První Mendelův zákon. Zákon uniformity hybridů první generace
Při křížení homozygotních jedinců, kteří se liší jedním párem alternativních (vzájemně se vylučujících) znaků, všichni potomci v první generace jednotné ve fenotypu i genotypu.
Byly kříženy rostliny hrachu se žlutými (dominantní znak) a zelenými (recesivní znak) semeny. Tvorba gamet je doprovázena meiózou. Každá rostlina produkuje jeden typ gamety. Z každého homologního páru chromozomů přechází jeden chromozom s jedním z alelických genů (A nebo a) do gamet. Po oplodnění se párování homologních chromozomů obnoví a vytvoří se hybridy. Všechny rostliny budou mít pouze žlutá semena (fenotyp), heterozygotní pro genotyp Aa. To se stane, když úplná dominance.
Hybridní Aa má jeden gen A od jednoho rodiče a druhý gen - a - od druhého rodiče (obr. 73).
Haploidní gamety (G) jsou na rozdíl od diploidních organismů kroužkované.
V důsledku křížení se získají hybridy první generace, označené F1.
K zaznamenávání křížení se používá speciální tabulka, navržená anglickým genetikem Punnettem a nazvaná Punnettova mřížka.
Gamety otcovského jedince jsou psány horizontálně a gamety mateřského jedince vertikálně. Genotypizace se zaznamenává na křižovatkách.
Rýže. 73.Dědičnost u monohybridních křížení.
I - křížení dvou odrůd hrachu se žlutými a zelenými semeny (P); II
Cytologické základy Mendelových I a II zákonů.
F 1 - heterozygoti (Aa), F 2 - segregace podle genotypu 1 AA: 2 Aa: 1 aa.
py potomci. V tabulce závisí počet buněk na počtu typů gamet produkovaných kříženými jedinci.
Mendelův zákon II. Zákon štěpení hybridů první generace
Při vzájemném křížení hybridů první generace se ve druhé generaci objevují jedinci s dominantními i recesivními znaky a dochází ke štěpení podle fenotypu v poměru 3:1 (tři dominantní fenotypy a jeden recesivní) a 1:2:1 podle genotypu (viz. obr. 73). Takové rozdělení je možné, když úplná dominance.
Hypotéza „čistoty“ gamet
Zákon štěpení lze vysvětlit hypotézou o „čistotě“ gamet.
Mendel nazval fenomén nemísení alel alternativních znaků v gametách heterozygotního organismu (hybrid) hypotéza „čistoty“ gamet. Za každý znak jsou zodpovědné dva alelické geny (Aa). Když se tvoří hybridy, alelické geny se nesmějí, ale zůstávají nezměněny.
V důsledku meiózy tvoří hybridy Aa dva typy gamet. Každá gameta obsahuje jeden z páru homologních chromozomů s alelickým genem A nebo alelickým genem a. Gamety jsou čisté z jiného alelického genu. Při oplození se obnovuje homologie chromozomů a alelicita genů a objevuje se recesivní znak (zelená barva hrachu), jehož gen se v hybridním organismu neprojevil. Vlastnosti se vyvíjejí prostřednictvím interakce genů.
Neúplná dominance
Na neúplná dominance heterozygotní jedinci mají svůj vlastní fenotyp a znak je střední.
Při křížení rostlin noční krásy s červenými a bílými květy se v první generaci objevují růžově zbarvení jedinci. Při křížení hybridů první generace (růžové květy) se štěpení u potomstva podle genotypu a fenotypu shoduje (obr. 74).
Rýže. 74.Dědičnost s neúplnou dominancí v rostlině noční krásy.
Gen, který způsobuje srpkovitou anémii u lidí, má vlastnost neúplné dominance.
Analytický kříž
Recesivní znak (zelený hrášek) se objevuje pouze v homozygotním stavu. Homozygotní (hrach žlutý) a heterozygotní (hrach žlutý) jedinci s dominantními znaky se od sebe neliší fenotypem, ale mají různé genotypy. Jejich genotypy lze určit křížením s jedinci se známým genotypem. Takovým jedincem může být zelený hrášek, který má homozygotní recesivní znak. Tento kříž se nazývá analyzovaný kříž. Pokud jsou v důsledku křížení všichni potomci jednotní, pak je zkoumaný jedinec homozygotní.
Pokud dojde k rozdělení, pak je jedinec heterozygotní. Potomstvo heterozygotního jedince produkuje štěpení v poměru 1:1.
Mendelův zákon III. Zákon nezávislé kombinace vlastností (obr. 75). Organismy se od sebe liší několika způsoby.
Křížení jedinců, kteří se liší ve dvou charakteristikách, se nazývá dihybrid a v mnoha ohledech - polyhybrid.
Při křížení homozygotních jedinců, kteří se liší ve dvou párech, dochází ve druhé generaci k alternativním znakům nezávislá kombinace vlastností.
V důsledku dihybridního křížení je celá první generace jednotná. Ve druhé generaci dochází k fenotypovému štěpení v poměru 9:3:3:1.
Pokud například zkřížíte hrášek se žlutými semeny a hladkým povrchem (dominantní znak) s hráškem se zelenými semeny a vrásčitým povrchem (recesivní znak), bude celá první generace jednotná (žlutá a hladká semena).
Při vzájemném křížení hybridů ve druhé generaci se objevili jedinci s vlastnostmi, které nebyly přítomny v původních formách (žlutě svraštělá a zelená hladká semena). Tyto vlastnosti se dědí bez ohledu na od sebe navzájem.
Diheterozygotní jedinec produkoval 4 typy gamet
Pro usnadnění počítání jedinců, jejichž výsledkem je druhá generace po křížení hybridů, se používá Punnettova mřížka.
Rýže. 75.Nezávislá distribuce znaků u dihybridních kříženců. A, B, a, b - dominantní a recesivní alely, které řídí vývoj dvou znaků. G - zárodečné buňky rodičů; F 1 - hybridy první generace; F 2 - hybridy druhé generace.
V důsledku meiózy bude jeden z alelických genů z homologního páru chromozomů přenesen do každé gamety.
Tvoří se 4 typy gamet. Štěpení po křížení v poměru 9:3:3:1 (9 jedinců se dvěma dominantními znaky, 1 jedinec se dvěma recesivními znaky, 3 jedinci s jedním dominantním a druhým recesivním znakem, 3 jedinci s dominantními a recesivními znaky).
Výskyt jedinců s dominantními a recesivními znaky je možný, protože geny odpovědné za barvu a tvar hrachu se nacházejí na různých nehomologních chromozomech.
Každý pár alelických genů je distribuován nezávisle na druhém páru, a proto mohou být geny kombinovány nezávisle.
Heterozygotní jedinec pro „n“ párů vlastností tvoří 2 n typů gamet.
Otázky pro sebeovládání
1. Jak je formulován první Mendelův zákon?
2. Jaká semena zkřížil Mendel s hráškem?
3. Rostliny s jakými semeny vzniklými křížením?
4. Jak je formulován Mendelův zákon II?
5. Rostliny s jakými vlastnostmi byly získány křížením hybridů první generace?
6. V jakém číselném poměru dochází k rozdělení?
7. Jak lze vysvětlit zákon štěpení?
8. Jak vysvětlit hypotézu „čistoty“ gamet?
9. Jak vysvětlit neúplnou dominanci vlastností? 10.K jakému druhu štěpení podle fenotypu a genotypu dochází
po křížení hybridů první generace?
11.Kdy se provádí analytické křížení?
12. Jak se provádí analytické křížení?
13.Jakému kříženci se říká dihybrid?
14. Na kterých chromozomech se nacházejí geny odpovědné za barvu a tvar hrachu?
15. Jak je formulován Mendelův zákon III?
16. K jakému fenotypovému štěpení dochází v první generaci?
17. K jakému fenotypovému štěpení dochází ve druhé generaci?
18.Co se používá pro usnadnění počítání jedinců vzniklých křížením hybridů?
19.Jak můžeme vysvětlit vzhled jedinců s vlastnostmi, které předtím nebyly?
Klíčová slova tématu „Mendelovy zákony“
alelitická anémie
interakce
gamety
gen
genotyp
heterozygot
hybridní
hypotéza "čistoty" gamet
homozygot
homologie
hrášek
hrášek
akce
dihybridní
dominance
jednotnost
zákon
redukční dělení buněk
vzdělávání zbarvení
oplodnění
individuální
párování
povrch
počet
generace
polyhybridní
potomek
vzhled
podepsat
rostlina
rozdělit
Punnettova mřížka
rodiče
vlastnictví
semena
přechod
fúze
poměr
odrůda
pohodlí
fenotyp
formulář
charakter
barva
květiny
Mnohonásobný alelismus
Alelické geny mohou zahrnovat ne dva, ale větší počet genů. Jedná se o více alel. Vznikají v důsledku mutace (náhrada nebo ztráta nukleotidu v molekule DNA). Příkladem více alel mohou být geny odpovědné za lidské krevní skupiny: I A, I B, I 0. Geny I A a I B jsou dominantní vůči genu I0. V genotypu jsou vždy přítomny pouze dva geny ze série alel. Geny I 0 I 0 určují krevní skupinu I, geny I A I A, I A I O - skupina II, I B I B, I B I 0 - skupina III, I A I B - skupina IV.
Genová interakce
Mezi genem a vlastností existuje složitý vztah. Jeden gen může být zodpovědný za vývoj jedné vlastnosti.
Geny jsou zodpovědné za syntézu proteinů, které katalyzují určité biochemické reakce, jejichž výsledkem jsou určité vlastnosti.
Jeden gen může být zodpovědný za vývoj několika projevů pleiotropní účinek. Závažnost pleiotropního účinku genu závisí na biochemické reakci katalyzované enzymem syntetizovaným pod kontrolou tohoto genu.
Několik genů může být odpovědných za vývoj jednoho znaku - tohoto polymer působení genu.
Projev příznaků je výsledkem interakce různých biochemických reakcí. Tyto interakce mohou být spojeny s alelickými a nealelickými geny.
Interakce alelických genů.
Interakce genů umístěných ve stejném alelickém páru probíhá následovně:
. úplná dominance;
. neúplná dominance;
. společná dominance;
. převaha.
Na kompletní Při dominanci působení jednoho (dominantního) genu zcela potlačí působení jiného (recesivního). Při křížení se v první generaci objevuje dominantní znak (například žlutá barva hrachu).
Na neúplný k dominanci dochází, když je účinek dominantní alely oslaben v přítomnosti recesivní alely. Heterozygotní jedinci získaní v důsledku křížení mají svůj vlastní genotyp. Například při křížení rostlin noční krásy s červenými a bílými květy se objevují růžové květy.
Na společná dominanceÚčinek obou genů se projeví, když jsou přítomny současně. V důsledku toho se objeví nový příznak.
Například krevní skupina IV (IA I B) u lidí vzniká interakcí genů I A a I B. Samostatně gen I A určuje krevní skupinu II a gen I B určuje krevní skupinu III.
Na převaha dominantní alela v heterozygotním stavu má silnější projev znaku než v homozygotním stavu.
Interakce nealelických genů
Jedna vlastnost organismu může být často ovlivněna několika páry nealelických genů.
Interakce nealelických genů probíhá následovně:
. komplementarita;
. epistáze;
. polymery.
Komplementární efekt se projevuje při současné přítomnosti dvou dominantních nealelických genů v genotypu organismů. Každý z dominantních genů se může projevit nezávisle, pokud je ten druhý v recesivním stavu, ale jejich společná přítomnost v dominantním stavu v zygotě určuje nový stav znaku.
Příklad. Byly zkříženy dvě odrůdy hrachu s bílými květy. Všechny hybridy první generace měly červené květy. Barva květu závisí na dvou interagujících genech A a B.
Proteiny (enzymy) syntetizované na základě genů A a B katalyzují biochemické reakce, které vedou k projevu znaku (červená barva květů).
Epistáze- interakce, při které jeden z dominantních nebo recesivních nealelických genů potlačuje působení jiného nealelického genu. Gen, který potlačuje působení jiného, se nazývá epistatický gen nebo supresor. Potlačený gen se nazývá hypostatický. Epistáze může být dominantní nebo recesivní.
Dominantní epistáze. Příkladem dominantní epistázy může být dědičnost barvy peří u kuřat. Dominantní gen C je zodpovědný za barvu peří. Dominantní nealelický gen I potlačuje vývoj barvy peří. V důsledku toho mají kuřata, která mají gen C v genotypu, v přítomnosti genu I, bílé opeření: IICC; IICC; IiCc; Iicc. Slepice s genotypem iicc budou také bílé, protože tyto geny jsou v recesivním stavu. Peří kuřat s genotypem iiCC, iiCc bude zbarveno. Bílá barva opeření je způsobena přítomností recesivní alely genu i nebo přítomností genu potlačujícího barvu I. Interakce genů je založena na biochemických spojeních mezi enzymovými proteiny, které jsou kódovány epistatickými geny.
Recesivní epistáze. Recesivní epistáze vysvětluje Bombajský fenomén – neobvyklou dědičnost antigenů systému krevních skupin ABO. Jsou známy 4 krevní skupiny.
V rodině ženy s krevní skupinou I (I 0 I 0) od muže s krevní skupinou II (I A I A) se narodilo dítě s krevní skupinou IV (I A I B), což je nemožné. Ukázalo se, že žena zdědila gen I B po matce a gen I 0 po otci. Pouze gen Io proto vykazoval účinek
věřilo se, že žena měla krevní skupinu I. Gen I B byl potlačen recesivním genem x, který byl v homozygotním stavu - xx.
U dítěte této ženy se projevil potlačený gen I B. Dítě mělo IV krevní skupinu I A I B.
PolymerÚčinek genů je způsoben tím, že několik nealelických genů může být odpovědných za stejnou vlastnost, což zvyšuje její projev. Vlastnosti, které závisí na polymerních genech, jsou klasifikovány jako kvantitativní. Geny odpovědné za vývoj kvantitativních znaků mají kumulativní účinek. Například polymerní nealelické geny S 1 a S 2 jsou zodpovědné za pigmentaci kůže u lidí. V přítomnosti dominantních alel těchto genů se syntetizuje hodně pigmentu, v přítomnosti recesivních - málo. Intenzita zbarvení kůže závisí na množství pigmentu, které je dáno počtem dominantních genů.
Z manželství mezi mulaty S 1 s 1 S 2 s 2 se rodí děti s pigmentací kůže od světlé po tmavou, ale pravděpodobnost narození dítěte s bílou a černou barvou pleti je 1/16.
Mnoho vlastností se dědí podle polymerního principu.
Otázky pro sebeovládání
1. Co jsou více alely?
2. Jaké geny jsou zodpovědné za lidské krevní skupiny?
3. Jaké krevní skupiny má člověk?
4. Jaké souvislosti existují mezi genem a vlastností?
5. Jak interagují alelické geny?
6. Jak interagují nealelické geny?
7. Jak lze vysvětlit komplementární působení genu?
8. Jak lze vysvětlit epistázu?
9. Jak lze vysvětlit polymerní působení genu?
Klíčová slova tématu „Vícenásobné alely a interakce genů“
alelismus allele antigens manželství
interakce
genotyp
hybridní
hrášek
hrášek
krevní skupina
akce
děti
dominance
žena
výměna, nahrazení
kodominance
společná dominance
kůže
kuřata
matka
molekula
mulat
mutace
Dostupnost
dědictví
nukleotidy
zbarvení
peří
základ
přístup
pigment
pigmentace
pleiotropie
supresor
generace
polymerismus
podepsat
příklad
přítomnost
manifestace
rozvoj
reakce
dítě
výsledek
spojení převahy
systém syntézy proteinů
přechod
Stát
stupeň
ztráta
jev
enzymy
barva
květiny
Člověk
Monohybridní křížení. První Mendelův zákon.
V Mendelových pokusech se při křížení odrůd hrachu, které měly žlutá a zelená semena, ukázalo, že všichni potomci (tj. hybridy první generace) mají žlutá semena.Nezáleželo na tom, ze kterých semen (žlutých nebo zelených) vyrostly mateřské (otcovské) rostliny. Oba rodiče jsou tedy stejně schopni přenášet své vlastnosti na své potomky.
Podobné výsledky byly zjištěny v experimentech, ve kterých byly brány v úvahu jiné charakteristiky. Když byly tedy zkříženy rostliny s hladkými a vrásčitými semeny, všichni potomci měli hladká semena. Při křížení rostlin s fialovými a bílými květy skončily všechny hybridy pouze s fialovými okvětními lístky atd.
Objevený vzor byl tzv Mendelův první zákon, nebo zákon uniformity hybridů první generace. Stav (alela) znaku, který se objevuje v první generaci, se nazývá dominantní a stav (alela), který se nevyskytuje v první generaci hybridů, se nazývá recesivní.G. Mendel navrhl označovat „výtvory“ vlastností (v moderní terminologii - geny) písmeny latinské abecedy. Stavy patřící ke stejnému páru znaků jsou označeny stejným písmenem, ale dominantní alela je velká a recesivní alela je malá.
Druhý Mendelův zákon.
Při vzájemném křížení heterozygotních hybridů první generace (samoopylení nebo příbuzenská plemenitba) se ve druhé generaci objevují jedinci s dominantním i recesivním charakterovým stavem, tzn. v určitých vztazích dochází k štěpení. V Mendelových pokusech tak z 929 rostlin druhé generace bylo 705 s fialovými květy a 224 s bílými. V experimentu, ve kterém se brala v úvahu barva semen, bylo z 8023 semen hrachu získaných ve druhé generaci 6022 žlutých a 2001 zelených a ze 7324 semen, ve kterých byl zohledněn tvar semen, bylo získáno 5474 hladkých a 1850 vrásčitých. .Na základě získaných výsledků Mendel dospěl k závěru, že ve druhé generaci má 75 % jedinců dominantní stav znaku a 25 % recesivní stav (rozdělení 3:1). Tento vzor se nazývá Druhý Mendelův zákon, neboli zákon štěpení.
Podle tohoto zákona a za použití moderní terminologie lze vyvodit následující závěry:
a) alely genu, které jsou v heterozygotním stavu, navzájem nemění strukturu;
b) při dozrávání gamet u hybridů vzniká přibližně stejný počet gamet s dominantními a recesivními alelami;
PROTI) Během oplození se samčí a samičí gamety nesoucí dominantní a recesivní alely volně kombinují.
Při křížení dvou heterozygotů (Aa), z nichž každý produkuje dva typy gamet (polovina s dominantními alelami - A, polovina s recesivními alelami - a), je třeba počítat se čtyřmi možnými kombinacemi. Vajíčko s alelou A může být se stejnou pravděpodobností oplodněno jak spermií s alelou A, tak spermií s alelou a; a vajíčko s alelou a - spermie nebo s alelou A nebo alelou a. Výsledkem jsou zygoty AA, Aa, Aa, aa nebo AA, 2Aa, aa.
Vzhledově (fenotypem) se jedinci AA a Aa neliší, takže štěpení je v poměru 3:1. Podle genotypu jsou jedinci distribuováni v poměru 1AA:2Aa:aa. Je jasné, že pokud z každé skupiny jedinců druhé generace získáme potomstvo pouze samosprášením, pak první (AA) a poslední (aa) skupina (jsou homozygotní) budou produkovat pouze jednotné potomstvo (bez štěpení), a heterozygotní (Aa) formy způsobí štěpení v poměru 3:1.
Druhý Mendelův zákon neboli zákon segregace je tedy formulován následovně: při křížení dvou hybridů první generace, kteří jsou analyzováni podle jednoho alternativního páru charakterových stavů, dochází u potomstva k segregaci podle fenotypu v poměru. 3:1 a podle genotypu v poměru 1:2:1.
Třetí Mendelův zákon neboli zákon o nezávislém dědění vlastností.
Při studiu štěpení během dihybridních křížení Mendel upozornil na následující okolnost. Při křížení rostlin se žlutou hladkou (AABB) a zeleně vrásčitou (aa bb ) semena ve druhé generaci se objevily nové kombinace znaků: žlutě vrásčitá (Aa bb ) a zelené hladké (aaB b ), které nebyly nalezeny v původních podobách.
Z tohoto pozorování Mendel usoudil, že k segregaci pro každou charakteristiku dochází nezávisle na druhé charakteristice. V tomto příkladu byl tvar semen zděděn bez ohledu na jejich barvu. Tento vzorec se nazývá třetí Mendelův zákon nebo zákon nezávislé distribuce genů.
Třetí Mendelův zákon je formulován takto: Při křížení homozygotních jedinců, kteří se liší ve dvou (nebo více) znacích, je ve druhé generaci pozorována nezávislá dědičnost a kombinace charakterových stavů, pokud se geny, které je určují, nacházejí v různých párech chromozomů. To je možné, protože během meiózy dochází k distribuci (kombinaci) chromozomů v zárodečných buňkách během jejich zrání nezávisle a může vést ke vzniku potomků s kombinací vlastností, které se liší od rodičovských a předků.
K zaznamenávání křížení se často používají speciální mřížky, které navrhl anglický genetik Punnett (Punnet grid). Jsou vhodné pro použití při analýze polyhybridních křížení. Princip konstrukce mřížky spočívá v tom, že gamety otcovského jedince jsou zaznamenány horizontálně nahoře, gamety mateřského jedince jsou zaznamenány svisle vlevo a pravděpodobné genotypy potomků jsou zaznamenány v průsečíkech.
Tento článek stručně a jasně popisuje tři Mendelovy zákony. Tyto zákony jsou základem veškeré genetiky, jejich vytvořením Mendel vlastně vytvořil tuto vědu.
Zde najdete definici každého zákona a dozvíte se něco nového o genetice a biologii obecně.
Než začnete číst článek, měli byste pochopit, že genotyp je souhrn genů organismu a fenotyp jsou jeho vnější charakteristiky.
Kdo je Mendel a co udělal?
Gregor Johann Mendel je slavný rakouský biolog, narozený v roce 1822 v obci Gincice. Studoval dobře, ale jeho rodina měla finanční potíže. Aby se s nimi vypořádal, rozhodl se Johann Mendel v roce 1943 stát mnichem v českém klášteře v Brně a přijal tam jméno Gregor.
Gregor Johann Mendel (1822 - 1884)
Později vystudoval biologii na vídeňské univerzitě a poté se rozhodl vyučovat fyziku a přírodopis v Brně. Ve stejné době se vědec začal zajímat o botaniku. Prováděl pokusy s křížením hrachu. Na základě výsledků těchto experimentů vědec odvodil tři zákony dědičnosti, které jsou předmětem tohoto článku.
Tyto zákony, publikované v díle „Pokusy s rostlinnými hybridy“ v roce 1866, nezískaly širokou publicitu a práce byla brzy zapomenuta. Připomínalo se až po Mendelově smrti v roce 1884. Už víte, kolik zákonů odvodil. Nyní je čas přejít k pohledu na každý z nich.
První Mendelův zákon – zákon uniformity hybridů první generace
Zvažte experiment, který provedl Mendel. Vzal dva druhy hrachu. Tyto druhy se vyznačovaly barvou květů. Jeden je měl fialové a druhý je měl bílé.
Když je vědec překročil, viděl, že všichni potomci měli fialové květy. A žlutý a zelený hrášek produkoval zcela žluté potomstvo. Biolog experiment opakoval ještě mnohokrát, kontroloval dědičnost různých vlastností, ale výsledek byl vždy stejný.
Na základě těchto experimentů vědec odvodil svůj první zákon, zde je jeho formulace: všichni kříženci v první generaci dědí po svých rodičích vždy jen jeden znak.
Označme gen zodpovědný za fialové květy jako A a za bílé květy jako a. Genotyp jednoho rodiče je AA (fialový) a druhý je aa (bílý). Gen A bude zděděn od prvního rodiče a gen a od druhého. To znamená, že genotyp potomka bude vždy Aa. Gen označený velkým písmenem se nazývá dominantní a malé písmeno recesivní.
Pokud genotyp organismu obsahuje dva dominantní nebo dva recesivní geny, pak se nazývá homozygot a organismus obsahující různé geny se nazývá heterozygot. Pokud je organismus heterozygotní, pak je recesivní gen, označený velkým písmenem, potlačen silnějším dominantním, což má za následek projev znaku, za který je dominantní zodpovědný. To znamená, že hrách s genotypem Aa bude mít fialové květy.
Křížení dvou heterozygotních organismů s různými vlastnostmi je monohybridní křížení.
Kodominance a neúplná dominance
Stává se, že dominantní gen nedokáže potlačit recesivní. A pak se v těle objeví obě rodičovské vlastnosti.
Tento jev lze pozorovat na příkladu kamélie. Pokud je v genotypu této rostliny jeden gen zodpovědný za červené okvětní lístky a druhý za bílé, pak polovina okvětních lístků kamélie zčervená a zbytek zbělá.
Tento jev se nazývá kodominance.
Podobným jevem je neúplná dominance, u které se objevuje třetí charakteristika, něco mezi tím, co měli rodiče. Například květina noční krásy s genotypem obsahujícím bílé i červené okvětní lístky se zbarví do růžova.
Druhý Mendelův zákon – zákon segregace
Pamatujeme si tedy, že při křížení dvou homozygotních organismů všichni potomci získají pouze jeden znak. Ale co když z tohoto potomka vezmeme dva heterozygotní organismy a zkřížíme je? Bude potomek jednotný?
Vraťme se k hrášku. Každý rodič stejně pravděpodobně předá buď gen A, nebo gen a. Potom budou potomci rozděleni takto:
- AA - fialové květy (25%);
- aa - bílé květy (25%);
- Aa - fialové květy (50%).
Je vidět, že organismů s fialovými květy je třikrát více. Jedná se o fenomén štěpení. Toto je druhý zákon Gregora Mendela: při křížení heterozygotních organismů dochází k rozdělení potomstva v poměru 3:1 ve fenotypu a 1:2:1 v genotypu.
Existují však takzvané smrtící geny. Pokud jsou přítomny, dochází k odchylce od druhého zákona. Například potomci žlutých myší jsou rozděleni v poměru 2:1.
Totéž se děje s liškami v barvě platiny. Faktem je, že pokud jsou v genotypu těchto (a některých dalších) organismů oba geny dominantní, pak prostě zemřou. Výsledkem je, že dominantní gen může být exprimován pouze v případě, že je organismus heterozyotický.
Zákon čistoty gamet a jeho cytologický základ
Vezměme žlutý hrách a zelený hrášek, žlutý gen je dominantní a zelený je recesivní. Hybrid bude obsahovat oba tyto geny (i když se dočkáme pouze projevu toho dominantního).
Je známo, že geny se přenášejí z rodičů na potomky pomocí gamet. Gameta je pohlavní buňka. V hybridním genotypu jsou dva geny, ukázalo se, že každá gameta – a jsou dvě – obsahovala jeden gen. Po sloučení vytvořili hybridní genotyp.
Pokud se ve druhé generaci objevil recesivní znak charakteristický pro jeden z rodičovských organismů, byly splněny následující podmínky:
- dědičné faktory kříženců se nezměnily;
- každá gameta obsahovala jeden gen.
Druhým bodem je zákon čistoty gamet. Samozřejmě, že nejsou dva geny, je jich více. Existuje koncept alelických genů. Jsou zodpovědní za stejné znamení. Při znalosti tohoto pojmu můžeme zákon formulovat následovně: jeden náhodně vybraný gen z alely proniká do gamety.
Cytologický základ tohoto pravidla: buňky, ve kterých jsou chromozomy obsahující páry alel s veškerou genetickou informací, se dělí a tvoří buňky, ve kterých je pouze jedna alela – haploidní buňky. V tomto případě se jedná o gamety.
Třetí Mendelův zákon – zákon o nezávislém dědění
Naplnění třetího zákona je možné u dihybridního křížení, kdy není studován jeden znak, ale několik. U hrachu je to například barva a hladkost pecek.
Geny zodpovědné za barvu semen označujeme jako A (žlutá) a a (zelená); pro hladkost - B (hladký) a b (vrásčitý). Pokusme se provést dihybridní křížení organismů s různými vlastnostmi.
Při takovém křížení není porušen první zákon, to znamená, že hybridy budou identické jak v genotypu (AaBb), tak ve fenotypu (se žlutými hladkými semeny).
Jaké bude rozdělení ve druhé generaci? Abyste to zjistili, musíte zjistit, jaké gamety mohou mateřské organismy vylučovat. Pochopitelně to jsou AB, Ab, aB a ab. Poté je sestaven obvod zvaný Pinnettova mřížka.
Všechny gamety, které může uvolnit jeden organismus, jsou uvedeny vodorovně a všechny gamety, které může uvolnit jiný organismus, jsou uvedeny svisle. Uvnitř mřížky se zaznamenává genotyp organismu, který by se u daných gamet objevil.
| AB | Ab | aB | ab | |
| AB | AABB | AABb | AaBB | AaBb |
| Ab | AABb | AAbb | AaBb | Aabb |
| aB | AaBB | AaBb | aaBB | aaBb |
| ab | AaBb | Aabb | aaBb | aabb |
Pokud si prostudujete tabulku, můžete dojít k závěru, že k štěpení hybridů druhé generace podle fenotypu dochází v poměru 9:3:3:1. Mendel si to také uvědomil poté, co provedl několik experimentů.
Navíc také došel k závěru, že který z genů jedné alely (Aa) se dostane do gamety, nezávisí na druhé alele (Bb), tedy existuje pouze nezávislá dědičnost znaků. Toto je jeho třetí zákon, nazývaný právo nezávislého dědictví.
Závěr
Tři Mendelovy zákony jsou základními genetickými zákony. Díky tomu, že se jeden člověk rozhodl experimentovat s hráškem, dostala biologie novou sekci – genetiku.
S jeho pomocí se vědci z celého světa naučili mnoho věcí, od prevence nemocí až po genetické inženýrství. Genetika je jedním z nejzajímavějších a nejslibnějších oborů biologie.
Zákon segregace Mendel zasadil první generaci hybridů hrachu (které byly všechny žluté) a umožnil jim samosprašování. V důsledku toho byla získána semena, která byla hybridy druhé generace (F2). Mezi nimi již byla nejen žlutá, ale i zelená semena, tj. došlo k štěpení. Současně byl poměr žlutých a zelených semen 3: 1. Objevení se zelených semen ve druhé generaci prokázalo, že tato vlastnost u hybridů první generace nezmizela ani se nerozpustila, ale existovala v diskrétním stavu, ale byla prostě potlačeno. Do vědy byly zavedeny pojmy dominantní a recesivní alely genu (Mendel je nazval jinak). Dominantní alela potlačuje recesivní. Čistá linie žlutého hrachu má dvě dominantní alely - AA. Čistá linie zeleného hrášku má dvě recesivní alely - aa. Během meiózy vstupuje do každé gamety pouze jedna alela.
Mendelovy zákony. základy genetiky
V 19. století Gregor Mendel při provádění výzkumu hrachu identifikoval tři hlavní vzorce dědičnosti vlastností, které se nazývají Mendelovy tři zákony.
První dva zákony se týkají monohybridního křížení (když se berou rodičovské formy, které se liší pouze jednou charakteristikou), třetí zákon byl odhalen při dihybridním křížení (rodičovské formy jsou studovány pro dvě různé charakteristiky).
Pozornost
První Mendelův zákon. Zákon uniformity hybridů první generace Mendel zkřížil rostliny hrachu, které se lišily v jedné vlastnosti (například barvou semen).
Některé měly žlutá semena, jiné zelené. Po křížovém opylení se získají hybridy první generace (F1).
Všechny měly žlutá semena, tedy byly jednotné.
Fenotypový znak, který určuje zelenou barvu semen, zmizel.
Druhý Mendelův zákon.
Vítejte
Info
Gregor Mendel je rakouský botanik, který studoval a popsal vzor dědičnosti vlastností.
Mendelovy zákony jsou základem genetiky, která dodnes hraje důležitou roli při studiu vlivu dědičnosti a přenosu dědičných znaků.
Ve svých experimentech vědec křížil různé druhy hrachu, které se lišily v jednom alternativním znaku: barva květů, hladce vrásčitý hrách, výška stonku.
Charakteristickým rysem Mendelových experimentů bylo navíc použití tzv. „čistých linií“, tzn.
potomstvo vzniklé samoopylením mateřské rostliny. Mendelovy zákony, formulace a stručný popis budou diskutovány níže.
Rakouský vědec, který studoval a pečlivě připravoval experiment s hráškem po mnoho let: pomocí speciálních sáčků na ochranu květin před vnějším opylením, dosáhl rakouský vědec v té době neuvěřitelných výsledků.
Přednáška č. 17. základní pojmy genetiky. Mendelovy zákony
Exprese některých genů může být vysoce závislá na podmínkách prostředí. Některé alely se například fenotypově objevují až při určité teplotě v určité fázi vývoje organismu. To může také vést k porušení mendelovské segregace.
Modifikační geny a polygeny. Kromě hlavního genu, který řídí tuto vlastnost, může genotyp obsahovat několik dalších modifikačních genů, které modifikují projev hlavního genu.
Důležité
Některé znaky mohou být determinovány nikoli jedním genem, ale celým komplexem genů, z nichž každý přispívá k projevu znaku.
Tato vlastnost se obvykle nazývá polygenní. To vše také narušuje rozchod 3:1.
Mendelovy zákony
Stav (alela) znaku, který se objevuje v první generaci, se nazývá dominantní a stav (alela), který se nevyskytuje v první generaci hybridů, se nazývá recesivní. „Sklony“ vlastností (podle moderní terminologie – geny) G.
Mendel navrhl označit písmeny latinské abecedy.
Stavy patřící ke stejnému páru znaků jsou označeny stejným písmenem, ale dominantní alela je velká a recesivní alela je malá.
Druhý Mendelův zákon. Při vzájemném křížení heterozygotních hybridů první generace (samoopylení nebo příbuzenská plemenitba) se ve druhé generaci objevují jedinci s dominantním i recesivním charakterovým stavem, tzn. v určitých vztazích dochází k štěpení. V Mendelových pokusech tak z 929 rostlin druhé generace bylo 705 s fialovými květy a 224 s bílými.
ještě jeden krok
Hrách se žlutými semeny tedy produkuje pouze gamety obsahující alelu A.
Hrách se zelenými semeny produkuje gamety obsahující alelu a.
Při křížení produkují hybridy Aa (první generace).
Protože dominantní alela v tomto případě zcela potlačuje recesivní, byla u všech hybridů první generace pozorována žlutá barva semen.
Hybridy první generace již produkují gamety A a a. Při samosprašování, náhodném vzájemném kombinování, tvoří genotypy AA, Aa, aa.
Kromě toho se heterozygotní genotyp Aa bude vyskytovat dvakrát častěji (jako Aa a aA) než každý homozygotní genotyp (AA a aa).
Tak dostaneme 1AA: 2Aa: 1aa. Protože Aa dává žlutá semínka jako AA, ukázalo se, že na každé 3 žluté připadá 1 zelená.
Třetí Mendelův zákon. Zákon nezávislé dědičnosti různých znaků Mendel provedl dihybridní křížení, tzn.
Sciencelandia
Chcete také věřit, že svému romantickému partnerovi dopřejete v posteli potěšení? Aspoň se nechceš červenat a omlouvat se... Sexualita Pokud máš jedno z těchto 11 znamení, pak jsi jedním z nejvzácnějších lidí na Zemi Jaké lidi lze klasifikovat jako vzácné? Jde o jedince, kteří neztrácejí čas maličkostmi.
Jejich pohled na svět je široký... New Age Proč potřebujete malou kapsičku na džínách? Každý ví, že na džínách je malinká kapsička, ale málokdo přemýšlel o tom, proč by to mohlo být potřeba.
Zajímavé je, že původně to bylo místo pro skladování... Oblečení Naši předkové spali jinak než my. co děláme špatně? Je těžké tomu uvěřit, ale vědci a mnozí historikové se přiklánějí k názoru, že moderní člověk spí úplně jinak než jeho dávní předkové. Zpočátku...
Všechny možné kombinace samčích a samičích gamet lze snadno stanovit pomocí Punnettovy mřížky, ve které jsou gamety jednoho rodiče vypsány horizontálně a gamety druhého rodiče vertikálně. Do čtverců jsou zapsány genotypy zygot vzniklé při fúzi gamet.
Pokud vezmeme v úvahu výsledky dělení pro každou dvojici znaků zvlášť, ukáže se, že poměr počtu žlutých semen k počtu zelených a poměr hladkých semínek k vrásčitým u každého páru je roven 3. :1.
Při dihybridním křížení se tedy každý pár znaků při rozdělení v potomstvu chová stejně jako při křížení monohybridním, tzn.
tedy bez ohledu na druhou dvojici znamení.
Jedna čistá řada hrachu měla žlutá a hladká semena, zatímco druhá měla zelená a vrásčitá semena.
Všechny jejich hybridy první generace měly žlutá a hladká semena. Ve druhé generaci podle očekávání došlo k štěpení (některá semena vypadala zelená a svraštělá). Rostliny však nebyly pozorovány pouze se žlutými hladkými a zeleně vrásčitými semeny, ale také se žlutě vrásčitými a zelenými hladkými semeny.
Jinými slovy, došlo k rekombinaci znaků, což naznačuje, že k dědičnosti barvy a tvaru semene dochází nezávisle na sobě.
Pokud jsou totiž geny pro barvu semen umístěny v jednom páru homologních chromozomů a geny, které určují tvar, jsou v druhém, pak mohou být během meiózy kombinovány nezávisle na sobě.
Mendelovy zákony jsou stručné a jasné
Ke znovuobjevení Mendelových zákonů Hugo de Vries v Holandsku, Karl Correns v Německu a Erich Tsermak v Rakousku došlo až v roce 1900. Zároveň byly otevřeny archivy a nalezena Mendelova stará díla.
V této době byl vědecký svět již připraven přijmout genetiku.
Její triumfální pochod začal. Kontrolovali platnost zákonů dědičnosti podle Mendela (Mendelizace) na stále nových a nových rostlinách a zvířatech a dostávali neustálé potvrzování. Všechny výjimky z pravidel se rychle vyvinuly v nové fenomény obecné teorie dědičnosti. V současné době jsou tři základní zákony genetiky, Mendelovy tři zákony, formulovány následovně. První Mendelův zákon. Jednotnost hybridů první generace.
Všechny vlastnosti organismu mohou být ve svém dominantním nebo recesivním projevu, který závisí na přítomných alelách daného genu.
Důkladná a zdlouhavá analýza získaných dat umožnila výzkumníkovi odvodit zákony dědičnosti, které byly později nazvány „Mendelovy zákony“.
Než začneme popisovat zákony, měli bychom si představit několik pojmů nezbytných pro pochopení tohoto textu: Dominantní gen je gen, jehož vlastnost se projevuje v těle.
Označuje se velkým písmenem: A, B. Při zkřížení je takový znak považován za podmíněně silnější, tzn.
objeví se vždy, pokud má druhá mateřská rostlina podmíněně slabší vlastnosti. To dokazují Mendelovy zákony. Recesivní gen je gen, který není exprimován ve fenotypu, i když je v genotypu přítomen. Označuje se velkým písmenem a,b. Heterozygot je hybrid, jehož genotyp (soubor genů) obsahuje dominantní i recesivní gen pro určitý znak.
Během oplodnění se gamety spojují podle pravidel náhodných kombinací, ale se stejnou pravděpodobností pro každou. Ve výsledných zygotách vznikají různé kombinace genů. Nezávislá distribuce genů v potomstvu a výskyt různých kombinací těchto genů při dihybridním křížení je možný pouze v případě, že se páry alelických genů nacházejí v různých párech homologních chromozomů. Třetí Mendelův zákon je tedy formulován následovně: při křížení dvou homozygotních jedinců, kteří se od sebe liší dvěma nebo více páry alternativních znaků, se geny a jim odpovídající znaky dědí nezávisle na sobě. Ty recesistické létaly. Mendel získal identické číselné poměry při dělení alel mnoha párů znaků. To zejména znamenalo stejné přežití jedinců všech genotypů, ale nemusí tomu tak být.
Gregor Mendel je rakouský botanik, který studoval a popsal Mendelovy zákony – které dodnes hrají důležitou roli při studiu vlivu dědičnosti a přenosu dědičných znaků.
Ve svých experimentech vědec křížil různé druhy hrachu, které se lišily v jednom alternativním znaku: barva květů, hladce vrásčitý hrách, výška stonku. Charakteristickým rysem Mendelových experimentů bylo navíc použití tzv. „čistých linií“, tzn. potomstvo vzniklé samoopylením mateřské rostliny. Mendelovy zákony, formulace a stručný popis budou diskutovány níže.
Rakouský vědec, který studoval a pečlivě připravoval experiment s hráškem po mnoho let: pomocí speciálních sáčků na ochranu květin před vnějším opylením, dosáhl rakouský vědec v té době neuvěřitelných výsledků. Důkladná a zdlouhavá analýza získaných dat umožnila výzkumníkovi odvodit zákony dědičnosti, které byly později nazvány „Mendelovy zákony“.
Než začneme popisovat zákony, měli bychom si představit několik pojmů nezbytných pro pochopení tohoto textu:
Dominantní gen- gen, jehož vlastnost se projevuje v těle. Označeno A, B. Při křížení je takový znak považován za podmíněně silnější, tzn. objeví se vždy, pokud má druhá mateřská rostlina podmíněně slabší vlastnosti. To dokazují Mendelovy zákony.
recesivní gen - gen není exprimován ve fenotypu, ačkoli je přítomen v genotypu. Označuje se velkým písmenem a,b.
heterozygotní - hybrid, jehož genotyp (soubor genů) obsahuje dominantní i určitý znak. (Aa nebo Bb)
homozygot - hybridní , mající výhradně dominantní nebo pouze recesivní geny odpovědné za určitou vlastnost. (AA nebo bb)
Stručně formulované Mendelovy zákony budou diskutovány níže.
První Mendelův zákon, také známý jako zákon hybridní uniformity, lze formulovat následovně: první generace hybridů vzniklých křížením čistých linií otcovských a mateřských rostlin nemá žádné fenotypové (tj. vnější) rozdíly ve studovaném znaku. Jinými slovy, všechny dceřiné rostliny mají stejnou barvu květů, výšku stonku, hladkost nebo drsnost hrachu. Projevený znak navíc fenotypově přesně odpovídá původnímu znaku jednoho z rodičů.
Druhý Mendelův zákon nebo zákon o segregaci říká: potomci heterozygotních hybridů první generace při samosprašování nebo příbuzenském křížení mají recesivní i dominantní znaky. K štěpení navíc dochází podle následujícího principu: 75 % jsou rostliny s dominantním znakem, zbývajících 25 % jsou s recesivním znakem. Jednoduše řečeno, pokud rodičovské rostliny měly červené květy (dominantní znak) a žluté květy (recesivní znak), pak dceřiné rostliny budou mít ze 3/4 červené květy a zbytek žluté.
Třetí A poslední Mendelův zákon, který se také nazývá obecně, znamená následující: při křížení homozygotních rostlin majících 2 nebo více různých vlastností (to je například vysoká rostlina s červenými květy (AABB) a nízká rostlina se žlutými květy (aabb), studované vlastnosti (výška stonku a barva květů) se dědí nezávisle, jinými slovy, výsledkem křížení mohou být vysoké rostliny se žlutými květy (Aabb) nebo nízké rostliny s červenými květy (aaBb).
Mendelovy zákony, objevené v polovině 19. století, získaly uznání mnohem později. Na jejich základě byla postavena veškerá moderní genetika a po ní selekce. Navíc Mendelovy zákony potvrzují velkou rozmanitost druhů, které dnes existují.
