Mendelov prvi zakon ukrštanja. Obrasci nasljeđivanja koje je ustanovio G

Mendelovi zakoni

Dijagram Mendelovog prvog i drugog zakona. 1) Biljka s bijelim cvjetovima (dvije kopije recesivnog alela w) ukršta se sa biljkom s crvenim cvjetovima (dvije kopije dominantnog alela R). 2) Sve biljke potomke imaju crvene cvjetove i isti genotip Rw. 3) Kada dođe do samooplodnje, 3/4 biljaka druge generacije ima crvene cvetove (genotipovi RR + 2Rw), a 1/4 bele cvetove (ww).

Mendelovi zakoni- ovo su principi prenošenja nasljednih karakteristika s roditeljskih organizama na njihove potomke, koji su rezultat eksperimenata Gregora Mendela. Ovi principi su činili osnovu za klasičnu genetiku i kasnije su objašnjeni kao posljedica molekularnih mehanizama nasljeđa. Iako se u udžbenicima na ruskom jeziku obično opisuju tri zakona, Mendel nije otkrio „prvi zakon“. Od posebnog značaja među obrascima koje je otkrio Mendel je “hipoteza o čistoći gameta”.

Priča

Početkom 19. vijeka J. Goss je, eksperimentišući sa graškom, pokazao da se ukrštanjem biljaka sa zelenkasto-plavim graškom i žućkasto-bijelim graškom u prvoj generaciji dobijaju žuto-bijele. Međutim, u drugoj generaciji ponovo su se pojavile osobine koje se nisu pojavile u hibridima prve generacije, a kasnije ih je Mendel nazvao recesivnim, a biljke s njima se nisu podijelile prilikom samooprašivanja.

O. Sarge, vršeći eksperimente na dinjama, uporedio ih je prema individualnim karakteristikama (pulpa, kora, itd.) i takođe utvrdio odsustvo konfuzije karakteristika koje nisu nestale kod potomaka, već su se samo preraspodijelile među njima. C. Nodin je, ukrštajući različite vrste datura, otkrio prevlast karakteristika datura Datula tatula gore Datura stramonium, a to nije zavisilo od toga koja je biljka majka, a koja otac.

Tako je sredinom 19. stoljeća otkriven fenomen dominacije, ujednačenost hibrida u prvoj generaciji (svi hibridi prve generacije su međusobno slični), cijepanje i kombinatorika karaktera u drugoj generaciji. Međutim, Mendel je, visoko cijeneći rad svojih prethodnika, istakao da oni nisu pronašli univerzalni zakon za formiranje i razvoj hibrida, a njihovi eksperimenti nisu imali dovoljno pouzdanosti za određivanje brojčanih omjera. Otkriće tako pouzdane metode i matematička analiza rezultata, koja je pomogla u stvaranju teorije nasljeđa, glavna je Mendelova zasluga.

Mendelove metode i napredak rada

Mendel je proučavao kako se individualne osobine nasljeđuju.
Mendel je od svih karakteristika odabrao samo alternativne - one koje su imale dvije jasno različite opcije u njegovim sortama (sjeme je ili glatko ili naborano; nema međuopcija). Takvo svjesno sužavanje istraživačkog problema omogućilo je da se jasno utvrde opći obrasci nasljeđivanja.
Mendel je planirao i izveo eksperiment velikih razmjera. Od sjemenarskih kompanija dobio je 34 sorte graška, od kojih je odabrao 22 „čiste“ sorte (koje ne proizvode segregaciju prema proučavanim karakteristikama tokom samooprašivanja) sorte. Zatim je izvršio umjetnu hibridizaciju sorti i ukrštao nastale hibride jedni s drugima. Proučavao je nasljeđivanje sedam osobina, proučavajući ukupno oko 20.000 hibrida druge generacije. Eksperiment je olakšan uspješnim odabirom objekta: grašak se normalno samooprašuje, ali je umjetna hibridizacija laka za izvođenje.
Mendel je bio jedan od prvih u biologiji koji je koristio precizne kvantitativne metode za analizu podataka. Na osnovu svog poznavanja teorije vjerovatnoće, shvatio je potrebu za analizom velikog broja ukrštanja kako bi se eliminirala uloga slučajnih devijacija.

Mendel je manifestaciju osobine samo jednog od roditelja kod hibrida nazvao dominacijom.

Zakon uniformnosti hibrida prve generacije(Prvi Mendelov zakon) - pri ukrštanju dva homozigotna organizma koji pripadaju različitim čistim linijama i koji se međusobno razlikuju u jednom paru alternativnih manifestacija osobine, cijela prva generacija hibrida (F1) bit će ujednačena i nosit će manifestaciju osobina jednog od roditelja.

Ovaj zakon je takođe poznat kao "zakon dominacije osobina". Njegova formulacija zasniva se na konceptu čista linija u pogledu osobine koja se proučava - u modernom jeziku to znači homozigotnost jedinki za ovu osobinu. Mendel je formulisao čistoću karaktera kao odsustvo manifestacija suprotnih karaktera kod svih potomaka u nekoliko generacija date jedinke tokom samooprašivanja.

Ukrštajući čiste linije graška s ljubičastim cvjetovima i graška s bijelim cvjetovima, Mendel je primijetio da su potomci biljaka koje su se pojavile imale sve ljubičaste cvjetove, bez niti jedne bijele među njima. Mendel je ponovio eksperiment više puta i koristio druge znakove. Ako bi ukrstio grašak sa žutim i zelenim sjemenkama, svi potomci bi imali žuto sjeme. Ako bi ukrstio grašak sa glatkim i naboranim sjemenkama, potomci bi imali glatke sjemenke. Potomci od visokih i niskih biljaka bili su visoki. Dakle, hibridi prve generacije su uvek ujednačeni po ovoj osobini i dobijaju osobinu jednog od roditelja. Ovaj znak (jači, dominantan), uvijek potiskivao drugog ( recesivan).

Kodominacija i nepotpuna dominacija

Neki suprotstavljeni likovi nisu u odnosu potpune dominacije (kada jedan uvijek potiskuje drugog kod heterozigotnih pojedinaca), već u odnosu nepotpuna dominacija. Na primjer, kada se ukrste čiste linije zmajeva s ljubičastim i bijelim cvjetovima, jedinke prve generacije imaju ružičaste cvjetove. Kada se ukrste čiste linije crnih i bijelih andaluzijskih pilića, rađaju se sivi pilići u prvoj generaciji. Sa nepotpunom dominacijom, heterozigoti imaju karakteristike srednje između onih recesivnih i dominantnih homozigota.

Pojava u kojoj ukrštanje heterozigotnih jedinki dovodi do stvaranja potomstva, od kojih neki nose dominantnu osobinu, a neki - recesivnu, naziva se segregacija. Shodno tome, segregacija je raspodjela dominantnih i recesivnih osobina među potomcima u određenom brojčanom odnosu. Recesivno svojstvo ne nestaje kod hibrida prve generacije, već se samo potiskuje i pojavljuje u drugoj hibridnoj generaciji.

Objašnjenje

Zakon čistoće gameta: svaka gameta sadrži samo jedan alel iz para alela datog gena roditeljske individue.

Normalno, gameta je uvijek čista od drugog gena alelnog para. Ova činjenica, koja nije mogla biti čvrsto utvrđena u Mendelovo vrijeme, naziva se i hipoteza o čistoći gameta. Ova hipoteza je kasnije potvrđena citološkim opservacijama. Od svih zakona nasljeđivanja koje je ustanovio Mendel, ovaj “Zakon” je najopštije prirode (ispunjava se pod najširim spektrom uslova).

Zakon nezavisnog nasljeđivanja osobina

Ilustracija nezavisnog nasljeđivanja osobina

Definicija

Zakon o samostalnom nasljeđivanju(Mendelov treći zakon) - pri ukrštanju dvije homozigotne individue koje se međusobno razlikuju po dva (ili više) para alternativnih svojstava, geni i njima odgovarajuće osobine nasljeđuju se nezavisno jedan od drugog i kombinuju se u svim mogućim kombinacijama (kao kod monohibridnog ukrštanja ). Kada su biljke koje se razlikuju po nekoliko karaktera, kao što su bijeli i ljubičasti cvjetovi i žuti ili zeleni grašak, ukrštane, nasljeđivanje svakog znaka slijedilo je prva dva zakona i u potomstvu su se kombinirale na način kao da se njihovo nasljeđivanje odvija nezavisno od jedan drugog. Prva generacija nakon ukrštanja imala je dominantan fenotip za sve osobine. U drugoj generaciji je uočeno cijepanje fenotipova prema formuli 9:3:3:1, odnosno 9:16 je bilo sa ljubičastim cvjetovima i žutim graškom, 3:16 je bilo s bijelim cvjetovima i žutim graškom, 3: 16 je bilo sa ljubičastim cvetovima i zelenim graškom, 1:16 sa belim cvetovima i zelenim graškom.

Objašnjenje

Mendel je naišao na osobine čiji su geni locirani u različitim parovima homolognih hromozoma graška. Tokom mejoze, homologni hromozomi različitih parova nasumično se kombinuju u gametama. Ako očinski hromozom iz prvog para uđe u gametu, onda sa jednakom vjerovatnoćom i očev i majčinski hromozom drugog para mogu ući u ovu gametu. Stoga se osobine čiji se geni nalaze u različitim parovima homolognih hromozoma kombinuju nezavisno jedna od druge. (Kasnije se pokazalo da su od sedam parova karaktera koje je Mendel proučavao u grašku, koji ima diploidni broj hromozoma 2n=14, geni odgovorni za jedan od parova karaktera locirani na istom hromozomu. Međutim, Mendel nije otkrio kršenje zakona nezavisnog nasljeđivanja, budući da veza između ovih gena nije uočena zbog velike udaljenosti između njih).

Osnovne odredbe Mendelove teorije nasljeđa

U modernom tumačenju ove odredbe su sljedeće:

Diskretni (odvojeni, nemešljivi) nasledni faktori – geni su odgovorni za nasledne osobine (termin „gen” je 1909. godine predložio V. Johannsen)
Svaki diploidni organizam sadrži par alela datog gena odgovornog za datu osobinu; jedan od njih dobija od oca, drugi od majke.
Nasljedni faktori se prenose na potomke putem zametnih stanica. Kada se formiraju gamete, svaka od njih sadrži samo jedan alel iz svakog para (gamete su „čiste“ u smislu da ne sadrže drugi alel).

Uslovi za ispunjenje Mendelovih zakona

Prema Mendelovim zakonima, nasljeđuju se samo monogene osobine. Ako je više od jednog gena odgovorno za fenotipsku osobinu (i apsolutnu većinu takvih osobina), on ima složeniji obrazac nasljeđivanja.

Uslovi za ispunjavanje zakona segregacije pri monohibridnom ukrštanju

Razdvajanje 3:1 po fenotipu i 1:2:1 po genotipu vrši se približno i samo pod sljedećim uvjetima.

Mendelov prvi zakon. Zakon uniformnosti hibrida prve generacije

Prilikom ukrštanja homozigotnih jedinki koje se razlikuju po jednom paru alternativnih (međusobno isključivih) karaktera, svi potomci u prva generacija ujednačen i po fenotipu i po genotipu.

Biljke graška sa žutim (dominantna osobina) i zelenim (recesivno svojstvo) sjemenke su ukrštane. Formiranje gameta je praćeno mejozom. Svaka biljka proizvodi jednu vrstu gameta. Iz svakog homolognog para hromozoma, jedan hromozom sa jednim od alelnih gena (A ili a) ide u gamete. Nakon oplodnje, uparivanje homolognih hromozoma se obnavlja i formiraju se hibridi. Sve biljke će imati samo žuto sjeme (fenotip), heterozigotno za Aa genotip. Ovo se dešava kada potpuna dominacija.

Hibrid Aa ima jedan gen A od jednog roditelja, a drugi gen - a - od drugog roditelja (Sl. 73).

Haploidne gamete (G), za razliku od diploidnih organizama, zaokružene su.

Kao rezultat ukrštanja, dobijaju se hibridi prve generacije, označeni kao F 1.

Za snimanje križanja koristi se posebna tablica koju je predložio engleski genetičar Punnett i nazvana Punnettova mreža.

Polne ćelije očinske individue ispisuju se horizontalno, a gamete majčine individue vertikalno. Genotipizacija se bilježi na raskrsnicama.

Rice. 73.Nasljeđivanje kod monohibridnih ukrštanja.

I - ukrštanje dvije sorte graška sa žutim i zelenim sjemenkama (P); II

Citološke osnove Mendelovog I i II zakona.

F 1 - heterozigoti (Aa), F 2 - segregacija prema genotipu 1 AA: 2 Aa: 1 aa.

py potomci. U tabeli, broj ćelija zavisi od broja tipova gameta koje proizvode jedinke koje se ukrštaju.

Mendelov II zakon. Zakon cijepanja hibrida prve generacije

Kada se hibridi prve generacije međusobno ukrštaju, u drugoj generaciji se pojavljuju jedinke sa dominantnim i recesivnim osobinama i dolazi do cijepanja po fenotipu u omjeru 3:1 (tri dominantna fenotipa i jedan recesivni) i 1:2:1. prema genotipu (vidi. Sl. 73). Takvo razdvajanje je moguće kada potpuna dominacija.

Hipoteza o "čistoći" gameta

Zakon cijepanja može se objasniti hipotezom o "čistoći" gameta.

Mendel je nazvao fenomen nemiješanja alela alternativnih karaktera u gametama heterozigotnog organizma (hibrid) hipoteza o "čistoći" gameta. Dva alelna gena (Aa) su odgovorna za svaku osobinu. Kada se formiraju hibridi, alelni geni se ne miješaju, već ostaju nepromijenjeni.

Kao rezultat mejoze, Aa hibridi formiraju dvije vrste gameta. Svaka gameta sadrži jedan od para homolognih hromozoma sa alelnim genom A ili alelnim genom a. Gamete su čiste od drugog alelnog gena. Prilikom oplodnje obnavlja se homologija hromozoma i alelnost gena, a javlja se recesivna osobina (zelena boja graška), čiji gen nije pokazao svoj učinak u hibridnom organizmu. Osobine se razvijaju interakcijom gena.

Nepotpuna dominacija

At nepotpuna dominacija heterozigotne osobe imaju svoj fenotip, a osobina je srednja.

Ukrštanjem biljaka noćne ljepote s crvenim i bijelim cvjetovima pojavljuju se jedinke ružičaste boje u prvoj generaciji. Prilikom ukrštanja hibrida prve generacije (ružičasti cvjetovi), cijepanje potomstva po genotipu i fenotipu se poklapa (slika 74).

Rice. 74.Nasljeđe sa nepotpunom dominacijom u biljci noćne ljepote.

Gen koji uzrokuje anemiju srpastih stanica kod ljudi ima svojstvo nepotpune dominacije.

Analiza krsta

Recesivno svojstvo (zeleni grašak) javlja se samo u homozigotnom stanju. Homozigoti (žuti grašak) i heterozigoti (žuti grašak) s dominantnim osobinama ne razlikuju se jedni od drugih po fenotipu, ali imaju različite genotipove. Njihovi genotipovi se mogu odrediti ukrštanjem sa jedinkama sa poznatim genotipom. Takva jedinka može biti zeleni grašak, koji ima homozigotnu recesivnu osobinu. Ovaj križ se naziva analizirani križ. Ako su, kao rezultat križanja, svi potomci ujednačeni, tada je ispitana jedinka homozigotna.

Ako dođe do cijepanja, onda je jedinka heterozigotna. Potomstvo heterozigotne jedinke proizvodi cijepanje u omjeru 1:1.

Mendelov III zakon. Zakon nezavisne kombinacije karakteristika (Sl. 75). Organizmi se međusobno razlikuju na nekoliko načina.

Ukrštanje jedinki koje se razlikuju po dvije karakteristike naziva se dihibridnim, au mnogim aspektima - polihibridnim.

Prilikom ukrštanja homozigotnih jedinki koje se razlikuju u dva para alternativnih karaktera, u drugoj generaciji se javlja nezavisna kombinacija karakteristika.

Kao rezultat dihibridnog ukrštanja, cijela prva generacija je ujednačena. U drugoj generaciji, fenotipsko cijepanje se događa u omjeru 9:3:3:1.

Na primjer, ako ukrstite grašak sa žutim sjemenkama i glatke površine (dominantna osobina) sa graškom sa zelenim sjemenkama i naboranom površinom (recesivno svojstvo), cijela prva generacija će biti ujednačena (žuto i glatko sjeme).

Kada su hibridi ukrštani međusobno u drugoj generaciji, pojavile su se jedinke sa karakteristikama koje nisu bile prisutne u originalnim oblicima (žuto naborano i zeleno glatko sjeme). Ove osobine su naslijeđene bez obzira jedno od drugog.

Diheterozigotna jedinka proizvela je 4 vrste gameta

Za praktičnost brojanja jedinki koje rezultiraju drugom generacijom nakon ukrštanja hibrida, koristi se Punnettova mreža.

Rice. 75.Nezavisna distribucija osobina kod dihibridnih ukrštanja. A, B, a, b - dominantni i recesivni aleli koji kontroliraju razvoj dvije osobine. G - zametne ćelije roditelja; F 1 - hibridi prve generacije; F 2 - hibridi druge generacije.

Kao rezultat mejoze, svaka gameta će dobiti jedan od alelnih gena iz homolognog para hromozoma.

Formiraju se 4 vrste gameta. Rascjep nakon ukrštanja u omjeru 9:3:3:1 (9 jedinki sa dvije dominantne osobine, 1 jedinka sa dvije recesivne osobine, 3 jedinke sa jednom dominantnom a drugom recesivnom osobinom, 3 jedinke sa dominantnim i recesivnim osobinama).

Moguća je pojava jedinki sa dominantnim i recesivnim osobinama jer se geni odgovorni za boju i oblik graška nalaze na različitim nehomolognim hromozomima.

Svaki par alelnih gena se distribuira nezavisno od drugog para, pa se geni mogu kombinovati nezavisno.

Heterozigotna jedinka za "n" parove karakteristika formira 2 n tipa gameta.

Pitanja za samokontrolu

1. Kako je formuliran Mendelov prvi zakon?

2. Koje sjemenke je Mendel ukrstio sa graškom?

3. Biljke sa kojim sjemenom su nastale ukrštanjem?

4. Kako je formuliran Mendelov II zakon?

5. Biljke sa kojim karakteristikama su dobijene ukrštanjem hibrida prve generacije?

6. U kom numeričkom omjeru dolazi do cijepanja?

7. Kako se može objasniti zakon cijepanja?

8. Kako objasniti hipotezu o “čistoći” gameta?

9. Kako objasniti nepotpunu dominaciju osobina? 10. Do kakvog cijepanja po fenotipu i genotipu dolazi

nakon ukrštanja hibrida prve generacije?

11.Kada se vrši analitičko ukrštanje?

12. Kako se izvodi analitički ukrštanje?

13. Koja vrsta ukrštanja se zove dihibridna?

14. Na kojim hromozomima se nalaze geni odgovorni za boju i oblik graška?

15. Kako je formuliran Mendelov III zakon?

16. Koje fenotipsko cijepanje se događa u prvoj generaciji?

17. Koja vrsta fenotipskog cijepanja se javlja u drugoj generaciji?

18.Šta se koristi za pogodnost prebrojavanja jedinki nastalih ukrštanjem hibrida?

19. Kako objasniti pojavu pojedinaca sa karakteristikama kojih ranije nije bilo?

Ključne riječi teme “Mendelovi zakoni”

alelitička anemija

interakcija

gamete

gen

genotip

heterozigota

hibrid

hipoteza "čistoće" gameta

homozigota

homologija

grašak

akcija

dihibrid

dominacija

uniformnost

zakon

mejoza

obrazovanje bojanje

đubrenje

pojedinac

uparivanje

površine

count

generacije

polihibrid

potomstvo

izgled

sign

biljka

podijeliti

Punnettova mreža

roditelji

imovine

sjemenke

prelaze

spajanje

odnos

raznolikost

pogodnost

fenotip

formu

karakter

boja

cveće

Višestruki alelizam

Alelni geni mogu uključivati ne dva, već veći broj gena. Ovo su višestruki aleli. Nastaju kao rezultat mutacije (zamjena ili gubitak nukleotida u molekulu DNK). Primjer višestrukih alela mogu biti geni odgovorni za ljudske krvne grupe: I A, I B, I 0. Geni I A i I B su dominantni za I0 gen. U genotipu su uvijek prisutna samo dva gena iz serije alela. Geni I 0 I 0 određuju krvnu grupu I, geni I A I A, I A I O - grupa II, I B I B, I B I 0 - grupa III, I A I B - grupa IV.

Interakcija gena

Postoji složen odnos između gena i osobine. Jedan gen može biti odgovoran za razvoj jedne osobine.

Geni su odgovorni za sintezu proteina koji katalizuju određene biohemijske reakcije, što rezultira određenim karakteristikama.

Jedan gen može biti odgovoran za razvoj nekoliko osobina, ispoljavanja pleiotropni efekat. Ozbiljnost pleiotropnog efekta gena ovisi o biohemijskoj reakciji koju katalizira enzim sintetiziran pod kontrolom ovog gena.

Nekoliko gena može biti odgovorno za razvoj jedne osobine – ove polimer djelovanje gena.

Manifestacija simptoma je rezultat interakcije različitih biohemijskih reakcija. Ove interakcije mogu biti povezane sa alelnim i nealelnim genima.

Interakcija alelnih gena.

Interakcija gena smještenih u istom alelnom paru odvija se na sljedeći način:

. potpuna dominacija;

. nepotpuna dominacija;

. ko-dominacija;

. prevladavanje.

At kompletan U dominaciji, djelovanje jednog (dominantnog) gena potpuno potiskuje djelovanje drugog (recesivnog). Prilikom ukrštanja pojavljuje se dominantna osobina u prvoj generaciji (na primjer, žuta boja graška).

At nepotpuna dominacija se javlja kada je efekat dominantnog alela oslabljen u prisustvu recesivnog. Heterozigotne jedinke dobivene ukrštanjem imaju svoj genotip. Na primjer, pri križanju biljaka noćne ljepote s crvenim i bijelim cvjetovima pojavljuju se ružičasti cvjetovi.

At ko-dominacija Efekat oba gena se manifestuje kada su prisutni istovremeno. Kao rezultat toga, pojavljuje se novi simptom.

Na primjer, krvna grupa IV (I A I B) kod ljudi nastaje interakcijom gena I A i I B. Odvojeno, I A gen određuje II krvnu grupu, a I B gen određuje III krvnu grupu.

At prevladavanje dominantni alel u heterozigotnom stanju ima jače ispoljavanje osobine nego u homozigotnom stanju.

Interakcija nealelnih gena

Na jednu osobinu organizma često može uticati nekoliko parova nealelnih gena.

Interakcija nealelnih gena odvija se na sljedeći način:

. komplementarnost;

. epistaza;

. polimeri.

Komplementarno efekat se manifestuje istovremenim prisustvom dva dominantna nealelna gena u genotipu organizama. Svaki od dominantnih gena može se manifestirati samostalno ako je drugi u recesivnom stanju, ali njihovo zajedničko prisustvo u dominantnom stanju u zigotu određuje novo stanje osobine.

Primjer. Ukrštane su dvije vrste slatkog graška sa bijelim cvjetovima. Svi hibridi prve generacije imali su crvene cvjetove. Boja cvijeća ovisi o dva gena A i B u interakciji.

Proteini (enzimi) sintetizirani na bazi gena A i B kataliziraju biohemijske reakcije koje dovode do ispoljavanja osobine (crvena boja cvijeća).

Epistaza- interakcija u kojoj jedan od dominantnih ili recesivnih nealelnih gena potiskuje djelovanje drugog nealelnog gena. Gen koji potiskuje djelovanje drugog naziva se epistatski gen ili supresor. Potisnuti gen se naziva hipostatskim. Epistaza može biti dominantna ili recesivna.

Dominantna epistaza. Primjer dominantne epistaze bilo bi nasljeđivanje boje perja kod pilića. Dominantni gen C odgovoran je za boju perja. Dominantni nealelni gen I potiskuje razvoj boje perja. Kao rezultat toga, pilići koji imaju gen C u genotipu, u prisustvu I gena, imaju bijelo perje: IICC; IICC; IiCc; Iicc. Kokoši sa iicc genotipom će također biti bijele jer su ovi geni u recesivnom stanju. Perje pilića sa iiCC, iiCc genotipom će biti obojeno. Bijela boja perja nastaje zbog prisustva recesivnog alela gena i ili prisustva gena supresora boje I. Interakcija gena zasniva se na biohemijskim vezama između proteina enzima, koji su kodirani epistatičkim genima.

Recesivna epistaza. Recesivna epistaza objašnjava Bombajski fenomen - neobično nasljeđivanje antigena ABO sistema krvnih grupa. Poznate su 4 krvne grupe.

U porodici žene krvne grupe I (I 0 I 0), muškarac sa krvnom grupom II (I A I A) rodio je dijete krvne grupe IV (I A I B), što je nemoguće. Ispostavilo se da je žena nasledila gen I B od majke, a gen I 0 od oca. Dakle, samo je gen I0 pokazao efekt

Verovalo se da je žena imala krvnu grupu I. Gen I B je potisnut recesivnim genom x, koji je bio u homozigotnom stanju - xx.

Kod deteta ove žene, suprimirani I B gen je pokazao svoje dejstvo. Dijete je imalo IV krvnu grupu I A I B.

PolimerUčinak gena je zbog činjenice da nekoliko nealelnih gena može biti odgovorno za istu osobinu, pojačavajući njenu manifestaciju. Osobine koje zavise od polimernih gena klasifikuju se kao kvantitativne. Geni odgovorni za razvoj kvantitativnih osobina imaju kumulativno dejstvo. Na primjer, polimerni nealelni geni S 1 i S 2 odgovorni su za pigmentaciju kože kod ljudi. U prisustvu dominantnih alela ovih gena sintetiše se puno pigmenta, u prisustvu recesivnih - malo. Intenzitet boje kože zavisi od količine pigmenta, koja je određena brojem dominantnih gena.

Iz braka između mulata S 1 s 1 S 2 s 2, djeca se rađaju s pigmentacijom kože od svijetle do tamne, ali je vjerovatnoća da će imati dijete bijele i crne boje kože 1/16.

Mnoge osobine se nasljeđuju prema polimernom principu.

Pitanja za samokontrolu

1. Šta su višestruki aleli?

2. Koji su geni odgovorni za ljudske krvne grupe?

3. Koje krvne grupe osoba ima?

4. Koje veze postoje između gena i osobine?

5. Kako alelni geni međusobno djeluju?

6. Kako nealelni geni međusobno djeluju?

7. Kako se može objasniti komplementarno djelovanje gena?

8. Kako se može objasniti epistaza?

9. Kako se može objasniti polimerno djelovanje gena?

Ključne riječi teme “Mnogostruki aleli i interakcija gena”

alelizam alel antigeni brak

interakcija

genotip

hibrid

grašak

krvna grupa

akcija

djeca

dominacija

zena

zamjena

kodominacija

ko-dominacija

koža

kokoši

majka

molekula

mulatto

mutacija

Dostupnost

nasleđe

nukleotidi

bojanje

perje

osnovu

stav

pigment

pigmentacija

pleiotropija

supresor

generacije

polimerizam

sign

primjer

prisustvo

manifestacija

razvoj

reakcije

dijete

rezultat

vezu prevladavanja

sistem za sintezu proteina

prelaze

stanje

stepen

gubitak

fenomen

enzimi

boja

cveće

Čovjek

Skrenuli smo pažnju na činjenicu da su nasljedstvo i nasljeđe dvije različite pojave koje ne razlikuju svi striktno.

Nasljednost postoji proces materijalnog i funkcionalnog diskretnog kontinuiteta između generacija ćelija i organizama. Zasniva se na tačnoj reprodukciji nasljedno značajnih struktura.

Nasljeđivanje je proces prenošenja nasljedno određenih osobina i svojstava organizma i ćelije tokom procesa razmnožavanja. Proučavanje nasljeđa nam omogućava da otkrijemo suštinu naslijeđa. Stoga treba striktno razdvojiti ova dva fenomena.

Obrasci cijepanja i neovisne kombinacije koje smo ispitivali odnose se na proučavanje nasljeđivanja, a ne nasljednosti. Netačno kada " zakon cijepanja" i " zakon nezavisne kombinacije osobina-gena“tumače se kao zakoni nasljeđa. Zakoni koje je otkrio Mendel su zakoni nasljeđivanja.

U vrijeme Mendela vjerovalo se da se pri ukrštanju roditeljske karakteristike nasljeđuju kod potomstva ili zajedno („spojeno nasljeđe“) ili mozaično – neke osobine se nasljeđuju od majke, druge od oca („mješovito nasljeđe“). Osnova takvih ideja bilo je vjerovanje da se u potomstvu nasljedstvo roditelja miješa, spaja i rastvara. Ova ideja je bila pogrešna. To nije omogućilo da se naučno argumentuje teorija prirodne selekcije, a zapravo, ako se tokom ukrštanja nasljedne adaptivne karakteristike u potomstvu ne očuvaju, već se "raztvore", tada bi prirodna selekcija radila uzaludno. Da bi oslobodio svoju teoriju prirodne selekcije od takvih poteškoća, Darwin je iznio teoriju nasljednog određivanja karaktera pojedinačnim jedinicama - teoriju pangeneze. Međutim, ona nije dala ispravno rješenje problema.

Mendelov uspjeh je bio rezultat otkrića metode za genetičku analizu pojedinačnih parova nasljednih osobina; Mendel se razvio metoda diskretne analize nasljeđivanja osobina i u suštini stvorio naučne osnove genetike, otkrivši sledeće fenomene:

svaka nasljedna karakteristika određena je posebnim nasljednim faktorom, depozitom; u modernom pogledu, ove sklonosti odgovaraju genima: „jedan gen – jedna osobina“, „jedan gen – jedan enzim“;
geni se čuvaju u svom čistom obliku tokom niza generacija, ne gubeći svoju individualnost: to je bio dokaz glavne poente genetike: gen je relativno konstantan;
oba pola podjednako učestvuju u prenošenju svojih naslednih svojstava na potomstvo;
reduplikacija jednakog broja gena i njihova redukcija u muškim i ženskim zametnim stanicama; ova pozicija je bila genetsko predviđanje postojanja mejoze;
nasljedne sklonosti su uparene, jedna je majčinska, druga očinska; jedan od njih može biti dominantan, drugi recesivan; Ova pozicija odgovara otkriću principa alelizma: gen je predstavljen sa najmanje dva alela.

Tako je Mendel, otkrivši metodu genetske analize nasljeđivanja pojedinačnih parova osobina (a ne skupa osobina) i uspostavivši zakone nasljeđivanja, prvi postulirao i eksperimentalno dokazao princip diskretne (genetske) determinacije. nasljednih osobina.

Na osnovu navedenog, čini nam se korisnim razlikovati zakone koje je direktno formulirao Mendel i koji se odnose na proces nasljeđivanja, i principe nasljeđa koji proizlaze iz Mendelovog rada.

Zakoni nasljeđivanja uključuju zakon cijepanja nasljednih karakteristika u potomstvu hibrida i zakon neovisne kombinacije nasljednih karakteristika. Ova dva zakona odražavaju proces prijenosa nasljednih informacija u ćelijskim generacijama tokom seksualne reprodukcije. Njihovo otkriće bilo je prvi stvarni dokaz postojanja nasljednosti kao fenomena.

Zakoni nasljeđa imaju drugačiji sadržaj, a formulirani su na sljedeći način:

Prvi zakon- zakon diskretne (genetske) nasljedne determinacije osobina; leži u osnovi teorije gena.

Drugi zakon- zakon relativne postojanosti nasljedne jedinice - gena.

Treći zakon- zakon alelnog stanja gena (dominacija i recesivnost).

Upravo ovi zakoni predstavljaju glavni rezultat Mendelovog rada, budući da odražavaju suštinu naslijeđa.

Mendelovski zakoni nasljeđivanja i zakoni nasljeđa su glavni sadržaj genetike. Njihovo otkriće dalo je savremenoj prirodnoj nauci jedinicu mjerenja životnih procesa - gen, i time stvorilo mogućnost kombinovanja prirodnih nauka - biologije, fizike, hemije i matematike u svrhu analize bioloških procesa.

Ubuduće ćemo pri definiranju nasljedne jedinice koristiti samo termin „gen“. Pojmovi “nasljedni faktor” i “nasljedni depozit” su glomazni, a osim toga, vjerovatno je došlo vrijeme kada treba razlikovati nasljedni faktor i gen i svaki od ovih pojmova treba da ima svoj sadržaj. Pod pojmom “gen” dalje ćemo podrazumijevati nedjeljivu funkcionalno integralnu jedinicu nasljeđa koja određuje nasljednu osobinu. Pojam “nasljedni faktor” treba tumačiti u širem smislu kao kompleks niza gena i citoplazmatskih utjecaja na nasljednu osobinu.

Ako pronađete grešku, označite dio teksta i kliknite Ctrl+Enter.

Mendelovi zakoni- principi prenošenja nasljednih karakteristika sa roditeljskih organizama na njihove potomke, koji su rezultat eksperimenata Gregora Mendela. Ovi principi su činili osnovu za klasičnu genetiku i kasnije su objašnjeni kao posljedica molekularnih mehanizama nasljeđa. Iako se u udžbenicima na ruskom jeziku obično opisuju tri zakona, Mendel nije otkrio „prvi zakon“. Od posebnog značaja među obrascima koje je otkrio Mendel je “hipoteza o čistoći gameta”.

Enciklopedijski YouTube

1 / 5

✪ Mendelov prvi i drugi zakon. Nauka 3.2

✪ Mendelov treći zakon. Nauka 3.3

✪ Čas biologije br. 20. Gregor Mendel i njegov prvi zakon.

✪ Mendelov prvi i drugi zakon su super jasni

✪ 1. Mendelov zakon. Zakon dominacije Priprema za Jedinstveni državni ispit i Jedinstveni državni ispit iz biologije

Titlovi

Mendelovi prethodnici

Početkom 19. stoljeća J. Goss ( John Goss), eksperimentiranjem s graškom, pokazalo je da su ukrštanjem biljaka sa zelenkasto-plavim graškom i žućkasto-bijelim graškom u prvoj generaciji dobiveni žuto-bijeli. Međutim, u drugoj generaciji ponovo su se pojavile osobine koje se nisu pojavile u hibridima prve generacije, a kasnije ih je Mendel nazvao recesivnim, a biljke s njima se nisu podijelile prilikom samooprašivanja.

Mendelove metode i napredak rada

Mendel je proučavao kako se individualne osobine nasljeđuju.
Mendel je od svih karakteristika odabrao samo alternativne - one koje su imale dvije jasno različite opcije u njegovim sortama (sjeme je ili glatko ili naborano; nema međuopcija). Takvo svjesno sužavanje istraživačkog problema omogućilo je da se jasno utvrde opći obrasci nasljeđivanja.
Mendel je planirao i izveo eksperiment velikih razmjera. Od sjemenarskih kompanija dobio je 34 sorte graška, od kojih je odabrao 22 „čiste“ sorte (koje ne proizvode segregaciju prema proučavanim karakteristikama tokom samooprašivanja) sorte. Zatim je izvršio umjetnu hibridizaciju sorti i ukrštao nastale hibride jedni s drugima. Proučavao je nasljeđivanje sedam osobina, proučavajući ukupno oko 20.000 hibrida druge generacije. Eksperiment je olakšan uspješnim odabirom objekta: grašak se normalno samooprašuje, ali je na njemu lako izvesti umjetnu hibridizaciju.
Mendel je bio jedan od prvih u biologiji koji je koristio precizne kvantitativne metode za analizu podataka. Na osnovu svog poznavanja teorije vjerovatnoće, shvatio je potrebu za analizom velikog broja ukrštanja kako bi se eliminirala uloga slučajnih devijacija.

Mendel je manifestaciju osobine samo jednog od roditelja kod hibrida nazvao dominacijom.

Ovaj zakon je takođe poznat kao "zakon dominacije osobina". Njegova formulacija zasniva se na konceptu čista linija u pogledu osobine koja se proučava - u modernom jeziku to znači homozigotnost jedinki za ovu osobinu. Koncept homozigotnosti kasnije je uveo W. Batson 1902. godine.

Kodominacija i nepotpuna dominacija

Ukrštanje organizama dviju čistih linija, koje se razlikuju po manifestacijama jedne proučavane osobine, za koje su odgovorni aleli jednog gena, naziva se monohibridno ukrštanje.

Objašnjenje

Zakon čistoće gameta- svaka gameta sadrži samo jedan alel iz para alela datog gena roditeljske jedinke.

Zakon nezavisnog nasljeđivanja osobina

Definicija

Zakon o samostalnom nasljeđivanju(Mendelov treći zakon) - pri ukrštanju dvije jedinke koje se međusobno razlikuju po dva (ili više) para alternativnih svojstava, geni i njima odgovarajuće osobine nasljeđuju se nezavisno jedan od drugog i kombinuju se u svim mogućim kombinacijama (kao kod monohibridnog ukrštanja) .

Kada su ukrštane homozigotne biljke koje se razlikuju po nekoliko karaktera, kao što su bijeli i ljubičasti cvjetovi i žuti ili zeleni grašak, nasljeđivanje svakog znaka slijedilo je prva dva zakona, a u potomstvu su se kombinirale na način kao da je njihovo nasljeđe bilo odvijale nezavisno jedna od druge. Prva generacija nakon ukrštanja imala je dominantan fenotip za sve osobine. U drugoj generaciji je uočeno cijepanje fenotipova prema formuli 9:3:3:1, odnosno 9:16 je bilo sa ljubičastim cvjetovima i žutim graškom, 3:16 je bilo s bijelim cvjetovima i žutim graškom, 3: 16 je bilo sa ljubičastim cvetovima i zelenim graškom, 1:16 sa belim cvetovima i zelenim graškom.

Objašnjenje

Mendel je naišao na osobine čiji su geni locirani u različitim parovima homolognih hromozoma (nukleoproteinske strukture u jezgru eukariotske ćelije, u kojima je koncentrisana većina nasljednih informacija i koje su namijenjene za njihovo skladištenje, implementaciju i prijenos) graška. Tokom mejoze, homologni hromozomi različitih parova nasumično se kombinuju u gametama. Ako očinski hromozom iz prvog para uđe u gametu, onda sa jednakom vjerovatnoćom i očev i majčinski hromozom drugog para mogu ući u ovu gametu. Stoga se osobine čiji se geni nalaze u različitim parovima homolognih hromozoma kombinuju nezavisno jedna od druge. (Kasnije se pokazalo da su od sedam parova karaktera koje je Mendel proučavao u grašku, koji ima diploidni broj hromozoma 2n=14, geni odgovorni za jedan od parova karaktera locirani na istom hromozomu. Međutim, Mendel nije otkrio kršenje zakona nezavisnog nasljeđivanja, budući da veza između ovih gena nije uočena zbog velike udaljenosti između njih).

Osnovne odredbe Mendelove teorije nasljeđa

U modernom tumačenju ove odredbe su sljedeće:

Za nasledne osobine odgovorni su diskretni (odvojeni, nemešljivi) nasledni faktori – geni (termin „gen” je 1909. godine predložio V. Johansen).
Svaki diploidni organizam sadrži par alela datog gena odgovornog za datu osobinu; jedan od njih dobija od oca, drugi od majke.
Nasljedni faktori se prenose na potomke putem zametnih stanica. Kada se formiraju gamete, svaka od njih sadrži samo jedan alel iz svakog para (gamete su „čiste“ u smislu da ne sadrže drugi alel).

Uslovi za ispunjenje Mendelovih zakona

Uslovi za ispunjavanje zakona segregacije pri monohibridnom ukrštanju

Dijeljenje 3:1 po fenotipu i 1:2:1 po genotipu vrši se približno i samo pod sljedećim uvjetima:

Proučava se veliki broj ukrštanja (veliki broj potomaka).
Gamete koje sadrže alele A i a formiraju se u jednakom broju (imaju jednaku vitalnost).
Ne postoji selektivna oplodnja: gamete koje sadrže bilo koji alel spajaju se jedna s drugom s jednakom vjerovatnoćom.
Zigoti (embrioni) sa različitim genotipovima su podjednako održivi.
Roditeljski organizmi pripadaju čistim linijama, odnosno istinski su homozigoti za gen koji se proučava (AA i aa).
Osobina je zaista monogena

Uslovi za sprovođenje zakona o samostalnom nasleđivanju

Svi uslovi potrebni za ispunjenje zakona cijepanja.
Lokacija gena odgovornih za osobine koje se proučavaju je u različitim parovima hromozoma (nepovezanih).

Uslovi za ispunjavanje zakona čistoće gameta

Normalan tok mejoze. Kao rezultat nedisjunkcije hromozoma, oba homologna hromozoma iz para mogu završiti u jednoj gameti. U ovom slučaju, gameta će nositi par alela svih gena koji su sadržani u datom paru hromozoma.

Sekcija za Jedinstveni državni ispit: 3.5. Obrasci nasljeđa, njihova citološka osnova. Obrasci nasljeđivanja koje je ustanovio G. Mendel, njihova citološka osnova (mono- i dihibridno ukrštanje)…

Mendel, provodeći eksperimente ukrštanja različitih sorti graška, ustanovio je niz zakona nasljeđivanja koji su postavili temelje za genetiku. Razvio se hibridno-logička metoda analize nasljeđivanja znakovi organizama. Ova metoda uključuje ukrštanje jedinki sa alternativnim osobinama; analiza proučavanih osobina kod hibrida bez uzimanja u obzir ostalih; kvantitativno obračunavanje hibrida.

Izvođenjem monohibridnog ukrštanja (ukrštanjem jednog para alternativnih karaktera) Mendel je ustanovio zakon uniformnosti prva generacija.

Osnovne odredbe hibridološka metoda

Za ukrštanje se uzimaju organizmi čiji preci u nizu generacija nisu proizveli cijepanje prema odabranim karakteristikama, odnosno čistim linijama.
Organizmi se razlikuju po jednom ili dva para alternativnih karaktera.
Provodi se individualna analiza potomaka svakog križanja.
Koristi se statistička obrada rezultata.

■ G. Mendelov prvi zakon

Prilikom ukrštanja dvije homozigotne jedinke koje se međusobno razlikuju po jednom paru alternativnih osobina, svi potomci u prvoj generaciji su ujednačeni i po fenotipu i po genotipu.

■ Sekunda zakonG.Mendel

Prilikom ukrštanja hibrida prve generacije (dvije heterozigotne jedinke) dolazi do cijepanja 3:1 u drugoj. Uz dominantnu, pojavljuje se i recesivno svojstvo.

Analiza krsta- ukrštanje u kojem se jedinka sa nepoznatim genotipom koji treba ustanoviti (AA ili Aa) ukršta sa recesivnim homozigotom (aa). Ako su svi potomci iz rezultirajućeg ukrštanja ujednačeni, organizam koji se proučava ima AA genotip. Ako se kod potomstva uoči fenotip 1:1, organizam koji se proučava je heterozigotan Aa.

■ TrećezakonG.Mendel

Prilikom ukrštanja homozigotnih jedinki koje se razlikuju u dva para alternativnih osobina ili više, svaka osobina se nasljeđuje nezavisno od drugih, kombinujući se u svim mogućim kombinacijama.

Mendel je u svojim eksperimentima koristio različite metode ukrštanja : monohibrid, dihibrid i polihibrid. Prilikom posljednjeg ukrštanja jedinke se razlikuju u više od dva para karaktera. U svim slučajevima poštuje se zakon uniformnosti prve generacije, zakon cijepanja karaktera u drugoj generaciji i zakon nezavisnog nasljeđivanja.

Zakon o samostalnom nasljeđivanju: svaki par osobina se nasljeđuje nezavisno jedna od druge. Kod potomaka postoji fenotipska podjela 3:1 za svaki par osobina. Zakon nezavisnog nasljeđivanja vrijedi samo ako geni parova osobina koje se razmatraju leže u različitim parovima homolognih kromosoma. Homologni hromozomi su slični po obliku, veličini i grupama veza gena.

Ponašanje bilo kojeg para nehomolognih hromozoma u mejozi je nezavisno jedno od drugog. Nepodudarnost: njima do polovi ćelija je nasumično. Nezavisno nasljeđivanje je od velike važnosti za evoluciju; budući da je izvor kombinativnog naslijeđa.

TABELA: svi obrasci nasljeđivanja

Ovo je sažetak biologije za 10-11 razred na tu temu “Obrasci nasljeđa. Morganovi zakoni". Odaberite sljedeću radnju: