ žymėti lotyniškos abėcėlės raidėmis. Būklės, priklausančios tai pačiai požymių porai, žymimos ta pačia raide, tačiau dominuojantis alelis yra didelis, o recesyvinis alelis yra mažas.
Antrasis Mendelio dėsnis. Skilimo dėsnis
Pirmosios kartos heterozigotinius hibridus kryžminus tarpusavyje (savidulkės arba giminystės), antroje kartoje atsiranda individai, turintys ir dominuojančią, ir recesyvinę charakterio būseną, t.y. įvyksta skilimas, kuris vyksta tam tikruose santykiuose: Mendelio eksperimentuose apie 929 antrojo augalai buvo 705 kartos su violetiniais žiedais ir 224 su baltais žiedais. Eksperimente, kuriame buvo atsižvelgta į sėklų spalvą, iš 8023 antroje kartoje gautų žirnių sėklų buvo 6022 geltonos ir 2001 žalios, o iš 7324 sėklų, kuriose buvo atsižvelgta į sėklos formą, gautos 5474 lygios ir 1850 raukšlėtos. . Remdamasis gautais rezultatais, Mendelis priėjo prie išvados, kad antroje kartoje 75 % individų turi dominuojančią požymio būseną, o 25 % – recesyvinę būseną (skilimas 3:1). Šis modelis vadinamas Antrasis Mendelio dėsnis arba padalijimo dėsnis. Jo formuluotė: kryžminant du pirmos kartos hibridus, kurie analizuojami pagal vieną alternatyvią charakterio būsenų porą, palikuonių fenotipas pasiskirsto santykiu 3:1, o genotipas – santykiu 1:2: 1.
Trečiasis Mendelio dėsnis. Savarankiško savybių paveldėjimo dėsnis
Studijuodamas skilimą dihibridinių kryžmelių metu, Mendelis atkreipė dėmesį į tokią aplinkybę. Kryžminant augalus su geltonomis lygiosiomis (AABB) ir žaliomis raukšlėtomis (aabb) sėklomis, antroje kartoje atsirado naujų savybių derinių: geltonos raukšlėtos (Aabb) ir žalios lygiosios (aaBB), kurių pirminėse formose nebuvo. Iš šio stebėjimo Mendelis padarė išvadą skilimas kiekvienai charakteristikai vyksta nepriklausomai nuo antrosios charakteristikos. Pateiktame pavyzdyje sėklų forma buvo paveldėta neatsižvelgiant į jų spalvą. Šis modelis vadinamas Trečiasis Mendelio dėsnis arba nepriklausomo genų pasiskirstymo dėsnis. Trečiasis Mendelio dėsnis suformuluotas taip: Kryžminant homozigotinius individus, kurie skiriasi dviem (ar daugiau) požymiais, antroje kartoje stebimas nepriklausomas paveldėjimas ir charakterio būsenų derinys, jei juos lemiantys genai yra skirtingose chromosomų porose. Tai įmanoma, nes mejozės metu chromosomų pasiskirstymas (kombinacija) lytinėse ląstelėse jų brendimo metu vyksta nepriklausomai ir gali sukelti palikuonių atsiradimą, turinčių savybių derinį, kuris skiriasi nuo tėvų ir protėvių individų savybių.
Kryžmams įrašyti dažnai naudojami specialūs tinkleliai, kuriuos pasiūlė anglų genetikas Punnettas (Punnet grid). Jas patogu naudoti analizuojant polihibridinius kryžius. Tinklelio konstravimo principas – horizontaliai viršuje užrašomos tėvo individo gametos, vertikaliai kairėje – motinos individo gametos, o susikirtimo taškuose – tikėtini palikuonių genotipai.
Ryžiai. 1. Punett tinklelis
Monohibridinio kryžminimo atveju tiriamas vieno geno paveldėjimas. Klasikiniame monohibridiniame kryžiuje kiekvienas genas turi du alelius. Pavyzdžiui, paimsime motinos ir tėvo organizmus su tuo pačiu genotipu - „Gg“. Genetikoje, kaip jau žinome, didžiosios raidės vartojamos dominuojančiam aleliui, o mažosios – recesyviniam aleliui. Šis genotipas gali gaminti tik dviejų tipų gametas, kuriose yra arba „G“ alelis, arba „g“ alelis.
Mūsų Punnetto grotelės atrodys taip:
Susumavus tuos pačius genotipus mūsų palikuonių Punnetto tinklelyje, gauname tokį genotipų santykį: 1 (25%) GG: 2 (50%) GG: 1 (25%) GG yra tipinis genotipo santykis (1:02). :01) monohibridiniam kirtimui. Dominuojantis alelis užmaskuos recesyvinį alelį, o tai reiškia, kad organizmai, turintys genotipus „GG“ ir „Gg“, turi tą patį fenotipą. Pavyzdžiui, jei „G“ alelis gamina geltoną spalvą, o „g“ alelis – žalią, tada genotipas „gg“ turės žalią, o genotipas „GG“ ir „Gg“ – geltoną. fenotipas. Susumavus reikšmes grotelėje, gausime 3G (geltonasis fenotipas) ir lgg (žalias fenotipas) - tai yra tipiškas monohibridinio kryžiaus fenotipinis santykis (3:1). O atitinkamos tikimybės palikuoniui bus 75%G: 25%gg.
Dihibridiniai kryžiai tiria dviejų genų paveldėjimą. Dihibridiniams kryžminimosi atveju Punnetto gardelę galime sudaryti tik tuo atveju, jei genai yra paveldimi nepriklausomai vienas nuo kito – tai reiškia, kad susidarius motinos ir tėvo lytinėms ląstelėms, bet kuris alelis iš vienos poros gali patekti į kiekvieną iš jų kartu su bet kuriuo kitu iš kitos poros. . Šį nepriklausomo pasiskirstymo principą atrado Mendelis, atlikdamas eksperimentus su dihibridiniais ir polihibridiniais kryžiais.
Mes turime du genus – formą ir spalvą. Formai: „R“ yra dominuojantis alelis, suteikiantis lygią žirnio formą, o „w“ yra recesyvinis alelis, suteikiantis raukšlėtą žirnio formą. Dėl spalvos: „Y“ yra dominuojantis alelis, lemiantis geltoną spalvą, o „g“ yra recesyvinis alelis, suteikiantis žalią žirnių spalvą. Vyriški ir moteriški augalai turi tą patį genotipą - „RwYg“ (lygus, geltonas).
Pirmiausia turite nustatyti visus galimus lytinių ląstelių derinius, tam taip pat galite naudoti Punett tinklelį:
Taigi heterozigotiniai augalai gali gaminti keturių tipų gametas su visomis įmanomomis kombinacijomis: RY, Rg, wY, wg. Dabar sukurkime Punnetto gardelę genotipams:
Susumavus tuos pačius genotipus Punnetto gardelėje, mūsų palikuonims gauname tokį santykį ir tikimybes pagal genotipą: 1 (6,25 %) RRYY 2 (12,5 %) RwYY: 1 (6,25 %) wwYY: 2 (12,5 %) RRYg : 4 (25 %) RwYg: 2 (12,5 %) wwYg: 1 (6,25 %) RRgg: 2 (12,5 %) Rwgg: 1 (6,25 %) wwgg. O kadangi dominuojantys bruožai užmaskuoja recesyvinius, gauname tokį fenotipų santykį ir tikimybes: 9 (56,25%) R-Y – (lygus, geltonas): 3 (18,75%) R-gg (glotnus, žalias): 3 (18,75%). wwY – (raukšlėtas, geltonas): 1 (6,25%) wwgg (raukšlėtas, žalias). Šis fenotipinis santykis 9:3:3:1 būdingas dihibridiniam kryžiui.
Sukurti Punett tinklelį dviejų augalų, heterozigotinių trijų genų, kryžminimo atveju, bus sunkiau. Čia yra genotipo tinklelis (64 ląstelės).
Šiuos pavyzdžius pateikėme bendram genetikos žinių pristatymui ir plėtrai – problemų sprendimo problemos nėra mūsų disciplinos – psichogenetikos pagrindų – taikymo sritis. Be to, pats sprendimas reikalauja gebėjimo naudoti polinomus ir gana daug laiko.
Klausimai ir užduotys 5 tema
1. Rengti pranešimus apie G. Mendelio gyvenimą ir mokslinę veiklą.
2. Išsamiai papasakokite apie visus G. Mendelio atrastus dėsnius.
3. Kas yra Punnetto tinklelis?
4. Parengti pranešimus apie T. P. Morgano ir jo mokyklos vaidmenį vystant paveldimumo teoriją.
5. Kaip manote, dėl ko tam tikrais mokslo raidos laikotarpiais mūsų šalyje nepriimta paveldimumo ir genetikos teorija?
Jei kryžminkite pirmosios kartos hibridus, gautus aukščiau aprašytu būdu, t.y. kryžminant homozigotines formas, atsiranda antroje kartoje padalintas . Skilimas yra kelių fenotipiškai skirtingų klasių egzistavimas aiškiuose skaitiniuose ryšiuose. Jį sudaro du komponentai: kokybinis, kuris yra fenotipinis bruožo pasireiškimas, ir kiekybinis, susidedantis iš skaitinių ryšių. Taigi antrosios kartos monohibridiniame kryžiuje 3/4 individų, kuriems būdingas dominuojantis bruožo pasireiškimas, ir 1/4 su recesyviniu bruožo pasireiškimu. Pavyzdžiui, kryžminant žirnių augalus iš grynų linijų, kurios skiriasi skilčialapių spalva, gaunamas paveikslėlyje parodytas rezultatas.
Arba jį taip pat galima apibūdinti taip:
| P | AA X ahh | Švarios linijos |
| Geltona Žalieji | Pradiniai fenotipai | |
| A a |
Lytinių ląstelių tipai |
|
| F 1 | Aa | |
| Geltona | Vienodumas | |
| F 2 |
Fenotipinis suskirstymas: 3/4 geltona (A-): 1/4žalias (aa) |
|
|
Genotipo suskirstymas: 1/4 AA: 2/4 AA: 1/4 ahh |
||
|
Pasižymėkite: dominuojantis recesyvinis |
Pažymėtina, kad nors vieno iš tėvų recesyvinis bruožas (skilčialapių žalia spalva) nepasireiškia pirmoje kartoje („dingo“), tačiau antroje kartoje jis vėl atsiranda ir atrodo taip pat, kaip ir pirminėje tėvų formoje. Tai praktinis lytinių ląstelių grynumo taisyklės pasireiškimas. Antroje kartoje, kuri gaunama kryžminant F 1 hibridus tarpusavyje, atsiranda dvi fenotipinės klasės (geltonos ir žalios sėklos) griežtai apibrėžtu santykiu (3/4: 1/4). Tai yra padalijimas, kurį sudaro atitinkamai kokybiniai ir kiekybiniai komponentai. Iš padalijimo analizės daroma daug svarbių išvadų. Pavyzdžiui, galite nustatyti genų, kuriais skiriasi kryžminimo formos, skaičių, genų ir alelių sąveikos tipą.
Iš diagramos aišku, kad suskirstymas pagal fenotipą ir genotipą (arba fenotipiniai ir genotipiniai skilimai ) ne visada sutampa. Pateiktame pavyzdyje jie skiriasi (atitinkamai 3 A- : 1 ahh ir 1 AA : 2 Ahh : 1 ahh ). (Pasirašykite " — “ vadinamas fenotipiniu radikalu. Jį galima pakeisti bet kokiu aleliu (pavyzdžiui, dominuojančiu arba recesyviniu, A arba A , o individo fenotipas nepasikeis)). Šis modelis stebimas visiško dominavimo atveju A baigta A . Tačiau jei aleliai sąveikauja kaip nepilnas dominavimas ir kodominavimas, jie atrodo taip pat.
Jei antroje kartoje yra fenotipinis padalijimas į tris klases santykiu 1/4 AA : 2/4 Ahh : 1/4 ahh (arba 1 AA : 2 Ahh : 1 ahh ), o pirmoje kartoje – tarpinis požymio pasireiškimas, kalbame apie nepilną vieno alelio dominavimą prieš kitą (arba jų sąveiką pagal kodominavimo tipą). Pavyzdžiui, naktinė gražuolė turi uniformą AA raudonos gėlės, šalia formos ahh - balta ir heterozigotinė Ahh (F 1) - rožinė; antroje kartoje genotipo ir fenotipo skilimai bus vienodi: 1/4 AA (raudona): 2/4 Ahh (rožinis): 1/4 ahh (baltažiedžiai). Iš šio skilimo analizės matyti, kad pradinės formos (su raudonais ir baltais vainikėliais) skiriasi vienu genu ( A ), turintis du alelius ( A Ir A ), kurios sąveikauja pagal nepilno dominavimo tipą (arba alelį A nėra visiškai dominuojantis alelio atžvilgiu A ).
Tai, kas išdėstyta aukščiau, yra esmė monohibridinių kryžių segregacijos dėsnis (arba Antrasis Mendelio dėsnis ), kuriame teigiama, kad kryžminant formas, kurios skiriasi vieno geno aleliais, pirmoje kartoje pastebimas vienodumas, o antroje kartoje atsiranda skilimas. Visiškai dominuojant vienam aleliui prieš kitą, fenotipinis padalijimas yra 3/4 individų, turinčių dominuojantį požymį ir 1/4 recesyvinį požymį, o genotipinis padalijimas yra 1/4: 2/4: 1/4. Esant nepilnam dominavimui arba kodominavimui, tiek genotipo, tiek fenotipo padalijimas atrodo kaip 1/4: 2/4: 1/4.
Antrasis Mendelio dėsnis leidžia daryti išvadas priešinga kryptimi: jei kertant du individus gaunamas vienas iš aukščiau aptartų. monogeniniai skilimai (kryžminant F1 hibridus - 3: 1, 1: 2: 1), tada pirminės tėvų formos skiriasi vieno geno aleliais. Kitaip tariant, jie turi monogeninis skirtumas (po vieną geną). Ši įstatymo ypatybė yra labai svarbi genetinei analizei.
Taigi šis dėsnis suteikia raktą nustatant genų, kuriais skiriasi tiriami organizmai, skaičių. Tačiau į šį klausimą galima atsakyti ne tik kryžminus heterozigotines formas tarpusavyje, bet ir atliekant bandomasis kryžius . Tai suprantama kaip analizuojamo individo kryžminimas su organizmu, homozigotiniu atitinkamo geno recesyviniam aleliui. Schematiškai jį galima parašyti taip:
Analizuojant kryžminimą, galima nustatyti genų, kuriais skiriasi pradinės tėvų formos, skaičių, heterozigotinio individo suformuotų gametų tipus ir dažnį, kurie organizmai yra heterozigotiniai, o kurie ne.
Visų individų, atsirandančių analizuojančiame kryžiuje, genotipai visada nustatomi vienareikšmiškai: monohibridijos atveju tie individai, kuriems būdingas dominuojantis požymio pasireiškimas, yra akivaizdžiai heterozigotiniai, o recesyvinio alelio nešiotojai yra homozigotiniai recesyviniam aleliui. Analizuojant bet kokio tipo alelių sąveikos kryžminimą, pastebimas padalijimas 1/2: 1/2. Tačiau tie patys skaitiniai fenotipinių klasių santykiai gerokai apriboja analitinės kryžminimo galimybes: kadangi heterozigotai ir homozigotai kiekybiškai nesiskiria, neįmanoma nustatyti, kuris požymis yra dominuojantis. Atsakymą į šį klausimą galima gauti sukryžminus heterozigotus (F 2).
Paskelbta 16.11.2011 pateikė Borisas Sadykovas
Noriu padaryti tave laimingą. Rašiau apie pagrindinius genetikos principus, kuriuos įvaldę nesunkiai išmoksite suprasti bet kokio sudėtingumo genetinių problemų sprendimą.
Šiame straipsnyje pateikiamos tik paprasčiausios genetinės monohibridinio kryžminimo užduotys. Nors daugumai jūsų jų sprendimas nesukels sunkumų, mums jų reikia daugiausia metodologiniu požiūriu.
Vadovaudamiesi samprotavimų logika, naudodami paprastus pavyzdžius, galite pritaikyti ją sudėtingesnėms užduotims. Monohibridinis kryžminimas yra pagrindas jūsų supratimui apie visą genetiką ateityje. Kad jūsų žinios būtų visapusiškesnės, „pamatai“ turi būti tvirti.
Yra daug įvairių vadovų, kaip spręsti genetines problemas. Tačiau dauguma jų yra paprastos probleminės knygos : Yra problemos sąlyga, yra atsakymas.
Taip pat gali būti vadovai su trumpais paaiškinimais. Tačiau šie paaiškinimai naudingi tik tiems, kurie jau gana gerai supranta, kaip apsispręsti.
Aš, kaip biologijos dėstytojas, pasistengsiu, pasitelkdamas daugelio galimų genetikos užduočių tipų pavyzdžius, kuo detaliau pateikti įvairių problemų sprendimų paaiškinimus. Apskritai mano funkcija : paaiškinkite, kaip spręsti genetikos problemas tiems, kurie mano, kad tai labai sunku, bet jie tikrai norėtų išmokti tai išspręsti patys.
Mano mokamoje knygoje" ", užduotys išsamiai aptariamos :
* pagal Mendelio kryžminimo tipus (monohibridinis ir dihibridinis);
* pagal Morganą dėl susieto paveldėjimo (su perėjimu ir be jo);
* pagal lytį susijusį paveldėjimą
* ir kilmės dokumentų analizė.
Mano pateikti monohibridinio kryžminimo užduočių pavyzdžiai labai skiriasi sudėtingumu. Patariu pirmiausia, perskaičius problemos sąlygas, spręskite ją patys ir tik jei turite sunkumų su sprendimu, perskaitykite mano paaiškinimus (kartais jie per daug detalūs ir suprantantiems, žinoma, atrodys per daug detalūs).
Rudaakis vyras vedė mėlynakę moterį. Jie turėjo mėlynakį vaiką. Nustatykite tėvų genotipus ir tikimybę turėti vaiką rudomis akimis.
2 užduotis. Žinote, kad polidaktilija (šešių pirštų) yra dominuojanti savybė
Žmonių polidaktilija yra dominuojantis bruožas, o normali rankų struktūra yra recesyvinis požymis. Iš heterozigotinio šešiapirščio santuokos su normalios plaštakos sandaros moterimi gimė du vaikai: penkiapirščiai ir šešiapirščiai. Koks šių vaikų genotipas?
Užduotis 3. Nevisiškas dominavimas
Žmonėms garbanoti plaukai yra dominuojantis bruožas, o tiesūs (glotnūs) plaukai yra recesyvinis bruožas. Heterozigotai turi banguotus plaukus. Kokio tipo plaukus gali turėti vaikai ir kokia jų tikimybė, jei abu tėvai turi banguotus plaukus?
4 užduotis. Paaiškinti, kas yra analizuojantis kryžius
Žmonėms dominuojantis genas sukelia skeleto vystymosi anomaliją, pasireiškiančią kaukolės kaulų pokyčiais ir raktikaulių sumažėjimu. Moteris su normalia skeleto struktūra ištekėjo už vyro, kenčiančio nuo šios anomalijos. Šios santuokos vaikas turėjo normalią skeleto struktūrą. Ar iš vaiko fenotipo įmanoma nustatyti jo tėvo genotipą? Pagrįskite savo atsakymą.
5 užduotis. Hemifacialinė mikrosomija
Hemifacialinę mikrosomiją lydi vienašalė ausies kaklelio anomalija su nepakankamu apatinio žandikaulio išsivystymu toje pačioje pusėje. Nustatyta autosominiu dominuojančiu genu. Kokių palikuonių galima tikėtis iš sutuoktinių, heterozigotinių dėl šios patologijos, santuokos.
6 problema. Kada gali gimti bet kas
Mėlynaakis vyras yra vedęs rudaakę moterį, kurios tėvai taip pat buvo rudaakiai, bet sesuo – mėlynakė. Ar jie gali turėti mėlynakį vaiką? Kokie teisės aktai galioja šioje situacijoje? Pavadinkite ir suformuluokite.
Šių problemų sprendimai išsamiai aptariami mano mokamoje knygoje „“.
Kai kurių tipiškų monohibridinio kryžminimo problemų sprendimų pavyzdžiai
1 užduotis. Iš raudonųjų pomidorų vaisių sėklų ūkininkas išgaudavo augalus su raudonais vaisiais ir augalus su geltonais vaisiais. Raudoną spalvą lemia dominuojantis genas.
a) įvardykite pomidorų vaisių, sudarančių tris ketvirtadalius derliaus, spalvą
b) pasirinkite teisingą atsakymą. Pgautas rezultatas yra įrodymas:1) vienodumo dėsnis;2) skilimo charakteristikų dėsnis
c) suformuluokite ankstesnėje užduotyje pasirinktą Mendelio dėsnį
a) Kadangi augalai su raudonais vaisiais išaugino augalus su raudonais ir geltonais vaisiais, tai raudoną spalvą lemia dominuojantis alelis A, o geltona yra recesyvinė A- mažas.Taip pat akivaizdu, kad iš augalų su raudonais vaisiais galima gauti augalus su raudonais ir geltonais vaisiais, jei pomidorų su raudonais vaisiais genotipas buvo heterozigotinis. : Ak X Ahh(gauname pagal fenotipą 3A- iki 1aa arba 3 dalys raudonų pomidorų, 1 dalis geltonų).
b) tai yra 2) bruožo padalijimo dėsnis (jokiu būdu ne „ne bruožai“, o bruožas, nes kalbame apie monohibridinį kryžminimą, kai atsižvelgiama į tik vieno požymio paveldėjimo pobūdį - šiuo atveju tai yra pomidorų vaisių spalva, kuri gali būti raudona arba geltona)
c) Daugiau nei 100 metų šis antrasis Mendelio dėsnis: „antros kartos palikuonių bruožo atskyrimo dėsnis santykiu 3:1 pagal fenotipą ir 1:2:1 pagal genotipą“.
Trečiajame Mendelio dėsnyje „nepriklausomo bruožo paveldėjimo dėsnis ov“, kurį jis nustatė dihibridinio kryžminimo metu, mes tikrai kalbame apie dviejų skirtingų charakterių paveldėjimo pobūdį.
2 užduotis. Kviečiuose raudona ausies spalva dominuoja baltos spalvos atžvilgiu. Heterozigotinis raudonausis augalas kryžminamas su baltaausiu. F2 buvo gauti 28 augalai.
1.Kiek rūšių gametų gali išauginti raudonausis augalas?
2.Kiek rūšių gametų gali pagaminti baltaplaukis augalas?
3. Kiek F2 augalų bus heterozigotinių?
4.Kiek F2 augalų gali būti raudongalviai?
5. Kiek skirtingų genotipų gali būti F2
6. Parodykite Mendelio dėsnių pasireiškimą dėl problemos rezultatų.
Pažymėkime A- alelinis genas, atsakingas už kviečių varpos raudonos spalvos atsiradimą; A- alelinis genas, atsakingas už baltos kviečių varpos spalvos atsiradimą. Tada bus raudonausio augalo genotipas AA arba Ahh; tik baltaplaukis genotipas ahh.
1. 2 gametos A"Ir" A"; 2. Viena gameta A"; 3. Iš 28 augalų, heterozigotinių su genotipu Ahh bus pusė, 14 vnt.; 4. Visi heterozigotai yra raudonplaukiai, jų yra 14; 5. 2 genotipai Ahh Ir ahh;
6. P: Aa x aa
G: ...A,a...a
Heterozigota Aa bus fenotipo raudonausis augalas (Tai 1-asis Mendelio dėsnis, pirmosios kartos hibridų vienodumo dėsnis. Arba vieno alelinio geno dominavimo prieš kitą dėsnis).
Šios problemos sąlygomis nebus įmanoma parodyti antrojo Mendelio dėsnio (ir ypač trečiojo, skirto dihibridiniam kryžmimui). Norint parodyti antrąjį dėsnį – bruožo atskyrimo palikuonyje dėsnį santykiu 1:2:1 pagal genotipą ir 3:1 pagal fenotipą, reikia sukryžminti du heterozigotinius individus tarpusavyje (arba apsidulkinti). ), tai yra, kryžminkite Aa x Aa.
3 problema. Mėlynaakis vyras turi rudas akis, jis vedė rudaakę moterį, kurios tėvas turėjo rudas akis, o mama – mėlynas. Iš šios santuokos gimė mėlynakis vaikas. Nustatyti visų paminėtų asmenų genotipus iš tėvų pusės.
Pažymėkime : A- dominuojantis alelis, atsakingas už rudų akių pasireiškimą; A- recesyvinis alelis, atsakingas už mėlynas akis.
Žmogus turi mėlynas akis, o tai reiškia, kad jo genotipas yra aa. Todėl abu jo tėvai turėjo recesyvinį alelį A- mažas. Kadangi jie abu turi rudas akis, jų genotipas buvo heterozigotinis Ak.
Moteris turi rudas akis, o tai reiškia, kad alelis yra jos genotipe A. Alelis a- Taip pat yra maža, nes ji pagimdė mėlynakį sūnų - aa(o tai reiškia, kad vienas iš recesyvinių alelinių genų yra paveldėtas iš jos). Šios moters motinos genotipas yra aa, šios moters tėvo genotipas galėtų būti panašus AA. taip ir Ahh.
Taigi, visos šeimos genotipai bus parašyti taip:
aa- moters mama
A-- moters tėvas
Aa- vyro mama
Aa- vyro tėvas
Aa- moteris
aa- vyras
aa- jų sūnus
4 problema. Žmonėms ilgų blakstienų genas dominuoja prieš trumpų blakstienų geną. Moteris ilgomis blakstienomis, kurios tėvas turėjo trumpas blakstienas, ištekėjo už vyro trumpomis blakstienomis. Kokia tikimybė susilaukti kūdikio ilgomis blakstienomis?
Pažymėkime : A- alelinis genas, atsakingas už ilgų blakstienų bruožo pasireiškimą; A- trumpos blakstienos.
Nustatykime moters genotipą. Akivaizdu, kad ji buvo heterozigota Ahh, nes alelinį geną ji paveldėjo iš savo tėvo A- maža, bet ji pati buvo fenotipiškai ilgomis blakstienomis.
Vyro genotipas gali būti tik ahh.
Tai reiškia, kad šioje santuokoje tikimybė susilaukti vaiko ilgomis blakstienomis yra 50%.
5 užduotis. Nagrinėjant bylą teisme dėl tėvystės nustatymo, teismui buvo pateikta pažyma, kad motina turi antrą kraujo grupę, vaikas – ketvirtą, o tariamas tėvas – trečią. Kokią išvadą turėtų padaryti teismas?
B. Genetinių problemų sprendimas | aleliniai genai bandomasis kryžius heterozigotas homozigotas dominuojantys genaihemifacialinė mikrosomijamonohibridinis kryžiusbruožų paveldėjimasnepilnas dominavimas polidaktilija Biologijos dėstytojas per Skypebiologijos dėstytojasrecesyviniai genaisprendžiant genetines problemasšvarios šešių pirštų linijos |