Расскажите об опытах менделя по моногибридному скрещиванию растений гороха кратко

Обновлено: 04.07.2024

Моногибридное скрещивание — это скрещивание особей, которые отличаются друг от друга только одной парой альтернативных признаков.

Он рассматривал семь хорошо заметных альтернативных свойств (белые и пурпурные цветки, зелёная и жёлтая окраска семян, морщинистая и гладкая поверхность семян и т. д.).

В одном из опытов Мендель исследовал наследование окраски семян гороха при скрещивании растений, имеющих жёлтые и зелёные семена. Оказалось, что в первом поколении ( F 1 ) все гибридные растения имели жёлтые семена.

Такие же результаты Мендель получил по каждому из семи признаков. Так был выведен первый закон Менделя , или закон единообразия первого поколения .

При скрещивании двух особей чистых линий, отличающихся по одной паре альтернативных признаков, все гибриды первого поколения одинаковы и имеют признак одной из родительских особей.

Мендель подверг самоопылению выращенные гибриды первого поколения. Сформировавшиеся в них семена учёный высеял снова. В итоге он получил следующее, второе поколение ( F 2 ) гибридов. Мендель исследовал \(8023\) горошины. Среди них жёлтых было \(6022\), а зелёных — \(2001\), что очень близко к соотношению \(3:1\).

По другим признакам были получены сходные результаты — во втором поколении наблюдалось расщепление по альтернативным признакам в соотношении \(3:1\), т. е. три четверти особей второго поколения имели доминантные признаки, а одна четверть — рецессивные.

В результате скрещивания гибридов первого поколения между собой во втором поколении происходит расщепление по альтернативным признакам в отношении \(3:1\).

Дальнейшее скрещивание учёный проводил с целью выявить, как будет происходить наследование в третьем, четвёртом и следующих поколениях. Он выращивал образцы, используя самоопыление.

Было установлено, что растения с рецессивными признаками в последующих поколениях дают потомство только с рецессивными свойствами.

Иначе вели себя растения второго поколения с доминантными признаками. Среди них Мендель обнаружил две группы. Часть особей давала потомство только с доминантным признаком. В потомстве другой части наблюдалось расщепление: появлялись особи и с доминантными, и с рецессивными признаками в отношении \(3:1\).

В ходе урока вы познакомитесь с австрийским биологом и ботаником Грегором Менделем, а также с его работами по моногибридному скрещиванию. Узнаете о том, что основной работой Менделя стала разработка гибридологического метода. Также вы познакомитесь с законом частоты гамет. В данном уроке приводятся следующие понятия: гибридизация, чистая линия, моногибридное скрещивание, аллельные гены, гомозиготный организм, гетерозиготный организм, доминантный признак, рецессивный признак, расщепление

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Работы Менделя. Моногибридное скрещивание"

Генетика — это наука, которая изучает закономерности наследственности и изменчивости организмов.

Наследственность — это свойство всех живых организмов передавать свои признаки и свойства из поколения в поколение.

Элементарными единицами наследственности являются гены ─ участки ДНК хромосом. Ген содержит информацию о первичной структуре одного белка.

С давних времён люди задумывались над тем, почему дети похожи на своих родителей. Родители передают определённые признаки своему потомству.

Первым кто начал систематически изучать законы наследственности был монах августинского ордена Грегор Мендель.

В 1843 (в возрасте 22 лет) Мендель постригся в монахи Августинского монастыря Святого Фомы в Брюнне (ныне Брно, Чехия) и взял имя Грегор.

Грегор Мендель экспериментировал со скрещиванием гороха и других растений, и даже не догадывался что открывает совершенно новое направление в биологии. Он изучал закономерности, по которым признаки предаются из поколения в поколение.

Для своих первых опытов Мендель выбирал растения, чётко различающиеся по какой-либо паре признаков, например, такие как форма и цвет семян, цвет соцветий и высота растения.

Основой работы Менделя был – гибридологический метод. Суть этого метода заключается в скрещивании (гибридизации) организмов, которые отличаются друг от друга какими-либо признаками, и в последующем анализе характера наследования этих признаков у потомства.

Ставя опыты, Мендель придерживался нескольких правил.

Во-первых, работая с садовым горохом, он использовал растения, которые относятся к различным сортам. Например, у одного сорта горошины всегда жёлтые, а у другого всегда зелёные.

Так как горох самоопыляемое растение то в природных условиях эти сорта не скрещиваются. При самоопылении они дают генетически идентичное и морфологически сходное потомство. Такие сорта называют чистыми линиями.

Во-вторых, чтобы получить больше материала для анализа законов наследственности, Мендель работал не с одной, а с несколькими парами гороха.

В-третьих, он намеренно упростил задачу и наблюдал не за всеми наследуемыми признаками сразу, а только за одним ─ за цветом семян гороха, например.

Если скрещивать организмы, которые будут отличаться только по одному признаку (например, по цвету семян или только по форме семян), за которые отвечают аллели одного гена, то такое скрещивание называют моногибридным.

В-четвертых. В своих работах Мендель применил для обработки данных количественные методы. Он не просто замечал, каков цвет семян гороха у потомства, но и точно подсчитывал, сколько таких семян появилось.

Если пользоваться терминами, которые появились через много лет после работ Менделя, то можно сказать, что клетки растений гороха одного сорта содержат по два гена только жёлтой окраски, а гены растений другого сорта – по два гена только зелёной окраски. Гены ответственные за развитие только одного признака (например, цвет семян) получили название аллельных генов.

Аллели — это различные формы одного и того же гена, которые расположены в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом и определяют противоположные варианты развития одного и того же признака.

Если организм содержит два одинаковых аллельных гена (например, оба гена жёлтого цвета семян) то такие организмы называют гомозиготными.

Если же аллельные гены различны (то есть один из них определяет жёлтую, а другой зелёную окраску семян). То такие организмы называют гетерозиготными.

Простые, но точные опыты помогли учёному проникнуть в тайны наследования.

Мендель начал с моногибридного скрещивания. Он собрал семена гороха, у растений, которые отличаются только по одному признаку (окраской цветков, или различной высотой стебля, другие растения отличались формой семян, или имели семена разного цвета).

Горох был выбран для опытов неслучайно. Он легко выращивать в условиях Чехии, он размножается несколько раз в год. Сорта гороха отличаются друг от друга рядом хорошо заметных признаков.

Горох — это самоопыляющееся растение в его цветках пестик и пыльники, надёжно прикрыты лепестком лодочкой. Сюда не может проникнуть пыльца с другого растения.

Но опытным путём можно опылять растение пыльцой другого растения, то есть перекрёстно. Что и сделал Мендель.

Опыт Менделя по скрещиванию гороха с жёлтыми и зелёными семенами. Из цветков одних растений он удалил все пыльники. Затем с растений, приносящих семена другого цвета он собрал пыльцу и опылил цветки, лишённые пыльников.

Гибридный горох созрел. Все горошины оказались жёлтого цвета.

От растений с пурпурными и белыми цветками получились гибриды с пурпурными цветками. При скрещивании гороха с гладкими и морщинистыми семенами, наследовалась гладкая форма семян.

Преобладающий признак (желтизну семян или гладкость семян) Мендель назвал доминантными, а подавляемый признак (то есть зелёный цвет семян или морщинистость семян) – рецессивным.

Доминантный признак принято обозначать большой латинской буквой (А, В, C), а рецессивный – малой.

Исходя из данных опытов Мендель вывел закон о единообразии гибридов первого поколения.

Который гласит что при скрещивании двух гомозиготных организмов, которые отличаются друг от друга одним признаком, все гибриды 1-го поколения будут иметь признак одного из родителей и поколение по данному признаку будет единообразным.

Но установленные факты требовали логического объяснения.

Учёный рассуждал… Родители имели разный цвет семян. Очевидно, что в половых клетках находились различные наследственные факторы

Факторы, влияющие на развитие доминантного жёлтого цвета семени он обозначил заглавной буквой (А- большое). Рецессивный фактор, влияющий на развитие зелёного цвета – прописной (а-малое).

В оплодотворённую яйцеклетку попали оба гена. Но что произошло с зелёным цветом семени, совсем исчез?

Что бы выяснить это Мендель посеял семена первого поколения. Теперь оплодотворение происходило как обычно – самоопылением. Какими же будут семена у второго поколения гибридов? Среди жёлтых горошин оказались зелёные. Значит рецессивный ген не исчезал совсем. А был подавлен. Мендель сорвал все бобы гороха. И подсчитал все горошины. Получилось, что 6022 горошины были жёлтого цвета, а 2001 зелёного. То есть соотношение жёлтых и зелёных семян получилось три к одному (3:1).

Проследим каким образом получается такое соотношение.

При скрещивании гибридов первого поколения образуются такие сочетания AA Aa Aa aa. Сочетание где есть доминантный ген даёт жёлтую горошину. И только при сочетании рецессивных генов (аa) – зелёную горошину. Этим и объясняется расщепление в отношении три к одному.

Явление, при котором скрещивание приводит к образованию потомства частично с доминантными, частично с рецессивными признаками, получило название расщепления.

Опыты с другими признаками подтвердили эти результаты. Такое же расщепление наблюдалось и у растений с различной окраской цветов и у различных горошин.

И Мендель сформулировал правила расщепления гибридов во втором поколении: при скрещивании двух потомков (гибридов) первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление и снова появляются организмы с рецессивными признаками. Они составляют одну четвертую часть от всего числа потомков второго поколения.

Закон частоты гамет

Закон частоты гамет Менделя гласит что: при образовании гамет в каждую из них попадает только один из двух аллельных генов.

Из опытов Менделя по моногибридному скрещиванию, помимо закона частоты гамет, следует также, что гены передаются из поколения в поколение не меняясь.

Иначе невозможно объяснить тот факт, что в первом поколении после скрещивания гомозигот с жёлтыми и зелёными горошинами все семена были жёлтые, а во втором поколении снова появились зелёные горошины.

Значит, ген зелёного цвета горошин не исчезал и не превратился в ген жёлтого цвета, а просто не проявился в первом поколении, подавленный доминантным геном желтизны.

Изучим символы, принятые в традиционной генетике.

Символом зеркало Венеры обозначается женский организм, символом копье Марса мужской, знак – скрещивания, Р – радетельское поколение,

F1− первое поколение потомков, а F2 – второе поколение потомков.

Эф три – третье поколение потомков.

АВС – доминантные гены.

а b c – рецессивные гены.

АA BB CC – генотипы организмов моногомозиготных по доминантному признаку.

Aa bb cc– генотипы рецессивных особей.

Aa Cc Bb – генотипы моногетерозиготных особей.

Связь между поколениями обеспечивается через половые клетки − гаметы.

Рассмотрим как происходит наследование признаков.

Выделим гомологичную пару хромосом. Обозначим гены (отвечающие за жёлтую окраску семян) на хромосомах условно точкой. Перед мейозом каждая хромосома удваивается. Во время первого деления гомологичные хромосомы расходятся к полюсам. Образуется две клетки.

В результате второго деления мейоза они снова делаться. Получаются 4 половые клетки – гаметы. Каждая гамета содержит только один ген, который обуславливает жёлтую окраску семян.

Таким же образом получаются гаметы, которые содержат гены зелёной окраски семян.

При слиянии женской и мужской гамет образуется оплодотворённая яйцеклетка зигота. В ней восстанавливается двойной набор генов. Теперь каждая зигота несёт гены и жёлтой и зелёной окраски семян. Зигота развивается в гибридный организм.

Из семени на будущий год во время цветения вновь происходит мейоз. И вновь образуются гаметы. Гены не смешались. Каждая хромосома несёт либо жёлтый, либо зелёный ген окраски семян.

Проследим за дальнейшей судьбой гамет.

При слиянии женских и мужских гамет может образоваться такие сочетания. В трёх из них присутствуют доминантные гены. И лишь в одном оба гена рецессивные. Дающие зелёные семена.

Таким образом цитологические данные подтвердили идею Менделя о чистоте гамет.

В 1856 году Мендель опубликовал трактат о своих исследованиях и разослал его исследователям ботаникам, но его работы тогда остались без внимания.

Однако сейчас в городе Брно в Старобрненском монастыре августинцев установлена мемориальная доска и памятник Грегору Менделю. В этом городе работает Музей Менделя Масарикова университета. Каждый год в нем производят опыты Менделя и выращивают гибридный горох. И каждый год расцветает памятник великому открытию.

3 закона Менделя или менделевская генетика являются наиболее важными утверждениями о биологическом наследовании. Грегорио Мендель, монах и австрийский натуралист, считается отцом генетики. В ходе своих экспериментов с растениями Мендель обнаружил, что определенные черты наследуются по определенным закономерностям..

Мендель изучал наследование, экспериментируя с горохом от растения этого вида. Pisum Sativum он был в своем саду. Это растение было отличной тестовой моделью, потому что оно могло самоопыляться или перекрестно оплодотворяться, в дополнение к наличию нескольких признаков, которые имеют только две формы.

1 История Грегора Менделя
2 эксперимента Менделя
- 2.1 Результаты экспериментов
- 2.2 Как проводились эксперименты Менделя?
- 2.3 Почему Мендель выбрал растения гороха?
- 3.1 Первый закон Менделя
- 3.2 Второй закон Менделя
- 3.3 Третий закон Менделя
- 4.1 Доминирующая
- 4.2 Рецессивный
- 4.3 Гибрид
- 8.1 Наследие, связанное с полом
История Грегора Менделя

Грегор Мендель считается отцом генетики, поскольку он оставил свои три закона. Он родился 22 июля 1822 года, и, как говорят, с самого раннего возраста он находился в непосредственном контакте с природой, и это вызвало у него интерес к ботанике..

В 1843 году он вошел в монастырь Брюнн, а через три года был рукоположен в священники. Позже, в 1851 году он решил изучать ботанику, физику, химию и историю в Венском университете..

После обучения Мендель вернулся в монастырь, и именно там он провел эксперименты, которые позволили ему сформулировать так называемые законы Менделя..

К сожалению, когда он представил свою работу, она осталась незамеченной, и говорят, что Мендель отказался от экспериментов по наследству.

Тем не менее, в начале двадцатого века его работы начали получать признание, когда несколько ученых и ботаников провели аналогичные эксперименты и нашли свои исследования.

Эксперименты Менделя

Мендель изучил семь характеристик растения гороха: цвет семени, форму семени, положение цветка, цвет цветка, форму стручка, цвет стручка и длину стебля..

Для экспериментов Менделя было три основных шага:

1-путем самооплодотворения производится поколение чистых растений (гомозигот). То есть растения с фиолетовыми цветами всегда производили семена, которые производили фиолетовые цветы. Он назвал эти растения поколением P (родителей).

2-Затем он скрестил пары чистых растений с разными чертами, и потомки их он назвал сыновьями второго поколения (F1)..

3-Наконец, он получил третье поколение растений (F2) путем самоопыления двух растений поколения F1, то есть скрещивания двух растений поколения F1 с одинаковыми признаками.

Результаты экспериментов

Мендель нашел невероятные результаты своих экспериментов.

Поколение F1

Мендель обнаружил, что поколение F1 всегда производило одну и ту же черту, хотя у обоих родителей были разные характеристики. Например, если вы пересекли растение с фиолетовыми цветами с растением с белыми цветами, все растения-потомки (F1) имели фиолетовые цветы..

Это потому, что фиолетовый цветок является чертой доминирующий. Поэтому белый цветок - это черта рецессивный.

Поколение F2

В поколении F2 Мендель обнаружил, что 75% цветов были фиолетовыми и 25% были белыми. Ему показалось интересным, что хотя у обоих родителей были фиолетовые цветы, у 25% потомства были белые цветы.

Появление белых цветов связано с геном или рецессивным признаком, присутствующим у обоих родителей. Вот диаграмма Punnett, показывающая, что у 25% потомков было два гена "b", которые произвели белые цветы:

Как проводились эксперименты Менделя?

Эксперименты Менделя были проведены с растениями гороха, довольно сложная ситуация, так как каждый цветок имеет мужскую часть и женскую часть, то есть самоопыляющуюся..

Так как же Мендель мог контролировать потомство растений? Как я мог их пересечь?.

Ответ прост: чтобы иметь возможность контролировать потомство растений гороха, Мендель создал процедуру, которая позволила ему предотвратить самооплодотворение растений..

Процедура состояла в том, чтобы срезать тычинки (мужские органы цветов, которые содержат пыльцевые мешочки, то есть те, которые производят пыльцу) из цветов первого растения (называемого ВВ) и посыпать пыльцу из второго растения в пестик (женский орган цветов, который находится в его центре) первого.

Этим действием Мендель контролировал процесс оплодотворения, ситуацию, которая позволяла ему проводить каждый эксперимент снова и снова, чтобы всегда получать одно и то же потомство..

Вот как он достиг формулировки того, что сейчас известно как законы Менделя..

Почему Мендель выбрал горох?

Грегор Мендель выбрал растения гороха для проведения своих генетических экспериментов, потому что они были дешевле, чем любое другое растение, и потому что время их образования очень короткое и имеет большое количество потомства.

Потомки были важны, так как было необходимо провести много экспериментов, чтобы сформулировать свои законы..

Он также выбрал их из-за большого разнообразия, которое существовало, среди прочего, зеленого горошка, желтого горошка, круглых стручков..

Разнообразие было важно, потому что было необходимо знать, какие признаки могут быть унаследованы. Вот где возникает термин менделевского наследства.

3 закона Менделя суммированы

Первый закон Менделя

Первый закон Менделя или закон единообразия гласит, что при скрещивании двух чистых индивидуумов (гомозигот) все потомки будут равны (однородны) по своим признакам.

Это связано с преобладанием некоторых персонажей, их простой копии достаточно, чтобы замаскировать эффект рецессивного персонажа. Следовательно, как гомозиготные, так и гетерозиготные потомки будут иметь одинаковый фенотип (видимый признак)..

Второй закон Менделя

Второй закон Менделя, также называемый законом сегрегации персонажей, гласит, что при образовании гамет аллели (наследственные факторы) разделяются (сегрегируются) таким образом, что потомство получает аллель от каждого родственника..

Третий закон Менделя

Третий закон Менделя также известен как закон независимого разделения. При формировании гамет персонажи разных черт наследуются независимо друг от друга..

В настоящее время известно, что этот закон не распространяется на гены на одной хромосоме, которые будут наследоваться вместе. Тем не менее, хромосомы отделяются независимо во время мейоза.

Термины, введенные Менделем

Мендель придумал несколько терминов, которые в настоящее время используются в области генетики, в том числе: доминантный, рецессивный, гибридный.

доминирующий

Когда Мендель использовал доминирующее слово в своих экспериментах, он имел в виду характер, который внешне проявлялся в человеке, был ли он только один или два из них.

рецессивный

Под рецессивным Мендель подразумевал, что это характер, который не проявляется вне индивидуума, потому что доминирующий характер препятствует этому. Поэтому, чтобы это преобладало, человеку необходимо будет иметь два рецессивных символа.

гибрид

Точно так же именно он установил использование заглавной буквы для доминантных аллелей и строчных букв для рецессивных аллелей..

Впоследствии другие исследователи завершили свою работу и использовали остальные термины, которые используются сегодня: ген, аллель, фенотип, гомозигот, гетерозигот.

Менделевское наследство применительно к людям

Черты человеческих существ могут быть объяснены через менделевское наследство, пока семейная история известна.

Необходимо знать семейную историю, так как с их помощью вы можете собрать необходимую информацию о той или иной особенности.

Для этого создается генеалогическое древо, в котором описывается каждая из черт членов семьи, и, таким образом, можно определить, от кого они унаследованы..

Пример наследования у кошек

В этом примере цвет шерсти обозначается буквой B (коричневый, доминантный) или b (белый), а длина хвоста - S (короткий, доминантный) или s (длинный)..

Когда родители гомозиготны по каждому признаку (SSbb и ssBB), их дети в поколении F1 гетерозиготны по обоим аллелям и показывают только доминантные фенотипы (SsbB).

Если потомки спариваются друг с другом, в поколении F2 создаются все комбинации цвета меха и длины хвоста: 9 - коричневые / короткие (фиолетовые прямоугольники), 3 - белые / короткие (розовые прямоугольники), 3 - коричневый / длинный (синие прямоугольники) и 1 белый / длинный (зеленое поле).

4 примера менделевских черт

-альбинизмэто наследственная особенность, которая заключается в изменении выработки меланина (пигмента, которым обладают люди и который отвечает за цвет кожи, волос и глаз), поэтому во многих случаях наблюдается отсутствие Всего этого. Эта черта рецессивна.

-Мочки свободного уха: это доминирующая особенность.

-Мочки ушей соединены: это рецессивная черта.

-Волосы или клюв вдовы: эта особенность относится к тому, как кончик волоса заканчивается на лбу. В этом случае это закончится вершиной в центре. Те, кто представляет эту функцию, имеют форму буквы "w" вверх ногами. Это доминирующая особенность.

Факторы, которые меняют менделевскую сегрегацию

Наследственность, связанная с сексом

Наследование, связанное с полом, относится к тому, что связано с парой половых хромосом, то есть тех, которые определяют пол индивида..

У людей есть Х-хромосомы и Y-хромосомы. У женщин есть ХХ-хромосомы, а у мужчин - Х-Y..

Некоторые примеры наследования, связанного с полом:

-Дальтонизм: это генетическое изменение, которое делает цвета не различимыми. Обычно вы не можете различить красный и зеленый, но это будет зависеть от степени дальтонизма, который человек представляет.

Дальтонизм передается рецессивным аллелем, связанным с Х-хромосомой, поэтому, если мужчина наследует Х-хромосому, которая представляет этот рецессивный аллель, он будет дальтоником.

В то время как для женщин, чтобы иметь это генетическое изменение, необходимо, чтобы они имели две измененные Х-хромосомы. Именно поэтому число женщин с дальтонизмом ниже, чем у мужчин.

-гемофилия: это наследственное заболевание, которое, как и дальтонизм, связано с хромосомой X. Гемофилия - это заболевание, вызывающее неправильную свертываемость крови людей..

По этой причине, если человек, страдающий гемофилией, порезан, его кровотечение будет длиться намного дольше, чем у другого человека, у которого его нет. Это происходит потому, что у вас недостаточно белка в крови, чтобы контролировать кровотечение.

-Мышечная дистрофия Дюшенна: это рецессивное наследственное заболевание, которое связано с хромосомой X. Это нервно-мышечное заболевание, для которого характерно наличие значительной мышечной слабости, которая развивается в генерализованном и прогрессирующем виде.

-гипертрихозЭто наследственное заболевание, присутствующее в Y-хромосоме, которое передается только от отца к ребенку мужского пола. Этот тип наследования называется голодендическим.

Гипертрихоз - это рост лишних волос, так что у того, кто страдает, есть части тела, которые являются чрезмерно волосатыми. Это заболевание также называют синдромом оборотня, так как многие из тех, кто страдает, почти полностью покрыты волосками..

Один из селективных методов в биологии — моногибридное скрещивание — позволяет получать потомство от разных видов или рас одного вида.

При этом результаты процесса будут зависеть от очередности поколения, давая чистую доминанту для первого из них и расщепление для второго, и более подробное ознакомление с его основными законами и понятиями поможет найти ответы на важные вопросы.

Основные термины и понятия

В основе любой схемы моногибридного скрещивания лежит генетика — наука, изучающая все ключевые закономерности наследственности и изменчивости организмов вследствие селекции. И главный вопрос, который изучается при исследовании моногибридного скрещивания, — моногенное наследование. Под ним подразумевается наследование, проявление которого обусловлено одним конкретным геном с его различными формами-аллелями.

Их краткая характеристика такова:

Помимо моногибридного, существует еще несколько типов скрещивания, обладающих особыми свойствами и закономерностями.

Что касается рассматриваемого типа, осуществляемого только по одной паре признаков, то его можно условно классифицировать по двум схемам моногибридного скрещивания. Одна из них подразумевает полное доминирование, в результате которого может проявляться только преобладающий признак.

Если же доминирование является неполным, то признак принимает среднее или, как его еще принято называть, промежуточное значение между доминантой и рецессивным геном.

Научные опыты и примеры

Первым ученым, которому удалось выявить и доказать существование определенных закономерностей наследования признаков при моногибридном скрещивании, стал австрийский монах-августинец Грегор Иоганн Мендель, изучавший биологию и ботанику. Произошло это важное для науки открытие в XIX веке в результате проведения опыта, в процессе которого ученый провел скрещивание гороха, имеющего пару отличительных признаков.

Первый закон Менделя

Для того чтобы определить наличие закономерности при скрещивании разных живых организмов и выполнить составление на основе полученных результатов таблицы вероятности формирования наследственных признаков, Менделю пришлось анализировать 22 сорта гороха, имеющих отличительные характеристики по ключевым показателям.

Речь шла о следующих различиях, задействованных в опыте родительских бобовых культур:
- По форме семени. Для проведения опыта Мендель использовал не только круглое, но и морщинистое семя.
- По цвету. Задействованы были сорта с желтым и зеленым семенем.
- По форме самих бобовых. Ученый применял как гладкие, так и сморщенные горошины.
- По расположению цветочных бутонов на стебле. В используемых сортах цветки располагались в пазухах и на верхушках растений.
- По высоте самого растения. В эксперименте приняли участие как карликовые сорта, так и культуры нормального размера.
Главное различие между первым и вторым законом Менделя заключается в характеристиках, свойственных I и II поколениям, полученным в результате селекции родителей с противоположными генами.

Так, согласно наблюдениям ученого при скрещивании двух разных особей, первое гибридное поколение получается одинаковым, походя только на одного из родителей (I закон Менделя), тогда как уже в его потомстве будет наблюдаться расщепление по фенотипу в соотношении 3 к 1.

При более подробном рассмотрении опытов выясняется, что перед процедурой скрещивания Мендель использовал только чистые родительские линии культур, получая интересующее его поколение посредством проведения их опыления. Еще одним ключевым моментом, который выделял ученый, заключался в том, при проведении опыта с растениями, обладающими альтернативными генами, один из них в итоге не будет передан потомку в первом поколении.

По теории Менделя, именно те признаки, которые передаются следующему поколению, будут называться доминантными, тогда как другие гены, так и не получившие своего проявления, — рецессивными, то есть подавляемыми. Примечательно, что эти результаты впоследствии были объяснены таким биологическим процессом, как мейоз, но ученый не мог этого знать, поскольку это открытие еще не было сделано.

Если же рассматривать это понятие сейчас, то объясняется оно особым взаимоотношением генов, ведь в природе нет равнозначных аллелей, и все они доминируют или рецессируют по сравнению друг с другом в условиях анализа конкретных признаков. В итоге получается, что в случае проникновения вместе с гаметой в зиготу двух разных аллелей (гетерозигота), проявится та из них, которая будет преобладать.

Что же касается гена рецессии, то он может проявиться только тогда, когда конкурирующая с ним аллель также окажется подавляемой (гомозигота), причем с равной степенью вероятности. Стоит отметить, что в первой закономерности, выведенной австрийским ученым, применялись исключительно идентичные по генотипу и фенотипу растительные организмы, оттого ей и было присвоено название закона единообразия I поколения.

Вторая закономерность

Выведя первую закономерность, ученый решил не останавливаться на достигнутом, решив вырастить полученное в результате селекции гибридное семя и задействовать его в проведении дальнейших опытов. Каково же было его удивление, когда при последующем скрещивании выращенных гибридов с чистопородными видами, стало возникать расщепление между поколениями второго порядка, причем по строго определенной схеме.

То есть при скрещивании выведенного доминанта первого поколения с рецессивным геном в их потомстве присутствовали представители и первого, и второго гена в соотношении ¾ (из четырех три горошины доминирующие желтые и одна подавляемая зеленая), что было невозможно при первом опыте с чистопородными особями. Естественно, речь идет о статистической погрешности, высчитанной Менделем от общего количества исследуемых горошин второго поколения.

Проще говоря, необязательно родить четверых детей, чтобы самый младший из них унаследовал рецессивный голубой цвет глаз отца или бабушки, а первые три — доминирующий карий по материнской линии. Так, результат расщепления может возникать сразу, проявляясь у первого ребенка, другое дело, что вероятность такого проявления будет составлять ¼ против ¾, свойственной доминанте.

Задачи и их решение

Изучив первый и второй закон моногибридного скрещивания Менделя, стоит закрепить полученные знания на практике. И существует множество простых задач по моногибридному скрещиванию с решением, ознакомление с которыми поможет не только не совершать распространенных ошибок, но и научиться неплохо разбираться в рассматриваемом вопросе в целом.

Цвет глаз

Одна из популярных тем — цвет глаз, который может унаследовать ребенок от своих родителей. К примеру, в семье Никитиных дочь родилась с карими глазами, а сын с голубыми, тогда как их мать голубоглазая, а ее родители кареглазые. Вопрос заключается в том, по какому принципу идет унаследование этого признака и каким генотипом обладают члены семьи.

Чтобы ответить на него, необходимо в первую очередь проанализировать генотип голубоглазой матери и ее кареглазых родителей, ведь так как коричневый цвет преобладает над голубым, то такая наследственность становится возможной только в случае гетерозиготности дедушки и бабушки (Аа).

Что же касается детей, то кареглазая дочь также является гетерозиготной, тогда как ее брат, получивший по наследству голубые глаза, как и сама мать, напротив, относятся к гомозиготным с сочетанием aa по рецессивному признаку (карие глаза подавляют голубые).

Гребень птицы

Знание основных понятий моногибридного скрещивания зачастую применяется на практике и в народном хозяйстве, позволяя фермерам выводить определенную породу птицы, скота и другой живности. Хорошим тому примером может стать задача о петухе и двух курицах с гребнем розовидного типа, при скрещивании которых удалось вывести 14 цыплят с аналогичным признаком от одной несушки и 9 от другой, притом что 7 из них унаследовали родительский ген, а оставшиеся 2 — нет, получив листовидную пластинку на головке.

Вопрос к заданию, как и в предыдущем случае, заключается в определении генотипов всех трех участников скрещивания с учетом того фактора, что сам признак относится к аутосомным моногенным генам. Уже из одного только условия становится очевидно, что первая курица была гомозиготной, дав чистопородный выводок. Однако этого нельзя сказать о второй несушке, которая дала небольшой процент цыплят с отличающимся признаком, являясь гетерозиготной.

А так как количество цыплят с другим геном оказалось гораздо меньшим по сравнению с основным, становится очевидно, что он является рецессивным, уступая доминанте, коей и является аллель розовидного гребня.

Анализ по двум признакам

Естественно, биологические задачи не ограничиваются проведением анализа по одному только гену. К примеру, может потребоваться вычислить наследственность по цвету и по превосходству одной руки над другой. При этом условие задачи может иметь следующее содержание:
- Дано: у праворуких родителей с карими глазами родились двойняшки. Один из младенцев унаследовал родительский цвет глаз, но получил преобладание левой руки над правой, тогда как второй родился правшой, но с голубой радужкой.
- Найти: необходимо вычислить признаки, которые может получить следующий ребенок в семье.
Для решения этой задачи необходимо определить генотипы всех перечисленных членов семьи, отталкиваясь от того факта, что карие глаза доминируют над голубыми, а преимущество правой руки перед левой. В итоге получается, что оба родителя по первому и второму признаку имеют генотипы Аа и Вв, соответственно. По такому же принципу можно расписать и генотип детей, представив его в виде комбинации А_Вв для первого близнеца и АаВ_ - для второго. На основе этих данных составляется вспомогательная таблица Пеннета:

Из представленных 16 вариантов только 9 подходят под заданные условия. Это означает, что вероятность появления в семье младенца, который будет иметь идентичные родительским признаки, соответствует 9/16.

Читайте также: