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 ter pojavi 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
grah
ukrepanje
dihibrid
prevlada
enotnost
pravo
mejoza
barvanje izobraževanja
oploditev
posameznika
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 krvno skupino I (I 0 I 0) od moškega s krvno skupino II (I A I A) se je rodil otrok s krvno skupino IV (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
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
Monohibridno križanje. Mendlov prvi zakon.
V Mendelovih poskusih se je pri križanju sort graha z rumenimi in zelenimi semeni izkazalo, da imajo vsi potomci (tj. hibridi prve generacije) rumena semena.Ni bilo pomembno, iz katerega semena (rumenega ali zelenega) so zrasle matične (očetovske) rastline. Oba starša sta torej enako sposobna prenašati svoje lastnosti na svoje potomce.
Podobni rezultati so bili ugotovljeni v poskusih, v katerih so bile upoštevane druge značilnosti. Tako so imeli pri križanju rastlin z gladkimi in nagubanimi semeni vsi potomci gladka semena. Pri križanju rastlin z vijoličnimi in belimi cvetovi so imeli vsi hibridi le vijoličaste cvetne liste itd.
Odkrit vzorec je bil imenovan Mendlov prvi zakon, ali zakon uniformnosti hibridov prve generacije. Stanje (alel) lastnosti, ki se pojavi v prvi generaciji, imenujemo dominantno, stanje (alel), ki se ne pojavi v prvi generaciji hibridov, pa recesivno.G. Mendel je predlagal označevanje "tvorb" lastnosti (v sodobni terminologiji - genov) s črkami latinske abecede. Pogoji, ki pripadajo istemu paru lastnosti, so označeni z isto črko, vendar je dominantni alel velik, recesivni alel pa majhen.
Mendelov drugi zakon.
Pri medsebojnem križanju heterozigotnih hibridov prve generacije (samooprašitev ali parjenje v sorodstvu) se v drugi generaciji pojavijo posamezniki tako s prevladujočim kot z recesivnim značajem, tj. pride do razcepa v določenih odnosih. Tako je bilo v Mendelovih poskusih od 929 rastlin druge generacije 705 z vijoličnimi cvetovi in 224 z belimi. V poskusu, pri katerem smo upoštevali barvo semena, je bilo od 8023 semen graha, pridobljenih v drugi generaciji, 6022 rumenih in 2001 zelenih, od 7324 semen, pri katerih smo upoštevali obliko semena, pa 5474 gladkih in 1850 nagubanih. .Na podlagi dobljenih rezultatov, je Mendel prišel do zaključka, da ima v drugi generaciji 75% posameznikov dominantno stanje lastnosti, 25% pa recesivno stanje (razdelitev 3:1). Ta vzorec se imenuje Mendelov drugi zakon, ali zakon cepitve.
Glede na ta zakon in z uporabo sodobne terminologije je mogoče sklepati naslednje:
a) genski aleli, ki so v heterozigotnem stanju, ne spreminjajo strukture drug drugega;
b) med zorenjem gamet pri hibridih nastane približno enako število gamet z dominantnimi in recesivnimi aleli;
V) Med oploditvijo se moške in ženske gamete, ki nosijo dominantne in recesivne alele, prosto kombinirajo.
Pri križanju dveh heterozigotov (Aa), od katerih vsak proizvede dve vrsti gamet (polovica z dominantnimi aleli - A, polovica z recesivnimi aleli - a), je treba pričakovati štiri možne kombinacije. Jajčece z alelom A lahko z enako verjetnostjo oplodita tako semenčica z alelom A kot semenčica z alelom a; in jajčece z alelom a - semenčico ali z alelom A ali alelom a. Rezultat so zigote AA, Aa, Aa, aa ali AA, 2Aa, aa.
Po videzu (fenotipu) se osebki AA in Aa ne razlikujejo, zato je delitev v razmerju 3:1. Po genotipu so osebki porazdeljeni v razmerju 1AA:2Aa:aa. Jasno je, da če iz vsake skupine osebkov druge generacije pridobimo potomce le s samooprašitvijo, potem bosta prva (AA) in zadnja (aa) skupina (so homozigoti) ustvarili samo enotne potomce (brez cepitve), in heterozigotne (Aa) oblike bodo povzročile cepitev v razmerju 3:1.
Tako je Mendelov drugi zakon ali zakon ločevanja formuliran takole: pri križanju dveh hibridov prve generacije, ki sta analizirana glede na en alternativni par karakternih stanj, v potomcih pride do ločevanja po fenotipu v razmerju 3:1 in po genotipu v razmerju 1:2:1.
Mendelov tretji zakon ali zakon neodvisnega dedovanja znakov.
Med preučevanjem cepitve med dihibridnimi križanji je Mendel opozoril na naslednjo okoliščino. Pri križanju rastlin z rumeno gladko (AABB) in zeleno nagubano (aa bb ) semena v drugi generaciji so se pojavile nove kombinacije znakov: rumeno naguban (Aa bb ) in zelena gladka (aaB b ), ki jih v izvirnih oblikah ni bilo.
Iz tega opažanja je Mendel zaključil, da se ločevanje za vsako značilnost pojavi neodvisno od druge značilnosti. V tem primeru je bila oblika semen podedovana ne glede na njihovo barvo. Ta vzorec se imenuje tretji Mendelov zakon ali zakon neodvisne porazdelitve genov.
Mendelov tretji zakon je formuliran takole: Pri križanju homozigotnih posameznikov, ki se razlikujejo po dveh (ali več) lastnostih, opazimo neodvisno dedovanje in kombinacijo karakternih stanj v drugi generaciji, če se geni, ki jih določajo, nahajajo v različnih parih kromosomov. To je mogoče, ker med mejozo porazdelitev (kombinacija) kromosomov v zarodnih celicah med njihovim zorenjem poteka neodvisno in lahko vodi do pojava potomcev s kombinacijo lastnosti, ki se razlikujejo od starševskih in prednikov.
Za beleženje križancev se pogosto uporabljajo posebne mreže, ki jih je predlagal angleški genetik Punnett (Punnet grid). Primerni so za uporabo pri analizi polihibridnih križanj. Načelo izdelave mreže je, da so gamete očetovskega posameznika zabeležene vodoravno na vrhu, gamete materinega posameznika so zabeležene navpično levo, verjetni genotipi potomcev pa so zabeleženi na točkah presečišča.
Ta članek na kratko in jasno opisuje tri Mendelove zakone. Ti zakoni so osnova vse genetike, z njihovim ustvarjanjem je Mendel dejansko ustvaril to znanost.
Tukaj boste našli definicijo vsakega zakona in izvedeli nekaj novega o genetiki in biologiji na splošno.
Preden začnete brati članek, morate razumeti, da je genotip celota genov organizma, fenotip pa njegove zunanje značilnosti.
Kdo je Mendel in kaj je naredil?
Gregor Johann Mendel je slavni avstrijski biolog, rojen leta 1822 v vasi Gincice. Dobro je študiral, vendar je imela njegova družina finančne težave. Da bi se spopadel z njimi, se je Johann Mendel leta 1943 odločil za menih v češkem samostanu v mestu Brno in tam prejel ime Gregor.
Gregor Johann Mendel (1822 - 1884)
Kasneje je študiral biologijo na Univerzi na Dunaju, nato pa se je odločil poučevati fiziko in naravoslovje v Brnu. Hkrati se je znanstvenik začel zanimati za botaniko. Izvajal je poskuse križanja graha. Na podlagi rezultatov teh poskusov je znanstvenik izpeljal tri zakone dednosti, ki so predmet tega članka.
Ti zakoni, objavljeni v delu "Poskusi z rastlinskimi hibridi" leta 1866, niso prejeli široke javnosti in delo je bilo kmalu pozabljeno. Spomnili so se ga šele po Mendelovi smrti leta 1884. Že veste, koliko zakonov je izpeljal. Zdaj je čas, da nadaljujemo z ogledom vsakega.
Prvi Mendelov zakon - zakon o uniformnosti hibridov prve generacije
Razmislite o poskusu, ki ga je izvedel Mendel. Vzel je dve vrsti graha. Te vrste so se razlikovale po barvi cvetov. Eden jih je imel vijolične, drugi pa bele.
Ko jih je križal, je znanstvenik videl, da imajo vsi potomci vijolične cvetove. In rumeni in zeleni grah sta dala popolnoma rumene potomce. Biolog je poskus še večkrat ponovil in preveril dedovanje različnih lastnosti, a rezultat je bil vedno enak.
Na podlagi teh poskusov je znanstvenik izpeljal svoj prvi zakon, tukaj je njegova formulacija: vsi hibridi v prvi generaciji vedno podedujejo samo eno lastnost svojih staršev.
Gen, odgovoren za vijoličaste cvetove, označimo z A, za bele cvetove pa z a. Genotip enega starša je AA (vijoličen), drugega pa aa (bel). Gen A bo podedovan od prvega starša, gen a pa od drugega. To pomeni, da bo genotip potomcev vedno Aa. Gen, označen z veliko začetnico, se imenuje dominanten, z malo začetnico pa recesiven.
Če genotip organizma vsebuje dva dominantna ali dva recesivna gena, se imenuje homozigoten, organizem, ki vsebuje različne gene, pa heterozigoten. Če je organizem heterozigoten, potem recesivni gen, označen z veliko začetnico, potisne močnejši dominantni, kar povzroči manifestacijo lastnosti, za katero je odgovoren dominantni. To pomeni, da bo imel grah z genotipom Aa vijolične cvetove.
Križanje dveh heterozigotnih organizmov z različnimi lastnostmi je monohibridno križanje.
Kodominanca in nepopolna dominanca
Zgodi se, da dominantni gen ne more zatreti recesivnega. In potem se v telesu pojavijo obe starševski lastnosti.
Ta pojav lahko opazimo na primeru kamelije. Če je v genotipu te rastline en gen odgovoren za rdeče cvetne liste, drugi pa za bele, bo polovica cvetnih listov kamelije postala rdeča, preostali pa beli.
Ta pojav imenujemo kodominanca.
Nepopolna dominanca je podoben pojav, pri katerem se pojavi še tretja lastnost, nekaj med tem, kar so imeli starši. Na primer, nočna lepotna roža z genotipom, ki vsebuje bele in rdeče cvetne liste, postane rožnata.
Mendlov drugi zakon - zakon segregacije
Torej, spomnimo se, da bodo pri križanju dveh homozigotnih organizmov vsi potomci prevzeli samo eno lastnost. Kaj pa, če iz tega potomca vzamemo dva heterozigotna organizma in ju križamo? Bo podmladek enoten?
Vrnimo se k grahu. Vsak od staršev je enako verjetno, da bo prenesel gen A ali gen a. Nato bodo potomci razdeljeni na naslednji način:
- AA - vijolični cvetovi (25%);
- aa - beli cvetovi (25%);
- Aa - vijolični cvetovi (50%).
Vidi se, da je organizmov z vijoličnimi cvetovi trikrat več. To je pojav razcepitve. To je drugi zakon Gregorja Mendela: pri križanju heterozigotnih organizmov se potomci razdelijo v razmerju 3:1 v fenotipu in 1:2:1 v genotipu.
Vendar pa obstajajo tako imenovani smrtonosni geni. Če so prisotni, pride do odstopanja od drugega zakona. Na primer, potomci rumenih miši so razdeljeni v razmerju 2:1.
Enako se zgodi z lisicami platinaste barve. Dejstvo je, da če sta v genotipu teh (in nekaterih drugih) organizmov oba gena prevladujoča, potem preprosto umrejo. Posledično se lahko dominantni gen izrazi le, če je organizem heterozioten.
Zakon o čistosti gameta in njegove citološke osnove
Vzemimo rumeni grah in zeleni grah, rumeni gen je dominanten, zeleni gen pa recesiven. Hibrid bo vseboval oba ta gena (čeprav bomo videli le manifestacijo prevladujočega).
Znano je, da se geni prenašajo s staršev na potomce s pomočjo gamet. Gameta je spolna celica. V hibridnem genotipu sta dva gena; izkazalo se je, da je vsaka gameta - in dve sta - vsebovala en gen. Po združitvi so oblikovali hibridni genotip.
Če se je v drugi generaciji pojavila recesivna lastnost, značilna za enega od starševskih organizmov, so bili izpolnjeni naslednji pogoji:
- dedni dejavniki hibridov se niso spremenili;
- vsaka gameta je vsebovala en gen.
Druga točka je zakon o čistosti gamete. Seveda nista dva gena, več jih je. Obstaja koncept alelnih genov. Odgovorni so za isti znak. Če poznamo ta koncept, lahko formuliramo zakon na naslednji način: en naključno izbran gen iz alela prodre v gameto.
Citološka osnova tega pravila: celice, v katerih so kromosomi, ki vsebujejo pare alelov z vsemi genetskimi informacijami, se delijo in tvorijo celice, v katerih je le en alel - haploidne celice. V tem primeru so to gamete.
Tretji Mendelov zakon – zakon neodvisnega dedovanja
Izpolnjevanje tretjega zakona je možno z dihibridnim križanjem, ko se ne proučuje ena lastnost, ampak več. Pri grahu je to na primer barva in gladkost semen.
Gene, odgovorne za barvo semena, označimo z A (rumena) in a (zelena); za gladkost - B (gladka) in b (nagubana). Poskusimo izvesti dihibridno križanje organizmov z različnimi lastnostmi.
Prvi zakon med takšnim križanjem ni kršen, to je, da bodo hibridi enaki v genotipu (AaBb) in fenotipu (z rumenimi gladkimi semeni).
Kakšen bo razcep v drugi generaciji? Če želite izvedeti, morate ugotoviti, katere gamete lahko izločajo starševski organizmi. Očitno so to AB, Ab, aB in ab. Po tem se sestavi vezje, imenovano Pinnettova mreža.
Vodoravno so navedene vse gamete, ki jih lahko sprosti en organizem, navpično pa vse gamete, ki jih lahko sprosti drug organizem. Znotraj mreže je zapisan genotip organizma, ki bi se pojavil z danimi gametami.
| AB | Ab | aB | ab | |
| AB | AABB | AABb | AaBB | AaBb |
| Ab | AABb | AAbb | AaBb | Aabb |
| aB | AaBB | AaBb | aaBB | aaBb |
| ab | AaBb | Aabb | aaBb | aabb |
Če preučite tabelo, lahko ugotovite, da se delitev hibridov druge generacije po fenotipu pojavi v razmerju 9:3:3:1. Mendel je to spoznal tudi po izvedbi več poskusov.
Poleg tega je prišel tudi do zaključka, da kateri od genov enega alela (Aa) pride v gameto, ni odvisen od drugega alela (Bb), to pomeni, da obstaja samo neodvisno dedovanje lastnosti. To je njegov tretji zakon, imenovan zakon neodvisnega dedovanja.
Zaključek
Trije Mendelovi zakoni so osnovni genetski zakoni. Zahvaljujoč dejstvu, da se je ena oseba odločila eksperimentirati z grahom, je biologija dobila nov del - genetiko.
Z njegovo pomočjo so se znanstveniki z vsega sveta naučili marsikaj, od preprečevanja bolezni do genskega inženiringa. Genetika je ena najbolj zanimivih in obetavnih vej biologije.
Zakon ločevanja Mendel je posadil prvo generacijo hibridov graha (ki so bili vsi rumeni) in jim omogočil samoprašitev. Kot rezultat so bila pridobljena semena, ki so bila hibridi druge generacije (F2). Med njimi že niso bila samo rumena, ampak tudi zelena semena, torej je prišlo do cepitve. Hkrati je bilo razmerje med rumenimi in zelenimi semeni 3 : 1. Pojav zelenih semen v drugi generaciji je dokazal, da ta lastnost ni izginila ali se raztopila v hibridih prve generacije, ampak je obstajala v diskretnem stanju, vendar je bila preprosto potlačeno. V znanost so bili uvedeni koncepti dominantnih in recesivnih alelov gena (Mendel jih je imenoval drugače). Dominantni alel zavira recesivnega. Čista linija rumenega graha ima dva dominantna alela - AA. Čista linija zelenega graha ima dva recesivna alela - aa. Med mejozo vstopi v vsako gameto le en alel.
Mendelovi zakoni. osnove genetike
V 19. stoletju je Gregor Mendel med raziskovanjem graha identificiral tri glavne vzorce dedovanja lastnosti, ki jih imenujemo Mendlovi trije zakoni.
Prva dva zakona se nanašata na monohibridno križanje (ko se vzamejo starševske oblike, ki se razlikujejo samo po eni lastnosti), tretji zakon pa se je pokazal pri dihibridnem križanju (starševske oblike preučujemo za dve različni lastnosti).
Pozor
Mendlov prvi zakon. Zakon o izenačenosti hibridov prve generacije Mendel je križal rastline graha, ki so se razlikovale po eni lastnosti (na primer barva semena).
Nekateri so imeli rumena semena, drugi zelena. Po navzkrižnem opraševanju dobimo hibride prve generacije (F1).
Vse so imele rumena semena, torej so bila enotna.
Fenotipska lastnost, ki določa zeleno barvo semen, je izginila.
Mendelov drugi zakon.
dobrodošli
Informacije
Gregor Mendel je avstrijski botanik, ki je preučeval in opisal vzorec dedovanja lastnosti.
Mendlovi zakoni so osnova genetike, ki ima še danes pomembno vlogo pri preučevanju vpliva dednosti in prenosa dednih lastnosti.
V svojih poskusih je znanstvenik križal različne vrste graha, ki so se razlikovale po eni alternativni lastnosti: barva cvetov, gladko naguban grah, višina stebla.
Poleg tega je bila značilnost Mendelovih poskusov uporaba tako imenovanih "čistih linij", tj.
potomci, ki so posledica samooprašitve matične rastline. Spodaj bodo obravnavani Mendelovi zakoni, formulacija in kratek opis.
Avstrijski znanstvenik je dolga leta preučeval in skrbno pripravljal poskus z grahom: s posebnimi vrečkami za zaščito cvetov pred zunanjim opraševanjem je dosegel za tiste čase neverjetne rezultate.
Predavanje št. 17. osnovni pojmi genetike. Mendelovi zakoni
Izražanje nekaterih genov je lahko zelo odvisno od okoljskih razmer. Na primer, nekateri aleli se fenotipsko pojavijo le pri določeni temperaturi v določeni fazi razvoja organizma. To lahko vodi tudi do kršitev mendelske segregacije.
Modifikatorski geni in poligeni. Poleg glavnega gena, ki nadzoruje to lastnost, lahko genotip vsebuje več modifikatorskih genov, ki spreminjajo manifestacijo glavnega gena.
Pomembno
Nekatere lastnosti lahko določa ne en gen, temveč cel kompleks genov, od katerih vsak prispeva k manifestaciji lastnosti.
Ta lastnost se običajno imenuje poligenska. Vse to moti tudi delitev 3:1.
Mendelovi zakoni
Stanje (alel) lastnosti, ki se pojavi v prvi generaciji, imenujemo dominantno, stanje (alel), ki se ne pojavi v prvi generaciji hibridov, pa recesivno. "Nagnjenosti" lastnosti (po sodobni terminologiji - geni) G.
Mendel je predlagal označevanje s črkami latinske abecede.
Pogoji, ki pripadajo istemu paru lastnosti, so označeni z isto črko, vendar je dominantni alel velik, recesivni alel pa majhen.
Mendelov drugi zakon. Pri medsebojnem križanju heterozigotnih hibridov prve generacije (samooprašitev ali parjenje v sorodstvu) se v drugi generaciji pojavijo posamezniki tako s prevladujočim kot z recesivnim značajem, tj. pride do razcepa v določenih odnosih. Tako je bilo v Mendelovih poskusih od 929 rastlin druge generacije 705 z vijoličnimi cvetovi in 224 z belimi.
Še en korak
Tako grah z rumenimi semeni proizvaja samo gamete, ki vsebujejo alel A.
Grah z zelenim semenom proizvaja gamete, ki vsebujejo alel a.
Pri križanju nastanejo hibridi Aa (prva generacija).
Ker dominantni alel v tem primeru popolnoma zatre recesivnega, je bila pri vseh hibridih prve generacije opažena rumena barva semena.
Hibridi prve generacije že proizvajajo gameti A in a. Pri samoopraševanju, naključnem kombiniranju med seboj, tvorijo genotipe AA, Aa, aa.
Poleg tega se bo heterozigotni genotip Aa pojavil dvakrat pogosteje (kot Aa in aA) kot vsak homozigotni genotip (AA in aa).
Tako dobimo 1AA: 2Aa: 1aa. Ker Aa daje rumena semena kot AA, se izkaže, da je za vsaka 3 rumena 1 zeleno.
Mendlov tretji zakon. Zakon neodvisnega dedovanja različnih znakov Mendel je izvedel dihibridno križanje, tj.
Znanstvenolandija
Si tudi vi želite verjeti, da svojemu romantičnemu partnerju v postelji dajete užitek? Nočeš vsaj zardevati in se opravičevati... Spolnost Če imate enega od teh 11 znakov, potem ste eden najredkejših ljudi na Zemlji. Kakšne ljudi lahko uvrstimo med redke? To so posamezniki, ki ne izgubljajo časa za malenkosti.
Njihov pogled na svet je širok ... New Age Zakaj potrebujete majhen žep na kavbojkah? Vsi vedo, da je na kavbojkah majhen žep, le redki so pomislili, zakaj bi bil potreben.
Zanimivo je, da je bil prvotno prostor za shranjevanje... Oblačila Naši predniki so spali drugače kot mi. Kaj delamo narobe? Težko je verjeti, a znanstveniki in številni zgodovinarji so nagnjeni k prepričanju, da sodobni človek spi popolnoma drugače kot njegovi davni predniki. Sprva ...
Vse možne kombinacije moških in ženskih gamet je mogoče zlahka ugotoviti s pomočjo Punnettove mreže, v kateri so gamete enega starša izpisane vodoravno, gamete drugega starša pa navpično. V kvadratke so vpisani genotipi zigot, ki nastanejo pri zlitju gamet.
Če upoštevamo rezultate cepitve za vsak par znakov posebej, se izkaže, da je razmerje med številom rumenih semen in številom zelenih ter razmerje med gladkimi semeni in nagubanimi za vsak par enako 3. :1.
Tako se pri dihibridnem križanju vsak par znakov, ko se razdeli v potomce, obnaša enako kot pri monohibridnem križanju, tj.
torej ne glede na drugi par znakov.
Ena čista linija graha je imela rumena in gladka semena, druga pa zelena in nagubana semena.
Vsi njihovi hibridi prve generacije so imeli rumena in gladka semena. V drugi generaciji je po pričakovanjih prišlo do cepitve (nekatera semena so bila videti zelena in nagubana). Vendar rastline niso opazili le z rumenimi gladkimi in zeleno nagubanimi semeni, ampak tudi z rumenimi nagubanimi in zeleno gladkimi semeni.
Z drugimi besedami, prišlo je do rekombinacije znakov, kar kaže, da se dedovanje barve in oblike semena odvija neodvisno drug od drugega.
Če se namreč geni za barvo semen nahajajo v enem paru homolognih kromosomov, geni, ki določajo obliko, pa v drugem, potem se lahko med mejozo kombinirajo neodvisno drug od drugega.
Mendlovi zakoni so kratki in jasni
Mendelove zakone so ponovno odkrili Hugo de Vries na Nizozemskem, Karl Correns v Nemčiji in Erich Tsermak v Avstriji šele leta 1900. Istočasno so odprli arhive in našli Mendlova stara dela.
Takrat je bil znanstveni svet že pripravljen sprejeti genetiko.
Začel se je njen zmagoslavni pohod. Veljavnost zakonov dedovanja po Mendelu (Mendelizacija) so preverjali na vedno več novih rastlinah in živalih in dobivali stalno potrditev. Vse izjeme od pravil so se hitro razvile v nove pojave splošne teorije dednosti. Trenutno so trije temeljni zakoni genetike, Mendelovi trije zakoni, formulirani na naslednji način. Mendlov prvi zakon. Izenačenost hibridov prve generacije.
Vse značilnosti organizma so lahko v svoji dominantni ali recesivni manifestaciji, kar je odvisno od prisotnih alelov danega gena.
Temeljita in dolgotrajna analiza pridobljenih podatkov je raziskovalcu omogočila izpeljavo zakonov dednosti, ki so jih pozneje poimenovali "Mendlovi zakoni".
Preden začnemo opisovati zakone, bi morali predstaviti nekaj konceptov, potrebnih za razumevanje tega besedila: Dominantni gen je gen, katerega lastnost se manifestira v telesu.
Označena je z veliko začetnico: A, B. Pri križanju se takšna lastnost šteje za pogojno močnejšo, tj.
vedno se pojavi, če ima druga matična rastlina pogojno šibkejše lastnosti. To dokazujejo Mendelovi zakoni. Recesivni gen je gen, ki ni izražen v fenotipu, čeprav je prisoten v genotipu. Označeno z veliko začetnico a,b. Heterozigot je hibrid, katerega genotip (nabor genov) vsebuje tako dominanten kot recesivni gen za določeno lastnost.
Med oploditvijo se gamete združijo po pravilih naključnih kombinacij, vendar z enako verjetnostjo za vsako. V nastalih zigotah nastanejo različne kombinacije genov. Neodvisna porazdelitev genov v potomcih in pojav različnih kombinacij teh genov med dihibridnim križanjem je možna le, če se pari alelnih genov nahajajo v različnih parih homolognih kromosomov. Tako je tretji Mendelov zakon formuliran takole: 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. Recesivni so leteli. Mendel je dobil enaka številčna razmerja pri razdelitvi alelov številnih parov lastnosti. To je zlasti pomenilo enako preživetje osebkov vseh genotipov, vendar morda ni tako.
Gregor Mendel je avstrijski botanik, ki je preučeval in opisal Mendelove zakone – ki še danes igrajo pomembno vlogo pri preučevanju vpliva dednosti in prenosa dednih lastnosti.
V svojih poskusih je znanstvenik križal različne vrste graha, ki so se razlikovale po eni alternativni lastnosti: barva cvetov, gladko naguban grah, višina stebla. Poleg tega je bila značilnost Mendelovih poskusov uporaba tako imenovanih "čistih linij", tj. potomci, ki so posledica samooprašitve matične rastline. Spodaj bodo obravnavani Mendelovi zakoni, formulacija in kratek opis.
Avstrijski znanstvenik je dolga leta preučeval in skrbno pripravljal poskus z grahom: s posebnimi vrečkami za zaščito cvetov pred zunanjim opraševanjem je dosegel za tiste čase neverjetne rezultate. Temeljita in dolgotrajna analiza pridobljenih podatkov je raziskovalcu omogočila izpeljavo zakonov dednosti, ki so jih pozneje poimenovali "Mendlovi zakoni".
Preden začnemo opisovati zakone, bi morali predstaviti nekaj konceptov, potrebnih za razumevanje tega besedila:
Dominantni gen- gen, katerega lastnost se manifestira v telesu. Označeno z A, B. Pri križanju se takšna lastnost šteje za pogojno močnejšo, tj. vedno se pojavi, če ima druga matična rastlina pogojno šibkejše lastnosti. To dokazujejo Mendelovi zakoni.
Recesivni gen - gen ni izražen v fenotipu, čeprav je prisoten v genotipu. Označeno z veliko začetnico a,b.
heterozigot - hibrid, katerega genotip (nabor genov) vsebuje tako dominantno kot določeno lastnost. (Aa ali Bb)
homozigot - hibrid , ki imajo izključno dominantne ali samo recesivne gene, odgovorne za določeno lastnost. (AA ali bb)
Mendelovi zakoni, na kratko formulirani, bodo obravnavani spodaj.
Mendlov prvi zakon, znan tudi kot zakon hibridne enotnosti, lahko formuliramo na naslednji način: prva generacija hibridov, ki izhaja iz križanja čistih linij očetovskih in materinskih rastlin, nima fenotipskih (tj. zunanjih) razlik v lastnostih, ki se proučujejo. Z drugimi besedami, vse hčerinske rastline imajo enako barvo cvetov, višino stebla, gladkost ali hrapavost graha. Poleg tega se manifestirana lastnost fenotipsko popolnoma ujema z izvirno lastnostjo enega od staršev.
Mendelov drugi zakon ali zakon segregacije pravi: potomci heterozigotnih hibridov prve generacije med samooprašitvijo ali parjenjem v sorodstvu imajo tako recesivne kot dominantne lastnosti. Poleg tega se delitev zgodi po naslednjem principu: 75% je rastlin s prevladujočo lastnostjo, preostalih 25% pa z recesivno lastnostjo. Preprosto povedano, če so imele starševske rastline rdeče cvetove (dominantna lastnost) in rumene cvetove (recesivna lastnost), bodo imele hčerinske rastline 3/4 rdečih cvetov, ostale pa rumene.
Tretjič In zadnja Mendelov zakon, ki se imenuje tudi splošno, pomeni naslednje: pri križanju homozigotnih rastlin, ki imajo 2 ali več različnih lastnosti (to je npr. visoka rastlina z rdečimi cvetovi (AABB) in nizka rastlina z rumenimi cvetovi (aabb), proučevane lastnosti (višina stebla in barva cvetov) se dedujejo neodvisno.Z drugimi besedami, rezultat križanja so lahko visoke rastline z rumenimi cvetovi (Aabb) ali nizke rastline z rdečimi cvetovi (aaBb).
Mendlovi zakoni, odkriti sredi 19. stoletja, so postali priznani mnogo kasneje. Na njihovi podlagi je bila zgrajena vsa sodobna genetika in po njej selekcija. Poleg tega Mendelovi zakoni potrjujejo veliko raznolikost vrst, ki obstajajo danes.
