Mendelov prvi zakon križanja. Vzorci dedovanja, ki jih je določil G

Mendelovi zakoni

Diagram prvega in drugega Mendelovega zakona. 1) Rastlino z belimi cvetovi (dve kopiji recesivnega alela w) križamo z rastlino z rdečimi cvetovi (dve kopiji dominantnega alela R). 2) Vse rastline potomke imajo rdeče cvetove in enak genotip Rw. 3) Ko pride do samooploditve, ima 3/4 rastlin druge generacije rdeče cvetove (genotipi RR + 2Rw) in 1/4 bele cvetove (ww).

Mendelovi zakoni- to so principi prenosa dednih lastnosti s starševskih organizmov na njihove potomce, ki izhajajo iz poskusov Gregorja Mendla. Ta načela so bila osnova za klasično genetiko in so bila pozneje razložena kot posledica molekularnih mehanizmov dednosti. Čeprav so v učbenikih v ruskem jeziku običajno opisani trije zakoni, "prvega zakona" Mendel ni odkril. Posebno pomembna med vzorci, ki jih je odkril Mendel, je »hipoteza o čistosti gamete«.

Zgodba

V začetku 19. stoletja je J. Goss eksperimentiral z grahom in pokazal, da so pri križanju rastlin z zelenkasto-modrim grahom in rumenkasto-belim grahom v prvi generaciji dobili rumeno-bele. V drugi generaciji pa so se spet pojavile lastnosti, ki se niso pojavile pri hibridih prve generacije in jih je Mendel kasneje imenoval recesivne, rastline z njimi pa se pri samooprašitvi niso razcepile.

O. Sarge, ki je izvajal poskuse na melonah, jih je primerjal glede na posamezne značilnosti (pulpa, lupina itd.) In ugotovil tudi odsotnost zmede lastnosti, ki niso izginile pri potomcih, ampak so bile le prerazporejene med njimi. C. Nodin je s križanjem različnih vrst dature odkril prevlado lastnosti dature Datula tatula nad Datura stramonium, in to ni bilo odvisno od tega, katera rastlina je bila mati in katera oče.

Tako so do sredine 19. stoletja odkrili pojav dominance, izenačenost križancev v prvi generaciji (vsi hibridi prve generacije so si med seboj podobni), cepitev in kombinatoriko znakov v drugi generaciji. Vendar pa je Mendel, ki je visoko cenil delo svojih predhodnikov, poudaril, da niso našli univerzalnega zakona za nastanek in razvoj hibridov, njihovi poskusi pa niso imeli dovolj zanesljivosti za določitev številčnih razmerij. Odkritje tako zanesljive metode in matematična analiza rezultatov, ki je pomagala ustvariti teorijo dednosti, je glavna Mendelova zasluga.

Mendelove metode in napredek pri delu

Mendel je proučeval, kako se posamezne lastnosti dedujejo.
Mendel je med vsemi lastnostmi izbral samo alternativne - tiste, ki so imele pri njegovih sortah dve jasno različni možnosti (semena so gladka ali nagubana; vmesnih možnosti ni). Tako zavestno zoženje raziskovalnega problema je omogočilo jasno določitev splošnih vzorcev dedovanja.
Mendel je načrtoval in izvedel obsežen poskus. Od semenskih podjetij je prejel 34 sort graha, od katerih je izbral 22 »čistih« sort (ki pri samooprašitvi ne povzročajo segregacije po preučevanih lastnostih). Nato je izvedel umetno hibridizacijo sort in nastale hibride med seboj križal. Preučeval je dedovanje sedmih lastnosti, skupaj pa je proučeval približno 20.000 hibridov druge generacije. Poskus je olajšala uspešna izbira predmeta: grah je običajno samoprašen, vendar je umetno hibridizacijo enostavno izvesti.
Mendel je bil eden prvih v biologiji, ki je uporabil natančne kvantitativne metode za analizo podatkov. Na podlagi svojega poznavanja teorije verjetnosti je spoznal potrebo po analizi velikega števila križev, da bi odpravili vlogo naključnih odstopanj.

Manifestacijo lastnosti samo enega od staršev pri hibridih je Mendel imenoval prevlada.

Zakon o enotnosti hibridov prve generacije(Prvi Mendelov zakon) - pri križanju dveh homozigotnih organizmov, ki pripadata različnim čistim linijam in se med seboj razlikujeta v enem paru alternativnih manifestacij lastnosti, bo celotna prva generacija hibridov (F1) enotna in bo nosila manifestacijo lastnost enega od staršev.

Ta zakon je znan tudi kot "zakon prevlade lastnosti". Njegova formulacija temelji na konceptu čista linija glede na preučevano lastnost - v sodobnem jeziku to pomeni homozigotnost osebkov za to lastnost. Mendel je formuliral čistost značaja kot odsotnost manifestacij nasprotnih znakov pri vseh potomcih v več generacijah danega posameznika med samooprašitvijo.

Pri križanju čistih linij škrlatnocvetnega graha in belocvetnega graha je Mendel opazil, da so bile potomke rastlin, ki so nastale, vse škrlatnocvetne, med njimi pa ni bilo niti ene bele. Mendel je poskus ponovil več kot enkrat in uporabil druge znake. Če bi grah križal z rumenimi in zelenimi semeni, bi vsi potomci imeli rumena semena. Če bi križal grah z gladkimi in nagubanimi semeni, bi imeli potomci gladka semena. Potomci iz visokih in nizkih rastlin so bili visoki. Torej so hibridi prve generacije po tej lastnosti vedno enotni in pridobijo lastnost enega od staršev. Ta znak (močnejši, dominanten), vedno potlačil drugega ( recesivno).

Kodominanca in nepopolna dominanca

Nekateri nasprotujoči si znaki niso v razmerju popolne prevlade (ko pri heterozigotnih osebah eden vedno zatira drugega), ampak v odnosu nepopolna prevlada. Na primer, ko se križajo čiste linije snapdragon z vijoličnimi in belimi cvetovi, imajo osebki prve generacije rožnate cvetove. Pri križanju čistih linij črnih in belih andaluzijskih piščancev se v prvi generaciji skotijo sivi piščanci. Z nepopolno prevlado imajo heterozigoti vmesne značilnosti med recesivnimi in dominantnimi homozigoti.

Pojav, pri katerem križanje heterozigotnih osebkov povzroči nastanek potomcev, od katerih nekateri nosijo prevladujočo lastnost, drugi pa recesivno, se imenuje segregacija. Posledično je segregacija porazdelitev dominantnih in recesivnih lastnosti med potomci v določenem številčnem razmerju. Recesivna lastnost pri križancih prve generacije ne izgine, ampak je le potlačena in se pojavi v hibridni generaciji druge generacije.

Razlaga

Zakon o čistosti gameta: vsaka gameta vsebuje samo en alel iz para alelov danega gena starševskega posameznika.

Običajno je gameta vedno čista od drugega gena alelnega para. To dejstvo, ki ga v Mendelovem času ni bilo mogoče trdno ugotoviti, imenujemo tudi hipoteza o čistosti gamete. To hipotezo so pozneje potrdila citološka opazovanja. Od vseh zakonov dedovanja, ki jih je postavil Mendel, je ta "zakon" najbolj splošne narave (izpolnjen je pod najširšim obsegom pogojev).

Zakon neodvisnega dedovanja lastnosti

Prikaz neodvisnega dedovanja lastnosti

Opredelitev

Zakon o samostojnem dedovanju(Tretji Mendelov zakon) - pri križanju dveh homozigotnih osebkov, ki se med seboj razlikujeta v dveh (ali več) parih alternativnih lastnosti, se geni in njihove ustrezne lastnosti dedujejo neodvisno drug od drugega in se kombinirajo v vseh možnih kombinacijah (kot pri monohibridnem križanju). ). Pri križanju rastlin, ki se razlikujejo po več lastnostih, kot so beli in vijolični cvetovi ter rumeni ali zeleni grah, je dedovanje vsake lastnosti sledilo prvima dvema zakonoma, v potomcih pa sta bili združeni tako, kot da bi njuno dedovanje potekalo neodvisno od drug drugega. Prva generacija po križanju je imela dominanten fenotip za vse lastnosti. V drugi generaciji so opazili delitev fenotipov po formuli 9:3:3:1, to je 9:16 imelo vijolične cvetove in rumene grahove, 3:16 bele cvetove in rumene grahove, 3:16 je imelo vijolične rože in zeleni grah, 1 : 16 z belimi cvetovi in zelenim grahom.

Razlaga

Mendel je naletel na lastnosti, katerih geni so se nahajali v različnih parih homolognih kromosomov graha. Med mejozo se homologni kromosomi različnih parov naključno združijo v gamete. Če očetovski kromosom prvega para pride v gameto, potem z enako verjetnostjo lahko očetovski in materinski kromosomi drugega para pridejo v to gameto. Zato se lastnosti, katerih geni se nahajajo v različnih parih homolognih kromosomov, kombinirajo neodvisno druga od druge. (Kasneje se je izkazalo, da so bili od sedmih parov znakov, ki jih je proučeval Mendel pri grahu, ki ima diploidno število kromosomov 2n=14, geni, odgovorni za enega od parov znakov, na istem kromosomu. Vendar pa je Mendel niso odkrili kršitve zakona o neodvisnem dedovanju, saj povezave med temi geni niso opazili zaradi velike razdalje med njimi).

Osnovne določbe Mendelove teorije dednosti

V sodobni razlagi so te določbe naslednje:

Diskretni (ločeni, nemešljivi) dedni dejavniki - geni so odgovorni za dedne lastnosti (izraz "gen" je leta 1909 predlagal V. Johannsen)
Vsak diploidni organizem vsebuje par alelov danega gena, odgovornega za dano lastnost; enega od njih prejme oče, drugega mati.
Dedni dejavniki se prenašajo na potomce preko zarodnih celic. Ko nastanejo gamete, vsaka od njih vsebuje samo en alel iz vsakega para (gamete so »čiste« v smislu, da ne vsebujejo drugega alela).

Pogoji za izpolnitev Mendelovih zakonov

Po Mendelovih zakonih se dedujejo samo monogene lastnosti. Če je za fenotipsko lastnost odgovornih več kot en gen (in absolutna večina takšnih lastnosti), ima bolj zapleten vzorec dedovanja.

Pogoji za izpolnjevanje zakona segregacije pri monohibridnem križanju

Razdelitev 3:1 po fenotipu in 1:2:1 po genotipu se izvaja približno in samo pod naslednjimi pogoji.

Mendlov prvi zakon. Zakon o enotnosti hibridov prve generacije

Pri križanju homozigotnih posameznikov, ki se razlikujejo v enem paru alternativnih (medsebojno izključujočih se) znakov, so vsi potomci v prve generacije enotni tako po fenotipu kot genotipu.

Križali smo rastline graha z rumenimi (dominantna lastnost) in zelenimi (recesivna lastnost) semeni. Nastanek gameta spremlja mejoza. Vsaka rastlina proizvede eno vrsto gamete. Iz vsakega homolognega para kromosomov preide en kromosom z enim od alelnih genov (A ali a) v gamete. Po oploditvi se parjenje homolognih kromosomov obnovi in nastanejo hibridi. Vse rastline bodo imele samo rumena semena (fenotip), heterozigotna za genotip Aa. To se zgodi, ko popolna prevlada.

Hibrid Aa ima en gen A od enega starša in drugi gen - a - od drugega starša (slika 73).

Haploidne gamete (G) so za razliko od diploidnih organizmov obkrožene.

Kot rezultat križanja dobimo hibride prve generacije, označene s F 1.

Za beleženje križancev se uporablja posebna tabela, ki jo je predlagal angleški genetik Punnett in se imenuje Punnettova mreža.

Gamete očetovega osebka so izpisane vodoravno, gamete materinega osebka pa navpično. Genotipizacija se zabeleži na križiščih.

riž. 73.Dedovanje pri monohibridnih križanjih.

I - križanje dveh sort graha z rumenimi in zelenimi semeni (P); II

Citološke osnove Mendelovih I in II zakona.

F 1 - heterozigoti (Aa), F 2 - segregacija glede na genotip 1 AA: 2 Aa: 1 aa.

py potomci. V tabeli je število celic odvisno od števila vrst gamet, ki jih proizvedejo posamezniki, ki jih križajo.

Mendelov zakon II. Zakon cepitve hibridov prve generacije

Pri medsebojnem križanju hibridov prve generacije se v drugi generaciji pojavijo osebki s prevladujočimi in recesivnimi lastnostmi in pride do delitve po fenotipu v razmerju 3:1 (trije prevladujoči fenotipi in en recesivni) in 1:2:1. po genotipu (glej sliko 73). Takšna delitev je možna, ko popolna prevlada.

Hipoteza o "čistosti" gameta

Zakon cepitve je mogoče razložiti s hipotezo o "čistosti" gameta.

Mendel je pojav nemešanja alelov alternativnih znakov v gametah heterozigotnega organizma (hibrida) imenoval hipotezo o "čistosti" gameta. Za vsako lastnost sta odgovorna dva alelna gena (Aa). Ko nastanejo hibridi, se alelni geni ne pomešajo, ampak ostanejo nespremenjeni.

Zaradi mejoze Aa hibridi tvorijo dve vrsti gamet. Vsaka gameta vsebuje enega od para homolognih kromosomov z alelnim genom A ali alelnim genom a. Gamete so čiste iz drugega alelnega gena. Med oploditvijo se obnovita homologija kromosomov in aleličnost genov, pojavi pa se recesivna lastnost (zelena barva graha), katere gen v hibridnem organizmu ni pokazal svojega učinka. Lastnosti se razvijejo z interakcijo genov.

Nepopolna prevlada

pri nepopolna prevlada heterozigotni posamezniki imajo svoj fenotip, lastnost pa je vmesna.

Pri križanju nočnih lepotnih rastlin z rdečimi in belimi cvetovi se v prvi generaciji pojavijo rožnati posamezniki. Pri križanju hibridov prve generacije (rožnati cvetovi) se cepitev v potomcih po genotipu in fenotipu ujema (slika 74).

riž. 74.Dedovanje z nepopolno prevlado v rastlini nočne lepotice.

Gen, ki povzroča anemijo srpastih celic pri ljudeh, ima lastnost nepopolne prevlade.

Analiza križa

Recesivna lastnost (zeleni grah) se pojavi samo v homozigotnem stanju. Homozigotni (rumeni grah) in heterozigotni (rumeni grah) posamezniki z dominantnimi lastnostmi se med seboj ne razlikujejo po fenotipu, imajo pa različne genotipe. Njihove genotipe lahko določimo s križanjem s posamezniki z znanim genotipom. Tak posameznik je lahko zeleni grah, ki ima homozigotno recesivno lastnost. Ta križ se imenuje analizirani križ. Če so zaradi križanja vsi potomci enotni, je preučevani posameznik homozigoten.

Če pride do cepitve, je posameznik heterozigoten. Potomci heterozigotnega posameznika povzročijo cepitev v razmerju 1:1.

Mendlov III zakon. Zakon neodvisne kombinacije lastnosti (Slika 75). Organizmi se med seboj razlikujejo na več načinov.

Križanje posameznikov, ki se razlikujejo po dveh značilnostih, se imenuje dihibridno in v mnogih pogledih - polihibridno.

Pri križanju homozigotnih posameznikov, ki se razlikujejo v dveh parih alternativnih znakov, se v drugi generaciji pojavi neodvisna kombinacija lastnosti.

Zaradi dihibridnega križanja je celotna prva generacija enotna. V drugi generaciji pride do fenotipske cepitve v razmerju 9:3:3:1.

Na primer, če križate grah z rumenimi semeni in gladko površino (dominantna lastnost) z grahom z zelenimi semeni in nagubano površino (recesivna lastnost), bo celotna prva generacija enotna (rumena in gladka semena).

Pri medsebojnem križanju hibridov v drugi generaciji so se pojavili posamezniki z lastnostmi, ki jih pri prvotnih oblikah ni bilo (rumeno nagubana in zelena gladka semena). Te lastnosti so podedovane ne glede na to drug od drugega.

Diheterozigotni posameznik je proizvedel 4 vrste gamet

Za udobje štetja osebkov, ki povzročijo drugo generacijo po križanju hibridov, se uporablja mreža Punnett.

riž. 75.Neodvisna porazdelitev lastnosti pri dihibridnih križanjih. A, B, a, b - prevladujoči in recesivni aleli, ki nadzorujejo razvoj dveh lastnosti. G - zarodne celice staršev; F 1 - hibridi prve generacije; F 2 - hibridi druge generacije.

Zaradi mejoze se v vsako gameto prenese eden od alelnih genov iz homolognega para kromosomov.

Nastanejo 4 vrste gamet. Cepitev po križanju v razmerju 9:3:3:1 (9 osebkov z dvema dominantnima lastnostma, 1 osebek z dvema recesivnima lastnostma, 3 osebki z eno dominantno in drugo recesivno lastnostjo, 3 osebki z dominantno in recesivno lastnostjo).

Pojav osebkov s prevladujočimi in recesivnimi lastnostmi je možen, ker se geni, odgovorni za barvo in obliko graha, nahajajo na različnih nehomolognih kromosomih.

Vsak par alelnih genov je porazdeljen neodvisno od drugega para, zato se geni lahko kombinirajo neodvisno.

Heterozigoten posameznik za "n" pare značilnosti tvori 2 n vrst gamet.

Vprašanja za samokontrolo

1. Kako je formuliran prvi Mendelov zakon?

2. Katera semena je Mendel križal z grahom?

3. Rastline s kakšnimi semeni so nastale pri križanju?

4. Kako je formuliran Mendelov zakon II?

5. Rastline s kakšnimi lastnostmi so bile pridobljene s križanjem hibridov prve generacije?

6. V kakšnem številčnem razmerju pride do cepitve?

7. Kako je mogoče razložiti zakon cepitve?

8. Kako razložiti hipotezo o "čistosti" gameta?

9. Kako razložiti nepopolno prevlado lastnosti? 10. Do kakšne vrste cepitve po fenotipu in genotipu pride

po križanju hibridov prve generacije?

11. Kdaj se izvede analitično križanje?

12. Kako poteka analitično križanje?

13.Kakšno križanje imenujemo dihibridno?

14. Na katerih kromosomih se nahajajo geni, odgovorni za barvo in obliko graha?

15. Kako je formuliran Mendlov III zakon?

16. Kakšna fenotipska cepitev se pojavi v prvi generaciji?

17. Kakšna fenotipska cepitev se pojavi v drugi generaciji?

18.Kaj se uporablja za lažje štetje osebkov, ki izhajajo iz križanja hibridov?

19.Kako lahko razložimo pojav osebkov z lastnostmi, ki jih prej ni bilo?

Ključne besede teme "Mendlovi zakoni"

alelična anemija

interakcija

gamete

gen

genotip

heterozigot

hibrid

hipoteza o "čistosti" gameta

homozigot

homologija

grah

ukrepanje

dihibrid

prevlada

enotnost

pravo

mejoza

barvanje izobraževanja

oploditev

posameznik

seznanjanje

površino

štetje

generacije

polihibrid

potomci

videz

znak

rastlina

razdeliti

Punnettova mreža

starši

premoženje

semena

prehod

združitev

razmerje

raznolikost

udobje

fenotip

oblika

značaj

barva

rože

Večkratni alelizem

Alelni geni lahko vključujejo ne dva, ampak večje število genov. To so številni aleli. Nastanejo kot posledica mutacije (zamenjava ali izguba nukleotida v molekuli DNA). Primer več alelov so lahko geni, odgovorni za človeške krvne skupine: I A, I B, I 0. Gena I A in I B sta dominantna nad genom I 0. V genotipu sta vedno prisotna samo dva gena iz niza alelov. Geni I 0 I 0 določajo krvno skupino I, geni I A I A, I A I O - skupino II, I B I B, I B I 0 - skupino III, I A I B - skupino IV.

Interakcija genov

Med genom in lastnostjo obstaja zapleten odnos. En gen je lahko odgovoren za razvoj ene lastnosti.

Geni so odgovorni za sintezo beljakovin, ki katalizirajo določene biokemične reakcije, kar povzroči določene značilnosti.

En gen je lahko odgovoren za razvoj več lastnosti, razstavljanje pleiotropni učinek. Resnost pleiotropnega učinka gena je odvisna od biokemične reakcije, ki jo katalizira encim, sintetiziran pod nadzorom tega gena.

Za razvoj ene lastnosti je lahko odgovornih več genov – to polimer gensko delovanje.

Manifestacija simptomov je posledica interakcije različnih biokemičnih reakcij. Te interakcije so lahko povezane z alelnimi in nealelnimi geni.

Interakcija alelnih genov.

Interakcija genov, ki se nahajajo v istem alelnem paru, poteka na naslednji način:

. popolna prevlada;

. nepopolna prevlada;

. sodominanca;

. nadvlado.

pri popolna Pri dominanci delovanje enega (dominantnega) gena popolnoma zatre delovanje drugega (recesivnega). Pri križanju se v prvi generaciji pojavi dominantna lastnost (na primer rumena barva graha).

pri nepopolna dominanca se pojavi, ko je učinek dominantnega alela oslabljen ob prisotnosti recesivnega. Heterozigotni posamezniki, pridobljeni s križanjem, imajo svoj genotip. Na primer, pri križanju rastlin nočne lepote z rdečimi in belimi cvetovi se pojavijo rožnati cvetovi.

pri sodominanca Učinek obeh genov se kaže, ko sta prisotna hkrati. Posledično se pojavi nov simptom.

Na primer, krvna skupina IV (I A I B) pri ljudeh nastane zaradi interakcije genov I A in I B. Ločeno, gen I A določa II krvno skupino, gen I B pa III krvno skupino.

pri nadvlado dominantni alel v heterozigotnem stanju ima močnejšo manifestacijo lastnosti kot v homozigotnem stanju.

Interakcija nealelnih genov

Na eno lastnost organizma lahko pogosto vpliva več parov nealelnih genov.

Interakcija nealelnih genov poteka na naslednji način:

. komplementarnost;

. epistaza;

. polimeri.

Komplementarno učinek se kaže s sočasno prisotnostjo dveh dominantnih nealelnih genov v genotipu organizmov. Vsak od dominantnih genov se lahko manifestira neodvisno, če je drugi v recesivnem stanju, vendar njihova skupna prisotnost v dominantnem stanju v zigoti določa novo stanje lastnosti.

Primer. Križali smo dve sorti sladkega graha z belimi cvetovi. Vsi hibridi prve generacije so imeli rdeče cvetove. Barva cvetov je odvisna od dveh medsebojno delujočih genov A in B.

Proteini (encimi), sintetizirani na podlagi genov A in B, katalizirajo biokemične reakcije, ki vodijo do manifestacije lastnosti (rdeča barva cvetov).

Epistaza- interakcija, pri kateri eden od dominantnih ali recesivnih nealelnih genov zavira delovanje drugega nealelnega gena. Gen, ki zavira delovanje drugega, se imenuje epistatični gen ali supresor. Potlačeni gen se imenuje hipostatični. Epistaza je lahko dominantna ali recesivna.

Prevladujoča epistaza. Primer dominantne epistaze bi bilo dedovanje barve perja pri piščancih. Za barvo perja je odgovoren dominantni gen C. Prevladujoči nealelni gen I zavira razvoj barve perja. Zaradi tega imajo piščanci, ki imajo v genotipu gen C, v prisotnosti gena I belo perje: IICC; IICC; IiCc; Iicc. Tudi kokoši z genotipom iicc bodo bele, ker so ti geni v recesivnem stanju. Perje piščancev z genotipom iiCC, iiCc bo obarvano. Bela barva perja je posledica prisotnosti recesivnega alela gena i ali prisotnosti barvno supresorskega gena I. Interakcija genov temelji na biokemičnih povezavah med encimskimi proteini, ki jih kodirajo epistatični geni.

Recesivna epistaza. Recesivna epistaza pojasnjuje bombajski fenomen - nenavadno dedovanje antigenov sistema krvnih skupin ABO. Znane so 4 krvne skupine.

V družini ženske s I. krvno skupino (I 0 I 0) je moški z II krvno skupino (I A I A) rodil otroka s IV krvno skupino (I A I B), kar je nemogoče. Izkazalo se je, da je ženska gen I B podedovala po materi, gen I 0 pa po očetu. Učinek je torej pokazal le gen I 0

verjeli so, da ima ženska krvno skupino I. Gen I B je bil potlačen z recesivnim genom x, ki je bil v homozigotnem stanju - xx.

Pri otroku te ženske je potlačeni gen I B pokazal svoj učinek. Otrok je imel IV krvno skupino I A I B.

polimerUčinek genov je posledica dejstva, da je lahko več nealelnih genov odgovornih za isto lastnost, kar poveča njeno manifestacijo. Lastnosti, ki so odvisne od polimernih genov, uvrščamo med kvantitativne. Geni, odgovorni za razvoj kvantitativnih lastnosti, imajo kumulativni učinek. Na primer, polimerna nealelna gena S 1 in S 2 sta odgovorna za pigmentacijo kože pri ljudeh. V prisotnosti dominantnih alelov teh genov se sintetizira veliko pigmenta, v prisotnosti recesivnih - malo. Intenzivnost obarvanosti kože je odvisna od količine pigmenta, ki ga določa število dominantnih genov.

Iz zakonske zveze med mulatki S 1 s 1 S 2 s 2 se otroci rodijo s pigmentacijo kože od svetle do temne, vendar je verjetnost, da bi imeli otroka z belo in črno barvo kože, 1/16.

Številne lastnosti se dedujejo po polimernem principu.

Vprašanja za samokontrolo

1. Kaj so večkratni aleli?

2. Kateri geni so odgovorni za človeške krvne skupine?

3. Katere krvne skupine ima oseba?

4. Kakšne povezave obstajajo med genom in lastnostjo?

5. Kako medsebojno delujejo alelni geni?

6. Kako medsebojno delujejo nealelni geni?

7. Kako je mogoče pojasniti komplementarno delovanje gena?

8. Kako lahko pojasnimo epistazo?

9. Kako lahko razložimo polimerno delovanje gena?

Ključne besede teme "Več alelov in interakcija genov"

alelizem alel antigeni poroka

interakcija

genotip

hibrid

grah

krvna skupina

ukrepanje

otroci

prevlada

ženska

zamenjava

kodominanca

sodominanca

usnje

kokoši

mati

molekula

mulat

mutacija

Razpoložljivost

dedovanje

nukleotidi

barvanje

perje

osnova

odnos

pigment

pigmentacija

pleiotropija

dušilec

generacije

polimerizem

znak

primer

prisotnost

manifestacija

razvoj

reakcije

otrok

rezultat

povezava s prevlado

sistem za sintezo beljakovin

prehod

država

stopnja

izguba

pojav

encimi

barva

rože

Človek

Opozorili smo na dejstvo, da sta dednost in dednost dva različna pojava, ki ju vsi ne ločijo strogo.

Dednost obstaja proces materialne in funkcionalne diskretne kontinuitete med generacijami celic in organizmov. Temelji na natančni reprodukciji dedno pomembnih struktur.

Dedovanje je proces prenosa dedno določenih lastnosti in lastnosti organizma in celice v procesu razmnoževanja. Preučevanje dedovanja nam omogoča, da razkrijemo bistvo dednosti. Zato je treba ta dva pojava strogo ločiti.

Vzorci cepitve in neodvisne kombinacije, ki smo jih pregledali, se nanašajo na študij dedovanja, ne dednosti. Napačno, ko " zakon cepitve"in" zakon neodvisne kombinacije lastnosti-geni"razlagajo kot zakone dednosti. Zakoni, ki jih je odkril Mendel, so zakoni dedovanja.

V času Mendla so verjeli, da se pri križanju starševske lastnosti dedujejo v potomcih bodisi skupaj (»zlita dednost«) bodisi mozaično – nekatere lastnosti se podedujejo od matere, druge od očeta (»mešana dednost«). Osnova takih idej je bilo prepričanje, da se v potomcih dednost staršev meša, zliva in raztopi. Ta ideja je bila napačna. Ni omogočilo znanstvene argumentacije teorije naravne selekcije in pravzaprav, če se med križanjem dedne prilagoditvene lastnosti potomcev ne bi ohranile, ampak "raztopile", bi naravna selekcija delovala zaman. Da bi svojo teorijo naravne selekcije rešil takšnih težav, je Darwin postavil teorijo o dednem določanju značaja po posameznih enotah - teorijo pangeneze. Vendar pa ni dala pravilne rešitve vprašanja.

Mendlov uspeh je bil posledica odkritja metode za genetsko analizo posameznih parov dednih lastnosti; Mendel razvil metoda diskretne analize dedovanja lastnosti in v bistvu ustvaril znanstvene temelje genetike, pri čemer je odkril naslednje pojave:

vsaka dedna lastnost je določena z ločenim dednim dejavnikom, depozitom; v sodobnem pogledu te nagnjenosti ustrezajo genom: "en gen - ena lastnost", "en gen - en encim";
geni se ohranijo v svoji čisti obliki skozi več generacij, ne da bi izgubili svojo individualnost: to je bil dokaz glavne točke genetike: gen je relativno konstanten;
oba spola enakopravno sodelujeta pri prenosu svojih dednih lastnosti na potomce;
redukcija enakega števila genov in njihova redukcija v moških in ženskih zarodnih celicah; ta položaj je bil genetska napoved obstoja mejoze;
dedne nagnjenosti so parne, ena je materina, druga očetova; eden od njih je lahko prevladujoč, drugi recesiven; To stališče ustreza odkritju načela alelizma: gen je predstavljen z vsaj dvema aleloma.

Tako je Mendel, ko je odkril metodo genetske analize dedovanja posameznih parov lastnosti (in ne niza lastnosti) in vzpostavil zakonitosti dedovanja, prvi postavil in eksperimentalno dokazal princip diskretne (genetske) determiniranosti. dednih lastnosti.

Na podlagi navedenega se nam zdi koristno razlikovati med zakoni, ki jih je neposredno oblikoval Mendel in so povezani s procesom dedovanja, ter načeli dednosti, ki izhajajo iz Mendelovega dela.

Zakoni dedovanja vključujejo zakon delitve dednih lastnosti v potomcih hibrida in zakon neodvisne kombinacije dednih lastnosti. Ta dva zakona odražata proces prenosa dednih informacij v celičnih generacijah med spolnim razmnoževanjem. Njihovo odkritje je bilo prvi dejanski dokaz obstoja dednosti kot pojava.

Zakoni dednosti imajo drugačno vsebino in so oblikovani takole:

Prvi zakon- zakon diskretne (genetske) dedne determiniranosti lastnosti; je osnova genske teorije.

Drugi zakon- zakon relativne konstantnosti dedne enote - gen.

Tretji zakon- zakon alelnega stanja gena (dominantnost in recesivnost).

Prav ti zakoni predstavljajo glavni rezultat Mendelovega dela, saj odražajo bistvo dednosti.

Mendelski zakoni dedovanja in zakoni dednosti so glavna vsebina genetike. Njihovo odkritje je sodobnemu naravoslovju dalo mersko enoto življenjskih procesov - gen, in s tem ustvarilo možnost združevanja naravoslovnih ved - biologije, fizike, kemije in matematike za namene analize bioloških procesov.

V prihodnje bomo pri opredelitvi dedne enote uporabljali le izraz »gen«. Pojma »dedni faktor« in »dedni depozit« sta okorna, poleg tega pa je verjetno prišel čas, ko je treba ločiti dedni faktor in gen in imeti vsak od teh pojmov svojo vsebino. Pod pojmom "gen" bomo nadalje razumeli nedeljivo funkcionalno integralno enoto dednosti, ki določa dedno lastnost. Izraz "dedni dejavnik" je treba razlagati v širšem smislu kot kompleks številnih genov in citoplazemskih vplivov na dedno lastnost.

Če najdete napako, označite del besedila in kliknite Ctrl+Enter.

Mendelovi zakoni- principi prenosa dednih lastnosti s starševskih organizmov na njihove potomce, ki izhajajo iz poskusov Gregorja Mendla. Ta načela so bila osnova za klasično genetiko in so bila pozneje razložena kot posledica molekularnih mehanizmov dednosti. Čeprav so v učbenikih v ruskem jeziku običajno opisani trije zakoni, "prvega zakona" Mendel ni odkril. Posebno pomembna med vzorci, ki jih je odkril Mendel, je »hipoteza o čistosti gamete«.

Enciklopedični YouTube

1 / 5

✪ Prvi in drugi Mendelov zakon. Znanost 3.2

✪ Mendlov tretji zakon. Znanost 3.3

✪ Lekcija biologije št. 20. Gregor Mendel in njegov prvi zakon.

✪ Mendlov prvi in drugi zakon sta zelo jasna

✪ 1. Mendelov zakon. Zakon prevlade Priprava na enotni državni izpit in enotni državni izpit iz biologije

Podnapisi

Mendelovi predhodniki

V začetku 19. stoletja je J. Goss ( John Goss), eksperimentiranje z grahom, je pokazalo, da so pri križanju rastlin z zelenkasto-modrim grahom in rumenkasto-belim grahom v prvi generaciji dobili rumeno-bele. V drugi generaciji pa so se spet pojavile lastnosti, ki se niso pojavile pri hibridih prve generacije in jih je Mendel kasneje imenoval recesivne, rastline z njimi pa se pri samooprašitvi niso razcepile.

Mendelove metode in napredek pri delu

Mendel je proučeval, kako se posamezne lastnosti dedujejo.
Mendel je med vsemi lastnostmi izbral samo alternativne - tiste, ki so imele pri njegovih sortah dve jasno različni možnosti (semena so gladka ali nagubana; vmesnih možnosti ni). Tako zavestno zoženje raziskovalnega problema je omogočilo jasno določitev splošnih vzorcev dedovanja.
Mendel je načrtoval in izvedel obsežen poskus. Od semenskih podjetij je prejel 34 sort graha, od katerih je izbral 22 »čistih« sort (ki pri samooprašitvi ne povzročajo segregacije po preučevanih lastnostih). Nato je izvedel umetno hibridizacijo sort in nastale hibride med seboj križal. Preučeval je dedovanje sedmih lastnosti, skupaj pa je proučeval približno 20.000 hibridov druge generacije. Poskus je olajšala uspešna izbira objekta: grah je običajno samoprašilec, vendar je na njem enostavno izvesti umetno hibridizacijo.
Mendel je bil eden prvih v biologiji, ki je uporabil natančne kvantitativne metode za analizo podatkov. Na podlagi svojega poznavanja teorije verjetnosti je spoznal potrebo po analizi velikega števila križev, da bi odpravili vlogo naključnih odstopanj.

Manifestacijo lastnosti samo enega od staršev pri hibridih je Mendel imenoval prevlada.

Ta zakon je znan tudi kot "zakon prevlade lastnosti". Njegova formulacija temelji na konceptu čista linija glede na preučevano lastnost - v sodobnem jeziku to pomeni homozigotnost osebkov za to lastnost. Koncept homozigotnosti je pozneje uvedel W. Batson leta 1902.

Kodominanca in nepopolna dominanca

Nekateri nasprotujoči si znaki niso v razmerju popolne prevlade (ko pri heterozigotnih osebah eden vedno zatira drugega), ampak v odnosu nepopolna prevlada. Na primer, ko se križajo čiste linije snapdragonov z vijoličnimi in belimi cvetovi, imajo posamezniki prve generacije rožnate cvetove. Pri križanju čistih linij črnih in belih andaluzijskih piščancev se v prvi generaciji skotijo sivi piščanci. Z nepopolno prevlado imajo heterozigoti vmesne značilnosti med recesivnimi in dominantnimi homozigoti.

Križanje organizmov dveh čistih linij, ki se razlikujeta po manifestacijah ene preučevane lastnosti, za katero so odgovorni aleli enega gena, se imenuje monohibridno križanje.

Razlaga

Zakon o čistosti gameta- vsaka gameta vsebuje le en alel iz para alelov danega gena starševskega posameznika.

Zakon neodvisnega dedovanja lastnosti

Opredelitev

Zakon o samostojnem dedovanju(Tretji Mendelov zakon) - pri križanju dveh osebkov, ki se med seboj razlikujeta v dveh (ali več) parih alternativnih lastnosti, se geni in njim pripadajoče lastnosti dedujejo neodvisno drug od drugega in se kombinirajo v vseh možnih kombinacijah (kot pri monohibridnem križanju) .

Pri križanju homozigotnih rastlin, ki se razlikujejo po več lastnostih, kot so beli in škrlatni cvetovi ter rumeni ali zeleni grah, je dedovanje vsake lastnosti sledilo prvima dvema zakonoma, v potomcih pa so bile združene tako, kot da bi bila njihova dediščina zgodila neodvisno druga od druge. Prva generacija po križanju je imela dominanten fenotip za vse lastnosti. V drugi generaciji so opazili delitev fenotipov po formuli 9:3:3:1, to je 9:16 imelo vijolične cvetove in rumene grahove, 3:16 bele cvetove in rumene grahove, 3:16 je imelo vijolične rože in zeleni grah, 1 : 16 z belimi cvetovi in zelenim grahom.

Razlaga

Mendel je naletel na lastnosti, katerih geni so se nahajali v različnih parih homolognih kromosomov (nukleoproteinske strukture v jedru evkariontske celice, v katerih je skoncentrirana večina dedne informacije in so namenjene njenemu shranjevanju, izvajanju in prenosu) graha. Med mejozo se homologni kromosomi različnih parov naključno združijo v gamete. Če očetovski kromosom prvega para pride v gameto, potem z enako verjetnostjo lahko očetovski in materinski kromosomi drugega para pridejo v to gameto. Zato se lastnosti, katerih geni se nahajajo v različnih parih homolognih kromosomov, kombinirajo neodvisno druga od druge. (Kasneje se je izkazalo, da so bili od sedmih parov znakov, ki jih je proučeval Mendel pri grahu, ki ima diploidno število kromosomov 2n=14, geni, odgovorni za enega od parov znakov, na istem kromosomu. Vendar pa je Mendel niso odkrili kršitve zakona o neodvisnem dedovanju, saj povezave med temi geni niso opazili zaradi velike razdalje med njimi).

Osnovne določbe Mendelove teorije dednosti

V sodobni razlagi so te določbe naslednje:

Za dedne lastnosti so odgovorni diskretni (ločeni, nemešljivi) dedni dejavniki - geni (izraz "gen" je leta 1909 predlagal V. Johansen).
Vsak diploidni organizem vsebuje par alelov danega gena, odgovornega za dano lastnost; enega od njih prejme oče, drugega mati.
Dedni dejavniki se prenašajo na potomce preko zarodnih celic. Ko nastanejo gamete, vsaka od njih vsebuje samo en alel iz vsakega para (gamete so »čiste« v smislu, da ne vsebujejo drugega alela).

Pogoji za izpolnitev Mendelovih zakonov

Po Mendelovih zakonih se dedujejo samo monogene lastnosti. Če je za fenotipsko lastnost odgovornih več kot en gen (in absolutna večina takšnih lastnosti), ima bolj zapleten vzorec dedovanja.

Pogoji za izpolnjevanje zakona segregacije pri monohibridnem križanju

Razdelitev 3:1 po fenotipu in 1:2:1 po genotipu se izvaja približno in samo pod naslednjimi pogoji:

Preučuje se veliko število križanj (veliko število potomcev).
Gamete, ki vsebujejo alela A in a, nastanejo v enakem številu (imajo enako sposobnost preživetja).
Selektivne oploditve ni: gamete, ki vsebujejo kateri koli alel, se med seboj zlijejo z enako verjetnostjo.
Zigote (zarodki) z različnimi genotipi so enako sposobni preživeti.
Starševski organizmi pripadajo čistim linijam, to je, da so resnično homozigotni za proučevani gen (AA in aa).
Lastnost je resnično monogenska

Pogoji za izvedbo prava samostojnega dedovanja

Vsi potrebni pogoji za izpolnjevanje zakona cepitve.
Lokacija genov, odgovornih za preučevane lastnosti, je v različnih parih kromosomov (nepovezanih).

Pogoji za izpolnitev zakona o čistosti gameta

Normalni potek mejoze. Zaradi nedisjunkcije kromosomov lahko oba homologna kromosoma iz para končata v eni gameti. V tem primeru bo gameta nosila par alelov vseh genov, ki jih vsebuje določen par kromosomov.

Oddelek za enotni državni izpit: 3.5. Vzorci dednosti, njihova citološka osnova. Vzorci dedovanja, ki jih je določil G. Mendel, njihova citološka osnova (mono- in dihibridno križanje)…

Mendel, ki je izvajal poskuse križanja različnih sort graha, je vzpostavil številne zakone dedovanja, ki so postavili temelje genetike. Razvil se je hibridno-logična metoda analize dedovanja znaki organizmov. Ta metoda vključuje križanje posameznikov z alternativnimi lastnostmi; analiza proučevanih lastnosti pri hibridih brez upoštevanja ostalih; kvantitativno obračunavanje hibridov.

Z izvedbo monohibridnega križanja (križanje enega para alternativnih znakov) je Mendel ugotovil zakon uniformnosti prve generacije.

Temeljne določbe hibridološka metoda

Za križanje se vzamejo organizmi, katerih predniki v številnih generacijah niso povzročili delitve po izbranih lastnostih, torej čistih linij.
Organizmi se razlikujejo po enem ali dveh parih alternativnih lastnosti.
Izvede se individualna analiza potomcev vsakega križanca.
Uporabljena je statistična obdelava rezultatov.

■ Prvi zakon G. Mendla

Pri križanju dveh homozigotnih osebkov, ki se med seboj razlikujeta v enem paru alternativnih lastnosti, so vsi potomci v prvi generaciji enaki tako po fenotipu kot genotipu.

■ drugič pravoG.Mendel

Pri križanju hibridov prve generacije (dve heterozigotni osebki) se v drugi pojavi delitev 3: 1. Poleg dominantne se pojavi tudi recesivna lastnost.

Analiza križa- križanje, pri katerem se osebek z neznanim genotipom, ki ga je treba ugotoviti (AA ali Aa), križa z recesivnim homozigotom (aa). Če so vsi potomci iz nastalega križanja enotni, ima preučevani organizem genotip AA. Če pri potomcih opazimo fenotip 1:1, je preučevani organizem heterozigoten Aa.

■ TretjičpravoG.Mendel

Pri križanju homozigotnih posameznikov, ki se razlikujejo v dveh ali več parih alternativnih lastnosti, se vsaka lastnost deduje neodvisno od drugih in se kombinira v vseh možnih kombinacijah.

V svojih poskusih je Mendel uporabljal različne metode križanja : monohibrid, dihibrid in polihibrid. Med zadnjim križanjem se posamezniki razlikujejo v več kot dveh parih znakov. V vseh primerih so upoštevani zakon uniformnosti prve generacije, zakon cepitve znakov v drugi generaciji in zakon neodvisnega dedovanja.

Zakon o samostojnem dedovanju: vsak par lastnosti se deduje neodvisno druga od druge. Pri potomcih je fenotipska delitev 3:1 za vsak par lastnosti. Zakon neodvisnega dedovanja velja le, če geni obravnavanih parov lastnosti ležijo v različnih parih homolognih kromosomov. Homologni kromosomi so si podobni po obliki, velikosti in genskih veznih skupinah.

Obnašanje katerega koli para nehomolognih kromosomov v mejozi je neodvisno drug od drugega. Neskladje: jih do celični poli je naključno. Neodvisno dedovanje je velikega pomena za evolucijo; saj je vir kombinirane dednosti.

TABELA: vsi vzorci dedovanja

To je povzetek biologije za 10.-11. razred na to temo »Vzorci dednosti. Morganovi zakoni". Izberite naslednje dejanje: