Uverejnené dňa 16.11.2011 podľa Boris Sadykov

Chcem ti urobiť radosť. Písal som o základných princípoch genetiky, ktoré sa po zvládnutí ľahko naučíte porozumieť riešeniu genetických problémov akejkoľvek zložitosti.

Tento článok obsahuje len najjednoduchšie genetické úlohy pre monohybridné kríženie. Hoci väčšine z vás ich riešenie nespôsobí ťažkosti, potrebujeme ich najmä z metodického hľadiska.

Po dodržaní logiky uvažovania pomocou jednoduchých príkladov ju môžete použiť na zložitejšie úlohy. Monohybridné kríženie je základom pre vaše pochopenie celej genetiky v budúcnosti. Aby boli vaše vedomosti ako celok úplnejšie, „základ“ musí byť pevný.

Existuje množstvo rôznych návodov na riešenie genetických problémov. Ale väčšina z nich sú jednoduché problémové knihy : Existuje podmienka problému, existuje odpoveď.

Môžu existovať aj príručky so stručným vysvetlením. Ale tieto vysvetlenia sú užitočné len pre tých, ktorí už celkom dobre chápu, ako sa rozhodnúť.

Ja ako lektor biológie sa pokúsim na príkladoch mnohých možných typov úloh z genetiky podať čo najpodrobnejšie vysvetlenie riešení rôznych problémov. Vo všeobecnosti moja funkcia : vysvetliť, ako riešiť problémy v genetike tým, ktorí si myslia, že je to niečo veľmi ťažké, ale určite by sa chceli naučiť, ako to riešiť sami.

V mojej platenej knihe" ", úlohy sú podrobne diskutované :

* podľa mendelovských typov kríženia (monohybridné a dihybridné);

* podľa Morgan pre spojené dedičstvo (s a bez kríženia);

* dedením viazaným na pohlavie

* a analýza rodokmeňov.

Príklady úloh monohybridného kríženia, ktoré uvádzam, sa veľmi líšia v zložitosti. Najprv vám radím, po prečítaní podmienok problému ho vyriešte sami a až v prípade, že máte problém s riešením, prečítajte si moje vysvetlenia (niekedy sú príliš podrobné a pochopiteľne sa budú zdať príliš podrobné).

Hnedooký muž sa oženil s modrookou ženou. Mali modrooké dieťa. Určite genotypy rodičov a pravdepodobnosť, že budete mať dieťa s hnedými očami.

Úloha 2. Viete, že polydaktýlia (šesťprstá) je dominantná vlastnosť

Polydaktýlia u ľudí je dominantným znakom a normálna štruktúra rúk je recesívnym znakom. Z manželstva heterozygotného šesťprstého muža so ženou s normálnou stavbou rúk sa narodili dve deti: päťprsté a šesťprsté. Aký je genotyp týchto detí?

Úloha 3. Neúplná dominancia

U ľudí sú kučeravé vlasy dominantnou vlastnosťou a rovné (hladké) vlasy sú recesívnou vlastnosťou. Heterozygoti majú vlnité vlasy. Aký typ vlasov môžu mať deti a s akou pravdepodobnosťou, ak majú obaja rodičia vlnité vlasy?

Úloha 4. Vysvetlenie, čo je to analyzačný kríž

U ľudí spôsobuje dominantný gén abnormalitu vo vývoji kostry, ktorá sa prejavuje zmenami v kostiach lebky a redukciou kľúčnych kostí. Žena s normálnou štruktúrou kostry sa vydala za muža trpiaceho touto anomáliou. Dieťa z tohto manželstva malo normálnu štruktúru kostry. Dá sa z fenotypu dieťaťa určiť genotyp jeho otca? Svoju odpoveď zdôvodnite.

Úloha 5. Hemifaciálna mikrozómia

Hemifaciálna mikrozómia je sprevádzaná jednostrannou anomáliou ušnice s nedostatočným rozvojom dolnej čeľuste na tej istej strane. Určené autozomálne dominantným génom. Aké potomstvo možno očakávať od manželstva manželov heterozygotných pre túto patológiu.

Problém 6. Keď sa môže narodiť ktokoľvek

Modrooký muž je ženatý s hnedookou ženou, ktorej rodičia boli tiež hnedookí, no sestra je modrooká. Môžu mať modrooké dieťa? Aký zákon platí v tejto situácii? Pomenujte a sformulujte ho.

Riešenia týchto problémov sú podrobne popísané v mojej platenej knihe „“.

Príklady riešení niektorých typických problémov monohybridného kríženia

Úloha 1. Zo semien plodov červených rajčín farmár získaval rastliny s červenými plodmi a rastliny so žltými plodmi. Červená farba je určená dominantným génom.

a) pomenovať farbu plodov paradajok, ktoré tvoria tri štvrtiny úrody

b) vyberte správnu odpoveď. Pzískaný výsledok je dôkazom:1) zákon uniformity;2) zákon rozdeľovacích charakteristík

c) formulovať Mendelov zákon zvolený v predchádzajúcej úlohe

a) Keďže rastliny s červenými plodmi produkovali rastliny s červenými aj žltými plodmi, potom je červená farba určená dominantnou alelou A a žltá je recesívna A-malý.Je tiež zrejmé, že je možné získať rastliny s červenými aj žltými plodmi z rastlín s červenými plodmi, ak bol genotyp rastlín rajčiaka s červenými plodmi heterozygotný : Aha X Aha(dostávame to podľa fenotypu 3A- až 1aa alebo 3 diely červených paradajok, 1 diel žltých).

b) toto je 2) zákon rozdelenia vlastnosti (v žiadnom prípade „nie vlastnosti“, ale vlastnosť, pretože hovoríme o monohybridnom krížení, keď sa berie do úvahy povaha dedičnosti iba jednej vlastnosti - v tomto prípade, toto je farba plodov paradajok, ktoré môžu byť červené alebo žlté)

c) Už viac ako 100 rokov platí tento druhý Mendelov zákon: „zákon štiepenia znaku u potomkov druhej generácie v pomere 3:1 podľa fenotypu a 1:2:1 podľa genotypu“.

Tu v treťom Mendelovom zákone „zákon o nezávislom dedičstve vlastnosti ov“, ktorý založil počas dihybridného kríženia, skutočne hovoríme o povahe dedenia dvoch rôznych znakov.

Úloha 2. U pšenice je dominantná červená farba klasu vo vzťahu k bielej. Heterozygotná rastlina červenouchá sa kríži s bieloušou. V F2 sa získalo 28 rastlín.

1.Koľko druhov gamét dokáže vyprodukovať rastlina červenoušká?

2.Koľko druhov gamét dokáže vyprodukovať bielovlasá rastlina?

3.Koľko rastlín F2 bude heterozygotných?

4.Koľko rastlín F2 môže byť červenohlavých?

5. Koľko rôznych genotypov môže byť v F2

6. Ukážte prejav Mendelových zákonov na výsledkoch problému.

Označme A- alelický gén zodpovedný za výskyt červenej farby pšeničného klasu; A- alelický gén zodpovedný za vzhľad bielej farby pšeničného klasu. Potom bude genotyp rastliny červeno-ušatej AA alebo Aha; len bielovlasý genotyp aha.

1.2 gaméty" A"A" A"; 2. Jedna gameta" A"; 3. Z 28 rastlín heterozygotných s genotypom Aha bude polovica, 14 kusov; 4. Všetci heterozygoti sú ryšaví, je ich 14; 5. 2 genotypy Aha A aha;

6. P: Aa x aa

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

Heterozygot Aa bude vo fenotype červenoklasá rastlina (Toto je 1. Mendelov zákon, zákon uniformity hybridov prvej generácie. Alebo zákon dominancie jedného alelického génu nad druhým).

Pomocou podmienok tohto problému nebude možné demonštrovať druhý Mendelov zákon (a najmä tretí pre dihybridné kríženie). Na demonštráciu druhého zákona, zákona o segregácii znaku u potomstva v pomere 1:2:1 podľa genotypu a 3:1 podľa fenotypu, je potrebné skrížiť medzi sebou dvoch heterozygotných jedincov (alebo samoopelenie ), to znamená kríženie Aa x Aa.

Úloha 3. Modrooký muž má hnedookých rodičov oženil sa s hnedookou ženou, ktorej otec mal hnedé oči a matka mala modré oči; Z tohto manželstva sa narodilo modrooké dieťa. Určite genotypy všetkých uvedených osôb zo strany rodičov.

Označme : A- dominantná alela zodpovedná za prejav hnedých očí; A- recesívna alela zodpovedná za modré oči.

Muž má modré oči, čo znamená, že jeho genotyp je - aa. Preto mali obaja jeho rodičia recesívnu alelu A- malý. Keďže obaja majú hnedé oči, ich genotyp bol heterozygotný Ach

Žena má hnedé oči, čo znamená, že alela je prítomná v jej genotype A. Alela a- je prítomná aj malá, keďže porodila modrookého syna - aa(čo znamená, že jeden z recesívnych alelických génov je od nej zdedený). Genotyp matky tejto ženy je aa, by mohol byť genotyp otca tejto ženy AA. tak a Aha.

Takže genotypy celej rodiny budú napísané takto:
aa- matka ženy
A-- otec ženy
Aa- mužova matka
Aa- otec človeka
Aa- žena
aa-človek
aa- ich syn

Problém 4. U ľudí dominuje gén pre dlhé mihalnice nad génom pre krátke mihalnice. Žena s dlhými mihalnicami, ktorej otec mal krátke mihalnice, sa vydala za muža s krátkymi mihalnicami. Aká je pravdepodobnosť mať dieťa s dlhými mihalnicami?

Označme : A- alelický gén zodpovedný za prejav znaku dlhých mihalníc; A- krátke mihalnice.

Poďme určiť genotyp ženy. Očividne bola heterozygot Aha, keďže alelický gén zdedila po svojom otcovi A- malá, ale ona sama mala fenotypovo dlhé mihalnice.

Genotyp človeka môže byť len - aha.

To znamená, že pravdepodobnosť mať dieťa s dlhými mihalnicami v tomto manželstve je 50%.

Úloha 5. Pri analýze súdneho prípadu na určenie otcovstva bolo súdu poskytnuté osvedčenie o tom, že matka má druhú krvnú skupinu, dieťa štvrtú a domnelý otec tretiu. K akému záveru by mal dospieť súd?

B. Riešenie genetických problémov | alelické gény skúšobný kríž heterozygot homozygot dominantné génymikrozómia hemifaciálnamonohybridný kríženecdedičnosť vlastnostíneúplná dominancia polydaktýlia Doučovateľ biológie cez Skypeučiteľ biológierecesívnych génovriešenie genetických problémovčisté línie šesťprsté |

Monohybridný kríženec- kríženie foriem, ktoré sa od seba líšia jedným párom študovaných alternatívnych znakov, za ktoré sú zodpovedné alely jedného génu.

Obrázok 1: Vzor ukazujúci dedičnosť dominantných (červená) a recesívnych (bielych) fenotypov, keď je každý rodič (1) homozygotný pre dominantný alebo recesívny znak. Všetci členovia prvej generácie sú heterozygotní a majú rovnaký spoločný fenotyp (2), zatiaľ čo druhá generácia vykazuje pomer dominantných a recesívnych fenotypov 3:1 (3).

Monogénna dedičnosť, skúmaná počas monohybridného kríženia, je dedičstvom vlastnosti, za prejav ktorej je zodpovedný jeden gén, ktorého rôzne formy sa nazývajú alely. Napríklad pri monohybridnom krížení dvoch čistých línií rastlín, ktoré sú homozygotné pre zodpovedajúce znaky - jedna so žltými semenami (dominantný znak) a druhá so zelenými semenami (recesívny znak), môžeme očakávať, že prvá generácia bude mať iba žlté semená, pretože alela žlté semená sú dominantné nad zelenou alelou.

Príklady

Príkladom monohybridného kríženia sú experimenty, ktoré uskutočnil Gregor Mendel: kríženie rastlín hrachu, ktoré sa navzájom líšia jedným párom alternatívnych znakov: žltá a zelená farba, hladký a zvrásnený povrch semien, červená a biela farba kvetov atď.

Výsledky

Výsledkom monohybridného kríženia v prvej generácii je uniformita výsledných hybridov (všetci potomkovia budú heterozygotní). Výsledkom monohybridného kríženia heterozygotných potomkov prvej generácie bude 75% pravdepodobnosť prejavu dominantného fenotypu a 25% pravdepodobnosť prejavu recesívneho fenotypu v druhej generácii hybridov (segregačný zákon 3:1). Tento výsledok bude pozorovaný len s úplnou dominanciou (fenotyp heterozygotov Aa sa zhoduje s fenotypom homozygotov AA). Podľa genotypu v druhej generácii hybridov sa pozoruje rozdelenie 1:2:1 (asi 50 % jedincov má genotyp Aa a 25 % má každý genotyp AA a aa). V prípade neúplnej dominancie (keď jedinci s genotypom Aa majú fenotypový prechod medzi fenotypmi homozygotov) sa fenotypové štiepenie v druhej generácii hybridov zhoduje s genotypovým štiepením. Takže pri prekračovaní čistých línií rastlín nočnej krásy

Monohybridné kríženie nazývaný taký, v ktorom sa nadradené formy líšia iba jedným párom alternatívnych alebo kontrastných znakov.

Napríklad otcovská rastlina má fialové kvety a materská rastlina biele kvety alebo naopak.

Pred krížením je potrebné sa uistiť, že vybrané vlastnosti rodičovských foriem sú vo viacerých generáciách kontrastné, t.j. pri samoopelení alebo blízkom príbuzenskom krížení sa každý z vybraných znakov vytrvalo dedí. Príbuzné organizmy, ktoré reprodukujú rovnaké dedične konštantné vlastnosti v niekoľkých generáciách, sa zvyčajne nazývajú línia.

V rastlinách s hermafroditnými kvetmi sa pri umelej hybridizácii pred opelením kvety materskej rastliny kastrujú, pričom sa prašníky odstránia ešte pred dozretím. Samičie kvety krížových opeľovačov rovnakého pohlavia sú vopred umiestnené v izolátoroch. Keď blizny dozrievajú, aplikuje sa na ne peľ zozbieraný z kvetov materskej rastliny.

Keď sa rastliny, napríklad hrach, krížia, semená, ktoré dozrievajú vo fazuli na materskej rastline v roku kríženia, sú už hybridmi prvej generácie (F 1). Z týchto zasiatych semien vyrastú hybridné rastliny prvej generácie a vo fazuli týchto rastlín sa v dôsledku samoopelenia vyvinú semená s embryami druhej generácie (F 2). Ak mala materská rastlina kvety, napríklad fialové, a materská rastlina mala kvety biele, potom kvety hybridných rastlín F 1 sú všetky fialové a rastliny s bielymi kvetmi sa medzi nimi nevyskytujú.

Pri krížení rastlín, ktoré sa líšia farbou semien (žltá a zelená), sa hybridné semená na materskej rastline v roku kríženia ukážu ako žlté. Ak sa pôvodné rastliny líšili tvarom semien (hladké - zvrásnené), potom sa semená hybridu F 1 na materskej rastline ukážu ako len hladké.

V dôsledku toho sa v hybride prvej generácie vyvíja iba jeden z každého páru alternatívnych postáv. Zdá sa, že druhý znak zmizne a neobjaví sa. G. Mendel tento jav nazval prevahou hybridnej črty jedného z rodičov dominancia. Znak, ktorý sa objavuje v hybride prvej generácie a potláča vývoj iného znaku, bol tzv dominantný; opačný, t.j. potlačený, znak - recesívny. Mendel definuje dominantné a recesívne znaky nasledovne: „Znaky, ktoré prechádzajú do hybridných zlúčenín úplne nezmenené alebo takmer nezmenené, a tým predstavujú vlastnosti hybridov, budú označené ako dominantné a tie, ktoré sa počas hybridizácie stanú latentnými, budú označené ako recesívne.

Zákon nadvlády- Prvý Mendelov zákon - nazýva sa aj zákon uniformity hybridov prvej generácie, keďže všetci jedinci prvej generácie majú rovnaký prejav znaku.

Ak hybrid prvej generácie, získaný napríklad krížením dvoch foriem hrachu, ktoré sa líšia farbou kvetov, dostane možnosť samoopelenia, potom v ďalšej generácii, t. j. v F 2, rastliny s vlastnosťami objavia sa obaja rodičia. Tento jav sa nazýva štiepenie. V F2 sa štiepenie pozoruje v úplne určitom kvantitatívnom pomere, a to: v priemere 3/4 z celkového počtu rastlín má fialové kvety a iba 1/4 má biele kvety, t. j. pomer počtu rastlín s dominantný znak k počtu rastlín s recesívnym znakom sa rovná 3:1. V dôsledku toho recesívny znak v hybride prvej generácie nezmizol, ale bol iba potlačený a objavil sa v druhej hybridnej generácii.

Každá rastlina z F 2 s bielymi kvetmi pri samoopelení v ďalších generáciách - F 3 a F 4 atď., vytvára rastliny len s bielymi kvetmi. Rastliny s fialovými kvetmi sa správajú inak. Len 1/3 z nich pri samoopelení produkuje rastliny len s fialovými kvetmi v F 3 a ďalších generáciách a zvyšné 2/3 zase produkujú rastliny oboch typov v pomere: 3 rastliny s fialovými kvetmi a 1 s bielymi. kvety.

V dôsledku toho sa trieda rastlín F 3 s dominantným znakom rozpadá podľa svojich dedičných sklonov v pomere 1: 2 a všetky rastliny druhej generácie dávajú pomer pri rozdelení do jedného páru dedičných sklonov 1: 2: 1. Pojem triedy sa tu a ďalej používa v zmysle skupiny potomkov podobných v skúmanom znaku alebo dedičných sklonoch.

Všetko, čo je uvedené v súvislosti s dedičnosťou farby kvetu, platí aj pre dedičnosť akéhokoľvek iného páru alternatívnych znakov, avšak za určitých podmienok, o ktorých bude reč nižšie.

Pri štúdiu dedičnosti hladkého alebo zvrásneného tvaru semien z 253 hybridných samoopelivých rastlín F 1 teda Mendel získal 7324 semien v F 2, z ktorých 5474 bolo hladkých, 1850 bolo zvrásnených, ak je pomer 3:1 správne, potom pri celkovom počte semien 7324 teoreticky by sa malo očakávať nasledujúce rozdelenie: 1/4 semien (t.j. 7324 x 1/4 = 1831) by mala mať recesívny znak (zvrásnený) a 3/4 ( t.j. 7324 X 3/4 = 5493) by mal mať dominantný (hladký). V Mendelových experimentoch boli získané čísla, ktoré boli veľmi blízke teoretickým.

V ďalšom experimente, kde sa brala do úvahy farba semien (žltá alebo zelená), získal Mendel v F2 nasledujúci pomer: z 8023 semien bolo 6022 žltých a 2001 zelených, t.j. opäť pomer veľmi blízky 3. : 1.

Mendel však opakovane zdôraznil, že tieto pomery odrážajú iba priemerné hodnoty; pri malom počte jedincov bude počet rastlín s alternatívnymi znakmi v F2 kolísať z náhodných dôvodov.

Údaje naznačujú, že medzi jednotlivými rastlinami existujú zrejmé rozdiely v pomere tried semien, ale celkový výsledok je v pomere blízkom očakávanej distribúcii 3:1. Experimentálne údaje poskytli pomer veľmi blízky tomuto - 355: 123.

Po vykonaní monohybridných krížení Mendel stanovil nasledujúce vzorce dedičnosti.

1. U hybridov prvej generácie sa z dvojice alternatívnych znakov prejavuje len jeden - dominantný, kým recesívny sa neobjavuje. Tento jav sa nazýval dominancia a neskôr - prvý Mendelov zákon alebo zákon uniformity hybridov prvej generácie.

2. V druhej generácii krížencov sa objavujú jedince s dominantným znakom aj recesívnym, pomer prvého k druhému je v priemere 3:1. V roku 1900 navrhol G. de Vries tento jav nazvať zákonom štiepenia a následne bol nazvaný druhým Mendelovým zákonom. Potomkovia s recesívnym znakom zostávajú konštantní v nasledujúcich generáciách počas samoopelenia.

3. Spomedzi 3/4 rastlín druhej generácie s dominantným znakom sa 2/4 z celkového počtu potomkov ukážu ako hybridné; keď sa samoopelia, opäť dávajú štiepenie v F 3 v pomere 3: 1 a iba 2/4 zostávajú konštantné v nasledujúcich generáciách, ako pôvodné rodičovské formy a rastliny z F 2 s recesívnym znakom. V dôsledku toho je v F 2 polovica rastlín hybridných a polovica „čistých“, pričom si neustále zachovávajú svoje rodičovské vlastnosti. Potomkovia hybridov F 1 podľa týchto dedičných vlastností sú teda rozdelení v pomere 1 : 2 : 1. Mendel to formuloval takto: „Hybridy podľa dvoch rôznych vlastností tvoria semená, z ktorých polovica dáva vznik novej hybridnej forme , zatiaľ čo druhý dáva rastliny, ktoré zostávajú konštantné a obsahujú dominantné a recesívne znaky v rovnakých pomeroch.“

Ako sme videli, v F 2 by sa malo rozlišovať po prvé štiepenie podľa vonkajšieho prejavu charakteristík, ktorý je vyjadrený pomerom 3: 1, a po druhé, podľa dedičných potenciálov, sklonov, vyjadrených pomerom 1: 2:1. Prvý typ štiepenia sa nazýva štiepenie podľa fenotypu, teda podľa vonkajšieho prejavu vlastností, druhý typ - podľa genotypu, teda podľa dedičných sklonov. Pojmy „fenotyp“ a „genotyp“ zaviedol v roku 1903 V. Johannsen.

Pod genotypom rozumieme súhrn dedičných sklonov, ktoré organizmus vlastní. Fenotyp je súbor vlastností a charakteristík organizmu, ktoré sú výsledkom interakcie genotypu jednotlivca a prostredia.

Mendel ako prvý použil symbolické označenie genotypu, kde dedičné faktory určujúce párové alternatívne znaky boli označené písmenami latinskej abecedy. V. Bateson v roku 1902 navrhol nazvať takýto pár alternatívnych znakov alelomorfným párom a párovanie znakov - alelomorfizmus. V. Johannsen v roku 1926 navrhol termín „ alelomorfizmus„nahradiť kratším – „alelizmus“ a individuálny faktor jedného páru nazvať „alelou“. Pojmy „dominantná“ alebo „recesívna alela“ začali znamenať alternatívny stav toho istého génu. Rovnaký význam mali predchádzajúce označenia pevne zavedené v genetike - „dominantný gén“ a „recesívny gén“.

Mendel označil dominantnú alelu, ktorá určuje znak žltej farby semien, veľkým písmenom A a recesívnu alelu, ktorá určuje znak zelenej farby, malým písmenom a; genotyp dominantnej formy je AA a recesívna forma je aa; hybrid F 1 - Aa. V tomto prípade potomkovia hybridov vykazujú štiepenie v F2, čo zodpovedá vzorcu: 1AA: 2Aa: 1aa.

Táto symbolika faktorov párových charakteristík, ktorá sa používa na zobrazenie vzorcov segregácie u potomkov hybridov, je akousi „algebrou“ genetiky, pretože namiesto písmenových výrazov možno nahradiť rôzne gény a im zodpovedajúce alely.

V. Bateson v roku 1902 navrhol nazvať konštantné formy AA a aa, ktoré nevytvárajú štiepenie v nasledujúcich generáciách, homozygotné a formy Aa, ktoré spôsobujú štiepenie, heterozygotné. Tieto výrazy sa v genetike bežne používajú. Pochádzajú z termínu „zygota“, teda oplodnené vajíčko.

Počas procesu oplodnenia kombinácia samčích a samičích gamét A a A alebo a a a, ktoré sú identické vo faktoroch, dáva homozygota alebo homozygotného jedinca AA alebo aa, a kombinácia gamét, ktoré sa líšia faktormi A a a. heterozygot, alebo heterozygotný jedinec Aa.

Ako sme videli, u hybridov prvej generácie sa recesívna alela a, aj keď sa neprejavuje, nezmiešava s dominantným A a v druhej generácii sa obe alely opäť objavujú v „čistej“ forme. Tento jav možno vysvetliť len na základe predpokladu, že hybrid prvej generácie Aa tvorí nie hybridné, ale čisté gaméty a uvedené alely sa vyskytujú v rôznych gamétach. Gamety nesúce alely A a a sa tvoria v rovnakom počte; Na základe toho sa vyjasní delenie podľa genotypu 1:2:1.

Nemiešanie alel každého páru alternatívnych znakov v gamétach hybridného organizmu sa nazýva fenomén čistoty gamét, druhý je založený na cytologickom mechanizme meiózy.

Mendel objavil zaujímavý fenomén zmien v pomere homozygotov a heterozygotov v sérii po sebe nasledujúcich generácií hybrida počas samoopelenia. Ak predpokladáme, že v priemere všetky rastliny v sérii generácií majú rovnakú plodnosť a životaschopnosť a vezmeme do úvahy skutočnosť, že hybridy sa v druhej generácii rozdelia v určitom číselnom pomere (konkrétne 2 homozygotné a 2 heterozygotné rastliny pre danú znak), potom v nasledujúcich generáciách počas samoopelenia Vo všetkých rastlinách sa počet homozygotov zvýši a počet heterozygotov sa zníži.

Pre zjednodušenie Mendel predpokladal, že každá rastlina, keď sa samoopelí, produkuje štyri semená v každej generácii. V tomto prípade sa pomer homozygotov a heterozygotov pre jeden pár znakov bude meniť v priebehu niekoľkých generácií. V desiatej generácii bude podľa Mendelových výpočtov na každých 2048 rastlín, ktoré by mali pri danej rýchlosti rozmnožovania vzniknúť, 1023 konštantných - homozygotných pre dominantný znak, 1023 - homozygotných pre recesívny znak a len 2 hybridné, teda heterozygotné formy. sa objaví. Tieto Mendelove výpočty, ako uvidíme neskôr, sú dôležité pre pochopenie genetického základu selekcie a génovej dynamiky v populácii.

Doteraz sme hovorili o jednom páre alternatívnych vlastností, z ktorých jeden je dominantný, druhý recesívny. Mendel študoval na hrášku sedem párov nasledujúcich znakov:

1) semená sú hladké a zvrásnené alebo hranaté, 2) klíčne listy sú žlté a zelené, 3) farba obalu semena je sivohnedá a biela, 4) tvar fazule je vypuklý a zúžený, 5) farba zrelej fazule je žltá a zelená, 6) usporiadanie kvetov pazušné a vrcholové, 7) stonka rastliny je vysoká a nízka. Pre každý z týchto siedmich párov znakov oddelene v F2 bola pozorovaná fenotypová segregácia v priemernom pomere 3:1. Ak to vyjadríme v percentách, môžeme povedať, že v F 2 bolo asi 75 % rastlín s dominantnými a asi 25 % s recesívnymi znakmi, alebo dominantných homozygotov – 25 %, heterozygotov – 50 % a recesívnych homozygotov – 25 %.

Skutočná povaha párovania postáv zostala Mendelovi neznáma. Predpokladal, že zárodočné bunky nesú jeden dedičný sklon, ktoré sa pri oplodnení spájajú do párov. Teraz sa tieto sklony alebo faktory prenášané zárodočnými bunkami nazývajú gény. Zatiaľ pod pojmom „gén“ budeme chápať jednotku dedičnosti, ktorá určuje vývoj samostatného znaku alebo vlastnosti organizmu. Keď prehĺbime analýzu fenoménov dedičnosti a mechanizmu dedičnosti, naše chápanie podstaty génu sa rozšíri. Gény, ako sme už naznačili, určujú vývoj vlastností organizmu a musia byť spojené s materiálnymi štruktúrami zárodočných buniek. Je zrejmé, že v čase Mendela bolo možné o tomto skóre robiť iba odhady, pretože štruktúra a vývoj zárodočných buniek ešte neboli študované.

Čo určuje párovanie génov, čistotu gamét a striktnú distribúciu génov v potomstve, ktorá rozhoduje o štiepení v určitom číselnom pomere? Potom, čo sme sa v predchádzajúcich kapitolách oboznámili s vývojom zárodočných buniek a tvorbou gamét, je pre nás ľahké spojiť Mendelom pozorovaný fenomén delenia znakov so správaním chromozómov: ich párovanie, divergencia homológnych chromozómov v meióze a ich opätovné zjednotenie počas procesu oplodnenia.

Predpokladajme, že v somatických bunkách rastliny je len jeden pár homológnych chromozómov a gén, ktorý určuje znak fialovej farby kvetu, označený ako A, sa nachádza v každom z týchto chromozómov materskej rastliny. Potom somatické bunky homozygotnej rastliny, ktoré majú dominantný gén pre farbu kvetov, musia niesť dve dominantné alely AA, pretože v somatických bunkách je každý z homológnych chromozómov zastúpený v dvojnásobnom množstve. V súlade s tým majú bunky inej rodičovskej rastliny s bielymi kvetmi homozygotnú recesívnu alelu pre bielu farbu, t.j. aa.

V dôsledku meiózy sa počet chromozómov v každej gaméte zníži na polovicu a z páru zostane iba jeden chromozóm. V dôsledku toho je gén umiestnený na tomto chromozóme prítomný v gaméte vo forme alel A alebo a. V dôsledku oplodnenia sa v hybridnej zygote obnoví párovanie chromozómov a vzorec hybridu bude presne taký, ako ho napísal Mendel – Aa. Počas vývoja zárodočných buniek v hybridnom organizme v meióze sa chromozómy daného páru rozdelia na rôzne dcérske bunky. Potom mužské a ženské gaméty budú niesť jednu z alel génu: A alebo a. Takéto gaméty, mužské aj ženské, sa budú tvoriť v rovnakom počte. Počas oplodnenia sa typy môžu kombinovať s rovnakou pravdepodobnosťou a vytvoriť štyri typy zygot.

Na uľahčenie výpočtu kombinácií rôznych typov gamét anglický genetik R. Punnett navrhol záznam vo forme mriežky, ktorá sa do literatúry dostala ako Punnettova mriežka. Naľavo od mriežky sú ženské gaméty označené vertikálne a mužské gaméty sú označené horizontálne. Výsledné kombinácie gamét zapadajú do štvorcov mriežky. Tieto kombinácie zodpovedajú genotypom zygot. Punnettova mriežka je obzvlášť užitočná na analýzu dedičnosti znakov v komplexných hybridoch.

Zváženie vyššie uvedeného diagramu ukazuje, že štiepenie podľa fenotypu 3:1 a genotypu 1:2:1 sa môže uskutočniť len za určitých podmienok. Po prvé, musí existovať rovnako pravdepodobná tvorba v meióze oboch typov gamét, t.j. gamét nesúcich alelu A a gamét s alelou a. Po druhé, pri oplodnení musí dôjsť k rovnako pravdepodobnému stretnutiu a kombinácii týchto gamét. Obe tieto podmienky, ako vieme z predchádzajúcej kapitoly, sú poskytované s väčšou presnosťou pri väčšom počte pozorovaní. Pri prvom delení meiózy sa počet chromozómov znižuje s divergenciou homologických partnerov k pólom a pravdepodobnosť pohybu chromozómov k jednému alebo druhému pólu je rovnaká, rovnako ako pravdepodobnosť dozrievania a vývoja gamét všetkých odrody. Veľký počet gamét tiež zabezpečuje, že je rovnako pravdepodobné, že sa stretnú počas oplodnenia. K týmto podmienkam je potrebné pridať ešte jednu vec – rovnaké prežívanie všetkých druhov zygót a jedincov z nich vyvíjajúcich sa.

Pri analýze monohybridných krížení sme nevenovali pozornosť tomu, ktorá z rastlín je materská a ktorá otcovská. Ovplyvňuje skutočnosť, že materská rastlina bude niesť dominantný znak a samčia rastlina recesívny znak a naopak, vlastnosti hybridu a charakter segregácie u jeho potomkov? Už pred Mendelom si hybridizátori všimli, že smer kríženia zvyčajne neovplyvňuje vlastnosti hybridu. To dávalo dôvod predpokladať rovnakú účasť ženského a mužského pohlavia na prenose dedičných faktorov. Mendel tieto pozorovania potvrdil. Dominantný znak sa objavuje u hybrida bez ohľadu na to, či k znaku prispieva materská alebo otcovská rastlina. Pre hrachové vlastnosti, ktorých dedičnosť Mendel študoval, bola táto pozícia správna.

Ale treba povedať, že niekedy sú rozdiely v prenose dedičných vlastností z materského či otcovského tela s týmto javom sa zoznámime neskôr; Preto je stále zvykom udávať smer prechodu. Kríže dvoch foriem navzájom v dvoch rôznych smeroch sa nazývajú vzájomné. Takže pri krížení dvoch foriem P 1 a P 2 v jednom smere P 1 pôsobí ako materská forma, P 2 ako otcovská forma (P 1 XP 2) a v druhom - P 2 ako materská, P 1 ako otcovský (P 2 XP 1).

Ak nájdete chybu, zvýraznite časť textu a kliknite Ctrl+Enter.