Mendlov prvi zakon genetskega zapisa. Zakoni Gregorja Mendla. Ko ne velja zakon neodvisnega dedovanja lastnosti
Gregor Mendel je avstrijski botanik, ki je preučeval in opisal Mendelove zakone – ki še danes igrajo pomembno vlogo pri preučevanju vpliva dednosti in prenosa dednih lastnosti.
V svojih poskusih je znanstvenik križal različne vrste graha, ki so se razlikovale po eni alternativni lastnosti: barva cvetov, gladko naguban grah, višina stebla. Poleg tega je bila značilnost Mendelovih poskusov uporaba tako imenovanih "čistih linij", tj. potomci, ki so posledica samooprašitve matične rastline. Spodaj bodo obravnavani Mendelovi zakoni, formulacija in kratek opis.
Avstrijski znanstvenik je dolga leta preučeval in skrbno pripravljal poskus z grahom: s posebnimi vrečkami za zaščito cvetov pred zunanjim opraševanjem je dosegel za tiste čase neverjetne rezultate. Temeljita in dolgotrajna analiza pridobljenih podatkov je raziskovalcu omogočila izpeljavo zakonov dednosti, ki so jih pozneje poimenovali "Mendlovi zakoni".
Preden začnemo opisovati zakone, bi morali predstaviti nekaj konceptov, potrebnih za razumevanje tega besedila:
Dominantni gen- gen, katerega lastnost se kaže v telesu. Označeno z A, B. Pri križanju se takšna lastnost šteje za pogojno močnejšo, tj. vedno se pojavi, če ima druga matična rastlina pogojno šibkejše lastnosti. To dokazujejo Mendlovi zakoni.
Recesivni gen - gen ni izražen v fenotipu, čeprav je prisoten v genotipu. Označeno z veliko začetnico a,b.
heterozigot - hibrid, katerega genotip (nabor genov) vsebuje tako dominantno kot določeno lastnost. (Aa ali Bb)
homozigot - hibrid , ki imajo izključno dominantne ali le recesivne gene, odgovorne za določeno lastnost. (AA ali bb)
Mendelovi zakoni, na kratko formulirani, bodo obravnavani spodaj.
Mendlov prvi zakon, znan tudi kot zakon hibridne enotnosti, lahko formuliramo na naslednji način: prva generacija hibridov, ki izhaja iz križanja čistih linij očetovskih in materinskih rastlin, nima fenotipskih (tj. zunanjih) razlik v lastnostih, ki se preučujejo. Z drugimi besedami, vse hčerinske rastline imajo enako barvo cvetov, višino stebla, gladkost ali hrapavost graha. Poleg tega se manifestirana lastnost fenotipsko popolnoma ujema z izvirno lastnostjo enega od staršev.
Mendelov drugi zakon ali zakon segregacije pravi: potomci heterozigotnih hibridov prve generacije med samooprašitvijo ali parjenjem v sorodstvu imajo tako recesivne kot dominantne lastnosti. Poleg tega se delitev zgodi po naslednjem principu: 75% je rastlin s prevladujočo lastnostjo, preostalih 25% pa z recesivno lastnostjo. Preprosto povedano, če so imele matične rastline rdeče cvetove (prevladujoča lastnost) in rumene cvetove (recesivna lastnost), bodo imele hčerinske rastline 3/4 rdečih cvetov, ostale pa rumene.
Tretjič In zadnja Mendelov zakon, ki se imenuje tudi splošno, pomeni naslednje: pri križanju homozigotnih rastlin, ki imajo 2 ali več različnih lastnosti (to je npr. visoka rastlina z rdečimi cvetovi (AABB) in nizka rastlina z rumenimi cvetovi (aabb), preučevane lastnosti (višina stebla in barva cvetov) se dedujejo neodvisno. Z drugimi besedami, rezultat križanja so lahko visoke rastline z rumenimi cvetovi (Aabb) ali nizke z rdečimi cvetovi (aaBb).
Mendlovi zakoni, odkriti sredi 19. stoletja, so postali priznani mnogo kasneje. Na njihovi podlagi je bila zgrajena vsa sodobna genetika in po njej selekcija. Poleg tega Mendelovi zakoni potrjujejo veliko raznolikost vrst, ki obstajajo danes.
MENDELOVI ZAKONI MENDELOVI ZAKONI
vzorce porazdelitve dedovanja in značilnosti pri potomcih, ki jih je ugotovil G. Mendel. Osnova za oblikovanje M. z. služili so dolgoletni (1856-63) poskusi križanja več. sorte graha. Sodobniki G. Mendela niso mogli ceniti pomembnosti zaključkov, ki jih je naredil (njegovo delo je bilo objavljeno leta 1865 in objavljeno leta 1866), in šele leta 1900 so te vzorce ponovno odkrili in pravilno ocenili neodvisno drug od drugega K. Correns, E. .Čermak in X. De Vries. Identifikacija teh vzorcev je bila olajšana z uporabo strogih metod za izbiro izvornega materiala, posebnih. sheme križanj in zapisovanje rezultatov poskusov. Priznanje pravičnosti in pomena M. z. na začetku. 20. stoletje povezana z določenimi uspehi citologije in oblikovanje jedrske hipoteze o dednosti. Mehanizmi, na katerih temelji M. z, so bili pojasnjeni s študijem tvorbe zarodnih celic, zlasti obnašanja kromosomov v mejozi, in dokazom kromosomske teorije dednosti.
Zakon o enotnosti Hibridi prve generacije ali prvi Mendelov zakon pravi, da imajo potomci prve generacije iz križanja stabilnih oblik, ki se razlikujejo po eni lastnosti, enak fenotip za to lastnost. Poleg tega imajo lahko vsi hibridi fenotip enega od staršev (popolna prevlada), kot je bilo v Mendelovih poskusih, ali, kot je bilo ugotovljeno kasneje, vmesni fenotip (nepopolna prevlada). Kasneje se je izkazalo, da lahko hibridi prve generacije kažejo lastnosti obeh staršev (kodominanca). Ta zakon temelji na dejstvu, da so pri križanju dveh oblik, homozigotnih za različne alele (AA in aa), vsi njihovi potomci enaki v genotipu (heterozigoti - Aa) in s tem v fenotipu.
Zakon cepitve, oziroma drugi Mendelov zakon pravi, da pri medsebojnem križanju hibridov prve generacije med hibridi druge generacije na določen način. odnosih se osebki pojavljajo s fenotipi prvotnih starševskih oblik in hibridov prve generacije. Tako je v primeru popolne dominance identificiranih 75 % osebkov z dominantno in 25 % z recesivno lastnostjo, to je dva fenotipa v razmerju 3:1 (slika 1). Pri nepopolni dominaciji in kodominanci ima 50 % hibridov druge generacije fenotip hibridov prve generacije in 25 % fenotip prvotnih starševskih oblik, tj. opazimo delitev 1:2:1. Drugi zakon temelji na pravilnem obnašanju para homolognih kromosomov (z aleloma A in a), ki zagotavlja nastanek dveh vrst gamet pri hibridih prve generacije, zaradi česar je med hibridi druge generacije posameznike treh možnih genotipov identificiramo v razmerju 1AA:2Aa:1aa. Posebne vrste interakcij alelov povzročijo fenotipe v skladu z drugim Mendelovim zakonom.
Zakon neodvisne kombinacije (dedovanja) lastnosti, ali tretji Mendlov zakon, pravi, da se vsak par alternativnih lastnosti obnaša neodvisno druga od druge v nizu generacij, zaradi česar med potomci druge generacije v določenih. V tem odnosu se posamezniki pojavijo z novimi (glede na starševske) kombinacijami lastnosti. Na primer, pri križanju začetnih oblik, ki se razlikujejo po dveh značilnostih, se v drugi generaciji identificirajo posamezniki s štirimi fenotipi v razmerju 9: 3: 3: 1 (primer popolne prevlade). V tem primeru imata dva fenotipa "starševske" kombinacije lastnosti, preostala dva pa sta nova. Ta zakon temelji na neodvisnem vedenju (razcepu) več. parov homolognih kromosomov (slika 2). Na primer, pri dihibridnem križanju to povzroči nastanek 4 vrst gamet v hibridih prve generacije (AB, Ab, aB, ab) in po nastanku zigote - naravna delitev glede na genotip in s tem na fenotip.
Kot eden od M. z. v genetiki V literaturi se pogosto omenja zakon o čistosti spolnih celic. Vendar pa kljub temeljni naravi tega zakona (kar potrjujejo rezultati tetradne analize) ne zadeva dedovanja lastnosti in ga poleg tega ni oblikoval Mendel, temveč W. Bateson (leta 1902).
Za identifikacijo M. z. v svoji klasiki oblika zahteva: homozigotnost izvornih oblik, tvorbo gamet vseh možnih vrst v enakih razmerjih pri hibridih, kar zagotavlja pravilen potek mejoze; enaka sposobnost preživetja gameta vseh vrst, enaka verjetnost srečanja katere koli vrste gamete med oploditvijo; enaka sposobnost preživetja zigot vseh vrst. Kršitev teh pogojev lahko vodi do odsotnosti cepitve v drugi generaciji ali do cepitve v prvi generaciji ali do izkrivljanja razmerja razgradnje. geno- in fenotipi. M. z., ki so razkrili diskretno, korpuskularno naravo dednosti, imajo univerzalen značaj za vse diploidne organizme, ki se spolno razmnožujejo. Za poliploide so v osnovi razkriti enaki vzorci dedovanja, vendar so številčna razmerja geno- in fenotipa. razredi razlikujejo od razredov diploidov. Razmerje razredov se spremeni tudi pri diploidih v primeru povezovanja genov (»kršitev« tretjega Mendelovega zakona). Na splošno je M. z. velja za avtosomne gene s polno penetracijo in konstantno ekspresivnostjo. Kadar so geni lokalizirani v spolnih kromosomih ali v DNA organelov (plastidi, mitohondriji), se lahko rezultati vzajemnih križanj razlikujejo in ne sledijo M. z., česar pri genih, ki se nahajajo v avtosomih, ne opazimo. M. z. so bile pomembne - na njihovi podlagi je na prvi stopnji potekal intenziven razvoj genetike. Služili so kot osnova za domnevo o obstoju v celicah (gametah) dedovanja, dejavnikov, ki nadzorujejo razvoj lastnosti. Od M. z. iz tega sledi, da so ti dejavniki (geni) relativno stalni, čeprav se lahko spreminjajo. stanja, pari v somat. celice in so enojne v gametah, diskretne in se lahko med seboj obnašajo neodvisno. Vse to je nekoč služilo kot resen argument proti teorijam "zlite" dednosti in je bilo eksperimentalno potrjeno.
.(Vir: "Biološki enciklopedični slovar." Glavni urednik M. S. Gilyarov; Uredniški odbor: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin in drugi - 2. izd., popravljeno . - M.: Sov.
Mendelovi zakoniOsnovni vzorci dedovanja, ki jih je odkril G. Mendel. V letih 1856-1863 Mendel je izvedel obsežne, skrbno načrtovane poskuse hibridizacije rastlin graha. Za križanja je izbral konstantne sorte (čiste linije), od katerih je vsaka ob samooprašitvi skozi generacije stabilno razmnoževala enake lastnosti. Sorte so se razlikovale v alternativnih (medsebojno izključujočih se) različicah katere koli lastnosti, ki jo nadzira par alelnih genov ( aleli). Na primer barva (rumena ali zelena) in oblika (gladka ali nagubana) semen, dolžina stebla (dolga ali kratka) itd. Za analizo rezultatov križanj je Mendel uporabil matematične metode, ki so mu omogočile odkriti številne vzorce v porazdelitvi starševskih lastnosti pri potomcih. Tradicionalno so v genetiki sprejeti trije Mendelovi zakoni, čeprav je sam oblikoval le zakon neodvisne kombinacije. Prvi zakon ali zakon uniformnosti hibridov prve generacije pravi, da se pri križanju organizmov, ki se razlikujejo po alelnih lastnostih, v prvi generaciji hibridov pojavi samo eden izmed njih, dominantni, medtem ko ostane alternativni, recesivni. skrito (glej. Dominantnost, recesivnost). Na primer, pri križanju homozigotnih (čistih) sort graha z rumeno in zeleno obarvanimi semeni so imeli vsi hibridi prve generacije rumeno barvo. To pomeni, da je rumena barva prevladujoča lastnost, zelena pa recesivna. Ta zakon se je prvotno imenoval zakon prevlade. Kmalu je bila odkrita njegova kršitev - vmesna manifestacija obeh značilnosti ali nepopolna prevlada, pri kateri pa je ohranjena enotnost hibridov. Zato je sodobno ime zakona natančnejše.
Drugi zakon ali zakon ločevanja pravi, da se pri medsebojnem križanju dveh hibridov prve generacije (ali pri samooprašitvi) v drugi generaciji pojavita obe lastnosti prvotnih starševskih oblik v določenem razmerju. Pri rumeno in zeleno obarvanih semenih je bilo njuno razmerje 3:1, tj. fenotip Zgodi se, da je pri 75% rastlin barva semena prevladujoča rumena, pri 25% pa recesivno zelena. Osnova te cepitve je tvorba heterozigotnih hibridov prve generacije v enakem deležu haploidnih gamet s prevladujočimi in recesivnimi aleli. Ko se gamete združijo v hibridih 2. generacije, nastanejo 4 genotip– dva homozigota, ki nosita samo dominantne in samo recesivne alele, in dva heterozigota, kot pri hibridih 1. generacije. Zato delitev glede na genotip 1:2:1 daje delitev glede na fenotip 3:1 (rumeno obarvanje zagotavlja en dominantni homozigot in dva heterozigota, zeleno obarvanost zagotavlja en recesivni homozigot).
Tretji zakon ali zakon neodvisne kombinacije pravi, da se pri križanju homozigotnih osebkov, ki se razlikujejo v dveh ali več parih alternativnih lastnosti, vsak od takih parov (in parov alelnih genov) obnaša neodvisno od drugih parov, tj. oba gena lastnosti, ki jim ustrezajo, pa se v potomcih dedujejo neodvisno in se prosto kombinirajo v vseh možnih kombinacijah. Temelji na zakonu segregacije in je izpolnjen, če se pari alelnih genov nahajajo na različnih homolognih kromosomih.
Pogosto se kot eden od Mendelovih zakonov navaja zakon o čistosti gamete, ki pravi, da v vsako zarodno celico vstopi samo en alelni gen. Toda tega zakona ni oblikoval Mendel.
Mendel, ki so ga sodobniki napačno razumeli, je odkril diskretno (»korpuskularno«) naravo dednosti in pokazal zmotnost idej o »zliti« dednosti. Po ponovnem odkritju pozabljenih zakonov so Mendlove eksperimentalne nauke poimenovali mendelizem. Njegova pravičnost je bila potrjena kromosomska teorija dednosti.
.(Vir: "Biologija. Sodobna ilustrirana enciklopedija." Glavni urednik A. P. Gorkin; M.: Rosman, 2006.)
Oglejte si, kaj je "MENDELOVI ZAKONI" v drugih slovarjih:
- (ali pravila), vzorci porazdelitve v potomcih dednih dejavnikov, kasneje imenovanih geni. Oblikoval G.I. Mendel. Vključuje zakone: enotnost hibridov prve generacije, delitev hibridov druge generacije,... ... Sodobna enciklopedija
Mendelovi zakoni- * Mendlovi zakoni * Mendlovi zakoni ali M. pravila ... Genetika. enciklopedični slovar
- (ali pravila), ki jih je oblikoval G.I. Mendel, vzorci porazdelitve dednih dejavnikov v potomcih, kasneje imenovani geni. Vključuje: zakon izenačenosti hibridov prve generacije; zakon cepitve hibridov druge generacije; zakon … Veliki enciklopedični slovar
- (ali pravila), ki jih je oblikoval G.I. Mendel, vzorci porazdelitve dednih dejavnikov v potomcih, pozneje imenovanih geni. Vključuje: zakon izenačenosti hibridov prve generacije; zakon cepitve hibridov druge generacije;… … enciklopedični slovar
Mendelovi zakoni so sklop osnovnih določb o mehanizmih prenosa dednih lastnosti s starševskih organizmov na njihove potomce; ta načela so osnova klasične genetike. Običajno so v učbenikih ruskega jezika opisani trije zakoni,... ... Wikipedia
Mendelovi zakoni- Odkritje kromosomov in ponovno odkritje Mendelovih zakonov Genetika, ki se ukvarja z mehanizmi biološkega dedovanja, je nastala v okviru evolucijske teorije. Znano je, da je Mendel že leta 1866 oblikoval temeljne zakone genetike. Posredoval je..... Zahodna filozofija od njenih začetkov do danes
MENDELOVI ZAKONI- (ali pravila), ki jih je oblikoval G. Mendel, vzorci porazdelitve dedovanja in lastnosti pri potomcih. Identifikacija teh vzorcev je bila olajšana z uporabo hibridologije G. Mendela prvič. analiza (posebne sheme križanj in statistični... ... Kmetijski enciklopedični slovar
Načrt lekcije št. 18
1 Izobraževalni:
2 Razvojni:
Med predavanji:
I Organizacijski trenutek
II Glavni del
1 Preverjanje domače naloge
.
Kaj je genotip, fenotip?
♂ ,♀ ?
2 Razlaga nove snovi
D) Kaj je čistost gamete?
III Povzetek lekcije
IV Domača naloga
1 Vnosi v zvezek
Lekcija št. 18
Zadeva:
MONOHIBRIDNO KRIŽANJE
hibridizacija, hibrid, in ločen posameznik - hibrid.
prevlado.
Pri potomcih, pridobljenih s križanjem hibridov prve generacije, opazimo pojav cepitve: četrtina posameznikov iz hibridov druge generacije nosi recesivno lastnost, tri četrtine - prevladujočo.
Pri medsebojnem križanju dveh potomcev prve generacije (dva heterozigotna osebka) se v drugi generaciji opazi delitev v določenem številčnem razmerju: po fenotipu 3:1, po genotipu 1:2:1.
(25% - homozigotno dominantno, 50% - heterozigotno, 25% - homozigotno recesivno)
Zakon o čistosti gamete
Kaj je vzrok za razcepitev? Zakaj se v prvi, drugi in naslednjih generacijah pojavijo posamezniki, ki zaradi križanja ustvarijo potomce s prevladujočimi in recesivnimi lastnostmi?
Od leta 1854 je Mendel osem let izvajal poskuse križanja rastlin graha. Ugotovil je, da imajo hibridi prve generacije zaradi medsebojnega križanja različnih sort graha enak fenotip, pri hibridih druge generacije pa se lastnosti v določenih razmerjih razdelijo. Da bi razložil ta pojav, je Mendel postavil številne predpostavke, ki so jih poimenovali "hipoteza o čistosti gamet" ali "zakon o čistosti gamet".
Komunikacija med generacijami med spolnim razmnoževanjem poteka prek zarodnih celic (gamet). Očitno gamete nosijo materialne dedne dejavnike – gene, ki določajo razvoj določene lastnosti.
Obrnemo se na diagram, na katerem so rezultati zapisani s simboli:
Gen, odgovoren za prevladujočo rumeno barvo semen, bomo na primer označili z veliko začetnico A ; gen odgovoren za recesivno zeleno barvo - z malo črko A . Označimo povezavo gamet, ki nosijo gena A in a, z znakom množenja: A X A=ah Kot je razvidno, ima nastala heterozigotna oblika (F1) oba gena Aa. Hipoteza o čistosti gamete pravi, da so pri hibridnem (heterozigotnem) posamezniku gametne celice čiste, tj. da imajo en gen iz danega para. To pomeni, da bo hibrid Aa proizvedel enako število gamet z genom A in z genom a. Kakšne kombinacije so možne med njimi? Očitno so štiri enako verjetne kombinacije:
| ♂ ♀ | A | A |
| A | AA | Ahh |
| A | aA | ahh |
Kot rezultat 4 kombinacij dobimo kombinacije AA, 2Aa in aa. Prve tri bodo proizvedle osebke s prevladujočo lastnostjo, četrta bo ustvarila osebke z recesivno lastnostjo. Hipoteza o čistosti gamete pojasnjuje vzrok cepitve in številčna razmerja, opažena med tem procesom. Hkrati so jasni tudi razlogi za razlike v zvezi z nadaljnjo delitvijo osebkov z dominantnimi lastnostmi v naslednjih generacijah hibridov. Posamezniki s prevladujočimi lastnostmi so po svoji dedni naravi heterogeni. Eden od treh (AA) bo proizvedel gamete le ene vrste (A) in se ne bo razdelil med samooprašitvijo ali križanjem s svojo vrsto. Druga dva (Aa) bosta proizvedla gamete dveh sort; njuni potomci se bodo delili v enakem številčnem razmerju kot hibridi druge generacije. različnih genov (Aa). Enako verjetno je, da se bo gameta, ki nosi gen A, združila z drugo gameto, ki nosi A ali gen, ob enaki sposobnosti preživetja gamet in njihovem enakem številu.
Glede na naključno naravo povezave gamet se skupni rezultat izkaže za statistično naravnega.
Tako je bilo ugotovljeno, da je delitev lastnosti v potomcih hibridnih rastlin posledica prisotnosti dveh genov v njih - A in a, ki sta odgovorna za razvoj ene lastnosti, na primer barve semena.
Mendel je predlagal, da se dedni dejavniki med nastajanjem hibridov ne mešajo, ampak ostanejo nespremenjeni. V telesu hibrida F1 od križanih staršev, ki se razlikujejo po alternativnih značilnostih, sta prisotna oba dejavnika - dominantni gen in recesivni gen, vendar je recesivni gen potlačen. Povezava med generacijami med spolnim razmnoževanjem poteka prek zarodnih celic - gamet. Zato je treba domnevati, da vsaka gameta nosi samo en faktor iz para. Nato med oploditvijo zlitje dveh gamet, od katerih vsaka nosi recesivni gen, povzroči nastanek organizma z recesivno lastnostjo, ki se kaže fenotipsko. Zlitje gamet, ki nosijo dominantni gen, ali dveh gamet, od katerih ena vsebuje dominantni in druga recesivni gen, bo pripeljala do razvoja organizma s dominantno lastnostjo.
Tako se v drugi generaciji (F 2) recesivne lastnosti enega od staršev (P) lahko pojavi le, če sta izpolnjena dva pogoja: 1) če pri hibridih ostanejo dedni dejavniki nespremenjeni, 2) če zarodne celice vsebujejo samo en dedni faktor iz alelnega para. Mendel je cepitev znakov pri potomcih pri križanju heterozigotnih osebkov pojasnil z dejstvom, da gamete so genetsko čiste, tj. nosijo le en gen iz alelnega para.
Zakon frekvence gamete lahko formuliramo na naslednji način: Ko nastanejo zarodne celice, vstopi v vsako gameto le en gen iz alelnega para.
Zakaj in kako se to zgodi? Znano je, da ima vsaka celica v telesu popolnoma enak diploiden niz kromosomov. Dva homologna kromosoma vsebujeta dva enaka alelna gena. Glede na dani alelni par nastaneta dve različici gamet. Med oploditvijo se gamete, ki nosijo enake ali različne alele, po naključju srečajo. Zaradi statistične verjetnosti bo ob dovolj velikem številu gamet v potomcih 25 % genotipov homozigotnih dominantnih, 50 % heterozigotnih, 25 % homozigotnih recesivnih, tj. razmerje je vzpostavljeno: 1AA:2Aa:1aa. V skladu s tem so potomci druge generacije med monohibridnim križanjem glede na fenotip porazdeljeni v razmerju 3/4 osebkov z dominantno lastnostjo / 4 osebki z recesivno lastnostjo (3: 1).
Tako je citološka osnova za cepitev lastnosti potomcev med monohibridnim križanjem razhajanje homolognih kromosomov in nastanek haploidnih zarodnih celic v mejozi.
Analiza križa
Hibridološka metoda preučevanja dednosti, ki jo je razvil Mendel, omogoča ugotavljanje, ali je organizem, ki ima prevladujoč fenotip za gen (ali proučevane gene), homozigoten ali heterozigoten. Da bi to naredili, se posameznik z neznanim genotipom križa z organizmom, ki je homozigoten za recesivno(-e) ulico(-e) in ima recesivni fenotip.
Če je dominantni posameznik homozigoten, bodo potomci iz takšnega križanja enotni in ne bo prišlo do cepitve (AAhaa = Aa). Če je prevladujoči posameznik heterozigoten, se bo delitev zgodila v razmerju 1:1 glede na fenotip (Aa x aa = Aa, aa). Ta rezultat križanja je neposreden dokaz nastanka pri eden od staršev dveh vrst gamet, tj. njegova heterozigotnost.
Pri dihibridnem križanju pride do cepitve za vsako lastnost neodvisno od druge lastnosti. Dihibridno križanje je dve neodvisni monohibridni križanji, katerih rezultati se med seboj prekrivajo.
Pri križanju dveh homozigotnih osebkov, ki se med seboj razlikujeta v dveh ali več parih alternativnih lastnosti, se geni in njihove ustrezne lastnosti dedujejo neodvisno drug od drugega in se kombinirajo v vseh možnih kombinacijah.
Analiza razcepitve temelji na Mendelovih zakonih in v bolj zapletenih primerih - ko se posamezniki razlikujejo v treh, štirih ali več parih lastnosti.
Načrt lekcije št. 18
TEMA: Monohibridno in dihibridno križanje. Mendelovi zakoni
1 Izobraževalni:
Razviti znanje o monohibridnem križanju, prvi Mendelov zakon
Pokažite vlogo Mendelovih raziskav pri razumevanju bistva dedovanja lastnosti
Razširite formulacijo zakona cepitve, Mendlovega drugega zakona
Razkrijte bistvo hipoteze o čistosti gamete
Razviti znanje o dihibridnem križanju kot metodi proučevanja dednosti
Na primeru di- in polihibridnega križanja razkrijte manifestacijo Mendlovega tretjega zakona
2 Razvojni:
Razvijte spomin, razširite obzorja
Spodbujati razvoj spretnosti uporabe genetskih simbolov pri reševanju genetskih problemov
Med predavanji:
I Organizacijski trenutek
1 Učence seznanite s temo in namenom lekcije
2 Učenci dobijo številne naloge, ki jih morajo opraviti med lekcijo:
Spoznajte formulacije Mendelovih zakonov
Razumeti vzorce dedovanja lastnosti, ki jih je določil Mendel
Razumeti bistvo hipoteze o čistosti gamete
Razumeti bistvo dihibridnega križanja
II Glavni del
1 Preverjanje domače naloge
Kaj preučuje genetika? Katere težave rešuje genetika?
Opredelitev dednosti in variabilnosti.
Katere so faze embrionalnega obdobja?
Razloži pojme: gen, dominantni in recesivni geni . - Kakšen razvoj se imenuje neposreden?
Katere gene imenujemo alelni? Kaj je večkratni alelizem?
Kaj je genotip, fenotip?
Kaj je posebnost hibridološke metode?
Kaj pomeni genetska simbolika: P, F1, F2, ♂ ,♀ ?
2 Razlaga nove snovi
Monohibridno križanje; Mendlov prvi zakon
Mendlov drugi zakon; zakon frekvence gamet
Bistvo dihibridnega križanja; Mendlov tretji zakon
3 Utrjevanje nove snovi
A) Formulirajte 1. Mendelov zakon.
B) Katero križanje imenujemo monohibridno?
C) Formulirajte Mendlov drugi zakon
D) Kaj je čistost gamete?
D) Kakšna pravila in vzorci se pojavijo pri dihibridnem križanju?
E) Kako je formuliran tretji Mendelov zakon?
III Povzetek lekcije
IV Domača naloga
1 Vnosi v zvezek
2 Učbenik V.B. Zakharova, S.T. Mamontova “Biologija” (str. 266-277)
3 Učbenik Yu.I. Polyansky "Splošna biologija" (str. 210-217)
Lekcija št. 18
Zadeva: »Monohibridno in dihibridno križanje. Mendelovi zakoni."
1. Monohibridno križanje. Pravilo enotnosti hibridov prve generacije je prvi zakon dednosti, ki ga je postavil G. Mendel.
2. Mendlov drugi zakon je zakon cepitve. Hipoteza o čistosti gamete
3. Dihibridno in polihibridno križanje. Mendlov tretji zakon je zakon neodvisne kombinacije značilnosti.
MONOHIBRIDNO KRIŽANJE
Za ponazoritev prvega Mendelovega zakona se spomnimo njegovih poskusov monohibridnega križanja rastlin graha. Križanje dveh organizmov se imenuje hibridizacija, se imenuje potomec križanja dveh posameznikov z različno dednostjo hibrid, in ločen posameznik - hibrid.
Monohibrid je križanje dveh organizmov, ki se med seboj razlikujeta v enem paru alternativnih (medsebojno izključujočih) lastnosti.
Na primer, pri križanju graha z rumenimi semeni (prevladujoča lastnost) in zelenimi semeni (recesivna lastnost) bodo imeli vsi hibridi rumena semena. Enako sliko opazimo pri križanju rastlin z gladkimi in nagubanimi semeni; vsi potomci prve generacije bodo imeli gladke oblike semen. Posledično se v hibridu prve generacije pojavi samo eden od vsakega para alternativnih znakov. Zdi se, da drugi znak izgine in se ne pojavi. Mendel je imenoval prevlado lastnosti enega od staršev v hibridu prevlado. Po fenotipu imajo vsi hibridi rumeno seme, po genotipu pa so heterozigoti (Aa). Tako je celotna generacija enotna.
Mendlov prvi zakon je zakon dominance.
Zakon uniformnosti prve generacije hibridov ali prvi Mendelov zakon- se imenuje tudi zakon prevlade, saj imajo vsi posamezniki prve generacije enako manifestacijo lastnosti. Lahko se oblikuje na naslednji način: pri križanju dveh organizmov, ki pripadata različnim čistim linijam (dva homozigotna organizma), ki se med seboj razlikujeta v enem paru alternativnih lastnosti, bo celotna prva generacija hibridov (F 1) enotna in bo nosila lastnost enega od staršev.
Ta vzorec bo opazen v vseh primerih pri križanju dveh organizmov, ki pripadata dvema čistima linijama, ko pride do pojava popolne prevlade lastnosti (tj. ena lastnost popolnoma zavira razvoj druge).
Formulacija 1 Mendelovega zakona Zakon uniformnosti prve generacije hibridov ali Mendelov prvi zakon. Pri križanju dveh homozigotnih organizmov, ki pripadata različnim čistim linijam in se med seboj razlikujeta v enem paru alternativnih lastnosti, bo celotna prva generacija hibridov (F1) enotna in bo nosila lastnost enega od staršev.
Formulacija 2. zakona Mendela Zakon segregacije ali drugi zakon Mendela Mendela Ko dva heterozigotna potomca prve generacije križamo med seboj v drugi generaciji, opazimo segregacijo v določenem številčnem razmerju: po fenotipu 3: 1, po genotipu 1:2:1.
Formulacija 3 Mendelovega zakona Zakon neodvisnega dedovanja (tretji Mendelov zakon) Pri križanju dveh homozigotnih posameznikov, ki se med seboj razlikujeta v dveh (ali več) parih alternativnih lastnosti, se geni in njihove ustrezne lastnosti dedujejo neodvisno drug od drugega in se združijo v vse možne kombinacije (tako kot pri monohibridnem križanju (prva generacija po križanju je imela dominanten fenotip za vse lastnosti. V drugi generaciji je bila opažena delitev fenotipov po formuli 9:3:3:1).
P AA BB aa bb x rumena, gladka semena zelena, nagubana semena G (gamete) ABabab F1F1 Aa Bb rumena, gladka semena 100 % 3. Mendelov zakon DIHIBRIDNO KRIŽANJE. Za poskuse smo za matično rastlino vzeli grah z gladkimi rumenimi semeni, za matično rastlino pa grah z zelenimi nagubanimi semeni. Pri prvi rastlini sta bila oba znaka dominantna (AB), pri drugi rastlini pa oba recesivna (ab
Prva generacija po križanju je imela dominanten fenotip za vse lastnosti. (rumeni in gladki grah) V drugi generaciji smo opazili delitev fenotipov po formuli 9:3:3:1. 9/16 rumenega gladkega graha, 3/16 rumenega nagubanega graha, 3/16 zelenega gladkega graha, 1/16 zelenega nagubanega graha.
Naloga 1. Pri španjelih prevladuje črna barva dlake nad kavo, kratka dlaka pa prevladuje nad dolgo dlako. Lovec je kupil črnega psa s kratko dlako in da bi se prepričal, da je čistokrven, je opravil analitično križanje. Skotili so se 4 mladički: 2 kratkodlaka črna, 2 kratkodlaka kava. Kakšen je genotip psa, ki ga je kupil lovec? Težave pri dihibridnem križanju.
Problem 2. Pri paradižniku rdeča barva ploda prevladuje nad rumeno barvo, visoko steblo pa prevladuje nad nizkim. S križanjem sorte z rdečimi plodovi in visokim steblom ter sorte z rumenimi plodovi in nizkim steblom je bilo v drugi generaciji pridobljenih 28 hibridov. Križanci prve generacije so bili med seboj križani, tako da je nastalo 160 hibridnih rastlin druge generacije. Koliko vrst gamet proizvede rastlina prve generacije? Koliko rastlin v prvi generaciji ima rdeče plodove in visoko steblo? Koliko različnih genotipov je med rastlinami druge generacije z rdečimi plodovi in visokimi stebli? Koliko rastlin v drugi generaciji ima rumen plod in visoko steblo? Koliko rastlin v drugi generaciji ima rumen plod in nizko steblo?
Naloga 3 Pri ljudeh rjava barva oči prevladuje nad modro barvo, sposobnost uporabe leve roke pa je recesivna glede na desničarstvo. Iz zakona modrookega desničarja z rjavooko levičarko se je rodil modrooki levičar. Koliko vrst spolnih celic proizvede mati? Koliko vrst gamet proizvede oče? Koliko različnih genotipov je lahko med otroki? Koliko različnih fenotipov je lahko med otroki? Kakšna je verjetnost (%), da bi v tej družini imeli modrookega levičarja?
Naloga 4 Crested pri piščancih prevladuje nad odsotnostjo grebena, črna barva perja pa prevladuje nad rjavo. S križanjem heterozigotne črne kokoši brez grebena s heterozigotnim rjavim petelinom je bilo pridobljenih 48 piščancev. Koliko vrst spolnih celic proizvede piščanec? Koliko vrst spolnih celic proizvede petelin? Koliko različnih genotipov bo med piščanci? Koliko čopastih črnih piščancev bo? Koliko črnih piščancev bo brez grebena?
5. naloga Pri mačkah prevladuje kratka dlaka siamske pasme nad dolgo dlako perzijske pasme, črna barva dlake perzijske pasme pa prevladuje nad rumeno rjavo barvo siamske pasme. Sijamske mačke križane s perzijskimi mačkami. Pri medsebojnem križanju hibridov v drugi generaciji je bilo pridobljenih 24 mladičev. Koliko vrst spolnih celic nastane pri siamski mački? Koliko različnih genotipov je nastalo v drugi generaciji? Koliko različnih fenotipov je nastalo v drugi generaciji? Koliko mladičev druge generacije je podobnih siamskim mačkam? Koliko mačjih mladičev druge generacije je podobnih perzijcem?
Reševanje težav doma Možnost 1 1) Modrooka desničarka se je poročila z rjavooko desničarko. Imela sta dva otroka - rjavookega levičarja in modrookega desničarja. Iz njegovega drugega zakona z drugo rjavooko desničarko se je rodilo 8 rjavookih otrok, vsi desničarji. Kakšni so genotipi vseh treh staršev? 2) Pri ljudeh gen za štrleča ušesa prevladuje nad genom za normalna ploska ušesa, gen za nerdeče lase pa prevladuje nad genom za rdeče lase. Kakšne potomce lahko pričakujemo od poroke rdečelasca z mehkimi ušesi, heterozigota po prvem znaku, s heterozigoto rdečelasko z normalnimi ploskimi ušesi. Možnost 2 1) Pri človeku prevladuje ploščato stopalo (R) nad normalno strukturo stopala (R) in normalna presnova ogljikovih hidratov (O) nad sladkorno boleznijo. Ženska z normalno zgradbo stopal in normalnim metabolizmom se je poročila s paličastim moškim. Iz tega zakona sta se rodila dva otroka, od katerih je eden zbolel za plosko nogo, drugi pa za sladkorno bolezen. Določite genotip staršev iz fenotipa njihovih otrok. Kakšni fenotipi in genotipi otrok so možni v tej družini? 2) Pri ljudeh gen za rjave oči prevladuje nad genom za modre oči, sposobnost uporabe desne roke pa prevladuje nad levičarjem. Oba para genov se nahajata na različnih kromosomih. Kakšni otroci so lahko, če: oče je levičar, a heterozigot po barvi oči, mama pa modrooka, a heterozigot po sposobnosti uporabe rok.
Rešimo naloge 1. Pri človeku prevlada normalna presnova ogljikovih hidratov nad recesivnim genom, odgovornim za razvoj sladkorne bolezni. Hči zdravih staršev je bolna. Ugotovite, ali se lahko v tej družini rodi zdrav otrok in kakšna je verjetnost tega dogodka? 2. Pri ljudeh rjava barva oči prevladuje nad modro. Sposobnost boljše uporabe desne roke prevladuje nad levičarstvom; geni za obe lastnosti se nahajajo na različnih kromosomih. Rjavooka desničarka se poroči z modrooko levičarko. Kakšne potomce naj bi pričakovali v tem paru?
Ko je dobil enotne hibride prve generacije s križanjem dveh različnih čistih linij graha, ki se razlikujeta samo v eni lastnosti, je Mendel nadaljeval poskus s semeni F 1. Hibridom graha prve generacije je omogočil samooprašitev, tako da so nastali hibridi druge generacije - F 2. Izkazalo se je, da so nekatere rastline druge generacije imele lastnost, ki je bila odsotna v F1, vendar je bila prisotna pri enem od staršev. Posledično je bil v F 1 prisoten v latentni obliki. Mendel je to lastnost imenoval recesivno.
Statistična analiza je pokazala, da je število rastlin z dominantno lastnostjo povezano s številom rastlin z recesivno lastnostjo kot 3:1.
Mendelov drugi zakon se imenuje zakon segregacije, saj enolični hibridi prve generacije dajejo različne potomce (t.j. navidezno se cepijo).
Mendlov drugi zakon je razložen na naslednji način. Hibridi prve generacije iz križanja dveh čistih linij so heterozigoti (Aa). Tvorijo dve vrsti gamet: A in a. Z enako verjetnostjo lahko nastanejo naslednje zigote: AA, Aa, aA, aa. Recimo, da rastlina proizvede 1000 jajčec, od katerih jih 500 nosi gen A, 500 pa gen a. Proizvedenih je bilo tudi 500 semenčic A in 500 semenčic a. Po teoriji verjetnosti približno:
250 jajčec A bo oplojeno s 250 semenčicami A, pridobljenih bo 250 zigot AA;
250 jajčec A bo oplojeno z 250 semenčicami a, pridobljenih bo 250 zigot Aa;
250 jajčec a bo oplojeno s 250 semenčicami A, pridobljenih bo 250 zigot aA;
250 jajčec a bo oplojeno s 250 semenčicami a, kar povzroči 250 zigot aa.
Ker sta genotipa Aa in aA ista stvar, dobimo naslednje porazdelitev druge generacije po genotipu: 250AA: 500Aa: 250aa. Po redukciji dobimo relacijo AA: 2Aa: aa ali 1: 2: 1.
Ker se pri popolni prevladi genotipa AA in Aa pojavita fenotipsko identično, potem fenotipska delitev bo 3:1. To je opazil Mendel: izkazalo se je, da ima ¼ rastlin v drugi generaciji recesivno lastnost (na primer zelena semena).
Spodnji diagram (predstavljen v obliki Punnettove mreže) prikazuje križanje (ali samooprašitev) hibridov prve generacije (Bb), ki so bili predhodno pridobljeni s križanjem čistih linij z belimi (bb) in rožnatimi (BB) cvetovi . F 1 hibridi proizvajajo gamete B in b. Najdemo jih v različnih kombinacijah in tvorijo tri različice genotipa F 2 in dve različici fenotipa F 2.
Mendlov drugi zakon je posledica zakon o čistosti gameta: samo en alel starševskega gena vstopi v gameto. Z drugimi besedami, gameta je čista od drugega alela. Pred odkritjem in študijem mejoze je bil ta zakon hipoteza.
Mendel je na podlagi rezultatov svojih raziskav oblikoval hipotezo o čistosti gamet, saj je cepitev križancev v drugi generaciji mogoče opaziti le, če so ohranjeni »dedni dejavniki« (čeprav se morda ne pojavijo), niso mešani in vsak od staršev je lahko prenesel na vsakega potomca le enega (vendar katerega koli) od njih.
