Diposting pada 16.11.2011 oleh Boris Sadykov

Saya ingin membuatmu bahagia. Saya menulis tentang prinsip-prinsip dasar genetika, yang, setelah dikuasai, Anda dapat dengan mudah belajar memahami solusi masalah genetik dengan kompleksitas apa pun.

Artikel ini hanya berisi tugas genetik paling sederhana untuk persilangan monohibrid. Meskipun bagi sebagian besar dari Anda penyelesaiannya tidak akan menimbulkan kesulitan, kami membutuhkannya terutama dari sudut pandang metodologis.

Dengan mengikuti logika penalaran menggunakan contoh-contoh sederhana, Anda dapat menerapkannya pada tugas-tugas yang lebih kompleks. Persilangan monohibrid menjadi dasar pemahaman Anda tentang semua genetika di masa depan. Agar ilmu Anda lebih lengkap secara keseluruhan, “fondasinya” harus kokoh.

Ada banyak panduan berbeda untuk memecahkan masalah genetik. Tapi kebanyakan dari mereka adalah buku soal sederhana : Ada syarat masalahnya, ada jawabannya.

Mungkin juga ada manual dengan penjelasan singkat. Namun penjelasan tersebut hanya berguna bagi mereka yang sudah cukup paham bagaimana mengambil keputusan.

Saya sebagai seorang tutor biologi akan mencoba dengan menggunakan contoh-contoh dari berbagai kemungkinan jenis tugas dalam genetika, untuk menyajikan penjelasan solusi berbagai masalah sedetail mungkin. Secara umum fungsi saya : menjelaskan cara mengatasi masalah genetika kepada mereka yang menganggap ini adalah sesuatu yang sangat sulit, namun mereka pasti ingin belajar cara menyelesaikannya sendiri.

Di buku berbayar saya" ", tugas dibahas secara rinci :

* menurut jenis persilangan Mendel (monohibrid dan dihibrid);

* menurut Morgan untuk pewarisan bertaut (dengan dan tanpa pindah silang);

* berdasarkan warisan terkait seks

* dan analisis silsilah.

Contoh tugas persilangan monohibrid yang saya berikan sangat bervariasi kompleksitasnya. Saya menasihati Anda terlebih dahulu, setelah membaca kondisi masalahnya, selesaikan sendiri dan hanya jika Anda mengalami kesulitan dengan solusinya, bacalah penjelasan saya (terkadang terlalu detail dan, tentu saja, akan tampak terlalu detail bagi mereka yang mengerti).

Seorang pria bermata coklat menikah dengan wanita bermata biru. Mereka memiliki seorang anak bermata biru. Tentukan genotipe orang tua dan peluang mempunyai anak bermata coklat.

Tugas 2. Anda tahu bahwa polidaktili (berjari enam) merupakan sifat yang dominan

Polidaktili pada manusia merupakan sifat dominan, dan struktur normal tangan merupakan sifat resesif. Dari perkawinan seorang laki-laki heterozigot berjari enam dengan seorang perempuan berstruktur tangan normal, lahirlah dua orang anak: berjari lima dan berjari enam. Apa genotipe anak-anak ini?

Tugas 3. Dominasi tidak lengkap

Pada manusia, rambut keriting merupakan sifat dominan, dan rambut lurus (halus) merupakan sifat resesif. Heterozigot memiliki rambut bergelombang. Jenis rambut apa yang bisa dimiliki anak, dan seberapa besar kemungkinannya jika kedua orang tuanya memiliki rambut bergelombang?

Tugas 4. Menjelaskan apa itu analisis persilangan

Pada manusia, gen dominan menyebabkan kelainan pada perkembangan tulang, yang terlihat pada perubahan tulang tengkorak dan pengecilan tulang selangka. Seorang wanita dengan struktur kerangka normal menikah dengan pria yang menderita kelainan ini. Anak dari pernikahan ini memiliki struktur rangka yang normal. Apakah mungkin untuk menentukan genotipe ayah dari fenotipe seorang anak? Benarkan jawaban Anda.

Tugas 5. Mikrosomia hemifasial

Mikrosomia hemifasial disertai dengan anomali unilateral pada daun telinga dengan keterbelakangan rahang bawah pada sisi yang sama. Ditentukan oleh gen dominan autosomal. Keturunan apa yang bisa diharapkan dari pernikahan pasangan heterozigot untuk patologi ini.

Soal 6. Kapan seseorang bisa dilahirkan

Laki-laki bermata biru menikah dengan perempuan bermata coklat, yang orang tuanya juga bermata coklat, namun saudara perempuannya bermata biru. Bisakah mereka mempunyai anak bermata biru? Hukum apa yang berlaku dalam situasi ini? Beri nama dan rumuskan.

Solusi untuk masalah ini dibahas secara rinci di buku berbayar saya “”.

Contoh solusi untuk beberapa masalah persilangan monohibrid

Tugas 1. Dari bibit buah tomat merah, petani memperoleh tanaman buah merah dan tanaman buah kuning. Warna merah ditentukan oleh gen dominan.

a) sebutkan warna buah tomat yang diperoleh tiga perempat dari hasil panen

b) pilihlah jawaban yang benar. Phasil yang diperoleh adalah bukti:1) hukum keseragaman;2) hukum pemisahan sifat

c) merumuskan hukum Mendel yang dipilih pada tugas sebelumnya

a) Karena tumbuhan yang berbuah merah menghasilkan tumbuhan yang berbuah merah dan kuning, maka warna merah ditentukan oleh alel dominan A, dan kuning bersifat resesif A-kecil.Jelas juga bahwa tanaman yang berbuah merah dan kuning dapat diperoleh dari tanaman yang berbuah merah jika genotipe tanaman tomat yang berbuah merah adalah heterozigot. : Ah X Ahh(kita mendapatkannya melalui fenotipe 3A- hingga 1aa atau 3 bagian tomat merah, 1 bagian kuning).

b) ini adalah 2) hukum pemisahan suatu sifat (dalam hal ini bukan “bukan sifat”, tetapi suatu sifat, karena kita berbicara tentang persilangan monohibrid, ketika sifat pewarisan hanya satu sifat dipertimbangkan - dalam hal ini, ini adalah warna buah tomat, bisa merah atau kuning)

c) Selama lebih dari 100 tahun, hukum kedua Mendel ini: “hukum pemisahan suatu sifat pada keturunan generasi kedua dengan perbandingan 3:1 berdasarkan fenotipe dan 1:2:1 berdasarkan genotipe.”

Di sini, dalam hukum ketiga Mendel, “hukum pewarisan independen suatu sifat ov”, yang ditetapkan olehnya selama persilangan dihibrida, kita sebenarnya berbicara tentang sifat pewarisan dua sifat yang berbeda.

Tugas 2. Pada gandum, warna merah pada bulirnya dominan dibandingkan warna putih. Tanaman bertelinga merah heterozigot disilangkan dengan tanaman bertelinga putih. Pada F2 diperoleh 28 tanaman.

1.Berapa banyak jenis gamet yang dapat dihasilkan oleh tumbuhan bertelinga merah?

2.Berapa banyak jenis gamet yang dapat dihasilkan oleh tumbuhan berambut putih?

3.Berapa banyak tanaman F2 yang heterozigot?

4.Berapa banyak tanaman F2 yang bisa berambut merah?

5. Berapa banyak genotipe berbeda yang terdapat pada F2

6. Mendemonstrasikan perwujudan hukum Mendel pada hasil soal.

Mari kita tunjukkan A- gen alelik yang bertanggung jawab atas munculnya warna merah pada bulir gandum; A- gen alelik yang bertanggung jawab atas munculnya warna putih pada bulir gandum. Maka akan menjadi genotipe tanaman kuping merah A A atau Ahh; genotipe berambut putih saja ahh.

1. 2 gamet" A" Dan " A"; 2. Satu gamet" A"; 3. Dari 28 tanaman heterozigot dengan genotipe Ahh akan ada setengahnya, 14 buah; 4. Semua heterozigot berambut merah, ada 14; 5. 2 genotipe Ahh Dan ahh;

6. P : Aa x aa

G: ...A,a...a

Heterozigot Aa akan menjadi tumbuhan bertelinga merah secara fenotipe (Ini adalah hukum pertama Mendel, hukum keseragaman hibrida generasi pertama. Atau hukum dominasi satu gen alelik terhadap gen alelik lainnya).

Tidak mungkin mendemonstrasikan hukum kedua Mendel (dan khususnya hukum ketiga untuk persilangan dihibrid) dengan menggunakan kondisi permasalahan ini. Untuk mendemonstrasikan hukum kedua, hukum pemisahan suatu sifat pada keturunannya dengan perbandingan 1:2:1 berdasarkan genotipe dan 3:1 berdasarkan fenotipe, perlu dilakukan persilangan dua individu heterozigot satu sama lain (atau melakukan penyerbukan sendiri. ), yaitu silang Aa x Aa.

Soal 3. Seorang laki-laki bermata biru mempunyai orang tua bermata coklat, ia menikah dengan seorang perempuan bermata coklat yang ayahnya bermata coklat dan ibunya bermata biru. Dari pernikahan tersebut lahirlah seorang anak bermata biru. Tentukan genotipe semua orang yang disebutkan di pihak orang tua.

Mari kita tunjukkan : A- alel dominan yang bertanggung jawab atas manifestasi mata coklat; A- alel resesif yang bertanggung jawab atas mata biru.

Seorang pria bermata biru, yang berarti genotipenya adalah - A A. Oleh karena itu, kedua orang tuanya mempunyai alel resesif A- kecil. Karena keduanya bermata coklat, genotipe mereka heterozigot Ah.

Seorang wanita bermata coklat, yang berarti alel tersebut terdapat dalam genotipenya A. Alel A- kecil juga hadir, sejak dia melahirkan seorang putra bermata biru - A A(yang berarti salah satu gen alel resesif diwarisi darinya). Genotipe ibu wanita tersebut adalah A A, genotipe ayah wanita ini bisa jadi seperti itu A A. jadi dan Ahh.

Jadi, genotipe seluruh keluarga akan ditulis seperti ini:
A A- ibu wanita
A-- ayah wanita
A A- ibu pria itu
A A- ayah laki-laki
A A- wanita
A A- pria
A A- putra mereka

Soal 4. Pada manusia, gen bulu mata panjang mendominasi gen bulu mata pendek. Seorang wanita dengan bulu mata panjang, yang ayahnya memiliki bulu mata pendek, menikah dengan seorang pria dengan bulu mata pendek. Berapa peluang mempunyai bayi dengan bulu mata panjang?

Mari kita tunjukkan : A- gen alelik yang bertanggung jawab atas manifestasi sifat bulu mata panjang; A- bulu mata pendek.

Mari kita tentukan genotipe wanita tersebut. Jelas dia adalah seorang heterozigot Ahh, karena dia mewarisi gen alelik dari ayahnya A- kecil, tapi dia sendiri secara fenotip memiliki bulu mata yang panjang.

Genotipe seorang pria hanya bisa berupa - ahh.

Artinya peluang mempunyai anak dengan bulu mata panjang dalam pernikahan ini adalah 50%.

Tugas 5. Ketika menganalisis kasus pengadilan untuk menetapkan ayah, pengadilan diberikan sertifikat yang menyatakan bahwa ibu memiliki golongan darah kedua, anak memiliki golongan darah keempat, dan calon ayah memiliki golongan darah ketiga. Kesimpulan apa yang harus diambil pengadilan?

B. Mengatasi masalah genetik | gen alelik uji silang heterozigot homozigot gen dominanmikrosomia hemifasialpersilangan monohibridpewarisan sifatdominasi yang tidak lengkap polidaktili Guru biologi melalui Skypeguru biologigen resesifmemecahkan masalah genetik garis bersih berjari enam |

Persilangan monohibrid- persilangan bentuk-bentuk yang berbeda satu sama lain dalam sepasang sifat alternatif yang dipelajari, yang menjadi tanggung jawab alel dari gen yang sama.

Gambar 1: Suatu pola yang menunjukkan pewarisan fenotipe dominan (merah) dan resesif (putih) ketika masing-masing orangtua (1) bersifat homozigot baik untuk sifat dominan maupun resesif. Semua anggota generasi pertama adalah heterozigot dan memiliki kesamaan fenotip yang sama (2), sedangkan generasi kedua menunjukkan rasio fenotip dominan dan resesif 3:1 (3).

Pewarisan monogenik, yang dipelajari selama persilangan monohibrid, adalah pewarisan suatu sifat yang manifestasinya bertanggung jawab pada satu gen, yang berbagai bentuknya disebut alel. Misalnya, dalam persilangan monohibrid antara dua galur murni tanaman yang homozigot untuk sifat-sifat yang bersesuaian - satu berbiji kuning (sifat dominan) dan yang lainnya berbiji hijau (sifat resesif), kita dapat berharap bahwa generasi pertama hanya akan memiliki biji berwarna kuning, karena alel biji kuning dominan terhadap alel hijau.

Contoh

Contoh persilangan monohibrid adalah percobaan yang dilakukan oleh Gregor Mendel: menyilangkan tanaman kacang polong yang berbeda satu sama lain dalam sepasang karakter alternatif: warna kuning dan hijau, permukaan biji halus dan keriput, warna bunga merah dan putih, dll.

hasil

Hasil persilangan monohibrid pada generasi pertama adalah keseragaman hibrida yang dihasilkan (semua keturunannya akan heterozigot). Hasil persilangan monohibrid keturunan heterozigot generasi pertama akan menghasilkan 75% kemungkinan munculnya fenotip dominan dan 25% kemungkinan munculnya fenotip resesif pada hibrida generasi kedua (hukum segregasi 3:1). Hasil ini hanya akan diamati dengan dominasi penuh (fenotipe Aa heterozigot sama dengan fenotipe homozigot AA). Menurut genotipe pada hibrida generasi kedua, terjadi pemisahan 1:2:1 (sekitar 50% individu memiliki genotipe Aa dan 25% masing-masing memiliki genotipe AA dan aa). Dalam kasus dominasi tidak lengkap (ketika individu dengan genotipe Aa memiliki fenotipe perantara antara fenotipe homozigot), pembelahan fenotipik pada hibrida generasi kedua akan bertepatan dengan pembelahan genotipe. Jadi, saat melintasi garis murni tanaman kecantikan malam

Persilangan monohibrid disebut yang bentuk induknya hanya berbeda pada sepasang karakter alternatif atau kontras.

Misalnya tanaman induk berbunga ungu dan tanaman induk berbunga putih, atau sebaliknya.

Sebelum melakukan persilangan, perlu dipastikan bahwa ciri-ciri yang dipilih dari bentuk induknya kontras dalam beberapa generasi, yaitu dengan penyerbukan sendiri atau perkawinan sedarah, masing-masing sifat yang dipilih diwariskan secara konsisten. Organisme berkerabat yang mereproduksi ciri-ciri yang sama secara turun-temurun dan konstan dalam beberapa generasi biasanya disebut garis.

Pada tumbuhan dengan bunga hermafrodit, selama hibridisasi buatan, sebelum penyerbukan, bunga tanaman induk dikebiri, membuang kepala sari sebelum matang. Bunga penyerbuk silang betina sesama jenis ditempatkan di isolator terlebih dahulu. Ketika kepala putik matang, serbuk sari yang dikumpulkan dari bunga tanaman induk dioleskan ke kepala putik tersebut.

Bila tanaman misalnya kacang polong disilangkan, maka benih yang matang pada tanaman induk pada tahun persilangan sudah merupakan benih hibrida generasi pertama (F 1). Dari benih yang disemai tersebut akan tumbuh tanaman hibrida generasi pertama, dan pada biji tanaman tersebut, sebagai hasil penyerbukan sendiri, akan berkembang benih dengan embrio generasi kedua (F 2). Jika tanaman induk mempunyai bunga, misalnya ungu, dan tanaman induk berbunga putih, maka bunga tanaman hibrida F 1 semuanya berwarna ungu;

Apabila tanaman yang disilangkan berbeda warna bijinya (kuning dan hijau), benih hibrida pada tanaman induk hanya berwarna kuning pada tahun persilangan. Jika tanaman aslinya berbeda bentuk bijinya (halus - keriput), maka benih hibrida F 1 pada tanaman induk ternyata hanya halus.

Akibatnya, pada hibrida generasi pertama, hanya satu dari setiap pasangan karakter alternatif yang berkembang. Tanda kedua seolah menghilang dan tidak muncul. G. Mendel menyebut fenomena dominasi sifat hibrida salah satu tetuanya dominasi. Suatu sifat yang muncul pada hibrida generasi pertama dan menghambat perkembangan sifat lain disebut dominan; sebaliknya, yaitu ditekan, tanda tangan - terdesak. Mendel mendefinisikan karakter dominan dan resesif sebagai berikut: “Karakter yang masuk ke dalam senyawa hibrid sama sekali tidak berubah atau hampir tidak berubah dan dengan demikian mewakili sifat-sifat hibrida akan dianggap dominan, dan karakter yang menjadi laten selama hibridisasi akan dianggap resesif.”

Hukum Dominasi- Hukum pertama Mendel - disebut juga hukum keseragaman hibrida generasi pertama, karena semua individu generasi pertama mempunyai manifestasi sifat yang sama.

Jika suatu hibrida generasi pertama, misalnya diperoleh dari persilangan dua bentuk kacang polong yang berbeda warna bunganya, mempunyai peluang untuk melakukan penyerbukan sendiri, maka pada generasi berikutnya, yaitu pada F 2, tumbuh tanaman dengan ciri-ciri kedua orang tuanya. muncul. Fenomena ini disebut pemisahan. Pada F2, pembelahan diamati dengan perbandingan kuantitatif yang pasti, yaitu: rata-rata 3/4 dari jumlah tanaman berbunga ungu dan hanya 1/4 yang berbunga putih, yaitu perbandingan jumlah tanaman dengan a sifat dominan terhadap jumlah tanaman yang bersifat resesif ternyata sama dengan 3:1. Akibatnya sifat resesif pada hibrida generasi pertama tidak hilang, melainkan hanya tertindas dan muncul pada hibrida generasi kedua.

Setiap tanaman dari F 2 yang berbunga putih, bila melakukan penyerbukan sendiri pada generasi berikutnya - F 3 dan F 4, dst., menghasilkan tanaman yang hanya berbunga putih. Tanaman dengan bunga ungu berperilaku berbeda. Hanya 1/3 diantaranya yang bila melakukan penyerbukan sendiri akan menghasilkan tanaman yang hanya berbunga ungu pada F 3 dan generasi berikutnya, dan 2/3 sisanya kembali menghasilkan tanaman kedua jenis tersebut dengan perbandingan: 3 tanaman berbunga ungu dan 1 berbunga putih. bunga-bunga.

Oleh karena itu, golongan tumbuhan F 3 yang mempunyai sifat dominan dipecah menurut kecenderungan turun-temurunnya dengan perbandingan 1:2, dan semua tumbuhan generasi kedua memberikan perbandingan bila dipecah menjadi sepasang kecenderungan turun-temurun 1:2:1. Konsep kelas di sini dan selanjutnya digunakan dalam arti sekelompok keturunan yang serupa dalam sifat yang dipelajari atau kecenderungan turun-temurun.

Segala sesuatu yang disebutkan sehubungan dengan pewarisan warna bunga juga berlaku untuk pewarisan pasangan karakter alternatif lainnya, namun dalam kondisi tertentu, yang akan dibahas di bawah.

Jadi, ketika mempelajari pewarisan bentuk biji halus atau keriput dari 253 tanaman hibrida penyerbukan sendiri F 1, Mendel memperoleh 7324 biji pada F 2, 5474 diantaranya halus, 1850 biji keriput, jika perbandingannya 3 : 1 benar, maka dengan jumlah benih 7324 secara teoritis diharapkan distribusinya sebagai berikut: 1/4 benih (yaitu 7324 X 1/4 = 1831) harus mempunyai sifat resesif (keriput), dan 3/4 ( yaitu 7324 X 3/4 = 5493) harusnya yang dominan (halus). Dalam percobaan Mendel diperoleh angka-angka yang sangat mendekati angka teoritis.

Dalam percobaan lain yang memperhitungkan warna biji (kuning atau hijau), Mendel memperoleh perbandingan berikut pada F2: dari 8023 biji, 6022 berwarna kuning dan 2001 berwarna hijau, yaitu sekali lagi, perbandingannya sangat mendekati 3. : 1.

Namun Mendel berulang kali menekankan bahwa rasio ini hanya mencerminkan nilai rata-rata; dengan jumlah individu yang sedikit maka jumlah tanaman dengan sifat alternatif pada F2 akan berfluktuasi karena sebab yang acak.

Data menunjukkan bahwa terdapat variasi nyata di antara masing-masing tanaman dalam rasio kelas benih, namun jumlah total rasionya mendekati distribusi 3:1 yang diharapkan. Data eksperimen memberikan rasio yang sangat mendekati ini - 355:123.

Jadi, setelah melakukan persilangan monohibrid, Mendel menetapkan pola pewarisan berikut.

1. Pada hibrida generasi pertama, hanya satu dari sepasang karakter alternatif yang muncul - karakter dominan, sedangkan karakter resesif tidak muncul. Fenomena ini disebut dominasi, dan kemudian - hukum pertama Mendel, atau hukum keseragaman hibrida generasi pertama.

2. Pada hibrida generasi kedua, muncul individu-individu dengan sifat dominan dan resesif, rasio sifat dominan dan resesif rata-rata 3:1. Pada tahun 1900, G. de Vries mengusulkan untuk menyebut fenomena ini sebagai hukum pemisahan, dan selanjutnya disebut hukum kedua Mendel. Keturunan dengan sifat resesif tetap konstan pada generasi berikutnya selama penyerbukan sendiri.

3. Di antara 3/4 tanaman generasi kedua yang mempunyai sifat dominan, 2/4 dari jumlah keturunannya merupakan hibrida; ketika melakukan penyerbukan sendiri, mereka kembali melakukan pembelahan pada F 3 dengan perbandingan 3: 1, dan hanya 2/4 yang tetap konstan pada generasi berikutnya, seperti bentuk induk asli dan tanaman dari F 2 dengan sifat resesif. Akibatnya, pada F 2, separuh tanaman adalah hibrida, dan separuhnya lagi “murni”, dengan tetap mempertahankan ciri-ciri induknya. Dengan demikian, keturunan hibrida F 1 menurut sifat-sifat turun-temurun tersebut dibelah dengan perbandingan 1:2:1. Mendel merumuskannya sebagai berikut: “Hibrida menurut dua sifat yang berbeda membentuk benih, yang separuhnya menghasilkan bentuk hibrida baru. , sedangkan yang lainnya menghasilkan tanaman yang tetap dan mengandung sifat dominan dan resesif dalam proporsi yang sama.”

Seperti yang telah kita lihat, dalam F 2 kita harus membedakan, pertama, pemisahan menurut manifestasi eksternal dari sifat-sifat, yang dinyatakan dengan perbandingan 3:1, dan, kedua, menurut potensi turun-temurun, kecenderungan, yang dinyatakan dengan perbandingan 1: 2: 1. Jenis pemisahan yang pertama disebut pemisahan menurut fenotipe, yaitu menurut manifestasi eksternal dari sifat-sifat, tipe kedua - menurut genotipe, yaitu menurut kecenderungan turun-temurun. Istilah “fenotipe” dan “genotipe” diperkenalkan pada tahun 1903 oleh V. Johannsen.

Yang kami maksud dengan genotipe adalah totalitas kecenderungan turun-temurun yang dimiliki suatu organisme. Fenotipe adalah sekumpulan sifat dan karakteristik suatu organisme yang merupakan hasil interaksi genotipe individu dan lingkungan.

Mendel adalah orang pertama yang menggunakan sebutan simbolis genotipe, di mana faktor keturunan yang menentukan sifat-sifat alternatif berpasangan ditandai dengan huruf-huruf alfabet Latin. Pada tahun 1902, V. Bateson mengusulkan untuk menyebut pasangan karakter alternatif tersebut sebagai pasangan alelomorfik, dan pasangan karakter tersebut - alelomorfisme. Pada tahun 1926, V. Johannsen mengusulkan istilah “ alelomorfisme"ganti dengan yang lebih pendek - "alelisme", dan sebut faktor individu dari satu pasangan "alel". Istilah “alel dominan” atau “alel resesif” mulai berarti keadaan alternatif dari gen yang sama. Arti yang sama diberikan pada sebutan sebelumnya yang tertanam kuat dalam genetika - “gen dominan” dan “gen resesif”.

Mendel menunjuk alel dominan yang menentukan sifat warna kuning biji dengan huruf kapital A, dan alel resesif yang menentukan sifat warna hijau dengan huruf kecil a; genotipe bentuk dominan adalah AA, dan bentuk resesif adalah aa; hibrida F 1 - Aa. Dalam hal ini, keturunan hibrida menunjukkan pembelahan pada F 2, sesuai dengan rumus: 1AA: 2Aa: 1aa.

Simbolisme faktor-faktor karakteristik berpasangan, yang digunakan untuk menampilkan pola segregasi pada keturunan hibrida, adalah semacam “aljabar” genetika, karena alih-alih ekspresi huruf, berbagai gen dan alel yang bersesuaian dapat diganti.

Pada tahun 1902, V. Bateson mengusulkan untuk menyebut bentuk konstanta AA dan aa, yang tidak menghasilkan pembelahan pada generasi berikutnya, homozigot, dan bentuk Aa yang menghasilkan pembelahan, heterozigot. Istilah-istilah ini banyak digunakan dalam genetika. Mereka berasal dari istilah “zigot”, yaitu sel telur yang telah dibuahi.

Selama proses pembuahan, kombinasi gamet jantan dan betina A dan A atau a dan a yang faktornya identik menghasilkan homozigot, atau individu homozigot AA atau aa, dan kombinasi gamet yang berbeda faktor A dan a menghasilkan a heterozigot, atau individu Aa heterozigot.

Seperti telah kita lihat, pada hibrida generasi pertama, alel resesif a, meskipun tidak termanifestasi, tidak tercampur dengan dominan A, dan pada generasi kedua kedua alel kembali muncul dalam bentuk “murni”. Fenomena ini hanya dapat dijelaskan berdasarkan asumsi bahwa hibrida Aa generasi pertama bukanlah hibrida, melainkan gamet murni, dan alel yang ditunjukkan muncul dalam gamet yang berbeda. Gamet yang membawa alel A dan a terbentuk dalam jumlah yang sama; Berdasarkan hal tersebut, pemisahan menurut genotipe 1:2:1 menjadi jelas.

Tidak tercampurnya alel setiap pasangan karakter alternatif dalam gamet organisme hibrida disebut fenomena kemurnian gamet; yang kedua didasarkan pada mekanisme sitologi meiosis.

Mendel menemukan fenomena menarik tentang perubahan rasio homozigot dan heterozigot dalam serangkaian generasi hibrida berturut-turut selama penyerbukan sendiri. Jika kita berasumsi bahwa, rata-rata, semua tanaman dalam serangkaian generasi memiliki kesuburan dan kelangsungan hidup yang sama dan memperhitungkan fakta bahwa hibrida membelah pada generasi kedua dalam rasio numerik tertentu (yaitu 2 tanaman homozigot dan 2 tanaman heterozigot untuk jangka waktu tertentu. sifat), kemudian pada generasi berikutnya selama penyerbukan sendiri Pada semua tumbuhan, jumlah homozigot akan bertambah, dan jumlah heterozigot akan berkurang.

Untuk mempermudah, Mendel berasumsi bahwa setiap tanaman, ketika melakukan penyerbukan sendiri, menghasilkan empat biji dalam setiap generasi. Dalam hal ini, rasio homozigot dan heterozigot untuk sepasang sifat akan berubah selama beberapa generasi. Pada generasi kesepuluh, menurut perhitungan Mendel, untuk setiap 2048 tanaman yang muncul pada laju reproduksi tertentu, 1023 akan konstan - homozigot untuk sifat dominan, 1023 - homozigot untuk sifat resesif, dan hanya 2 hibrida, yaitu bentuk heterozigot akan muncul. Perhitungan Mendel ini, seperti yang akan kita lihat nanti, penting untuk memahami dasar genetik seleksi dan dinamika gen dalam suatu populasi.

Sejauh ini kita telah membahas sepasang sifat alternatif, salah satunya dominan dan yang lainnya resesif. Mendel mempelajari tujuh pasang karakter berikut pada kacang polong:

1) biji halus dan berkerut atau bersudut, 2) kotiledon berwarna kuning dan hijau, 3) warna kulit biji abu-abu kecoklatan dan putih, 4) bentuk biji cembung dan menyempit, 5) warna biji matang kuning dan hijau, 6) susunan bunga di ketiak dan apikal, 7) batang tanaman tinggi dan rendah. Untuk masing-masing dari tujuh pasang sifat secara terpisah di F2, segregasi fenotipik diamati dengan rasio rata-rata 3:1. Jika dinyatakan dalam persentase, kita dapat mengatakan bahwa pada F 2 terdapat sekitar 75% tanaman yang bersifat dominan dan sekitar 25% yang bersifat resesif, atau homozigot dominan - 25%, heterozigot - 50% dan homozigot resesif - 25%.

Sifat sebenarnya dari pasangan karakter masih belum diketahui Mendel. Dia berasumsi bahwa sel germinal membawa satu kecenderungan turun-temurun, yang bersatu berpasangan selama pembuahan. Kecenderungan atau faktor yang dibawa oleh sel germinal ini disebut gen. Untuk saat ini, dengan istilah “gen” kita memahami suatu unit keturunan yang menentukan perkembangan suatu sifat, atau sifat, suatu organisme. Ketika kita memperdalam analisis fenomena hereditas dan mekanisme pewarisan, pemahaman kita tentang sifat gen akan meluas. Gen, sebagaimana telah kami tunjukkan, menentukan perkembangan karakteristik suatu organisme dan harus dikaitkan dengan struktur material sel germinal. Jelasnya, pada masa Mendel, hanya dugaan yang dapat dibuat mengenai hal ini, karena struktur dan perkembangan sel germinal belum dipelajari.

Apa yang menentukan pasangan gen, kemurnian gamet, dan distribusi gen yang ketat pada keturunannya, yang menentukan pemisahan dalam rasio numerik tertentu? Setelah kita mengenal perkembangan sel germinal dan pembentukan gamet pada bab-bab sebelumnya, mudah bagi kita untuk menghubungkan fenomena pembelahan karakter yang diamati Mendel dengan perilaku kromosom: pasangannya, divergensi kromosom homolog pada meiosis. dan penyatuan kembali mereka selama proses pembuahan.

Mari kita asumsikan bahwa dalam sel somatik suatu tumbuhan hanya terdapat satu pasang kromosom homolog, dan gen yang menentukan sifat warna bunga ungu, yang disebut A, terletak di setiap kromosom pada tanaman induk. Kemudian sel somatik tumbuhan homozigot yang memiliki gen warna bunga dominan harus membawa dua alel AA dominan, karena dalam sel somatik masing-masing kromosom homolog terwakili dalam jumlah ganda. Dengan demikian, sel tanaman induk lain yang berbunga putih mempunyai alel resesif homozigot berwarna putih, yaitu aa.

Akibat meiosis, jumlah kromosom pada setiap gamet berkurang setengahnya dan hanya tersisa satu kromosom dari satu pasangan. Akibatnya, gen yang terletak pada kromosom ini disajikan dalam gamet dalam bentuk alel A atau a. Sebagai hasil pembuahan, pasangan kromosom dipulihkan dalam zigot hibrida, dan rumus hibrida akan persis sama seperti yang ditulis Mendel - Aa. Selama perkembangan sel germinal dalam organisme hibrida melalui meiosis, kromosom dari pasangan tertentu akan terpisah menjadi sel anak yang berbeda. Kemudian gamet jantan dan betina akan membawa salah satu alel gen tersebut: A atau a. Gamet-gamet tersebut, baik jantan maupun betina, akan terbentuk dalam jumlah yang sama. Selama pembuahan, jenis-jenis tersebut dapat bergabung dengan probabilitas yang sama untuk membentuk empat jenis zigot.

Untuk memudahkan penghitungan kombinasi berbagai jenis gamet, ahli genetika Inggris R. Punnett mengusulkan pencatatan dalam bentuk kisi, yang masuk dalam literatur sebagai kisi Punnett. Di sebelah kiri kotak, gamet betina ditunjukkan secara vertikal, dan gamet jantan ditunjukkan secara horizontal. Kombinasi gamet yang dihasilkan masuk ke dalam kotak kisi. Kombinasi ini sesuai dengan genotipe zigot. Grid Punnett sangat berguna untuk menganalisis pewarisan sifat pada hibrida kompleks.

Pertimbangan diagram di atas menunjukkan bahwa pembelahan menurut fenotipe 3:1 dan genotipe 1:2:1 hanya dapat dilakukan pada kondisi tertentu. Pertama, harus ada kemungkinan pembentukan yang sama dalam meiosis kedua jenis gamet, yaitu gamet yang membawa alel A dan gamet dengan alel a. Kedua, harus ada kemungkinan pertemuan dan kombinasi yang sama dari gamet-gamet ini selama pembuahan. Kedua kondisi ini, seperti yang kita ketahui dari bab sebelumnya, diberikan dengan akurasi yang lebih besar dengan jumlah observasi yang lebih banyak. Pada pembelahan pertama meiosis, jumlah kromosom berkurang ketika pasangan homolog menyimpang ke kutub, dan kemungkinan kromosom berpindah ke satu kutub atau lainnya adalah sama, begitu pula kemungkinan pematangan dan perkembangan gamet semua. varietas. Sejumlah besar gamet juga memastikan bahwa mereka memiliki kemungkinan yang sama untuk bertemu selama pembuahan. Pada kondisi ini perlu ditambahkan satu hal lagi - kelangsungan hidup yang setara dari semua jenis zigot dan individu yang berkembang darinya.

Saat menganalisis persilangan monohibrid, kami tidak memperhatikan tanaman mana yang bersifat ibu dan mana yang bersifat ayah. Apakah tanaman induk akan membawa sifat dominan, dan tanaman jantan akan membawa sifat resesif, dan sebaliknya, mempengaruhi sifat-sifat hibrida dan sifat segregasi pada keturunannya? Bahkan sebelum Mendel, para hibridisasi memperhatikan bahwa arah persilangan biasanya tidak mempengaruhi karakteristik hibrida. Hal ini memberikan alasan untuk mengasumsikan partisipasi yang setara antara jenis kelamin perempuan dan laki-laki dalam penularan faktor keturunan. Mendel membenarkan pengamatan ini. Suatu sifat dominan muncul pada suatu hibrida tanpa memperhatikan apakah sifat tersebut disumbangkan oleh tanaman induk atau tanaman bapak. Untuk ciri-ciri kacang polong yang pewarisannya dipelajari Mendel, posisi ini benar.

Namun harus dikatakan bahwa terkadang ada perbedaan dalam pewarisan sifat turun temurun dari tubuh ibu atau ayah, kita akan mengenal fenomena ini nanti. Oleh karena itu, masih menjadi kebiasaan untuk menunjukkan arah penyeberangan. Persilangan dua bentuk satu sama lain dalam dua arah yang berbeda disebut timbal balik. Jadi, ketika dua bentuk P 1 dan P 2 disilangkan dalam satu arah, P 1 bertindak sebagai bentuk ibu, P 2 sebagai bentuk ayah (P 1 XP 2), dan yang kedua - P 2 sebagai ibu, P 1 sebagai pihak ayah (P 2 XP 1).

Jika Anda menemukan kesalahan, silakan sorot sepotong teks dan klik Ctrl+Masuk.