При скрещивании гороха имеющего желтые и гладкие горошины с таким же растением получилось
Обновлено: 18.09.2024
Все организмы какого-либо вида обычно отличаются друг от друга по многим признакам. Теоретически этот возможно, но вероятность очень мала.
2. Что такое генотип и фенотип?
Совокупность всех генов какого-либо организма называют генотипом.
Совокупность всех внешних и внутренних признаков и свойств организма называют фенотипом.
Выполните практическую работу.
Решение задач на дигибридное скрещивание
1. Перенесите (перерисуйте) в тетрадь представленный ниже алгоритм решения генетической задачи. Проанализируйте представленную в учебнике схему наследования признаков при дигибридном скрещивании и заполните пропуски в алгоритме. Алгоритм решения задачи на дигибридное скрещивание 1. Запишем объект исследования и обозначение генов.
2. На основании анализа полученных результатов ответьте на вопросы.
1) Сколько типов гамет образует родительское растение с жёлтыми гладкими семенами; с зелёными морщинистыми семенами?
Родительское растение с жёлтыми гладкими семенами (ААВВ) образует один тип гамет – АВ. Растение с зелёными морщинистыми семенами (аавв) тоже образует один тип гамет – ав.
2) Какова вероятность появления в результате первого скрещивания растений F1 с жёлтыми семенами; с зелёными семенами?
Вероятность появления в результате первого скрещивания растений F1 с жёлтыми семенами будет 100%. С зелеными – 0%. АаВв - то есть все растения с жёлтыми гладкими семенами.
3) Какова вероятность появления в результате скрещивания растений F1 с жёлтыми гладкими семенами; с жёлтыми морщинистыми; зелёными гладкими; зелёными морщинистыми?
Вероятность появления в результате первого скрещивания растений F1 с жёлтыми гладкими семенами – 100%; с жёлтыми морщинистыми, зелёными гладкими и зелёными морщинистыми – 0%.
4) Сколько разных генотипов может быть среди гибридов первого поколения?
Среди гибридов первого поколения может быть только один генотип (АаВв).
5) Сколько разных фенотипов может быть среди гибридов первого поколения?
Среди гибридов первого поколения может быть только один фенотип – желтые гладкие семена.
6) Сколько типов гамет образует растение F1 с жёлтыми гладкими семенами?
Родительское растение с жёлтыми гладкими семенами (АаВв) образует 4 типа гамет:
7) Какова вероятность появления в результате самоопыления растений F2 с жёлтыми семенами; с зелёными семенами?
Соотношение жёлтых и зелёных семян в F2 – 3:1. При самоопылении фенотип сохранится, поэтому и соотношение останется таким же. Т.е. желтых 75%, а зеленых – 25%.
8) Какова вероятность появления в результате скрещивания растений F2 с жёлтыми гладкими семенами; с жёлтыми морщинистыми; с зелёными гладкими; с зелёными морщинистыми?
Вероятность появления в результате первого скрещивания растений F1 с жёлтыми гладкими семенами 9 из 16 (56,25%); с жёлтыми морщинистыми и зелёными гладкими – по 3 из 16 (18,75%); зелёными морщинистыми – 1 из 16 (6,25%). Т.е. соотношение соответственно – 9:3:3:1.
9) Сколько разных генотипов может быть среди гибридов второго поколения?
Среди гибридов второго поколения может быть 9 генотипов (ААВВ, АаВВ, ААВв, ААвв, АаВв, Аавв, ааВВ, ааВв, аавв).
10) Сколько разных фенотипов может быть среди гибридов второго поколения?
Среди гибридов второго поколения может быть 4 фенотипа (желтые гладкие, желтые морщинистые, зелёные гладкие, зеленые морщинистые).
3. Решите задачи на дигибридное скрещивание.
1. У человека праворукость доминирует над леворукостью, а карий цвет глаз - над голубым. В брак вступают кареглазый мужчина правша, мать которого была голубоглазой левшой, и голубоглазая женщина правша, отец которой был левшой.
1. Запишем объект исследования и обозначение генов.
1) Сколько разных фенотипов может быть у их детей?
У детей может быть 4 разных фенотипа: праворукий кареглазый, праворукий голубоглазый, леворукий кареглазый, леворукий голубоглазый.
2) Сколько разных генотипов может быть среди их детей?
У детей может быть 6 разных генотипов (ААВв, АаВа, ААвв, Аавв, ааВв, аавв).
3) Какова вероятность того, что у этой пары родится ребёнок левша (выразить в %)?
Вероятность того, что у этой пары родится ребёнок левша равна 25%.
2. Чёрная окраска шерсти и висячее ухо у собак доминируют над коричневой окраской и стоячим ухом. Скрещивались чистопородные чёрные собаки с висячими ушами с собаками, имеющими коричневую окраску шерсти и стоячие уши. Гибриды скрещивались между собой.
1. Запишем объект исследования и обозначение генов.
1) Какая часть щенков F2 фенотипически должна быть похожа на гибрид F1?
9/16 часть (56,75%) щенков F2 фенотипически должна быть похожа на гибрид F1.
2) Какая часть гибридов F2 должна быть полностью гомозиготна?
4/16 часть (25%) гибридов F2 должна быть полностью гомозиготна.
3) Какая часть щенков F2 должна быть с генотипом, подобным генотипу гибридов F1?
¼ часть (25%) щенков F2 должна быть с генотипом, подобным генотипу гибридов F1.
3. Чёрная окраска у кошек доминирует над палевой, а короткая шерсть - над длинной. Скрещивались чистопородные персидские кошки (чёрные длинношёрстные) с сиамскими (палевые короткошёрстные). Полученные гибриды скрещивались между собой.
1. Запишем объект исследования и обозначение генов.
Какова вероятность получения в F2: а) чистопородного сиамского котёнка;
Чистоплотный сиамский котенок имеет генотип ааВВ. Вероятность его получения – 6,25%.
б) котёнка, фенотипически похожего на персидского;
Чёрные длинношёрстные – 3/16 (18,75%).
в) длинношёрстного палевого котёнка (выразить в частях)?
Вопросы
1. Как вы думаете, часто ли в природе встречается моногибридное скрещивание?
Моногибридное скрещивание в природе практически невозможно, т. к. у организмов большое количество признаков.
2. Сколько видов гамет образуется у гибридов первого поколения при дигибридном скрещивании?
При дигибридном скрещивании у гибридов первого поколения образуется 4 вида гамет.
Задания Д28 C5 № 11501
При скрещивании растения гороха с гладкими семенами и усиками с растением с морщинистыми семенами без усиков все поколение было единообразно и имело гладкие семена и усики. При скрещивании другой пары растений с такими же фенотипами (гороха с гладкими семенами и усиками и гороха с морщинистыми семенами без усиков) в потомстве получили половину растений с гладкими семенами и усиками и половину растений с морщинистыми семенами без усиков. Составьте схему каждого скрещивания. Определите генотипы родителей и потомства. Объясните полученные результаты. Как определяются доминантные признаки в данном случае?
Схема решения задачи включает:
1) 1-е скрещивание:
2) 2-е скрещивание:
3) Гены, определяющие гладкие семена и наличие усиков, являются доминантными, так как при 1-м скрещивании всё поколение растений было одинаковым и имело гладкие семена и усики. Гены, определяющие гладкие семена и наличие усиков (А, В), локализованы в одной хромосоме и наследуются сцеплено, так как при 2-м скрещивании произошло расщепление по двум парам признаков в соотношении 1:1
Моногибридное скрещивание. Мендель начал свои исследования закономерностей наследования с моногибридного скрещивания. Он выбрал две чистые линии растений гороха, которые отличались только по одному признаку: у одних окраска горошин была всегда жёлтая, а у других – всегда зелёная (при условии самоопыления). Если пользоваться современной терминологией, то можно сказать, что клетки растений гороха одного сорта содержат по два гена, кодирующих только жёлтую окраску, а другого сорта – по два гена, кодирующих только зелёную окраску семян. Гены, ответственные за проявление одного признака (например, формы или цвета семян), получили название аллельных генов. Если организм содержит два одинаковых аллельных гена (например, оба гена зеленого цвета семян или, наоборот, оба гена жёлтого цвета), то такие организмы называют гомозиготными. Если же аллельные гены различны (например, если один из них определяет жёлтую окраску семян, а другой – зелёную), то такие организмы называют гетерозиготными. Чистые линии образованы только гомозиготными растениями, поэтому при самоопылении они всегда воспроизводят один вариант проявления признака. В опытах Менделя, например, это был один из двух возможных цветов семян гороха – или всегда жёлтый, или всегда зелёный.
Правило единообразия гибридов первого поколения. Г. Мендель начал свои исследования со скрещивания растений гороха, исходно отличающихся только цветом горошин (жёлтым или зелёным). В первом поколении семена у всех растений оказались исключительно жёлтыми. Когда Г. Мендель повторил свои опыты по моногибридному скрещиванию, но использовал в них растения, отличающиеся друг от друга по другому признаку, по форме семян (гладкие или морщинистые), то все гибридные растения первого поколения имели гладкие семена. Проявляющиеся у гибридов признаки (желтизну или гладкость семян) Мендель назвал доминантными, а подавляемые признаки (зелёный цвет или морщинистую форму семян) – рецессивными. Доминантный признак принято обозначать прописными латинскими буквами (А, Б, С), а рецессивные – строчными (а, b, с).
На основе полученных в своих экспериментах данных Г. Мендель сформулировал правило единообразия гибридов первого поколения: при скрещивании двух гомозиготных организмов, отличающихся друг от друга одним признаком, все гибриды первого поколения будут иметь признак одного из родителей, и поколение по данному признаку будет единообразным.
Правило расщепления. Г. Мендель продолжил свои опыты, вырастив растения гороха из семян, полученных в первом поколении. Затем он скрестил эти растения и обнаружил, что у растений второго поколения большинство горошин, а именно 3 /4, были жёлтыми, а меньшая часть, а именно 1 /4, – зелёными. Конечно, Г. Мендель подсчитывал число жёлтых и зелёных горошин в потомстве от многих пар скрещиваемых растений гороха, чтобы добиться статистической надёжности полученного результата.
Явление, при котором скрещивание приводит к образованию части потомства с доминантным, а части – с рецессивным признаком, получило название расщепления.
Затем Г. Мендель подтвердил характер расщепления в опытах с другими признаками растений гороха и обосновал правило расщепления: при скрещивании двух потомков (гибридов) первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление и снова появляются особи с рецессивными признаками; эти особи составляют 1 /4 часть от всего числа потомков второго поколения.
Рис. 57. Цитологические основы моногибридного скрещивания
Цитологические основы закономерностей наследования при моногибридном скрещивании. Как можно схематически представить себе закономерности наследования признаков, открытые Г. Менделем, используя современные понятия?
Символ обозначает женскую особь, символ – мужскую, X – скрещивание, Р – родительское поколение, F1 – первое поколение потомков, F2 – второе поколение потомков, А – доминантный ген, отвечающий за жёлтый цвет горошин, а – рецессивный ген, отвечающий за зелёный цвет семян гороха (рис. 57).
В результате мейоза в гаметах родительских особей будут присутствовать по одному гену, отвечающему за наследование цвета семян: в случае женской гаметы – А, в случае мужской – а. В первом поколении (F1) соматические клетки будут гетерозиготными (Аа), поэтому половина гамет гибридов первого поколения будет содержать ген А, а другая половина – а. В результате случайных комбинаций гамет во втором поколении (F2) возникнут следующие комбинации: АА, Аа, аА, аа. Растения с тремя первыми комбинациями генов будут иметь жёлтые семена, а с четвёртой – зелёные.
Аллельные гены. Гомозиготы. Гетерозиготы. Доминантные и рецессивные гены. Правило единообразия. Правило расщепления. Закон чистоты гамет.
1. Почему Г. Мендель опылял растения гороха искусственно?
2. Какие организмы называются гомозиготными по какому-либо признаку?
§ 40. Множественные аллели. Анализирующее скрещивание
1. Какое доминирование называется неполным?
2. Что такое фенотип; генотип?
Неполное доминирование. Иногда один аллельный ген не до конца подавляет действие второго. При этом возникают промежуточные признаки, и признак у гомозиготной по доминантному гену особи будет не таким, как у гетерозиготной особи. Это явление получило название неполного доминирования. Поясним его на примере.
Рис. 58. Схема наследования признака в случае неполного доминирования
При скрещивании растения ночной красавицы, имеющего пурпурные цветки (АА), с растением, имеющим белые цветки (аа), все растения – гибриды первого поколения будут иметь розовые цветки (рис. 58). При скрещивании двух особей ночной красавицы из первого поколения во втором поколении происходит расщепление, но не 3: 1 (как при полном доминировании), а в другом соотношении – 1:2:1, т. е. 1 /4 растений с белыми цветками (аа), 2 /4 – с розовыми (Аа) и 1 /4 – с пурпурными (АА) (см. рис. 58).
Явление неполного доминирования встречается часто, например при наследовании цвета шерсти крупного рогатого скота, строения перьев птиц. Встречается это явление и у человека при наследовании брахидактилии – укорочения фаланг пальцев. У здорового человека имеется два доминантных гена ВВ, и развитие скелета происходит нормально. У гетерозигот (Вb) наблюдается укорочение фаланг пальцев, а у рецессивных гомозигот (bb) проявляются множественные нарушения в развитии скелета, и такие люди погибают ещё в раннем детстве. Таким образом, ген В не полностью подавляет действие гена b, и у гетерозигот вследствие этого развивается брахидактилия.
Сверхдоминирование. Изредка при взаимодействии двух аллельных генов наблюдается явление сверхдоминирования. При сверхдоминировании доминантный признак сильнее проявляется у гетерозигот (Аа), чем у доминантных гомозигот (АА). В частности, были выведены сорта томатов с набором аллельных генов Аа, который определяет их более высокую урожайность по сравнению с особями, имеющими набор АА.
До сих пор мы рассматривали случай наследования одного признака, определяемого одним геном. Но любой организм имеет громадное количество признаков, причём это не только внешние, видимые особенности, но и признаки биохимические (строение молекул, активность ферментов, концентрация веществ в тканях, крови и т. д.), анатомические (форма и размер внутренних органов) и т. п. Любой признак, каким бы простым он ни казался, определяется множеством физиологических и биохимических процессов, каждый из которых, в свою очередь, зависит от действия ферментов.
Совокупность всех внешних и внутренних признаков и свойств организма называют фенотипом.
Совокупность всех генов организма называют генотипом.
Фенотипические признаки, определяемые теми или иными генами, в различных условиях существования проявляются по-разному.
По фенотипу не всегда можно определить, какие гены содержит данная особь. Например, у растения гороха, имеющего жёлтые семена, генотип может быть как АА, так и Аа. А вот рецессивный признак – зелёный цвет семян – проявляется только у гомозиготных растений с генотипом аа. Иными словами, всегда можно определить генотип особи с рецессивным признаком.
Анализирующее скрещивание. Для установления генотипа особей, которые не различаются по фенотипу, используют так называемое анализирующее скрещивание. При этом особь, генотип которой нужно установить, скрещивают с особью, гомозиготной по рецессивному гену (аа). Например, для того чтобы выяснить, какие из растений гороха с жёлтыми семенами имеют генотип АА, а какие – Аа, их следует скрестить с растением с зелёными семенами (аа). Если потомство будет иметь только жёлтые горошины, значит, исследуемое растение было доминантной гомозиготой (АА). Если же в потомстве наблюдается расщепление на растения с жёлтыми и зелёными горошинами в соотношении 1:1, то изучаемое растение было гетерозиготно (Аа).
Генофонд. Итак, благодаря множественному аллелизму каждый вид имеет целый набор аллельных генов, хотя каждая особь благодаря диплоидности содержит в каждой аллели только два гена. Совокупность всех вариантов всех генов, входящих в состав генотипов особей какого-либо вида, получила название генофонда вида. Можно также говорить о генофонде популяции или иной группы особей вида.
Множественный аллелизм. Кодоминирование. Неполное доминирование. Сверхдоминирование. Фенотип. Генотип. Анализирующее скрещивание. Генофонд вида.
1. Что такое множественный аллелизм?
2. Какие виды доминирования вам известны?
3. Какое практическое значение может иметь изучение видов доминирования?
4. В чём отличие двух понятий: фенотип и генотип?
5. Какой метод используется для установления генотипа особей, не различающихся по фенотипу?
6. Как наследуется брахидактилия?
§ 41. Дигибридное скрещивание. Закон независимого наследования признаков
1. Какое скрещивание называется моногибридным?
2. Сильно ли различается набор генов в клетках корня и клетках листа одной и той же особи клёна?
Дигибридное скрещивание. В природе не встречаются две абсолютно одинаковые особи какого-либо вида живых существ – все организмы отличаются друг от друга по многим признакам. Исключение могут представлять растения, развивающиеся в результате самоопыления (например, пшеница, горох, картофель и др.), а также однояйцевые близнецы животных и человека, хотя говорить об абсолютной схожести таких особей также нельзя.
Скрещивание особей, у которых учитывают отличия друг от друга по двум признакам, называется дигибридным, если по трём – то тригибридным и т. д. В общем случае скрещивание особей, отличающихся по многим признакам, называется полигибридным.
Закон независимого наследования признаков. Г. Мендель приступил к изучению результатов дигибридного скрещивания после того, как установил закономерности моногибридного скрещивания. Для этого он исследовал характер расщепления при скрещивании двух чистых линий гороха, различающихся по двум признакам: цвету семян (жёлтые или зелёные) и их форме (гладкие или морщинистые). При таком скрещивании признаки определяются различными парами генов: одна пара генов отвечает за цвет семян, другая – за их форму. При этом жёлтая окраска горошин (А) доминирует над зелёной (а), а их гладкая форма (B) – над морщинистой (b).
По закону единообразия гибридов первого поколения семена гороха в поколении F1 были жёлтыми и гладкими. Для того чтобы было легче понять, как будет проходить комбинация признаков при скрещивании двух гибридов из первого поколения, американский исследователь Реджинальд Пеннет предложил заносить результаты опыта в таблицу, которую назвали решёткой Пеннета (рис. 59). В результате слияния четырёх видов гамет, возникающих у растений из F1 (AB, Аb, аВ, аb), во втором поколении (F2) возникает 9 различных генотипов. Но эти девять генотипов проявляются в виде четырёх фенотипов: жёлтые – гладкие, жёлтые – морщинистые, зелёные – гладкие и зелёные – морщинистые, причём соотношение фенотипов будет 9:3:3:1. Если же подсчитать, каким будет соотношение между жёлтыми и зелёными горошинами, то оно будет равняться 3:1. Такое же соотношение будет и между гладкими и морщинистыми семенами. То есть выполняется правило расщепления. Отсюда следует, что при дигибридном скрещивании гены и признаки, за которые эти гены отвечают, наследуются независимо друг от друга. Этот факт получил название закона независимого наследования признаков. Закон справедлив в тех случаях, когда гены рассматриваемых признаков располагаются в разных негомологичных хромосомах.
Решётка Пеннета. Закон независимого наследования признаков.
1. Какое скрещивание называется дигибридным?
2. В чём сущность закона независимого наследования признаков?
3. В каком случае закон независимого наследования признаков несправедлив?
4. Сколько фенотипов гороха наблюдал Г. Мендель во втором поколении при дигибридном скрещивании гороха?
Рис. 59. Схема наследования признаков при дигибридном скрещивании
§ 42. Хромосомная теория наследственности
1. Что такое хромосомы? Какова их роль?
2. Знал ли Г. Мендель о существовании хромосом?
3. Можно ли назвать гены, определяющие цвет семян гороха, и гены, определяющие цвет венчика цветков гороха, аллельными?
В 1902 г. американец Уильям Сеттон предположил, что элементы наследственности, которые мы сегодня называем генами, могут располагаться в хромосомах. Но вместе с тем стали накапливаться сведения о том, что в некоторых случаях расщепления по правилам Менделя не происходит. Например, у душистого горошка два признака – форма пыльцы и окраска цветков – не дают независимого расщепления в потомстве в соотношении 3:1, и потомки остаются похожими на родительские особи. При последующем анализе оказалось, что гены этих двух признаков лежат в одной хромосоме.
Действительно, генов, кодирующих различные признаки, у любого организма очень много. Так, по приблизительным подсчётам, у человека 30–40 тыс. генов, а видов хромосом всего 23. Все это огромное количество генов размещается в этих хромосомах.
Каковы же принципы наследования генов, расположенных на одной хромосоме? Современная хромосомная теория наследственности создана выдающимся американским генетиком Томасом Морганом (1866–1945).
Первое положение этой теории гласит: ген представляет собой участок хромосомы. Хромосомы, таким образом, представляют собой группы сцепления генов.
Второе положение утверждает, что аллельные гены (гены, отвечающие за один признак) расположены в строго определённых местах (локусах) гомологических хромосом.
Наконец, согласно третьему положению, гены располагаются в хромосомах линейно, т. е. друг за другом.
Основным объектом, с которым работали Морган и его ученики, была плодовая мушка дрозофила, имеющая диплоидный набор из 8 хромосом. Эксперименты показали, что гены, находящиеся в одной хромосоме, при мейозе попадают в одну гамету, т. е. наследуются сцепленно. Это явление получило название закона Моргана.
Кроссинговер. Однако в тех же опытах было описано и отклонение от этого закона. Среди гибридов второго поколения обязательно было малое число особей с перекомбинацией тех признаков, гены которых лежат в одной хромосоме. Как это можно объяснить?
Для этого необходимо вспомнить ход мейоза, а именно то, что в профазу первого мейотического деления гомологичные хромосомы конъюгируют и могут обмениваться гомологичными участками. Этот процесс, как мы помним, называется кроссинговер; он очень важен для повышения разнообразия потомков. Кроссинговер также был открыт Т. Морганом и его сотрудниками, поэтому хромосомную теорию можно дополнить ещё одним, четвёртым, положением: в процессе образования гамет между гомологичными хромосомами происходит конъюгация, в результате которой они могут обмениваться аллельными генами, т. е. может происходить кроссинговер.
Таким образом, при кроссинговере происходит нарушение закона Моргана, и гены одной хромосомы не наследуются сцепленно, так как часть из них заменяется на аллельные гены гомологичной хромосомы. Иными словами, сцепление генов является неполным.
Хромосомные карты. Явление кроссинговера помогло учёным установить расположение каждого гена в хромосоме, создать генетические карты хромосом. Морган и его сотрудники сделали вывод о том, что чем дальше друг от друга расположены на хромосоме два гена, тем чаще они будут расходиться в разные хромосомы в процессе кроссинговера. Если два гена А и D расположены на противоположных концах одной хромосомы (рис. 60), то они разойдутся в разные хромосомы при любом варианте кроссинговера. Но если речь идёт о двух генах Б и С, расположенных в хромосоме рядом, то они могут разойтись по разным хромосомам только в том случае, если точка перекреста окажется на одном-единственном участке между этими двумя генами. Вероятность такого события не очень велика. Таким образом, вероятность расхождения двух генов по разным хромосомам в процессе кроссинговера зависит от расстояния между ними в хромосоме. Следовательно, подсчитав частоту кроссинговера между какими-либо двумя генами одной хромосомы, отвечающими за различные признаки, можно точно определить расстояние между этими генами, а значит, и начать построение генетической карты, которая представляет собой схему взаимного расположения генов, составляющих одну хромосому.
Рис. 60. Возможные варианты кроссинговера, происходящие между гомологичными хромосомами (вероятность расхождения двух генов в различные хромосомы тем выше, чем дальше друг от друга они расположены)
Хромосомная теория наследственности. Закон Моргана. Кроссинговер. Генетические карты.
1. Что представляет собой ген?
2. В каких случаях справедливо правило независимого наследования признаков?
Вернемся к Грегору Менделю и гороху. Как говорилось ранее, он использовал в своих опытах горох, но не любой, а только чистые линии – группы организмов, имеющих некоторые признаки, которые полностью передаются потомству в силу генетической однородности всех особей. В качестве такого признака был выбран цвет горошин: одна линия была только зеленая во всех поколениях, а друга – желтая.
Таким образом Мендель скрещивал разные родительские особи гороха и далее подсчитывал результаты по некоторым признакам: количество гороха с желтой/зеленой кожурой, гладкие горошины и морщинистые, карликовое растение/нормальное/высокое и так далее. Ученый использовал 22 чистых линии и около 10.000 растений бобового.
Моногибридное скрещивание
Такое скрещивание было выбрано первым для опытов. Моногибридное скрещивание – скрещивание особей, отличающихся друг от друга лишь одним признаком. Ген , в котором заключена информация об этом одном из признаков называется аллельным геном или аллелью.
В зависимости от комбинации генов в паре, организм может быть гомозиготным или гетерозиготным. В первом случае оба гена несут одну разновидность признака, во втором – две разные. Гомозиготами будут являться горох, оба аллели которого несут окраску только желтого или только зеленого цвета. Гетерозиготами – те, у которых один ген несет желтый цвет, а другой – зеленый.
Есть доминантные и рецессивные гены. Первые преобладают, вторые – подавляются. Посмотрим на схему моногибридного скрещивания выше и разберемся в некоторых правилах записи.
Здесь мы видим 2 признака: цвет и текстуру кожуры. Разные типы признаков обозначаются разными буквами. Например, желтый – А, зеленый – В. Доминантные признаки записываются заглавными буквами, а рецессивные – строчными. Один ген аллели – одна буква.
Исходя из этого, монозиготы могут быть либо аа (рецессивная гомозигота ), либо АА (доминантная монозигота).
Законы Менделя
В результате такого скрещивания Мендель открыл закон единообразия гибридов первого поколения. Он гласит: при скрещивании двух гомозиготных организмов, отличающихся друг от друга только по одному признаку, все гибриды первого поколения будут иметь признак одного из родителей, и поколение по этому признаку будет единообразно.
Далее Мендель продолжил изучать потомство гороха, теперь он скрестил то самое единообразное поколение.
Так Мендель вывел закон расщепления. Из него следует, что при скрещивании потомков первого поколения, во втором снова появляются особи с рецессивным признаком, эти особи составляют 1: 4 часть от всего числа потомков второго поколения.
Фенотип – внешнее проявление признака.
Ранее мы говорили о том, что доминирующий признак подавляет рецессивный. Если у гороха генотип Аа, где доминирующий цвет желтый, то горошины будут этого цвета. Однако, все не всегда так однозначно.
Если скрестить пурпурные и белые цветы ночной красавицы, то гетерозиготное потомство приобретет отличный от родителей цвет: розовый. По закону неполного доминирования при скрещивании доминантной и рецессивной гомозигот , все особи в потомстве проявят либо признаки родителей, либо промежуточный признак.
Если скрещиваются организмы, отличающиеся друг от друга не по одному признаку (моногибридное), а по двум, то скрещивание называется дигибридным.
Для своих опытов в этом направлении Мендель взял горох двух цветов и двух фактур.
Независимое наследование признаков
Родители были доминантной и рецессивной гомозиготами. В первом поколении горошины желтые и гладкие, гетерозиготы. Так как при скрещивании двух гетерозигот по обоим признакам от каждого родителя по 4 варианта гамет, то удобно воспользоваться решеткой Пеннета. Для этого гаметы одного родителя записывают по горизонтали, а второго – по вертикали. Затем на пересечениях заполняются ячейки решетки.
Если пересчитать количество потомков каждого фенотипа, то получится следующее:
9 шт. – желтый гладкий
3 шт. – желтый морщинистый
3 шт. – зеленый гладкий
1 шт. – зеленый морщинистый
Так Мендель пришел к закону независимого наследования признаков, из которого следует, что при дигибридном скрещивании гены и признаки, за которые отвечают эти гены, наследуются независимо друг от друга.
Задание ollbio09101120172018в2 У одного из представителей семейства Колокольчиковые (Campanulaceae) – платикодона крупноцветкового (Platycodon grandiflorum) пентамерные цветки, состоящие из круга чашелистиков, круга лепестков, круга тычинок и круга плодолистиков (см. рис.). Иногда среди платикодонов можно найти махровые цветки, у которых на месте тычинок развиваются лепестки. А. Нарисуйте диаграмму махрового цветка платикодона. На диаграмме обозначьте части цветка. Предложите для него формулу. Б. Предположим, что в природной популяции платикодона крупноцветкового возникла форма с махровыми цветками (по остальным признакам форма не отличается от нормы). Образование махровых цветков определяется одной рецессивной мутацией. Ученые пересадили из природы на экспериментальный участок два мутантных и одно нормальное растение. Считая, что при опылении пыльца всех особей смешивается, пыльца из природных популяций не попадает на участок, и при этом возможно самоопыление, рассчитайте, каким может быть расщепление в потомстве первого поколения по генотипам и фенотипам. В. Далее среди потомков первого поколения выбрали только те растения, у которых цветки нормальные, а остальные убрали с участка до опыления. С оставленных растений собрали семена и посеяли. Каким может оказаться расщепление среди потомков второго поколения по генотипу и фенотипу?
А. Опираясь на рисунок, мы видим, что чашелистики изображены свободными, тогда как все лепестки срослись. Пять тычинок свободные, а плодолистиков три, и они также срослись. (У Колокольчиковых завязь нижняя, но это не принципиально для дальнейшего решения.) Можно предложить следующую формулу для типичного цветка в сем. Колокольчиковые: * Ч5 Л(5) Т5 П( — 3) или * Ca5 Co(5) A5 G( — 3) . Поскольку у махровых форм происходит замена тычинок на лепестки, в формуле вместо тычинок нужно указать дополнительный круг лепестков: * Ч5 Л(5)+(5) П( — 3) или * Ca5 Co(5)+(5) G( — 3) . При построении диаграммы должны выполняться следующие принципы: 1. Органы в круге располагаются друг относительно друга под углом 360 : 5 = 72 градуса. 2. В двух соседних кругах органы должны чередоваться, т.е. положение медианы каждого органа должно приходиться строго на промежуток между органами предыдущего круга. Для пентамерного цветка между органами в соседних кругах угол должен составлять 36 градусов. На рисунке видно, что плодолистики (поскольку из три) не могут правильно чередоваться с пятью тычинками. 3. Если рассматривать органы через круг, то их медианы должны находиться друг напротив друга (органы противолежат). 4. Центром цветка считается центр завязи. Поэтому при проверке расположения органов в цветке все линии будут проводиться через центр завязи и центральную (медианную) жилку органа. 5. На рисунке показан цветок с центрально-угловой плацентацией ( гинецей синкарпный). Между гнездами завязи находятся перегородки (септы). Для плодолистика медианой считается линия, делящая угол между септами ровно пополам. Б. Обозначим ген , отвечающий за проявление махровости как А. Поскольку мы знаем, что махровость цветков определяется рецессивной мутацией по этому гену, генотип махровых растений может быть только аа. Взятое из природы нормальное растение могло оказаться как гомозиготой АА, так и носителем рецессивного аллеля Аа. Поэтому возможно два варианта расщепления среди потомков. Из природы были взяты два махровых и одно немахровое растение, и по семенной продуктивности все три растения одинаковы, следовательно, 2/3 семян будет собрано с махровых, и 1/3 – с немахровых растений. Однако пыльцу может образовать только растение с немахровыми цветками. Вариант 1. Немахровое растение – гомозигота АА. Тогда среди потомков в данном скрещивании должно оказаться: 1/3 (≈33.3%) АА 2/3 (≈66.7%) Аа или 1 АА : 2 Аа По фенотипу все потомки окажутся немахровыми. Вариант 2. Немахровое растение – гетерозигота Аа. Среди женских гамет соотношение вклад каждого из растений останется прежним, т.е. 2/3 от всех аллелей а придут от махровых растений. Среди оставшихся 1/3 женских гамет 1/6 будет нести аллель а, и еще 1/6 – аллель А. Таким образом, соотношение среди женских гамет будет 5/6 а и 1/6 А. Среди мужских гамет 1/2 будет нести аллель А, и еще 1/2 – аллель а. Таким образом, среди потомков первого поколения возможно следующее расщепление по генотипам : 1/12 АА (≈8.3%) 6/12=1/2 Аа (50.0%) 5/12 аа (≈41.7%) 1 АА : 6 Аа : 5 аа По фенотипам: 7/12 (≈50.3%) немахровых 5/12 (≈41.7%) махровых 7 немахровых : 5 махровых В. В первом варианте скрещивания махровых растений не окажется. Рассчитаем доли потомков по генотипам и фенотипам во втором поколении. 1/3 (≈33.3%) АА дадут только гаметы А, тогда как 2/3 растений с генотипом Аа дадут половину гамет А и вторую половину гамет а. Таким образом, суммарно гамет А в популяции окажется 2/3, и 1/3 гамет, несущих аллель а. Таким образом, среди потомков второго поколения возможно следующее расщепление по генотипам: 4/9 АА (≈44.4%) 4/9 Аа (44.4%) 1/9 аа (≈11.1%) 4 АА : 4 Аа : 1 аа По фенотипам: 8/9 (≈88.9%) немахровых 1/9 (≈11.1%) махровых 8 немахровых : 1 махровых. Во втором случае (из природы было взято гетерозиготное немахровое растение) после того, как мы удалим все махровые растения, останется 1/7 АА (≈14.3%) и 6/7 Аа (≈85.7%). Последние дадут половину гамет А (3/7) и половину гамет а (3/7). Суммарная доля гамет А составит 4/7. Тогда: Во втором случае расщепление среди потомков второго поколения будет: по генотипам: 16/49 АА (≈32.6%) 24/49 Аа (≈49.0%) 9/49 аа (≈18.4%) 25 АА : 30 Аа : 9 аа По фенотипам: 40/49 (≈81.6%) немахровых 9/49 (≈18.4%) махровых 40 немахровых : 9 махровых.
pазбирался: Надежда | обсудить разбор | оценить
Задание ollbio02101120172018в2 Грегор Мендель исследовал признаки формы семян у гороха, и выяснил, что гладкая форма доминирует над морщинистой. В этом случае различие вызвано тем, что: А. У морщинистых семян замедлен процесс образования крахмала, а у гладких – нет; Б. У морщинистых семян при созревании разрушается хлорофилл, а у гладких не разрушается; В. Семенная кожура у морщинистых семян слишком плотная, она не расправляется по мере развития зародыша; Г. У морщинистых семян накапливается слишком много воды, и они сморщиваются при созревании; Д. В морщинистых семенах при созревании часть белков разрушается, а в гладких – нет.
Читайте также: