Вопрос 5

Законы Г. Менделя и их цитологическое обоснование.

Как сейчас известно, соматические клетки имеют, как правило, диплоидный (двойной) набор хромосом. Это означает, что аллельные гены – парные. Это могут быть две доминантные аллели (гомозигота по доминантному признаку), доминантная и рецессивная (гетерозигота) или две рецессивные (гомозигота по рецессивному признаку). Во время мейоза, когда образуются половые клетки (гаметы), в каждую из них попадает лишь одна из пары хромосом – один аллельный ген из каждой пары. Гомозиготная особь может дать только один сорт гамет - с доминантным или рецессивным признаком. А гетерозигота дает два сорта гамет в равных количествах – 50% гамет с доминантным признаком, 50% - с рецессивным.

Первый закон. Закон доминирования / единообразия гибридов перового поколения.

Гласит: при моногибридном скрещивании у гибридов первого поколения проявляются только доминантные признаки: фенотип и генотип их единообразны. В опытах Менделя при скрещивании гороха с пурпурными и белыми цветками гибриды имели только пурпурные цветки, при скрещивании с желтыми и зелеными семенами – только желтые.

А – ж; а – з

Р (ж) АА (м) аа

G А а

F Аа - генотип желтые - фенотип

В случае неполного доминирования (Аа х аа) во втором поколении только 25% особей фенотипически похожи на родителя с доминантным признаком. Гетерозиготы будут от них фенотипически отличаться.

При скрещивании особей отличающихся друг от друга 1 альтернативным признаком, все гибриды первого поколения единообразны по генотипу и фенотипу.

Следствия: признак, который у гибридов называется доминантным. Если F1 единообразны, а родители отличаются 1 альтернативным признаком, то родители являются гомозиготами по альтернативным признакам.

Второй закон. Закон расщепления.

При самоопылении гибридов первого поколения в потомстве происходит расщепление признаков в 3:1. Образуется 2 фенотипические группы – Д и Р. В опытах Менделя с горохом при самоопылении гибридов первого поколения с пурпурными цветками у потомства произошло следующее расщепление: ¾ - пурпурные цветки, ¼ - белые, т.е. Р признаки начинают проявляться только у гибридов второго поколения. У гибридов последующих поколений было отмечено такое же соотношение. Но расщепление признаков происходило не у всех особей: ¼ из них дала потомство с Д признаками,¼ - только с Р. Лишь ½ были гибридными, гетерозиготными, и они давали 3:1.

А – ж, а – з F2=F1 x F1

P (ж) Аа (м) Аа

G А а А а

F2 АА – ж Аа и Аа - ж аа – з

генотипы 1:2:1 , фенотипы 3:1

При скрещивании родительских особей, отличающихся друг от друга альтернативными признаками в F2 наблюдается расщепление 1:2:1 по генотипу и 3:1 по фенотипу.

Следствия из второго закона (!!!) по фенотипу: 1) Если в F 3:1, то Р Аа х Аа (в условиях полного доминирования) 2) Если в F 1:2:1, то Р Аа х Аа (в условиях промежуточного (неполного) доминирования) 3) Если в F 1:1, то Р Аа х аа – анализирующее скрещивание – скрещивание с рец.гомозиготой 4) Если в F 1:2, то Р Аа х Аа (в условиях гибели части гомозиготы)

Третий закон. Закон независимого наследования признаков.

Открыт при дигибридном скрещивании у гибридов второго поколения каждая пара контрастных признаков наследуется независимо от других и дает расщепление 3:1, образуя при этом 4 фенотипические группы 9:3:3:1. Так у гороха образуется 4 фен.группы семян (9 -ж,г), (3-з,м), (3-з,г), (1-з,м). 12 ж и 4з (3:1). 9 генотипов, 1 дом.гомоз, 1 рец.гомоз, 7 дигетерозигот. Закон справедлив только в тех случаях, когда анализируемые признаки не сцеплены друг с другом, т.е. находятся в разных хромосомах. По генотипу расщепление по формуле 1:2:2:1:4:1:2:2:1

А-ж, а-з В-гл, в-мор

P (ж) ААВВ (м) аавв

G АВ ав

F АаВв – генотип, ж,гл – фенотип

F2 решетка Пеннета АВ Ав аВ ав

АВ ААВВ ж,г ААВв ж,г АаВВ ж,г АаВв ж,г

Ав ААВв ж,г ААвв ж,м АаВв ж,г Аавв ж,м

аВ АаВВ ж,г АаВВ ж,г ааВВ з,г ааВв з,г

ав АаВв ж,г Аавв ж, м ааВв з,г аавв з,м

Закон независимого комбинирования. 1) гены и соответствующие им признаки передаются по наследству независимо друг от друга, комбинуясь во все возможные сочетания. 2) при скрещивании родительских особей отличающихся двумя альтернативными признаками в F2 произойдет расщепление 9:3:3:1 в фенотипе. Ограничение этого закона: справедливо только для признаков и генов, находящийся в разных хромосомах. Следствия: 1) если в потомстве скрещивание 9:3:3:1, то Р АаВв х АаВв (дигетерозиготы) 2) если в потомстве 1:1:1:1, то Р АаВв х аавв (или ААвв х ааВВ) 3) число классов в F2 2n – фенотип, 3n- генотип. (n – число анализируемых признаков.

Как известно, в профазе I мейоза гомологичные хромосомы конъюгируют, а в анафазе одна из гомологичных хромосом отходит к одному полюсу клетки, а другая — к другому. При расхождении к разным полюсам негомологичные хромосомы комбинируются свободно и независимо друг от друга. При оплодотворении в зиготе восстанавливается диплоидный набор хромосом и гомологичные хромосомы, оказавшиеся в процессе мейоза в разных половых клетках родителей, соединяются вновь.