Кто скрещивал горох посевной
Обновлено: 15.09.2024
Давно известно, что внутри клеток находится ДНК, которая содержит всю информацию для правильного развития и функционирования организма. Кроме того, это наследственный материал, который означает, что он передается от отцов и матерей сыновьям и дочерям. Что теперь можно объяснить, давно не было ответа.
На протяжении всей истории появлялись разные теории, некоторые из которых были более точными, чем другие, пытаясь найти логические ответы на природные явления. В этом случае Почему сын имеет часть черт матери, но также и часть отца? Или, почему у сына есть некоторая характеристика его бабушки и дедушки? Тайна наследства имела свое значение для фермеров и фермеров, которые стремились получить более продуктивных потомков животных и растений.
Удивительно то, что эти сомнения были разрешены священником, Грегор Мендель, который предусмотрел законы Менделя и это в настоящее время признано отцом генетики. В этой статье мы увидим, что представляет из себя эта теория, которая наряду с вкладами Чарльза Дарвина заложила основы биологии, какими мы ее знаем.
Открывая основы генетики
Этот австро-венгерский священник при жизни в монастыре Брно заинтересовался горохом, увидев возможную закономерность у своих отпрысков. Так он начал проводить разные эксперименты. , который состоял из скрещивания разных видов гороха и наблюдения за результатом их потомства.
В 1865 году он представил свои работы Обществу естествознания в Брно, но они быстро отклонили его предложение, поэтому его выводы не были опубликованы. Потребовалось тридцать лет, чтобы эти эксперименты были признаны и чтобы сегодня были установлены так называемые законы Менделя.
3 закона Менделя
Отец генетики, благодаря его работе, пришел к выводу, что есть три закона, чтобы объяснить, как работает генетическое наследование , В некоторых библиографиях их две, так как первые две присоединяются к ним в третьей. Однако имейте в виду, что многие термины, которые я буду использовать здесь, были неизвестны Менделю, такие как гены, варианты одного и того же гена (аллеля) или доминирование генов.
В попытке сделать объяснение более интересным, гены и их аллели будут представлены буквами (A / a). И помните, потомок получает аллель от каждого родителя.
1. Принцип единообразия
Чтобы объяснить этот первый закон, Мендель сделал кресты между горохом желтый (АА) с другим редким видом зеленого горошка (аа). В результате у потомства преобладает желтый цвет (Aa), без присутствия какого-либо зеленого горошка.
По словам этого исследователя, объяснение того, что произошло в этом первом законе Менделя, заключается в том, что аллель желтого цвета доминирует на аллеле зеленого цвета Нужно только, чтобы в одном образе жизни один из двух аллелей был желтым, чтобы выразить себя. Следует добавить, что фундаментально, что родители должны быть чистыми расами, то есть, чтобы их генетика была однородной (AA или AA), чтобы это было выполнено. Как следствие, их потомки становятся на 100% гетерозиготными (Аа).
2. Принцип сегрегации
Мендель продолжал скрещивать виды гороха, на этот раз результаты его предыдущего эксперимента, то есть гетерозиготного желтого гороха (Aa). Результат его удивил, так как 25% потомков были зелеными, хотя их родители были желтыми.
Во втором законе Менделя объясняется, что если родители гетерозиготны по гену (Aa), его распространение в потомстве будет на 50% гомозиготным (AA и aa) и другая гетерозиготная половина (Aa). Этот принцип объясняет, как у ребенка могут быть зеленые глаза, как у его бабушки, если у их родителей карие.
3. Принцип независимого разделения характера
Этот последний закон Менделя является чем-то более сложным. Чтобы прийти к такому выводу, Мендель скрестил гладкий вид желтого гороха (AA BB) с другими грубыми зелеными горохами (aa bb). Поскольку вышеупомянутые принципы выполнены, получающееся потомство является гетерозиготным (Aa Bb), который переплел его.
Результатом двух гладких желтых горохов (Aa Bb) были 9 гладких желтых горохов (A_ B_), 3 гладких зеленых гороха (aa B_), 3 грубых желтых гороха (A_ bb) и 1 грубый зеленый горошек (aa bb).
Этот третий закон Менделя, который он намерен продемонстрировать, состоит в том, что черты распределяются независимо и они не мешают друг другу.
Менделевское наследство
Это правда, что с помощью этих трех законов Мендель может объяснить большую часть случаев генетического наследования, но сумел уловить всю сложность механизмов наследования. Есть много типов наследства, которые не следуют этим рекомендациям, которые известны как не менделевские наследства. Например, наследование связано с полом, который зависит от X и Y хромосом; или множественные аллели, то, что экспрессия гена зависит от других генов, не может быть объяснено законами Менделя.
Основателем генетики — науки о изменчивости и наследственности, несмотря на наличие предшественников, по праву считается Г.Мендель. Он впервые провел скрещивание гороха. Он первым занялся изучением проблем наследственности. Существуют несколько причин его успешных исследований.
Первая причина заключается в точном и строгом подборе объекта для проведения опытов, для этого было взято растение, которое соответствовало поставленным задачам экспериментатора — горох. Растение плодовито, неприхотливо, существует много сортов, которые различаются по качественным признакам. Горох — это строгий самоопылитель, то есть риска заноса посторонней пыльцы во время опытов не буде.
Вторая причина — концентрация внимания не на всем комплексе различий между сортами, которые скрещиваются, на на четко выраженных альтернативно различающихся, элементарных признаках, которые очень удобны для объективного и точного учета. Естествоиспытатель в постановке эксперимента идет от простого к сложному: в первую очередь рассматривает одну пару признаков, после чего, берется за две и так далее. Учитываются все потомки от скрещивания, а не четко выбранные экземпляры. Так, вторая причина — точно спланированные научные эксперименты.
Третья причина — последовательное применение вероятностно-статистических данных при обработке результатов опытов, логическая четкость мышления.
Исходя из наблюдений Менделя, можно сказать о трех основных закономерностях: 1). Единообразии гибридов F1; 2). Расщепление гибридов, которые различаются по одному признаку во 2-ом поколении при соотношении 3:1; 3). Независимое наследование признаков, которые принадлежат к разным альтернативным парам.
Г. Мендель показал, что есть простые признаки, которые наследуются как обособленные единицы.. Ним была предложена мысль, что все признаки организма передаются через половые клетки. Одна половая клетка несет 1 наследственный фактор, который связан с данным признаком — вскоре эта закономерность была названа, как правило чистоты гамет. Когда произошло оплодотворение, то в организме оказываются 2 фактора, способность подавлять рецессивную форму наследственного задатка доминантной.
Техника скрещивания гороха
Для того, чтобы получить гибридные семена, цветки материнских растений кастрируют. У бутона, который не распустился отгибают крылья и парус, острым концом пинцета или иглой разрезают лодочку вдоль киля, с большой осторожностью раздвигаются половинки, которые были разрезаны и все 10 тычинок удаляются, стараясь не повредить пестик. Одновременно с кастрацией можно наносить пыльцу отцовского компонента. Жизнеспособность пыльцы — 2-3 суток.
Для того, чтобы нанести пыльцу, используется перо или пинцет. Прокастрированные и опыленные цветки нужно обмотать тонким слоем ваты или как чаще всего, изолировать капроновыми или марлевыми изоляторами. Чтобы усилить приток питательных веществ на цветоносе оставляют лишь один гибридный цветок. Опыляют на одном растении гороха не более 2-3 цветков, другие удаляются, а верхушка стебля прищипывается.
Для избежания травмирования лодочки, используют другой метод скрещивания гороха. У бутона отгибаются крылья и парус, пинцетом берется киль за спину и отводится в сторону чашечки. Освободившиеся тычинки удаляют, лодочкой, парусом и крыльями закрывают пестик. Цветок остается неповрежденным. Объем скрещивания гороха должен быть таковым, чтобы была большая вероятность при расщеплении в растениях с необходимым сочетанием признаков. В среднем — это 100-120 цветков.
Горох (Pisum) — самоопыляющееся, однолетнее травянистое растение, которое относится к семейству Бобовые, зерновая бобовая культура. Родина гороха — Юго-Западная Азия, где его начали возде…
Биологические особенности гороха. Ботаническая характеристика. Овощной горох — травянистое растение. Стебель полый, простой или ветвящийся, с цепляющимися усиками, высотой 15—…
Посев гороха можно начинать в конце апреля и продолжать до середины мая, а если проводить посев в качестве второй культуры — то до середины лета (до 15 июля). Если выращивать горох в летней ку…
Горох посевной (Pisum sativum L.) — однолетнее растение. Стебель полегающий. Листья парноперистые сложные, заканчиваются ветвящимися усиками. В узлах стебля располагаются цветки. Хар…
Выращивание гороха. Место в севообороте, выбор участка. Овощной горох выращивают в полевых и овощных севооборотах. Лучшие для него предшественники— культуры, под которые вносят органичес…
Этот человек был трагически не понят научными современниками, но через 30 лет оказалось, что он перевернул науку — открыл законы наследственности и предвосхитил появление генетики. Имя чешского монаха Грегора Менделя и сегодня не столь широко известно, как имена Ньютона, Эйнштейна, Коперника или Гаусса, а ведь его научные достижения не менее значимы. Вспоминаем о них сегодня, 20 июля, в день рождения Менделя.
Пчелы, облака и опыты на растениях
Именно эти три вещи больше всего интересовали монаха Грегора Менделя, аббата монастыря Святого Фомы в Брюнне, сегодняшнем Брно, а тогда части австрийской Моравии. Господин аббат не был известным богословом или оратором. За пределами монастыря он ходил в цивильном платье, интересовался наукой, преподавал в местной гимназии. Вообще был добрым человеком, любителем-гастрономом, играл в шахматы и угощал гостей грушами диковинных сортов.
Когда господина аббата не стало, о нем скорбели родственники, монахи и учителя. Никто не понял при жизни его экспериментов и открытий, никто не знал, что этот склонный к полноте человек в очках с цветком фуксии (!) на групповом фото монахов — гений, опередивший свое время.
Сегодня за его письмами и случайно уцелевшими листами из научного архива идет охота (монастырь с неосмотрительного разрешения племянников уничтожил после смерти все его бумаги). Тогда никто не мог и подумать, что Брно будут называть городом Менделя, августинский орден будет гордиться своим монахом, а монастырь Св. Фомы — настоятелем. И уж тем более никто не думал, что открытия этого скромного человека войдут в школьные учебники.
Вероника, Иоганн и Терезия
Так звали детей Антона Менделя, крестьянина из деревни Хейнцендорф (сегодня — Гинчице в Чехии). Семья была чешско-австрийского происхождения: мать, Розина, была из немецкой семьи, отец — чехом. В тех краях, Моравии, немецкие и чешские крестьянские семьи жили рядом и часто заключали браки.
Все Мендели учились в деревенской школе, а в семье Розины был даже школьный учитель — ее дядя. Сам Антон был отличным садовником — он ухаживал за барским садом и научил детей всему огородному делу: полоть сорняки, подвязывать и прививать яблони.
Мендели не жили богато, но и не бедствовали. Старшие дети, Вероника и Иоганн, 1822 года рождения, учились в школе; за учебу родители платили рожью, горохом, салом и яйцами. Первой учиться отдали Веронику: она будет хозяйкой, нужно было уметь считать деньги, читать молитвы и вести списки. В девять в школу пошел Иоганн. Сразу же местный учитель стал чаще заглядывать к Менделям и хвалить мальчика: прилежен, понимает с лета, непременно надо учить дальше.
Семье, чтобы оплачивать его учебу в гимназии, пришлось затянуть пояса. Иоганн не подводил родственников: был первым учеником, получал лучшие рекомендации.
Он приложил все усилия, чтобы найти учеников, бегал по урокам. С трудом сводил концы с концами, недоедал, падал с ног, но гимназию окончил. Первого ученика, крестьянского сына Иоганна Менделя приняли в философские классы при Ольмюцком университете, после которых можно было претендовать на поступление в университет.
Иоганн и Терезия
И тогда Антон Мендель принял важное решение. Он продал свое хозяйство зятю, Алоису Штурму, мужу Вероники. Тот пообещал выплачивать Иоганну 10 флоринов в год. Младшая сестра, 12-летняя Терезия, отказалась от приданого в пользу старшего брата. Мендель-младший никогда не забудет ее жертвы и всю жизнь будет близок с Терезией и ее детьми, а вот к Веронике и ее детям будет относиться очень сдержанно. Благодаря этому Иоганн Мендель вернулся в Ольмюц.
Особенно нравилась ему физика и ее преподаватель патер Фридрих Франц. В физическом классе ставили много опытов, Иоганн увлекся экспериментами, показывавшими давление атмосферы, начал придумывать опыты сам.
В гимназии серьезно учили литературе, Мендель писал стихи. Отрывок из стихотворения о Гутенберге сохранила Терезия.
Зачем был создан человек?
Зачем щепотке праха
Неисповедимо высокое существо
Вы — буквы, отпрыски моих исканий!
В Ольмюце Иоганну все-таки удалось набрать учеников и с помощью 10 флоринов Штурма оплатить учебу и окончить школу. Было понятно, что оплатить университет ему не под силу; нужно было изыскивать источник существования. И Мендель ушел в монастырь — в 1843 году он стал братом Грегором Менделем в августинском братстве Св. Фомы.
Помощь монастыря и внезапный провал
Был ли Мендель религиозен? Биографы его расходятся в оценке этого факта. Большинство склоняется к мысли, что Мендель решился на этот поступок из нужды, движимый страстью к науке, которую мог бы реализовать только в условиях монастырской жизни.
Августинцы были достаточно либеральным орденом. Монахам разрешалось жить в миру, в том числе и в крупных университетских городах. Конечно, приходилось отводить время на молитвы, исповеди, но работой считались преподавание и изучение наук. Монастырь Святого Фомы состоял из братьев на редкость интеллигентных, часто служивших Богу светскими специальностями: учителя, профессора, орденские священники.
Он продолжал самообразование, выбрав в итоге естествознание. Собирал ботанические и минералогические коллекции, прослушал лекции по садоводству и виноградарству. Аббат понимал, что за монах Грегор Мендель, и, когда тому предложили должность преподавателя в гимназии в Цнайме, прелат его благословил, сложив с него обязанности духовника.
Правда, преподавать Менделю дали литературу и математику. Чтобы заниматься физикой, о которой мечтал Мендель, надо было сдать экзамены правительственной комиссии Имперского министерства просвещения. И тут случилось непредвиденное: блестящий ученик провалился.
Ему отказали в преподавании любимых предметов, но разрешили через год сдать повторный экзамен
Мендель выбрал лекции и занятия по физике, ботанике и зоологии с химией и практикум на кафедре математики — по логарифмированию и тригонометрии. После двух лет вольнослушателем попытался повторно сдать экзамены Императорской комиссии, но снова провалился. Поставив крест на дипломе, он вернулся в реальное училище Цнайма, где вел естествознание.
На сцену выходит горох
У себя в монастырской квартире Мендель устроил маленький зверинец: у него жили пойманные на прогулках лисенок и еж, серые и белые мыши. Правда, мышей ему скоро запретили держать.
Много работал в саду: выращивал ананасы, прививал яблони и груши, сажал цветы. История человечества изменилась в тот момент, когда весной 1854 года каноник посеял горох.
В тот момент ботаники считали, что под влиянием ухода за растениями у них могут появляться новые признаки, которые затем передадутся по наследству. Мендель решил изучить проблему изменчивости и наследственности.
По Дарвину, вид меняется, когда накапливается много мелких изменений. Ряд ботаников пытались проверить эту теорию, скрещивая гвоздики — махровые и не махровые, разные сорта дынь.
Мендель выбрал для своих опытов садовый горох Pisum sativum — растение, почти не дающее помесей. Получать гибриды на горохе было нетрудно: вскрыть пинцетом несозревший цветок, оборвать тычинки, а потом нанести нужную пыльцу от другого сорта.
Сорта гороха отличаются неизменными признаками: окраска кожуры зрелых и незрелых зерен, форма горошин, длина оси стебля, расположение и окраска бутонов. Мендель использовал для опытов больше 30 сортов — и до опытов два года проверял чистоту каждого.
Работа выдалась долгой и продлилась восемь лет! Сотни опылений, скрещиваний, десять тысяч гибридов. На каждый Мендель заводил паспорта: когда родительские растения выращены, какие у них были горошины — желтые или зеленые, гладкие или морщинистые, какие цветы, окраска по краям, окраска в центре и т. д.
Их и правда не было. Это был первый в истории масштабный опыт, который давал возможность учесть биологические соотношения количественно. Менделю пригодилось все: и физические опыты в гимназии, и садовые навыки, полученные в родительском доме, и эрудиция, и любовь к математике, и его необыкновенная интуиция ученого.
Менделевское один к трем
Через полвека масштабные эксперименты подтвердят точность его расчетов, но открытое им явление — единообразие признаков у первого поколения — это всеобщий менделевский закон.
Доклад, которого никто не понял
Сам Мендель считал свою работу особенной. Когда в 1865 году он делал доклад брюннскому Обществу естествоиспытателей, то надеялся на признание. Но все прошло в гробовом молчании: слушатели оторопели от статистики и новых терминов. Никто не задал ни одного вопроса.
Ему ответил мюнхенский ботаник Негели. Он просил повторить результаты на другом растении — и по дьявольской случайности предложил ястребинку, растение, которое размножается не половым путем. Из-за этого результаты с горохом не подтвердились.
Менделя не услышали: он был провинциальным монахом, всего-навсего учителем биологии, не окончившим университет
В 1868 году Мендель стал настоятелем монастыря Св. Фомы. Разбогател, купил пони, посетил Рим, представился папе, заседал в банке и филантропических обществах. Отдал в гимназию племянников — сыновей Терезии. А еще вывел новый очень вкусный сорт гороха.
Когда Мендель умер в 1884 году от болезни почек, оказалось, что он опубликовал 13 статей: четыре по биологии, девять по метеорологии. Но все только начиналось.
Спустя 30 лет и не только
Сегодня в школах по всему миру изучают менделевское расщепление и менделевские законы. Его называют отцом генетики и первооткрывателем законов наследственности. Просто возьмите учебник биологии и откройте его — в любой стране мира вы увидите картинку, на которой скрещивают разные сорта гороха (с желтыми и зелеными горошинами), на схеме обязательно объясняется, как именно наследуются признаки. Так что справедливость торжествует: иногда это бывает поздно для человека, но для человечества — всегда вовремя.
Аббат Грегор Мендель
Чтобы разобраться в этом, проследим ход его экспериментов.
Явление наследственности (передачи признаков от родителей потомкам) известно с незапамятных времен. Ни для кого не секрет, что дети похожи на родителей. Знал это и Грегор Мендель. А если дети не похожи на родителей? Ведь известны случаи рождения голубоглазого ребенка от кареглазых родителей! Велик соблазн объяснить это супружеской неверностью, но, например, опыты с искусственным опылением растений показывают, что потомки первого поколения могут быть непохожи ни на одного из родителей. А тут уж точно все честно. Следовательно, признаки потомков не являются просто суммой признаков их родителей. Что же получается? Дети могут быть какими угодно? Тоже нет. Так существует ли вообще какая-нибудь закономерность в наследовании? И можем ли мы предсказать совокупность признаков (фенотип) потомков, зная фенотипы родителей?
Подобные рассуждения и привели Менделя к постановке проблемы исследований. А если поставлена проблема, можно перейти к ее решению. Только как? Каков должен быть метод? Придумать метод – вот с этим Мендель блистательно справился.
Сад, где Мендель проводил свои опыты
Естественное желание ученого при исследовании какого-либо явления – обнаружить закономерность. Мендель решил пронаблюдать интересующее его явление – наследственность – у гороха.
Надо сказать, что горох был выбран Менделем не случайно. Вид Pisum sativum L. очень удобен для изучения наследственности. Во-первых, его легко выращивать и весь жизненный цикл проходит быстро. Во-вторых, он склонен к самоопылению, а без самоопыления, как увидим далее, опыты Менделя были бы невозможны.
Но на что, собственно, нужно обращать внимание при наблюдениях, чтобы выявить закономерность и не заблудиться в хаосе данных?
В первую очередь, признак, наследование которого наблюдается, должен четко различаться визуально. Проще всего взять признак, который проявляется в двух вариантах. Мендель выбрал окраску семядолей. Семядоли у семян гороха могут быть либо зеленые, либо желтые. Такие проявления признака хорошо различимы и четко делят все семена на две группы.
Опыты Менделя: а – желтые и зеленые семена гороха; б – гладкие и морщинистые семена гороха
Кроме того, нужно быть уверенным, что наблюдаемая картина наследования является следствием скрещивания растений с разными проявлениями выбранного признака, а не вызвана какими-то другими обстоятельствами (откуда, строго говоря, он мог знать, что цвет семядолей не зависит, например, от температуры, при которой горох рос?). Как этого добиться?
Мендель вырастил две линии гороха, в одной из которых появлялись только зеленые семена, а в другой – только желтые. Причем на протяжении многих поколений в этих линиях картина наследования не изменялась. В таких случаях (когда в ряде поколений отсутствует изменчивость) говорят, что использована чистая линия.
Растения гороха, на которых ставил опыты Г.Мендель
Всех факторов, влияющих на наследственность, Мендель не знал, поэтому сделал нестандартный логический ход. Он изучил, какие результаты дает скрещивание между собой растений с семядолями одного цвета (в данном случае потомки – точная копия родителей). После этого он провел скрещивание растений с семядолями разных цветов (у одного – зеленые, у другого – желтые), но в тех же условиях. Это дало ему основания утверждать, что различия, которые проявятся в картине наследования, вызваны различными фенотипами родителей при этих двух скрещиваниях, а не каким-либо другим фактором.
Вот какие результаты получил Мендель.
У потомков первого поколения от скрещивания растений с желтыми и зелеными семядолями наблюдалось только одно из двух альтернативных проявлений признака – все семена получились с зелеными семядолями. Такое проявление признака, когда наблюдается преимущественно один из вариантов, Мендель назвал доминантным (альтернативное проявление, соответственно, рецессивным), а результат этот получил название закона единообразия гибридов первого поколения, или первого закона Менделя.
Микроскоп, с которым работал Г.Мендель
Во втором поколении, полученном с помощью самоопыления, появились семена как с зелеными, так и с желтыми семядолями, причем в соотношении 3:1.
Это соотношение носит название закона расщепления, или второго закона Менделя.
Но эксперимент не кончается получением результатов. Существует еще такой важный этап, как их интерпретация, т. е. осмысление полученных результатов с точки зрения уже накопленных знаний.
Что же знал о механизмах наследования Мендель? Да ничего. Во времена Менделя (середина XIX в.) еще не знали никаких генов и хромосом. Даже идея о клеточном строении всего живого не была еще общепризнанной. Например, многие ученые (в том числе и Дарвин) считали, что наследуемые проявления признаков составляют непрерывный ряд. Это значит, например, что при скрещивании красного мака с желтым потомство должно быть оранжевым.
Мендель в принципе не мог знать биологической природы наследования. Что же дали его опыты? На качественном уровне получается, что потомки действительно бывают какие угодно и никакой закономерности нет. А на количественном? И о чем в данном случае может вообще говорить количественная оценка результатов опыта?
К счастью для науки, Грегор Мендель был не просто любознательным чешским монахом. В юности его очень интересовала физика, он получил хорошее физическое образование. Мендель изучал также и математику, в том числе и начала теории вероятностей, разработанной Блезом Паскалем в середине XVII в. (При чем тут теория вероятностей станет ясно ниже.)
Мемориальная бронзовая доска, посвященная Г.Менделю, открытая в г. Брно в 1910 г.
Как же интерпретировал свои результаты Мендель? Он вполне логично предположил, что существует некая реальная субстанция (он назвал ее наследственным фактором), определяющая цвет семядолей. Допустим, наличие наследственного фактора А определяет зеленый цвет семядолей, а наличие наследственного фактора а – желтый. Тогда, естественно, растения с зелеными семядолями содержат и передают по наследству фактор А, а с желтыми – фактор а. Но почему же тогда среди потомков растений с зелеными семядолями встречаются растения с желтыми семядолями?
Мендель предположил, что каждое растение несет по паре наследственных факторов, отвечающих за данный признак. Причем при наличии фактора А фактор а уже не проявляется (зеленая окраска доминирует над желтой).
Надо сказать, что после замечательных работ Карла Линнея* европейские ученые достаточно хорошо представляли процесс полового размножения у растений. В частности, было понятно, что в дочерний организм переходит что-то от матери, а что-то от отца. Не понятно было только, что и как.
Мендель предположил, что при размножении наследственные факторы материнского и отцовского организмов комбинируются между собой как попало, но таким образом, что в дочерний организм попадает один фактор от отца, а другой от матери. Это, прямо скажем, довольно смелое предположение, и любой скептически настроенный ученый (а ученый обязан быть скептиком), поинтересуется почему, собственно, Мендель построил на этом свою теорию.
Здесь и выходит на авансцену теория вероятностей. Если наследственные факторы комбинируются между собой как попало, т.е. независимо, то одинакова вероятность попадания в дочерний организм каждого фактора от матери или от отца?
Соответственно, по теореме умножения, вероятность формирования в дочернем организме конкретной комбинации факторов равна: 1/2 х1/2 = 1/4.
Очевидно, возможны комбинации АА, Аа, аА, аа. С какой же частотой они проявляются? Это зависит от того, в каком соотношении факторы А и а представлены у родителей. Рассмотрим с этих позиций ход опыта.
Сначала Мендель взял две линии гороха. В одной из них желтые семядоли не появлялись ни при каких обстоятельствах. Значит фактор а в ней отсутствовал, и все растения несли комбинацию АА (в случаях, когда организм несет два одинаковых аллеля, он называется гомозиготным). Точно так же все растения второй линии несли комбинацию аа.
Что же происходит при скрещивании? От одного из родителей с вероятностью 1 приходит фактор А, а от другого с вероятностью 1 – фактор а. Далее они с вероятностью 1х1=1 дают комбинацию Аа (организм, несущий разные аллели одного гена, называется гетерозиготным). Это отлично объясняет закон единообразия гибридов первого поколения. Все они имеют зеленые семядоли.
При самоопылении от каждого из родителей первого поколения с вероятностью 1/2 (предположительно) приходит либо фактор А, либо фактор а. Это означает, что все комбинации будут равновероятны. Какова же должна быть в данном случае доля потомков с желтыми семядолями? Очевидно, одна четверть. Но это и есть результат опыта Менделя: расщепление по фенотипу 3:1! Следовательно, предположение о равновероятных исходах при самоопылении было верным!
Теория, предложенная Менделем для объяснения явлений наследственности, базируется на строгих математических выкладках и носит фундаментальный характер. Можно даже сказать, что по степени строгости законы Менделя больше похожи на законы математики, чем биологии. Долгое время (да и до сих пор) развитие генетики состояло в проверке приложимости этих законов к тому или иному конкретному случаю.
Герб рода Г.Менделя
Задачи
1. У тыквы белая окраска плодов доминирует над желтой.
А. Родительские растения гомозиготны и имели белые и желтые плоды. Какие плоды получатся от скрещивания гибрида первого поколения с его белым родителем? А с желтым родителем?
Б. При скрещивании белой тыквы с желтой получено потомство, половина которого имеет белые плоды, а половина – желтые. Каковы генотипы родителей?
В. Можно ли получить желтые плоды при скрещивании белой тыквы и ее белого потомка из предыдущего вопроса?
Г. Скрещивание белой и желтой тыкв дало только белые плоды. Какое потомство дадут две такие белые тыквы при скрещивании между собой?
2. Черные самки двух разных групп мышей были скрещены с коричневыми самцами. От первой группы было получено 50% черных и 50% коричневых мышат. От второй группы получено 100% черных мышат. Объясните результаты опытов.
Читайте также: