Вопросы по биологии / Гибридологический метод изучения наследственности. Моногибридное и дигибридное скрещивание. Законы Менделя

Основоположник генетики чешский учёный Грегор Мендель установил закономерности в наследовании признаков. Для изучения изменчивости и генетического материала им был разработан метод гибридологического анализа, который предусматривает:

– скрещивание особей с контрастными признаками, например, красные и белые цветки;
– анализ проявления у гибридов только исследуемых признаков, без учёта других (например, изучение только окраски цветков);
– выращивание и анализ потомков каждой особи отдельно от других, для предотвращения случайного нежелательного оплодотворения;
– ведение количественного учёта гибридов, различающихся по исследуемым признакам.

Символы, принятые в генетике:

Р (родительская особь), 

х (скрещивание), 

F₁ (особи первого поколения),  

F₂ (второе поколение).

Проводя моногибридное скрещивание (по одному признаку) самоопыляющегося растения гороха, Мендель установил, что в первом поколении преобладают особи только с одним из альтернативных признаков. 

Признак, подавляющий проявление другого, Мендель назвал доминантным, а подавляемый – рецессивным. 

Например:

а – ген зелёной окраски семян (рецессивный) А – ген жёлтой окраски семян (доминантный) 

Аллели – различные модификации одного и того же гена, отвечающие за развитие одного признака.
Гомозигота – особь, производящая гаметы только одного сорта.
Гетерозиготная особь имеет аллели одного и того же гена и, соответственно, производит разносортные гаметы.  

Первый закон Менделя – закон единообразия первого поколения: при скрещивании двух гомозигот, отличающихся по одному признаку, первое поколение будет иметь одинаковый фенотип, по этому признаку. При этом все гибриды могут иметь фенотип одного из родителей по этому признаку (полное доминирование) или промежуточный (неполное доминирование). Все потомки одинаковы по генотипу.

Скрещивая потомство 1-го поколения между собой, Мендель установил второй закон – закон расщепления: при скрещивании двух гетерозигот во втором поколении наблюдается расщепление по фенотипу 3:1 и генотипу 1:2:1

Генотип – совокупность взаимодействующих генов организма.

Фенотип – совокупность внешне проявляющихся признаков организма.

Дигибридное скрещивание – рассматривается наследование и производится учёт по двум парам альтернативных признаков. 

Мендель использовал горох, отличающийся по форме семян – гладкие (В) и морщинистые (в), и по окраске семян: жёлтые (А) и зелёные (а).

При скрещивании дигомозигот в F₁ проявились доминантные признаки.

При скрещивании дигетерозигот первого поколения в F₂ получилось расщепление по фенотипу: 

9 жёлтых гладких : 3 жёлтых морщинистых : 3 зёлёных гладких : 1 зелёная морщинистая. 

Для каждой пары отношение признаков равно 3:1, что говорит о независимости наследования признаков. 

Третий закон – закон независимого комбинирования: при скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся по двум и более парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях.

В отличие от первого закона, который справедлив во всех случаях, кроме явлений неполного доминирования, третий закон относится только к случаям независимого наследования, когда гены расположены в разных хромосомах. Иначе сцепление генов исказит результаты опыта.

Открытие мейоза и установление того, что при этом процессе гомологичные хромосомы расходятся к различным полюсам и образуются гаплоидные клетки, позволило сформулировать закон чистоты гамет: при образовании половых клеток в каждую попадает только один ген из аллельной пары.