Mendelio genetikos teorija. Pirmasis Mendelio dėsnis yra dominavimo dėsnis. I Organizacinis momentas

Genetika yra mokslas apie gyvų organizmų paveldimumą ir kintamumą . Kaip mokslas genetika egzistuoja nuo 1900 m., kai keli mokslininkai (H. De Vries, K. Correns, E. Cermak) savarankiškai iš naujo atrado tėvų savybių paveldėjimo dėsningumus, kuriuos dar 1865 metais eksperimentiškai nustatė čekų gamtininkas G. Mendelis. Remdamasis skirtingų bruožų žirnių kryžminimo rezultatų statistine analize, jis suformulavo keletą taisyklių, kurios vėliau buvo pavadintos Mendelio dėsniais. Kartu prisiminė V. Ru, O. Hertwigo, E. Strassburgerio, A. Weissmano darbus, kuriuose buvo suformuluota bruožų paveldėjimo „branduolinė hipotezė“, kuri ateityje tapo chromosomų pagrindu. paveldimumo teorija (T. Morganas ir kt.). Mokslo pavadinimą „genetika“ 1906 metais pasiūlė anglų biologas W. Batesonas.

Veisimas yra mokslas apie veislių, augalų ir gyvūnų veislių hibridų bei mikroorganizmų padermių, turinčių žmogui reikalingų savybių, kūrimo metodus.

Veislė arba veislė – tai augalų ar gyvūnų populiacija, sukurta žmogaus savo poreikiams tenkinti; jiems būdingas specifinis genofondas, paveldimos fiksuotos savybės. Mikroorganizmuose grynoji kultūra vadinama kamienu. Kartais tai yra grynos linijos – genotipiškai vienarūšiai palikuonys, gauti savaiminio apvaisinimo būdu.

Teorinis atrankos pagrindas yra genetika.

Veisimo darbo metodai - selekcija, hibridizacija, poliploidija, mutagenezė.

G. Mendelis

Johanas Gregoras Mendelis (1822–1884) – Brno vienuolyno abatas, Čekijos Respublika) pagrįstai laikomas genetikos pradininku. Dėl eksperimentų su žirniais jis suformulavo paveldimumo dėsnius ir sukūrė dominuojančių ir recesyvinių genų sampratą.

G. Mendelis yra hibridologinės analizės, kurią jis išdėstė savo fundamentaliame darbe „Augalų hibridų eksperimentai“ (1866), pradininkas.

Eksperimentuose su žirniais G. Mendelis panaudojo hibridologinį metodą, kurio esmė – hibridų (organizmų kryžminimo palikuonių) gavimas ir jų lyginamoji analizė kartų eilėje. Eksperimentui mokslininkas naudojo grynas linijas (terminas pradėtas naudoti vėliau, 1903 m.) tokių žirnių augalų, kurių palikuonių savidulkės analizės požymis nesiskyrė. Kitaip tariant, buvo gauti genotipiškai vienarūšiai palikuonys. G. Mendelis, kaip taisyklė, naudojo kontrastingas savybes: lygų sėklų paviršių ir raukšlėtus žirnelius, aukštus ir žemus augalus, baltą ir rausvą vainiko spalvą ir kt.

Pirmasis Mendelio dėsnis yra pirmosios kartos hibridų vienodumo dėsnis.

G. Mendelis eksperimentus pradėjo kryžmindamas žirnių veisles, kurios skyrėsi tik viena alternatyvių (labiausiai kontrastingų) požymių pora. Toks kryžius vadinamas monohibridiniu. Pirmajam eksperimentui gamtininkas pasirinko žirnių veisles, kurios skyrėsi sėklų spalva: geltoną ir žalią.

Kadangi žirniai yra savaime apdulkinantis augalas, vienos veislės augalai turėjo visas žalias, o kitų – tik geltonas sėklas. Pirmoje eksperimentų serijoje nebuvo atsižvelgta į visas kitas augalų savybes ir į jas nebuvo atsižvelgta atliekant analizę.

G. Mendelis atliko dirbtinį kryžminį apdulkinimą ir sukryžmino veisles, kurios skyrėsi sėklų spalva. Atsiskleidė įdomus modelis: nesvarbu, kokiai veislei priklausė motininis augalas (su geltonomis ar žaliomis sėklomis), hibridinio augalo sėklos pasirodė tik geltonos. Antroje eksperimentų serijoje mokslininkas naudojo žirnių veisles, kurios skyrėsi sėklos paviršiaus tekstūra: lygiai ir raukšlėtas. Ir čia gavome panašų vaizdą: su bet kokiais hibridinių augalų kryžminimo variantais sėklos buvo tik lygios.

Mendelis padarė išvadą pirmosios kartos hibridai turi tik vieno iš tėvų požymius. Tokie bruožai buvo vadinami dominuojančiais, o nepasireiškiantys – recesyviniais. Atrastas modelis buvo suformuluotas kaip pirmosios kartos hibridų vienodumas. Mendelio eksperimentuose, sukryžminus skirtingas žirnių veisles, buvo nustatytas visiškas dominavimas, kai hibridiniai augalai turėjo tik vieno iš tėvų fenotipą (išorinių savybių rinkinį).

Dominuojantys aleliai paprastai žymimi didžiosiomis raidėmis:

pavyzdžiui, A (geltonos sėklos), B (glotnios sėklos).

Recesyviniai aleliai žymimi mažosiomis raidėmis: pavyzdžiui, a (žalios sėklos), b (raukšlėtos sėklos). Todėl schematiškai bet kuris homozigotinis individas yra žymimas kaip AA, aa, BB bb ir kt.

Heterozigotiniai individai – Aa, Bb ir kt.

Skirtingų kartų hibridai paprastai žymimi F1 (pirmoji karta),

F 2 (antra karta) ir kt.

Tėvai žymimi P, motininis individas – (Veneros veidrodis), tėviškas individas – (Marso skydas ir ietis). Perėjimo formų ženklas yra x.

Vėlesni tyrimai parodė Kartais pastebimas nepilnas dominavimas, kai hibridai turi tarpinį fenotipą. Taigi, kryžminant naktinio grožio augalus su raudonais žiedais su augalais, turinčiais baltais žiedais, visi pirmosios kartos hibridai turi rožinius žiedus.

Pagrindiniai paveldimumo vienetai yra genai Kai kurių atskirų paveldimų faktorių egzistavimą lytinėse ląstelėse tariamai išreiškė G. Mendelis dar 1865 m. 1909 m. danų biologas Wilhelmas Johansenas diskrečius paveldimuosius veiksnius pavadino genais. Dabar tapo žinoma, kad genas yra DNR molekulės dalis.

Organizmo genų rinkinys vadinamas genotipu.

Genotipas ir išorinė aplinka lemia ir formuoja organizmo fenotipas – tai morfologinių, fiziologinių, elgesio ir kitų organizmo požymių bei savybių visuma.

Visų genų rinkinys haploidinėse chromosomose vadinamas genomu.

Genai, lemiantys alternatyvių požymių vystymąsi ir išsidėstę identiškuose homologinių chromosomų regionuose, t.y. suporuoti genai vadinami aleliais arba aleliniais genais. Beveik diploidiniame chromosomų rinkinyje bet kuri gyvūno ar augalo ląstelė visada turi du bet kurio geno alelius. Dėl mejozės lytinėse ląstelėse (gametose) yra tik haploidinis chromosomų rinkinys (n) ir tik vienas alelis.

Dviejų tėvų lytinių ląstelių susiliejimas lemia ląstelę su diploidiniu chromosomų rinkiniu (2 n ) – zigota. Jei gauta zigota turi homologines chromosomas, turinčias identiškus alelius, tai yra homozigota. Šį terminą genetikas W. Batesonas įvedė 1902 m.

Homozigotiškumas suprantamas kaip paveldimi vienarūšiai organizmai, kurių palikuonių savybės nesiskiria.

Žirniai, kaip savaime apdulkinantis augalas, yra homozigotiniai.

Skirtingai nei homozigotas, heterozigotas turi skirtingus kiekvieno geno alelius, lokalizuotus homologinėse chromosomose, kurios yra atsakingos už alternatyvius požymius: pavyzdžiui, žirniai su lygiomis ir raukšlėtomis sėklomis. Heterozigotinių individų palikuonys pasižymi skirtingomis savybėmis. Paprastai heterozigotiniai asmenys yra gyvybingiausi.

Antrasis Mendelio dėsnis yra simbolių padalijimas antros kartos hibriduose.

Augalai buvo auginami iš hibridinių žirnių sėklų, kurios vėliau buvo padaugintos žirniams natūraliu būdu – savidulkiu ir taip gautos antros kartos sėklos, ne tik geltonos, bet ir žalios. Geltonų ir žalių sėklų santykis nuimtame pasėlyje buvo atitinkamai 6022:2001, t.y. 3:1. Vadinasi, kryžminant pirmosios kartos hibridus tarpusavyje antroje kartoje, charakteristikos pasiskirstė santykiu 3:1. Panašūs rezultatai buvo gauti dėl savybių poros „glotnios ir raukšlėtos sėklos“ ir „violetinė ir balta vainiko spalva“. Eksperimentiniai duomenys parodė, kad antrosios kartos hibridai turi recesyvinį požymį, paslėptą pirmojoje kartoje.

Antrosios kartos zigotų susidarymo schemą galima pavaizduoti taip. Iš gautos zigotų F2 sekos (AA, Aa, Aa, aa, arba AA, 2Aa, aa) aišku, kad 3:1 santykis fenotipe paaiškinamas tuo, kad homozigotoje AA atstovaujamas tik dominuojantis alelis A. , kuris atitinka geltoną sėklų spalvą, heterozigotuose Aa yra dominuojantis alelis A slopina recesyvinio (a) fenotipo pasireiškimą, t.y. žalios sėklos. Tik aa zigotoje fenotipe atsiranda recesyvinis požymis – žalia sėklų spalva. Ir visiškai akivaizdu, kad genotipo santykis atitinka santykį 1:2:1 (AA:2Aa:aa).

Antrasis Mendelio dėsnis, arba segregacijos dėsnis, suformuluotas taip: kai pirmosios kartos hibridai kryžminami tarpusavyje, antroje kartoje stebima segregacija santykiu 3:1 fenotipu ir 1:2:1. genotipe.

Naktinio grožio augale, sukryžminus pirmosios kartos (F) hibridus, buvo gauti antrosios kartos hibridai (F2), duodantys skilimą tiek pagal fenotipą, tiek pagal genotipą 1:2:1. Vadinasi, esant nepilnam F2 palikuonių dominavimui, skilimas pagal fenotipą ir genotipą sutampa (1 :2:1).

Gametų grynumo taisyklė arba principas. Siekdamas paaiškinti skilimo reiškinį antrosios kartos hibriduose, G. Mendelis pasiūlė gametų grynumo hipotezę. Per lytines ląsteles, organizmų lytinio dauginimosi metu, vyksta bendravimas tarp kartų. Per gametas perduodami materialūs paveldimi veiksniai – genai, lemiantys ir valdantys kitą organizmo požymį ar savybę. Gametos yra genetiškai grynos, t.y. turi tik vieną geną iš alelinės poros (pavyzdžiui, A arba a). Susiliejus gametoms susidariusioje zigotoje yra vieno ar kito geno alelių pora. Taigi heterozigotinėje Aa formoje yra dominuojantys (A) ir recesyviniai (a) aleliai. Gametos, dalyvaujančios formuojant heterozigotą Aa, turi tik vieną alelį: A ir a. Lytinių ląstelių susiliejimą ir heterozigoto susidarymą galima parašyti taip: A x a = Aa. Zigotoje aleliai nesimaišo ir elgiasi kaip nepriklausomi vienetai. Pagal gametų grynumo hipotezę, heterozigotinis individas Aa vienoda tikimybe gamins lytines ląsteles su A genu ir gametas iš genomo, o homozigotiniai individai AA arba aa atitinkamai A ir a gametas.

Taigi heterozigotiniai organizmai gamina lytines ląsteles, kurios skiriasi aleliais, todėl jų palikuonims pastebimas skilimas. Homozigotiniai individai sudaro vieno tipo lytines ląsteles, todėl savaiminio apdulkinimo metu neskyla.

Šiuo metu mitozės tyrimų dėka G. Mendelio pasiūlyta gametų grynumo mejozės hipotezė sulaukė neginčijamo citologinio patvirtinimo.

Dihibridinis kryžminimas. Trečiasis Mendelio dėsnis .

Monohibridinio kryžminimo pagalba G. Mendelis nustatė vieno individualaus požymio paveldėjimo modelius. Natūraliomis sąlygomis individai, kurie skiriasi dar dviem savybėmis, gali kryžmintis. Tokiems sudėtingesniems atvejams yra savi požymių paveldėjimo modeliai.. Atlikęs monohibridinio kryžminimo eksperimentus, Mendelis pradėjo tirti požymių, už kuriuos jau atsakingos dvi alelių poros, paveldėjimą. Visų pirma, mokslininkas stebėjo ne tik žirnių sėklų spalvos paveldėjimą (geltona - A, žalia - a), bet tuo pačiu ir jų paviršiaus pobūdį (lygus - B, raukšlėtas - b). Asmenų, kurie skiriasi dviem alelių poromis, kryžminimas vadinamas dihibridiniu kryžminimu.

Viena alelių pora (Aa) kontroliuoja sėklų spalvą, kita pora (Bb) – jų paviršiaus pobūdį.. Nagrinėjamų eksperimentų serijoje G. Mendelis kryžmino žirnių augalus, viena vertus, su geltona ( A) ir lygias (B) sėklas, kita vertus - su žaliomis (a) ir raukšlėtomis sėklomis (b). Pirmoje kartoje visi hibridai, kaip ir tikėtasi, turėjo lygias geltonas sėklas. Antroje kartoje įvyko savarankiškas simbolių skilimas – pagal gametų grynumo hipotezę aleliniai genai elgiasi kaip nepriklausomi, vientisai vienetai. Gauta: 315 geltonų lygiųjų sėklų (genotipai: AABB, AaBb, AaBB, AABB), 108 - žalios lygiosios sėklos (aaBB, aaBb), 101 - geltonos raukšlėtos (AAbb, Aabb), 32 - žalios raukšlėtos (aabb). ). Apskritai skilimas pagal fenotipą davė 4 individų grupes: su geltonomis lygiosiomis sėklomis - 9, su geltonomis raukšlėtomis sėklomis - 3, su žaliomis lygiomis sėklomis - 3, su žaliomis raukšlėtomis sėklomis - 1. Trumpiau tai galima parašyti kaip 9 AB :3 Ab :3 aB : lab.

Dominavimą nagrinėjamoms savybėms lemia dominuojantys A ir B aleliai, kurių buvimas lemia atitinkamą fenotipą. Dėl šios priežasties skirtingi genotipai gali sukurti tą patį fenotipą. Pavyzdžiui, augalus su geltonomis lygiomis sėklomis (vienas fenotipas) sudaro keturi skirtingi genotipai (homozigotas AABB, heterozigotas abiem alelių poroms AaBB, heterozigotas sėklų spalvai AaBB, heterozigotas sėklos paviršiui AABB). Augalus su žaliomis raukšlėtomis sėklomis galima gauti tik sujungus recesyvinius alelius homozigote (aabb), t.y. tokie augalai visada yra homozigotiniai. Dihibridinio kryžminimo metu gauti kiekybiniai ryšiai tarp fenotipų skaičiaus ir genotipų antroje kartoje galioja alelams, turintiems visišką dominavimą. Esant tarpiniam paveldėjimo pobūdžiui, fenotipų skaičius bus žymiai didesnis. Esant nepilnam abiejų nagrinėjamų savybių dominavimui, fenotipų ir genotipų skaičius yra lygus vienas kitam.

Eksperimentų rezultatai pateikti lentelėje, žinomoje kaip Punneto tinklelis, pavadintas anglų genetiko Reginaldo Punnetto (1875–1967) vardu. Naudojant Punett tinklelį, lengva nustatyti visų rūšių vyriškų ir moteriškų lytinių ląstelių derinius. Išilgai viršutinio ir kairiojo gardelės kraštų nurodomos tėvų gametos, o zigotų genotipai, susidarę susiliejus gametoms, telpa į gardelės ląsteles. Nustatyta, kad dihibridinio kryžminimo metu, taip pat monohibridinio kryžminimo metu kiekviena alelių pora elgiasi nepriklausomai nuo kitos poros.

Trečiasis Mendelio dėsnis arba nepriklausomo požymių derinio (paveldėjimo) dėsnis suformuluotas taip: padalijimas kiekvienai genų porai vyksta nepriklausomai nuo kitos genų poros. Iš to išplaukia, kad kiekviena alternatyvių charakteristikų pora kartų serijoje elgiasi nepriklausomai viena nuo kitos. Tarp antrosios kartos palikuonių atsiranda asmenų su naujais (palyginti su tėvu) savybių deriniais.

Statistinis G. Mendelio dėsnių pobūdis.

Atlikdamas eksperimentus su žirniais monohibridinio kryžminimo metu, G. Mendelis gavo tirto požymio santykį 3,0095: 1,0, t.y. arti teoriškai laukiamo 3:1. Mokslininkas operavo gana dideliais skaičiais (išanalizavo daugiau nei 8 tūkst. sėklų), todėl jo rezultatas buvo artimas apskaičiuotajam. Daugiau ar mažiau tiksliai išpildyti santykį 9:3:3:1 dihibridiniame kryžminant taip pat galima tik išanalizavus didelį kiekį faktinės medžiagos. Visų pirma G. Mendelis gavo santykį 9,84:3,38:3,16:1,0. Tokios analizės rezultatai nerodo Mendelio dėsnių nesilaikymo. Genetikos dėsniai yra statistinio pobūdžio. Iš to išplaukia, kad kuo daugiau medžiagos apie charakteristikų padalijimą bus svarstoma ir analizuojama, tuo tiksliau šie statistiniai modeliai bus įvykdyti.

Kai genai yra lokalizuoti lytinėse chromosomose arba plastidžių, mitochondrijų ir kitų organelių DNR, kryžminimo rezultatai gali neatitikti Mendelio dėsnių.

Mendelis visus savo eksperimentus atliko su dviejų rūšių žirniais, atitinkamai su geltonomis ir žaliomis sėklomis. Sukryžminus šias dvi veisles, visų jų palikuonių sėklos pasirodė geltonos, o šis rezultatas nepriklausė nuo to, kokiai veislei priklauso motininiai ir tėviniai augalai. Patirtis rodo, kad abu tėvai gali vienodai perduoti savo paveldimas savybes savo vaikams.

Tai buvo patvirtinta kitame eksperimente. Mendelis sukryžmino žirnį su raukšlėtomis sėklomis su kita veisle su lygiomis sėklomis. Dėl to palikuonys turėjo lygias sėklas. Kiekviename tokiame eksperimente viena savybė vyrauja prieš kitą. Jis buvo vadinamas dominuojančiu. Būtent tai pasireiškia pirmosios kartos palikuonims. Požymis, kurį slopina dominuojantis bruožas, vadinamas recesyviniu. Šiuolaikinėje literatūroje vartojami kiti pavadinimai: „dominuojantys aleliai“ ir „recesyviniai aleliai“. Požymių priežastys vadinamos genais. Mendelis pasiūlė jas žymėti lotyniškos abėcėlės raidėmis.

Antrasis Mendelio dėsnis arba segregacijos dėsnis

Antroje palikuonių kartoje buvo pastebėti įdomūs paveldimų savybių pasiskirstymo modeliai. Eksperimentams buvo paimtos pirmosios kartos (heterozigotinių individų) sėklos. Žirnių sėklų atveju paaiškėjo, kad 75% visų augalų turėjo geltonas arba lygias sėklas, o 25% - žalias ir raukšlėtas sėklas. Mendelis atliko daugybę eksperimentų ir įsitikino, kad šie santykiai buvo visiškai patenkinti. Recesyviniai aleliai atsiranda tik antroje palikuonių kartoje. Skilimas vyksta santykiu nuo 3 iki 1.

Trečiasis Mendelio dėsnis arba savarankiško simbolių paveldėjimo dėsnis

Mendelis atrado savo trečiąjį dėsnį, tyrinėdamas dvi antrosios kartos žirnių sėkloms būdingas savybes (jų raukšlėjimąsi ir spalvą). Kryžmindamas homozigotinius augalus su geltonais lygiais ir žaliai raukšlėtaisiais, jis atrado nuostabų reiškinį. Tokių tėvų palikuonys susilaukdavo individų, turinčių savybių, kurių ankstesnėse kartose nebuvo pastebėta. Tai buvo augalai su geltonomis raukšlėtomis sėklomis ir žaliomis lygiomis. Paaiškėjo, kad homozigotinio kryžminimo metu stebimas nepriklausomas požymių derinys ir paveldimumas. Derinys atsiranda atsitiktinai. Šiuos požymius lemiantys genai turi būti skirtingose ​​chromosomose.

1 Mendelio dėsnio formuluotė Pirmosios kartos hibridų vienodumo dėsnis arba pirmasis Mendelio dėsnis. Kryžminant du homozigotinius organizmus, priklausančius skirtingoms grynosioms linijoms ir besiskiriančius vienas nuo kito viena alternatyvių požymių pora, visa pirmoji hibridų karta (F1) bus vienoda ir turės vieno iš tėvų bruožą.

2-ojo Mendelio dėsnio formulavimas Segregacijos dėsnis arba antrasis Mendelio Mendelio dėsnis Kai antroje kartoje kryžminami du heterozigotiniai pirmosios kartos palikuonys, segregacija stebima tam tikru skaitiniu santykiu: pagal 3 fenotipą: 1, pagal genotipą 1:2:1.

Mendelio dėsnio 3 formuluotė Nepriklausomo paveldėjimo dėsnis (trečiasis Mendelio dėsnis) Kryžminant du homozigotinius individus, kurie skiriasi vienas nuo kito dviem (ar daugiau) alternatyvių požymių poromis, genai ir juos atitinkančios savybės paveldimos nepriklausomai vienas nuo kito ir susijungia visos galimos kombinacijos (kaip ir su monohibridiniu kryžminiu).(Pirmoji karta po kryžminimo turėjo dominuojantį fenotipą visoms savybėms. Antroje kartoje buvo stebimas fenotipų skilimas pagal formulę 9: 3: 3: 1)

P AA BB aa bb x geltonos, lygios sėklos žalios, raukšlėtos sėklos G (gametos) ABabab F1F1 Aa Bb geltonos, lygios sėklos 100% Mendelio 3-asis dėsnis DIHYBRID KRYŽTIMAS. Eksperimentams motininiu augalu buvo imtasi žirnių su lygiomis geltonomis sėklomis, o tėviniu augalu – žaliomis raukšlėtomis sėklomis. Pirmajame augale abu simboliai buvo dominuojantys (AB), o antrame augale abu buvo recesyviniai (ab

Pirmoji karta po kryžminimo turėjo dominuojantį fenotipą visiems požymiams. (geltonieji ir glotnieji žirneliai) Antroje kartoje buvo pastebėtas fenotipų skilimas pagal formulę 9:3:3:1. 9/16 geltonų lygiųjų žirnelių, 3/16 geltonų raukšlių žirnelių, 3/16 žalių lygiųjų žirnelių, 1/16 žalių raukšlėtų žirnelių.

Užduotis 1. Spanieliuose juoda kailio spalva dominuoja virš kavos, o trumpi plaukai virš ilgų. Medžiotojas nusipirko juodą trumpo plauko šunį ir, norėdamas įsitikinti, kad jis grynaveislis, atliko analitinį kryžminimą. Gimė 4 šuniukai: 2 trumpaplaukiai juodi, 2 trumpaplaukiai kavos. Koks medžiotojo įsigyto šuns genotipas? Dihibridinio kryžminimo problemos.

2 uždavinys. Pomidoruose raudona vaisiaus spalva dominuoja virš geltonos spalvos, o aukštas stiebas virš žemo. Kryžminus veislę su raudonais vaisiais ir aukštu stiebu bei veislę su geltonais vaisiais ir žemu stiebu, antroje kartoje gauti 28 hibridai. Pirmosios kartos hibridai buvo kryžminti tarpusavyje, todėl išauginta 160 antrosios kartos hibridinių augalų. Kiek rūšių gametų gamina pirmosios kartos augalas? Kiek pirmosios kartos augalų turi raudonus vaisius ir aukštą stiebą? Kiek skirtingų genotipų yra tarp antros kartos augalų su raudonais vaisių spalva ir aukštu stiebu? Kiek antrosios kartos augalų turi geltonus vaisius ir aukštą stiebą? Kiek antrosios kartos augalų turi geltonus vaisius ir žemą stiebą?

3 užduotis Žmonėms ruda akių spalva dominuoja prieš mėlyną, o gebėjimas naudotis kairiąja ranka yra recesyvinis, palyginti su dešiniarankiu. Iš žydraakio dešiniarankio santuokos su rudaake kairiaranke gimė mėlynakis, kairiarankis vaikas. Kiek rūšių gametų gamina motina? Kiek rūšių lytinių ląstelių gamina tėvas? Kiek skirtingų genotipų gali būti tarp vaikų? Kiek skirtingų fenotipų gali būti tarp vaikų? Kokia tikimybė šioje šeimoje susilaukti mėlynakio kairiarankio vaiko (%)?

4 užduotis Viščiukų kuokštingumas dominuoja prieš keteros nebuvimą, o juoda plunksnų spalva dominuoja prieš rudą. Sukryžminus heterozigotinę juodąją vištą be keteros su heterozigotiniu rudu skiauterėtu gaidžiu, buvo gauti 48 viščiukai. Kiek rūšių lytinių ląstelių gamina vištiena? Kiek rūšių gametų gamina gaidys? Kiek skirtingų genotipų bus tarp viščiukų? Kiek bus kuokštuotų juodųjų viščiukų? Kiek bus juodų viščiukų be keteros?

5 užduotis Katėms Siamo veislės trumpi plaukai dominuoja persų veislės ilgų plaukų atžvilgiu, o persų veislės juoda kailio spalva dominuoja prieš gelsvą Siamo veislės spalvą. Siamo katės kryžminamas su persų katėmis. Kryžminant hibridus tarpusavyje antroje kartoje, buvo gauti 24 kačiukai. Kiek rūšių gametų susidaro Siamo katėje? Kiek skirtingų genotipų buvo pagaminta antroje kartoje? Kiek skirtingų fenotipų buvo pagaminta antroje kartoje? Kiek antros kartos kačiukų atrodo kaip Siamo katės? Kiek antros kartos kačiukų atrodo kaip persai?

Problemų sprendimas namuose 1 variantas 1) Mėlynaakis dešiniarankis vedė rudaakį dešiniarankį. Jie susilaukė dviejų vaikų – rudaakio kairiarankio ir mėlynakio dešiniarankio. Iš antrosios šio vyro santuokos su kita rudaake dešiniaranke gimė 8 rudaakiai vaikai, visi dešiniarankiai. Kokie yra visų trijų tėvų genotipai? 2) Žmonėms kyšančių ausų genas dominuoja prieš normalių plokščių ausų geną, o ne raudonų plaukų genas dominuoja prieš raudonų plaukų geną. Kokių palikuonių galima tikėtis iš vedybų iš lanksčios ausies raudonplaukio, heterozigotinio pagal pirmąjį požymį, su heterozigotine raudonplauke normaliomis plokščiomis ausimis. 2 variantas 1) Žmonėms šleivapėdystė (R) dominuoja prieš normalią pėdos struktūrą (R), o normali angliavandenių apykaita (O) – prieš diabetą. Moteris su normalia pėdos struktūra ir normalia medžiagų apykaita ištekėjo už klubo pėdos vyro. Iš šios santuokos gimė du vaikai, kurių vienam išsivystė šleivapėdystė, o kitam – cukrinis diabetas. Pagal jų vaikų fenotipą nustatykite tėvų genotipą. Kokie vaikų fenotipai ir genotipai galimi šioje šeimoje? 2) Žmonėms rudų akių genas dominuoja prieš mėlynų akių geną, o gebėjimas naudotis dešine ranka – kairiarankiams. Abi genų poros yra skirtingose ​​chromosomose. Kokie jie gali būti vaikai, jei: tėtis kairiarankis, bet heterozigotinis pagal akių spalvą, o mama mėlynakė, bet heterozigotinė dėl gebėjimo naudotis rankomis.

Išspręskime uždavinius 1. Žmonėms normali angliavandenių apykaita dominuoja prieš recesyvinį geną, atsakingą už diabeto išsivystymą. Sveikų tėvų dukra serga. Nustatykite, ar šioje šeimoje gali gimti sveikas vaikas ir kokia šio įvykio tikimybė? 2. Žmonėse ruda akių spalva dominuoja prieš mėlyną. Gebėjimas geriau naudotis dešine ranka dominuoja prieš kairiarankiškumą; abiejų požymių genai yra skirtingose ​​chromosomose. Rudaakis dešiniarankis išteka už mėlynaakio kairiarankio. Kokių palikuonių reikėtų tikėtis šioje poroje?

Mendelio dėsniai

Iš naujo atradimas Mendelio dėsniai Hugo de Vries Olandijoje, Karlas Korrensas Vokietijoje ir Erichas Čermakas Austrijoje įvyko tik m 1900 metų. Tuo pat metu buvo atidaryti archyvai ir rasti senieji Mendelio darbai.

Tuo metu mokslo pasaulis jau buvo pasirengęs priimti genetika. Prasidėjo jos triumfo žygis. Jie tikrino paveldėjimo dėsnių pagal Mendelį (mendelizaciją) galiojimą vis daugiau naujų augalų ir gyvūnų ir gavo nuolatinį patvirtinimą. Visos taisyklių išimtys greitai išsivystė į naujus bendrosios paveldimumo teorijos reiškinius.

Šiuo metu trys pagrindiniai genetikos dėsniai, Trys Mendelio dėsniai, yra suformuluoti taip.

Pirmasis Mendelio dėsnis. Pirmos kartos hibridų vienodumas. Visos organizmo savybės gali būti dominuojančios arba recesyvinės, kurios priklauso nuo esamo geno alelių. Kiekvienas organizmas turi po du kiekvieno geno alelius (2n chromosomas). Dėl pasireiškimo dominuojantis alelis pasireikšti pakanka vienos jo kopijos recesyvinis- Mums reikia dviejų iš karto. Taigi, genotipai AA Ir Ahh žirniai gamina raudonus žiedus ir tik genotipą ahh suteikia baltos spalvos. Taigi, kai sukryžiuojame raudonuosius žirnelius su baltais žirneliais:

AA x aa Aa

Dėl kryžminimo gauname visus pirmos kartos palikuonis raudonais žiedais. Tačiau ne viskas taip paprasta. Kai kurie genai kai kuriuose organizmuose gali būti ne dominuojantys ar recesyviniai, bet kodominuojantis. Dėl tokio kryžminimo, pavyzdžiui, petunijoje ir kosmose, gausime visą pirmąją kartą su rausvomis gėlėmis - tarpiniu raudonųjų ir baltųjų alelių pasireiškimu.

Antrasis Mendelio dėsnis. Antrosios kartos simbolių padalijimas santykiu 3:1. Kai pirmosios kartos heterozigotiniai hibridai, turintys dominuojančius ir recesyvinius alelius, apsidulkina, antroje kartoje charakteriai pasiskirsto santykiu 3:1.

Mendelio kryžiai gali būti pavaizduoti šioje diagramoje:

P: AA x aa F1: Aa x Aa F2: AA + Aa + Aa + aa

Tai yra, vienas F 2 augalas turi homozigotinį dominuojantį genotipą, du turi heterozigotinį genotipą (bet dominuojantis alelis atsiranda fenotipe!), o vienas augalas yra homozigotinis recesyviniam aleliui. Tai lemia fenotipinį bruožo padalijimą santykiu 3:1, nors genotipinis skilimas iš tikrųjų yra 1:2:1. Kodominantinio požymio atveju toks skilimas pastebimas, pavyzdžiui, petunijos žiedų spalvoje: vienas augalas raudonais žiedais, du rausvais ir vienas baltais.

Trečiasis Mendelio dėsnis. Įvairių savybių savarankiško paveldėjimo dėsnis

Dihibridiniam kryžminimui Mendelis paėmė homozigotinius žirnių augalus, kurie skyrėsi dviem genais – sėklos spalva (geltona, žalia) ir sėklos forma (lygi, raukšlėta). Dominuojančios savybės – geltona spalva (aš) ir lygi forma (R) sėklos Kiekvienas augalas gamina vieną lytinių ląstelių atmainą pagal ištirtus alelius. Kai gametos susilieja, visi palikuonys bus vienodi: II Rr.

Kai lytinės ląstelės susidaro hibride, iš kiekvienos alelinių genų poros į gametą patenka tik viena, o dėl tėvo ir motinos chromosomų išsiskyrimo atsitiktinumo pirmame mejozės dalijimosi genas. aš gali patekti į tą pačią gametą su genu R arba su genu r. Taip pat genas i gali būti toje pačioje gametoje su genu R arba su genu r. Todėl hibridas gamina keturių tipų gametas: IR, Ir, iR, ir. Apvaisinimo metu kiekviena iš keturių vieno organizmo lytinių ląstelių tipų atsitiktinai susiduria su bet kuria iš kito organizmo gametų. Visi galimi vyriškų ir moteriškų lytinių ląstelių deriniai gali būti lengvai nustatyti naudojant Punett grotelės, kuriame vieno iš tėvų gametos išrašomos horizontaliai, o kito tėvo – vertikaliai. Į kvadratus įrašomi zigotų genotipai, susidarę lytinių ląstelių susiliejimo metu.

Nesunku suskaičiuoti, kad pagal fenotipą palikuonys skirstomi į 4 grupes: 9 geltoni lygūs, 3 geltonai raukšlėti, 3 žali lygūs, 1 geltonai raukšlėta, tai yra, skilimo santykis yra 9:3:3:1. Pastebėjus. Jei atsižvelgsime į padalijimo rezultatus kiekvienai simbolių porai atskirai, paaiškės, kad geltonų sėklų skaičiaus ir žalių ir lygių sėklų ir raukšlėtųjų santykis kiekvienai porai yra lygus 3. :1. Taigi, naudojant dihibridinį kryžminimą, kiekviena simbolių pora, suskilusi į palikuonis, elgiasi taip pat, kaip ir monohibridinio kryžminimo atveju, t.y. nepriklausomai nuo kitos simbolių poros.

Apvaisinimo metu lytinės ląstelės sujungiamos pagal atsitiktinių derinių taisykles, tačiau kiekvienam vienoda tikimybe. Susidariusiuose zigotuose susidaro įvairios genų kombinacijos.

Nepriklausomas genų pasiskirstymas palikuonyje ir įvairių šių genų kombinacijų atsiradimas dihibridinio kryžminimo metu galimas tik tuo atveju, jei alelinių genų poros yra skirtingose ​​homologinių chromosomų porose.

Taigi trečiasis Mendelio dėsnis suformuluotas taip: Kryžminant du homozigotinius individus, kurie skiriasi vienas nuo kito dviem ar daugiau alternatyvių požymių porų, genai ir juos atitinkantys požymiai paveldimi nepriklausomai vienas nuo kito.

Recesinis skrido. Mendelis gavo identiškus skaitinius santykius suskaidydamas daugelio požymių porų alelius. Tai visų pirma reiškė vienodą visų genotipų individų išgyvenimą, tačiau taip gali nebūti. Taip atsitinka kurio nors požymio homozigotas neišgyvena. Pavyzdžiui, pelių geltona spalva gali atsirasti dėl Aguti geltonos spalvos heterozigotiškumo. Kryžminant tokius heterozigotus tarpusavyje, būtų galima tikėtis šio požymio segregacijos santykiu 3:1. Tačiau pastebimas skilimas 2:1, tai yra, nuo 2 geltonų iki 1 balto (recesyvinis homozigotas).

A y a x A y a 1aa + 2A y a + 1A y A y -- paskutinis genotipas neišgyvena.

Įrodyta, kad dominuojantis (pagal spalvą) homozigotas neišgyvena net embriono stadijoje. Šis alelis yra vienu metu recesyvinis letališkumas(ty recesyvinė mutacija, sukelianti organizmo mirtį).

Pusiau skrendantis. Mendelio segregacijos sutrikimas dažnai atsiranda dėl kai kurių genų pusiau skraidantis-- lytinių ląstelių ar zigotų, turinčių tokius alelius, gyvybingumas sumažėja 10-50%, todėl pažeidžiamas skilimas santykiu 3:1.

Išorinės aplinkos įtaka. Kai kurių genų ekspresija gali labai priklausyti nuo aplinkos sąlygų. Pavyzdžiui, kai kurie aleliai fenotipiškai atsiranda tik tam tikroje temperatūroje tam tikroje organizmo vystymosi fazėje. Tai taip pat gali sukelti Mendelio segregacijos pažeidimus.

Modifikaciniai genai ir poligenai. Išskyrus pagrindinis genas, kuris kontroliuoja šį požymį, genotipe gali būti dar keletas modifikuojančių genų, modifikuojanti pagrindinio geno ekspresiją. Kai kuriuos požymius gali nulemti ne vienas genas, o visas genų kompleksas, kurių kiekvienas prisideda prie bruožo pasireiškimo. Šis ženklas paprastai vadinamas poligeninis. Visa tai taip pat sutrikdo padalijimą santykiu 3:1.

paveldimumas hibridinis kryžminis mendel

1. Užbaikite sakinius.
1. Hibridizacijos, kaip genetinių tyrimų metodo, esmė slypi tamekerta du organizmus.
2. Hibridizacija, kai tiriamas tik vieno požymio paveldėjimas, vadinama monohibridiniu kryžminiu.

2. Kaip vadinasi požymis, atsirandantis pirmosios kartos hibriduose kertant grynąsias linijas. Pateikite tokių savybių pavyzdžių iš Mendelio eksperimentų su žirniais rezultatų.
Dominuojantis bruožas. Pavyzdžiui, kryžminant žirnius su geltonomis ir žaliomis sėklomis, pirmosios kartos hibridai taip pat turės geltonas sėklas, tai yra, geltonos sėklos yra dominuojantis požymis.

3. Apibrėžkite homozigotinius ir heterozigotinius organizmus.
Homozigotiniai organizmai yra organizmai, kurių homologinėse chromosomose yra dvi identiškos tam tikro geno kopijos.
Heterozigotiniai organizmai yra organizmai, kurių homologinėse chromosomose yra dvi skirtingos tam tikro geno formos (skirtingi aleliai).

4. Pateikite pirmojo Mendelio dėsnio formuluotę.
Pirmasis Mendelio dėsnis (dominavimo dėsnis, arba pirmosios kartos hibridų vienodumo dėsnis) – kertant du homozigotinius organizmus, priklausančius skirtingoms grynosioms linijoms ir besiskiriančius vienas nuo kito viena alternatyvių požymio apraiškų pora, visa pirmoji karta hibridų (F1) bus vienodi ir turės vieno iš tėvų bruožo apraišką.

5. Užpildykite schemą, iliustruojančią pirmąjį Mendelio dėsnį, naudodami charakteristikų žymėjimą raidėmis.

6. Atskleiskite nepilno dominavimo fenomeno esmę.
Pateikite pavyzdžių.
Neužbaigtas dominavimas – heterozigotų charakteristikos yra tarpinės tarp recesyvinių ir dominuojančių homozigotų. Pavyzdžiai: kryžminant grynas snapučių linijas su violetiniais ir baltais žiedais, pirmosios kartos individai turi rožinius žiedus.

7. Užbaikite sakinį.
Segregacija yra reiškinys, kai heterozigotinių individų kryžminimas lemia palikuonių formavimąsi, kai kurie iš jų turi dominuojantį požymį, o kiti - recesyvinį.

8. Pateikite antrojo Mendelio dėsnio formuluotę.
Antrasis Mendelio dėsnis (segregacijos dėsnis) – kai kryžminami du heterozigotiniai pirmosios kartos palikuonys, antroje kartoje stebima segregacija tam tikru skaitiniu santykiu: pagal fenotipą 3:1, pagal genotipą 1:2:1. .

9. Atsakykite, kokio tipo dominavimo atveju yra fenotipo ir genotipo skilimo sutapimas antros kartos hibriduose, su sąlyga, kad kertamos grynos linijos.
Priklausomai nuo visiško dominavimo.

10. Pateikite lytinių ląstelių grynumo dėsnio formuluotę.
Lytinių ląstelių grynumo dėsnis: kiekvienoje gametoje yra tik vienas alelis iš tam tikro pirminio individo geno alelių poros.

11. Apibrėžkite dihibridinį kryžminimą.
Dihibridinis kryžius – tai organizmų, kurie skiriasi dviem alternatyvių simbolių poromis, pavyzdžiui, gėlių spalva (balta arba spalvota) ir sėklos forma (lygi arba raukšlėta), kryžminimas.

12. Pateikite trečiojo Mendelio dėsnio formuluotę.
Trečiasis Mendelio dėsnis (nepriklausomo paveldėjimo dėsnis) – sukryžminus du individus, kurie skiriasi vienas nuo kito dviem (ar daugiau) alternatyvių požymių poromis, genai ir juos atitinkantys bruožai paveldimi nepriklausomai vienas nuo kito ir derinami visomis įmanomomis kombinacijomis (kaip monohibridiniame kryžme).

13. Parašykite žirnių augalų kryžminimo naudojant Punneto tinklelį rezultatus. Aiškiai parodykite (pavyzdžiui, naudodami spalvotus pieštukus), kad palikuonių fenotipinė segregacija yra 9:3:3:1.
A – raudonos gėlės
a – baltos gėlės
B – ilgi stiebai
c – trumpi stiebai
P genotipas: AaBv × AaBv
Fenotipas: raudonas ilgas × raudonas ilgas

14. Naudodamiesi 13 užduoties rezultatais, parodykite, kad atliekant dihibridinį kryžminimą, kiekviena požymių pora palikuonyje suskaidoma santykiu 3:1, kaip ir monohibridinio kryžminimo atveju, t.y. paveldima nepriklausomai nuo kitų požymių poros. Užpildykite lentelę.

15. Užpildykite pareiškimą.
Trečiasis Mendelio dėsnis pagrįstai gali būti vadinamas nepriklausomo paveldėjimo dėsniu.

16. Užbaikite sakinius.
1. Genetinis metodas, naudojamas atsakyti į klausimą, ar konkretus organizmas, turintis dominuojantį fenotipą, yra homozigotinis ar heterozigotinis, vadinamas bandomuoju kryžminimu.
2. Šiuo atveju tiriamas organizmas kryžminamas su organizmu, kurio genotipas yra homozigotinis recesyviniam aleliui ir turi recesyvinį fenotipą.
3. Jei tiriamas organizmas yra homozigotinis, tai palikuonys iš šio kryžiaus bus vienodi ir atsiskyrimas neįvyks.
4. Jei tiriamas organizmas yra heterozigotinis, tai įvyks 1:1 fenotipo skilimas.

17. Paaiškinkite, kodėl, atlikdami genetinius tyrimus, G. Mendelis ir kiti mokslininkai naudojo daug organizmų ir daug kartų kartojo savo eksperimentus.
Mendelis ir kiti mokslininkai duomenims analizuoti naudojo tikslius kiekybinius metodus. Remiantis tikimybių teorijos žiniomis, norint pašalinti atsitiktinių nuokrypių vaidmenį, reikėjo išanalizuoti daugybę perėjimų.