Закони Менделя - основа класичної генетики

Рослини гороху

У своїх дослідженнях Мендель використав гібридологічний метод - систему схрещувань, що дозволяє простежити закономірності успадкування ознак у ряді поколінь.

Закон одноманітності гібридів першого покоління: При схрещуванні гомозиготних організмів, які відрізняються за однією ознакою, все потомство першого покоління буде одноманітним за цією ознакою і матиме фенотип домінантного гомозиготного батька.

Закон розщеплення ознак: При самозапиленні гібридів першого покоління у другому поколінні спостерігається розщеплення ознак у  числовому співвідношенні за фенотипом 3:1, а за генотипом 1:2:1.


Закон незалежного успадкування ознак: При схрещуванні організмів, які відрізняються за двома і більше парами альтернативних ознак, алелі різних генів успадковуються незалежно один від одного і комбінуються в усіх можливих сполученнях, розщеплення за фенотипом становить 9:3:3:1.  Тобто 9:16 були з фіолетовими квітами і жовтим насінням, 3:16 з білими квітами і жовтим насінням, 3:16 з фіолетовими квітами і зеленим насінням, 1 : 16 з білими квітами і  зеленим насінням.


Докладніше розглянемо Закон незалежного успадкування ознак


Дигібридне схрещування – це схрещування організмів, які відрізняються один від одного двома парами альтернативних ознак. Цей процес дозволяє вивчити, як успадковуються дві ознаки одночасно.

Третій закон Менделя (закон незалежного успадкування ознак) описує результати такого схрещування. Він стверджує, що при схрещуванні гомозиготних особин, які відрізняються за двома парами альтернативних ознак, гени цих ознак успадковуються незалежно один від одного і комбінуються в усіх можливих сполученнях у потомстві.


Приклад

Уявімо, що ми схрещуємо два сорти гороху: один з жовтим гладким насінням (AABB), а інший – з зеленим зморшкуватим (aabb).


  • Батьківське покоління (P): AABB (жовте, гладке) x aabb (зелене, зморшкувате)
  • Гамети: AB (від першого батька), ab (від другого батька)
  • Перше гібридне покоління (F1): AaBb (усі рослини мають жовте, гладке насіння)

Це підтверджує перший закон Менделя: у першому поколінні проявляється лише домінантна ознака для кожної пари алелів.

Друге покоління (F2)

При схрещуванні гібридів першого покоління (AaBb x AaBb) ми отримаємо різноманітне потомство за фенотипом:


  • 9/16 рослин матимуть жовте, гладке насіння (AABB, AABb, AaBB, AaBb)
  • 3/16 – жовте, зморшкувате (AAbb, Aabb)
  • 3/16 – зелене, гладке (aaBB, aaBb)
  • 1/16 – зелене, зморшкувате (aabb)

Висновок:

Як бачимо, ознаки "колір насіння" і "форма насіння" успадковуються незалежно одна від одної. Це означає, що кожна пара алелів (Аа і Bb) передається наступному поколінню незалежно від іншої пари.


Важливі моменти

  • Незалежне успадкування: Кожна пара алелів передається наступному поколінню незалежно від інших пар.
  • Комбінаційна мінливість: Завдяки незалежному успадкуванню генів виникає велика різноманітність комбінацій алелів у потомстві.
  • Решітка Пеннета: Цей метод використовується для графічного зображення всіх можливих комбінацій гамет і генотипів потомства при дигібридному схрещуванні.

Значення закону

Закон Менделя про дигібридне схрещування має велике значення для розуміння механізмів успадкування ознак. Він є основою для багатьох галузей біології, таких як генетика, селекція, медицина.


Розв'язування задач на дигібридне схрещування за допомогою решітки (сітки) Пеннета


Решітка Пеннета – це табличний метод, який допомагає візуалізувати всі можливі комбінації гамет і генотипів потомства при схрещуванні.

Як користуватися решіткою Пеннета:


  1. Визначте генотипи батьків: Запишіть генотипи обох батьків щодо двох ознак. Наприклад, для гороху: ААВВ (жовте, гладке) і aabb (зелене, зморшкувате).
  2. Визначте можливі гамети: Запишіть всі можливі комбінації гамет для кожного батька. Наприклад, для ААВВ: AB; для aabb: ab.
  3. Складіть решітку: Накресліть таблицю. У верхньому рядку напишіть можливі гамети одного батька, а в лівому стовпчику – можливі гамети іншого батька.
  4. Заповніть клітинки: У кожній клітинці таблиці запишіть комбінацію алелів, що утворюється при злитті гамет, розташованих над клітинкою і зліва від неї. Ці комбінації представляють можливі генотипи потомства.
  5. Проаналізуйте результати: Підрахуйте, скільки комбінацій відповідає кожному фенотипу, і визначте співвідношення фенотипів у потомстві.

Приклад:

Розглянемо схрещування гороху: ААВВ (жовте, гладке) x aabb (зелене, зморшкувате).

/

АВ

АВ

АВ

АВ

ab

AaBb

AaBb

AaBb

AaBb

ab

AaBb

AaBb

AaBb

AaBb

ab

AaBb

AaBb

AaBb

AaBb

ab

AaBb

AaBb

AaBb

AaBb

Як бачимо, всі нащадки в першому поколінні мають генотип AaBb і фенотип жовте, гладке насіння.

Розв'язування задач на F2:

Для визначення співвідношення фенотипів у другому поколінні необхідно схрестити гібриди першого покоління (AaBb x AaBb). При цьому решітка Пеннета буде більшою, оскільки кожен батько може утворити чотири типи гамет (AB, Ab, aB, ab).

Важливі моменти:

  • Закон незалежного успадкування: при дигібридному схрещуванні алелі різних генів успадковуються незалежно один від одного.
  • Комбінативнана мінливість: завдяки незалежному успадкуванню генів виникає велика різноманітність комбінацій алелів у потомстві.
  • Решітка Пеннета: це зручний інструмент для візуалізації процесу схрещування і визначення можливих генотипів і фенотипів потомства.

Використання решітки Пеннета дозволяє:

  • Визначити всі можливі генотипи і фенотипи потомства.
  • Розрахувати теоретичне співвідношення фенотипів.
  • Проаналізувати результати схрещування і зробити висновки про характер успадкування ознак.
  •  Щоб скласти решітку Пеннета для F2, нам необхідно знати генотипи батьківського покоління (P).

Приклад:

Припустимо, ми маємо два гетерозиготні організми з генотипом AaBb (де А - домінантний алель, а - рецесивний алель; B - домінантний алель, b - рецесивний алель).

Крок 1: Визначте можливі гамети

Кожен організм може утворити чотири типи гамет: AB, Ab, aB, ab.

Крок 2: Складіть решітку Пеннета

      Крок 3: Проаналізуйте результати

/

AB

Ab

aB

ab

AB

AABB

AABb

AaBB

AaBb

Ab

AABb

AAbb

AaBb

Aabb

aB

AaBB

AaBb

aaBB

aaBb

ab

AaBb

Aabb

aaBb

aabb

Фенотипи:

9/16 - домінантні за обома ознаками (AABB, AABb, AaBB, AaBb)

3/16 - домінантний за першою ознакою, рецесивний за другою (AAbb, Aabb)

3/16 - рецесивний за першою ознакою, домінантний за другою (aaBB, aaBb)

1/16 - рецесивні за обома ознаками (aabb)

Отже, співвідношення фенотипів у F2 буде 9:3:3:1.

Як бачимо, решітка Пеннета дозволяє нам швидко і наочно визначити всі можливі генотипи і фенотипи потомства.

Схрещування

Відкриття Менделя стали основою сучасної генетики. Його закони пояснюють, як успадковуються ознаки від батьків до потомства. Вони знайшли широке застосування в різних галузях науки.

Репост в соц мережі

Facebook Twitter