34. Закон единообразия первого поколения, его сущность математическое выражение.
Первый закон Менделя (закон единообразия гибридов первого поколения).
Формулировка: При скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся по одной паре альтернативных признаков, все потомки одинаковы по фенотипу и генотипу.
А – желтый. P: АА x аа
а – зелёный. G: А а
35. Закон расщепления признаков, его сущность и математическое выражение. Гипотеза чистоты гамет. Их цитологические основы.
Второй закон Менделя (закон расщепления).
Формулировка: При скрещивании двух гетерозиготных особей, то есть гибридов ,в потомстве наблюдается расщепление по генотипу 1:2:1, а по фенотипу 3:1.
А – желтый. F1: АаxАа
а – зелёный. G: А,а А,а
Из второго закона Менделя вытекает гипотеза чистоты гамет. Автор: Бэтсон (1902).
Формулировка гипотезы– гены в гаметах у гибридных особей находятся в единственном числе, то есть из пары аллельных генов, гамета содержит только один аллельный ген. Доказательством гипотезы является мейоз. В анафазе-1 мейоза к полюсам клетки расходятся целые гомологичные хромосомы => из двух аллельных генов в гамете будет присутствовать только один аллельный ген. Либо А, либо а.
36. Закон независимого расщепления признаков, его сущность и математическое выражение.Статистический характер законов г.Менделя.
Третий закон Менделя (закон независимого расщепления признаков)-скрещивание при котором родительские особи и их потомки характеризуются по двум парам признаков.
Формулировка: При скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся двумя и более парами альтернативных признаков во втором поколении наблюдается независимое наследование и комбинирование признаков, если гены определяемые их расположены в различных парах хромосом.
A – желтый. P: AABB x aabb
a – зелёный. G: AB ab
B – гладкий. F1: AaBa — дигетрозигота
b – морщинистый. P1: AaBb x AaBb
Соотношение по каждой паре признаков 3:1. Расщепление 9:3:3:1.
37. Хромосомная теория наследственности, ее основные положения. Карты хромосом, принципы их построения. История создания хромосомной теории.
Хромосомная теория наследственности, теория, согласно которой хромосомы, заключённые в ядре клетки, являются носителями генов и представляют собой материальную основу наследственности
Карта хромосомы – схем линейного расположения генов в хромосоме.
— Генетическая карта – карта, составленная математически (по формуле Моргана).
— Цитологическая – положение генов в хромосоме определено под микроскопом.
Принцип построения – они строятся с учётом морганид (процентом кроссинговера) и показывают порядок генов. Дают приблизительное отображение расстояний между генами в хромосоме
38.Доказательства роли хромосом в передаче наследственной информации.
Американские учёные генетики Сэтон и Вилсон наблюдали митоз и мейоз и заметили, что при делении клетки, органеллы ядра перегруппировываются. Волдер ввёл понятие хромосом.
1908 Морган и его коллеги исследовали передачу наследственной информации на клеточном уровне (поведение хромосом на клеточном уровне), и сделали ряд открытий.
— Хромосомное определение пола.
— Наследование, сцепленное с полом.
— Открытие групп сцепления.
— Явление не расхождения хромосом.
Основные положения хромосомной теории.
— Материальными носителями наследственной информации являются хромосомы, в них гены.
— Гены в хромосоме занимают определённое место – локус и расположении линейно.
— Гены одной хромосомы составляют группу сцепления.
— Процент кроссинговера прямо пропорционален расстоянию между генами.
— За единицу расстояния между генами принята одна морганида.
studfiles.net
Г. Мендель. Закон расщепления и его цитологические основы
Материал из Vladimir
Грегор Мендель проводил опыты с горохом — самоопыляющимся растением. Он искусственно опылял растения, скрещивая сорта, отличающиеся по росту. Родительские растения имели альтернативные фенотипы: одно было высоким, а другое — низким. Независимо от того, к какому сорту принадлежали родительские растения, всё их потомство, то есть гибридные растения, оказалось одного роста — высокого.
Получив одинаково высокие гибриды в первом поколении, Мендель на следующий год скрестил эти гибриды между собой и получил второе гибридное поколение. Если бы доминантный аллель (высокий стебель) вытеснял рецессивный, то все гибриды следующих поколений были бы доминантны. Но во втором поколении вновь появились растения с низким стеблем, т.е. с рецессивным признаком, значит, рецессивные гены сохранились в гибридах первого поколения в скрытом виде. Ген роста на Рис. 3 обозначен буквами T — для высокого и t — для низкого роста. При самоопылении высоких гибридов первого поколения получились растения, четверть из которых имела низкий рост, а три четверти — высокий. То же самое наблюдалось и при скрещивании растений с другими парами аллельных генов.
Явление, при котором скрещивание гетерозиготных особей приводит к образованию потомства, часть которого несёт доминантный признак, а часть — рецессивный, называется расщеплением. Следовательно, расщепление — это распределение доминантных и рецессивных признаков среди потомства в определённом числовом соотношении. Рецессивный признак у гибридов первого поколения F1 не исчезает, а только подавляется и проявляется во втором гибридном поколении F2.
На основании этих опытов Мендель сформулировал второй закон — закон расщепления.
Закон расщепления. В потомстве от скрещивания гибридов первого поколения наблюдается расщепление: четверть особей имеют рецессивный признак, а три четверти — доминантный.
Этот закон многократно проверялся при скрещивании различных видов животных и растений, и всегда наблюдается расщепление в определённом числовом соотношении: по фенотипу 1:3 (25% рецессивных и 75% доминантных), по генотипу 1:2:1 (25% гомозиготных доминантных ТТ, 50% гетерозиготных Тt, 25% гомозиготных рецессивных tt).
Чтобы объяснить результаты распределения признаков у гибридов, Г. Мендель предположил, что каждый наследственный признак, проявившийся у потомства, зависит от наличия в его соматических клетках двух наследственных факторов, полученных от отца и матери. К настоящему времени установлено, что наследственные факторы соответствуют генам хромосом. Цитологические основы выполнения закона расщепления заключаются в том, что в процессе мейоза во время гаметогенеза гомологичные хромосомы, несущие гены исследуемого признака, расходятся в разные половые клетки, унося с собой либо отцовский аллель, либо материнский.
Рис. 4. Цитологические основы принципа чистоты гамет Образование гамет у родительских организмов обеспечивается процессом мейоза. В исходной диплоидной материнской клетке (2n) в первом делении мейоза в дочерние клетки расходятся пары гомологичных хромосом, а во втором — хроматиды. В результате мейоза образуются гаплоидные клетки, несущие по одной копии гена каждой хромосомы.
В конце мейоза образуются четыре клетки, две из которых несут отцовскую копию хромосомы, а две — материнскую. Значит, каждая гамета несёт только одну копию данного гена, то есть может содержать лишь один аллель данного гена. Это положение получило название принципа чистоты гамет. Таким образом, цитологической основой закона расщепления является мейоз, гаплоидность и принцип чистоты гамет, а также случайное объединение наследственного материала в зиготе при оплодотворении.
www.wiki.vladimir.i-edu.ru
Законы Г. Менделя и их цитологические основы
Законы Г. Менделя описывают характер наследования отдельных признаков на протяжении нескольких поколений.
Первый закон Менделя, или Правило единообразия
Закон выведен на основе статистических данных, полученных Г. Менделем при скрещивании разных сортов гороха, имевших четкие альтернативные различия по следующим признакам:
- форма семени (круглая/некруглая);
- окраска семени (желтая/зеленая)
- кожура семени (гладкая/морщинистая) и т.д.
При скрещивании растений с гладкими и морщинистыми семенами все гибриды первого поколения оказались гладкими. Этот признак был назван доминантным.
При скрещивании гомозиготных особей, отличающихся одной или несколькими парами альтернативных признаков, все гибриды первого поколения окажутся по этим признакам единообразными и похожими на родителя с доминантным признаком.
В случае неполного доминирования во втором поколении только 25% особей фенотипически похожи на родителя с доминантным признаком. Гетерозиготы будут от них фенотипически отличаться. Например, от красноцветковых и бело-цветковых растений львиного зева в потомстве 25% особей красные, 25% — белые, а 50% — розовые. Анализирующее скрещивание используют для выявления гетерозиготности особи по определенному аллелю. Для этого особь с доминантным признаком (АА? или Аа?) скрещивают с гомозиготной по рецессивному аллелю особью. В случае гетерозиготности особи с доминантным признаком расщепление в потомстве будет 1:1:
Второй закон Менделя, или Закон расщепления
При скрещивании гетерозиготных гибридов первого поколения между собой во втором поколении обнаруживается расщепление по данному признаку. Это расщепление носит закономерный статистический характер: 3:1 по фенотипу и 1:2:1 по генотипу.
Рис. 19. Цитологические основы мипогибридного расщепления
Появляются семена как с гладкой, так и с морщинистой кожурой.
Третий закон Менделя, или Закон независимого наследования при дигибридном (полигибридном) скрещивании
Данный закон выведен на основе анализа результатов, полученных при скрещивании особей, отличающихся по парам альтернативных признаков. Например, растение, дающее желтые гладкие семена, скрещивают с растением, дающим зеленые морщинистые семена.
kaz-ekzams.ru
Тема 2. Законы Менделя
Чешский исследователь Грегор Мендель (1822–1884) считается основателем генетики, так как он первым, еще до того как оформилась эта наука, сформулировал основные законы наследования. Многие ученые до Менделя, в том числе выдающийся немецкий гибридизатор XVIII в. И. Кельрейтер, отмечали, что при скрещивании растений, принадлежащих к различным разновидностям, в гибридном потомстве наблюдается большая изменчивость. Однако объяснить сложное расщепление и, тем более, свести его к точным формулам никто не сумел из-за отсутствия научного метода гибридологического анализа.
Именно благодаря разработке гибридологического метода Менделю удалось избежать трудностей, запутавших более ранних исследователей. О результатах своей работы Г. Мендель доложил в 1865 г. на заседании Общества естествоиспытателей в г. Брюнна. Сама работа под названием “Опыты над растительными гибридами” была позже напечатана в “Трудах” этого общества, но не получила надлежащей оценки современников и оставалась забытой в течение 35 лет.
Будучи монахом, свои классические опыты по скрещиванию различных сортов гороха Г. Мендель проводил в монастырском саду в г. Брюнна. Он отобрал 22 сорта гороха, которые имели четкие альтернативные различия по семи признакам: семена желтые и зеленые, гладкие и морщинистые, цветки красные и белые, растения высокие и низкие и т.д. Важным условием гибридологического метода было обязательное использование в качестве родителей чистых, т.е. не расщепляющихся по изучаемым признакам форм.
Большую роль в успехе исследований Менделя сыграл удачный выбор объекта. Горох посевной — самоопылитель. Для получения гибридов первого поколения Мендель кастрировал цветки материнского растения (удалял пыльники) и производил искусственное опыление пестиков пыльцой мужского родителя. При получении гибридов второго поколения эта процедура уже была не нужна: он просто оставлял гибриды F1 самоопыляться, что делало эксперимент менее трудоемким. Растения гороха размножались исключительно половым способом, так что ни какие отклонения не могли исказить результаты опыта. И, наконец, у гороха Мендель обнаружил достаточное для анализа количество пар ярко контрастирующих (альтернативных) и легко различимых пар признаков.
Мендель начал анализ с самого простого типа скрещивания — моногибридного, при котором у родительских особей имеются различия по одной паре признаков. Первой закономерностью наследования, обнаруженной Менделем, было то, что все гибриды первого поколения имели одинаковый фенотип и наследовали признак одного из родителей. Этот признак Мендель назвал доминантным. Альтернативный ему признак другого родителя, не проявившийся у гибридов, был назван рецессивным. Открытая закономерность получила названия I закона Менделя, или закона единообразия гибридов I-го поколения. В ходе анализа второго поколения была установлена вторая закономерность: расщепление гибридов на два фенотипических класса (с доминантным признаком и с рецессивным признаком) в определенных числовых отношениях. Путем подсчета количества особей в каждом фенотипическом классе Мендель установил, что расщепление в моногибридном скрещивании соответствует формуле 3 : 1 (на три растения с доминантным признаком, одно — с рецессивным). Эта закономерность получила название II закона Менделя, или закона расщепления. Открытые закономерности проявлялись при анализе всех семи пар признаков, на основании чего автор пришел к выводу об их универсальности. При самоопылении гибридов F2 Мендель получил следующие результаты. Растения с белыми цветами давали потомство только с белыми цветками. Растения с красными цветками вели себя по-разному. Лишь третья часть их давала единообразное потомство с красными цветами. Потомство остальных расщеплялось в отношении красной и белой окраски в соотношении 3 : 1.
Ниже приведена схема наследования окраски цветков гороха, иллюстрирующая I и II законы Менделя.
Схема наследования красной и белой окраски цветков у гороха
При попытке объяснить цитологические основы открытых закономерностей Мендель сформулировал представление о дискретных наследственных задатках, содержащихся в гаметах и определяющих развитие парных альтернативных признаков. Каждая гамета несет по одному наследственному задатку, т.е. является “чистой”. После оплодотворения зигота получает два наследственных задатка (один — от матери, другой — от отца), которые не смешиваются и в дальнейшем при образовании гибридом гамет также попадают в разные гаметы. Эта гипотеза Менделя получила название правила “чистоты гамет”. От комбинации наследственных задатков в зиготе зависит то, каким признаком будет обладать гибрид. Задаток, определяющий развитие доминантного признака, Мендель обозначал заглавной буквой (А), а рецессивный — прописной (а). Сочетание АА и Аа в зиготе определяет развитие у гибрида доминантного признака. Рецессивный признак проявляется только при комбинации аа.
В 1902 г. В. Бетсон предложил обозначить явление парности признаков термином “аллеломорфизм”, а сами признаки, соответственно, “аллеломорфными”. По его же предложению, организмы, содержащие одинаковые наследственные задатки, стали называть гомозиготными, а содержащие разные задатки — гетерозиготными. Позже, термин “аллеломорфизм” был заменен более кратким термином “аллелизм” (Иогансен, 1926), а наследственные задатки (гены), отвечающие за развитие альтернативных признаков были названы “аллельными”.
Гибридологический анализ предусматривает реципрокное скрещивание родительских форм, т.е. использования одной и той же особи сначала в качестве материнского родителя (прямое скрещивание), а затем в качестве отцовского (обратное скрещивание). Если в обоих скрещиваниях получаются одинаковые результаты, соответствующие законам Менделя, то это говорит о том, что анализируемый признак определяется аутосомным геном. В противном случае имеет место сцепление признака с полом, обусловленное локализацией гена в половой хромосоме.
Схема реципрокного моногибридного скрещивания
Среди гибридов второго поколения с желтой окраской семян есть как доминантные гомозиготы, так и гетерозиготы. Для определения конкретного генотипа гибрида Мендель предложил проводить скрещивание гибрида с гомозиготной рецессивной формой. Оно получило название анализирующего. При скрещивании гетерозиготы (Аа) с линией анализатором (аа) наблюдается расщепление и по генотипу, и по фенотипу в соотношении 1 : 1.
Схема анализирующего скрещивания
Если гомозиготной рецессивной формой является один из родителей, то анализирующее скрещивание одновременно становится беккроссом — возвратным скрещиванием гибрида с родительской формой. Потомство от такого скрещивания обозначают Fb.
Закономерности, обнаруженные Менделем при анализе моногибридного скрещивания, проявлялись также и в дигибридном скрещивании, в котором родители различались по двум парам альтернативных признаков (например, желтая и зеленая окраска семян, гладкая и морщинистая форма). Однако количество фенотипических классов в F2 возрастало вдвое, а формула расщепления по фенотипу была 9 : 3 : 3 : 1 (на 9 особей с двумя доминантными признаками, по три особи — с одним доминантным и одним рецессивным признаком и одна особь с двумя рецессивными признаками).
Для облегчения анализа расщепления в F2 английский генетик Р. Пеннет предложил его графическое изображение в виде решетки, которую стали называть по его имени (решеткой Пеннета). Слева по вертикали в ней располагаются женские гаметы гибрида F1, справа — мужские. Во внутренние квадраты решетки вписываются сочетания генов, возникающие при их слиянии, и соответствующий каждому генотипу фенотип. Если гаметы располагать в решетке в той последовательности, какая представлена на схеме, то в решетке можно заметить порядок в расположении генотипов: по одной диагонали располагаются все гомозиготы, по другой — гетерозиготы по двум генам (дигетерозиготы). Все остальные клетки заняты моногетерозиготами (гетерозиготами по одному гену).
Расщепление в F2 можно представить, используя фенотипические радикалы, т.е. указывая не весь генотип, а только гены, которые определяют фенотип. Эта запись выглядит следующим образом:
Черточки в радикалах означают, что вторые аллельные гены могут быть как доминантными, так и рецессивными, фенотип при этом будет одинаковым.
Схема дигибридного скрещивания
(решетка Пеннета)
licey.net
Менделя законы
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 (чистые линии), каждый из которых при самоопылении устойчиво воспроизводил в поколениях одни и те же признаки. 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, отличающихся по двум и более 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 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 только один аллельный ген. Но этот закон был сформулирован не Менделем.
Непонятый современниками, Мендель обнаружил дискретную («корпускулярную») природу наследственности и показал ошибочность представлений о «слитной» наследственности. После переоткрытия забытых законов основанное на экспериментах учение Менделя получило название менделизм. Его справедливость была подтверждена хромосомной теорией наследственности.
sbio.info