Mendelovi zakoni. Drugi Mendlov zakon 1. Na kratko definicija Mendlovega zakona

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.

Formulacija 1 Mendelovega zakona Zakon uniformnosti prve generacije hibridov ali Mendelov prvi zakon. Pri križanju dveh homozigotnih organizmov, ki pripadata različnim čistim linijam in se med seboj razlikujeta v enem paru alternativnih lastnosti, bo celotna prva generacija hibridov (F1) enotna in bo nosila lastnost enega od staršev.

Formulacija 2. zakona Mendela Zakon segregacije ali drugi zakon Mendela Mendela Ko dva heterozigotna potomca prve generacije križamo med seboj v drugi generaciji, opazimo segregacijo v določenem številčnem razmerju: po fenotipu 3: 1, po genotipu 1:2:1.

Formulacija 3 Mendelovega zakona Zakon neodvisnega dedovanja (tretji Mendelov zakon) Pri križanju dveh homozigotnih posameznikov, ki se med seboj razlikujeta v dveh (ali več) parih alternativnih lastnosti, se geni in njihove ustrezne lastnosti dedujejo neodvisno drug od drugega in se združijo v vse možne kombinacije (tako kot pri monohibridnem križanju).(Prva generacija po križanju je imela dominanten fenotip za vse lastnosti. V drugi generaciji je bila opažena delitev fenotipov po formuli 9:3:3:1)

P AA BB aa bb x rumena, gladka semena zelena, nagubana semena G (gamete) ABabab F1F1 Aa Bb rumena, gladka semena 100 % 3. Mendelov zakon DIHIBRIDNO KRIŽANJE. Za poskuse smo za matično rastlino vzeli grah z gladkimi rumenimi semeni, za matično rastlino pa grah z zelenimi nagubanimi semeni. Pri prvi rastlini sta bila oba znaka dominantna (AB), pri drugi rastlini pa oba recesivna (ab

Prva generacija po križanju je imela dominanten fenotip za vse lastnosti. (rumeni in gladki grah) V drugi generaciji smo opazili delitev fenotipov po formuli 9:3:3:1. 9/16 rumenega gladkega graha, 3/16 rumenega nagubanega graha, 3/16 zelenega gladkega graha, 1/16 zelenega nagubanega graha.

Naloga 1. Pri španjelih prevladuje črna barva dlake nad kavo, kratka dlaka pa prevladuje nad dolgo dlako. Lovec je kupil črnega psa s kratko dlako in da bi se prepričal, da je čistokrven, je opravil analitično križanje. Skotili so se 4 mladički: 2 kratkodlaka črna, 2 kratkodlaka kava. Kakšen je genotip psa, ki ga je kupil lovec? Težave pri dihibridnem križanju.

Problem 2. Pri paradižniku rdeča barva ploda prevladuje nad rumeno barvo, visoko steblo pa prevladuje nad nizkim. S križanjem sorte z rdečimi plodovi in visokim steblom ter sorte z rumenimi plodovi in nizkim steblom je bilo v drugi generaciji pridobljenih 28 hibridov. Križanci prve generacije so bili med seboj križani, tako da je nastalo 160 hibridnih rastlin druge generacije. Koliko vrst gamet proizvede rastlina prve generacije? Koliko rastlin v prvi generaciji ima rdeče plodove in visoko steblo? Koliko različnih genotipov je med rastlinami druge generacije z rdečo barvo plodov in visokim steblom? Koliko rastlin v drugi generaciji ima rumen plod in visoko steblo? Koliko rastlin v drugi generaciji ima rumen plod in nizko steblo?

Naloga 3 Pri ljudeh rjava barva oči prevladuje nad modro barvo, sposobnost uporabe leve roke pa je recesivna glede na desničarstvo. Iz zakona modrookega desničarja z rjavooko levičarko se je rodil modrooki levičar. Koliko vrst spolnih celic proizvede mati? Koliko vrst gamet proizvede oče? Koliko različnih genotipov je lahko med otroki? Koliko različnih fenotipov je lahko med otroki? Kakšna je verjetnost, da bi v tej družini imeli modrookega levičarja (%)?

Naloga 4 Crested pri piščancih prevladuje nad odsotnostjo grebena, črna barva perja pa prevladuje nad rjavo. S križanjem heterozigotne črne kokoši brez grebena s heterozigotnim rjavim petelinom je bilo pridobljenih 48 piščancev. Koliko vrst spolnih celic proizvede piščanec? Koliko vrst spolnih celic proizvede petelin? Koliko različnih genotipov bo med piščanci? Koliko čopastih črnih piščancev bo? Koliko črnih piščancev bo brez grebena?

5. naloga Pri mačkah prevladuje kratka dlaka siamske pasme nad dolgo dlako perzijske pasme, črna barva dlake perzijske pasme pa prevladuje nad rumeno rjavo barvo siamske pasme. Sijamske mačke križane s perzijskimi mačkami. Pri medsebojnem križanju hibridov v drugi generaciji je bilo pridobljenih 24 mladičev. Koliko vrst spolnih celic nastane pri siamski mački? Koliko različnih genotipov je nastalo v drugi generaciji? Koliko različnih fenotipov je nastalo v drugi generaciji? Koliko mladičev druge generacije je podobnih siamskim mačkam? Koliko mačjih mladičev druge generacije je podobnih perzijcem?

Reševanje težav doma Možnost 1 1) Modrooka desničarka se je poročila z rjavooko desničarko. Imela sta dva otroka - rjavookega levičarja in modrookega desničarja. Iz njegovega drugega zakona z drugo rjavooko desničarko se je rodilo 8 rjavookih otrok, vsi desničarji. Kakšni so genotipi vseh treh staršev? 2) Pri ljudeh gen za štrleča ušesa prevladuje nad genom za normalna ploska ušesa, gen za nerdeče lase pa prevladuje nad genom za rdeče lase. Kakšne potomce lahko pričakujemo od poroke rdečelasca z mehkimi ušesi, heterozigota po prvem znaku, in heterozigote rdečelaske z normalnimi ploskimi ušesi. Možnost 2 1) Pri človeku prevladuje ploščato stopalo (R) nad normalno strukturo stopala (R) in normalna presnova ogljikovih hidratov (O) nad sladkorno boleznijo. Ženska z normalno zgradbo stopal in normalnim metabolizmom se je poročila s paličastim moškim. Iz tega zakona sta se rodila dva otroka, od katerih je eden zbolel za plosko nogo, drugi pa za sladkorno bolezen. Določite genotip staršev iz fenotipa njihovih otrok. Kakšni fenotipi in genotipi otrok so možni v tej družini? 2) Pri ljudeh gen za rjave oči prevladuje nad genom za modre oči, sposobnost uporabe desne roke pa prevladuje nad levičarjem. Oba para genov se nahajata na različnih kromosomih. Kakšni otroci so lahko, če: oče je levičar, a heterozigot po barvi oči, mama pa modrooka, a heterozigot po sposobnosti uporabe rok.

Rešimo naloge 1. Pri človeku prevlada normalna presnova ogljikovih hidratov nad recesivnim genom, odgovornim za razvoj sladkorne bolezni. Hči zdravih staršev je bolna. Ugotovite, ali se lahko v tej družini rodi zdrav otrok in kakšna je verjetnost tega dogodka? 2. Pri ljudeh rjava barva oči prevladuje nad modro. Sposobnost boljše uporabe desne roke prevladuje nad levičarjem, geni za obe lastnosti se nahajajo na različnih kromosomih. Rjavooka desničarka se poroči z modrooko levičarko. Kakšno potomstvo naj pričakujemo v tem paru?

Vsi ti in jaz smo se učili v šoli in pri pouku biologije na pol poslušali poskuse z grahom fantastično natančnega duhovnika Gregorja Mendla. Verjetno se je le malo bodočih ločencev zavedalo, da bodo te informacije kdaj potrebne in uporabne.

Skupaj se spomnimo Mendelovih zakonov, ki ne veljajo samo za grah, ampak tudi za vse žive organizme, tudi za mačke.

Prvi Mendelov zakon je zakon o izenačenosti hibridov prve generacije: pri monohibridnem križanju so vsi potomci v prvi generaciji značilni izenačenost v fenotipu in genotipu.

Kot ponazoritev Mendelovega prvega zakona si oglejmo križanje črne mačke, homozigotne za gen za črno barvo, to je "BB", in čokoladne mačke, prav tako homozigotne za čokoladno barvo in torej "BB". ”

S fuzijo zarodnih celic in nastankom zigote je vsak mucek prejel od očeta in od matere polovico niza kromosomov, ki so v kombinaciji dali običajen dvojni (diploidni) niz kromosomov. To pomeni, da je vsak mucek od matere prejel dominantni alel črne barve "B", od očeta pa recesivni alel čokoladne barve "B". Preprosto povedano, vsak alel iz materinega para se pomnoži z vsakim alelom očetovega para – tako dobimo v tem primeru vse možne kombinacije alelov starševskih genov.

Tako so se vsi mladiči, rojeni v prvi generaciji, izkazali za fenotipsko črne, saj gen črne barve prevladuje nad čokoladnim. Vsi pa so nosilci čokoladne barve, ki se pri njih fenotipsko ne manifestira.

Mendelov drugi zakon je formuliran na naslednji način: pri križanju hibridov prve generacije njihovi potomci dajejo segregacijo v razmerju 3: 1 s popolno prevlado in v razmerju 1: 2: 1 z vmesnim dedovanjem (nepopolna prevlada).

Razmislimo o tem zakonu na primeru črnih mačk, ki smo jih že prejeli. Ko križamo naše mačje mladiče iz legla, bomo videli naslednjo sliko:

F1:	Vv x Vv
F2:	Vv Vv Vv Vv

Kot rezultat tega križanja smo dobili tri fenotipsko črne mladiče in enega čokoladnega. Od treh črnih mačjih mladičev je ena homozigotna za črno barvo, druga dva pa sta nosilki čokolade. Pravzaprav smo končali z razdelitvijo 3 proti 1 (trije črni in en čokoladni mucek). V primerih z nepopolno prevlado (ko heterozigot kaže dominantno lastnost manj močno kot homozigot), bo delitev videti kot 1-2-1. V našem primeru je slika enaka z upoštevanjem čokoladnih nosilcev.

Analiza križa uporablja se za določanje heterozigotnosti hibrida za določen par značilnosti. V tem primeru je hibrid prve generacije križan s staršem, ki je homozigoten za recesivni gen (bb). Takšno križanje je potrebno, ker se v večini primerov homozigotni posamezniki (HV) fenotipsko ne razlikujejo od heterozigotnih (Hv)
1) heterozigotni hibridni posameznik (BB), fenotipsko neločljivega od homozigotnega, v našem primeru črnega, križamo s homozigotnim recesivnim osebkom (vv), t.j. čokoladna mačka:
starševski par: Vv x vv
porazdelitev v F1: BB BB BB BB
t.j. pri potomcih opazimo delitev 2:2 ali 1:1, kar potrjuje heterozigotnost testnega posameznika;
2) hibridni posameznik je homozigoten za prevladujoče lastnosti (BB):
R: BB x BB
F1: Vv Vv Vv Vv – tj. ne pride do cepitve, kar pomeni, da je testni posameznik homozigoten.

Namen dihibridnega križanja - izslediti dedovanje dveh parov lastnosti hkrati. Med tem križanjem je Mendel vzpostavil še en pomemben vzorec - neodvisno dedovanje lastnosti oziroma neodvisno razhajanje alelov in njihovo neodvisno kombinacijo, pozneje imenovano Mendlov tretji zakon.

Za ponazoritev tega zakona uvedimo posvetlitveni gen "d" v našo formulo za črne in čokoladne barve. V dominantnem stanju "D" gen za posvetlitev ne deluje in barva ostane intenzivna; v recesivnem homozigotnem stanju "dd" barva postane svetlejša. Potem bo genotip barve črne mačke videti kot "BBDD" (predpostavimo, da je homozigoten za lastnosti, ki nas zanimajo). Ne bomo jo križali s čokoladno mačko, temveč z lila mačko, ki je genetsko videti kot osvetljena čokoladna barva, to je "vdd". Pri križanju teh dveh živali v prvi generaciji bodo vsi mladiči črni in njihov barvni genotip lahko zapišemo kot BвDd., tj. vsi bodo nosilci gena za čokolado "b" in gena za beljenje "d". Križanje takšnih heterozigotnih mladičev bo odlično pokazalo klasično ločevanje 9-3-3-1, ki ustreza tretjemu Mendelovemu zakonu.

Za udobje ocenjevanja rezultatov dihibridnih križanj se uporablja mreža Punnett, kjer so zabeležene vse možne kombinacije starševskih alelov (najvišja vrstica tabele - naj bodo v njej zapisane kombinacije materinskih alelov in skrajni levi stolpec - vanj bomo zapisali očetovske kombinacije alelov). In tudi vse možne kombinacije alelnih parov, ki jih lahko dobimo v potomcih (nahajajo se v telesu tabele in so pridobljeni s preprosto kombinacijo starševskih alelov na njihovem presečišču v tabeli).

Torej križamo par črnih mačk z genotipi:

VвДд x ВвDd

V tabelo zapišimo vse možne kombinacije starševskih alelov in iz njih pridobljene možne genotipe mačjih mladičev:

	BD	Bd	bD	bd
BD	BBDD	BBDd	BbDD	BbDd
Bd	BBDd	BBdd	BbDd	Bbdd
bD	BbDD	BbDd	bbDD	bbDd
bd	BbDd	Bbdd	bbDd	bbdd

Tako smo dobili naslednje rezultate:
9 fenotipsko črnih mačjih mladičev – njihovi genotipi BBDD (1), BBDd (2), BbDD (2), BbDd (3)
3 modri mladiči - njihovi genotipi BBdd (1), Bbdd (2) (kombinacija gena za posvetlitev s črno barvo daje modro barvo)
3 čokoladne mucke - njihovi genotipi bbDD (1), bbDd (2) (recesivna oblika črne barve - "b" v kombinaciji s prevladujočo obliko alela gena za osvetljevanje nam daje čokoladno barvo)
1 lila mucek - njegov genotip je bbdd (kombinacija čokoladne barve z recesivnim homozigotnim svetlečim genom daje lila barvo)

Tako smo dobili delitev lastnosti po fenotipu v razmerju 9:3:3:1.

Pomembno je poudariti, da s tem nismo razkrili le značilnosti starševskih oblik, temveč tudi nove kombinacije, ki so nam kot rezultat dale čokoladne, modre in lila barve. To križanje je pokazalo neodvisno dedovanje gena, odgovornega za posvetleno barvo, od same barve dlake.

Neodvisna kombinacija genov in posledična delitev v F2 v razmerju 9:3:3:1 je mogoča samo pod naslednjimi pogoji:
1) prevlada mora biti popolna (z nepopolno prevlado in drugimi oblikami interakcije genov imajo številčna razmerja drugačen izraz);
2) neodvisna segregacija velja za gene, lokalizirane na različnih kromosomih.

Tretji Mendlov zakon lahko formuliramo takole: aleli vsakega alelnega para se v mejozi ločijo neodvisno od alelov drugih parov in se v gametah združujejo naključno v vseh možnih kombinacijah. (z monohibridnim križanjem so bile 4 takšne kombinacije, z dihibridnim križanjem - 16, s trihibridnim križanjem heterozigoti tvorijo 8 vrst gamet, za katere je možnih 64 kombinacij itd.).

Citološke osnove Mendelovih zakonov
(T.A. Kozlova, V.S. Kuchmenko. Biologija v tabelah. M., 2000)

Citološke osnove temeljijo na:

združevanje kromosomov (združevanje genov, ki določajo možnost razvoja katerekoli lastnosti)

značilnosti mejoze (procesi, ki se pojavljajo v mejozi, ki zagotavljajo neodvisno razhajanje kromosomov z geni, ki se nahajajo na njih, v različne dele celice in nato v različne gamete)

značilnosti procesa oploditve (naključna kombinacija kromosomov, ki nosi en gen iz vsakega alelnega para) Dodatki k Mendelovim zakonom.

Vsi rezultati križanj, odkritih med raziskavami, ne ustrezajo Mendelovim zakonom, zato dodatki k zakonom.

Prevladujoča značilnost v nekaterih primerih morda ni v celoti izražena ali pa je popolnoma odsotna. V tem primeru pride do tako imenovanega vmesnega dedovanja, ko nobeden od obeh medsebojno delujočih genov ne prevladuje nad drugim in se njihov učinek v genotipu živali kaže enako, zdi se, da ena lastnost oslabi drugo.

Primer je tonkinška mačka. Pri križanju siamskih mačk z burmanskimi mačkami se rodijo mladiči, ki so temnejši od siamskih, a svetlejši od burmanskih – ta vmesna barva se imenuje tonkinec.

Poleg vmesnega dedovanja lastnosti opazimo različne interakcije genov, to je, da lahko geni, odgovorni za nekatere lastnosti, vplivajo na manifestacijo drugih lastnosti:
-medsebojni vpliv– na primer oslabitev črne barve pod vplivom gena za siamsko barvo pri mačkah, ki so njeni nosilci.
-komplementarnost – manifestacija lastnosti je možna le pod vplivom dveh ali več genov. Na primer, vse barve tabby se pojavijo le, če je prisoten dominantni gen agouti.
-epistaza– delovanje enega gena popolnoma zakrije delovanje drugega. Na primer, dominantni gen za belo barvo (W) skriva kakršno koli barvo in vzorec, imenujemo ga tudi epistatična bela.
-polimerizem– na manifestacijo ene lastnosti vpliva cela vrsta genov. Na primer, debelina plašča.
-pleiotropija– en gen vpliva na manifestacijo niza lastnosti. Na primer, isti gen za belo barvo (W), povezan z modro barvo oči, povzroča razvoj gluhote.

Tudi povezani geni so pogost odklon, ki ni v nasprotju z Mendelovimi zakoni. To pomeni, da se številne lastnosti dedujejo v določeni kombinaciji. Primer so spolno povezani geni - kriptorhizem (ženske so njegove nosilke), rdeča barva (prenaša se samo na kromosomu X).

Mendelovi zakoni- to so principi prenosa dednih lastnosti s staršev na potomce, poimenovane po njihovem odkritelju. Razlage znanstvenih izrazov - v.

Mendelovi zakoni veljajo samo za monogene lastnosti, torej lastnosti, od katerih vsako določa en gen. Tiste lastnosti, na izražanje katerih vplivata dva ali več genov, se dedujejo po bolj zapletenih pravilih.

Zakon uniformnosti hibridov prve generacije (prvi Mendelov zakon)(drugo ime je zakon prevladujoče lastnosti): pri križanju dveh homozigotnih organizmov, od katerih je eden homozigoten za dominantni alel danega gena, drugi pa za recesivni, se vsi posamezniki prve generacije hibridov (F1) bo identičen v lastnostih, ki jih določa ta gen, in identičen staršu, ki nosi dominantni alel. Vsi posamezniki prve generacije iz takšnega križa bodo heterozigoti.

Recimo, da smo križali črno in rjavo mačko. Črno in rjavo barvo določajo aleli istega gena, črni alel B prevladuje nad rjavim alelom b. Križ lahko zapišemo kot BB (mačka) x bb (mačka). Vsi mladiči iz tega križanja bodo črni in bodo imeli genotip Bb (slika 1).

Upoštevajte, da recesivna lastnost (rjava barva) dejansko ni izginila; prikriva jo dominantna lastnost in, kot bomo zdaj videli, se bo pojavila v naslednjih generacijah.

Zakon segregacije (drugi Mendelov zakon): ko dva heterozigotna potomca prve generacije križamo med seboj v drugi generaciji (F2), bo število potomcev, ki so identični dominantnemu staršu v tej lastnosti, 3-krat večje od števila potomcev, ki so identični recesivnemu staršu. Z drugimi besedami, fenotipska delitev v drugi generaciji bo 3:1 (3 fenotipsko prevladujoče: 1 fenotipsko recesivna). (cepitev je porazdelitev dominantnih in recesivnih lastnosti med potomci v določenem številčnem razmerju). Glede na genotip bo delitev 1:2:1 (1 homozigot za dominantni alel: 2 heterozigota: 1 homozigot za recesivni alel).

Ta delitev nastane zaradi principa, imenovanega zakon o čistosti gameta. Zakon o čistosti gameta pravi: vsaka gameta (reproduktivna celica - jajčece ali semenčica) prejme le en alel iz para alelov danega gena starševskega osebka. Ko se gamete zlijejo med oploditvijo, se naključno združijo, kar vodi do te cepitve.

Če se vrnemo k našemu primeru z mačkami, predpostavimo, da so vaši črni mladiči zrasli, niste jih spremljali in da sta dva od njih skotila štiri mladiče.

Tako samci kot samice so heterozigoti za barvni gen, imajo genotip Bb. Vsak od njih v skladu z zakonom o čistosti gameta proizvaja dve vrsti gameta - B in b. Njihovi potomci bodo imeli 3 črne mačje mladiče (BB in Bb) in 1 rjavega (bb) (slika 2) (Pravzaprav je ta vzorec statističen, tako da se delitev izvede povprečno in takšne natančnosti morda ne bo mogoče opaziti v resničnem Ovitek).

Zaradi jasnosti so rezultati križanja na sliki prikazani v tabeli, ki ustreza tako imenovani mreži Punnett (diagram, ki vam omogoča hiter in jasen opis določenega križanja, ki ga pogosto uporabljajo genetiki).

Zakon neodvisnega dedovanja (Tretji Mendelov zakon)- pri križanju dveh homozigotnih osebkov, ki se med seboj razlikujeta v dveh (ali več) parih alternativnih lastnosti, se geni in njihove ustrezne lastnosti dedujejo neodvisno drug od drugega in se kombinirajo v vseh možnih kombinacijah. prečkanje). Zakon neodvisne segregacije je izpolnjen le za gene, ki se nahajajo na nehomolognih kromosomih (za nepovezane gene).

Ključno pri tem je, da se različni geni (razen če so na istem kromosomu) dedujejo neodvisno drug od drugega. Nadaljujmo naš primer iz življenja mačk. Dolžina dlake (gen L) in barva (gen B) se dedujeta neodvisno ena od druge (nahajata se na različnih kromosomih). Kratki lasje (alel L) prevladujejo nad dolgimi lasmi (l), črna barva (B) pa prevladuje nad rjavimi b. Recimo, da križamo kratkodlako črno mačko (BB LL) z dolgodlako rjavo mačko (bb ll).

V prvi generaciji (F1) bodo vsi mladiči črni in kratkodlaki, njihov genotip pa bo Bb Ll. Vendar pa rjava barva in dolgi lasje niso izginili - aleli, ki jih nadzorujejo, so preprosto "skriti" v genotipu heterozigotnih živali! Po križanju samca in samice iz teh potomcev bomo v drugi generaciji (F2) opazili delitev 9:3:3:1 (9 kratkodlakih črnih, 3 dolgodlakih črnih, 3 kratkodlakih rjavih in 1 dolgodlakih rjavih). Zakaj se to zgodi in kakšne genotipe imajo ti potomci, je prikazano v tabeli.

Na koncu se še enkrat spomnimo, da je ločevanje po Mendelovih zakonih statistični pojav in ga opazimo le v prisotnosti dovolj velikega števila živali in v primeru, ko aleli proučevanih genov ne vplivajo na sposobnost preživetja potomci. Če ti pogoji niso izpolnjeni, bodo pri potomcih opazili odstopanja od mendelskih razmerij.

Pri svojih poskusih križanja je Mendel uporabil hibridološko metodo. S to metodo je preučeval dedovanje za posamezne znake in ne za celoten kompleks, opravil natančen kvantitativni obračun dedovanja vsake lastnosti v več generacijah in preučeval značaj potomcev vsakega hibrida posebej. . Mendlov prvi zakon je zakon o uniformnosti hibridov prve generacije. Pri križanju homozigotnih osebkov, ki se razlikujejo po eni paraalternativni (medsebojno izključujoči) lastnosti, so vsi potomci v prvi generaciji enotni tako po fenotipu kot genotipu. Mendel je izvedel monohibridno križanje linij čistega graha, ki so se razlikovale v enem paru alternativnih znakov, na primer v barvi graha (rumena in zelena). Kot matično rastlino smo uporabili grah z rumenimi semeni (dominantna lastnost), kot očetovsko rastlino pa grah z zelenimi semeni (recesivna lastnost). Zaradi mejoze je vsaka rastlina proizvedla eno vrsto gamete. Med mejozo je iz vsakega homolognega para kromosomov en kromosom z enim od alelnih genov (A ali a) prešel v gamete. Zaradi oploditve se je ponovno vzpostavilo združevanje homolognih kromosomov in nastali so hibridi. Vse rastline so imele samo rumena semena (po fenotipu) in so bile po genotipu heterozigotne. Hibrid Aa 1. generacije je imel en gen - A od enega starša in drugi gen -a od drugega starša in je pokazal dominantno lastnost, pri čemer je skrival recesivno. Po genotipu so vsi grahovi heterozigoti. Prva generacija je enotna in je kazala lastnost enega od staršev. 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. Na križiščih so verjetni genotipi potomcev. V tabeli je število celic odvisno od števila vrst gamet, ki jih proizvedejo posamezniki, ki jih križajo. Nato je Mendel med seboj križal hibride . Mendelov drugi zakon– zakon hibridnega cepljenja. Pri medsebojnem križanju hibridov 1. generacije se v drugi generaciji pojavijo osebki s prevladujočimi in recesivnimi lastnostmi, cepitev pa se pojavi glede na genotip v razmerju 3:1 in 1:2:1 glede na genotip. Zaradi medsebojnega križanja hibridov so bili pridobljeni posamezniki s prevladujočimi in recesivnimi lastnostmi. Takšna delitev je možna s popolno prevlado.

HIPOTEZA O "ČISTOSTI" GAMET

Zakon cepitve je mogoče razložiti s hipotezo o "čistosti" gameta. Mendel je pojav nemešanja alelov in alternativnih značilnosti v gametah heterozigotnega organizma (hibrida) imenoval hipoteza o "čistosti" gameta. Za vsako lastnost sta odgovorna dva alelna gena. Ko nastanejo hibridi (heterozigotni osebki), se alelni geni ne pomešajo, ampak ostanejo nespremenjeni. Hibridi - Aa - kot posledica mejoze tvorijo dve vrsti gamet. Vsaka gameta vsebuje enega od para homolognih kromosomov z dominantnim alelnim genom A ali z recesivnim alelnim genom a. Gamete so čiste iz drugega alelnega gena. Med oploditvijo se moške in ženske gamete, ki nosijo dominantne in recesivne alele, prosto kombinirajo. V tem primeru se obnovita homologija kromosomov in aleličnost genov. Kot posledica interakcije genov in oploditve se je pojavila recesivna lastnost (zelena barva graha), katere gen ni pokazal svojega učinka v hibridnem organizmu. Lastnosti, katerih dedovanje poteka po zakonih, ki jih je določil Mendel, se imenujejo mendelske. Enostavne mendelske lastnosti so diskretne in nadzorovane monogensko – tj. en genom. Pri ljudeh se veliko lastnosti deduje po Mendelovih zakonih.Dominantne lastnosti so rjava barva oči, bradidaktilija (kratki prsti), polidaktilija (polidaktilija, 6-7 prstov), kratkovidnost in sposobnost sinteze melanina. Po Mendelovih zakonih se krvna skupina in Rh faktor dedujeta glede na dominantni tip. Recesivne lastnosti vključujejo modre oči, normalno zgradbo roke, prisotnost 5 prstov, normalen vid, albinizem (nezmožnost sinteze melanina)