Закономерности наследования признаков.

Закономерности наследования признаков.

Гибридологический метод. Метод изучения закономерностей наследования был разработан Грегором Менделем в 1865 году. На протяжении столетий предшественники Менделя изучали наследование совокупности всех признаков у гибридов потомства. Г. Мендель положил в основу изучения наследования новые принципы. Первая особенность метода Менделя состояла в получении в течение нескольких поколений константных форм, которые он в дальнейшем подвергал скрещиванию Второй особенностью метода Менделя являлся анализ наследования отдельных пар признаков в потомстве скрещиваемых растений одного вида, отличающихся по одной, двум и трем парам альтернативных признаков, например цветы пурпурные и белые, форма семян гладкая и морщинистая. В каждом поколении велся учет отдельно по каждой такой паре альтернативных признаков. Третья особенность этого метода заключалась в использовании количественного учета гибридных растений, различающихся по отдельным парам альтернативных признаков. Перечисленные простые приемы исследования составили принципиально новый гибридологический метод изучения наследования.

Совокупность генетических методов изучения наследования называют генетическим анализом. Признак – это отдельное качество, по которому можно отличать один организм от другого (голубоглазый или кареглазый, брюнет, блондин, высокий или низкий и т. д. ). Правила записи скрещивания. Для генетического анализа наследования определенных признаков, необходимо производить скрещивание двух особей разных полов. Скрещивание обозначают в генетике знаком умножения (X). При написании схемы скрещивания принято на первом месте ставить женский пол. Родительские организмы, взятые для скрещивания, обозначаются латинской буквой P. Потомство от скрещивания двух особей с различными признаками называют гибридным, а отдельную особь – гибридом. Гибридное поколение обозначают для краткости буквой F с цифровым индексом.

Наследование при моногибридном скрещивании. Моногибридным называют такое скрещивание, в котором родительские формы различаются по одной паре альтернативных признаков. Например, отцовское растение имеет пурпурные цветки, а материнское – былые, или наоборот. Доминирование. Рассмотрим результаты моногибридного скрещивания на примере наследования окраски цветка у гороха, на котором и произвел Мендель свои классические опыты. Если материнское растение имело пурпурные цветки, а отцовское – белые, то цветки всех гибридных растений F 1, оказываются пурпурными, белая окраска цветков не проявляется. Следовательно, у гибрида F 1 из пары родительских альтернативных признаков развивается только один, второй признак не проявляется. Явление преобладания у гибрида первого поколения признака одного из родителей Мендель назвал доминированием. Признак, проявляющийся у гибрида и подавляющий развитие другого альтернативного признака, был назван доминантным, подавляемый – рецессивным. Это явление оказалось универсальным для растений, животных и человека и потому было возведено в ранг правила доминирования. Поскольку все гибриды первого поколения одинаковы, единообразны, это явление стали называть первым законом Менделя или законом единообразия гибридов первого

Закон расщепления. Если гибриду первого поколения представляется возможность самоопыляться, то в следующем поколении, т. е. в F 2, появляются растения с признаками обоих родителей – с пурпурными и белыми цветками. Эта закономерность появления во втором поколении признаков родительских организмов (доминантных и рецессивных), носит название расщепления. Расщепление оказывается не случайным, оно подчиняется определенным количественным закономерностям, а именно в среднем ¾ от общего числа растений несут пурпурные цветы и лишь ¼ - былые. Отношение числа растений с доминантным признаком к числу растений с рецессивным признаком оказывается равным 3: 1. Следовательно, рецессивный признак у гибрида первого поколения не исчез, а был только подавлен и проявился во втором поколении. Расщепление в F 2 в определенном количественном соотношении доминантных и рецессивных признаков было названо законом расщепления или вторым законом Менделя.

Генотип и фенотип. Внешнее проявление признака, или, совокупность свойств и признаков организма, называют фенотипом. Совокупность наследственных задатков, которые определяют развитие признаков, называют генотипом. Организмы, имеющие одинаковые аллели одного гена, например обе доминантные (АА) или обе рецессивные ( аа ) называют гомозиготными или гомозиготами. Организмы, имеющие разные аллели одного гена – одну доминантную, а другую рецессивную ( Аа ), называют гетерозиготными или гетерозиготами.

Множественный аллелизм. Число аллелей одного и того же гена обычно равно двум (А и а, В и в, С и с и т. д. ). В действительности картина аллельного разнообразия гораздо богаче. Оставим гены, которые обладают только одним аллелем, и обратимся к таким генам, где число аллелей велико. Ряд мутаций одного гена называют серией аллелей. Ее следует рассматривать как мутационный процесс. Явление множественного аллелизма не нарушает Менделевские закономерности. Известно, что любой диплоидный организм может обладать только двумя аллелями А/а а/а. Во многих сериях на основе детального генетического анализа удается определить порядок доминирования аллелей, например А*>A>a>a* и т. д. Члены одной серии множественных аллелей действуют на один общий признак, но каждый аллель может иметь и свои особенности в действии на другие признаки.

Закон гомологичных рядов. Российский ученый, биолог Н. И. Вавилов изучал мутационную изменчивость у культурных растений. Мутационный процесс у генетически близких родов и видов протекает параллельно. В результате этого у разных форм возникают сходные мутации, которые Н. И. Вавилов назвал гомологическими рядами наследственной изменчивости. Генетически близкородственные виды и роды он расположил в определенном порядке в соответствии с вариантами изменчивости: Где, g 1, g 2, g 3 – генетически родственные виды; a 1, b 1, c 1, a 2, b 2, c 2, a 3, b 3, c 3 –варьирующие признаки. Это позволило ему обнаружить закономерность: близкородственные виды и роды благодаря большому сходству их генотипов обладают сходной наследственной изменчивостью. Это явление известно, как закон гомологических рядов в наследственной изменчивости.

Формулировка: Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости. Целые семейства растений в общем характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство. Подтверждением существования гомологических рядов наследственной изменчивости может послужить сходство основных локусов, определяющих окраску шерсти у млекопитающих. У многих видов млекопитающих, например, удалось установить существование гена С и рецессивного аллеля с, вызывающего в гомозиготном состоянии альбинизм, т. е. полное отсутствие пигментации.