Mendelove zákony. Základy genetiky

Plán lekcie č. 18

1 Vzdelávacie:

2 Vyvíjanie:

Počas tried:

I organizačný moment

II hlavná časť

1 Kontrola domácej úlohy

.

Čo je to genotyp, fenotyp?

♂ ,♀ ?

2 Vysvetlenie nového materiálu

D) Aká je čistota gamét?

III Zhrnutie lekcie

IV domáca úloha

1 Záznamy v poznámkovom bloku

Lekcia č. 18

Predmet:

MONOHYBRIDNÝ PRECHOD

hybridizácia, Hybrid, a samostatný jedinec hybridóm.

dominancia.

U potomkov získaných krížením hybridov prvej generácie sa pozoruje fenomén štiepenia: štvrtina jedincov z hybridov druhej generácie má recesívny znak, tri štvrtiny - dominantný.

Pri vzájomnom krížení dvoch potomkov prvej generácie (dvaja heterozygotní jedinci) sa v druhej generácii pozoruje štiepenie v určitom číselnom pomere: podľa fenotypu 3:1, podľa genotypu 1:2:1

(25 % homozygotne dominantné, 50 % heterozygotné, 25 % homozygotne recesívne)

Zákon čistoty gamét

Aký je dôvod rozchodu? Prečo sa v prvej, druhej a ďalších generáciách objavujú jedince, ktoré v dôsledku kríženia dávajú potomstvo s dominantnými a recesívnymi vlastnosťami?

Od roku 1854, po dobu ôsmich rokov, Mendel robil pokusy s krížením rastlín hrachu. Zistil, že v dôsledku kríženia rôznych odrôd hrachu medzi sebou majú hybridy prvej generácie rovnaký fenotyp a hybridy druhej generácie rozštiepenie znakov v určitých pomeroch. Na vysvetlenie tohto javu vytvoril Mendel sériu predpokladov, ktoré sa nazývajú „hypotéza čistoty gamét“ alebo „zákon čistoty gamét“.

Komunikácia medzi generáciami počas sexuálneho rozmnožovania sa uskutočňuje prostredníctvom zárodočných buniek (gamét). Je zrejmé, že gaméty nesú materiálne dedičné faktory - gény, ktoré určujú vývoj konkrétneho znaku.

Obráťme sa na diagram, na ktorom sú výsledky zapísané v symboloch:

Gén zodpovedný za dominantnú žltú farbu semien sa označí napríklad veľkým písmenom A ; gén zodpovedný za recesívnu zelenú farbu - malé písmeno A . Označme kombináciu gamét nesúcich gény A a a znakom násobenia: A X A=Ach Ako je možné vidieť, výsledná heterozygotná forma (F1) má oba gény, Aa. Hypotéza čistoty gamét tvrdí, že u hybridného (heterozygotného) jedinca sú zárodočné bunky čisté, teda majú jeden gén z daného páru. To znamená, že hybrid Aa bude mať rovnaký počet gamét s génom A a génom a. Aké kombinácie sú medzi nimi možné? Je zrejmé, že štyri kombinácie sú rovnako pravdepodobné:

♂ ♀	A	A
A	AA	Aha
A	aa	aa

Ako výsledok 4 kombinácií sa získajú kombinácie AA, 2Aa a aa. Prvé tri dajú jedincov s dominantným znakom, štvrtý - s recesívnym. Hypotéza čistoty gamét vysvetľuje príčinu štiepenia a pozorované číselné pomery. Zároveň sú jasné aj dôvody rozdielu vo vzťahu k ďalšiemu štiepeniu jedincov s dominantnými znakmi v ďalších generáciách hybridov. Jedinci s dominantnými vlastnosťami sú heterogénni vo svojej dedičnej povahe. Jedna z troch (AA) bude produkovať gaméty iba jednej odrody (A) a nebude sa štiepiť pri samoopelení alebo krížení s vlastným druhom. Ďalšie dve (Aa) dávajú gaméty 2 variet, štiepenie nastane u ich potomstva v rovnakých číselných pomeroch ako u hybridov druhej generácie Hypotéza čistoty gamét stanovuje, že zákon štiepenia je výsledkom náhodnej kombinácie gamét nesúcich rôzne gény (Aa). Či sa gaméta nesúca gén A spojí s inou gamétou nesúcou A alebo gén, za predpokladu, že životaschopnosť gamét je rovnaká a ich počet je rovnaký, je rovnako pravdepodobné.

Pri náhodnom charaktere spojenia gamét sa celkový výsledok ukazuje ako štatisticky pravidelný.

Zistilo sa teda, že rozdelenie znakov u potomkov hybridných rastlín je výsledkom toho, že majú dva gény, A a a, zodpovedné za vývoj jedného znaku, napríklad farby semien.

Mendel navrhol, že dedičné faktory pri tvorbe hybridov sa nemiešajú, ale zostávajú nezmenené. V tele F1 hybrida z krížených rodičov, ktorí sa odlišujú alternatívnymi znakmi, sú prítomné oba faktory - dominantný gén aj recesívny, ale recesívny gén je potlačený. Komunikácia medzi generáciami počas sexuálneho rozmnožovania sa uskutočňuje prostredníctvom zárodočných buniek - gamét. Preto treba predpokladať, že každá gaméta nesie len jeden faktor z páru. Potom počas oplodnenia fúzia dvoch gamét, z ktorých každá nesie recesívny gén, vedie k vytvoreniu organizmu s recesívnym znakom, ktorý sa prejavuje fenotypovo. Fúzia gamét nesúcich dominantný gén alebo dvoch gamét, z ktorých jedna obsahuje dominantný a druhá recesívny gén, povedie k vývoju organizmu s dominantným znakom.

V druhej generácii (F 2) sa teda recesívny znak jedného z rodičov (P) môže objaviť len vtedy, ak sú splnené dve podmienky: 1) ak dedičné faktory zostanú u hybridov nezmenené, 2) ak zárodočné bunky obsahujú len jeden dedičný faktor z alelického páru. Mendel vysvetlil štiepenie znakov u potomstva pri krížení heterozygotných jedincov tým, že gaméty sú geneticky čisté, t.j. nesú len jeden gén z alelického páru.

Frekvenčný zákon gamét možno formulovať takto: pri tvorbe zárodočných buniek sa do každej gaméty dostane len jeden gén z alelického páru.

Prečo a ako sa to deje? Je známe, že v každej bunke tela je presne rovnaká diploidná sada chromozómov. Dva homológne chromozómy obsahujú dva identické alelické gény. Pre tento alelický pár sa tvoria dva druhy gamét. Pri oplodnení sa gaméty nesúce rovnaké alebo rôzne alely náhodne stretnú. Vzhľadom na štatistickú pravdepodobnosť, pri dostatočne veľkom počte gamét v potomstve bude 25 % genotypov homozygotne dominantných, 50 % - heterozygotných, 25 % - homozygotných recesívnych, t.j. pomer je nastavený: 1AA:2Aa:1aa. Podľa fenotypu je potomstvo druhej generácie pri monohybridnom krížení rozdelené v pomere 3/4 jedincov s dominantným znakom,/4 jedincov s recesívnym znakom (3:1).

Cytologickým základom pre štiepenie znakov u potomstva počas monohybridného kríženia je teda divergencia homológnych chromozómov a tvorba haploidných zárodočných buniek v meióze.

Analýza kríža

Hybridologická metóda vyvinutá Mendelom na štúdium dedičnosti umožňuje určiť, či je organizmus homozygotný alebo heterozygotný, ak má dominantný fenotyp pre skúmaný gén (alebo gény). Na tento účel sa skríži jedinec s neznámym genotypom a organizmus homozygotný pre recesívnu alej (y) s recesívnym fenotypom.

Ak je dominantný jedinec homozygotný, potomstvo z takéhoto kríženia bude jednotné a nedôjde k rozdeleniu (AAhaa \u003d Aa). Ak je dominantný jedinec heterozygotný, k rozdeleniu dôjde v pomere 1: 1 podľa fenotypu (Aa x aa \u003d Aa, aa). Tento výsledok kríženia je priamym dôkazom formácie pri jeden z rodičov dvoch variet gamét, t.j. jeho heterozygotnosť.

Pri dihybridných kríženiach dochádza k rozdeleniu každého znaku nezávisle od druhého znaku. Dihybridné kríženie sú dva nezávisle prebiehajúce monohybridné kríženia, ktorých výsledky sa zdanlivo navzájom prekrývajú.

Keď sa skrížia dvaja homozygotní jedinci, ktorí sa od seba líšia dvoma alebo viacerými pármi alternatívnych znakov, gény a im zodpovedajúce znaky sa dedia nezávisle od seba a kombinujú sa vo všetkých možných kombináciách.

Analýza štiepenia je založená na Mendelových zákonoch av zložitejších prípadoch, keď sa jednotlivci líšia v troch, štyroch alebo viacerých pároch znakov.

Plán lekcie č. 18

TÉMA: Monohybridné a dihybridné kríženie. Mendelove zákony

1 Vzdelávacie:

Formovať poznatky o monohybridnom krížení, prvom Mendelovom zákone

Ukážte úlohu Mendelovho výskumu pri pochopení podstaty dedičnosti vlastností

Prezraďte znenie zákona o rozdelení, druhého Mendelovho zákona

Odhaliť podstatu hypotézy čistoty gamét

Formovať poznatky o dihybridnom krížení ako metóde štúdia dedičnosti

Použite príklad di- a polyhybridného kríženia na odhalenie prejavu tretieho Mendelovho zákona

2 Vyvíjanie:

Rozvíjajte pamäť, rozširujte obzory

Podporovať rozvoj zručnosti používania genetických symbolov pri riešení genetických problémov

Počas tried:

I organizačný moment

1 Oboznámte žiakov s témou a účelom hodiny

2 Študenti dostanú počas hodiny niekoľko úloh, ktoré musia splniť:

Poznať formuláciu Mendelových zákonov

Naučte sa vzorce dedenia vlastností, ktoré stanovil Mendel

Naučte sa podstatu hypotézy čistoty gamét

Naučte sa podstatu dihybridného kríženia

II hlavná časť

1 Kontrola domácej úlohy

Čo študuje genetika? Aké problémy rieši genetika?

Definujte dedičnosť a variabilitu.

Aké sú štádiá embryonálneho obdobia?

Vysvetlite pojmy: gén, dominantný a recesívny gén . Aký vývoj sa nazýva priamy?

Aké gény sa nazývajú alelické? Čo je viacnásobný alelizmus?

Čo je to genotyp, fenotyp?

Aká je zvláštnosť hybridologickej metódy?

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

2 Vysvetlenie nového materiálu

Monohybridný kríž; Mendelov prvý zákon

druhý Mendelov zákon; frekvenčný zákon gamét

Podstata dihybridného kríženia; Tretí Mendelov zákon

3 Upevnenie nového materiálu

a) Formulujte 1 Mendelov zákon.

b) Aký druh kríženia sa nazýva monohybrid?

C) Formulujte druhý Mendelov zákon

D) Aká je čistota gamét?

E) Aké pravidlá a vzorce sa prejavujú pri dihybridnom krížení?

E) Ako je formulovaný tretí Mendelov zákon?

III Zhrnutie lekcie

IV domáca úloha

1 Záznamy v poznámkovom bloku

2 Učebnica V.B. Zacharova, S.T. Mamontova „Biológia“ (s. 266-277)

3 Učebnica Yu.I. Polyanského "Všeobecná biológia" (str. 210-217)

Lekcia č. 18

Predmet: Monohybridné a dihybridné kríženia. Mendelove zákony.

1. Monohybridné kríženie. Pravidlo uniformity hybridov prvej generácie je prvým zákonom dedičnosti, ktorý stanovil G. Mendel.

2. Druhý Mendelov zákon – zákon štiepenia. Hypotéza čistoty gamét

3. Dihybridné a polyhybridné kríženie. Tretí Mendelov zákon je zákonom nezávislej kombinácie znakov.

MONOHYBRIDNÝ PRECHOD

Na ilustráciu prvého Mendelovho zákona si pripomeňme jeho pokusy na monohybridnom krížení hrachových rastlín. Kríženie dvoch organizmov je tzv hybridizácia, potomstvo z kríženia dvoch jedincov s rôznou dedičnosťou je tzv Hybrid, a samostatný jedinec hybridóm.

Monohybrid je kríženie dvoch organizmov, ktoré sa od seba líšia jedným párom alternatívnych (vzájomne sa vylučujúcich) znakov.

Napríklad pri krížení hrachu so žltými (dominantný znak) a zelenými semenami (recesívny znak), všetky hybridy budú mať žlté semená. Rovnaký obraz sa pozoruje pri krížení rastlín, ktoré majú hladký a zvrásnený tvar semien; všetci potomkovia prvej generácie budú mať hladký tvar semien. V dôsledku toho sa v hybride, prvej generácii, objavuje iba jeden z každého páru alternatívnych vlastností. Druhé znamenie, ako keby, zmizne, neobjaví sa. Prevaha črty jedného z rodičov u kríženca Mendel tzv dominancia. Všetky hybridy majú podľa fenotypu žlté semená a podľa genotypu sú heterozygotné (Aa). Celá generácia je teda jednotná.

Prvým Mendelovým zákonom je zákon dominancie.

Zákon uniformity prvej generácie hybridov, alebo Mendelov prvý zákon- nazývaný aj zákon dominancie, keďže všetci jedinci prvej generácie majú rovnaký prejav vlastnosti. Môže byť formulovaný nasledovne: pri krížení dvoch organizmov patriacich do rôznych čistých línií (dva homozygotné organizmy), líšiacich sa od ostatných jedným párom alternatívnych znakov, bude celá prvá generácia hybridov (F 1) jednotná a bude niesť znak jedného z rodičov.

Takýto vzor bude pozorovaný vo všetkých prípadoch, keď sa skrížia dva organizmy patriace do dvoch čistých línií, keď dôjde k fenoménu úplnej dominancie vlastnosti (t. j. jedna vlastnosť úplne potláča vývoj druhej).

Gregor Mendel - rakúsky botanik, ktorý študoval a opísal Mendelove zákony - tie stále zohrávajú dôležitú úlohu pri skúmaní vplyvu dedičnosti a prenosu dedičných vlastností.

Vedec pri svojich pokusoch skrížil rôzne druhy hrachu, ktoré sa líšia jedným alternatívnym znakom: odtieňom kvetov, hladko zvrásneným hráškom a výškou stonky. Okrem toho výraznou črtou Mendelových experimentov bolo používanie takzvaných „čistých línií“, t.j. potomstvo, ktoré je výsledkom samoopelenia materskej rastliny. Mendelove zákony, formulácia a stručný popis budú rozoberané nižšie.

Po mnoho rokov, keď rakúsky vedec študoval a starostlivo pripravoval experiment s hráškom: ochrana kvetov pred vonkajším opelením pomocou špeciálnych vrecúšok, dosiahol v tom čase neuveriteľné výsledky. Dôkladná a zdĺhavá analýza získaných údajov umožnila výskumníkovi odvodiť zákony dedičnosti, ktoré sa neskôr stali známymi ako Mendelove zákony.

Predtým, ako pristúpime k opisu zákonov, je potrebné uviesť niekoľko pojmov potrebných na pochopenie tohto textu:

dominantný gén- gén, ktorého vlastnosť sa prejavuje v tele. Označuje sa A, B. Pri krížení sa takáto vlastnosť považuje za podmienene silnejšiu, t.j. objaví sa vždy, ak má druhá rodičovská rastlina podmienečne menej slabé znaky. Dokazujú to Mendelove zákony.

recesívny gén - gén nie je exprimovaný vo fenotype, hoci je prítomný v genotype. Označuje sa veľkým písmenom a,b.

heterozygot - hybrid, v ktorého genotype (súbore génov) je dominantný aj nejaký znak. (Aa alebo Bb)

homozygot - Hybrid , vlastniaci výlučne dominantné alebo iba recesívne gény zodpovedné za určitú vlastnosť. (AA alebo bb)

Stručne formulované Mendelove zákony sa budeme zaoberať nižšie.

Mendelov prvý zákon, tiež známy ako zákon uniformity hybridov, možno formulovať takto: prvá generácia hybridov, ktorá vznikla krížením čistých línií otcovských a materských rastlín, nemá žiadne fenotypové (t. j. vonkajšie) rozdiely v skúmanom znaku. Inými slovami, všetky dcérske rastliny majú rovnaký odtieň kvetov, výšku stonky, hladkosť či drsnosť hrachu. Prejavený znak navyše fenotypovo presne zodpovedá pôvodnému znaku jedného z rodičov.

Druhý Mendelov zákon alebo zákon štiepenia hovorí: potomstvo z heterozygotných hybridov prvej generácie pri samoopelení alebo príbuzenskej plemenitbe má recesívne aj dominantné znaky. Okrem toho sa štiepenie uskutočňuje podľa nasledujúceho princípu: 75% - rastliny s dominantným znakom, zvyšných 25% - s recesívnym znakom. Jednoducho povedané, ak rodičovské rastliny mali červené kvety (dominantný znak) a žlté kvety (recesívny znak), potom 3/4 dcérskych rastlín budú mať červené kvety a zvyšok bude mať žlté kvety.

Po tretie A posledný Mendelov zákon, ktorý sa nazýva aj všeobecne, znamená nasledovné: pri krížení homozygotných rastlín s 2 alebo viacerými rôznymi znakmi (to je napríklad vysoká rastlina s červenými kvetmi (AABB) a nízka rastlina so žltými kvetmi (aabb), skúmané znaky (výška stonky a odtieň kvetu) sa dedia nezávisle, t.j. výsledkom kríženia môžu byť vysoké rastliny so žltými kvetmi (Aabb) alebo nízke rastliny s červenými kvetmi (aaBb).

Mendelove zákony, objavené v polovici 19. storočia, získali uznanie oveľa neskôr. Na ich základe bola postavená všetka moderná genetika a po nej - výber. Navyše, Mendelove zákony sú potvrdením veľkej rozmanitosti druhov, ktoré dnes existujú.

Mendelove zákony- to sú princípy prenosu dedičných vlastností z rodičov na potomkov, pomenovaných po svojom objaviteľovi. Vysvetlivky vedeckých pojmov - in.

Mendelove zákony platia len pre monogénne vlastnosti, teda vlastnosti, z ktorých každá je určená jedným génom. Tie vlastnosti, ktoré sú ovplyvnené dvoma alebo viacerými génmi, sa dedia podľa zložitejších pravidiel.

Zákon uniformity hybridov prvej generácie (prvý Mendelov zákon)(iný názov je zákon dominancie vlastností): pri krížení dvoch homozygotných organizmov, z ktorých jeden je homozygotný pre dominantnú alelu daného génu a druhý pre recesívnu alelu, všetky jedince prvej generácie hybridov (F1). ) budú identické z hľadiska znaku určeného týmto génom a identické s rodičom, ktorý nesie dominantnú alelu. Všetky jedince prvej generácie z takéhoto kríženia budú heterozygotné.

Predpokladajme, že sme skrížili čiernu a hnedú mačku. Čierna a hnedá farba je určená alelami rovnakého génu, čierna alela B dominuje hnedej alele b. Kríženie môže byť napísané ako BB (cat) x bb (cat). Všetky mačiatka z tohto kríženia budú čierne a budú mať genotyp Bb (obrázok 1).

Všimnite si, že recesívny znak (hnedá farba) v skutočnosti nikam neodišiel, je maskovaný dominantným znakom a ako teraz uvidíme, objaví sa v nasledujúcich generáciách.

Rozdeľovací zákon (druhý Mendelov zákon): pri vzájomnom krížení dvoch heterozygotných potomkov prvej generácie v druhej generácii (F2) bude počet potomkov identických v tomto znaku s dominantným rodičom 3-krát väčší ako počet potomkov identických s recesívnym rodičom. Inými slovami, fenotypové rozdelenie v druhej generácii bude 3:1 (3 fenotypovo dominantné: 1 fenotypicky recesívne). (rozdelenie je rozdelenie dominantných a recesívnych znakov medzi potomstvo v určitom číselnom pomere). Podľa genotypu bude rozdelenie 1:2:1 (1 homozygot pre dominantnú alelu: 2 heterozygoti: 1 homozygot pre recesívnu alelu).

K tomuto štiepeniu dochádza vďaka princípu, ktorý je tzv zákon o čistote gamét. Zákon čistoty gamét hovorí, že do každej gaméty (pohlavnej bunky - vajíčka alebo spermie) vstupuje len jedna alela z páru alel daného génu rodičovského jedinca. Pri splynutí gamét počas oplodnenia dochádza k ich náhodnému spojeniu, čo vedie k tomuto rozštiepeniu.

Ak sa vrátime k nášmu príkladu s mačkami, predpokladajme, že vaše čierne mačiatka vyrástli, nesledovali ste ich a dve z nich porodili potomkov - štyri mačiatka.

Mačka aj mačka sú heterozygoti pre farebný gén, majú genotyp Bb. Každý z nich podľa zákona o čistote gamét produkuje gaméty dvoch typov - B a b. Ich potomstvo bude mať 3 čierne mačiatka (BB a Bb) a 1 hnedé mačiatko (bb) (obr. 2). prípad).

Pre prehľadnosť sú výsledky kríženia na obrázku znázornené v tabuľke zodpovedajúcej takzvanej Punnettovej mriežke (diagram, ktorý vám umožňuje rýchlo a prehľadne namaľovať konkrétne kríženie, ktorý často používajú genetici).

Zákon o nezávislom dedičstve (tretí Mendelov zákon)- pri krížení dvoch homozygotných jedincov, ktorí sa od seba líšia dvoma (alebo viacerými) pármi alternatívnych znakov, sa gény a im zodpovedajúce znaky dedia nezávisle od seba a kombinujú sa vo všetkých možných kombináciách. kríženie). Zákon nezávislého štiepenia platí len pre gény umiestnené na nehomologických chromozómoch (pre nespojené gény).

Kľúčovým bodom je, že rôzne gény (pokiaľ nie sú na rovnakom chromozóme) sa dedia nezávisle od seba. Pokračujme v našom príklade zo života mačiek. Dĺžka srsti (gén L) a farba (gén B) sa dedia nezávisle od seba (umiestnené na rôznych chromozómoch). Krátke vlasy (alela L) dominujú nad dlhými vlasmi (l) a čierna farba (B) dominuje nad hnedou b. Predpokladajme, že chováme krátkosrstú čiernu mačku (BB LL) s dlhosrstou hnedou mačkou (bb ll).

V prvej generácii (F1) budú všetky mačiatka čierne a krátkosrsté a ich genotyp bude Bb Ll. Hnedá farba a dlhosrstosť však nezmizli – alely, ktoré ich ovládajú, sa jednoducho „skryli“ v genotype heterozygotných zvierat! Skrížením mačky a mačky z týchto potomkov, v druhej generácii (F2) budeme pozorovať rozdelenie 9:3:3:1 (9 krátkosrstých čiernych, 3 dlhosrsté čierne, 3 krátkosrsté hnedé a 1 dlhosrstá hnedá). Prečo sa to deje a aké genotypy títo potomkovia majú, je uvedené v tabuľke.

Na záver ešte raz pripomíname, že štiepenie podľa Mendelových zákonov je štatistický jav a pozorujeme ho len v prítomnosti dostatočne veľkého počtu zvierat a v prípade, keď alely študovaných génov neovplyvňujú životaschopnosť potomstva. . Ak tieto podmienky nie sú splnené, budú u potomstva pozorované odchýlky od mendelovských pomerov.

Gregor Mendel v 19. storočí pri výskume hrachu identifikoval tri hlavné vzorce dedenia vlastností, ktoré sa nazývajú tri Mendelove zákony. Prvé dva zákony sa týkajú monohybridného kríženia (keď sa berú rodičovské formy, ktoré sa líšia iba jedným znakom), tretí zákon sa ukázal pri dihybridnom krížení (rodičovské formy sa skúmajú podľa dvoch rôznych znakov).

Mendelov prvý zákon. Zákon uniformity hybridov prvej generácie

Mendel vzal na kríženie rastliny hrachu, ktoré sa líšili jedným znakom (napríklad farbou semien). Niektoré mali žlté semená, iné zelené. Po krížovom opelení sa získajú hybridy prvej generácie (F 1). Všetky mali žlté semená, to znamená, že boli jednotné. Fenotypový znak, ktorý určuje zelenú farbu semien, zmizol.

Druhý Mendelov zákon. rozdeľovací zákon

Mendel zasadil hybridy prvej generácie hrachu (všetky boli žlté) a umožnil im samoopelenie. V dôsledku toho sa získali semená, ktoré sú hybridmi druhej generácie (F 2). Medzi nimi sa už stretli nielen žlté, ale aj zelené semená, to znamená, že došlo k štiepeniu. Pomer žltých a zelených semien bol 3:1.

Výskyt zelených semien v druhej generácii dokázal, že táto vlastnosť nezmizla ani sa nerozpustila u hybridov prvej generácie, ale existovala v diskrétnom stave, ale bola jednoducho potlačená. Do vedy sa zaviedli pojmy dominantnej a recesívnej alely génu (Mendel ich nazval inak). Dominantná alela prevažuje nad recesívnou alelou.

Čistá línia žltého hrachu má dve dominantné alely, AA. Čistá línia zeleného hrášku má dve recesívne alely - aa. Pri meióze vstupuje do každej gaméty iba jedna alela. Hrach so žltými semenami teda produkuje iba gaméty obsahujúce alelu A. Hrášok so zelenými semenami produkuje gaméty obsahujúce alelu a. Pri krížení vytvárajú hybridy Aa (prvá generácia). Keďže dominantná alela v tomto prípade úplne potláča recesívnu, žltá farba semien bola pozorovaná u všetkých hybridov prvej generácie.

Hybridy prvej generácie už produkujú gaméty A a a. Počas samoopelenia, náhodne sa navzájom kombinujú, vytvárajú genotypy AA, Aa, aa. Okrem toho sa heterozygotný genotyp Aa bude vyskytovať dvakrát častejšie (od Aa a aA) ako každý homozygotný (AA a aa). Takto dostaneme 1AA: 2Aa: 1aa. Keďže Aa produkuje žlté semená ako AA, ukázalo sa, že na 3 žlté pripadá 1 zelená.

Tretí Mendelov zákon. Zákon nezávislého dedenia rôznych vlastností

Mendel uskutočnil dihybridné kríženie, to znamená, že na kríženie vzal rastliny hrachu, ktoré sa líšia dvoma spôsobmi (napríklad farbou a zvrásnením semien). Jedna čistá línia hrachu mala žlté a hladké semená, zatiaľ čo druhá línia mala zelené a zvráskavené. Všetky ich hybridy prvej generácie mali žlté a hladké semená.

V druhej generácii došlo podľa očakávania k štiepeniu (časť semien mala zelenú farbu a zvrásnenie). Rastliny však neboli pozorované len so žltými hladkými a zeleno vrásčitými semenami, ale aj so žltými zvrásnenými a zelenými hladkými. Inými slovami, došlo k rekombinácii znakov, čo naznačuje, že k dedičnosti farby a tvaru semien dochádza nezávisle od seba.

V skutočnosti, ak sú gény pre farbu semien umiestnené v jednom páre homológnych chromozómov a gény, ktoré určujú tvar, sú v druhom, potom sa počas meiózy môžu kombinovať nezávisle od seba. Výsledkom je, že gaméty môžu obsahovať alely pre žltú a hladkú (AB) a žltú a vrásčitú (Ab), ako aj zelenú hladkú (aB) a zelenú vrásku (ab). Pri vzájomnej kombinácii gamét sa s rôznou pravdepodobnosťou vytvorí deväť typov hybridov druhej generácie: AABB, AABb, AaBB, AaBb, AAbb, Aabb, aaBB, aaBb, aabb. V tomto prípade bude podľa fenotypu pozorované rozdelenie na štyri typy v pomere 9 (žltá hladká) : 3 (žltá vráskavá) : 3 (zelená hladká) : 1 (zelená vráskavá). Pre prehľadnosť a podrobnú analýzu je vytvorená mriežka Punnett.

Mendel vo svojich pokusoch kríženia použil hybridologickú metódu. Pomocou tejto metódy študoval dedičnosť pre jednotlivé znaky, a nie pre celý komplex, vykonal presný kvantitatívny výpočet dedičnosti každého znaku v niekoľkých generáciách, študoval povahu potomkov každého hybridu oddelene. . Prvým Mendelovým zákonom je zákon uniformity hybridov prvej generácie. Pri krížení homozygotných jedincov, ktorí sa líšia v jednom paralternatívnom (vzájomne sa vylučujúcom) znaku, sú všetci potomkovia v prvej generácii jednotní vo fenotype aj genotype. Mendel uskutočnil monohybridné kríženie čistých línií hrachu, ktoré sa líšia v jednom páre alternatívnych znakov, napríklad vo farbe hrášku (žltá a zelená). Ako materská rastlina sa použil hrášok so žltými semenami (dominantný znak) a ako otcovská rastlina hrach so zelenými semenami (recesívny znak). V dôsledku meiózy každá rastlina produkovala jednu odrodu gamét. Počas meiózy jeden chromozóm s jedným z alelických génov (A alebo a) odišiel z každého homológneho páru chromozómov do gamét. V dôsledku oplodnenia sa obnovilo párovanie homológnych chromozómov a vytvorili sa hybridy. Všetky rastliny mali iba žlté semená (podľa fenotypu) a boli heterozygotné podľa genotypu. Hybrid 1. generácie Aa mal jeden gén - A od jedného rodiča a druhý gén - a od druhého rodiča a vykazoval dominantnú vlastnosť, skrývajúcu recesívnu. Podľa genotypu sú všetky hrachy heterozygotné. Prvá generácia je uniformná a vykazovala znak jedného z rodičov. Na zaznamenávanie krížení sa používa špeciálna tabuľka navrhnutá anglickým genetikom Punnettom a nazývaná Punnettova mriežka. Gaméty otcovského jedinca sú napísané horizontálne a materské gaméty vertikálne. V miestach priesečníkov - pravdepodobné genotypy potomkov. V tabuľke počet buniek závisí od počtu typov gamét tvorených skríženými jedincami. Ďalej Mendel skrížil krížence medzi sebou . Druhý Mendelov zákon- zákon štiepenia krížencov. Pri vzájomnom krížení hybridov 1. generácie sa v druhej generácii objavujú jedince s dominantnými aj recesívnymi znakmi a dochádza k štiepeniu podľa genotypu v pomere 3:1 a 1:2:1 podľa genotypu. V dôsledku vzájomného kríženia hybridov boli získané jedince, s dominantnými znakmi aj s recesívnymi. Takéto štiepenie je možné s úplnou dominanciou.

HYPOTÉZA „ČISTÝCH“ GAMETÍ

Zákon štiepenia možno vysvetliť hypotézou „čistoty“ gamét. Fenomén nemiešania alel, alternatívne znaky v gamétach heterozygotného organizmu (hybrid), nazval Mendel hypotézou „čistoty“ gamét. Za každý znak sú zodpovedné dva alelické gény. Keď sa vytvoria hybridy (heterozygotné jedince), alelické gény sa nezmiešajú, ale zostanú nezmenené. Hybridy - Aa - v dôsledku meiózy tvoria dva typy gamét. Každá gaméta obsahuje jeden z páru homológnych chromozómov s dominantným alelickým génom A alebo s recesívnym alelickým génom a. Gamety sú čisté z iného alelického génu. Počas oplodnenia sa samčie a samičie gaméty nesúce dominantné a recesívne alely voľne spájajú. V tomto prípade sa obnoví homológia chromozómov a alelizmus génov. V dôsledku interakcie génov a oplodnenia sa objavil recesívny znak (zelená farba hrachu), ktorého gén neprejavil svoj účinok v hybridnom organizme. Znaky, ktorých dedičnosť sa vyskytuje podľa vzorov stanovených Mendelom, sa nazývajú mendelovské. Jednoduché mendelovské znaky sú diskrétne a riadené monogénne – t.j. jeden genóm. U ľudí sa podľa Mendelových zákonov dedí veľké množstvo znakov, medzi dominantné znaky patria hnedé oči, bradydaktýlia (krátke prsty), polydaktýlia (viacprsté, 6-7 prstov), ​​krátkozrakosť a schopnosť syntetizovať melanín. Krvná skupina a Rh faktor sa podľa Mendelových zákonov dedia podľa dominantného typu. Recesívne črty zahŕňajú modré oči, normálnu štruktúru ruky, 5 prstov na ruke, normálne videnie, albinizmus (neschopnosť syntetizovať melanín)