Законы менделя

Теория наследственности Менделя

Схема первого и второго закона Менделя

  1. Растение с белыми цветками (две копии рецессивного аллеля w) скрещивается с растением с красными цветками (две копии доминантного аллеля R).
  2. У всех растений-потомков цветы красные и одинаковый генотип Rw.
  3. При самооплодотворении у 3/4 растений второго поколения цветки красные (генотипы RR + 2Rw) и у 1/4 — белые (ww).

Основные положения теории наследственности Менделя

Современная интерпретация охватывает следующие положения:

  • Работы Г. Менделя.
  • Анализирующее скрещивание.
  • Неполное доминирование.
  • Дигибридное скрещивание.
  • Закон Т. Моргана.
  • Сцепленное с полом наследование.

Методы и ход работы Менделя

Эксперимент Менделя с горохом

Варианты ответов:

  1. Организм, в генотипе которого содержатся разные аллели одного гена, называют:

    • А) гомозиготным;
    • Б) гетерозиготным;
    • В) рецессивным.
  2. Как называл Г. Мендель признаки, не проявляющиеся у гибридов первого поколения:

    • А) рецессивными;
    • Б) доминантными;
    • В) гомозиготными.
  3. Укажите генотип человека, если по фенотипу он светловолосый и голубоглазый (рецессивные признаки):

    • А) ААВВ;
    • Б) АаВв;
    • В) аавв.
  4. У особи с генотипом Аавв образуются гаметы:

    • А) Ав, вв;
    • Б) Ав, ав;
    • В) Аа, вв.
  5. При самоопылении гетерозиготного высокорослого растения гороха (высокий стебель – А) доля карликовых форм равна:

    • А) 25%;
    • Б) 50%;
    • В) 75%.
  6. Сколько пар альтернативных признаков изучают при моногибридном скрещивании:

    • А) одну;
    • Б) две;
    • В) три.
  7. При скрещивании двух морских свинок с черной шерстью (доминантный признак) получено потомство, среди которого особи, с белой шерстью составили 25%. Каковы генотипы родителей:

    • А) АА х АА;
    • Б) Аа х АА;
    • В) Аа х Аа.
  8. Если гены, отвечающие за развитие нескольких признаков, расположены в одной хромосоме, то проявляется закон:

    • А) расщепления;
    • Б) неполного доминирования;
    • В) сцепленного наследования.
  9. При скрещивании черного кролика (Аа) с черным кроликом (Аа) в первом поколении получится кроликов:

    • А) 100% черные;
    • Б) 50% черных, 50% белых;
    • В) 75% черных и 25% белых.
  10. У особи с генотипом АаВв образуются гаметы:

    • А) АВ, ав;
    • Б) Аа, Вв;
    • В) АВ, Ав, аВ, ав.
  11. Правило единообразия первого поколения проявится, если генотип одного из родителей аавв, а другого:

    • А) ААВв;
    • Б) ААВВ;
    • В) АаВв.
  12. Согласно второму закону Менделя расщепление по генотипу происходит в соотношении

    • А) 1
    • Б) 2 : 1
    • В) 3 : 1
    • Г) 9 : 3 : 3 : 1

Генотипы и их влияние на признаки

Нормальный рост (А) у овса доминирует над гигантизмом (а), а раннеспелость (В) – над позднеспелостью (b). Давайте выберем генотип дигетерозиготного растения из предложенных вариантов:

Вариант ответаГенотип
А)ААВВ
Б)АаВВ
В)АaВb
Г)aaBb

Формирование гамет

Какие виды гамет образуются у организма с генотипом АаВb при независимом наследовании генов? Выберем правильный ответ:

А) AB, ab

Б) Aa, Bb

В) AB, Ab, aB, ab

Г) AA, Bb, Aa, BB

Гомозиготные гены

Укажите генотип особи, гомозиготной по двум парам доминантных генов:

А) АаВВ

Б) ААВb

В) aaBB

Г) AABB

Выполнение заданий

  1. Пример генотипа организма:
  • Дигетерозиготный организм: АаBb
  • Гомозиготный по доминантному аллелю: AABB
  1. Определение терминов:
  • Аллель: это одна из форм гена, отвечающая за конкретный признак.
  • Эпистаз: это влияние одного гена на проявление другого гена.
  • Фенотип: это наблюдаемые признаки организма, определяемые генотипом.
  1. Правильные ответы:
  • Относиться к одному виду
  • Быть гомозиготными
  • Отличаться по одной паре признаков

Законы наследования Менделя

  1. Первый закон Менделя (Закон доминирования): При скрещивании особей с разными генотипами возникает потомство, в котором проявляется доминантный ген.

  2. Второй закон Менделя (Закон расщепления): При скрещивании гетерозиготных особей расщепление проявления признака происходит в соотношении 3:1.

Менделевские законы помогают понять наследование признаков у организмов и их детей.

Гипотеза чистоты гамет

Мендель предположил, что при образовании гибридов наследственные факторы не смешиваются, а сохраняются в неизменном виде. У гибрида присутствуют оба фактора — доминантный и рецессивный, но проявление признака определяет доминантный наследственный фактор, рецессивный же подавляется.

Взаимодействие генов и гамет

Связь между поколениями при половом размножении осуществляется через половые клетки — гаметы. Каждая гамета несет только один фактор из пары. При оплодотворении слияние двух гамет, каждая из которых несет рецессивный наследственный фактор, приводит к образованию организма с рецессивным признаком. Слияние гамет, содержащих доминантный фактор, приводит к развитию организма с доминантным признаком.

Расщепление потомства

Появление во втором поколении рецессивного признака одного из родителей может быть только при двух условиях:

  1. Наследственные факторы у гибридов сохраняются в неизменном виде.
  2. Половые клетки содержат только один наследственный фактор из аллельной пары.

Закон чистоты гамет

Мендель объяснил расщепление потомства при скрещивании гетерозиготных особей тем, что гаметы генетически чисты, несут только один ген из аллельной пары. При образовании половых клеток в каждую гамету попадает только один аллель из пары аллелей данного гена.

Образование гамет

Генетически чистые гаметы образуются в процессе мейоза. Два основных этапа мейоза:

  1. Профаза I: Хромосомы образуют пары и обмен материалом.
  2. Анафаза I: Пары хромосом расходятся, формируются гаметы с одной хромосомой из каждой пары.

Изучение гипотезы чистоты гамет помогает понять принципы наследования и генетической изменчивости организмов. Мендель оставил нам великое наследие в понимании генетики, которое актуально и до сегодняшних дней.

Основываясь на этих принципах, современные ученые продолжают исследования в области генетики, открывая все новые законы и факторы, влияющие на передачу наследственных признаков.

Наследственные законы Менделя и их применение

В процессе образования гамет у гибрида гомологичные хромосомы во время I мейотического деления попадают в разные клетки. При слиянии мужских и женских гамет получается зигота с диплоидным набором хромосом. При этом половину хромосом зигота получает от отцовского организма, половину — от материнского. По данной паре хромосом (и данной паре аллелей) образуются два сорта гамет. При оплодотворении гаметы, несущие одинаковые или разные аллели, случайно встречаются друг с другом. В силу статистической вероятности при достаточно большом количестве гамет в потомстве 25 % генотипов будут гомозиготными доминантными, 50 % — гетерозиготными, 25 % — гомозиготными рецессивными, то есть устанавливается отношение 1АА:2Аа:1аа (расщепление по генотипу 1:2:1). Соответственно по фенотипу потомство второго поколения при моногибридном скрещивании распределяется в отношении 3:1 (3/4 особей с доминантным признаком, 1/4 особей с рецессивным). Таким образом, при моногибридном скрещивании цитологическая основа расщепления признаков — расхождение гомологичных хромосом и образование гаплоидных половых клеток в мейозе.

Условия выполнения законов Менделя

В соответствии с законами Менделя наследуются только моногенные признаки. Если за фенотипический признак отвечает более одного гена (а таких признаков абсолютное большинство), он имеет более сложный характер наследования.

Условия выполнения закона расщепления при моногибридном скрещивании

Расщепление 3:1 по фенотипу и 1:2:1 по генотипу выполняется приближенно и лишь при следующих условиях:

  • Гены находятся на разных хромосомах
  • Отсутствие взаимодействий между аллелями
  • Отсутствие влияния других факторов на расщепление

Условия выполнения закона независимого наследования

Проявление у гибридов признака только одного из родителей Мендель назвал доминированием.

Закон выведен на основе статистических данных, полученных Г. Менделем при скрещивании разных сортов гороха, имевших чёткие альтернативные различия по следующим признакам:

  • Цвет цветков
  • Цвет семян
  • Форма семян
  • Рост растений

При скрещивании чистых линий гороха с пурпурными цветками и гороха с белыми цветками Мендель заметил, что взошедшие потомки растений были все с пурпурными цветками, среди них не было ни одного белого. Мендель не раз повторял опыт, использовал другие признаки. Если он скрещивал горох с жёлтыми и зелёными семенами, у всех потомков семена были зелёными. Если он скрещивал горох с гладкими и морщинистыми семенами, у потомства были гладкие семена. Потомство от высоких и низких растений было высоким.

Кодоминирование и неполное доминирование

Некоторые противоположные признаки находятся не в отношении полного доминирования (когда один всегда подавляет другой у гетерозиготных особей), а в отношении неполного доминирования. Например, при скрещивании чистых линий львиного зева с пурпурными и белыми цветками особи первого поколения имеют розовые цветки. При скрещивании чистых линий андалузских кур чёрной и белой окраски в первом поколении рождаются куры серой окраски. При неполном доминировании гетерозиготы имеют признаки, промежуточные между признаками рецессивной и доминантной гомозигот.

При кодоминировании, в отличие от неполного доминирования, у гетерозигот признаки проявляются одновременно (смешанно). Типичный пример кодоминирования — наследование групп крови системы АВ0 у человека, где А и В — доминантные гены, а 0 — рецессивный. По этой системе генотип 00 определяет первую группу крови, АА и А0 — вторую, ВВ и В0 — третью, а АВ будет определять четвёртую группу крови. Т.о. всё потомство людей с генотипами АА (вторая группа) и ВВ (третья группа) будет иметь генотип АВ (четвёртая группа). Их фенотип не является промежуточным между фенотипами родителей, так как на поверхности эритроцитов присутствуют оба агглютиногена (А и В).

Явления кодоминирования и неполного доминирования признаков слегка видоизменяют первый закон Менделя: «Гибриды первого поколения от скрещивания чистых линий особей с противоположными признаками всегда одинаковы по этому признаку: проявляют доминирующий признак, если признаки находятся в отношении доминирования, или смешанный (промежуточный) признак, если они находятся в отношении кодоминирования (неполного доминирования)».

Закон независимого наследования признаков

Иллюстрация независимого наследования признаков

Закон независимого наследования (третий закон Менделя) — при скрещивании двух особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях (как и при моногибридном скрещивании).

Когда скрещивались гомозиготные растения, отличающиеся по нескольким признакам, таким как белые и пурпурные цветы и желтые или зелёные горошины, наследование каждого из признаков следовало первым двум законам, и в потомстве они комбинировались таким образом, как будто их наследование происходило независимо друг от друга. Первое поколение после скрещивания обладало доминантным фенотипом по всем признакам. Во втором поколении наблюдалось расщепление фенотипов по формуле 9:3:3:1, то есть 9/16 были с пурпурными цветами и зелёными горошинами, 3/16 с белыми цветами и зелёными горошинами, 3/16 с пурпурными цветами и желтыми горошинами, 1/16 с белыми цветами и желтыми горошинами.

Менделю попались признаки, гены которых находились в разных парах гомологичных хромосом (нуклеопротеидных структур в ядре эукариотической клетки, в которых сосредоточена бо́льшая часть наследственной информации и которые предназначены для её хранения, реализации и передачи) гороха. При мейозе гомологичные хромосомы разных пар комбинируются в гаметах случайным образом. Если в гамету попала отцовская хромосома первой пары, то с равной вероятностью в эту гамету может попасть как отцовская, так и материнская хромосома второй пары. Поэтому признаки, гены которых находятся в разных парах гомологичных хромосом, комбинируются независимо друг от друга. (Впоследствии выяснилось, что из исследованных Менделем семи пар признаков у гороха, у которого диплоидное число хромосом 2n=14, гены, отвечающие за одну из пар признаков, находились в одной и той же хромосоме. Однако Мендель не обнаружил нарушения закона независимого наследования, так как сцепления между этими генами не наблюдалось из-за большого расстояния между ними).

Второй Закон Менделя

Какое расщепление наблюдается при моногибридном скрещивании по генотипу во втором поколении гибридов?

Варианты ответов

Каковы генотипы гомозиготных родительских форм при моногибридном скрещивании?

Вопрос 5

Как называется наследственная болезнь, при которой человек не может различать зелёный и красный цвета?

Вопрос 6

Как называется пол, имеющий одинаковые половые хромосомы?

Вопрос 7

Сколько пар аутосом у женщин?

Какие хромосомы называются аутосомами?

Вопрос 9

Как называются признаки, гены которых находятся в половых хромосомах?

Вопрос 10

Какое расщепление при неполном доминировании наблюдается во втором поколении?

Вопрос 11

Какие горошины Г. Мендель использовал при дигбридном скрещивании?

Вопрос 12

Как называетя совокупность всех внешних и внутренних признаков и свойств организма?

Вопрос 14

Парные гены гомологичных хромосом называют:

Вопрос 15

Как называется третий закон Г. Менделя?

Вопрос 16

В своих опытах по сцепленному наследованию признаков Морган использовал:

Вопрос 17

Сколько типов гамет и какие будут образовываться при генотипе дрозофилы АаВв, если гены А и В сцеплены и наблюдается их полное сцепление?

Вопрос 18

Как называется графическое изображение хромосомы, на котором определённые локусы (гены) отмечены соответственно расстоянию между ними?

Вопрос 19

Выберите доминирующие признаки мушки дрозофилы.

Вопрос 20

Какое явление вызывает нарушение закона Моргана?

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *