Mendelovy zákony. Základy genetiky

Plán lekce č. 18

1 Vzdělávací:

2 Vývojové:

Průběh lekce:

I Organizační moment

II Hlavní část

1 Kontrola domácího úkolu

.

Co je genotyp, fenotyp?

♂ ,♀ ?

2 Vysvětlení nového materiálu

D) Jaká je čistota gamet?

III Shrnutí lekce

IV Domácí úkol

1 Záznamy v poznámkovém bloku

Lekce č. 18

Podrobit:

MONOHYBRIDNÍ PŘECHOD

hybridizace, hybridní, a samostatná osoba - hybridní.

dominance.

U potomků získaných křížením hybridů první generace je pozorován fenomén štěpení: čtvrtina jedinců z hybridů druhé generace má recesivní rys, tři čtvrtiny dominantní.

Při vzájemném křížení dvou potomků první generace (dva heterozygotní jedinci) je ve druhé generaci pozorováno štěpení v určitém číselném poměru: podle fenotypu 3:1, podle genotypu 1:2:1

(25 % - homozygotní dominantní, 50 % - heterozygotní, 25 % - homozygotní recesivní)

Zákon čistoty gamet

Co je příčinou štěpení? Proč v první, druhé a dalších generacích vznikají jedinci, kteří v důsledku křížení produkují potomky s dominantními a recesivními znaky?

Od roku 1854, po dobu osmi let, Mendel prováděl pokusy s křížením rostlin hrachu. Zjistil, že v důsledku křížení různých odrůd hrachu mezi sebou mají hybridy první generace stejný fenotyp a u hybridů druhé generace jsou vlastnosti v určitých poměrech rozděleny. K vysvětlení tohoto jevu vytvořil Mendel řadu předpokladů, které byly nazývány „hypotézou čistoty gamet“ nebo „zákonem čistoty gamet“.

Komunikace mezi generacemi během sexuální reprodukce probíhá prostřednictvím pohlavních buněk (gamet). Je zřejmé, že gamety nesou materiální dědičné faktory – geny, které určují vývoj určitého znaku.

Vraťme se k diagramu, na kterém jsou výsledky zapsány v symbolech:

Gen zodpovědný za dominantní žlutou barvu semen bude označen například velkým písmenem A ; gen zodpovědný za recesivně zelenou barvu - malým písmenem A . Označme spojení gamet nesoucích geny A a a se znaménkem násobení: A X A=Ah Jak je vidět, výsledná heterozygotní forma (F1) má oba geny Aa. Hypotéza čistoty gamet říká, že u hybridního (heterozygotního) jedince jsou buňky gamet čisté, tj. mají jeden gen z daného páru. To znamená, že hybrid Aa bude produkovat stejný počet gamet s genem A a genem a. Jaké kombinace jsou mezi nimi možné? Je zřejmé, že stejně pravděpodobné jsou čtyři kombinace:

♂ ♀	A	A
A	AA	Ahh
A	aA	ahh

Jako výsledek 4 kombinací budou získány kombinace AA, 2Aa a aa. První tři budou produkovat jedince s dominantním znakem, čtvrtým pak jedince s recesivním znakem. Hypotéza čistoty gamet vysvětluje příčinu štěpení a numerické vztahy pozorované během tohoto procesu. Zároveň jsou jasné i důvody rozdílů ve vztahu k dalšímu štěpení jedinců s dominantními znaky v dalších generacích kříženců. Jedinci s dominantními rysy jsou ve své dědičné povaze heterogenní. Jedna ze tří (AA) bude produkovat gamety pouze jednoho typu (A) a nebude se štěpit během samoopylení nebo křížení s vlastním druhem. Další dva (Aa) budou produkovat gamety 2 odrůd; jejich potomci podstoupí štěpení ve stejných číselných poměrech jako hybridy druhé generace. Hypotéza čistoty gamet stanoví, že zákon štěpení je výsledkem náhodné kombinace nesoucích gamet různé geny (Aa). Zda se gameta nesoucí gen A spojí s jinou gametou nesoucí A nebo genem, je při stejné životaschopnosti gamet a jejich stejném počtu stejně pravděpodobné.

Vzhledem k náhodné povaze spojení gamet se celkový výsledek ukazuje jako statisticky přirozený.

Bylo tedy zjištěno, že štěpení znaků u potomků hybridních rostlin je výsledkem přítomnosti dvou genů v nich - A a a, odpovědných za vývoj jednoho znaku, například barvy semen.

Mendel navrhl, že dědičné faktory se při vytváření hybridů nemísí, ale zůstávají nezměněny. V těle F1 hybrida z křížených rodičů vyznačujících se alternativními vlastnostmi jsou přítomny oba faktory - dominantní gen i recesivní, ale recesivní gen je potlačený. Komunikace mezi generacemi během sexuální reprodukce probíhá prostřednictvím zárodečných buněk - gamet. Proto je třeba předpokládat, že každá gameta nese pouze jeden faktor z páru. Pak při oplození vede fúze dvou gamet, z nichž každá nese recesivní gen, ke vzniku organismu s recesivním znakem, který se projevuje fenotypově. Fúze gamet nesoucích dominantní gen nebo dvou gamet, z nichž jedna obsahuje dominantní a druhá recesivní gen, povede k vývoji organismu s dominantním znakem.

K výskytu recesivního rysu jednoho z rodičů (P) ve druhé generaci (F 2) tedy může dojít pouze tehdy, jsou-li splněny dvě podmínky: 1) pokud u hybridů zůstávají dědičné faktory nezměněny, 2) pokud zárodečné buňky obsahují pouze jeden dědičný faktor z alelického páru. Rozštěpení znaků u potomků při křížení heterozygotních jedinců Mendel vysvětlil tím, že gamety jsou geneticky čisté, tzn. nesou pouze jeden gen z alelického páru.

Zákon frekvence gamet lze formulovat takto: Když se tvoří zárodečné buňky, do každé gamety vstupuje pouze jeden gen z alelického páru.

Proč a jak se to děje? Je známo, že každá buňka těla má přesně stejnou diploidní sadu chromozomů. Dva homologní chromozomy obsahují dva identické alelické geny. Podle daného alelického páru se tvoří dvě variety gamet. Během oplodnění se gamety nesoucí stejné nebo různé alely náhodně setkají. Vzhledem ke statistické pravděpodobnosti bude při dostatečně velkém počtu gamet v potomstvu 25 % genotypů homozygotně dominantních, 50 % bude heterozygotních, 25 % bude homozygotně recesivních, tzn. poměr je stanoven: 1AA:2Aa:1aa. Podle fenotypu jsou potomci druhé generace při monohybridním křížení distribuováni v poměru 3/4 jedinců s dominantním znakem,/4 jedinců s recesivním znakem (3:1).

Cytologickým základem pro segregaci charakteristik u potomků během monohybridního křížení je tedy divergence homologních chromozomů a tvorba haploidních zárodečných buněk v meióze.

Analytický kříž

Hybridologická metoda studia dědičnosti vyvinutá Mendelem umožňuje zjistit, zda je organismus, který má dominantní fenotyp pro gen (nebo geny, které jsou předmětem studia), homozygotní nebo heterozygotní. Za tímto účelem se jedinec s neznámým genotypem zkříží s organismem homozygotním pro recesivní alej (y) a mající recesivní fenotyp.

Pokud je dominantní jedinec homozygotní, pak bude potomstvo z takového křížení jednotné a štěpení nenastane (AAhaa = Aa). Pokud je dominantní jedinec heterozygotní, pak dojde ke štěpení v poměru 1:1 podle fenotypu (Aa x aa = Aa, aa). Tento výsledek křížení je přímým důkazem formace na jeden z rodičů dvou variet gamet, tzn. její heterozygotnost.

Při dihybridním křížení dochází k rozdělení pro každý znak nezávisle na druhém znaku. Dihybridní křížení jsou dva nezávisle se vyskytující monohybridní křížení, jejichž výsledky se zdánlivě vzájemně překrývají.

Při křížení dvou homozygotních jedinců, kteří se od sebe liší dvěma nebo více páry alternativních znaků, se geny a jim odpovídající znaky dědí nezávisle na sobě a kombinují se ve všech možných kombinacích.

Analýza štěpení je založena na Mendelových zákonech a ve složitějších případech - kdy se jedinci liší ve třech, čtyřech nebo více párech vlastností.

Plán lekce č. 18

TÉMA: Monohybridní a dihybridní křížení. Mendelovy zákony

1 Vzdělávací:

Rozvinout znalosti o monohybridním křížení, Mendelův první zákon

Ukažte roli Mendelova výzkumu v pochopení podstaty dědičnosti vlastností

Rozšiřte formulaci zákona štěpení, druhého Mendelova zákona

Odhalte podstatu hypotézy o čistotě gamet

Rozvinout znalosti o dihybridním křížení jako metodě studia dědičnosti

Použijte příklad di- a polyhybridního křížení k odhalení projevu třetího Mendelova zákona

2 Vývojové:

Rozvíjejte paměť, rozšiřujte obzory

Podporovat rozvoj dovednosti používat genetické symboly při řešení genetických problémů

Průběh lekce:

I Organizační moment

1 Seznámení žáků s tématem a účelem lekce

2 Studenti dostanou řadu úkolů, které musí během lekce splnit:

Znát formulace Mendelových zákonů

Porozumět zákonitostem dědičnosti vlastností stanovených Mendelem

Pochopte podstatu hypotézy čistoty gamet

Pochopte podstatu dihybridního křížení

II Hlavní část

1 Kontrola domácího úkolu

Co studuje genetika? Jaké problémy řeší genetika?

Definujte dědičnost a variabilitu.

Jaké jsou fáze embryonálního období?

Vysvětlete pojmy: gen, dominantní a recesivní gen . - Jaký druh vývoje se nazývá přímý?

Jaké geny se nazývají alelické? Co je mnohonásobný alelismus?

Co je genotyp, fenotyp?

Čím je hybridologická metoda zvláštní?

Co znamená genetická symbolika: P, F1, F2, ♂ ,♀ ?

2 Vysvětlení nového materiálu

Monohybridní křížení; První Mendelův zákon

druhý Mendelův zákon; zákon frekvence gamet

Podstata dihybridního křížení; Třetí Mendelův zákon

3 Upevňování nového materiálu

A) Formulujte 1. Mendelův zákon.

B) Který kříž se nazývá monohybrid?

B) Formulujte druhý Mendelův zákon

D) Jaká je čistota gamet?

D) Jaká pravidla a vzorce se objevují při dihybridním křížení?

E) Jak je formulován třetí Mendelův zákon?

III Shrnutí lekce

IV Domácí úkol

1 Záznamy v poznámkovém bloku

2 Učebnice V.B Zacharova, S.T. Mamontova „Biologie“ (str. 266-277)

3 Učebnice Yu.I Polyanského „Obecná biologie“ (str. 210-217)

Lekce č. 18

Podrobit: „Monohybridní a dihybridní křížení. Mendelovy zákony."

1. Monohybridní křížení. Pravidlo uniformity hybridů první generace je prvním zákonem dědičnosti, který stanovil G. Mendel.

2. Druhý Mendelův zákon je zákon štěpení. Hypotéza čistoty gamet

3. Dihybridní a polyhybridní křížení. Třetí Mendelův zákon je zákonem nezávislé kombinace vlastností.

MONOHYBRIDNÍ PŘECHOD

Pro ilustraci prvního Mendelova zákona si připomeňme jeho pokusy na monohybridním křížení hrachových rostlin. Křížení dvou organismů se nazývá hybridizace, potomek z křížení dvou jedinců s různou dědičností se nazývá hybridní, a samostatná osoba - hybridní.

Monohybrid je křížení dvou organismů, které se od sebe liší jedním párem alternativních (vzájemně se vylučujících) vlastností.

Například při křížení hrachu se žlutými semeny (dominantní znak) a zelenými semeny (recesivní znak) budou mít všechny hybridy žlutá semena. Stejný obrázek je pozorován při křížení rostlin s hladkými a vrásčitými semeny; všichni potomci první generace budou mít hladké tvary semen. V důsledku toho se v hybridu první generace objevuje pouze jeden z každého páru alternativních znaků. Druhé znamení jakoby mizí a neobjevuje se. Mendel nazval převahu vlastnosti jednoho z rodičů u křížence dominance. Podle fenotypu mají všichni hybridi žlutá semena a podle genotypu jsou heterozygotní (Aa). Celá generace je tedy jednotná.

Prvním Mendelovým zákonem je zákon dominance.

Zákon uniformity první generace hybridů, neboli první Mendelův zákon- se také nazývá zákon dominance, protože všichni jedinci první generace mají stejný projev vlastnosti. Lze jej formulovat následovně: při křížení dvou organismů patřících do různých čistých linií (dva homozygotní organismy), lišících se od sebe jedním párem alternativních znaků, bude celá první generace hybridů (F 1) jednotná a ponese znak jednoho z rodičů.

Tento vzorec bude pozorován ve všech případech při křížení dvou organismů patřících do dvou čistých linií, kdy dojde k fenoménu úplné dominance znaku (tj. jeden znak zcela potlačí vývoj druhého).

Gregor Mendel je rakouský botanik, který studoval a popsal Mendelovy zákony – které dodnes hrají důležitou roli při studiu vlivu dědičnosti a přenosu dědičných znaků.

Ve svých experimentech vědec křížil různé druhy hrachu, které se lišily v jednom alternativním znaku: barva květů, hladce vrásčitý hrách, výška stonku. Charakteristickým rysem Mendelových experimentů bylo navíc použití tzv. „čistých linií“, tzn. potomstvo vzniklé samoopylením mateřské rostliny. Mendelovy zákony, formulace a stručný popis budou diskutovány níže.

Rakouský vědec, který studoval a pečlivě připravoval experiment s hráškem po mnoho let: pomocí speciálních sáčků na ochranu květin před vnějším opylením, dosáhl rakouský vědec v té době neuvěřitelných výsledků. Důkladná a zdlouhavá analýza získaných dat umožnila výzkumníkovi odvodit zákony dědičnosti, které byly později nazvány „Mendelovy zákony“.

Než začneme popisovat zákony, měli bychom si představit několik pojmů nezbytných pro pochopení tohoto textu:

Dominantní gen- gen, jehož vlastnost se projevuje v těle. Označeno A, B. Při křížení je takový znak považován za podmíněně silnější, tzn. objeví se vždy, pokud má druhá mateřská rostlina podmíněně slabší vlastnosti. To dokazují Mendelovy zákony.

recesivní gen - gen není exprimován ve fenotypu, ačkoli je přítomen v genotypu. Označuje se velkým písmenem a,b.

heterozygotní - hybrid, jehož genotyp (soubor genů) obsahuje dominantní i určitý znak. (Aa nebo Bb)

homozygot - hybridní , mající výhradně dominantní nebo pouze recesivní geny odpovědné za určitou vlastnost. (AA nebo bb)

Stručně formulované Mendelovy zákony budou diskutovány níže.

První Mendelův zákon, také známý jako zákon hybridní uniformity, lze formulovat následovně: první generace hybridů vzniklých křížením čistých linií otcovských a mateřských rostlin nemá žádné fenotypové (tj. vnější) rozdíly ve studovaném znaku. Jinými slovy, všechny dceřiné rostliny mají stejnou barvu květů, výšku stonku, hladkost nebo drsnost hrachu. Projevený znak navíc fenotypově přesně odpovídá původnímu znaku jednoho z rodičů.

Druhý Mendelův zákon nebo zákon o segregaci říká: potomci heterozygotních hybridů první generace při samosprašování nebo příbuzenském křížení mají recesivní i dominantní znaky. K štěpení navíc dochází podle následujícího principu: 75 % jsou rostliny s dominantním znakem, zbývajících 25 % jsou s recesivním znakem. Jednoduše řečeno, pokud rodičovské rostliny měly červené květy (dominantní znak) a žluté květy (recesivní znak), pak dceřiné rostliny budou mít ze 3/4 červené květy a zbytek žluté.

Třetí a poslední Mendelův zákon, který se také nazývá obecně, znamená následující: při křížení homozygotních rostlin majících 2 nebo více různých vlastností (to je například vysoká rostlina s červenými květy (AABB) a nízká rostlina se žlutými květy (aabb), studované vlastnosti (výška stonku a barva květů) se dědí nezávisle Jinými slovy, výsledkem křížení mohou být vysoké rostliny se žlutými květy (Aabb) nebo nízké s červenými květy (aaBb).

Mendelovy zákony, objevené v polovině 19. století, získaly uznání mnohem později. Na jejich základě byla postavena veškerá moderní genetika a po ní selekce. Navíc Mendelovy zákony potvrzují velkou rozmanitost druhů, které dnes existují.

Mendelovy zákony- to jsou principy přenosu dědičných vlastností z rodičů na potomky, pojmenované po svém objeviteli. Vysvětlivky vědeckých pojmů - in.

Mendelovy zákony platí pouze pro monogenní vlastnosti, tedy znaky, z nichž každý je určen jedním genem. Ty znaky, jejichž projev je ovlivněn dvěma nebo více geny, se dědí podle složitějších pravidel.

Zákon uniformity hybridů první generace (Mendelův první zákon)(jiný název je zákon dominance znaku): při křížení dvou homozygotních organismů, z nichž jeden je homozygotní pro dominantní alelu daného genu a druhý pro recesivní, všichni jedinci první generace hybridů (F1) bude identická ve znaku určeném tímto genem a identická s rodičem, který nese dominantní alelu. Všichni jedinci první generace z takového křížení budou heterozygoti.

Řekněme, že jsme zkřížili černou a hnědou kočku. Černá a hnědá barva je určena alelami stejného genu, černá alela B je dominantní nad hnědou alelou b. Kříž lze napsat jako BB (cat) x bb (cat). Všechna koťata z tohoto křížení budou černá a budou mít genotyp Bb (obrázek 1).

Všimněte si, že recesivní rys (hnědá barva) ve skutečnosti nezmizel, je maskován dominantním rysem a jak nyní uvidíme, objeví se v následujících generacích.

Zákon segregace (druhý Mendelův zákon): při vzájemném křížení dvou heterozygotních potomků první generace ve druhé generaci (F2) bude počet potomků shodných s dominantním rodičem v tomto znaku 3x větší než počet potomků shodných s recesivním rodičem. Jinými slovy, fenotypové rozdělení ve druhé generaci bude 3:1 (3 fenotypově dominantní: 1 fenotypově recesivní). (štěpení je rozdělení dominantních a recesivních znaků mezi potomky v určitém číselném poměru). Podle genotypu bude štěpení 1:2:1 (1 homozygot pro dominantní alelu: 2 heterozygoti: 1 homozygot pro recesivní alelu).

K tomuto štěpení dochází díky principu tzv zákon čistoty gamet. Zákon čistoty gamet říká: každá gameta (reprodukční buňka - vajíčko nebo spermie) přijímá pouze jednu alelu z páru alel daného genu rodičovského jedince. Když se gamety během oplodnění spojí, náhodně se spojí, což vede k tomuto štěpení.

Vrátíme-li se k našemu příkladu s kočkami, předpokládejme, že vaše černá koťata vyrostla, nesledovali jste je a dvě z nich porodila čtyři koťata.

Kočky i kočky jsou heterozygotní pro gen barvy, mají genotyp Bb. Každá z nich podle zákona o čistotě gamet produkuje dva typy gamet - B a b. Jejich potomstvo bude mít 3 černá koťátka (BB a Bb) a 1 hnědé (bb) (obr. 2) (ve skutečnosti je tento vzor statistický, takže dělení je prováděno průměrně a taková přesnost nemusí být pozorována v reálném věc).

Pro názornost jsou výsledky křížení na obrázku uvedeny v tabulce odpovídající tzv. Punnettově mřížce (diagram, který umožňuje rychle a přehledně popsat konkrétní křížení, které často používají genetici).

Zákon o nezávislém dědictví (třetí Mendelův zákon)- při křížení dvou homozygotních jedinců, kteří se od sebe liší dvěma (nebo více) páry alternativních znaků, se geny a jim odpovídající znaky dědí nezávisle na sobě a kombinují se ve všech možných kombinacích. přechod). Zákon nezávislé segregace je splněn pouze pro geny umístěné na nehomologních chromozomech (pro nespojené geny).

Klíčovým bodem je, že různé geny (pokud nejsou na stejném chromozomu) se dědí nezávisle na sobě. Pokračujme v našem příkladu ze života koček. Délka srsti (gen L) a barva (gen B) se dědí nezávisle na sobě (umístěné na různých chromozomech). Krátké vlasy (alela L) jsou dominantní nad dlouhými vlasy (l) a černá barva (B) je dominantní nad hnědou b. Řekněme, že křížíme krátkosrstou černou kočku (BB LL) s dlouhosrstou hnědou kočkou (bb ll).

V první generaci (F1) budou všechna koťata černá a krátkosrstá a jejich genotyp bude Bb Ll. Hnědá barva a dlouhé vlasy však nezmizely - alely, které je ovládají, jsou prostě „skryté“ v genotypu heterozygotních zvířat! Po zkřížení samce a samice z těchto potomků budeme ve druhé generaci (F2) pozorovat rozdělení 9:3:3:1 (9 krátkosrstých černých, 3 dlouhosrsté černé, 3 krátkosrsté hnědé a 1 dlouhosrsté hnědé). Proč k tomu dochází a jaké genotypy tito potomci mají, ukazuje tabulka.

Na závěr ještě jednou připomínáme, že segregace podle Mendelových zákonů je statistický jev a je pozorována pouze v přítomnosti dostatečně velkého počtu zvířat a v případě, kdy alely studovaných genů neovlivňují životaschopnost potomstvo. Pokud tyto podmínky nejsou splněny, budou u potomků pozorovány odchylky od mendelovských vztahů.

V 19. století Gregor Mendel při provádění výzkumu hrachu identifikoval tři hlavní vzorce dědičnosti vlastností, které se nazývají Mendelovy tři zákony. První dva zákony se týkají monohybridního křížení (když se berou rodičovské formy, které se liší pouze jednou charakteristikou), třetí zákon byl odhalen při dihybridním křížení (rodičovské formy jsou studovány pro dvě různé charakteristiky).

První Mendelův zákon. Zákon uniformity hybridů první generace

Mendel křížil rostliny hrachu, které se lišily jednou charakteristikou (například barvou semen). Některé měly žlutá semena, jiné zelené. Po křížovém opylení se získají hybridy první generace (F 1). Všechny měly žlutá semena, to znamená, že byly jednotné. Fenotypový znak, který určuje zelenou barvu semen, zmizel.

Druhý Mendelův zákon. Zákon štěpení

Mendel zasadil první generaci hybridů hrachu (které byly všechny žluté) a umožnil jim samosprašování. V důsledku toho byla získána semena, která byla hybridy druhé generace (F 2). Mezi nimi již byla nejen žlutá, ale i zelená semena, tj. došlo k štěpení. Poměr žlutých a zelených semen byl 3:1.

Objevení se zelených semen ve druhé generaci prokázalo, že tato vlastnost nezmizela ani se nerozpustila u hybridů první generace, ale existovala v diskrétním stavu, ale byla jednoduše potlačena. Do vědy byly zavedeny pojmy dominantní a recesivní alely genu (Mendel je nazval jinak). Dominantní alela potlačuje recesivní.

Čistá linie žlutého hrachu má dvě dominantní alely - AA. Čistá linie zeleného hrášku má dvě recesivní alely - aa. Během meiózy vstupuje do každé gamety pouze jedna alela. Hrách se žlutými semeny tedy produkuje pouze gamety obsahující alelu A. Hrách se zelenými semeny produkuje gamety obsahující alelu a. Při křížení produkují hybridy Aa (první generace). Protože dominantní alela v tomto případě zcela potlačuje recesivní, byla u všech hybridů první generace pozorována žlutá barva semen.

Hybridy první generace již produkují gamety A a a. Při samosprašování, náhodném vzájemném kombinování, tvoří genotypy AA, Aa, aa. Kromě toho se heterozygotní genotyp Aa bude vyskytovat dvakrát častěji (jako Aa a aA) než každý homozygotní genotyp (AA a aa). Tak dostaneme 1AA: 2Aa: 1aa. Protože Aa dává žlutá semínka jako AA, ukázalo se, že na každé 3 žluté připadá 1 zelená.

Třetí Mendelův zákon. Zákon nezávislé dědičnosti různých vlastností

Mendel provedl dihybridní křížení, to znamená, že ke křížení vzal rostliny hrachu, které se lišily dvěma vlastnostmi (například barvou a svraštělými semeny). Jedna čistá řada hrachu měla žlutá a hladká semena, zatímco druhá měla zelená a vrásčitá semena. Všechny jejich hybridy první generace měly žlutá a hladká semena.

Ve druhé generaci podle očekávání došlo k štěpení (některá semena vypadala zelená a svraštělá). Rostliny však nebyly pozorovány pouze se žlutými hladkými a zeleně vrásčitými semeny, ale také se žlutě vrásčitými a zelenými hladkými semeny. Jinými slovy, došlo k rekombinaci znaků, což naznačuje, že k dědičnosti barvy a tvaru semene dochází nezávisle na sobě.

Pokud jsou totiž geny pro barvu semen umístěny v jednom páru homologních chromozomů a geny, které určují tvar, jsou v druhém, pak mohou být během meiózy kombinovány nezávisle na sobě. V důsledku toho mohou gamety obsahovat jak alely pro žlutou a hladkou (AB), žlutou a vrásčitou (Ab), tak i zelenou hladkou (aB) a zelenou vrásčitou (ab). Při vzájemné kombinaci gamet s různou pravděpodobností vzniká devět typů hybridů druhé generace: AABB, AABb, AaBB, AaBb, AAbb, Aabb, aaBB, aaBb, aabb. V tomto případě bude fenotyp rozdělen do čtyř typů v poměru 9 (žlutě hladký): 3 (žlutě vrásčitý): 3 (zeleně hladký): 1 (zeleně vrásčitý). Pro jasnost a podrobnou analýzu je zkonstruována Punnettova mřížka.

Ve svých experimentech s křížením Mendel použil hybridologickou metodu. Pomocí této metody studoval dědičnost pro jednotlivé znaky, nikoli pro celý komplex, provedl přesné kvantitativní vyčíslení dědičnosti každého znaku v řadě generací a studoval charakter potomků každého hybrida zvlášť. . První Mendelův zákon je zákon uniformity hybridů první generace. Při křížení homozygotních jedinců, kteří se liší jedním paraalternativním (vzájemně se vylučujícím) znakem, jsou všichni potomci v první generaci jednotní ve fenotypu i genotypu. Mendel prováděl monohybridní křížení čistých linií hrachu, které se lišily v jednom páru alternativních znaků, např. barvou hrachu (žlutá a zelená). Hrách se žlutými semeny (dominantní znak) byl použit jako mateřská rostlina a hrách se zelenými semeny (recesivní znak) byl použit jako otcovská rostlina. V důsledku meiózy produkovala každá rostlina jeden typ gamety. Během meiózy přešel z každého homologního páru chromozomů jeden chromozom s jedním z alelických genů (A nebo a) do gamet. V důsledku oplození se obnovilo párování homologních chromozomů a vznikly hybridy. Všechny rostliny měly pouze žlutá semena (podle fenotypu) a byly heterozygotní podle genotypu. Hybrid 1. generace Aa měl jeden gen - A od jednoho rodiče a druhý gen -a od druhého rodiče a vykazoval dominantní znak, skrývající recesivní znak. Podle genotypu jsou všechny hrášky heterozygotní. První generace je uniformní a vykazovala rys jednoho z rodičů. K zaznamenávání křížení se používá speciální tabulka, navržená anglickým genetikem Punnettem a nazvaná Punnettova mřížka. Gamety otcovského jedince jsou psány horizontálně a gamety mateřského jedince vertikálně. Na křižovatkách jsou pravděpodobné genotypy potomků. V tabulce závisí počet buněk na počtu typů gamet produkovaných kříženými jedinci. Dále Mendel křížil křížence mezi sebou . Druhý Mendelův zákon– zákon hybridního štěpení. Při vzájemném křížení hybridů 1. generace se ve druhé generaci objevují jedinci s dominantními i recesivními znaky a dochází ke štěpení podle genotypu v poměru 3:1 a 1:2:1 podle genotypu. V důsledku křížení hybridů mezi sebou byli získáni jedinci s dominantními i recesivními znaky. Takové štěpení je možné s naprostou dominancí.

HYPOTÉZA „ČISTOTY“ GAMET

Zákon štěpení lze vysvětlit hypotézou o „čistotě“ gamet. Fenomén nemísení alel a alternativních charakteristik v gametách heterozygotního organismu (hybridu) Mendel nazval hypotézou o „čistotě“ gamet. Za každý znak jsou zodpovědné dva alelické geny. Když se tvoří hybridi (heterozygotní jedinci), alelické geny se nemíchají, ale zůstávají nezměněny. Hybridy - Aa - v důsledku meiózy tvoří dva typy gamet. Každá gameta obsahuje jeden z páru homologních chromozomů s dominantním alelickým genem A nebo s recesivním alelickým genem a. Gamety jsou čisté z jiného alelického genu. Během oplození se samčí a samičí gamety nesoucí dominantní a recesivní alely volně kombinují. V tomto případě se obnoví homologie chromozomů a alelicita genů. V důsledku interakce genů a oplodnění se objevil recesivní znak (zelená barva hrachu), jehož gen neprojevil svůj účinek v hybridním organismu. Vlastnosti, jejichž dědičnost nastává podle zákonů stanovených Mendelem, se nazývají mendelovské. Jednoduché mendelovské znaky jsou diskrétní a řízené monogenně – tzn. jeden genom. U člověka se dědí velké množství znaků podle Mendelových zákonů. Mezi dominantní znaky patří hnědá barva očí, bradydaktylie (krátké prsty), polydaktylie (polydaktylie, 6-7 prstů), krátkozrakost a schopnost syntetizovat melanin. Podle Mendelových zákonů se krevní skupina a Rh faktor dědí podle dominantního typu. Mezi recesivní rysy patří modré oči, normální stavba ruky, přítomnost 5 prstů, normální vidění, albinismus (neschopnost syntetizovat melanin)