Расщепление по каждой паре признаков идет независимо от других пар признаков если гены ответственные
Обновлено: 02.07.2024
Позволяет установить гомозиготен и гетерозиготен организм, имеющий доминантный фенотип по исследуемому гену.
Для этого скрещивают особь с неизвестным генотипом и организм гомозиготным по рецессивному аллелю изучаемого гена.
Если доминантная особь с неизвестным генотипом, гомозиготна, потомство от такого скрещивания будет единообразным и расщепления не произойдет.
Если особь с неизвестным генотипом гетерозиготна то будет наблюдаться расщепление 1:1.
Р : ♀ АА х ♂аа Р: ♀Аа х ♂аа
Расщепления нет Расщепление 1:1
При дигибридном скрещивании:
Р: ♀ААВВ х ♂аавв Р : ♀АаВв х ♂аавв
Gр АВ ав Gp : АВ ав
F1 АаВв F1 : АаВв : Аавв : ааВв : аавв
Расщепления нет Расщепление 1 : 1 : 1 : 1
Вопросы самоконтроля
1.Какое скрещивание называется дигибридным?
2.Какое расщепление наблюдается при дигибридном скрещивании?
3.Каково условия получения расщепления 9:3:3:1?
4.Для чего применяют анализирующее скрещивание?
5.Какое наследование называется неполным доминированием?
6.О чем гласит 3 - закон Менделя, закон независимого распределения генов?
7.Если при анализирующем скрещивании будет наблюдаться расщепление 1:1, что можно сказать о генотипе родительской особи?
1.Прочитайте ниже изложенный учебный материал.
2.Проанализируйте таблицы из приложения
3.Ответьте на вопросы самоконтроля.
Механизм определения пола.
Пол - это совокупность самых разнообразных признаков организма, обеспечивающих его участие в половом размножении.
Пол определяется в момент слияния гамет и образования зиготы.
Хромосомный набор самцов и самок у большинства раздельнополых организмов неодинаков.
Хромосомы, по которым мужской и женский пол отличаются друг от друга, называют половыми или гетерохромосомами.
Хромосомы одинаковые и у обоих полов называют аутосомами.
Т.о. в кариотипе человека содержатся 22 пары аутосом и 1 пара половых хромосом.
Половые хромосомы у женщин одинаковы, их называют Х – хромосомами.
У мужчин имеется Х – хромосома и Y – хромосома.
При созревании половых клеток в результате мейоза гаметы получают гаплоидный набор хромосом. При этом все яйцеклетки имеют по 1 X - хромосоме.
Пол, который образуют гаметы одинаковые по половой хромосоме называют гомогаметным и обозначается ХХ.
При сперматогенезе получаются гаметы двух сортов: половина несет Х – хромосому, половина Y – хромосому.
Пол, который формирует гаметы неодинаковые по половой хромосоме, называют гетерогометным и обозначают XY.
Механизм определения пола.
При оплодотворении возможные две комбинации.
Яйцеклетка с равной вероятностью может быть оплодотворена спермией с Х или Y-хромосомой. В первом случае из оплодотворенного яйца разовьется самка, а во втором самец.
Пол организма определяется в момент оплодотворения и зависит от хромосомного набора зиготы.
У некоторых раздельнополых организмов (например, насекомых). Y – хромосома вообще отсутствует. В этих случаях у самца оказывается на одну хромосому меньше: вместо X и Y – хромосом у него имеется одна X – хромосома. Тогда при образовании мужских галет в процессе мейоза Х – хромосома не имеет партнера для конъюгации и отходит в одну из клеток. В результате половина всех сперматозоидов имеет Х – хромосому, а другая её половина лишена её. При оплодотворении яйца спермием с Х – хромосомой получается комплекс с 2-мя Х – хромосомами и из такого яйца развивается самка. Если яйцеклетка будет оплодотворена спермием без Х – хромосомы, то разовьется организм с одной Х – хромосомой (полученной через яйцеклетку от самки), который будет самцом.
Во всех рассмотренных выше примерах развиваются спермии двух категорий: либо с Х и Y хромосомами (дрозофила, человек), либо половина спермиев несет Х – хромосому, а с другой совсем лишена половой хромосомы. Яйцеклетки в отношении половых хромосом все одинаковы. Во всех этих случаях мы имеем мужскую гетерогаметность. Женский пол гомогаметен.
Наряду с этим в природе встречается и другой тип определения пола, характеризующийся женской гетерогаметностью.
Здесь имеют место отношения, обратные только что рассмотренным. Разные половые хромосомы или только одна Х – хромосома свойственны женскому полу. Мужской пол обладает парой одинаковых Х – хромосом. Очевидно, в этих случаях будет иметь место женская гетерогаметность.
Женская гетерогаметность имеет место у некоторых насекомых, например у бабочек. Среди позвоночных животных она характерна для птиц (кариотип петуха ХХ, у курицы XY) и пресмыкающиеся.
Сцепленное с полом наследование.
Гетерогаметный пол ( у человека мужской пол) получает Х – хромосомы только от гомогаметного пола, и она присутствует у него в единственном числе.
Например, все мужчины имеют только материнскую Х – хромосому, тогда как женщины получают по одной Х – хромосоме и от отца и от матери.
Очевидно, в отношении генов, локализующихся в Х- хромосомах , наследование будет осуществляться несколько иначе , чем в отношении генов, локализованных в аутосомах.
Наследование признаков , гены которых находятся в X или Y – хромосомах называют наследованием, сцепленным с полом.
В отличии от генов, локализованных в аутосомах, при сцеплении с полом может проявиться и рецессивный ген, имеющийся в генотипе в единственном числе. Это происходит в тех случаях, когда рецессивный ген, сцепленный с Х – хромосомой, попадает в гетерогаметный организм.
При кариотипе XY рецессивный ген в Х – хромосоме проявится фонетически, поскольку Y – хромосома негомологичная Х – хромосоме и не содержит доминантной аллели.
Х – хромосома человека содержит ген, определяющий свертываемость крови (Н). Его рецессивная аллель (h) вызывает тяжелое заболевание - гемофилию. В эти же хромосоме находятся гены обусловливающее слепоту к красному и зеленому цвету (дальтонизм), форму и размер зубов.
Человеку свойственно тяжелое наследственное заболевание – гемофилия, одним из проявлений которого является несвертываемость крови.
Болеют гемофилией почти исключительно мужчины. Гемофилия возникла как рецессивное наследственное изменение в Х – хромосоме. Обычно носителями гемофилии является совершенно здоровые (по фенотипу) женщины, одна из Х – хромосом которых несет ген гемофилии. Однако фенотипически он не проявляется в присутствии аллельного ему доминантного гена, обусловливающего нормальную свертываемость крови. Такая женщина – носительница передает гемофилию половине своих сыновей. У тех из них, к кому попадает Х – хромосома, несущая рецессивный ген гемофилии, эта болезнь проявится фенотически, т.к. нет второй Х – хромосомы несущей нормальный доминантный аллельный ген.
Вероятность заболевания гемофилией женщины ничтожно мала. Это может произойти в случае брака гетерозиготной по гемофилии женщины с больным гемофилией мужчиной.
Чем отличаются условия и результаты дигибридного скрещивания от моногибридного скрещивания?
Дигибридное скрещивание. После выявления закономерностей наследования одной пары альтернативных признаков (при моногибридном скрещивании) Г. Мендель приступил к скрещиванию форм, различающихся по двум парам признаков, т. е. к дигибридному скрещиванию, для которого использовал растения гороха, различающиеся по форме и окраске семян. Он скрещивал между собой гомозиготные (чистосортные) растения с гладкими желтыми семенами и чистосортные растения с морщинистыми зелеными семенами. У всех гибридов первого поколения семена были гладкими и желтыми, следовательно, проявилось правило единообразия гибридов первого поколения (рис. 56).
Рис. 56. Схема дигибридного скрещивания, отражающая закон независимого комбинирования
Затем Г. Мендель провел скрещивание особей первого поколения, гетерозиготных по двум парам альтернативных признаков – по форме и окраске семян. В результате такого скрещивания во втором поколении гибридов (F2) было обнаружено расщепление. Мендель подсчитал, что желтых гладких семян оказалось 315, желтых морщинистых – 101, зеленых гладких – 108, зеленых морщинистых – 32. Проанализировав характер расщепления, Мендель сделал вывод, что при скрещивании особей, гетерозиготных по двум признакам, т. е. дигетерозиготных гибридов первого поколения, в F2 проявляется расщепление в отношении 9 : 3 : 3 : 1. Девять частей приходится на желтые гладкие семена, три части – на желтые морщинистые, три – на зеленые гладкие и одна часть – на зеленые морщинистые. Г. Мендель обратил внимание на то, что в F2 появились не только признаки исходных форм, но и новые комбинации: желтые морщинистые и зеленые гладкие.
Мендель сделал вывод, что форма семян наследуется независимо от окраски. Объяснение этого заключается в том, что каждая пара аллельных генов распределяется у гибридов независимо друг от друга, т. е. аллели из различных пар могут комбинироваться в любых сочетаниях (рис. 57). В нашем примере у дигетерозиготной особи (AaBb) при формировании гамет аллель A может оказаться в одной гамете как с аллелем B, так и с аллелем b. Точно такой же аллель a может попасть в одну гамету либо с аллелем B, либо с аллелем b.
Рис. 57. Схема образования гамет при дигибридном скрещивании на основе свободного расхождения хромосом в метафазе
Таким образом, у гетерозиготной особи образуются четыре возможные комбинации генов в гаметах: AB, Ab, aB, ab. Всех гамет образуется поровну, по 25%. Естественно, что при скрещивании этих гетерозиготных особей любая из четырех типов гамет одной родительской особи может быть оплодотворена любой из четырех типов гамет, образованных другой родительской особью, т. е. возможно 16 комбинаций.
Используя решетку Пеннета (она названа по имени ученого, предложившего удобную форму записи, позволяющую учесть все категории зигот потомков по гаметам родительских форм), рассмотрим все возможные сочетания гамет при образовании генотипов гибридов второго поколения F2 (см. рис. 56).
При подсчете фенотипов, записанных на решетке Пеннета, оказывается, что у гибридов F2 произошло расщепление по фенотипу в отношении 9 : 3 : 3 : 1. Если подсчитать полученные особи по каждому признаку (отдельно по окраске и отдельно по форме), то результат окажется 12 + 4, т. е. такой же, как при моногибридном скрещивании – в отношении 3 : 1.
Итогом проведенной Г. Менделем работы стал закон независимого комбинирования признаков (независимого наследования): при дигибридном скрещивании расщепление по каждой паре признаков у гибридов второго поколения идет независимо от других пар признаков и равно 3 : 1, как при моногибридном скрещивании.
В XX в. генетики установили, что закон независимого комбинирования признаков справедлив только для тех случаев, когда гены, отвечающие за развитие непарных признаков (например, окраска и форма семян у гороха), находятся в разных негомологичных хромосомах (см. рис. 57).
Полигибридное скрещивание. В практике количество пар генов, по которым могут быть гетерозиготны скрещивающиеся организмы, чаше всего бывает более двух. В этом случае скрещивание называют полигибридным. Полигибридное скрещивание подчиняется тем же закономерностям, что и моногибридное, и дигибридное. При полигибридном скрещивании разнообразие ожидаемых комбинаций и генотипов, и фенотипов у гибридов второго поколения заметно возрастает. Например, при тригибридном скрещивании гетерозиготы образуют по 8 типов гамет, дающих 64 комбинации. В более общей форме расщепление по фенотипу происходит по формуле 3n, где n – число пар признаков, взятых для скрещивания.
Закономерности наследственности. Наследование
Раздел ЕГЭ: 3.5. Закономерности наследственности, их цитологические основы. Закономерности наследования, установленные Г. Менделем, их цитологические основы (моно-и дигибридное скрещивание)…
Мендель, проводя опыты по скрещиванию различных сортов гороха, установил ряд законов наследования, положивших начало генетике. Он разработал гибридно-логический метод анализа наследования признаков организмами. Этот метод предусматривает скрещивание особей с альтернативными признаками; анализ исследованных признаков у гибридов без учета остальных; количественный учет гибридов.
Проводя моногибридное скрещивание (скрещивание по одной паре альтернативных признаков), Мендель установил закон единообразия первого поколения.
Основные положения гибридологического метода
- Для скрещивания берутся организмы, предки которых в ряду поколений не давали расщепления по избранным признакам, то есть чистые линии.
- Организмы отличаются по одной или двум парам альтернативных признаков.
- Проводится индивидуальный анализ потомства каждого скрещивания.
- Используется статистическая обработка результатов.
■ Первый закон Г. Менделя
При скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся друг от друга одной парой альтернативных признаков, всё потомство в первом поколении единообразно как по фенотипу, так и по генотипу.
■ Второй закон Г. Менделя
При скрещивании гибридов первого поколения (двух гетерозиготных особей) во втором происходит расщепление 3 : 1. Наряду с доминантным появляется и рецессивный признак.
Анализирующее скрещивание — скрещивание, при котором особь с неизвестным генотипом, который нужно установить (АА или Аа), скрещивается с рецессивной гомозиготой (аа). Если всё потомство от итого скрещивания будет однообразным, исследуемый организм имеет генотип АА. Если в потомстве Судет наблюдаться расщепление по фенотипу 1 : 1, исследуемый организм — гетерозиготный Аа.
■ Третий закон Г. Менделя
При скрещивании гомозиготных особей, отличающихся двумя парами альтернативных признаков или более, каждый признак наследуется независимо от других, комбинируясь во всех возможных сочетаниях.
В опытах Мендель использовал разные способы скрещивания : моногибридное, дигибридное и полигибридное. При последнем скрещивании особи отличаются более чем по двум парам признаков. Во всех случаях соблюдается закон единообразия первого поколения, закон расщепления признаков во втором поколении и закон независимого наследования.
Закон независимого наследования: каждая пара признаков наследуется независимо друг от друга. В потомстве идет расщепление по фенотипу 3 :1 по каждой паре признаков. Закон независимого наследования справедлив лишь в том случае, если гены рассматриваемых пар признаков лежат в различных парах гомологичных хромосом. Гомологичные хромосомы сходны по форме, размерам и группам сцепления генов.
Поведение любых пар негомологичных хромосом в мейозе не зависит друг от друга. Расхождение: их к полюсам клетки носит случайный характер. Независимое наследование имеет, большое значение для эволюции; так как является источником комбинативной наследственности.
ТАБЛИЦА: все закономерности наследования
Чем отличаются условия и результаты дигибридного скрещивания от моногибридного скрещивания?
Дигибридное скрещивание. После выявления закономерностей наследования одной пары альтернативных признаков (при моногибридном скрещивании) Г. Мендель приступил к скрещиванию форм, различающихся по двум парам признаков, т. е. к дигибридному скрещиванию, для которого использовал растения гороха, различающиеся по форме и окраске семян. Он скрещивал между собой гомозиготные (чистосортные) растения с гладкими желтыми семенами и чистосортные растения с морщинистыми зелеными семенами. У всех гибридов первого поколения семена были гладкими и желтыми, следовательно, проявилось правило единообразия гибридов первого поколения (рис. 56).
Рис. 56. Схема дигибридного скрещивания, отражающая закон независимого комбинирования
Затем Г. Мендель провел скрещивание особей первого поколения, гетерозиготных по двум парам альтернативных признаков – по форме и окраске семян. В результате такого скрещивания во втором поколении гибридов (F2) было обнаружено расщепление. Мендель подсчитал, что желтых гладких семян оказалось 315, желтых морщинистых – 101, зеленых гладких – 108, зеленых морщинистых – 32. Проанализировав характер расщепления, Мендель сделал вывод, что при скрещивании особей, гетерозиготных по двум признакам, т. е. дигетерозиготных гибридов первого поколения, в F2 проявляется расщепление в отношении 9 : 3 : 3 : 1. Девять частей приходится на желтые гладкие семена, три части – на желтые морщинистые, три – на зеленые гладкие и одна часть – на зеленые морщинистые. Г. Мендель обратил внимание на то, что в F2 появились не только признаки исходных форм, но и новые комбинации: желтые морщинистые и зеленые гладкие.
Мендель сделал вывод, что форма семян наследуется независимо от окраски. Объяснение этого заключается в том, что каждая пара аллельных генов распределяется у гибридов независимо друг от друга, т. е. аллели из различных пар могут комбинироваться в любых сочетаниях (рис. 57). В нашем примере у дигетерозиготной особи (AaBb) при формировании гамет аллель A может оказаться в одной гамете как с аллелем B, так и с аллелем b. Точно такой же аллель a может попасть в одну гамету либо с аллелем B, либо с аллелем b.
Рис. 57. Схема образования гамет при дигибридном скрещивании на основе свободного расхождения хромосом в метафазе
Таким образом, у гетерозиготной особи образуются четыре возможные комбинации генов в гаметах: AB, Ab, aB, ab. Всех гамет образуется поровну, по 25%. Естественно, что при скрещивании этих гетерозиготных особей любая из четырех типов гамет одной родительской особи может быть оплодотворена любой из четырех типов гамет, образованных другой родительской особью, т. е. возможно 16 комбинаций.
Используя решетку Пеннета (она названа по имени ученого, предложившего удобную форму записи, позволяющую учесть все категории зигот потомков по гаметам родительских форм), рассмотрим все возможные сочетания гамет при образовании генотипов гибридов второго поколения F2 (см. рис. 56).
При подсчете фенотипов, записанных на решетке Пеннета, оказывается, что у гибридов F2 произошло расщепление по фенотипу в отношении 9 : 3 : 3 : 1. Если подсчитать полученные особи по каждому признаку (отдельно по окраске и отдельно по форме), то результат окажется 12 + 4, т. е. такой же, как при моногибридном скрещивании – в отношении 3 : 1.
Итогом проведенной Г. Менделем работы стал закон независимого комбинирования признаков (независимого наследования): при дигибридном скрещивании расщепление по каждой паре признаков у гибридов второго поколения идет независимо от других пар признаков и равно 3 : 1, как при моногибридном скрещивании.
В XX в. генетики установили, что закон независимого комбинирования признаков справедлив только для тех случаев, когда гены, отвечающие за развитие непарных признаков (например, окраска и форма семян у гороха), находятся в разных негомологичных хромосомах (см. рис. 57).
Полигибридное скрещивание. В практике количество пар генов, по которым могут быть гетерозиготны скрещивающиеся организмы, чаше всего бывает более двух. В этом случае скрещивание называют полигибридным. Полигибридное скрещивание подчиняется тем же закономерностям, что и моногибридное, и дигибридное. При полигибридном скрещивании разнообразие ожидаемых комбинаций и генотипов, и фенотипов у гибридов второго поколения заметно возрастает. Например, при тригибридном скрещивании гетерозиготы образуют по 8 типов гамет, дающих 64 комбинации. В более общей форме расщепление по фенотипу происходит по формуле 3n, где n – число пар признаков, взятых для скрещивания.
Читайте также: