Prima lege a lui Mendel. Legea uniformității hibrizilor din prima generație
Când se încrucișează indivizi homozigoți care diferă într-o pereche de caractere alternative (se exclud reciproc), toți descendenții în prima generatie uniformă atât în fenotip, cât și în genotip.
Au fost încrucișate plante de mazăre cu semințe galbene (trăsătură dominantă) și verzi (trăsătură recesivă). Formarea gameților este însoțită de meioză. Fiecare plantă produce un tip de gameți. Din fiecare pereche omoloagă de cromozomi, un cromozom cu una dintre genele alelice (A sau a) intră în gameți. După fertilizare, împerecherea cromozomilor omologi este restabilită și se formează hibrizi. Toate plantele vor avea doar semințe galbene (fenotip), heterozigote pentru genotipul Aa. Acest lucru se întâmplă când dominație completă.
Hibridul Aa are o genă A de la un părinte, iar a doua genă - a - de la celălalt părinte (Fig. 73).
Gameții haploizi (G), spre deosebire de organismele diploide, sunt încercuiți.
În urma încrucișării, se obțin hibrizi de prima generație, denumiți F 1.
Pentru înregistrarea încrucișărilor se folosește un tabel special, propus de geneticianul englez Punnett și numit grila Punnett.
Gameții individului patern sunt înscriși pe orizontală, iar gameții individului matern pe verticală. Genotiparea este înregistrată la intersecții.
Orez. 73.Moștenirea în încrucișări monohibride.
I - încrucișarea a două soiuri de mazăre cu semințe galbene și verzi (P); II
Fundamentele citologice ale legilor I și II ale lui Mendel.
F 1 - heterozigoţi (Aa), F 2 - segregare conform genotipului 1 AA: 2 Aa: 1 aa.
py descendenți. În tabel, numărul de celule depinde de numărul de tipuri de gameți produse de indivizii încrucișați.
Legea lui Mendel II. Legea divizării hibrizilor din prima generație
Când hibrizii din prima generație sunt încrucișați între ei, indivizii cu trăsături dominante și recesive apar în a doua generație și divizarea are loc după fenotip într-un raport de 3:1 (trei fenotipuri dominante și unul recesiv) și 1:2:1. după genotip (vezi. Fig. 73). O astfel de divizare este posibilă atunci când dominație completă.
Ipoteza „purității” gameților
Legea divizării poate fi explicată prin ipoteza „purității” gameților.
Mendel a numit fenomenul de neamestecare a alelelor caracterelor alternative în gameții unui organism heterozigot (hibrid) ipoteza „purității” gameților. Două gene alelice (Aa) sunt responsabile pentru fiecare trăsătură. Când se formează hibrizii, genele alelice nu sunt amestecate, ci rămân neschimbate.
Ca rezultat al meiozei, hibrizii Aa formează două tipuri de gameți. Fiecare gamet conține unul dintr-o pereche de cromozomi omologi cu gena alelică A sau gena alelică a. Gameții sunt puri dintr-o altă genă alelică. În timpul fertilizării, se restabilește omologia cromozomilor și alelicitatea genelor și apare o trăsătură recesivă (culoarea verde a mazărei), a cărei genă nu și-a arătat efectul în organismul hibrid. Trăsăturile se dezvoltă prin interacțiunea genelor.
Dominanță incompletă
La dominație incompletă indivizii heterozigoți au propriul lor fenotip, iar trăsătura este intermediară.
Când se încrucișează plante de frumusețe nocturnă cu flori roșii și albe, în prima generație apar indivizi de culoare roz. La încrucișarea hibrizilor din prima generație (flori roz), clivajul la descendenți după genotip și fenotip coincide (Fig. 74).
Orez. 74.Moștenire cu dominație incompletă în planta de frumusețe nocturnă.
Gena care provoacă anemia falciformă la om are proprietatea de dominare incompletă.
Cruce de analiză
Trăsătura recesivă (mazărea verde) apare numai în stare homozigotă. Indivizii homozigoți (mazăre galbenă) și heterozigoți (mazăre galbenă) cu trăsături dominante nu diferă unul de celălalt ca fenotip, dar au genotipuri diferite. Genotipurile lor pot fi determinate prin încrucișarea cu indivizi cu un genotip cunoscut. Un astfel de individ poate fi mazărea verde, care are o trăsătură homozigotă recesivă. Această cruce se numește cruce analizată. Dacă, ca urmare a încrucișării, toți descendenții sunt uniformi, atunci individul studiat este homozigot.
Dacă are loc divizarea, atunci individul este heterozigot. Descendența unui individ heterozigot produce clivaj într-un raport de 1:1.
Legea a III-a a lui Mendel. Legea combinației independente de caracteristici (Fig. 75). Organismele diferă unele de altele în mai multe moduri.
Încrucișarea indivizilor care diferă în două caracteristici este numită dihibridă și, în multe privințe, polihibridă.
La încrucișarea indivizilor homozigoți care diferă în două perechi de caractere alternative, în a doua generație apare combinație independentă de caracteristici.
Ca urmare a încrucișării dihibride, întreaga primă generație este uniformă. În a doua generație, clivajul fenotipic are loc într-un raport de 9:3:3:1.
De exemplu, dacă încrucișați o mazăre cu semințe galbene și o suprafață netedă (trăsătură dominantă) cu o mazăre cu semințe verzi și o suprafață încrețită (trăsătură recesivă), toată prima generație va fi uniformă (semințe galbene și netede).
Când hibrizii au fost încrucișați între ei în a doua generație, au apărut indivizi cu caracteristici care nu erau prezente în formele originale (semințe galbene ridate și verzi netede). Aceste trăsături sunt moștenite indiferent unul de altul.
Un individ diheterozigot a produs 4 tipuri de gameți
Pentru confortul numărării indivizilor care rezultă în a doua generație după încrucișarea hibrizilor, este utilizată grila Punnett.
Orez. 75.Distribuția independentă a trăsăturilor în încrucișările dihibride. A, B, a, b - alele dominante și recesive care controlează dezvoltarea a două trăsături. G - celulele germinale ale parintilor; F 1 - hibrizi de prima generație; F 2 - hibrizi de a doua generație.
Ca rezultat al meiozei, una dintre genele alelice dintr-o pereche omoloagă de cromozomi va fi transferată la fiecare gamet.
Se formează 4 tipuri de gameți. Clivaj după încrucișare în raport 9:3:3:1 (9 indivizi cu două trăsături dominante, 1 individ cu două trăsături recesive, 3 indivizi cu una dominantă și celelalte trăsături recesive, 3 indivizi cu trăsături dominante și recesive).
Apariția indivizilor cu trăsături dominante și recesive este posibilă deoarece genele responsabile de culoarea și forma mazărei sunt localizate pe diverși cromozomi neomologi.
Fiecare pereche de gene alelice este distribuită independent de cealaltă pereche și, prin urmare, genele pot fi combinate independent.
Un individ heterozigot pentru „n” perechi de caracteristici formează 2 n tipuri de gameți.
Întrebări pentru autocontrol
1. Cum este formulată prima lege a lui Mendel?
2. Ce semințe a încrucișat Mendel cu mazărea?
3. Plante cu ce semințe au rezultat din încrucișare?
4. Cum este formulată legea lui Mendel II?
5. Plante cu ce caracteristici au fost obținute ca urmare a încrucișării hibrizilor din prima generație?
6. În ce raport numeric are loc divizarea?
7. Cum poate fi explicată legea divizării?
8. Cum se explică ipoteza „purității” gameților?
9. Cum se explică dominanța incompletă a trăsăturilor? 10.Ce fel de clivaj are loc după fenotip și genotip
dupa incrucisarea hibrizilor de prima generatie?
11.Când se efectuează o încrucișare analitică?
12. Cum se realizează o încrucișare analitică?
13.Ce fel de cruce se numește dihibridă?
14. Pe ce cromozomi se află genele responsabile de culoarea și forma mazărei?
15. Cum este formulată legea lui Mendel III?
16. Ce clivaj fenotipic are loc în prima generație?
17. Ce fel de clivaj fenotipic are loc în a doua generație?
18.Ce se folosește pentru confortul numărării indivizilor rezultate din încrucișarea hibrizilor?
19.Cum putem explica apariția unor indivizi cu caracteristici care nu existau înainte?
Cuvinte cheie ale subiectului „Legile lui Mendel”
anemie de alelicitate
interacţiune
gameti
gena
genotip
heterozigot
hibrid
ipoteza „purităţii” gameţilor
homozigot
omologie
mazăre
Mazăre
acțiune
dihibrid
dominație
uniformitate
lege
meioză
colorarea educației
fertilizare
individual
împerechere
suprafaţă
numara
generaţie
polihibrid
descendenți
aspect
semn
plantă
Despică
Grila Punnett
părinţi
proprietate
semințe
trecere
fuziune
raport
varietate
comoditate
fenotip
formă
caracter
culoare
flori
Alelism multiplu
Genele alelice pot include nu două, ci un număr mai mare de gene. Acestea sunt alele multiple. Acestea apar ca urmare a mutației (înlocuirea sau pierderea unei nucleotide într-o moleculă de ADN). Un exemplu de alele multiple pot fi genele responsabile pentru grupele sanguine umane: I A, I B, I 0. Genele I A și I B sunt dominante la gena I 0. Doar două gene dintr-o serie de alele sunt întotdeauna prezente într-un genotip. Genele I 0 I 0 determină grupa sanguină I, genele 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.
Interacțiunea genelor
Există o relație complexă între o genă și o trăsătură. O genă poate fi responsabilă pentru dezvoltarea unei trăsături.
Genele sunt responsabile pentru sinteza proteinelor care catalizează anumite reacții biochimice, rezultând anumite caracteristici.
O genă poate fi responsabilă pentru dezvoltarea mai multor trăsături, prezentând efect pleiotrop. Severitatea efectului pleiotrop al unei gene depinde de reacția biochimică catalizată de enzima sintetizată sub controlul acestei gene.
Mai multe gene pot fi responsabile pentru dezvoltarea unei trăsături - aceasta polimer acţiunea genelor.
Manifestarea simptomelor este rezultatul interacțiunii diferitelor reacții biochimice. Aceste interacțiuni pot fi asociate cu gene alelice și non-alelice.
Interacțiunea genelor alelice.
Interacțiunea genelor situate în aceeași pereche alelică are loc după cum urmează:
. dominație completă;
. dominanță incompletă;
. co-dominanța;
. supradominare.
La completÎn dominanță, acțiunea unei gene (dominante) suprimă complet acțiunea alteia (recesivă). La încrucișare, la prima generație apare o trăsătură dominantă (de exemplu, culoarea galbenă a mazărei).
La incomplet dominanţa apare atunci când efectul unei alele dominante este slăbit în prezenţa uneia recesive. Indivizii heterozigoți obținuți ca urmare a încrucișării au propriul lor genotip. De exemplu, la încrucișarea plantelor de frumusețe nocturnă cu flori roșii și albe, apar flori roz.
La co-dominanță Efectul ambelor gene se manifestă atunci când sunt prezente simultan. Ca urmare, apare un nou simptom.
De exemplu, grupa sanguină IV (I A I B) la om este formată prin interacțiunea genelor I A și I B. Separat, gena I A determină grupa II de sânge, iar gena I B determină grupa III de sânge.
La supradominare alela dominantă în starea heterozigotă are o manifestare mai puternică a trăsăturii decât în starea homozigotă.
Interacțiunea genelor nonalelice
O trăsătură a unui organism poate fi adesea influențată de mai multe perechi de gene non-alelice.
Interacțiunea genelor non-alelice are loc după cum urmează:
. complementaritatea;
. epistaza;
. polimeri.
Complementar efectul se manifestă prin prezența simultană a două gene non-alelice dominante în genotipul organismelor. Fiecare dintre genele dominante se poate manifesta independent dacă cealaltă se află într-o stare recesivă, dar prezența lor comună într-o stare dominantă în zigot determină o nouă stare a trăsăturii.
Exemplu. Au fost încrucișate două soiuri de mazăre dulce cu flori albe. Toți hibrizii din prima generație au avut flori roșii. Culoarea florii depinde de două gene care interacționează A și B.
Proteinele (enzimele) sintetizate pe baza genelor A și B catalizează reacții biochimice care duc la manifestarea trăsăturii (culoarea roșie a florilor).
Epistazis- o interacțiune în care una dintre genele non-alelice dominante sau recesive suprimă acțiunea altei gene non-alelice. O genă care suprimă acțiunea altuia se numește genă epistatică sau supresoare. Gena suprimată se numește ipostatică. Epistazisul poate fi dominant sau recesiv.
Epistas dominant. Un exemplu de epistasis dominant ar fi moștenirea culorii penajului la pui. Gena dominantă C este responsabilă de culoarea penajului. Gena dominantă non-alelică I suprimă dezvoltarea culorii penajului. Ca urmare a acestui fapt, puii care au gena C în genotip, în prezența genei I, au penaj alb: IICC; IICC; IiCc; Iicc. Găinile cu genotipul iicc vor fi, de asemenea, albe, deoarece aceste gene sunt într-o stare recesivă. Penajul puilor cu genotipul iiCC, iiCc va fi colorat. Culoarea albă a penajului se datorează prezenței unei alele recesive a genei i sau prezenței genei supresoare de culoare I. Interacțiunea genelor se bazează pe conexiuni biochimice între proteinele enzimatice, care sunt codificate de gene epistatice.
Epistas recesiv. Epistasis recesiv explică fenomenul Bombay - moștenirea neobișnuită a antigenelor sistemului de grupe sanguine ABO. Există 4 grupe de sânge cunoscute.
În familia unei femei cu grupa sanguină I (I 0 I 0) dintr-un bărbat cu grupa sanguină II (I A I A), s-a născut un copil cu grupa sanguină IV (I A I B), ceea ce este imposibil. S-a dovedit că femeia a moștenit gena I B de la mama ei și gena I 0 de la tatăl ei. Prin urmare, doar gena I 0 a prezentat un efect
se credea că femeia avea grupa I de sânge. Gena I B a fost suprimată de gena recesivă x, care era într-o stare homozigotă - xx.
La copilul acestei femei, gena I B suprimată și-a arătat efectul. Copilul avea grupa sanguină IV I A I B.
PolimerEfectul genelor se datorează faptului că mai multe gene non-alelice pot fi responsabile pentru aceeași trăsătură, sporind manifestarea acesteia. Trăsăturile care depind de genele polimerului sunt clasificate ca fiind cantitative. Genele responsabile pentru dezvoltarea trăsăturilor cantitative au un efect cumulativ. De exemplu, genele polimerice non-alelice S1 și S2 sunt responsabile pentru pigmentarea pielii la oameni. În prezența alelelor dominante ale acestor gene, se sintetizează mult pigment, în prezența celor recesive - puțin. Intensitatea culorii pielii depinde de cantitatea de pigment, care este determinată de numărul de gene dominante.
Dintr-o căsătorie între mulatri S 1 s 1 S 2 s 2, copiii se nasc cu pigmentarea pielii de la deschis la întuneric, dar probabilitatea de a avea un copil cu culoarea pielii alb și negru este de 1/16.
Multe trăsături sunt moștenite conform principiului polimeric.
Întrebări pentru autocontrol
1. Ce sunt alelele multiple?
2. Ce gene sunt responsabile pentru tipurile de sânge umane?
3. Ce grupe de sânge are o persoană?
4. Ce conexiuni există între o genă și o trăsătură?
5. Cum interacționează genele alelice?
6. Cum interacționează genele non-alelice?
7. Cum poate fi explicată acțiunea complementară a unei gene?
8. Cum poate fi explicat epistasis?
9. Cum poate fi explicată acțiunea polimerică a unei gene?
Cuvinte cheie ale subiectului „Alele multiple și interacțiunea genelor”
alelism alele antigene căsătorie
interacţiune
genotip
hibrid
mazăre
mazăre
Grupa de sange
acțiune
copii
dominație
femeie
înlocuire
codominanta
co-dominanță
Piele
găini
mamă
moleculă
mulatru
mutaţie
Disponibilitate
moştenire
nucleotide
colorare
penaj
baza
atitudine
pigment
pigmentare
pleiotropie
supresor
generaţie
polimerism
semn
exemplu
prezenţă
manifestare
dezvoltare
reactii
copil
rezultat
conexiune de supradominare
sistemul de sinteză a proteinelor
trecere
stat
grad
pierderi
fenomen
enzime
culoare
flori
Uman
Traversare monohibridă. Prima lege a lui Mendel.
În experimentele lui Mendel, la încrucișarea soiurilor de mazăre care aveau semințe galbene și verzi, toți descendenții (adică hibrizii din prima generație) s-au dovedit a avea semințe galbene.Nu a contat din ce semințe (galbene sau verzi) au crescut plantele mame (paterne). Deci, ambii părinți sunt la fel de capabili să-și transmită caracteristicile descendenților.
Rezultate similare au fost găsite în experimente în care au fost luate în considerare și alte caracteristici. Astfel, atunci când plantele cu semințe netede și ridate au fost încrucișate, toți urmașii aveau semințe netede. La încrucișarea plantelor cu flori violete și albe, toți hibrizii au ajuns să aibă doar petale de flori violete etc.
Modelul descoperit a fost numit prima lege a lui Mendel, sau legea uniformității hibrizilor din prima generație. Starea (alela) unei trăsături care apare în prima generație se numește dominantă, iar starea (alela) care nu apare în prima generație de hibrizi se numește recesivă.G. Mendel a propus să desemneze „facerea” trăsăturilor (în terminologia modernă - gene) prin litere ale alfabetului latin. Condițiile care aparțin aceleiași perechi de trăsături sunt desemnate prin aceeași literă, dar alela dominantă este mare, iar alela recesivă este mică.
A doua lege a lui Mendel.
Atunci când hibrizii heterozigoți din prima generație sunt încrucișați între ei (autopolenizare sau consangvinizare), în a doua generație apar indivizi atât cu stări de caracter dominant cât și recesiv, adică. există o scindare care are loc în anumite relaţii. Astfel, în experimentele lui Mendel, din 929 de plante din a doua generație, au fost 705 cu flori violet și 224 cu flori albe. În experimentul în care s-a luat în considerare culoarea semințelor, din 8023 semințe de mazăre obținute în a doua generație au fost 6022 galbene și 2001 verzi, iar din 7324 semințe la care s-a luat în considerare forma semințelor s-au obținut 5474 netede și 1850 încrețite. .Pe baza rezultatelor obtinute, Mendel a ajuns la concluzia că în a doua generație, 75% dintre indivizi au o stare dominantă a trăsăturii, iar 25% au o stare recesivă (diviziunea 3:1). Acest model se numește A doua lege a lui Mendel, sau legea despărțirii.
Conform acestei legi și folosind terminologia modernă, se pot trage următoarele concluzii:
a) alelele genelor, fiind în stare heterozigotă, nu își schimbă structura reciprocă;
b) în timpul maturizării gameţilor la hibrizi se formează aproximativ acelaşi număr de gameţi cu alele dominante şi recesive;
V) În timpul fertilizării, gameții masculini și feminini purtători de alele dominante și recesive sunt combinați liber.
La încrucișarea a doi heterozigoți (Aa), fiecare dintre ele produce două tipuri de gameți (jumătate cu alele dominante - A, jumătate cu alele recesive - a), trebuie de așteptat patru combinații posibile. Un ovul cu alela A poate fi fertilizat cu aceeasi probabilitate atat de un spermatozoid cu alela A cat si de un spermatozoid cu alela a; si un ovul cu o alela a - un spermatozoid sau cu o alela A, sau o alela a. Rezultatul este zigoții AA, Aa, Aa, aa sau AA, 2Aa, aa.
În aparență (fenotip), indivizii AA și Aa nu diferă, astfel încât diviziunea este în raport de 3:1. După genotip, indivizii sunt distribuiți în raport 1AA:2Aa:aa. Este clar că dacă din fiecare grup de indivizi din a doua generație obținem descendenți numai prin autopolenizare, atunci primul (AA) și ultimul (aa) grup (sunt homozigoți) vor produce numai descendenți uniformi (fără despărțire), iar formele heterozigote (Aa) vor produce divizarea în raport de 3:1.
Astfel, cea de-a doua lege a lui Mendel, sau legea segregării, este formulată astfel: la încrucișarea a doi hibrizi din prima generație, care sunt analizați în funcție de o pereche alternativă de stări de caractere, la urmași are loc o segregare după fenotip într-un raport. de 3:1 și după genotip într-un raport de 1:2:1.
A treia lege a lui Mendel sau legea moștenirii independente a caracteristicilor.
În timp ce studia scindarea în timpul traversărilor dihibride, Mendel a atras atenția asupra următoarei circumstanțe. La încrucișarea plantelor cu galben neted (AABB) și verzi șifonate (aa bb ) semințe în a doua generație au apărut noi combinații de caractere: galben ridat (Aa bb ) și verde neted (aaB b ), care nu s-au găsit în formele originale.
Din această observație, Mendel a concluzionat că segregarea pentru fiecare caracteristică are loc independent de a doua caracteristică. În acest exemplu, forma semințelor a fost moștenită indiferent de culoarea lor. Acest model se numește a treia lege a lui Mendel sau legea distribuției independente a genelor.
A treia lege a lui Mendel este formulată după cum urmează: La încrucișarea indivizilor homozigoți care diferă în două (sau mai multe) trăsături, moștenirea independentă și combinarea stărilor de caractere sunt observate în a doua generație dacă genele care le determină sunt situate în perechi diferite de cromozomi. Acest lucru este posibil deoarece în timpul meiozei, distribuția (combinația) cromozomilor în celulele germinale în timpul maturării lor are loc independent și poate duce la apariția descendenților cu o combinație de caracteristici care sunt diferite de indivizii parentali și ancestrali.
Pentru înregistrarea încrucișărilor, se folosesc adesea grile speciale, care au fost propuse de geneticianul englez Punnett (Punnet grid). Sunt convenabile de utilizat atunci când se analizează încrucișările polihibride. Principiul construcției grilei este că gameții individului patern sunt înregistrați orizontal deasupra, gameții individului matern sunt înregistrați pe verticală stânga, iar genotipurile probabile ale descendenților sunt înregistrate la punctele de intersecție.
Acest articol descrie pe scurt și clar cele trei legi ale lui Mendel. Aceste legi sunt baza tuturor geneticii prin crearea lor, Mendel a creat de fapt această știință.
Aici veți găsi o definiție a fiecărei legi și veți afla ceva nou despre genetică și biologie în general.
Înainte de a începe să citiți articolul, ar trebui să înțelegeți că genotipul este totalitatea genelor unui organism, iar fenotipul este caracteristicile sale externe.
Cine este Mendel și ce a făcut?
Gregor Johann Mendel este un celebru biolog austriac, născut în 1822 în satul Gincice. A studiat bine, dar familia lui a avut dificultăți financiare. Pentru a se ocupa de ei, Johann Mendel, în 1943, a decis să devină călugăr la o mănăstire cehă din orașul Brno și a primit acolo numele Gregor.
Gregor Johann Mendel (1822 - 1884)
Mai târziu a studiat biologia la Universitatea din Viena, iar apoi a decis să predea fizica și istoria naturală la Brno. În același timp, omul de știință a devenit interesat de botanică. A efectuat experimente privind încrucișarea mazărelor. Pe baza rezultatelor acestor experimente, omul de știință a derivat trei legi ale eredității, care fac obiectul acestui articol.
Publicate în lucrarea „Experimente cu hibrizi de plante” în 1866, aceste legi nu au primit o mare publicitate, iar lucrarea a fost uitată curând. A fost amintit abia după moartea lui Mendel în 1884. Știți deja câte legi a derivat. Acum este timpul să trecem la a privi fiecare.
Prima lege a lui Mendel - legea uniformității hibrizilor din prima generație
Luați în considerare experimentul condus de Mendel. A luat două tipuri de mazăre. Aceste specii se distingeau prin culoarea florilor lor. Unul le avea violet, iar celălalt le avea albe.
După ce le-a traversat, omul de știință a văzut că toți urmașii aveau flori violete. Și mazărea galbenă și verde a produs descendenți complet galbeni. Biologul a repetat experimentul de multe ori, verificând moștenirea diferitelor trăsături, dar rezultatul a fost întotdeauna același.
Pe baza acestor experimente, omul de știință a derivat prima sa lege, iată formularea ei: toți hibrizii din prima generație moștenesc întotdeauna o singură trăsătură de la părinții lor.
Să desemnăm gena responsabilă pentru florile violet ca A și pentru florile albe ca a. Genotipul unui părinte este AA (violet), iar al doilea este aa (alb). Gena A va fi moștenită de la primul părinte, iar a de la al doilea. Aceasta înseamnă că genotipul urmașilor va fi întotdeauna Aa. O genă desemnată printr-o literă mare se numește dominantă, iar o literă mică se numește recesivă.
Dacă genotipul unui organism conține două gene dominante sau două gene recesive, atunci se numește homozigot, iar un organism care conține gene diferite se numește heterozigot. Dacă organismul este heterozigot, atunci gena recesivă, desemnată cu majusculă, este suprimată de una dominantă mai puternică, rezultând manifestarea trăsăturii de care este responsabilă cea dominantă. Aceasta înseamnă că mazărea cu genotipul Aa va avea flori violete.
Încrucișarea a două organisme heterozigote cu caracteristici diferite este o încrucișare monohibridă.
Codominanță și dominanță incompletă
Se întâmplă ca o genă dominantă să nu poată suprima una recesivă. Și apoi ambele caracteristici parentale apar în organism.
Acest fenomen poate fi observat în exemplul cameliei. Dacă în genotipul acestei plante o genă este responsabilă pentru petalele roșii și cealaltă pentru albul, atunci jumătate din petalele de camelie vor deveni roșii, iar restul va deveni alb.
Acest fenomen se numește codominanță.
Dominanța incompletă este un fenomen asemănător, în care apare o a treia caracteristică, ceva între ceea ce aveau părinții. De exemplu, o floare de frumusețe nocturnă cu un genotip care conține atât petale albe, cât și roșii devine roz.
A doua lege a lui Mendel - legea segregării
Așadar, ne amintim că atunci când încrucișăm două organisme homozigote, toți descendenții vor avea o singură trăsătură. Dar dacă luăm două organisme heterozigote din acest descendent și le încrucișăm? Va fi descendenții uniformi?
Să revenim la mazăre. Fiecare părinte este la fel de probabil să transmită fie gena A, fie gena a. Apoi, descendenții vor fi împărțiți după cum urmează:
- AA - flori violete (25%);
- aa - flori albe (25%);
- Aa - flori violete (50%).
Se poate observa că există de trei ori mai multe organisme cu flori violete. Acesta este un fenomen de scindare. Aceasta este a doua lege a lui Gregor Mendel: atunci când organisme heterozigote sunt încrucișate, descendenții sunt împărțiți într-un raport de 3:1 în fenotip și 1:2:1 în genotip.
Cu toate acestea, există așa-numitele gene letale. Dacă sunt prezente, apare o abatere de la a doua lege. De exemplu, descendenții șoarecilor galbeni sunt împărțiți într-un raport de 2:1.
Același lucru se întâmplă și cu vulpile de culoarea platină. Faptul este că, dacă în genotipul acestor organisme (și al altora) ambele gene sunt dominante, atunci pur și simplu mor. Ca rezultat, o genă dominantă poate fi exprimată numai dacă organismul este heteroziot.
Legea purității gameților și baza citologică a acesteia
Să luăm mazăre galbenă și mazăre verde, gena galbenă este dominantă, iar gena verde este recesivă. Hibridul va conține ambele aceste gene (deși vom vedea doar manifestarea celei dominante).
Se știe că genele sunt transferate de la părinte la urmași folosind gameți. Un gamet este o celulă sexuală. Există două gene în genotipul hibrid, se dovedește că fiecare gamet - și există două dintre ele - conținea o genă. După ce au fuzionat, au format un genotip hibrid.
Dacă în a doua generație a apărut o trăsătură recesivă caracteristică unuia dintre organismele părinte, atunci au fost îndeplinite următoarele condiții:
- factorii ereditari ai hibrizilor nu s-au modificat;
- fiecare gamet conținea o genă.
Al doilea punct este legea purității gameților. Desigur, nu există două gene, sunt mai multe. Există un concept de gene alelice. Ei sunt responsabili pentru același semn. Cunoscând acest concept, putem formula legea astfel: o genă aleasă aleatoriu dintr-o alelă pătrunde în gamet.
Baza citologică a acestei reguli: celulele în care există cromozomi care conțin perechi de alele cu toată informația genetică, se divid și formează celule în care există o singură alelă - celule haploide. În acest caz, aceștia sunt gameți.
A treia lege a lui Mendel - legea moștenirii independente
Îndeplinirea celei de-a treia legi este posibilă cu încrucișarea dihibridă, când nu se studiază o trăsătură, ci mai multe. În cazul mazării, aceasta este, de exemplu, culoarea și netezimea semințelor.
Notăm genele responsabile de culoarea semințelor ca A (galben) și a (verde); pentru netezime - B (neted) și b (încrețit). Să încercăm să realizăm încrucișarea dihibridă a organismelor cu caracteristici diferite.
Prima lege nu este încălcată în timpul unei astfel de încrucișări, adică hibrizii vor fi identici atât în genotip (AaBb), cât și în fenotip (cu semințe galbene netede).
Cum va fi despărțirea în a doua generație? Pentru a afla, trebuie să aflați ce gameți pot secreta organismele părinte. Evident, acestea sunt AB, Ab, aB și ab. După aceasta, se construiește un circuit numit rețea Pinnett.
Toți gameții care pot fi eliberați de un organism sunt enumerați pe orizontală, iar toți gameții care pot fi eliberați de un altul sunt enumerați pe verticală. În interiorul grilei este înregistrat genotipul organismului care ar apărea cu gameții dați.
| AB | Ab | aB | ab | |
| AB | AABB | AABb | AaBB | AaBb |
| Ab | AABb | AAbb | AaBb | Aabb |
| aB | AaBB | AaBb | aaBB | aaBb |
| ab | AaBb | Aabb | aaBb | aabb |
Dacă studiezi tabelul, poți ajunge la concluzia că împărțirea hibrizilor din a doua generație după fenotip are loc în raportul 9:3:3:1. Mendel și-a dat seama de acest lucru după ce a efectuat mai multe experimente.
În plus, a ajuns și la concluzia că care dintre genele unei alele (Aa) intră în gamet nu depinde de cealaltă alele (Bb), adică există doar moștenire independentă a trăsăturilor. Aceasta este a treia sa lege, numită legea moștenirii independente.
Concluzie
Cele trei legi ale lui Mendel sunt legile genetice de bază. Datorită faptului că o persoană a decis să experimenteze cu mazăre, biologia a primit o nouă secțiune - genetică.
Cu ajutorul lui, oamenii de știință din întreaga lume au învățat multe lucruri, de la prevenirea bolilor până la inginerie genetică. Genetica este una dintre cele mai interesante și promițătoare ramuri ale biologiei.
Legea segregației Mendel a plantat hibrizi de mazăre din prima generație (care erau toți galbeni) și le-a permis să se autopolenizeze. Ca urmare, s-au obținut semințe care erau hibrizi de a doua generație (F2). Printre ele erau deja nu numai semințe galbene, ci și verzi, adică despicarea a avut loc. În același timp, raportul dintre semințele galbene și cele verzi a fost de 3: 1. Apariția semințelor verzi în a doua generație a dovedit că această trăsătură nu a dispărut sau dizolvat la hibrizii din prima generație, ci a existat într-o stare discretă, ci a fost pur și simplu suprimat. Conceptele de alele dominante și recesive ale unei gene au fost introduse în știință (Mendel le-a numit diferit). Alela dominantă o suprimă pe cea recesivă. Linia pură de mazăre galbenă are două alele dominante - AA. Linia pură de mazăre verde are două alele recesive - aa. În timpul meiozei, doar o alelă intră în fiecare gamet.
legile lui Mendel. bazele geneticii
În secolul al XIX-lea, Gregor Mendel, în timp ce efectua cercetări asupra mazării, a identificat trei modele principale de moștenire a trăsăturilor, care sunt numite cele trei legi ale lui Mendel.
Primele două legi se referă la încrucișarea monohibridă (când se iau forme parentale care diferă doar într-o singură caracteristică), a treia lege a fost dezvăluită în timpul încrucișării dihibride (formele parentale sunt studiate pentru două caracteristici diferite).
Atenţie
Prima lege a lui Mendel. Legea uniformității hibrizilor din prima generație Mendel a încrucișat plante de mazăre care diferă într-o singură caracteristică (de exemplu, culoarea semințelor).
Unele aveau seminte galbene, altele verzi. După polenizare încrucișată se obțin hibrizi de prima generație (F1).
Toate aveau semințe galbene, adică erau uniforme.
Trăsătura fenotipică care determină culoarea verde a semințelor a dispărut.
A doua lege a lui Mendel.
Bine ati venit
Info
Gregor Mendel este un botanist austriac care a studiat și descris modelul de moștenire a trăsăturilor.
Legile lui Mendel stau la baza geneticii, care până astăzi joacă un rol important în studiul influenței eredității și transmiterii trăsăturilor ereditare.
În experimentele sale, omul de știință a încrucișat diferite tipuri de mazăre care diferă într-o trăsătură alternativă: culoarea florilor, mazăre netedă, înălțimea tulpinii.
În plus, o trăsătură distinctivă a experimentelor lui Mendel a fost utilizarea așa-numitelor „linii pure”, adică.
urmași rezultati din autopolenizarea plantei părinte. Legile lui Mendel, formularea și scurta descriere vor fi discutate mai jos.
După ce a studiat și a pregătit cu meticulozitate un experiment cu mazărea de mulți ani: folosind pungi speciale pentru a proteja florile de polenizarea externă, omul de știință austriac a obținut rezultate incredibile în acel moment.
Curs nr. 17. concepte de bază ale geneticii. legile lui Mendel
Expresia unor gene poate fi foarte dependentă de condițiile de mediu. De exemplu, unele alele apar fenotipic doar la o anumită temperatură în timpul unei anumite faze a dezvoltării organismului. Acest lucru poate duce și la încălcări ale segregării mendeliane.
Gene modificatoare și poligene. În plus față de gena principală care controlează această trăsătură, genotipul poate conține mai multe gene modificatoare care modifică manifestarea genei principale.
Important
Unele trăsături pot fi determinate nu de o genă, ci de un întreg complex de gene, fiecare dintre acestea contribuind la manifestarea trăsăturii.
Această trăsătură este de obicei numită poligenică. Toate acestea perturbă și împărțirea 3:1.
legile lui Mendel
Starea (alela) unei trăsături care apare în prima generație se numește dominantă, iar starea (alela) care nu apare în prima generație de hibrizi se numește recesivă. „Înclinații” trăsăturilor (conform terminologiei moderne - gene) G.
Mendel a propus să desemneze cu litere ale alfabetului latin.
Condițiile care aparțin aceleiași perechi de trăsături sunt desemnate prin aceeași literă, dar alela dominantă este mare și alela recesivă este mică.
A doua lege a lui Mendel. Atunci când hibrizii heterozigoți din prima generație sunt încrucișați între ei (autopolenizare sau consangvinizare), în a doua generație apar indivizi atât cu stări de caracter dominant cât și recesiv, adică. există o scindare care are loc în anumite relaţii. Astfel, în experimentele lui Mendel, din 929 de plante din a doua generație, au fost 705 cu flori violet și 224 cu flori albe.
Încă un pas
Astfel, mazarea cu seminte galbene produce doar gameti care contin alela A.
Mazărea cu semințe verzi produce gameți care conțin alela a.
Când sunt încrucișate, produc hibrizi Aa (prima generație).
Deoarece alela dominantă în acest caz o suprimă complet pe cea recesivă, culoarea galbenă a semințelor a fost observată la toți hibrizii din prima generație.
Hibrizii din prima generație produc deja gameți A și a. Când se auto-polenizează, combinându-se aleatoriu între ele, formează genotipurile AA, Aa, aa.
Mai mult, genotipul heterozigot Aa va apărea de două ori mai des (ca Aa și aA) decât fiecare genotip homozigot (AA și aa).
Astfel obținem 1AA: 2Aa: 1aa. Deoarece Aa dă semințe galbene ca AA, se dovedește că pentru fiecare 3 galbeni există 1 verde.
A treia lege a lui Mendel. Legea moștenirii independente a diferitelor caractere Mendel a efectuat o încrucișare dihibridă, i.e.
Sciencelandia
Vrei și tu să crezi că îi oferi partenerului tău romantic plăcere în pat? Măcar nu vrei să roșești și să-ți ceri scuze... Sexualitatea Dacă ai unul dintre aceste 11 semne, atunci ești unul dintre cei mai rari oameni de pe Pământ. Ce fel de oameni pot fi clasificați ca fiind rari? Aceștia sunt indivizi care nu pierd timpul cu fleacuri.
Viziunea lor asupra lumii este largă... New Age De ce ai nevoie de un buzunar mic pe blugi? Toată lumea știe că există un buzunar mic pe blugi, dar puțini s-au gândit de ce ar putea fi necesar.
Interesant este că inițial a fost un loc de depozitare... Îmbrăcăminte Strămoșii noștri dormeau altfel decât noi. Ce facem greșit? Este greu de crezut, dar oamenii de știință și mulți istorici sunt înclinați să creadă că omul modern doarme complet diferit decât strămoșii săi străvechi. Inițial...
Toate combinațiile posibile de gameți masculin și feminin pot fi stabilite cu ușurință folosind o grilă Punnett, în care gameții unui părinte sunt înscriși pe orizontală, iar gameții celuilalt părinte pe verticală. Genotipurile zigoților formate în timpul fuziunii gameților sunt introduse în pătrate.
Dacă luăm în considerare rezultatele împărțirii pentru fiecare pereche de caractere separat, se dovedește că raportul dintre numărul de semințe galbene și numărul de semințe verzi și raportul dintre semințe netede și cele încrețite pentru fiecare pereche este egal cu 3. :1.
Astfel, într-o încrucișare dihibridă, fiecare pereche de caractere, atunci când este împărțită în urmași, se comportă în același mod ca și într-o încrucișare monohibridă, i.e.
adică indiferent de cealaltă pereche de semne.
O linie pură de mazăre avea semințe galbene și netede, în timp ce a doua avea semințe verzi și încrețite.
Toți hibrizii lor din prima generație aveau semințe galbene și netede. În a doua generație, așa cum era de așteptat, a avut loc despicarea (unele dintre semințe au apărut verzi și încrețite). Cu toate acestea, plantele au fost observate nu numai cu semințe galbene netede și verzi șifonate, ci și cu semințe galbene ridate și verzi netede.
Cu alte cuvinte, a avut loc o recombinare a caracterelor, ceea ce indică faptul că moștenirea culorii și formei semințelor are loc independent una de cealaltă.
Într-adevăr, dacă genele pentru culoarea semințelor sunt situate într-o pereche de cromozomi omologi, iar genele care determină forma sunt în cealaltă, atunci în timpul meiozei ele pot fi combinate independent unele de altele.
Legile lui Mendel sunt scurte și clare
Redescoperirea legilor lui Mendel de către Hugo de Vries în Olanda, Karl Correns în Germania și Erich Tsermak în Austria nu a avut loc decât în 1900. În același timp, au fost deschise arhive și au fost găsite lucrările vechi ale lui Mendel.
În acest moment, lumea științifică era deja pregătită să accepte genetica.
A început marșul ei triumfal. Ei au verificat valabilitatea legilor moștenirii conform lui Mendel (Mendelizare) pe tot mai multe plante și animale noi și au primit confirmare constantă. Toate excepțiile de la reguli s-au dezvoltat rapid în noi fenomene ale teoriei generale a eredității. În prezent, cele trei legi fundamentale ale geneticii, cele trei legi ale lui Mendel, sunt formulate după cum urmează. Prima lege a lui Mendel. Uniformitatea hibrizilor din prima generație.
Toate caracteristicile unui organism pot fi în manifestarea lor dominantă sau recesivă, care depinde de alelele unei anumite gene prezente.
O analiză amănunțită și îndelungată a datelor obținute a permis cercetătorului să deducă legile eredității, care mai târziu au fost numite „Legile lui Mendel”.
Înainte de a începe să descriem legile, ar trebui să introducem câteva concepte necesare pentru înțelegerea acestui text: O genă dominantă este o genă a cărei trăsătură se manifestă în organism.
Este desemnată cu majusculă: A, B. Când este încrucișată, o astfel de trăsătură este considerată condiționat mai puternică, adică.
va apărea întotdeauna dacă a doua plantă părinte are caracteristici condiționat mai slabe. Aceasta este ceea ce dovedesc legile lui Mendel. O genă recesivă este o genă care nu este exprimată în fenotip, deși este prezentă în genotip. Notat cu majuscule a,b. Heterozigotul este un hibrid al cărui genotip (set de gene) conține atât o genă dominantă, cât și una recesivă pentru o anumită trăsătură.
În timpul fecundației, gameții sunt combinați după regulile combinațiilor aleatorii, dar cu probabilitate egală pentru fiecare. În zigoții rezultați, apar diverse combinații de gene. Distribuția independentă a genelor la descendenți și apariția diferitelor combinații ale acestor gene în timpul încrucișării dihibride este posibilă numai dacă perechile de gene alelice sunt localizate în diferite perechi de cromozomi omologi. Astfel, a treia lege a lui Mendel este formulată astfel: la încrucișarea a doi indivizi homozigoți care diferă unul de celălalt în două sau mai multe perechi de trăsături alternative, genele și trăsăturile corespunzătoare lor sunt moștenite independent una de cealaltă. Cele recesive au zburat. Mendel a obținut rapoarte numerice identice la împărțirea alelelor multor perechi de trăsături. Acest lucru a implicat în special supraviețuirea egală a indivizilor de toate genotipurile, dar acesta poate să nu fie cazul.
Gregor Mendel este un botanist austriac care a studiat și descris legile lui Mendel - care până în prezent joacă un rol important în studiul influenței eredității și transmiterii trăsăturilor ereditare.
În experimentele sale, omul de știință a încrucișat diferite tipuri de mazăre care diferă într-o trăsătură alternativă: culoarea florilor, mazăre netedă, înălțimea tulpinii. În plus, o trăsătură distinctivă a experimentelor lui Mendel a fost utilizarea așa-numitelor „linii pure”, adică. urmași rezultati din autopolenizarea plantei părinte. Legile lui Mendel, formularea și scurta descriere vor fi discutate mai jos.
După ce a studiat și a pregătit cu meticulozitate un experiment cu mazărea de mulți ani: folosind pungi speciale pentru a proteja florile de polenizarea externă, omul de știință austriac a obținut rezultate incredibile în acel moment. O analiză amănunțită și îndelungată a datelor obținute a permis cercetătorului să deducă legile eredității, care mai târziu au fost numite „Legile lui Mendel”.
Înainte de a începe să descriem legile, ar trebui să introducem câteva concepte necesare pentru înțelegerea acestui text:
Gena dominantă- o genă a cărei trăsătură se manifestă în organism. Desemnate A, B. Când este încrucișată, o astfel de trăsătură este considerată condiționat mai puternică, adică. va apărea întotdeauna dacă a doua plantă părinte are caracteristici condiționat mai slabe. Aceasta este ceea ce dovedesc legile lui Mendel.
gena recesiva - gena nu este exprimată în fenotip, deși este prezentă în genotip. Notat cu majuscule a,b.
heterozigot - un hibrid al cărui genotip (set de gene) conține atât o trăsătură dominantă, cât și o anumită trăsătură. (Aa sau Bb)
homozigot - hibrid , posedă gene exclusiv dominante sau doar recesive responsabile pentru o anumită trăsătură. (AA sau bb)
Legile lui Mendel, formulate pe scurt, vor fi discutate mai jos.
Prima lege a lui Mendel, cunoscută și sub numele de legea uniformității hibridului, poate fi formulată astfel: prima generație de hibrizi care rezultă din încrucișarea liniilor pure ale plantelor paterne și materne nu prezintă diferențe fenotipice (adică externe) în trăsătura studiată. Cu alte cuvinte, toate plantele fiice au aceeași culoare a florilor, înălțimea tulpinii, netezimea sau rugozitatea mazărei. Mai mult, trăsătura manifestată fenotipic corespunde exact trăsăturii inițiale a unuia dintre părinți.
A doua lege a lui Mendel sau legea segregării spune: descendenții hibrizilor heterozigoți din prima generație în timpul autopolenizării sau consangvinizării au atât caractere recesive, cât și dominante. Mai mult, scindarea are loc după următorul principiu: 75% sunt plante cu trăsătură dominantă, restul de 25% sunt cu trăsătură recesivă. Mai simplu spus, dacă plantele părinte au avut flori roșii (trăsătură dominantă) și flori galbene (trăsătură recesivă), atunci plantele fiice vor avea 3/4 flori roșii, iar restul galbene.
Al treileaȘi în ultimul rând legea lui Mendel, care se mai numește și în termeni generali, înseamnă următoarele: la încrucișarea plantelor homozigote care posedă 2 sau mai multe caracteristici diferite (adică, de exemplu, o plantă înaltă cu flori roșii (AABB) și o plantă scurtă cu flori galbene (aabb), caracteristicile studiate (înălțimea tulpinii și culoarea florilor) se moștenesc independent Cu alte cuvinte, rezultatul încrucișării pot fi plante înalte cu flori galbene (Aabb) sau cele scurte cu flori roșii (aaBb).
Legile lui Mendel, descoperite la mijlocul secolului al XIX-lea, au fost recunoscute mult mai târziu. Pe baza lor, toată genetica modernă a fost construită, iar după aceasta, selecția. În plus, legile lui Mendel confirmă marea diversitate de specii care există astăzi.
