Объясните суть закона расщепления второй закон менделя кратко

Обновлено: 06.07.2024

Г. И. Мендель является наиболее известным чешским ученым. Будущий естествоиспытатель родился в Австрийской империи в обычной небогатой крестьянской семье, получив при крещении имя Иоганн.

Природа начала интересовать ребенка с ранних лет, в то время, когда он работал помощником садовника и непосредственно садовником. Некоторое время Мендель учился в институте Ольмюца в философских классах. После этого он 1843 году постригся в монахи и принял новое имя — Грегор.

Значится в биографии ученого и период, когда он учился в Брюннском богословском институте (с 1844 по 1848 год), а после учебы стал священником.

Во время учебы будущий ученый самостоятельно осваивал различные науки. Также он изучал естественную историю в Венском университете.

Непосредственно в Вене ученый стал интересоваться процессами гибридизации, а также статистическим соотношением гибридов. Особое внимание Мендель уделял вопросам, касающимся изменений качественных признаков у растений. В качестве объекта для исследований ученый выбрал горох — это растение можно было без проблем вырастить в саду монастыря.

Первые успехи подтолкнули ученого перенести эксперименты на другие растения и насекомых — он выбрал растение семейства астровых (скрещивал разновидности ястребинки) и пчел (скрещивал разновидности пчел). К сожалению, полученные результаты не были такими же успешными, как в случае с горохом. А все дело было в том, что, как уже известно сегодня, механизм наследования признаков у этих растений и животных не такой, как механизм наследования у гороха.

За этим последовало разочарование Менделя в биологии. Он был назначен настоятелем монастыря и больше не занимался наукой. Однако его заслуги сложно переоценить: именно он нашел и описал статистические закономерности наследования признаков у гибридов.

Кратко рассмотрим законы Менделя. Всего существует три закона Менделя.

Первый закон Менделя

Чтобы облегчить учет результатов исследования, Мендель целенаправленно взял растения, у которых признаки четко различались: цвет и форма семян.

Когда происходило скрещивание разных сортов гороха — с пурпурными и белыми цветками — первое поколение гибридов было представлено растениями с пурпурными цветками. Такие же результаты были получены и при скрещивании гороха с желтыми и зелеными семенами, а также с семенами гладкой и морщинистой формы.

Полученные результаты позволили Менделю сформулировать закон единообразия гибридов первого поколения — 1 закон Менделя.

Вот формулировка первого закона Менделя.

1-й закон Менделя подразумевает, что при скрещивании двух гомозиготных организмов, относящихся к чистым линиям и отличающихся друг от друга одной парой альтернативных проявлений определенного признака, первое поколение гибридов (F1) будет одинаковым и будет нести проявление признака лишь одного из родителей.

Первый закон Мендаля также получил название закона доминирования признаков. Суть его заключается в том, что доминирующий признак получает проявление в фенотипе и подавляет рецессивный признак.

Схема 1-го закона Г. Менделя.

Второй закон Менделя

При последующем исследовании гибридов первого поколения Менделем было обнаружено, что при дальнейшем скрещивании между собой гибридов первого поколения, у гибридов второго поколения будет наблюдаться расщепление признаков — при чем, с устойчивым постоянством.

Формулировка второго закона Менделя выглядит так:

В результате скрещивания двух гетерозиготных потомств первого поколения между собой, можно наблюдать расщепление во втором поколении. Это расщепление имеет определенное числовое соотношение по фенотипу — 3:1, а по генотипу — 1:2:1.

2 закон Менделя также называют законом расщепления, и его суть заключается в том, что рецессивный признак у гибридов первого поколения не пропадает, а только подавляется с последующим проявлением во втором гибридном поколении.

Схема 2-го закона Г. Менделя.

Третий закон Менделя

От 1 и 2 закона Менделя плавно переходим к 3-му.

Первые опыты, проводимые Менделем, были основаны на всего лишь одной паре альтернативных признаков. В этом случае ему уже стало интересно, что будет, если рассмотреть сразу несколько признаков.

В результате признаки стали между собой комбинироваться, что вызвало растерянность у ученого. Однако детальное рассмотрение позволило ученому вывести определенную закономерность расщепления.

Стало понятно, что гибриды первого поколения характеризуются однообразностью, а во втором поколении происходит расщепление признаков по фенотипу в пропорции 9:3:3:1. При чем, вне зависимости от другого признака. 3 закон Менделя получил название закона независимого наследования.

Вот как формулируется закон наследования признаков.

Третий закон наследственности гласит, что при скрещивании двух особей, отличающихся одна от другой по нескольким парам альтернативных признаков (двум и более), происходит независимое наследование генов и соответствующих им признаков, а также комбинирование во всех доступных сочетаниях (как при моногибридном скрещивании).

Вот схема 3-го закона Мендаля.

Все эти законы Грегора Менделя, заложили начало новой науки — генетики. Именно благодаря законам Менделя генетика стала популярной и быстро развивающейся наукой, а само словосочетание pfrjy vtyltkz стало широко известным.

Законы Менделя являются принципами, согласно которым осуществляется транспортировка наследственных характеристик от родителей к потомству, доказаны экспериментальным путем Грегором Менделем.

Рассматриваемые принципы легли в основу классической генетической науки и биологии. После представления описанные закономерности получили объяснение в форме результата важных молекулярных механизмов наследственности.

Рассмотрим второй закон. В рамках эксперимента Г. Мендель наблюдал за самостоятельным опылением гибридов из первого поколения. В результате сформировались гибриды во втором поколении. Эти организмы приобрели, кроме доминантного, рецессивный признак. Краткие итоги подобного опыта описаны в таблице ниже:

В результате исследования табличных данных можно сформулировать ряд очевидных выводов:

Отсутствует единообразие гибридов во втором поколении. При этом гибриды частично обладают одним (доминантным) признаком, частично имеют другой (рецессивный) признак из альтернативной пары.
Численность гибридов, которые несут доминантный признак, примерно в три раза превосходит количество гибридов, несущих рецессивный признак.
Исключается исчезновение рецессивного признака у гибридов первого поколения. Можно наблюдать подавление данного признака и его проявление у гибридов второго поколения.

Расщеплением называют процесс, при реализации которого частично гибриды второго поколения несут доминантный признак, частично гибриды второго поколения несут рецессивный признак.

При наблюдении расщепления у гибридов можно заключить, что явление имеет не случайный характер, а определено численными закономерностями. Основываясь на данном факте, Мендель пришел к следующему выводу: в результате скрещивания гибридов первого поколения в потомстве протекает расщепление признаков согласно конкретному количественному соотношению.

Как звучит, формулировка

Закон расщепления (второй закон Менделя): в процессе скрещивания между собой пары гетерозиготных потомков первого поколения во втором поколении можно наблюдать расщепление в конкретном количественном соотношении, то есть по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1.

Характеристика, условия выполнения закона расщепления

Закон чистоты гамет: в каждую из гамет проникает единственный аллель из двух аллелей данного гена родителя.

Позже были представлены доказательства этой гипотезы с помощью цитологических наблюдений. По сравнению с другими законами наследования, которые установил Мендель, рассматриваемая закономерность обладает более общим характером, то есть реализуема в широком спектре условий.

Предположение Менделя заключалось в отсутствии смешивания наследственных факторов в процессе образования гибридов, то есть стабильности их вида. Гибрид обладает двумя факторами, в том числе, доминантным и рецессивным. С другой стороны, признак, проявляясь, формирует доминантный наследственный фактор. При этом происходит подавление рецессивного.

Известно, что поколения в случае полового размножения связаны между собой с помощью половых клеток в виде гамет. Таким образом, возникает необходимость в предположении наличия лишь одного фактора из пары у каждой из гамет. В таком случае в процессе оплодотворения сливаются две гаметы с рецессивными наследственными факторами, и образуется организм с рецессивным признаком, который проявляется фенотипически.

Развитие организма, имеющего доминантный признак, происходит, когда гаметы с доминантными факторами сливаются. Аналогичный эффект наблюдается при слиянии двух гамет, одна из которых имеет доминантный фактор, а другая обладает рецессивным фактором. Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод об условиях, при которых второе поколение, возможно, приобретет рецессивный признак, как родительская особь:

сохранение без изменений у гибридов наследственных факторов;
содержание в половых клетках единственного наследственного фактора из аллельной пары.

Согласно объяснениям Менделя, расщепление потомства, когда скрещиваются гетерозиготные особи, является следствием генетической чистоты гамет, то есть наличия у них единственного гена из аллельной пары. Гипотеза (или закон, как теперь ее определяют) чистоты гамет имеет четкую формулировку.

Гипотеза чистоты гамет: в процессе формирования половых клеток каждая из гамет приобретает лишь один аллель из пары аллелей данного гена.

Известным фактом является то, что для каждой клетки организма обычно характерен абсолютно идентичный комплект хромосом. Пара гомологических хромосом, как правило, включает в себя по одному аллелю данного гена на хромосому. Рассмотрим схему образования гамет с генетической чистотой на примере ключевых стадий мейоза:

Схематично изображен мейоз клетки, обладающей диплоидным набором 2n=4 (две пары гомологичных хромосом). Хромосомы отца и матери обозначены цветной маркировкой для удобства восприятия информации.

По рассматриваемой паре хромосом (и данной паре аллелей) можно наблюдать формирование двух сортов гамет. Когда происходит оплодотворение, гаметы с идентичными и неодинаковыми аллелями встречаются друг с другом. Согласно статистике, восстанавливается следующее соотношение:

25 % генотипов будут гомозиготными доминантными.
50 % генотипов будут гетерозиготными.
25 % генотипов будут гомозиготными рецессивными.

Таким образом, формируется отношение 1АА:2Аа:1аа (расщепление по генотипу 1:2:1).

В соответствии с фенотипом происходит распределение потомства во втором поколении в процессе моногибридного скрещивания в соотношении 3:1 (3/4 особей с доминантным признаком, 1/4 особей с рецессивным).

В результате при моногибридном скрещивании цитологическая основа расщепления признаков состоит в расхождении гомологичных хромосом и формировании гаплоидных половых клеток в мейозе.

Фундаментальные законы генетики под названием законы Менделя реализуемы при определенных условиях:

моногенное наследование, когда один признак находится в зоне ответственности одного гена;
полное доминирование;
гены не взаимодействуют;
гены не сцепляются;
чистота гамет;
вероятность равна для случаев встречи гамет и формирования зигот;
гаметы, зиготы и особи обладают равной выживаемостью;
статистический характер закономерностей;
полная пенетрантность;
полная экспрессивность;
отсутствует сцепление исследуемых признаков с полом;
признаки демонстрируют стабильность в онтогенезе в разных условиях;
ядерное наследование.

В том случае, когда условия, перечисленные выше, не соблюдены, характеристика наследования признаков усложняется.

Закон расщепления при моногибридном скрещивании работает в определенных условиях. Расщепление 3 : 1 по фенотипу и 1 : 2 : 1 по генотипу выполнимо приближенно, если:

Изучению подлежит большое количество скрещиваний (большое число потомков).
Гаметы с аллелями А и а формируются в равном количестве, то есть не отличаются по жизнеспособности.
Отсутствует избирательное оплодотворение, то есть гаметы с любым аллелем сливаются друг с другом с равной вероятностью.
Зиготы (зародыши), обладающие неодинаковыми генотипами, имеют одинаковую жизнеспособность.

Пример и задачи с решением

Разберем пример реализации закона расщепления Менделя. Для этого проанализируем генетическую схему горошин:

Произошло скрещивание пары кроликов, шерсть которых обладает серой окраской. В F1 следующее соотношение:

25 % кроликов с черной шерстью;
50 % кроликов с серой шерстью;
25 % кроликов с белой шерстью.

Требуется определить генотипы и объяснить данное расщепление.

В результате получим следующее расщепление:

Заметим, что серая окраска шерсти является промежуточной между черной и белой. Очевидно, что имеет место неполное доминирование. Кролики, шерсть которых обладает серой окраской, являются гетерозиготными особями: Аа. Исходя из второго закона Менделя, в процессе скрещивания данных особей расщепление соответствует:

1:2:1 — АА (черные): 2Аа(серые): аа(белые).

Ответ: 1:2:1 — АА (черные): 2Аа(серые): аа(белые).

Чистопородный бык черной масти обладает доминирующим геном, который превосходит по силе ген красной коровы. Нужно охарактеризовать потомство, полученное во втором поколении.

Рассматриваемые особи, выбранные для скрещивания, являются гомозиготными, согласно условию задания. С другой стороны, гены быка имеют доминантные признаки, а гены коровы обладают рецессивными признаками. Таким образом:

генотип мужского организма соответствует формуле AA;
генотип женского организма соответствует формуле aa.

Гетерозиготное потомство первого поколения имеет генотип Аа. В случае второго поколения работает закон расщепления Менделя:

25 % — особи с генотипом АА.
50 % — особи с генотипом Аа.
25 % — особи с генотипом аа.

Окраска при этом зависит от наличия или отсутствия доминантного гена.

Ответ: телята во втором поколении в количестве 25 % будут обладать красной окраской, 75 % телят родятся с черной мастью.

Содержание

История

Грегор Мендель (1822—1884) открыл основные законы наследования признаков в результате исследований, проведенных на горохе (Рisum sativum) в 1856—1863 г.г. Свои результаты он доложил в 1865 году и опубликовал в 1866 году.

Главной заслугой Менделя было создание теории наследственности, которая объясняла изученные им закономерности наследования.

Методы и ход работы Менделя

Закон единообразия гибридов первого поколения

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).

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

При скрещивании организмов, различающихся по одной паре контрастных признаков, за которые отвечают аллели одного гена, первое поколение гибридов единообразно по фенотипу и генотипу. По фенотипу все гибриды первого поколения характеризуются доминантным признаком, по генотипу всё первое поколение гибридов гетерозиготное

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 желтыми и зелеными семенами, у всех потомков семена были желтыми. Если он скрещивал горох с гладкими и морщинистыми семенами, у потомства были гладкие семена. Потомство от высоких и низких растений было высоким. Итак, гибриды первого поколения всегда единообразны по данному признаку и приобретают признак одного из родителей. Этот признак (более сильный, доминантный), всегда подавлял другой (рецессивный).

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 АВО у человека. Всё потомство людей с генотипами АА (вторая группа) и ВВ (третья группа) будет иметь генотип АВ (четвертая группа). Их фенотип не является промежуточным между фенотипами родителей, так как на поверхности эритроцитов присутствуют оба агглютиногена (А и В).

Закон расщепления признаков

Определение

Закон расщепления, или второй закон Менделя.

Скрещивание организмов двух чистых линий, различающихся по проявлениям одного изучаемого признака, за которые отвечают аллели одного гена, называется моногибридное скрещивание. Закон расщепления: при моногибридном скрещивании во втором поколении гибридов наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 3:1 : около 3/4 гибридов второго поколения имеют доминантный признак, около 1/4 — рецессивный.

Явление, при котором скрещивание гетерозиготных особей приводит к образованию потомства, часть которого несет доминантный признак, а часть — рецессивный, называется расщеплением. Следовательно, расщепление — это распределение доминантных и рецессивных признаков среди потомства в определенном числовом соотношении. Рецессивный признак у гибридов первого поколения не исчезает, а только подавляется и проявляется во втором гибридном поколении

Объяснение

Закон чистоты гамет: в каждую гамету попадает только один аллель из пары аллелей данного гена родительской особи.

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. Связь между поколениями при половом размножении осуществляется через половые клетки — гаметы. Следовательно, необходимо допустить, что каждая гамета несет только один фактор из пары. Тогда при оплодотворении слияние двух гамет, каждая из которых несет рецессивный наследственный фактор, будет приводить к образованию организма с рецессивным признаком, проявляющимся фенотипически. Слияние же гамет, каждая из которых несет доминантный фактор, или же двух гамет, одна из которых содержит доминантный, а другая рецессивный фактор, будет приводить к развитию организма с доминантным признаком. Таким образом, появление во втором поколении рецессивного признака одного из родителей может быть только при двух условиях: 1) если у гибридов наследственные факторы сохраняются в неизменном виде; 2) если половые клетки содержат только один наследственный фактор из аллельной пары. Расщепление потомства при скрещивании гетерозиготных особей Мендель объяснил тем, что гаметы генетически чисты, то есть несут только один ген из аллельнои пары. Гипотезу (теперь ее называют законом) чистоты гамет можно сформулировать следующим образом: при образовании половых клеток в каждую гамету попадает только один аллель из пары аллелей данного гена.

На схеме показан мейоз клетки с диплоидных набором 2n=4 (две пары гомологичных хромосом). Отцовские и материнские хромосомы обозначены разным цветом.

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.

Закон независимого наследования признаков

Определение

Закон независимого наследования (третий закон Менделя) — каждая пара признаков наследуется независимо от других пар и дает расщепление 3:1 по каждой паре (как и при моногибридном скрещивании). Когда скрещивались 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 желтыми горошинами, 3/16 с белыми цветами и желтыми горошинами, 3/16 с пурпурными цветами и зелёными горошинами, 1/16 с белыми цветами и зелёными горошинами.

Объяснение

Менделю попались признаки, гены которых находились в разных парах гомологичных хромосом 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).

Основные положения теории наследственности Менделя

В современной интерпретации эти положения следующие:

из них получен от отца, другой — от матери.

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:

Изучается большое число скрещиваний (большое число потомков).
Гаметы, содержащие аллели А и а, образуются в равном числе (обладают равной жизнеспособностью).
Нет избирательного оплодотворения: гаметы, содержащие любой аллель, сливаются друг с другом с равной вероятностью.
Зиготы (зародыши) с разными генотипами одинаково жизнеспособны.

Условия выполнения закона независимого наследования

Все условия, необходимые для выполнения закона расщепления.
Расположение генов, отвечающих за изучаемые признаки, в разных парах хромосом (несцепленность).

Условия выполнения закона чистоты гамет

Нормальный ход мейоза. В результате нерасхождения хромосом в одну гамету могут попасть обе гомологичные хромосомы из пары. В этом случае гамета будет нести по паре аллелей всех генов, которые содержатся в данной паре хромосом.

См. также

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Закон расщепления" в других словарях:

закон расщепления — второй закон Менделя Появление во втором гибридном поколении признаков в определенном соотношении: 3:1 (при полном доминировании 75 % особей с доминантным признаком и 25 % с рецессивным), 1:2:1 (по 25 % особей с каждым из родительских фенотипов и … Справочник технического переводчика

закон расщепления — skilimo dėsnis statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Antrasis Mendelio dėsnis, kuriuo skelbiama, kad antroje monohibridinio kryžminimo hibridų kartoje palikuonys suskyla į grupes, kurių statistinis individų santykis su vyraujančiais ir… … Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

ЗАКОН РАСЩЕПЛЕНИЯ — Второй закон Менделя, заключающийся в том, что во втором поколении гибридов при моногибридном скрещивании признак в случае промежуточного наследования проявляется в соотношении 1:2:1 (25% гомозиготны как у одного родителя, 25 как у другого и 50%… … Термины и определения, используемые в селекции, генетике и воспроизводстве сельскохозяйственных животных

Закон расщепления — См. Закон Менделя второй … Энциклопедический словарь по психологии и педагогике

Закон расщепления з р гибридов второго поколения второй з Менделя — Закон расщепления, з. р. гибридов второго поколения, второй з. Менделя * закон расшчаплення, з. р. гібрыдаў другога пакалення, другі з. Мендэля * law of segregation or l. of F2 hybrids s. закон, постулирующий, что во втором поколении гибридов… … Генетика. Энциклопедический словарь

Закон доминирования признаков — Законы Менделя набор основных положений, касающихся механизмов передачи наследственных признаков от родительских организмов к их потомкам; эти принципы лежат в основе классической генетики. Обычно в русскоязычных учебниках описывают три закона,… … Википедия

Закон единообразия гибридов первого поколения — Законы Менделя набор основных положений, касающихся механизмов передачи наследственных признаков от родительских организмов к их потомкам; эти принципы лежат в основе классической генетики. Обычно в русскоязычных учебниках описывают три закона,… … Википедия

Закон единообразия гибридов — Законы Менделя набор основных положений, касающихся механизмов передачи наследственных признаков от родительских организмов к их потомкам; эти принципы лежат в основе классической генетики. Обычно в русскоязычных учебниках описывают три закона,… … Википедия

Закон Менделя второй — См. Закон расщепления. Из четырех потомков двух гетерозигот (Аа), вероятно, один окажется гомозиготой по доминантному гену (АА), два – гетерозиготами (Аа) и один гомозиготой по рецессивному типу (аа). В фенотипе доминантный ген проявит себя в… … Энциклопедический словарь по психологии и педагогике

База современной генетики была заложена в XIX веке исследованиями нескольких европейских ученых. Результаты этих работ были обобщены Георгом Менделем, который на их основании сформулировал несколько гипотез. Дальнейшее развитие науки подтвердило его правоту.

Грегор Иоганн Мендель

В краткой форме о проделанной работе он рассказал в докладе Брюннскому обществу естествоиспытателей в 1865 году, но его исследования не заинтересовали научное сообщество. Впоследствии ученый пытался проверить свои выводы на других видах растений и животных, но потерпел неудачу, из-за чего разуверился в своих достижениях и больше к подобным изысканиям не возвращался.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Настоящее признание к нему пришло уже после смерти, в начале XX века, когда генетика стала оформляться как самостоятельное направление в биологии. В это время несколько ученых самостоятельно друг от друга пришли к тем же выводам, что и Грегор Мендель, и открытые им принципы пережили второе рождение.

Законы Менделя

В первой половине XIX века учеными Европы была проделана большая работа, заложившая базу для дальнейших исследований по скрещиванию:

Исследователями были выявлены принципы доминантности, сходства потомков в первом поколении, расщепление и комбинаторику признаков при повторном смешивании. При этом не был открыт всеобщий закон, регулирующий образование гибридов и численное выражение получаемых результатов — в этом заключается главная заслуга Георга Менделя.

Им были сформулированы и доказаны:

Закон единообразия гибридов первого поколения — неизменность (несмешиваемость) признаков при первоначальном смешивании.
Закон расщепления — рецессивный ген проявляется в следующих поколениях в определенном соотношении.
Закон чистоты гамет — при формировании репродуктивных клеток используется только по одному аллелю из генов родителей.
Закон наследования признаков — если особи отличаются по двум и более параметрам, то при скрещивании эти качества передаются и комбинируются независимо друг от друга.

Закон единообразия гибридов первого поколения

Первый закон Менделя — при моногибридном скрещивании гомозиготных особей, имеющих разные значения альтернативных признаков, гибриды являются единообразными по генотипу и фенотипу.

При моногибридном скрещивании, исследуется наследование только одной пары альтернативных признаков (например, только мягкий или кислый вкус), при дигибридном — две (дополнительно это может быть форма семян — округлая или угловатая), при полигибридном — несколько (еще и другие качества — цвет, фактуру кожуры и пр.).

Альтернативные признаки — взаимоисключающие дискретные признаки, которые обычно не могут присутствовать у организма одновременно (например, желтая или зеленая окраска горошин, красная или белая окраска цветков у гороха).

Фенотип — набор признаков, характерных для организма на определенной стадии развития. Например, у растений это форма листьев, цвет плодов и др.

Генотип — совокупность генов у конкретного организма.

В соответствии с этим Законом единообразия гибридов первого поколения, при возможности наследовать два однотипных признака все потомки первого поколения приобретают одно и то же качество. Оно переходит к ним в неизменной форме без смешивания. Мендель назвал такой признак доминантным, более слабый, подавляемый — рецессивным.

Например, можно провести скрещивание гороха с генотипом желтого (АА) и зеленого (аа) цвета зерен. При доминировании первого признака, ген (А) в первом поколении будет подавлять (а) и не даст ему появиться. Полученные семена (Аа) будут иметь желтый цвет, который такой же, как и у одного из родителей. Другое название приведенного Закона — принцип доминирования признаков.

По сложившейся традиции, приписными буквами (А) обозначается доминантный ген, срочными (а) — рецессивный.

Формулировка этого закона основывалась на наличии чистой линии — возможности организмов полностью передавать некоторые признаки. К примеру, это могут быть сорта растений, потомство которых при самоопылении будет морфологически сходным и генетически идентичным.

Дальнейшее развитие биологии уточнило выводы Грегора Менделя. Так для некоторых типов генов возможно неполное доминирование. В этом случае подавление происходит только частично, что приводит к смешиванию признаков. Например, при скрещивании цветков ночной красавицы с красными (АА) и белыми (аа) лепестками, потомство будет иметь розовый (Аа) цвет.

В отдельных случаях возможно кодоминирование, когда признаки выступают смешанно (синхронно). Например, это проявляется, когда ребенок наследует группу крови типа АВ0 от родителей (тут А и В – доминантные гены, 0 – рецессивный). Возможные ситуации:

00 – I группа;
АА и А0 – II гр.;
ВВ и В0 – III гр.;
АВ - IV гр.

Например, в соответствии с указанной схемой, у родителей со II и III группами крови, в 25% случаев у ребенка будет IV гр.

С учетом неполного доминирования и кодоминирования можно уточнить исходную формулировку Менделя — при гибридизации чистых линий с противоположными признаками, потомство первого поколения всегда будет идентичным, при этом:

проявится наиболее сильное качество, если они находятся в отношении доминирования-подавления;
обнаружится смешанная форма, если они будут в состоянии кодоминирования или неполного доминирования.

Закон расщепления

Второй закон Менделя — при моногибридном скрещивании гетерозиготных особей у гибридов имеет место расщепление по фенотипу в отношении 3:1, по генотипу 1:2:1.

Гетерозиготные особи — такие организмы, у которых копии генов в хромосомах представлены разными аллелями. В результате неполного или полного доминирования может проявляться как смесь этих признаков (АВ), так и один из них (Аb). Противоположностью гетерозиотности является гомозиготность, когда аллели гена в хромосомах идентичны.

Аллель — различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках хромосом.

В соответствии со вторым законом Менделя, при скрещивании гетерозиготных особей происходит расщепление, когда часть потомства несет доминантный признак, а часть — рецессивный. Проявление более слабых характеристик свидетельствует о том, что они не подавляются полностью.

Так, расщепление при скрещивании двух особей типа Аb (где А — доминантный зеленый цвет, b — рецессивный желтый) покажет следующие результаты: АА, Аb, Аb и bb, которые в соответствии со вторым законом Менделя будут различаться:

По фенотипу — на 1 потомка с проявлением зеленого цвета (bb) будет приходится 3 желтых (АА, Аb, Аb).
По генотипу — на 1 особь типа АА, будет приходится 2 Аb и 1 bb.

Необходимо знать, что для выполнения второго закона Менделя необходимо соблюдение нескольких условий. К наиболее важным относятся:

Изучение большого числа потомков или скрещиваний.
Отсутствие избирательности при оплодотворении — гаметы с разными аллелями сливаются с одинаковой вероятностью.
Родители должны изначально относиться к чистым линиям, то есть гомозиготны по выбранному гену (AA и aa).
У разных генотипов должна быть одинаковая выживаемость.

Закон чистоты гамет

Закон чистоты гамет подразумевает, что в эту клетку попадает только один аллель из пары, имеющейся у гена родителя.

Гаметы — репродуктивные клетки, имеющие одинарный набор хромосом и участвующие в половом размножении.

По гипотезе Менделя, понадобившейся ему для обоснования Закона расщепления, при слиянии мужской и женской гамет наследственные признаки не смешиваются, а передаются в изначальном виде (то есть остаются чистыми). Позднее было подтверждено, что от отцовского и материнского организмов зигота получает по половине хромосом.

Из всех закономерностей, установленных Менделем для наследственности, этот закон имеет наиболее общий характер, то есть, выполняется для самого широкого круга обстоятельств.

Закон наследования признаков

Третий закон Менделя — если особи отличаются двумя (и более) парами признаков, то при скрещивании эти особенности наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях.

Согласно этому правилу, если гены находятся в разных хромосомах, дигетерозиота АаBb может образовать 16 типа гамет: АB, Аb, аB и аb (где А — желтые семена, а — зеленые, В — гладкие, b — морщинистые). Из 16-ти возможных комбинаций они образуют следующие фенотипы:

Желтые гладкие (ААВВ и др.) — 9 шт.
Желтые морщинистые (ААbb и др.) — 3 шт.
Зеленые гладкие (aaВВ и др.) — 3 шт.
Зеленые морщинистые (ааbb) — 1 шт.

Таким образом, из представленной схемы видно, что среди гибридов второго поколения расщепление идет в соотношении 9:3:3:1. Исследованиями биологов было установлено, что важным условием выполнения этого Закона является ситуация, при которой гены, отвечающие за конкретные признаки должны находиться в разных парах хромосом.

Открытие Менделя заложило основу генетики, науки изучающей вопросы наследования и изменения особенностей организмов. Она сгорала большую роль в развитии различных сфер человеческой деятельности.

Содержание:

Закон независимого наследования признаков

Закон единообразия

Порядок проведения эксперимента

Результат

Таким образом у всего второго поколения проявилось единообразие, что и дало название закону.

Закон расщепления

Порядок проведения эксперимента

Результат

Из-за самостоятельного опыления появились семена желтого и зелёного цвета. А поскольку жёлтый цвет является доминантным признаком, то соотношение семян желтого цвета к зеленому составило 3 к 1.

Разделение, а точнее расщепление родительского типа на два различных, дало название второму закону.

Поэтому строение растений:

Третий закон независимого наследования признаков

Порядок проведения эксперимента

Для третьего опыта Мендель использовал растения гороха с несколькими различающимися признаками: цвет семян и их гладкость. Один вид имел семена гладкие желтые, а второй – зеленые и ребристые.

В первом поколении растение приобрело следующие признаки: желтый цвет и гладкость семян.

Во втором поколении уже наблюдалось расщепление:

желтый цвет и гладкие семена;

желтый цвет и ребристые семена;

зеленый цвет и гладкие семена;

зеленый цвет и ребристые семена.

Таким образом строение растений:

Таким образом соотношение цветов и гладкости: 9-3-3-1.

Заключение

В ходе экспериментов Мендель смог установить, что любой ген может содержать рецессивную и(или) доминантную части. Она подавляет рецессивную. Обе эти части впоследствии были названы аллелями. При соединении растений с разными генами, их аллели будут передаваться независимо друг от друга, что начнет проявляться во втором поколении. Если в первом поколении растение приобретает только доминантные признаки, то во втором начнут проявляться и рецессивные. На этом и основываются три закона Менделя и это позволяет ученым-генетикам предугадывать поведение организма при размножении.

Читайте также: