1-oji Mendelio dėsnio formuluotė. Trečiasis Mendelio dėsnis

1 Mendelio dėsnio formuluotė Pirmosios kartos hibridų vienodumo dėsnis arba pirmasis Mendelio dėsnis. Kryžminant du homozigotinius organizmus, priklausančius skirtingoms grynosioms linijoms ir besiskiriančius vienas nuo kito viena alternatyvių požymių pora, visa pirmoji hibridų karta (F1) bus vienoda ir turės vieno iš tėvų bruožą.

2-ojo Mendelio dėsnio formulavimas Segregacijos dėsnis arba antrasis Mendelio Mendelio dėsnis Kai antroje kartoje kryžminami du heterozigotiniai pirmosios kartos palikuonys, segregacija stebima tam tikru skaitiniu santykiu: pagal 3 fenotipą: 1, pagal genotipą 1:2:1.

Mendelio dėsnio 3 formuluotė Nepriklausomo paveldėjimo dėsnis (trečiasis Mendelio dėsnis) Kryžminant du homozigotinius individus, kurie skiriasi vienas nuo kito dviem (ar daugiau) alternatyvių požymių poromis, genai ir juos atitinkančios savybės paveldimos nepriklausomai vienas nuo kito ir susijungia visos galimos kombinacijos (kaip ir su monohibridiniu kryžminiu).(Pirmoji karta po kryžminimo turėjo dominuojantį fenotipą visoms savybėms. Antroje kartoje buvo stebimas fenotipų skilimas pagal formulę 9: 3: 3: 1)

P AA BB aa bb x geltonos, lygios sėklos žalios, raukšlėtos sėklos G (gametos) ABabab F1F1 Aa Bb geltonos, lygios sėklos 100% Mendelio 3-asis dėsnis DIHYBRID KRYŽTIMAS. Eksperimentams motininiu augalu buvo imtasi žirnių su lygiomis geltonomis sėklomis, o tėviniu augalu – žaliomis raukšlėtomis sėklomis. Pirmajame augale abu simboliai buvo dominuojantys (AB), o antrame augale abu buvo recesyviniai (ab

Pirmoji karta po kryžminimo turėjo dominuojantį fenotipą visiems požymiams. (geltonieji ir glotnieji žirneliai) Antroje kartoje buvo pastebėtas fenotipų skilimas pagal formulę 9:3:3:1. 9/16 geltonų lygiųjų žirnelių, 3/16 geltonų raukšlių žirnelių, 3/16 žalių lygiųjų žirnelių, 1/16 žalių raukšlėtų žirnelių.

Užduotis 1. Spanieliuose juoda kailio spalva dominuoja virš kavos, o trumpi plaukai virš ilgų. Medžiotojas nusipirko juodą trumpo plauko šunį ir, norėdamas įsitikinti, kad jis grynaveislis, atliko analitinį kryžminimą. Gimė 4 šuniukai: 2 trumpaplaukiai juodi, 2 trumpaplaukiai kavos. Koks medžiotojo įsigyto šuns genotipas? Dihibridinio kryžminimo problemos.

2 uždavinys. Pomidoruose raudona vaisiaus spalva dominuoja virš geltonos spalvos, o aukštas stiebas virš žemo. Kryžminus veislę su raudonais vaisiais ir aukštu stiebu bei veislę su geltonais vaisiais ir žemu stiebu, antroje kartoje gauti 28 hibridai. Pirmosios kartos hibridai buvo kryžminti tarpusavyje, todėl išauginta 160 antrosios kartos hibridinių augalų. Kiek rūšių gametų gamina pirmosios kartos augalas? Kiek pirmosios kartos augalų turi raudonus vaisius ir aukštą stiebą? Kiek skirtingų genotipų yra tarp antros kartos augalų su raudonais vaisių spalva ir aukštu stiebu? Kiek antrosios kartos augalų turi geltonus vaisius ir aukštą stiebą? Kiek antrosios kartos augalų turi geltonus vaisius ir žemą stiebą?

3 užduotis Žmonėms ruda akių spalva dominuoja prieš mėlyną, o gebėjimas naudotis kairiąja ranka yra recesyvinis, palyginti su dešiniarankiu. Iš žydraakio dešiniarankio santuokos su rudaake kairiaranke gimė mėlynakis, kairiarankis vaikas. Kiek rūšių gametų gamina motina? Kiek rūšių lytinių ląstelių gamina tėvas? Kiek skirtingų genotipų gali būti tarp vaikų? Kiek skirtingų fenotipų gali būti tarp vaikų? Kokia tikimybė šioje šeimoje susilaukti mėlynakio kairiarankio vaiko (%)?

4 užduotis Viščiukų kuokštingumas dominuoja prieš keteros nebuvimą, o juoda plunksnų spalva dominuoja prieš rudą. Sukryžminus heterozigotinę juodąją vištą be keteros su heterozigotiniu rudu skiauterėtu gaidžiu, buvo gauti 48 viščiukai. Kiek rūšių lytinių ląstelių gamina vištiena? Kiek rūšių gametų gamina gaidys? Kiek skirtingų genotipų bus tarp viščiukų? Kiek bus kuokštuotų juodųjų viščiukų? Kiek bus juodų viščiukų be keteros?

5 užduotis Katėms Siamo veislės trumpi plaukai dominuoja persų veislės ilgų plaukų atžvilgiu, o persų veislės juoda kailio spalva dominuoja prieš gelsvą Siamo veislės spalvą. Siamo katės kryžminamas su persų katėmis. Kryžminant hibridus tarpusavyje antroje kartoje, buvo gauti 24 kačiukai. Kiek rūšių gametų susidaro Siamo katėje? Kiek skirtingų genotipų buvo pagaminta antroje kartoje? Kiek skirtingų fenotipų buvo pagaminta antroje kartoje? Kiek antros kartos kačiukų atrodo kaip Siamo katės? Kiek antros kartos kačiukų atrodo kaip persai?

Problemų sprendimas namuose 1 variantas 1) Mėlynaakis dešiniarankis vedė rudaakį dešiniarankį. Jie susilaukė dviejų vaikų – rudaakio kairiarankio ir mėlynakio dešiniarankio. Iš antrosios šio vyro santuokos su kita rudaake dešiniaranke gimė 8 rudaakiai vaikai, visi dešiniarankiai. Kokie yra visų trijų tėvų genotipai? 2) Žmonėms kyšančių ausų genas dominuoja prieš normalių plokščių ausų geną, o ne raudonų plaukų genas dominuoja prieš raudonų plaukų geną. Kokių palikuonių galima tikėtis iš vedybų iš lanksčios ausies raudonplaukio, heterozigotinio pagal pirmąjį požymį, su heterozigotine raudonplauke normaliomis plokščiomis ausimis. 2 variantas 1) Žmonėms šleivapėdystė (R) dominuoja prieš normalią pėdos struktūrą (R), o normali angliavandenių apykaita (O) – prieš diabetą. Moteris, turinti normalią pėdos struktūrą ir normalią medžiagų apykaitą, ištekėjo už klubo pėdos vyro. Iš šios santuokos gimė du vaikai, kurių vienam išsivystė šleivapėdystė, o kitam – cukrinis diabetas. Pagal jų vaikų fenotipą nustatykite tėvų genotipą. Kokie vaikų fenotipai ir genotipai galimi šioje šeimoje? 2) Žmonėms rudų akių genas dominuoja prieš mėlynų akių geną, o gebėjimas naudotis dešine ranka – kairiarankiams. Abi genų poros yra skirtingose ​​chromosomose. Kokie jie gali būti vaikai, jei: tėtis kairiarankis, bet heterozigotinis pagal akių spalvą, o mama mėlynakė, bet heterozigotinė dėl gebėjimo naudotis rankomis.

Išspręskime uždavinius 1. Žmonėms normali angliavandenių apykaita dominuoja prieš recesyvinį geną, atsakingą už diabeto išsivystymą. Sveikų tėvų dukra serga. Nustatykite, ar šioje šeimoje gali gimti sveikas vaikas ir kokia šio įvykio tikimybė? 2. Žmonėse ruda akių spalva dominuoja prieš mėlyną. Gebėjimas geriau naudotis dešine ranka dominuoja prieš kairiarankiškumą; abiejų požymių genai yra skirtingose ​​chromosomose. Rudaakis dešiniarankis išteka už mėlynaakio kairiarankio. Kokių palikuonių reikėtų tikėtis šioje poroje?

Šiame straipsnyje trumpai ir aiškiai aprašomi trys Mendelio dėsniai. Šie dėsniai yra visos genetikos pagrindas; juos kurdamas Mendelis iš tikrųjų sukūrė šį mokslą.

Čia rasite kiekvieno dėsnio apibrėžimą ir sužinosite šiek tiek naujo apie genetiką ir biologiją apskritai.

Prieš pradėdami skaityti straipsnį, turėtumėte suprasti, kad genotipas yra organizmo genų visuma, o fenotipas yra jo išorinės savybės.

Kas yra Mendelis ir ką jis veikė?

Gregoras Johannas Mendelis yra garsus austrų biologas, gimęs 1822 m. Gincice kaime. Jis gerai mokėsi, bet jo šeima turėjo finansinių sunkumų. Norėdamas su jais susidoroti, Johanas Mendelis 1943 m. nusprendė tapti vienuoliu Čekijos vienuolyne Brno mieste ir ten gavo Gregoro vardą.

Gregoras Johanas Mendelis (1822–1884)

Vėliau Vienos universitete studijavo biologiją, o vėliau nusprendė Brno dėstyti fiziką ir gamtos istoriją. Tuo pat metu mokslininkas susidomėjo botanika. Jis atliko žirnių kryžminimo eksperimentus. Remdamasis šių eksperimentų rezultatais, mokslininkas išvedė tris paveldimumo dėsnius, kurie yra šio straipsnio tema.

1866 metais paskelbti veikale „Eksperimentai su augalų hibridais“, šie dėsniai nesulaukė plačios viešumos, o darbas greitai buvo pamirštas. Tai buvo prisiminta tik po Mendelio mirties 1884 m. Jau žinote, kiek įstatymų jis išvedė. Dabar laikas pereiti prie kiekvieno iš jų peržiūros.

Pirmasis Mendelio dėsnis – pirmosios kartos hibridų vienodumo dėsnis

Apsvarstykite Mendelio atliktą eksperimentą. Jis paėmė dviejų rūšių žirnius. Šios rūšys išsiskyrė žiedų spalva. Vienam jos buvo violetinės, o kitos – baltos.

Juos kirtęs mokslininkas pamatė, kad visų palikuonių žiedai yra purpuriniai. O geltoni ir žalieji žirniai susilaukė visiškai geltonų palikuonių. Biologas eksperimentą pakartojo dar daug kartų, tikrindamas skirtingų savybių paveldėjimą, tačiau rezultatas visada buvo toks pat.

Remdamasis šiais eksperimentais, mokslininkas išvedė savo pirmąjį dėsnį, štai jo formuluotė: visi pirmosios kartos hibridai iš savo tėvų visada paveldi tik vieną požymį.

Pažymėkime geną, atsakingą už violetines gėles kaip A, o už baltas gėles - kaip a. Vieno iš tėvų genotipas yra AA (violetinė), o antrojo - aa (balta). A genas bus paveldėtas iš pirmojo tėvo, o a iš antrojo. Tai reiškia, kad palikuonių genotipas visada bus Aa. Genas, žymimas didžiąja raide, vadinamas dominuojančiu, o mažosios – recesyviniu.

Jei organizmo genotipas turi du dominuojančius arba du recesyvinius genus, tada jis vadinamas homozigotiniu, o organizmas, turintis skirtingus genus, vadinamas heterozigotiniu. Jei organizmas yra heterozigotinis, tai recesyvinis genas, žymimas didžiąja raide, yra slopinamas stipresniu dominuojančiu, todėl pasireiškia požymis, už kurį atsakingas dominuojantis. Tai reiškia, kad žirniai su genotipu Aa bus purpuriniais žiedais.

Dviejų heterozigotinių organizmų, turinčių skirtingas savybes, kryžminimas yra monohibridinis kryžminimas.

Kodominavimas ir nepilnas dominavimas

Pasitaiko, kad dominuojantis genas negali nuslopinti recesyvinio. Ir tada kūne atsiranda abi tėvų savybės.

Šį reiškinį galima pastebėti kamelijos pavyzdyje. Jei šio augalo genotipe vienas genas atsakingas už raudonus žiedlapius, o kitas – už baltus, tai pusė kamelijos žiedlapių taps raudoni, o likusieji – balti.

Šis reiškinys vadinamas kodominancija.

Nevisiškas dominavimas yra panašus reiškinys, kuriame atsiranda trečioji savybė, kažkas tarp to, ką turėjo tėvai. Pavyzdžiui, naktinio grožio gėlė, kurios genotipas turi ir baltų, ir raudonų žiedlapių, nusidažo rausvais.

Antrasis Mendelio dėsnis – segregacijos dėsnis

Taigi, prisimename, kad sukryžminus du homozigotinius organizmus, visi palikuonys įgis tik vieną požymį. Bet ką daryti, jei iš šio palikuonio paimtume du heterozigotinius organizmus ir juos sukryžmintume? Ar palikuonys bus vienodi?

Grįžkime prie žirnių. Kiekvienas iš tėvų turi vienodą galimybę perduoti arba geną A, arba geną a. Tada palikuonys bus suskirstyti taip:

• AA – violetinės gėlės (25%);
• aa - baltos gėlės (25%);
• Aa – violetinės gėlės (50%).

Matyti, kad purpuriniais žiedais organizmų yra tris kartus daugiau. Tai yra skilimo reiškinys. Tai antrasis Gregoro Mendelio dėsnis: sukryžminus heterozigotinius organizmus, palikuonys suskaidomi santykiu 3:1 pagal fenotipą ir 1:2:1 pagal genotipą.

Tačiau yra vadinamųjų mirtinų genų. Jei jie yra, nukrypstama nuo antrojo dėsnio. Pavyzdžiui, geltonųjų pelių palikuonys dalijami santykiu 2:1.

Tas pats atsitinka ir su platinos spalvos lapėmis. Faktas yra tas, kad jei šių (ir kai kurių kitų) organizmų genotipe dominuoja abu genai, jie tiesiog miršta. Dėl to dominuojantis genas gali būti išreikštas tik tuo atveju, jei organizmas yra heteroziotinis.

Lytinių ląstelių grynumo dėsnis ir jo citologinis pagrindas

Imkime geltonuosius ir žaliuosius žirnelius, geltonasis genas yra dominuojantis, o žalias – recesyvinis. Hibridas turės abu šiuos genus (nors pamatysime tik dominuojančiojo pasireiškimą).

Yra žinoma, kad genai perduodami iš tėvų palikuonims naudojant gametas. Lytinė ląstelė yra lytinė ląstelė. Hibridiniame genotipe yra du genai; pasirodo, kad kiekvienoje gametoje – ir jų yra dvi – buvo vienas genas. Susilieję jie suformavo hibridinį genotipą.

Jei antroje kartoje atsirado recesyvinis požymis, būdingas vienam iš pirminių organizmų, tada buvo įvykdytos šios sąlygos:

• hibridų paveldimieji veiksniai nepakito;
• kiekvienoje gametoje buvo vienas genas.

Antras punktas yra gametų grynumo dėsnis. Žinoma, yra ne du genai, jų yra daugiau. Yra alelinių genų samprata. Jie atsakingi už tą patį ženklą. Žinodami šią sąvoką, dėsnį galime suformuluoti taip: vienas atsitiktinai parinktas genas iš alelio prasiskverbia į gametą.

Citologinis šios taisyklės pagrindas: ląstelės, kuriose yra chromosomos, turinčios alelių poras su visa genetine informacija, dalijasi ir formuoja ląsteles, kuriose yra tik vienas alelis - haploidinės ląstelės. Šiuo atveju tai yra gametos.

Trečiasis Mendelio dėsnis – savarankiško paveldėjimo dėsnis

Trečiojo dėsnio įvykdymas galimas dihibridiniu kryžminimo būdu, kai tiriamas ne vienas požymis, o keli. Žirnių atveju tai yra, pavyzdžiui, sėklų spalva ir lygumas.

Genus, atsakingus už sėklų spalvą, žymime A (geltona) ir a (žalia); glotnumui - B (lygus) ir b (raukšlėtas). Pabandykime atlikti dihibridinį skirtingų savybių organizmų kryžminimą.

Tokio kryžminimo metu nepažeidžiamas pirmasis dėsnis, tai yra, hibridai bus identiški tiek genotipu (AaBb), tiek fenotipu (su geltonomis lygiomis sėklomis).

Koks bus skilimas antroje kartoje? Norėdami tai sužinoti, turite išsiaiškinti, kokias lytines ląsteles gali išskirti pirminiai organizmai. Akivaizdu, kad tai yra AB, Ab, aB ir ab. Po to sukonstruojama grandinė, vadinama Pinnett gardele.

Visos lytinės ląstelės, kurias gali išskirti vienas organizmas, išvardintos horizontaliai, o kitos – vertikaliai. Tinklelio viduje užfiksuojamas organizmo genotipas, kuris atsirastų su nurodytomis gametomis.

	AB	Ab	aB	ab
AB	AABB	AABb	AaBB	AaBb
Ab	AABb	AAbb	AaBb	Aabb
aB	AaBB	AaBb	aaBB	aaBb
ab	AaBb	Aabb	aaBb	aabb

Išstudijavę lentelę, galite prieiti prie išvados, kad antrosios kartos hibridai skirstomi pagal fenotipą santykiu 9:3:3:1. Mendelis tai suprato ir atlikęs keletą eksperimentų.

Be to, jis taip pat padarė išvadą, kad kuris iš vieno alelio (Aa) genų patenka į gametą, nepriklauso nuo kito alelio (Bb), tai yra, yra tik nepriklausomas požymių paveldėjimas. Tai trečiasis jo dėsnis, vadinamas nepriklausomo paveldėjimo įstatymu.

Išvada

Trys Mendelio dėsniai yra pagrindiniai genetiniai dėsniai. Dėl to, kad vienas žmogus nusprendė eksperimentuoti su žirniais, biologija gavo naują skyrių – genetika.

Su jo pagalba mokslininkai iš viso pasaulio išmoko daug dalykų – nuo ​​ligų prevencijos iki genų inžinerijos. Genetika yra viena įdomiausių ir perspektyviausių biologijos šakų.

Genetika- mokslas apie paveldimumo ir kintamumo dėsnius. Genetikos „gimimo“ data galima laikyti 1900 m., kai G. De Vriesas Olandijoje, K. Corrensas Vokietijoje ir E. Cermakas Austrijoje savarankiškai „iš naujo atrado“ G. Mendelio nustatytus bruožų paveldėjimo dėsnius. 1865 m.

Paveldimumas- organizmų gebėjimas perduoti savo savybes iš kartos į kartą.

Kintamumas- organizmų savybė įgyti naujų savybių, palyginti su savo tėvais. Plačiąja prasme kintamumas reiškia skirtumus tarp tos pačios rūšies individų.

Pasirašyti- bet koks struktūrinis bruožas, bet kokia kūno savybė. Požymio išsivystymas priklauso ir nuo kitų genų buvimo, ir nuo aplinkos sąlygų, bruožai formuojasi individo individualaus vystymosi metu. Todėl kiekvienas individas turi tik jam būdingų savybių rinkinį.

Fenotipas- visų išorinių ir vidinių kūno požymių visuma.

Gene- funkciškai nedalomas genetinės medžiagos vienetas, DNR molekulės atkarpa, koduojanti pirminę polipeptido struktūrą, pernešimo arba ribosominės RNR molekulės. Plačiąja prasme genas yra DNR dalis, nulemianti galimybę išsiugdyti atskirą elementarų požymį.

Genotipas- organizmo genų rinkinys.

Locus- geno vieta chromosomoje.

Aleliniai genai- genai, esantys identiškuose homologinių chromosomų lokusuose.

Homozigotas- organizmas, turintis vienos molekulinės formos alelinius genus.

Heterozigotas- organizmas, turintis skirtingų molekulinių formų alelinius genus; šiuo atveju vienas iš genų yra dominuojantis, kitas – recesyvinis.

Recesyvinis genas- alelis, lemiantis požymio išsivystymą tik esant homozigotinei būsenai; toks bruožas bus vadinamas recesyviniu.

Dominuojantis genas- alelis, lemiantis požymio išsivystymą ne tik homozigotinėje, bet ir heterozigotinėje būsenoje; toks bruožas bus vadinamas dominuojančiu.

Genetikos metodai

Pagrindinis yra hibridologinis metodas- kryžminimo sistema, leidžianti atsekti bruožų paveldėjimo modelius per kelias kartas. Pirmą kartą sukūrė ir panaudojo G. Mendelis. Metodo skiriamieji bruožai: 1) tikslinga atranka tėvų, kurie skiriasi viena, dviem, trimis ir kt. kontrastingų (alternatyvių) stabilių savybių poromis; 2) griežta kiekybinė hibridų požymių paveldėjimo apskaita; 3) individualus palikuonių įvertinimas iš kiekvieno iš tėvų kartų eilėje.

Vadinamas kryžminis, kuriame analizuojamas vienos alternatyvių ženklų poros paveldėjimas monohibridinis, dvi poros - dihibridas, kelios poros - polihibridinis. Alternatyvūs požymiai suprantami kaip skirtingos požymio reikšmės, pavyzdžiui, požymis – žirnių spalva, alternatyvūs požymiai – geltona spalva, žalia žirnių spalva.

Be hibridologinio metodo, genetikoje naudojami: genealoginis— kilmės dokumentų sudarymas ir analizė; citogenetinis— chromosomų tyrimas; dvynys— dvynių tyrimas; gyventojų statistiniai metodas – tiriant populiacijų genetinę struktūrą.

Genetinė simbolika

G. Mendelio pasiūlymas, naudojamas kirtimų rezultatams fiksuoti: P - tėvai; F - palikuonys, skaičius žemiau arba iškart po raidės nurodo kartos eilės numerį (F 1 - pirmosios kartos hibridai - tiesioginiai tėvų palikuonys, F 2 - antrosios kartos hibridai - atsiranda sukryžminus F 1 hibridus su kiekvienu kita); × — perėjimo piktograma; G-vyras; E — moteris; A yra dominuojantis genas, a yra recesyvinis genas; AA yra dominuojančiojo homozigotas, aa yra recesyvinio homozigotas, Aa yra heterozigotas.

Pirmosios kartos hibridų vienodumo dėsnis arba pirmasis Mendelio dėsnis

Mendelio darbo sėkmę palengvino sėkmingai pasirinktas kryžminimo objektas – skirtingų veislių žirniai. Žirnių ypatumai: 1) yra gana lengvai auginami ir turi trumpą vystymosi laikotarpį; 2) turi daug palikuonių; 3) turi daug aiškiai matomų alternatyvių savybių (vainikėlio spalva – balta arba raudona; sėkladžių spalva – žalia arba geltona; sėklos forma – raukšlėta arba lygi; ankšties spalva – geltona arba žalia; ankštarų forma – apvali arba susiaurėjusi; žiedų išsidėstymas arba vaisiai - per visą stiebo ilgį arba jo viršuje; stiebo aukštis - ilgas arba trumpas); 4) yra savidulkė, todėl turi daug grynų linijų, kurios stabiliai išlaiko savo savybes iš kartos į kartą.

Mendelis aštuonerius metus, pradedant 1854 m., atliko įvairių rūšių žirnių kryžminimo eksperimentus. 1865 02 08 G. Mendelis kalbėjo Brunno gamtininkų draugijos posėdyje su pranešimu „Eksperimentai su augalų hibridais“, kuriame buvo apibendrinti jo darbo rezultatai.

Mendelio eksperimentai buvo kruopščiai apgalvoti. Jei jo pirmtakai bandė ištirti daugelio bruožų paveldėjimo modelius vienu metu, Mendelis pradėjo savo tyrimus tirdamas tik vienos poros alternatyvių bruožų paveldėjimą.

Mendelis paėmė žirnių veisles su geltonomis ir žaliomis sėklomis ir jas dirbtinai apdulkino: pašalino vienos veislės kuokelius ir apdulkino kitos veislės žiedadulkėmis. Pirmosios kartos hibridai turėjo geltonas sėklas. Panašus vaizdas buvo ir kryžminant, kuriuose buvo tiriamas kitų požymių paveldėjimas: kryžminant augalus su lygiomis ir raukšlėtomis sėklų formomis, visos gautų hibridų sėklos buvo lygios, kryžminant raudonžiedžius augalus su baltažiedžiais augalais, visos gautos buvo raudonžiedės. Mendelis padarė išvadą, kad pirmosios kartos hibriduose iš kiekvienos alternatyvių personažų poros atsiranda tik vienas, o antrasis tarsi išnyksta. Pirmosios kartos hibriduose pasireiškiantį požymį Mendelis pavadino dominuojančiu, o slopintą – recesyviniu.

At monohibridinis homozigotinių individų kryžminimas turintys skirtingas alternatyvių savybių reikšmes, hibridai yra vienodi pagal genotipą ir fenotipą.

Mendelio vienodumo dėsnio genetinė diagrama

(A yra geltona žirnių spalva ir yra žalia žirnių spalva)

Segregacijos dėsnis arba antrasis Mendelio dėsnis

G. Mendelis pirmosios kartos hibridams suteikė galimybę apsidulkinti. Tokiu būdu gauti antros kartos hibridai pasižymėjo ne tik dominuojančiu, bet ir recesyviniu požymiu. Eksperimento rezultatai pateikti lentelėje.

Ženklai	Dominuojantis		Recesyvinis		Iš viso
	Skaičius	%	Skaičius	%
Sėklos forma	5474	74,74	1850	25,26	7324
Skilčialapių dažymas	6022	75,06	2001	24,94	8023
Sėklos lukšto spalva	705	75,90	224	24,10	929
Bobo forma	882	74,68	299	25,32	1181
Bobo dažymas	428	73,79	152	26,21	580
Gėlių kompozicija	651	75,87	207	24,13	858
Stiebo aukštis	787	73,96	277	26,04	1064
Iš viso:	14949	74,90	5010	25,10	19959

Lentelės duomenų analizė leido padaryti tokias išvadas:

1. Antroje kartoje hibridų vienodumo nėra: vieni hibridai turi vieną (dominuojantį), kiti – kitą (recesyvinį) požymį iš alternatyvios poros;
2. hibridų, turinčių dominuojantį požymį, skaičius yra maždaug tris kartus didesnis nei hibridų, turinčių recesyvinį požymį;
3. Pirmosios kartos hibriduose recesyvinis požymis neišnyksta, o tik nuslopinamas ir atsiranda antroje hibridų kartoje.

Reiškinys, kai dalis antrosios kartos hibridų turi dominuojantį požymį, o dalis – recesyvinį, vadinamas skilimas. Be to, hibriduose pastebėtas skilimas nėra atsitiktinis, bet priklauso nuo tam tikrų kiekybinių modelių. Remdamasis tuo, Mendelis padarė kitą išvadą: kryžminant pirmosios kartos hibridus, palikuonių savybės suskaidomos tam tikru skaitiniu santykiu.

At heterozigotinių individų monohibridinis kryžminimas hibriduose vyksta skilimas pagal fenotipą santykiu 3:1, pagal genotipą 1:2:1.

Mendelio segregacijos dėsnio genetinė diagrama

(A yra geltona žirnių spalva ir žalia žirnių spalva):

Lytinių ląstelių grynumo dėsnis

Nuo 1854 m. aštuonerius metus Mendelis atliko žirnių augalų kryžminimo eksperimentus. Jis išsiaiškino, kad kryžminant skirtingas žirnių veisles tarpusavyje, pirmosios kartos hibridai turi tą patį fenotipą, o antrosios kartos hibridų savybės pasiskirsto tam tikromis proporcijomis. Siekdamas paaiškinti šį reiškinį, Mendelis padarė keletą prielaidų, kurios buvo vadinamos „lytinių ląstelių grynumo hipoteze“ arba „gametų grynumo dėsniu“. Mendelis pasiūlė:

1. kai kurie atskiri paveldimi veiksniai yra atsakingi už požymių formavimąsi;
2. organizmuose yra du veiksniai, lemiantys bruožo išsivystymą;
3. formuojantis lytinėms ląstelėms į kiekvieną iš poros faktorių patenka tik vienas;
4. susiliejus vyriškoms ir moteriškoms lytinėms ląstelėms, šie paveldimi veiksniai nesimaišo (lieka gryni).

1909 metais V. Johansenas šiuos paveldimuosius veiksnius pavadino genais, o 1912 metais T. Morganas parodė, kad jie yra chromosomose.

Savo prielaidoms įrodyti G. Mendelis panaudojo kirtimą, kuris dabar vadinamas analizavimu ( bandomasis kryžius- nežinomo genotipo organizmo kryžminimas su organizmu, homozigotiniu recesyviniam). Mendelis tikriausiai samprotavo taip: „Jei mano prielaidos teisingos, sukryžminus F 1 su veisle, turinčia recesyvinį požymį (žaliaisiais žirneliais), tarp hibridų bus pusė žaliųjų ir pusiau geltonųjų žirnelių. Kaip matyti iš žemiau pateiktos genetinės diagramos, jis iš tikrųjų gavo padalijimą santykiu 1:1 ir buvo įsitikinęs savo prielaidų bei išvadų teisingumu, tačiau amžininkų jo nesuprato. Jo pranešimas „Eksperimentai su augalų hibridais“, parengtas Bruno gamtininkų draugijos susirinkime, buvo sutiktas visiškai tyliai.

Pirmojo ir antrojo Mendelio dėsnių citologinis pagrindas

Mendelio laikais lytinių ląstelių struktūra ir vystymasis nebuvo ištirtas, todėl jo hipotezė apie lytinių ląstelių grynumą yra puikaus įžvalgumo pavyzdys, kuris vėliau rado mokslinį patvirtinimą.

Mendelio pastebėti dominavimo ir charakterių segregacijos reiškiniai šiuo metu paaiškinami chromosomų poravimu, chromosomų divergencija mejozės metu ir jų unifikacija apvaisinimo metu. Geltoną spalvą lemiantį geną pažymėkime raide A, o žalią – a. Kadangi Mendelis dirbo su grynomis linijomis, abu sukryžminti organizmai yra homozigotiniai, tai yra, jie turi du identiškus sėklos spalvos geno alelius (atitinkamai AA ir aa). Mejozės metu chromosomų skaičius sumažėja perpus, ir tik viena chromosoma iš poros patenka į kiekvieną gametą. Kadangi homologinės chromosomos turi tuos pačius alelius, visos vieno organizmo gametos turės chromosomą su genu A, o kito - su genu a.

Apvaisinimo metu vyriškos ir moteriškos lytinės ląstelės susilieja, o jų chromosomos susijungia ir sudaro vieną zigotą. Gautas hibridas tampa heterozigotinis, nes jo ląstelės turės Aa genotipą; vienas genotipo variantas suteiks vieną fenotipo variantą – geltoną žirnių spalvą.

Hibridiniame organizme, kuris mejozės metu turi Aa genotipą, chromosomos išsiskiria į skirtingas ląsteles ir susidaro dviejų tipų gametos – pusė gametų turės geną A, kita pusė – geną a. Apvaisinimas yra atsitiktinis ir vienodai tikėtinas procesas, tai yra, bet kuris spermatozoidas gali apvaisinti bet kurį kiaušinėlį. Kadangi susidarė dviejų tipų spermatozoidai ir dviejų tipų kiaušinėliai, galimi keturių tipų zigotai. Pusė iš jų yra heterozigotai (nešioja A ir a genus), 1/4 yra homozigotiniai dominuojančiam požymiui (turi du A genus), o 1/4 yra homozigotiniai recesyviniam bruožui (turi du a genus). Homozigotai dominuojančiai ir heterozigotai išaugins geltonus žirnius (3/4), homozigotai recesyviniams – žalius (1/4).

Požymių nepriklausomo derinimo (paveldėjimo) dėsnis arba trečiasis Mendelio dėsnis

Organizmai vienas nuo kito skiriasi daugeliu atžvilgių. Todėl, nustatęs vienos požymių poros paveldėjimo modelius, G. Mendelis perėjo prie dviejų (ar daugiau) alternatyvių požymių porų paveldėjimo tyrimo. Dihibridiniam kryžminimui Mendelis paėmė homozigotinius žirnių augalus, kurie skyrėsi sėklų spalva (geltona ir žalia) ir sėklos forma (lygi ir raukšlėta). Sėklų geltona spalva (A) ir lygi forma (B) yra dominuojančios savybės, žalia spalva (a) ir raukšlėta forma (b) yra recesyviniai požymiai.

Kryžmindamas augalą su geltonomis ir lygiomis sėklomis su augalu su žaliomis ir raukšlėtomis sėklomis, Mendelis gavo vienodą hibridinę kartą F 1 su geltonomis ir lygiomis sėklomis. Iš 15 pirmos kartos hibridų savidulkės gautos 556 sėklos, iš kurių 315 geltonos lygiosios, 101 geltonai raukšlėtos, 108 žalios lygiosios ir 32 žaliai raukšlėtos (skilimas 9:3:3:1).

Analizuodamas gautus palikuonis, Mendelis atkreipė dėmesį į tai, kad: 1) kartu su pirminių veislių savybių deriniais (geltonos lygios ir žalios raukšlėtos sėklos), dihibridinio kryžminimo metu atsiranda naujų savybių derinių (geltonos raukšlėtos ir žalios lygios sėklos); 2) skilimas pagal kiekvieną atskirą požymį atitinka skilimą monohibridinio kryžminimo metu. Iš 556 sėklų 423 buvo lygios ir 133 raukšlėtos (santykiu 3:1), 416 sėklų buvo geltonos, o 140 – žalios (santykis 3:1). Mendelis padarė išvadą, kad susiskaldymas vienoje bruožų poroje nėra susijęs su skilimu kitoje poroje. Hibridinėms sėkloms būdingi ne tik motininių augalų savybių deriniai (geltonos lygios sėklos ir žalios raukšlėtos sėklos), bet ir naujų savybių derinių atsiradimas (geltonos raukšlėtos sėklos ir žalios lygiosios sėklos).

Dihibridui kryžminant diheterozigotus hibriduose, vyksta skilimas pagal fenotipą santykiu 9:3:3:1, pagal genotipą santykiu 4:2:2:2:2:1:1:1:1. , simboliai paveldimi nepriklausomai vienas nuo kito ir derinami visomis įmanomomis kombinacijomis.

R	♀AABB geltona, lygi	×	♂aabb žalias, raukšlėtas
Lytinių ląstelių tipai	AB		ab
F 1	AaBb geltona, lygi, 100%
P	♀ AaBb geltona, lygi	×	♂ Aabbb geltona, lygi
Lytinių ląstelių tipai	AB Ab aB ab		AB Ab aB ab

Nepriklausomų požymių derinio dėsnio genetinė schema:

Gametos:	♂	AB	Ab	aB	ab
♀
AB		AABB geltona sklandžiai	AABb geltona sklandžiai	AaBB geltona sklandžiai	AaBb geltona sklandžiai
Ab		AABb geltona sklandžiai	AAbb geltona raukšlėtas	AaBb geltona sklandžiai	Aabb geltona raukšlėtas
aB		AaBB geltona sklandžiai	AaBb geltona sklandžiai	aaBB žalias sklandžiai	aaBb žalias sklandžiai
ab		AaBb geltona sklandžiai	Aabb geltona raukšlėtas	aaBb žalias sklandžiai	aabb žalias raukšlėtas

Kryžminimosi rezultatų analizė pagal fenotipą: geltona, lygi - 9/16, geltona, raukšlėta - 3/16, žalia, lygi - 3/16, žalia, raukšlėta - 1/16. Fenotipo padalijimas yra 9:3:3:1.

Kryžminimosi rezultatų analizė pagal genotipą: AaBb - 4/16, AABb - 2/16, AaBB - 2/16, Aabb - 2/16, aaBb - 2/16, AABB - 1/16, Aabb - 1/16, aaBB - 1/16, aabb - 1/16. Segregacija pagal genotipą 4:2:2:2:2:1:1:1:1.

Jei monohibridinio kryžminimo metu pirminiai organizmai skiriasi viena simbolių pora (geltonos ir žalios sėklos), o antroje kartoje suteikia du fenotipus (2 1) santykiu (3 + 1) 1, tai dihibride jie skiriasi dviem. simbolių poras ir antroje kartoje pateikti keturis fenotipus (2 2) santykiu (3 + 1) 2. Nesunku suskaičiuoti, kiek fenotipų ir kokiu santykiu susidarys antroje kartoje trihibridinio kryžminimo metu: aštuoni fenotipai (2 3) santykiu (3 + 1) 3.

Jei suskirstymas pagal genotipą F 2 su monohibridine karta buvo 1: 2: 1, tai yra, buvo trys skirtingi genotipai (3 1), tai su dihibridiniu kryžminimo būdu susidaro 9 skirtingi genotipai - 3 2, su trihibridiniu kryžminimo būdu. Susidaro 3 3 - 27 skirtingi genotipai.

Trečiasis Mendelio dėsnis galioja tik tais atvejais, kai analizuojamų požymių genai yra skirtingose ​​homologinių chromosomų porose.

Trečiojo Mendelio dėsnio citologinis pagrindas

Tebūnie A genas, lemiantis geltonos sėklų spalvos išsivystymą, a – žalia spalva, B – lygi sėklos forma, b – raukšlėta. Kryžminami pirmosios kartos hibridai su genotipu AaBb. Formuojantis lytinėms ląstelėms iš kiekvienos alelinių genų poros į gametą patenka tik vienas, o dėl atsitiktinio chromosomų išsiskyrimo pirmajame mejozės padalijime genas A gali atsidurti toje pačioje gametoje su genu B arba genu. b, o genas a - su genu B arba genu b. Taigi kiekvienas organizmas vienodu kiekiu (25%) gamina keturių tipų gametas: AB, Ab, aB, ab. Apvaisinimo metu kiekviena iš keturių rūšių spermatozoidų gali apvaisinti bet kurią iš keturių tipų kiaušialąstes. Dėl apvaisinimo gali atsirasti devynios genotipinės klasės, iš kurių susidarys keturios fenotipinės klasės.

Eiti į paskaitos Nr.16„Daugialąsčių gyvūnų, kurie dauginasi lytiškai, ontogenezė“

Eiti į paskaitos Nr.18„Grandininis paveldėjimas“

Hibridizacija – Tai yra individų, kurie skiriasi genotipu, kryžminimas. Kryžminimas, kurio metu atsižvelgiama į vieną porą alternatyvių požymių pirminiuose individuose, vadinamas monohibridiniu; dvi požymių poros vadinamos dihibridas, daugiau nei dvi poros - polihibridinis.

Gyvūnų ir augalų kryžminimą (hibridizaciją) žmonės vykdė nuo neatmenamų laikų, tačiau nebuvo įmanoma nustatyti paveldimų savybių perdavimo modelių. G. Mendelio hibridologinis metodas, kurio pagalba buvo nustatyti šie modeliai, pasižymi šiomis savybėmis:

▪ porų parinkimas kirtimui („grynos linijos“);

▪ atskirų alternatyvių (viena kitą nepaneigiančių) bruožų paveldėjimo iš kartų kartos analizė;

▪ tiksli kiekybinė palikuonių apskaita su skirtingomis charakteristikų kombinacijomis (matematinių metodų naudojimas).

Pirmasis Mendelio dėsnis yra pirmosios kartos hibridų vienodumo dėsnis. G. Mendelis grynas žirnių augalų linijas kirto geltonomis ir žaliomis sėklomis (alternatyvūs bruožai). Švarios linijos- tai organizmai, kurie nesuskaido, kai kryžminami su tuo pačiu genotipu, t. y. yra homozigotiniai šiam požymiui:

Analizuojant kryžminimo rezultatus paaiškėjo, kad visi pirmosios kartos palikuonys (hibridai) yra identiški fenotipu (visi augalai turėjo geltonuosius žirnius) ir genotipu (heterozigotai). Pirmasis Mendelio dėsnis suformuluotas taip: kryžminant homozigotinius individus, analizuojamus dėl vienos alternatyvių požymių poros, stebimas pirmosios kartos hibridų vienodumas tiek fenotipo, tiek genotipo atžvilgiu.

Antrasis Mendelio dėsnis yra padalijimo dėsnis. Kryžminant pirmosios kartos hibridus, t.y. heterozigotinius individus, gaunamas toks rezultatas:

Asmenys, turintys dominuojantį geną A, turi geltonas sėklas, o tie, kuriuose yra abu recesyviniai genai, turi žalias sėklas. Vadinasi, individų santykis pagal fenotipą (sėklos spalvą) yra 3:1 (3 dalys su dominuojančiu požymiu ir 1 dalis su recesyviniu požymiu), pagal genotipą: 1 dalis individų – geltoni homozigotai (AA), 2 dalys – geltoni. heterozigotų (Aa) ir 1 dalis – žalių homozigotų (aa). Antrasis Mendelio dėsnis suformuluotas taip: Kryžminant pirmosios kartos hibridus (heterozigotinius organizmus), ištirtus dėl vienos alternatyvių požymių poros, stebimas skilimo santykis 3:1 pagal fenotipą ir 1:2:1 pagal genotipą.

Atliekant eksperimentinius ir atrankos darbus, gana dažnai iškyla poreikis išsiaiškinti dominuojančią savybę turinčio individo genotipą. Šiuo tikslu jie atlieka bandomasis kryžius: tiriamasis individas kryžminamas su recesyviniu homozigotu. Jei ji buvo homozigotinė, tada pirmosios kartos hibridai bus vienodi - visi palikuonys turės dominuojantį

Paveldėjimo būdai 79

ženklas. Jei asmuo buvo heterozigotinis, tada dėl kryžminimo palikuonių savybės yra padalintos santykiu 1: 1:

Kartais (paprastai kai gaunamos švarios linijos) jie naudoja atgalinis kirtimas- atžalų kryžminimas su vienu iš tėvų. Kai kuriais atvejais (tyrinėjant genų ryšį) abipusis kirtimas- dviejų tėvų individų (pavyzdžiui, AaBb ir aabb) kryžminimas, kai pirmiausia motinos individas yra heterozigotinis, o tėvas – recesyvinis, o po to atvirkščiai (kryžminimas P: AaBb x aabb ir P: aabb x AaBb).

Ištyręs vienos alelių poros paveldėjimą, Mendelis nusprendė vienu metu atsekti dviejų požymių paveldėjimą. Tam jis panaudojo homozigotinius žirnių augalus, besiskiriančius dviem alternatyvių ženklų poromis: lygiomis geltonomis sėklomis ir žaliomis raukšlėtomis sėklomis. Dėl tokio kryžminimo pirmojoje kartoje jis gavo augalus su geltonomis lygiomis sėklomis. Šis rezultatas parodė, kad pirmosios kartos hibridų vienodumo dėsnis pasireiškia ne tik monohibridiniuose, bet ir polihibridiniuose kryžminiuose, jei tėvų formos yra homozigotinės:

Tada Mendelis sukryžmino pirmosios kartos hibridus tarpusavyje – P(F 1): AaBb x AaBb.

Polihibridinio kryžminimo rezultatams analizuoti dažniausiai naudojami Punett tinklelis, kuriame moteriškos lytinės ląstelės rašomos horizontaliai, o vyriškosios – vertikaliai:

Dėl laisvo lytinių ląstelių derinio zigotuose gaunami skirtingi genų deriniai. Nesunku suskaičiuoti, kad pagal fenotipą palikuonys skirstomi į 4 grupes: 9 dalys augalų su geltonais lygiaisiais žirneliais (A-B-), 3 dalys su geltonais raukšlėtais žirneliais (A-bb), 3 dalys su žaliais lygiaisiais žirneliais. (aaB-), o 1 dalis yra žaliai raukšlėta (aabb), t.y. skilimas vyksta santykiu 9:3:3:1 arba (3+1) 2. Iš to galime daryti išvadą, kad kryžminant heterozigotinius individus, ištirtus dėl kelių alternatyvių požymių porų, palikuonys turi fenotipinį skilimą santykiu (3+1) n, kur n yra analizuojamų požymių skaičius.

Patogu fiksuoti kirtimo rezultatus naudojant fenotipinis radikalas- trumpas genotipo įrašas, padarytas remiantis fenotipu. Pavyzdžiui, žymėjimas A-B- reiškia, kad jei genotipe yra bent vienas dominuojantis genas iš alelinių poros, tai, nepaisant antrojo geno, fenotipe atsiras dominuojantis bruožas.

Išanalizavus kiekvienos simbolių poros skilimą (geltona ir žalia spalva, lygus ir raukšlėtas paviršius), gauname 12 individų su geltonomis (lygiomis) ir 4 individų su žaliomis (raukšlėtomis) sėklomis. Jų santykis yra 12:4 arba 3:1. Todėl, atliekant dihibridinį kryžminimą, kiekviena palikuonių požymių pora sukuria segregaciją nepriklausomai nuo kitos poros. Tai yra atsitiktinių genų (ir atitinkamų jų bruožų) derinių rezultatas, dėl kurio atsiranda naujų požymių derinių, kurių nebuvo tėvų formose. Mūsų pavyzdyje pradinės žirnių formos turėjo geltonas lygias ir žalias raukšlėtas sėklas, o antrosios kartos augalai buvo gauti ne tik su tėvų savybių deriniu, bet ir su naujais deriniais – geltonomis raukšlėtomis ir žaliomis lygiomis sėklomis. tai reiškia

Trečiasis Mendelio dėsnis – nepriklausomo charakteristikų derinio dėsnis . Kryžminant homozigotinius organizmus, analizuojamus dėl dviejų (ar daugiau) alternatyvių požymių porų, antroje kartoje stebimas nepriklausomas skirtingų alelinių porų genų derinys ir juos atitinkantys požymiai.

Analizuodamas antrosios kartos charakterių skilimo (recesyvinių homozigotų atsiradimo) rezultatus, Mendelis padarė išvadą, kad heterozigotinėje būsenoje paveldimi veiksniai nesimaišo ir nekeičia vienas kito. Vėliau ši idėja gavo citologinį pagrindimą (homologinių chromosomų divergencija mejozės metu) ir buvo pavadinta „gametų grynumo“ hipotezė(W. Bateson, 1902). Jis gali būti sumažintas iki šių dviejų pagrindinių nuostatų:

▪ hibridiniame organizme genai nehibridizuojasi (nemaišo), bet yra grynos alelinės būsenos;

▪ iš alelinės poros į gametą patenka tik vienas genas dėl homologinių chromosomų ir chromatidžių išsiskyrimo mejozės metu.

Mendelio dėsniai yra statistinio pobūdžio (jie vykdomi daugybei individų) ir yra universalūs, t.y. jie būdingi visiems gyviems organizmams. Kad Mendelio dėsniai pasireikštų, turi būti įvykdytos šios sąlygos:

▪ skirtingų alelinių porų genai turi būti skirtingose ​​homologinių chromosomų porose;

▪ tarp genų neturėtų būti jokio ryšio ar sąveikos, išskyrus visišką dominavimą;

▪ turi būti vienoda skirtingų tipų gametų ir zigotų susidarymo tikimybė, taip pat vienoda skirtingų genotipų organizmų išgyvenimo tikimybė (letalinių genų neturėtų būti).

Nepriklausomas skirtingų alelinių porų genų paveldėjimas yra pagrįstas genetiniu paveldimos medžiagos organizavimo lygiu, kuris susideda iš to, kad genai yra santykinai nepriklausomi vienas nuo kito.

Nukrypimai nuo numatomos segregacijos pagal Mendelio dėsnius sukelia mirtinus genus. Pavyzdžiui, kryžminant heterozigotines karakulines avis, atskyrimas F) yra 2:1 (vietoj laukiamo 3:1). Ėriukai, homozigotiniai dominuojančiam pilkajam aleliui (W), nėra gyvybingi ir miršta dėl nepakankamo skrandžio prieskrandžio išsivystymo:

Panašiai paveldi ir žmonės brachidaktilija Ir pjautuvinė anemija. Dominuoja brachidaktilijos (trumpų storų pirštų) genas. Heterozigotai pasižymi brachidaktilija, o šio geno homozigotos miršta ankstyvosiose embriogenezės stadijose. Žmogus turi normalaus hemoglobino (HbA) ir pjautuvo pavidalo ląstelių anemijos (HbS) geną. Šių genų heterozigotai yra gyvybingi, tačiau HbS homozigotai miršta ankstyvoje vaikystėje (hemoglobinas S nesugeba prisijungti ir pernešti deguonies).

Sunkumų interpretuojant kryžminimo rezultatus (nukrypimus nuo Mendelio dėsnių) gali sukelti ir pleiotropijos reiškinys, kai vienas genas yra atsakingas už kelių požymių pasireiškimą. Taigi homozigotinėms pilkoms karakulinėms avims W genas lemia ne tik pilką kailio spalvą, bet ir nepakankamą virškinimo sistemos išsivystymą. Pleiotropinio geno veikimo žmonėms pavyzdžiai yra Marfano ir mėlynosios skleros sindromai. Sergant Marfano sindromu, vienas genas sukelia voratinklinių pirštų vystymąsi, lęšio subluksaciją, krūtinės deformaciją, aortos aneurizmą ir aukštus lankus. Su mėlynos skleros sindromu žmogus patiria mėlyną skleros spalvą, trapius kaulus ir širdies defektus.

Su pleiotropija tikriausiai trūksta fermentų, kurie yra aktyvūs kelių tipų audiniuose arba viename, bet plačiai paplitę. Atrodo, kad Marfano sindromas pagrįstas tuo pačiu jungiamojo audinio vystymosi defektu.

Pirmojo ir antrojo Mendelio dėsnių diagrama. 1) Augalas su baltais žiedais (dvi recesyvinio alelio w kopijos) kryžminamas su augalu su raudonais žiedais (dvi dominuojančio alelio R kopijos). 2) Visi palikuonys turi raudonus žiedus ir tą patį genotipą Rw. 3) Kai įvyksta savaiminis apvaisinimas, 3/4 antros kartos augalų turi raudonus žiedus (genotipai RR + 2Rw), o 1/4 – baltais žiedais (ww).

Tik vieno iš tėvų bruožo pasireiškimą hibriduose Mendelis pavadino dominavimu.

Kryžminant du homozigotinius organizmus, priklausančius skirtingoms grynosioms linijoms ir besiskiriančius vienas nuo kito viena alternatyvių požymių pora, visa pirmoji hibridų karta (F1) bus vienoda ir turės vieno iš tėvų bruožą.

Šis dėsnis taip pat žinomas kaip „savybių dominavimo dėsnis“. Jo formuluotė pagrįsta koncepcija švari linija dėl tiriamo požymio – šiuolaikine kalba tai reiškia individų homozigotiškumą šiam požymiui. Mendelis charakterio grynumą suformulavo kaip priešingų charakterių apraiškų nebuvimą visuose palikuoniuose keliose tam tikro individo kartose savidulkinimo metu.

Kryžmindamas grynas purpurinių žiedų ir baltažiedžių žirnių linijas, Mendelis pastebėjo, kad išdygę augalų palikuonys buvo visi violetiniai žiedai, tarp kurių nėra nė vieno balto. Mendelis eksperimentą pakartojo ne kartą ir naudojo kitus ženklus. Jei jis sukryžmins žirnius su geltonomis ir žaliomis sėklomis, visi palikuonys turėtų geltonas sėklas. Jei jis sukryžmins žirnius su lygiomis ir raukšlėtomis sėklomis, palikuonys turėtų lygias sėklas. Aukštaūgių ir žemų augalų palikuonys buvo aukšti. Taigi pirmosios kartos hibridai visada yra vienodi pagal šią savybę ir įgyja vieno iš tėvų savybę. Šis ženklas (stipresnis, dominuojantis), visada slopino kitą ( recesyvinis).

Kodominavimas ir nepilnas dominavimas

Kai kurie priešingi veikėjai yra ne visiško dominavimo (kai heterozigotiniuose individuose vienas visada slopina kitą), o santykyje. nepilnas dominavimas. Pavyzdžiui, kai kertamos grynos snapdragon linijos su violetiniais ir baltais žiedais, pirmosios kartos individai turi rožinius žiedus. Kryžminant grynas juodos ir baltos spalvos Andalūzijos viščiukų linijas, pirmoje kartoje gimsta pilki viščiukai. Esant nepilnam dominavimui, heterozigotų charakteristikos yra tarpinės tarp recesyvinių ir dominuojančių homozigotų.

Reiškinys, kai heterozigotinių individų kryžminimas veda į palikuonių formavimąsi, kai kurie iš jų turi dominuojantį požymį, o kiti - recesyvinį, vadinamas segregacija. Vadinasi, segregacija yra dominuojančių ir recesyvinių požymių pasiskirstymas tarp palikuonių tam tikru skaitiniu santykiu. Pirmosios kartos hibriduose recesyvinis požymis neišnyksta, o tik nuslopinamas ir atsiranda antroje hibridų kartoje.

Paaiškinimas

Lytinių ląstelių grynumo dėsnis: kiekvienoje gametoje yra tik vienas alelis iš tam tikro pirminio individo geno alelių poros.

Paprastai gameta visada yra gryna iš antrojo alelinės poros geno. Šis faktas, kurio Mendelio laikais nebuvo galima tvirtai nustatyti, dar vadinamas gametų grynumo hipoteze. Šią hipotezę vėliau patvirtino citologiniai stebėjimai. Iš visų Mendelio nustatytų paveldėjimo dėsnių šis „Įstatymas“ yra bendriausias (jis vykdomas esant plačiausioms sąlygoms).

Savarankiško savybių paveldėjimo dėsnis

Apibrėžimas

Nepriklausomo paveldėjimo dėsnis(trečiasis Mendelio dėsnis) – kryžminant du homozigotinius individus, kurie skiriasi vienas nuo kito dviem (ar daugiau) alternatyvių požymių poromis, genai ir juos atitinkantys požymiai paveldimi nepriklausomai vienas nuo kito ir derinami visomis įmanomomis kombinacijomis (kaip ir monohibridinio kryžminimo atveju). ). Kai buvo kryžminami augalai, besiskiriantys keliais ženklais, pavyzdžiui, balti ir violetiniai žiedai ir geltoni arba žali žirneliai, kiekvieno požymio paveldėjimas pagal pirmuosius du dėsnius ir palikuoniuose jie buvo derinami taip, tarsi jų paveldėjimas būtų neatsižvelgiamas į vienas kitą. Pirmoji karta po kryžminimo turėjo dominuojantį fenotipą visiems požymiams. Antroje kartoje buvo pastebėtas fenotipų skilimas pagal formulę 9:3:3:1, tai yra, 9:16 buvo su violetiniais žiedais ir geltonais žirneliais, 3:16 buvo su baltais žiedais ir geltonais žirneliais, 3: 16 buvo su violetiniais žiedais ir žaliais žirneliais, 1:16 su baltais žiedais ir žaliais žirneliais.

Paaiškinimas

Mendelis susidūrė su bruožais, kurių genai buvo skirtingose ​​homologinių žirnių chromosomų porose. Mejozės metu skirtingų porų homologinės chromosomos atsitiktinai sujungiamos gametose. Jei pirmosios poros tėvo chromosoma patenka į gametą, tada su vienoda tikimybe į šią gametą gali patekti ir antrosios poros tėvo, ir motinos chromosomos. Todėl bruožai, kurių genai yra skirtingose ​​homologinių chromosomų porose, derinami nepriklausomai vienas nuo kito. (Vėliau paaiškėjo, kad iš septynių Mendelio tirtų ženklų porų žirnyje, kurio diploidinis chromosomų skaičius yra 2n=14, už vieną iš simbolių porų atsakingi genai buvo toje pačioje chromosomoje. Tačiau Mendelis Neaptiko nepriklausomo paveldėjimo dėsnio pažeidimo, nes ryšys tarp šių genų nebuvo pastebėtas dėl didelio atstumo tarp jų).

Pagrindinės Mendelio paveldimumo teorijos nuostatos

Šiuolaikiniu aiškinimu šios nuostatos yra tokios:

• Diskretūs (atskiri, nesimaišantys) paveldimi veiksniai – už paveldimus požymius atsakingi genai (terminą „genas“ 1909 m. pasiūlė V. Johannsenas)
• Kiekviename diploidiniame organizme yra tam tikro geno, atsakingo už tam tikrą požymį, alelių pora; vienas jų gautas iš tėvo, kitas – iš mamos.
• Paveldimi veiksniai palikuonims perduodami per lytines ląsteles. Kai susidaro gametos, kiekvienoje iš jų yra tik vienas alelis iš kiekvienos poros (lytinės ląstelės yra „grynos“ ta prasme, kad jose nėra antrojo alelio).

Mendelio dėsnių vykdymo sąlygos

Pagal Mendelio dėsnius paveldimi tik monogeniniai bruožai. Jei daugiau nei vienas genas yra atsakingas už fenotipinį požymį (ir absoliučią daugumą tokių požymių), jis turi sudėtingesnį paveldėjimo modelį.

Atskyrimo įstatymo vykdymo sąlygos monohibridinio kryžminimo metu

Skaldymas 3:1 pagal fenotipą ir 1:2:1 pagal genotipą atliekamas apytiksliai ir tik esant šioms sąlygoms:

1. Tiriama daug kryžmelių (daug palikuonių).
2. Gametos, turinčios alelių A ir a, susidaro vienodai (turi vienodą gyvybingumą).
3. Nėra selektyvaus apvaisinimo: gametos, turinčios bet kokį alelį, vienoda tikimybe susilieja viena su kita.
4. Skirtingų genotipų zigotos (embrionai) yra vienodai gyvybingi.

Savarankiško paveldėjimo įstatymo įgyvendinimo sąlygos

1. Visos sąlygos, būtinos padalijimo įstatymui įvykdyti.
2. Genų, atsakingų už tiriamus požymius, vieta yra skirtingose ​​chromosomų porose (nesusietose).

Lytinių ląstelių grynumo dėsnio vykdymo sąlygos

Įprasta mejozės eiga. Dėl chromosomų nesusijungimo abi homologinės chromosomos iš poros gali patekti į vieną gametą. Tokiu atveju gameta turės visų genų, esančių tam tikroje chromosomų poroje, alelių porą.

Dubinin N.P. Bendroji genetika. - M.: „Mokslas“, 1986 m