Сформулируйте второй закон менделя почему его называют законом расщепления кратко

Обновлено: 15.05.2024

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.

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 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.

Получив единообразные гибриды первого поколения от скрещивания двух разных чистых линий гороха, различающихся только по одному признаку, Мендель продолжил опыт с семенами F1. Он позволил гибридам первого поколения гороха самоопыляться, в результате получил гибриды второго поколения – F2.

Оказалось, что у части растений второго поколения появлялся признак, отсутствующий у F1, но присутствующий у одного из родителей ( P ). Следовательно, он присутствовал в F1 в скрытом виде. Мендель назвал этот признак рецессивным.

Статистический анализ показал, что во втором поколении количество растений с доминантным признаком относится к количеству растений с рецессивным признаком как 3 : 1.

Второй закон Менделя называется законом расщепления, так как единообразные гибриды первого поколения дают разное потомство, то есть как бы расщепляются.

Объясняется второй закон Менделя следующим образом. Гибриды первого поколения от скрещивания двух чистых линий являются гетерозиготами ( Aa ). Они образуют два типа гамет: A и a . С равной вероятностью могут получиться следующие зиготы: AA , Aa , aA , aa . Действительно, допустим растение образовало 1000 яйцеклеток, 500 из которых несут ген A , 500 — ген a . Также образовалось 500 спермиев A и 500 спермиев a . По теории вероятности приблизительно:

250 яйцеклеток A будут оплодотворены 250 спермиями A , получено 250 зигот AA ;

250 яйцеклеток A будут оплодотворены 250 спермиями a , получено 250 зигот Aa ;

250 яйцеклеток a будут оплодотворены 250 спермиями A , получено 250 зигот aA ;

250 яйцеклеток a будут оплодотворены 250 спермиями a , получено 250 зигот aa .

Поскольку генотипы Aa и aA — это одно и то же, получаем следующее распределение второго поколения по генотипу: 250AA : 500Aa : 250aa. После сокращения получаем соотношение AA : 2Aa : aa, или 1 : 2 : 1.

Поскольку при полном доминировании генотипы AA и Aa проявляются фенотипически одинаково, то расщепление по фенотипу будет 3 : 1. Это и наблюдал Мендель: ¼ часть растений во втором поколении оказалась с рецессивным признаком (например, с зелеными семенами).

Ниже на схеме, представленной в виде решетки Пеннета, изображено скрещивание между собой (или самоопыление) гибридов первого поколения ( Bb ), которые были получены ранее в результате скрещивания чистых линий с белыми ( bb ) и розовыми ( BB ) цветками. Гибриды F1 производят гаметы B и b . Встречаясь в разных комбинациях, в F2 они образуют три разновидности генотипа и две разновидности фенотипа.

Второй закон Менделя является следствием закона чистоты гамет: в гамету попадает только один аллель гена родителя. Другими словами, гамета чиста от другого аллеля. До открытия и изучения мейоза данный закон был гипотезой.

МЕНДЕЛЯ ЗАКОНЫ, основные закономерности наследования, открытые Г. Менделем. В 1856–1863 гг. Мендель провёл обширные, тщательно спланированные опыты по гибридизации растений гороха. Для скрещиваний он отбирал константные сорта|сорта (чистые линии), каждый из которых при самоопылении устойчиво воспроизводил в поколениях одни и те же признаки. Сорта|Сорта различались альтернативными (взаимоисключающими) вариантами какого-либо признака, контролируемого парой аллельных генов (аллелей). Напр., окраской (жёлтая или зелёная) и формой (гладкая или морщинистая) семян, длиной стебля (длинный или короткий) и т. д. Для анализа результатов скрещиваний Мендель применил математические методы, что позволило ему обнаружить ряд закономерностей в распределении родительских признаков у потомков. Традиционно в генетике принимают три закона Менделя, хотя сам он формулировал лишь закон независимого комбинирования.

Первый закон Менделя — закон единообразия

Первый закон, или закон единообразия гибридов первого поколения, утверждает, что при скрещивании организмов, различающихся аллельными признаками, в первом поколении гибридов проявляется лишь один из них – доминантный, а альтернативный ему, рецессивный, остаётся скрытым (см. Доминантность, Рецессивность). Напр., при скрещивании гомозиготных (чистых) сортов гороха с жёлтой и зелёной окраской семян у всех гибридов первого поколения окраска была жёлтой. Значит, жёлтая окраска – доминантный признак, а зелёная – рецессивный. Первоначально этот закон называли законом доминирования. Вскоре было обнаружено его нарушение – промежуточное проявление обоих признаков, или неполное доминирование, при котором, однако, сохраняется единообразие гибридов. Поэтому современное название закона более точное.

Второй закон Менделя — закон расщепления

Второй закон, или закон расщепления, гласит, что при скрещивании между собой двух гибридов первого поколения (или при их самоопылении) во втором поколении проявляются в определённом соотношении оба признака исходных родительских форм. В случае жёлтой и зелёной окраски семян их соотношение было 3:1, т. е. расщепление по фенотипу происходит так, что у 75 % растений окраска семян доминантная жёлтая, у 25 % – рецессивная зелёная. В основе такого расщепления лежит образование гетерозиготными гибридами первого поколения в равном отношении гаплоидных гамет с доминантными и рецессивными аллелями. При слиянии гамет у гибридов 2-го поколения образуется 4 генотипа – два гомозиготных, несущих только доминантные и только рецессивные аллели, и два гетерозиготных, как у гибридов 1-го поколения. Поэтому расщепление по генотипу 1:2:1 даёт расщепление по фенотипу 3:1 (жёлтую окраску обеспечивает одна доминантная гомозигота и две гетерозиготы, зелёную – одна рецессивная гомозигота).

Третий закон Менделя — закон независимого комбинирования

Третий закон, или закон независимого комбинирования, утверждает, что при скрещивании гомозиготных особей|особей, отличающихся по двум и более парам|парам альтернативных признаков, каждая из таких пар (и пар аллельных генов) ведёт себя независимо от других пар, т. е. и гены, и соответствующие им признаки наследуются в потомстве независимо и свободно комбинируются во всех возможных сочетаниях. Он основан на законе расщепления и выполняется в том случае, если пары|пары аллельных генов расположены в разных гомологичных хромосомах.

Часто как один из законов Менделя приводится и закон чистоты гамет, утверждающий, что в каждую половую клетку попадает|попадает только один аллельный ген. Но этот закон был сформулирован не Менделем.

Видео по теме : Законы менделя

Законы менделя

Грегора Менделя по праву считают основателем современной генетики, и горох, с которым он экспериментировал, не менее известен в научном фольклоре, чем яблоко Ньютона. Его научные изыскания в монастырском фруктовом саду|саду в городе Брюнн (сейчас Брно в Чехии), первоначально вызванные лишь интересом к земледелию, переросли в многолетнюю серию трудоёмких опытов по скрещиванию растений, в результате чего Мендель пришёл к выводу, что наследственность определяется генами.

Его работа была несложной, но кропотливой: он надевал на цветки гороха специальные мешочки для того, чтобы каждое растение опылялось лишь тщательно отобранной пыльцой. Затем, сравнивая признаки родительских и дочерних растений, он смог вывести законы наследования.

Классические эксперименты Менделя заключались в скрещивании двух линий гороха — высокорослой и низкорослой. Всё|Все дочерние растения первого поколения были высокими (а вовсе не низкого или среднего роста|роста, как ожидалось). Однако при последующем скрещивании растений первого поколения между собой только три четверти дочерних растений второго поколения оказались высокорослыми, оставшиеся растения были низкорослыми. Чтобы объяснить результаты этих (и многих других) экспериментов, Мендель постулировал следующее:

— если дочерний организм получает гены, отвечающие за альтернативные признаки, то один из этих генов будет доминантным и будет экспрессироваться (т. е. кодируемый этим геном|геном признак проявится у организма), а другой будет рецессивным (т. е. не экспрессируемым).

Как это нередко случается в истории науки, работа Менделя, законченная в 1865 году, не сразу получила должное признание у современников. Итоги его опытов были обнародованы на заседании Общества естественных наук города|города Брюнна, а затем опубликованы в журнале этого Общества, но идеи Менделя в то время не нашли поддержки. Хотя этот журнал получали более ста научных организаций всего мира, номер журнала с описанием революционной работы Менделя в течение тридцати лет пылился в библиотеках. Лишь в конце XIX века учёные, занимавшиеся проблемами наследственности, открыли для себя труды Менделя, и он смог получить (уже посмертно) заслуженное признание.

Сегодня мы знаем, что открытые Менделем гены — это участки находящихся в клетке молекул ДНК. Согласно центральной догме молекулярной биологии, механизм действия генов состоит в том, чтобы кодировать белки|белки, которые, в свою очередь, выступая в роли ферментов, регулируют всё|все химические реакции в живых организмах.

Читайте также: