Законы Менделя Во-первых Мендель решил

Законы Менделя

• Во-первых, Мендель решил изучить наследование отдельных признаков. • Во-вторых, Мендель сумел провести трудоемкий эксперимент. Очень важный этап в постановке эксперимента - выбор подходящего объекта. • Выбор гороха был не случаен. Горох легко выращивать, у него имеется много сортов, потомство от скрещивания которых хорошо размножается. Из 34 сортов гороха, бывших в его распоряжении, Мендель выбрал 22 сорта, четко отличающихся по каким-либо признакам. Мендель работал с чистыми линиями гороха, разработав и применив на нем метод перекрестного опыления. Ученым было тщательно исследовано свыше 10000 растений и десятки тысяч семян, у которых изучались особенности наследования семи разных признаков.

• В-третьих, Мендель использовал точные количественные методы при анализе своих экспериментальных данных, что и позволило ему получить результаты, на основании которых он открыл законы наследственности. Зная теорию вероятностей (Мендель прямо пишет о ней в своей работе), он делает вывод о необходимости анализа большого числа объектов для устранения случайных отклонений. Именно с этим выводом и связан анализ столь большого числа растений.

аа аа а а аа Чистая линия аа Единообразие F 1

АА АА А генотип А АА фенотип АА Единообразие F 1 Чистая линия

Альтернативные признаки

Признак Доминантный вариант признака Рецессивный вариант признака Форма семян Гладкая Морщинистая Окраска семян Желтые семена Зеленые семена Окраска цветка Красные цветки Белые цветки Положение цветков Пазушные цветки Верхушечные цветки Длина стебля Длинные стебли Короткие стебли Форма боба Простые бобы Бобы с перетяжками Окраска боба Зеленые бобы Желтые бобы

Генетические символы • • • Р - родители ♀ женская особь ♂ - мужская особь G - гаметы F 1, F 2 - потомство первого, второго поколения АА - доминантная гомозигота аа - рецессивная гомозигота Аа - гетерозигота А, В, С - доминантный признак а, b, c - рецессивный признак А - обозначение доминантной гаметы • a - обозначение рецессивной гаметы • Х - знак скрещивания • ---- линия брака А а

Первый год исследования Менделя

доминантный признак Р. АА рецессивный признак Х аа А генотип а Аа фенотип Аа Единообразие F 1

Закон единообразия гибридов первого поколения: при скрещивании двух гомозиготных организмов, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков, все первое поколение гибридов F 1 окажется единообразным и будет нести признак одного родителя.

ПЕРВЫЙ ЗАКОН МЕНДЕЛЯ Дано: Решение: А – желтые семена Р: ♀АА х ♂аа А а а– зеленые семена G А а Найти: F 1 - ? ♂ аа ♀ АА Аа

Второй год исследования Менделя

F 2 Аа А генотип фенотип а 1 АА 1 Аа Аа А 1 Аа а 1 аа

Закон расщепления: в потомстве, полученном Закон расщепления: при скрещивании двух гетерозиготных от скрещивания гибридов первого поколения между собой наблюдается явления расщепления: четверть особей из гибридов второго поколения несет во втором поколении наблюдается рецессивный признак, три четверти- генотипу расщепление по фенотипу 3: 1, по доминантный признак 1: 2: 1

Условия выполнения закона расщепления при моногибридном скрещивании Расщепление 3 : 1 по фенотипу и 1 : 2 : 1 по генотипу выполняется приближенно и лишь при следующих условиях: 1. Изучается большое число скрещиваний (большое число потомков). 2. Гаметы, содержащие аллели А и а, образуются в равном числе (обладают равной жизнеспособностью). 3. Нет избирательного оплодотворения: гаметы, содержащие любой аллель, сливаются друг с другом с равной вероятностью. 4. Зиготы (зародыши) с разными генотипами одинаково жизнеспособны.

Анализирующее скрещивание на основе выводов Менделя

Аа А генотип фенотип аа а а Аа Аа аа аа

Дигибридное скрещивание При моногибридном скрещивании анализировались особи, различавшиеся только по одному признаку. В дальнейшем Мендель перешёл к изучению дигибридного скрещивания - анализу двух альтернативных признаков (например, жёлтые и зелёные семена, морщинистые и гладкие семена).

♂ ♀ --- AABB Р aabb AB ab Aa. Bb F 1 Р ♂ --- ♀ Aa. Bb Гаметы (G) AB Ab a. B ab

♂ ♀ AB Ab a. B AB AABb Ab a. B ab AABb Aa. BB Aa. Bb Aabb AAbb Aa. BB Aa. Bb aa. BB aa. Bb Aabb aa. Bb aabb ab

Второе поколение В результате, во втором поколении могли получиться особи с семенами четырёх типов: жёлтые (А) и гладкие (В), жёлтые и морщинистые (b), зелёные (а) и гладкие, зелёные и морщинистые. Схему дигибридного скрещивания удобно записывать в специальной таблице решётке Пеннета

Таким образом, вероятности сочетания аллелей в генотипе равны: гладкие и жёлтые – 9/16; гладкие и зелёные – 3/16; морщинистые и жёлтые – 3/16; морщинистые и зелёные – 1/16; Соотношение разных фенотипов во втором поколении составило примерно 9 : 3 : 1. При этом для каждой пары признаков приближённо выполнялось соотношение 3 : 1. На основании этого Мендель вывел закон независимого наследования (III закон Менделя).

Закон независимого распределения признаков: при скрещивании двух гомозиготных организмов, отличающихся друг от друга по двум( и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются в последующих поколениях независимо друг от друга в соотношении 3: 1 и комбинируются во всех возможных сочетаниях.

Условия выполнения закона независимого наследования Расположение генов, отвечающих за изучаемые признаки, в разных парах хромосом (несцепленность генов).

Задача У арбуза зеленая окраска плодов доминирует над полосатой. Определите окраску плодов арбузов, полученных от скрещивания растений, имеющих генотипы аа и Аа. Аа аа

Решение Дано: S — зеленая окраска s — полосатая Фенотип F 1 -? ♀ ss Р полосатый Г. (G) F 1 s Ss х ♂ Ss зеленый S s ss По генотипу 1 Ss: 1 ss По фенотипу 1 зеленая окраска: 1 полосатая Ответ: в F 1 1/2 растений (50%) будет с зеленой окраской плодов и 1/2 (50%) – с полосатой окраской.

Р. ♀ Красный круглый ААВВ Х ♂ аавв Желтый овальный

Схема скрещивания Дано: А-красные томаты а- желтые томаты В –округлые в - овальные Р ♀ ААВВ G. Фенотип F 1 - ? х АВ ав F 1 Красный круглый Генотип F 1 - ? Фенотип F 2 - ? Генотип F 2 - ? Генотип G. АВ G. = 2 n n- число гетерозигот в генотипе Аа. Вв Ав ♂ аавв а. В ав

F 1 ♀ Аа. Вв Красный круглый Х ♂ Аа. Вв Красный круглый

♀ Аа. Вв F 1 G. АВ Ав а. В ав ♂ Аа. Вв х АВ Ав а. В ав

Решетка Пеннета Гаметы ♀ ♂ АВ Ав ААВВ ААВв а. В Аа. ВВ ав Аа. Вв АВ ААВв ААвв Аа. Вв Аавв Аа. ВВ Аа. Вв аа. ВВ аа. Вв Ав а. В ав Аа. Вв Аавв аа. Вв аавв

Расщепление по фенотипу 9 12 4 3 12 по цвету 3 4 по форме 1

По генотипу 1 ААВВ: 2 ААВв: 1 Аавв: 2 Аа. ВВ: 4 Аа. Вв: 2 Аавв: 1 аа. ВВ: 2 аа. Вв: 1 аавв

Задача. У тыквы желтая окраска плодов А доминирует над белой а, а дисковидная форма плодов В - над сферической. Скрещиваются растения, имеющие генотипы ААВв и Аавв. Определите вероятность появления растения с белыми сферическими плодами.

Запись решения Дано: А-желтая а -белая В –дисковид. n – сферич. Р- ♀- ААВв ♂- Аавв Вероятность белых сферич. плодов в F 1. - ? ♀ ААВв Р желтые диск. Г F 1 АВ 1 ААВв Фенотип ♂ Аавв желтые, сферич. Ав Ав 1 Аа. Вв 1 ААвв жел. , диск. Генотип х жел. сфер. 1: 1: 1: 1 1 желт диск : 1 желт сфер 50% Ответ: вероятность появления растений с белыми сферическими плодами равна 0%. 50% ав 1 Аавв жел. сфер.