Prima lege a lui Mendel este prezentată pe scurt. Prima și a doua lege a lui G. Mendel

legile lui Mendel - acestea sunt principiile transmiterii caracteristicilor ereditare de la organismele părinte la descendenții acestora, rezultate în urma experimentelor Gregor Mendel . Aceste principii au servit drept bază pentru clasic genetica și au fost explicate ulterior ca o consecință a mecanismelor moleculare ale eredității. Deși trei legi sunt de obicei descrise în manualele în limba rusă, „prima lege” nu a fost descoperită de Mendel. De o importanță deosebită printre modelele descoperite de Mendel este „ipoteza purității gameților”.

legile lui Mendel

Legea uniformității hibrizilor din prima generație

Mendel a numit manifestarea trăsăturii unuia dintre părinți la hibrizi drept dominație.

La încrucișarea a două organisme homozigote aparținând unor linii pure diferite și care diferă unul de celălalt într-o pereche de manifestări alternative ale trăsăturii, întreaga primă generație de hibrizi (F1) va fi uniformă și va purta manifestarea trăsăturii unuia dintre părinți.

Această lege este cunoscută și sub numele de „legea dominanței trăsăturilor”. Formularea sa se bazează pe conceptlinie curată relativ la caracteristica studiată – în limbajul modern aceasta înseamnă homozigote indivizi pentru această trăsătură. Mendel a formulat puritatea unui caracter ca absența manifestărilor caracterelor opuse la toți descendenții din mai multe generații ale unui individ dat în timpul autopolenizării.

La trecerea liniilor pure mazăre cu flori violete și mazăre cu flori albe, Mendel a observat că descendenții plantelor care au apărut erau toți cu flori violete, nu era nici unul alb printre ei. Mendel a repetat experimentul de mai multe ori și a folosit alte semne. Dacă ar încrucișa mazărea cu semințe galbene și verzi, toți urmașii ar avea semințe galbene. Dacă ar încrucișa mazărea cu semințe netede și încrețite, urmașii ar avea semințe netede. Descendenții de la plante înalte și scurte erau înalți. Asa de, hibrizi din prima generație sunt întotdeauna uniforme în această caracteristică și dobândesc caracteristica unuia dintre părinți. Acest semn (mai puternic, dominant), l-a suprimat întotdeauna pe celălalt ( recesiv).

Legea împărțirii caracterelor

Definiție

Legea scindării sau a doua lege Mendel: când doi descendenți heterozigoți din prima generație sunt încrucișați între ei, în a doua generație se observă o scindare într-un anumit raport numeric: după fenotip 3:1, după genotip 1:2:1.

Prin încrucișarea organismelor din două linii pure, care diferă în manifestările unei trăsături studiate, pentru care sunt responsabile alele se numește o genăcruce monohibridă .

Un fenomen în care traversarea heterozigot indivizii duce la formarea descendenților, dintre care unii poartă o trăsătură dominantă, iar alții - una recesivă, numită divizare. În consecință, segregarea este distribuția trăsăturilor dominante și recesive între descendenți într-un anumit raport numeric. Trăsătura recesivă nu dispare la hibrizii din prima generație, ci este doar suprimată și apare la a doua generație de hibrizi.

Explicaţie

Legea purității gameților: fiecare gamet conține doar o alelă dintr-o pereche de alele ale unei anumite gene a individului părinte.

În mod normal, gametul este întotdeauna pur din a doua genă a perechii alelice. Acest fapt, care nu putea fi stabilit ferm pe vremea lui Mendel, este numit și ipoteza purității gameților. Această ipoteză a fost ulterior confirmată de observații citologice. Dintre toate legile moștenirii stabilite de Mendel, această „Lege” este cea mai generală ca natură (este îndeplinită în cea mai largă gamă de condiții).

Ipoteza purității gameti . Mendel a sugerat că în timpul formării hibrizilor, factorii ereditari nu sunt amestecați, ci rămân neschimbați. Hibridul are ambii factori - dominanti si recesivi, dar manifestarea trasaturii este determinata de dominantafactor ereditar , recesivul este suprimat. Comunicarea între generațiireproducere sexuală realizat prin celulele reproductive - gameti . Prin urmare, trebuie să presupunem că fiecare gamet poartă doar un factor dintr-o pereche. Apoi la fertilizare fuziunea a doi gameți, fiecare dintre care poartă un factor ereditar recesiv, va duce la formarea unui organism cu o trăsătură recesivă, manifestată fenotipic . Fuziunea gameților, fiecare dintre care poartă un factor dominant, sau doi gameți, dintre care unul conține un factor dominant și celălalt un factor recesiv, va duce la dezvoltarea unui organism cu o trăsătură dominantă. Astfel, apariţia în a doua generaţie a unei trăsături recesive a unuia dintre părinţi nu se poate produce decât în ​​două condiţii: 1) dacă la hibrizi factorii ereditari rămân neschimbaţi; 2) dacă celulele germinale conţin un singur factor ereditar din alelic cupluri. Mendel a explicat împărțirea descendenților la încrucișarea indivizilor heterozigoți prin faptul că gameții sunt puri din punct de vedere genetic, adică poartă doar unul. gena dintr-o pereche alelică. Ipoteza (numită în prezent legea) purității gameților poate fi formulată astfel: în timpul formării celulelor germinale, în fiecare gamet intră doar o alelă dintr-o pereche de alele unei gene date.

Se știe că în fiecare celulă corp în majoritatea cazurilor există exact la fel set diploid de cromozomi. Două omologi De obicei, cromozomii conțin fiecare o alelă a unei anumite gene. Gameții „puri” genetic sunt formați după cum urmează:

Diagrama prezintă meioza unei celule cu un set diploid de 2n=4 (două perechi de cromozomi omologi). Cromozomii paterni și materni sunt indicați prin culori diferite.

În timpul formării gameților într-un hibrid, cromozomii omologi ajung în diferite celule în timpul primei diviziuni meiotice. Fuziunea gameților masculin și feminin are ca rezultat un zigot cu un set diploid de cromozomi. În acest caz, zigotul primește jumătate din cromozomi din corpul patern, iar jumătate din cel matern. Pentru o pereche dată de cromozomi (și o pereche dată de alele), se formează două tipuri de gameți. În timpul fertilizării, gameții care poartă aceleași alele sau alele diferite se întâlnesc întâmplător. În virtutea probabilitate statistică cu un număr suficient de mare de gameți la descendenți 25% genotipuri va fi homozigot dominant, 50% - heterozigot, 25% - homozigot recesiv, adică se stabilește raportul 1AA:2Aa:1aa (segregarea după genotip 1:2:1). După fenotip, descendenții din a doua generație în timpul încrucișării monohibride sunt repartizați într-un raport de 3:1 (3/4 indivizi cu trăsătură dominantă, 1/4 indivizi cu trăsătură recesivă). Astfel, într-o încrucișare monohibridă citologice baza pentru divizarea caracterelor este divergența cromozomilor omologi și formarea celulelor germinale haploide în meioză

Legea moștenirii independente a caracteristicilor

Definiție

Legea moștenirii independente(A treia lege a lui Mendel) - la încrucișarea a doi indivizi homozigoți care diferă unul de celălalt în două (sau mai multe) perechi de trăsături alternative, genele și trăsăturile lor corespunzătoare sunt moștenite independent unele de altele și sunt combinate în toate combinațiile posibile (ca în încrucișarea monohibridă). ). Când au fost încrucișate plante care diferă prin mai multe caractere, cum ar fi flori albe și violete și mazăre galbenă sau verde, moștenirea fiecărui caracter a urmat primele două legi și la urmași au fost combinate în așa fel ca și cum moștenirea lor s-ar fi produs independent de reciproc. Prima generație după încrucișare a avut un fenotip dominant pentru toate trăsăturile. În a doua generație, s-a observat o împărțire a fenotipurilor conform formulei 9:3:3:1, adică 9:16 a avut flori violet și mazăre galbenă, 3:16 a avut flori albe și mazăre galbenă, 3:16 a avut flori mov și mazăre verde, 1:16 cu flori albe și mazăre verde.

Explicaţie

Mendel a dat peste personaje ale căror gene erau în diferite perechi de omologi cromozomii mazăre În timpul meiozei, cromozomii omologi ai diferitelor perechi sunt combinați aleatoriu în gameți. Dacă cromozomul patern al primei perechi intră în gamet, atunci cu aceeași probabilitate atât cromozomii paterni, cât și cei materni ai celei de-a doua perechi pot intra în acest gamet. Prin urmare, trăsăturile ale căror gene sunt localizate în diferite perechi de cromozomi omologi sunt combinate independent unele de altele. (S-a dovedit mai târziu că din cele șapte perechi de caractere studiate de Mendel la mazăre, care are un număr diploid de cromozomi 2n = 14, genele responsabile pentru una dintre perechile de caractere erau localizate pe același cromozom. Cu toate acestea, Mendel nu a descoperit o încălcare a legii moștenirii independente, deoarece legătura dintre aceste gene nu a fost observată din cauza distanței mari dintre ele).

Prevederi de bază ale teoriei eredității lui Mendel

În interpretarea modernă, aceste prevederi sunt după cum urmează:

• Factori ereditari discreți (separați, care nu se pot amesteca) - genele sunt responsabile pentru trăsăturile ereditare (termenul „genă” a fost propus în 1909 de V. Johannsen)
• Fiecare organism diploid conține o pereche de alele ale unei anumite gene responsabile pentru o anumită trăsătură; unul dintre ei este primit de la tată, celălalt de la mamă.
• Factorii ereditari se transmit descendenților prin celulele germinale. Când se formează gameții, fiecare dintre ei conține doar o alelă din fiecare pereche (gameții sunt „puri” în sensul că nu conțin a doua alelă).

Condiții pentru îndeplinirea legilor lui Mendel

Conform legilor lui Mendel, numai trăsăturile monogenice sunt moștenite. Dacă mai multe gene sunt responsabile pentru o trăsătură fenotipică (și majoritatea absolută a acestor trăsături), aceasta are un model de moștenire mai complex.

Condiții pentru îndeplinirea legii segregării în timpul traversării monohibride

Împărțirea 3:1 după fenotip și 1:2:1 după genotip se realizează aproximativ și numai în următoarele condiții:

1. Se studiază un număr mare de încrucișări (număr mare de descendenți).
2. Gameții care conțin alele A și a sunt formați în număr egal (au viabilitate egală).
3. Nu există fertilizare selectivă: gameții care conțin orice alelă fuzionează unul cu celălalt cu probabilitate egală.
4. Zigoții (embrionii) cu genotipuri diferite sunt la fel de viabili.

Condiții de aplicare a legii moștenirii independente

1. Toate conditiile necesare pentru indeplinirea legii scindarii.
2. Locația genelor responsabile pentru trăsăturile studiate se află în diferite perechi de cromozomi (nelegate).

Condiții pentru îndeplinirea legii purității gameților

1. Cursul normal al meiozei. Ca urmare a nedisjuncției cromozomilor, ambii cromozomi omologi dintr-o pereche pot ajunge într-un singur gamet. În acest caz, gametul va purta o pereche de alele ale tuturor genelor care sunt conținute într-o pereche dată de cromozomi.

Planul de lecție #18

1 Educativ:

2 Dezvoltare:

În timpul orelor:

I Moment organizatoric

II Partea principală

1 Verificarea temelor

.

Ce este genotipul, fenotipul?

♂ ,♀ ?

2 Explicația materialului nou

D) Ce este puritatea gameților?

III Rezumatul lecției

IV Tema pentru acasă

1 Înregistrări în caiet

Lecția nr. 18

Subiect:

TRĂCERE MONOHIBRIDĂ

hibridizare, hibrid,și un individ separat - hibrid.

dominație.

La descendenții obținuți din încrucișarea hibrizilor din prima generație se observă fenomenul de scindare: un sfert dintre indivizii din hibrizii din a doua generație poartă o trăsătură recesivă, trei sferturi - una dominantă.

Când doi descendenți ai primei generații sunt încrucișați între ei (doi indivizi heterozigoți), în a doua generație se observă o scindare într-un anumit raport numeric: după fenotip 3:1, după genotip 1:2:1

(25% - homozigot dominant, 50% - heterozigot, 25% - homozigot recesiv)

Legea purității gameților

Care este cauza divizării? De ce apar indivizi în prima, a doua și generațiile ulterioare care, ca urmare a încrucișării, produc descendenți cu trăsături dominante și recesive?

Din 1854, timp de opt ani, Mendel a efectuat experimente privind încrucișarea plantelor de mazăre. El a descoperit că, ca urmare a încrucișării diferitelor soiuri de mazăre între ele, hibrizii din prima generație au același fenotip, iar la hibrizii din a doua generație, caracteristicile sunt împărțite în anumite proporții. Pentru a explica acest fenomen, Mendel a făcut o serie de ipoteze, care au fost numite „ipoteza purității gameților” sau „legea purității gameților”.

Comunicarea între generații în timpul reproducerii sexuale are loc prin intermediul celulelor germinale (gameți). Evident, gameții poartă factori ereditari materiale - gene care determină dezvoltarea unei anumite trăsături.

Să ne întoarcem la diagrama pe care rezultatele sunt scrise cu simboluri:

Gena responsabilă pentru culoarea galbenă dominantă a semințelor va fi notată cu majuscule, de exemplu A ; gena responsabilă de culoarea verde recesivă – cu litere mici A . Să notăm legătura dintre gameți purtători de gene A și a cu semn de înmulțire: A X A=Ah. După cum se poate observa, forma heterozigotă rezultată (F1) are ambele gene Aa. Ipoteza purității gameților afirmă că la un individ hibrid (heterozigot) celulele gametice sunt pure, adică au o genă dintr-o pereche dată. Aceasta înseamnă că hibridul Aa va produce un număr egal de gameți cu gena A și cu gena a. Ce combinații sunt posibile între ele? Evident, patru combinații sunt la fel de probabile:

♂ ♀	A	A
A	AA	Ahh
A	aA	ahh

În urma a 4 combinații se vor obține combinațiile AA, 2Aa și aa. Primii trei vor produce indivizi cu o trăsătură dominantă, al patrulea va produce indivizi cu o trăsătură recesivă. Ipoteza purității gameților explică cauza divizării și relațiile numerice observate în timpul acestui proces. În același timp, sunt clare și motivele diferențelor în raport cu divizarea în continuare a indivizilor cu trăsături dominante în generațiile ulterioare de hibrizi. Indivizii cu trăsături dominante sunt eterogene în natura lor ereditară. Unul dintre cei trei (AA) va produce gameți de un singur tip (A) și nu se va diviza în timpul autopolenării sau încrucișării cu propriul său tip. Ceilalți doi (Aa) vor produce gameți de 2 soiuri la descendenții lor, despărțirea se va produce în aceleași rapoarte numerice ca și la hibrizii de a doua generație de gameți purtători de gene diferite (Aa). Dacă un gamet care poartă gena A se va uni cu un alt gamet care poartă gena A sau o genă, având în vedere viabilitatea egală a gameților și numărul lor egal, este la fel de probabil.

Având în vedere natura aleatorie a conexiunii gameților, rezultatul general se dovedește a fi natural din punct de vedere statistic.

Astfel, s-a constatat că împărțirea trăsăturilor la descendenții plantelor hibride este rezultatul prezenței a două gene în ele - A și a, responsabile pentru dezvoltarea unei trăsături, de exemplu, culoarea semințelor.

Mendel a propus că factorii ereditari nu se amestecă în timpul formării hibrizilor, ci rămân neschimbați. În corpul unui hibrid F1 din părinți încrucișați care se disting prin caracteristici alternative, sunt prezenți ambii factori - o genă dominantă și una recesivă, dar gena recesivă este suprimată. Legătura dintre generații în timpul reproducerii sexuale se realizează prin celule germinale - gameți. Prin urmare, trebuie să presupunem că fiecare gamet poartă doar un factor dintr-o pereche. Apoi, în timpul fecundației, fuziunea a doi gameți, fiecare dintre care poartă o genă recesivă, duce la formarea unui organism cu o trăsătură recesivă care se manifestă fenotipic. Fuziunea gameților care poartă o genă dominantă, sau doi gameți, dintre care unul conține o genă dominantă și celălalt o genă recesivă, va duce la dezvoltarea unui organism cu o trăsătură dominantă.

Astfel, apariția în a doua generație (F 2) a unei trăsături recesive a unuia dintre părinți (P) poate apărea numai dacă sunt îndeplinite două condiții: 1) dacă la hibrizi factorii ereditari rămân neschimbați, 2) dacă celulele germinale conțin un singur factor ereditar dintr-o pereche alelică. Mendel a explicat împărțirea caracterelor la descendenți atunci când încrucișează indivizi heterozigoți prin faptul că gameții sunt puri din punct de vedere genetic, adică purtă doar o genă dintr-o pereche alelică.

Legea frecvenței gameților poate fi formulată după cum urmează: Când se formează celulele germinale, în fiecare gamet intră doar o genă dintr-o pereche alelică.

De ce și cum se întâmplă asta? Se știe că fiecare celulă a corpului are exact același set diploid de cromozomi. Doi cromozomi omologi conțin două gene alelice identice. Două varietăți de gameți se formează conform unei perechi alelice date. În timpul fertilizării, gameții care poartă aceleași alele sau alele diferite se întâlnesc întâmplător. Datorită probabilității statistice, cu un număr suficient de mare de gameți la descendenți, 25% dintre genotipuri vor fi homozigote dominante, 50% vor fi heterozigote, 25% vor fi homozigote recesive, adică. se stabileste raportul: 1AA:2Aa:1aa. În consecință, în funcție de fenotip, descendenții din a doua generație în timpul încrucișării monohibride sunt distribuiți în proporție de 3/4 indivizi cu o trăsătură dominantă,/4 indivizi cu o trăsătură recesivă (3:1).

Astfel, baza citologică pentru segregarea caracteristicilor la descendenți în timpul încrucișării monohibride este divergența cromozomilor omologi și formarea celulelor germinale haploide în meioză.

Cruce de analiză

Metoda hibridologică de studiere a eredității dezvoltată de Mendel face posibilă stabilirea dacă un organism care are un fenotip dominant pentru genă (sau genele studiate) este homozigot sau heterozigot. Pentru a face acest lucru, un individ cu un genotip necunoscut este încrucișat cu un organism homozigot pentru aleile (aleile) recesive și având un fenotip recesiv.

Dacă individul dominant este homozigot, atunci descendenții dintr-o astfel de încrucișare vor fi uniformi și nu va avea loc divizarea (AAhaa = Aa). Dacă individul dominant este heterozigot, atunci scindarea va avea loc într-un raport de 1:1 în funcție de fenotip (Aa x aa = Aa, aa). Acest rezultat al încrucișării este o dovadă directă a formării la unul dintre parintii a doua varietati de gameti, i.e. heterozigozitatea acestuia.

În încrucișarea dihibridă, divizarea pentru fiecare trăsătură are loc independent de cealaltă trăsătură. Încrucișarea dihibridă este două încrucișări monohibride care apar independent, ale căror rezultate par să se suprapună.

Când se încrucișează doi indivizi homozigoți care diferă unul de celălalt în două sau mai multe perechi de trăsături alternative, genele și trăsăturile corespunzătoare sunt moștenite independent unele de altele și sunt combinate în toate combinațiile posibile.

Analiza divizării se bazează pe legile lui Mendel și în cazuri mai complexe - când indivizii diferă în trei, patru sau mai multe perechi de caracteristici.

Planul de lecție #18

TEMA: Încrucișarea monohibridă și dihibridă. legile lui Mendel

1 Educativ:

Pentru a dezvolta cunoștințele despre încrucișarea monohibridă, prima lege a lui Mendel

Arătați rolul cercetării lui Mendel în înțelegerea esenței moștenirii trăsăturilor

Extindeți formularea legii divizării, a doua lege a lui Mendel

Dezvăluie esența ipotezei purității gameților

Dezvoltarea cunoștințelor despre încrucișarea dihibridă ca metodă de studiere a eredității

Folosiți exemplul încrucișării di- și polihibride pentru a dezvălui manifestarea celei de-a treia legi a lui Mendel

2 Dezvoltare:

Dezvoltați memoria, extindeți orizonturile

Să promoveze dezvoltarea abilității de a folosi simboluri genetice în rezolvarea problemelor genetice

În timpul orelor:

I Moment organizatoric

1 Prezentarea elevilor în tema și scopul lecției

2 Studenților li se oferă o serie de sarcini care trebuie îndeplinite în timpul lecției:

Cunoașteți formulările legilor lui Mendel

Înțelegerea tiparelor de moștenire a trăsăturilor stabilite de Mendel

Înțelegeți esența ipotezei purității gameților

Înțelegeți esența traversării dihibride

II Partea principală

1 Verificarea temelor

Ce studiază genetica? Ce probleme rezolvă genetica?

Definiți ereditatea și variabilitatea.

Care sunt etapele perioadei embrionare?

Explicați termenii: genă, gene dominante și recesive . - Ce fel de dezvoltare se numește directă?

Ce gene se numesc alele? Ce este alelismul multiplu?

Ce este genotipul, fenotipul?

Ce este special la metoda hibridologică?

Ce înseamnă simbolismul genetic: P, F1, F2, ♂ ,♀ ?

2 Explicația materialului nou

traversare monohibridă; Prima lege a lui Mendel

a doua lege a lui Mendel; legea frecvenței gameților

Esența traversării dihibride; A treia lege a lui Mendel

3 Consolidarea materialului nou

A) Formulați prima lege a lui Mendel.

B) Care cruce se numește monohibridă?

B) Formulați a doua lege a lui Mendel

D) Ce este puritatea gameților?

D) Ce reguli și modele apar în timpul traversării dihibride?

E) Cum este formulată a treia lege a lui Mendel?

III Rezumatul lecției

IV Tema pentru acasă

1 Înregistrări în caiet

2 Manual de V.B Zakharov, S.T Mamontov „Biologie” (p. 266-277)

3 Manual de Yu.I Polyansky „Biologie generală” (p. 210-217)

Lecția nr. 18

Subiect: „Încrucișare monohibridă și dihibridă. legile lui Mendel.”

1. Încrucișare monohibridă. Regula uniformității hibrizilor din prima generație este prima lege a eredității stabilită de G. Mendel.

2. A doua lege a lui Mendel este legea divizării. Ipoteza purității gameților

3. Încrucișarea dihibridă și polihibridă. A treia lege a lui Mendel este legea combinației independente de caracteristici.

TRĂCERE MONOHIBRIDĂ

Pentru a ilustra prima lege a lui Mendel, să ne amintim experimentele sale privind încrucișarea monohibridă a plantelor de mazăre. Încrucișarea a două organisme se numește hibridizare, descendentul din încrucișarea a doi indivizi cu ereditate diferită se numește hibrid,și un individ separat - hibrid.

Monohibridul este încrucișarea a două organisme care diferă unul de celălalt într-o pereche de caracteristici alternative (se exclud reciproc).

De exemplu, când se încrucișează mazărea cu semințe galbene (trăsătură dominantă) și semințe verzi (trăsătură recesivă), toți hibrizii vor avea semințe galbene. Aceeași imagine se observă la încrucișarea plantelor cu semințe netede și încrețite; toți descendenții din prima generație vor avea forme netede de semințe. În consecință, în hibridul de prima generație, apare doar unul din fiecare pereche de personaje alternative. Al doilea semn pare să dispară și nu apare. Mendel a numit predominanța trăsăturii unuia dintre părinți într-un hibrid dominație. După fenotip, toți hibrizii au semințe galbene, iar după genotip sunt heterozigoți (Aa). Astfel, întreaga generație este uniformă.

Prima lege a lui Mendel este legea dominantei.

Legea uniformității primei generații de hibrizi sau prima lege a lui Mendel- se mai numește și legea dominanței, întrucât toți indivizii din prima generație au aceeași manifestare a trăsăturii. Poate fi formulat astfel: la încrucișarea a două organisme aparținând unor linii pure diferite (două organisme homozigote), care diferă unul de celălalt într-o pereche de trăsături alternative, întreaga primă generație de hibrizi (F 1) va fi uniformă și va purta trăsătura unuia dintre părinți.

Acest model va fi observat în toate cazurile la încrucișarea a două organisme aparținând două linii pure, când are loc fenomenul de dominanță completă a unei trăsături (adică, o trăsătură suprimă complet dezvoltarea celeilalte).

explorator ceh Gregor Mendel(1822-1884) considerat fondatorul geneticii, din moment ce el a fost primul, chiar înainte de a se contura această știință, care a formulat legile de bază ale moștenirii. Mulți oameni de știință înainte de Mendel, inclusiv remarcabilul hibridizator german al secolului al XVIII-lea. I. Kelreuter a remarcat că la încrucișarea plantelor aparținând diferitelor soiuri se observă o mare variabilitate la descendenții hibrizi. Cu toate acestea, nimeni nu a putut explica scindarea complexă și, mai mult, să o reducă la formule precise din lipsa unei metode științifice de analiză hibridologică.

Datorită dezvoltării metodei hibridologice, Mendel a reușit să evite dificultățile care i-au încurcat pe cercetătorii anteriori. G. Mendel a raportat despre rezultatele muncii sale în 1865 la o reuniune a Societății Oamenilor de Științe Naturale din Brünn. Lucrarea în sine, intitulată „Experimente asupra hibrizilor de plante”, a fost publicată ulterior în „Proceedings” ale acestei societăți, dar nu a primit o evaluare adecvată de la contemporani și a rămas uitată timp de 35 de ani.

Ca călugăr, G. Mendel a condus experimentele sale clasice privind încrucișarea diferitelor soiuri de mazăre în grădina mănăstirii din Brünn. A selectat 22 de soiuri de mazăre care aveau diferențe alternative clare în șapte caracteristici: semințe galbene și verzi, netede și încrețite, flori roșii și albe, plante înalte și scurte etc. O condiție importantă a metodei hibridologice a fost utilizarea obligatorie a purului, adică ca părinți. forme care nu se scindează după caracteristicile studiate.

O alegere reușită a obiectului a jucat un rol major în succesul cercetării lui Mendel. Mazarea este autopolenizatoare. Pentru a obține hibrizi de prima generație, Mendel a castrat florile plantei mamă (a îndepărtat anterele) și a polenizat artificial pistilii cu polen de la părintele mascul. La obținerea hibrizilor din a doua generație, această procedură nu a mai fost necesară: pur și simplu a lăsat hibrizii F 1 să se autopolenizeze, ceea ce a făcut ca experimentul să fie mai puțin intensiv în muncă. Plantele de mazăre s-au reprodus exclusiv sexual, astfel încât nicio abatere să nu poată distorsiona rezultatele experimentului. Și, în cele din urmă, la mazăre, Mendel a descoperit un număr suficient de perechi de perechi de caractere contrastante (alternative) și ușor de distins pentru analiză.

Mendel și-a început analiza cu cel mai simplu tip de încrucișare - monohibrid, în care indivizii părinți diferă într-o pereche de trăsături. Primul model de moștenire descoperit de Mendel a fost că toți hibrizii din prima generație au avut același fenotip și au moștenit trăsătura unuia dintre părinți. Mendel a numit această trăsătură dominantă. O trăsătură alternativă a celuilalt părinte, care nu a apărut la hibrizi, a fost numită recesivă. Modelul descoperit a fost numit I din legea lui Mendel sau legea uniformității hibrizilor din prima generație. În timpul analizei celei de-a doua generații s-a stabilit un al doilea model: împărțirea hibrizilor în două clase fenotipice (cu trăsătură dominantă și cu trăsătură recesivă) în anumite rapoarte numerice. Numărând numărul de indivizi din fiecare clasă fenotipică, Mendel a stabilit că scindarea într-o încrucișare monohibridă corespunde formulei 3: 1 (trei plante cu o trăsătură dominantă, una cu o trăsătură recesivă). Acest model se numește Legea lui Mendel II sau legea segregării. Modele deschise au apărut în analiza tuturor celor șapte perechi de caracteristici, pe baza cărora autorul a ajuns la concluzia despre universalitatea lor. La autopolenizarea hibrizilor F 2, Mendel a obținut următoarele rezultate. Plantele cu flori albe au produs urmași doar cu flori albe. Plantele cu flori roșii s-au comportat diferit. Doar o treime dintre ei au dat descendenți uniformi cu flori roșii. Progeniturile celorlalți au fost împărțiți în raport de culori roșu și alb într-un raport de 3: 1.

Mai jos este o diagramă a moștenirii culorii florii de mazăre, ilustrând legile I și II ale lui Mendel.

În încercarea de a explica baza citologică a tiparelor deschise, Mendel a formulat ideea înclinațiilor ereditare discrete conținute în gameți și determinând dezvoltarea caracterelor alternative pereche. Fiecare gamet poartă un depozit ereditar, adică. este „pură”. După fecundare, zigotul primește două depozite ereditare (unul de la mamă, celălalt de la tată), care nu se amestecă și ulterior, când hibridul produce gameți, ajung și în gameți diferiți. Această ipoteză a lui Mendel a fost numită regula „purității gameților”. Combinația de înclinații ereditare la zigot determină ce caracter va avea hibridul. Mendel a notat cu majusculă înclinația care determină dezvoltarea unei trăsături dominante ( A), iar recesiv este scris cu majuscule ( A). Combinaţie AAȘi Ahh la zigot determină dezvoltarea unei trăsături dominante la hibrid. O trăsătură recesivă apare numai atunci când este combinată ahh.

În 1902, V. Betson a propus să desemneze fenomenul caracterelor pereche prin termenul „alelomorfism”, iar caracterele în sine, în consecință, „alelomorfe”. Conform propunerii sale, organismele care conțin aceleași înclinații ereditare au început să fie numite homozigote, iar cele care conțin înclinații diferite - heterozigote. Mai târziu, termenul „alelomorfism” a fost înlocuit cu termenul mai scurt „alelism” (Johansen, 1926), iar înclinațiile ereditare (genele) responsabile de dezvoltarea trăsăturilor alternative au fost numite „alelice”.

Analiza hibridologică presupune încrucișarea reciprocă a formelor parentale, adică. folosind același individ mai întâi ca părinte matern (încrucișare înainte) și apoi ca părinte patern (încrucișare înapoi). Dacă ambele încrucișări produc aceleași rezultate, corespunzătoare legilor lui Mendel, atunci aceasta indică faptul că trăsătura analizată este determinată de o genă autozomală. În caz contrar, trăsătura este legată de sex, datorită localizării genei pe cromozomul sexual.

Denumirea literei: P - individ parental, F - individ hibrid, ♀ și ♂ - individ feminin sau masculin (sau gamet),
litera mare (A) este o dispoziție ereditară dominantă (genă), litera mică (a) este o genă recesivă.

Printre hibrizii de a doua generație cu culoarea semințelor galbene există atât homozigoți dominanti, cât și heterozigoți. Pentru a determina genotipul specific al unui hibrid, Mendel a propus încrucișarea hibridului cu o formă homozigotă recesivă. Se numește analiza. La încrucișarea unui heterozigot ( Ahh) cu linia analizorului (aa), scindarea este observată atât după genotip, cât și după fenotip într-un raport de 1: 1.

Dacă unul dintre părinți este o formă homozigotă recesivă, atunci încrucișarea de analiză devine simultan o încrucișare inversă - o încrucișare de întoarcere a hibridului cu forma părinte. Sunt desemnați descendenții dintr-o astfel de cruce Fb.

Modelele descoperite de Mendel în analiza sa asupra încrucișărilor monohibride au apărut și în încrucișările dihibride în care părinții diferă în două perechi de trăsături alternative (de exemplu, culoarea semințelor galbene și verzi, formă netedă și încrețită). Cu toate acestea, numărul claselor fenotipice din F 2 sa dublat, iar formula de împărțire fenotipică a fost 9: 3: 3: 1 (pentru 9 indivizi cu două trăsături dominante, trei indivizi fiecare cu o trăsătură dominantă și una recesivă și un individ cu două trăsături dominante). trăsături recesive).

Pentru a facilita analiza divizării în F2, geneticianul englez R. Punnett a propus o reprezentare grafică a acesteia sub forma unei rețele, care a început să fie numită după numele său ( Grila Punnett). În stânga, pe verticală, conține gameții feminini ai hibridului F1, iar în dreapta - cei masculini. Pătratele interioare ale rețelei conțin combinațiile de gene care apar atunci când acestea fuzionează și fenotipul corespunzător fiecărui genotip. Dacă gameții sunt plasați într-o rețea în secvența prezentată în diagramă, atunci în rețea puteți observa ordinea în aranjarea genotipurilor: toți homozigoții sunt localizați de-a lungul unei diagonale, iar heterozigoții pentru două gene (diheterozigoți) sunt localizați de-a lungul celălalt. Toate celelalte celule sunt ocupate de monoheterozigoți (heterozigoți pentru o genă).

Clivajul în F2 poate fi reprezentat folosind radicali fenotipici, i.e. indicând nu întregul genotip, ci doar genele care determină fenotipul. Această intrare arată astfel:

Linițele din radicali înseamnă că genele alelice secundare pot fi fie dominante, fie recesive, iar fenotipul va fi același.

Schema de trecere dihibridă
(Grelă punnet)

	AB	Ab	aB	ab
AB	AABB galben Ch.	AABb galben Ch.	AaBB galben Ch.	AaBb galben Ch.
Ab	AABb galben Ch.	AAbb galben rid	AaBb galben Ch.	Aabb galben rid
aB	AaBB galben Ch.	AaBb galben Ch.	aaBB verde Ch.	aaBb verde Ch.
ab	AaBb galben Ch.	Aabb galben rid	aaBb verde Ch.	aabb verde rid

Numărul total de genotipuri F2 din rețeaua Punnett este de 16, dar există 9 diferite, deoarece unele genotipuri sunt repetate. Frecvența diferitelor genotipuri este descrisă de regula:

Într-o încrucișare dihibridă F2, toți homozigoții apar o dată, monoheterozigoții apar de două ori și diheterozigoții apar de patru ori. Grila Punnett conține 4 homozigoți, 8 monoheterozigoți și 4 diheterozigoți.

Segregarea după genotip corespunde următoarei formule:

1AABB: 2AABBb: 1AAbb: 2AaBB: 4AaBBb: 2Aabb: 1aaBB: 2aaBBb: 1aabb.

Abreviat ca 1:2:1:2:4:2:1:2:1.

Dintre hibrizii F 2, doar două genotipuri repetă genotipurile formelor parentale: AABBȘi aabb; în rest, a avut loc recombinarea genelor parentale. A dus la apariția a două noi clase fenotipice: semințe galbene ridate și cele verzi netede.

După ce a analizat rezultatele încrucișării dihibride pentru fiecare pereche de caractere separat, Mendel a stabilit al treilea model: natura independentă a moștenirii diferitelor perechi de caractere ( Legea a III-a a lui Mendel). Independența se exprimă prin faptul că împărțirea pentru fiecare pereche de caracteristici corespunde formulei de încrucișare monohibridă 3: 1. Astfel, o încrucișare dihibridă poate fi reprezentată ca două monohibride care apar simultan.

După cum sa stabilit mai târziu, tipul independent de moștenire se datorează localizării genelor în diferite perechi de cromozomi omologi. Baza citologică a segregării mendeliane este comportamentul cromozomilor în timpul diviziunii celulare și fuziunea ulterioară a gameților în timpul fertilizării. În profaza I a diviziunii de reducere a meiozei, cromozomii omologi se conjugă, iar apoi în anafaza I diverg către diferiți poli, din cauza cărora genele alelice nu pot intra în același gamet. Atunci când diverg, cromozomii neomologi se combină liber între ei și se deplasează la poli în combinații diferite. Aceasta determină eterogenitatea genetică a celulelor germinale și, după fuziunea lor în timpul procesului de fertilizare, eterogenitatea genetică a zigoților și, în consecință, diversitatea genotipică și fenotipică a descendenților.

Moștenirea independentă a diferitelor perechi de trăsături facilitează calcularea formulelor de segregare în încrucișările di- și polihibride, deoarece acestea se bazează pe formule simple de încrucișări monohibride. La calcul se folosește legea probabilității (probabilitatea apariției a două sau mai multe fenomene în același timp este egală cu produsul probabilităților acestora). O încrucișare dihibridă poate fi descompusă în două, iar o încrucișare trihibridă în trei încrucișări monohibride independente, în fiecare dintre acestea probabilitatea manifestării a două trăsături diferite în F 2 este egală cu 3: 1. Prin urmare, formula de împărțire a fenotipului în F 2 încrucișarea dihibridă va fi:

(3: 1) 2 = 9: 3: 3: 1,

trihibrid (3: 1) 3 = 27: 9: 9: 9: 3: 3: 3: 1 etc.

Numărul de fenotipuri dintr-o încrucișare polihibridă F2 este egal cu 2 n, unde n este numărul de perechi de caracteristici în care indivizii părinte diferă.

Formulele pentru calcularea altor caracteristici ale hibrizilor sunt prezentate în Tabelul 1.

Tabelul 1. Modele cantitative de segregare la descendenții hibrizi
pentru diferite tipuri de traversări

Caracteristici cantitative	Tipul traversării
	monohibrid	dihibrid	polihibrid
Numărul de tipuri de gameți formați de hibridul F 1	2	2 2	2 n
Numărul de combinații de gameți în timpul formării F2	4	4 2	4n
Numărul de fenotipuri F 2	2	2 2	2 n
Numărul de genotipuri F 2	3	3 2	3
Diviziunea fenotipului în F 2	3: 1	(3: 1) 2	(3:1)n
Segregarea după genotip în F 2	1: 2: 1	(1: 2: 1) 2	(1:2:1)n

Manifestarea tiparelor de moștenire descoperite de Mendel este posibilă numai în anumite condiții (independente de experimentator). Sunt:

1. Formarea la fel de probabilă prin hibridoame a tuturor varietăților de gameți.
2. Toate combinațiile posibile de gameți în timpul procesului de fertilizare.
3. Viabilitatea egală a tuturor soiurilor de zigoți.

Dacă aceste condiții nu sunt îndeplinite, atunci natura segregării la descendenții hibrizi se schimbă.

Prima condiție poate fi încălcată din cauza neviabilității unuia sau altui tip de gamet, posibil din diverse motive, de exemplu, efectul negativ al unei alte gene manifestat la nivel gametic.

A doua condiție este încălcată în cazul fertilizării selective, în care există o fuziune preferențială a anumitor tipuri de gameți. Mai mult, un gamet cu aceeași genă se poate comporta diferit în timpul procesului de fertilizare, în funcție de faptul că este feminin sau masculin.

A treia condiție este de obicei încălcată dacă gena dominantă are un efect letal în starea homozigotă. În acest caz, în F 2 încrucișarea monohibridă ca urmare a morții homozigoților dominanti AAîn loc de o divizare de 3:1, se observă o divizare de 2:1. Exemple de astfel de gene sunt: ​​gena pentru culoarea blanii de platină la vulpi, gena pentru culoarea hainei gri la oile Shirazi. (Mai multe detalii în prelegerea următoare.)

Motivul abaterii de la formulele de segregare mendeliană poate fi, de asemenea, manifestarea incompletă a trăsăturii. Gradul de manifestare a acțiunii genelor în fenotip este notat prin termenul de expresivitate. Pentru unele gene este instabilă și foarte dependentă de condițiile externe. Un exemplu este gena recesivă pentru culoarea corpului negru la Drosophila (mutație de abanos), a cărei expresivitate depinde de temperatură, drept urmare indivizii heterozigoți pentru această genă pot avea o culoare închisă.

Descoperirea lui Mendel a legilor moștenirii a fost cu mai mult de trei decenii înaintea dezvoltării geneticii. Lucrarea „Experience with Plant Hybrids” publicată de autor nu a fost înțeleasă și apreciată de contemporanii săi, inclusiv de Charles Darwin. Motivul principal pentru aceasta este că, la momentul publicării lucrării lui Mendel, cromozomii nu fuseseră încă descoperiți, iar procesul de diviziune celulară, care, așa cum am menționat mai sus, constituia baza citologică a modelelor mendeliane, nu fusese încă descris. În plus, Mendel însuși s-a îndoit de universalitatea tiparelor pe care le-a descoperit atunci când, la sfatul lui K. Nägeli, a început să verifice rezultatele obținute pe un alt obiect - soiul. Neștiind că sobricul se reproduce partenogenetic și, prin urmare, este imposibil să se obțină hibrizi din acesta, Mendel a fost complet descurajat de rezultatele experimentelor, care nu se încadrau în cadrul legilor sale. Sub influența eșecului, și-a abandonat cercetările.

Recunoașterea a venit la Mendel chiar la începutul secolului al XX-lea, când în 1900 trei cercetători - G. de Vries, K. Correns și E. Cermak - au publicat în mod independent rezultatele studiilor lor, reproducând experimentele lui Mendel și au confirmat corectitudinea lui. concluzii . Deoarece până în acest moment mitoza, aproape complet meioza (descrierea sa completă a fost finalizată în 1905), precum și procesul de fertilizare, au fost complet descrise, oamenii de știință au putut conecta comportamentul factorilor ereditari mendeliani cu comportamentul cromozomilor în timpul celulei. Divizia. Redescoperirea legilor lui Mendel a devenit punctul de plecare pentru dezvoltarea geneticii.

Primul deceniu al secolului al XX-lea. a devenit perioada marșului triumfal al mendelismului. Tiparele descoperite de Mendel au fost confirmate în studiul diferitelor caracteristici atât la obiectele vegetale, cât și la cele animale. A apărut ideea universalității legilor lui Mendel. În același timp, au început să se acumuleze fapte care nu se încadrau în cadrul acestor legi. Dar metoda hibridologică a făcut posibilă clarificarea naturii acestor abateri și confirmarea corectitudinii concluziilor lui Mendel.

Toate perechile de caractere care au fost folosite de Mendel au fost moștenite în funcție de tipul de dominanță completă. În acest caz, gena recesivă la heterozigot nu are niciun efect, iar fenotipul heterozigotului este determinat numai de gena dominantă. Cu toate acestea, un număr mare de trăsături la plante și animale sunt moștenite în funcție de tipul de dominanță incompletă. În acest caz, hibridul F 1 nu reproduce complet trăsătura unuia sau celuilalt părinte. Expresia trăsăturii este intermediară, cu o abatere mai mare sau mai mică într-o direcție sau alta.

Un exemplu de dominanță incompletă poate fi culoarea roz intermediară a florilor la hibrizii de frumusețe nocturnă obținute prin încrucișarea plantelor cu o culoare dominantă roșie și albă recesivă (vezi diagrama).

Schema de dominanță incompletă în moștenirea culorii florii în frumusețea nopții

După cum se poate observa din diagramă, legea uniformității hibrizilor de prima generație se aplică în încrucișare. Toți hibrizii au aceeași culoare - roz - ca urmare a dominanței incomplete a genei A. În a doua generație, genotipurile diferite au aceeași frecvență ca în experimentul lui Mendel și doar formula de segregare fenotipică se modifică. Coincide cu formula de segregare după genotip - 1: 2: 1, deoarece fiecare genotip are propria sa caracteristică. Această împrejurare facilitează analiza, deoarece nu este necesară trecerea analitică.

Există un alt tip de comportament al genelor alelice la un heterozigot. Se numește codominanță și este descrisă în studiul moștenirii grupelor de sânge la oameni și la un număr de animale domestice. În acest caz, un hibrid al cărui genotip conține ambele gene alelice prezintă ambele trăsături alternative în mod egal. Codominanța se observă la moștenirea grupelor sanguine ale sistemului A, B, 0 la om. Oameni cu un grup AB(grupul IV) există doi antigeni diferiți în sânge, a căror sinteză este controlată de două gene alelice.

În experimentele sale de încrucișare, Mendel a folosit metoda hibridologică. Folosind această metodă, a studiat moștenirea după caracteristicile individuale și nu după întregul complex, a efectuat o contabilitate cantitativă precisă a moștenirii fiecărei trăsături într-un număr de generații și a studiat natura descendenților fiecărui hibrid separat. . Prima lege a lui Mendel este legea uniformității hibrizilor din prima generație. Când se încrucișează indivizi homozigoți care diferă într-o trăsătură paraalternativă (exclusivă reciproc), toți descendenții din prima generație sunt uniformi atât în ​​​​fenotip, cât și în genotip. Mendel a efectuat încrucișări monohibride ale liniilor pure de mazăre care diferă într-o pereche de caractere alternative, de exemplu, în culoarea mazărei (galben și verde). Mazărea cu semințe galbene (trăsătură dominantă) a fost folosită ca plantă mamă, iar mazărea cu semințe verzi (trăsătură recesivă) a fost folosită ca plantă tată. Ca rezultat al meiozei, fiecare plantă a produs un tip de gameți. În timpul meiozei, din fiecare pereche omoloagă de cromozomi, un cromozom cu una dintre genele alelice (A sau a) a intrat în gameți. Ca urmare a fertilizării, împerecherea cromozomilor omologi a fost restabilită și s-au format hibrizi. Toate plantele aveau numai semințe galbene (după fenotip) și erau heterozigote după genotip. Hibridul Aa din prima generație a avut o genă - A de la un părinte, iar a doua genă -a de la celălalt părinte și a prezentat o trăsătură dominantă, ascunzându-l pe cea recesivă. După genotip, toate mazărea sunt heterozigote. Prima generație este uniformă și a arătat trăsătura unuia dintre părinți. Pentru înregistrarea încrucișărilor se folosește un tabel special, propus de geneticianul englez Punnett și numit grila Punnett. Gameții individului patern sunt înscriși pe orizontală, iar gameții individului matern pe verticală. La intersecții există genotipuri probabile ale descendenților. În tabel, numărul de celule depinde de numărul de tipuri de gameți produse de indivizii încrucișați. Apoi, Mendel a încrucișat hibrizi unul cu celălalt . A doua lege a lui Mendel– legea scindarii hibride. Când hibrizii din prima generație sunt încrucișați între ei, în a doua generație apar indivizi atât cu trăsături dominante cât și recesive, iar scindarea are loc în funcție de genotip într-un raport de 3:1 și 1:2:1 în funcție de genotip. Ca urmare a încrucișării hibrizilor între ei, au fost obținuți indivizi atât cu trăsături dominante, cât și cu trăsături recesive. O astfel de divizare este posibilă cu o dominație completă.

IPOTEZA „PURITATII” GAMETURILOR

Legea divizării poate fi explicată prin ipoteza „purității” gameților. Mendel a numit fenomenul de neamestecare a alelelor și a caracteristicilor alternative în gameții unui organism heterozigot (hibrid) ipoteza „purității” gameților. Două gene alelice sunt responsabile pentru fiecare trăsătură. Când se formează hibrizi (indivizi heterozigoți), genele alelice nu sunt amestecate, ci rămân neschimbate. Hibrizii - Aa - ca urmare a meiozei, formează două tipuri de gameți. Fiecare gamet conține unul dintr-o pereche de cromozomi omologi cu o genă alelică dominantă A sau cu o genă alelică recesivă a. Gameții sunt puri dintr-o altă genă alelică. În timpul fertilizării, gameții masculini și feminini purtători de alele dominante și recesive sunt combinați liber. În acest caz, omologia cromozomilor și alelicitatea genelor sunt restaurate. Ca urmare a interacțiunii genelor și a fertilizării, a apărut o trăsătură recesivă (culoarea verde a mazărei), a cărei genă nu și-a dezvăluit efectul în organismul hibrid. Trăsăturile a căror moștenire are loc conform legilor stabilite de Mendel se numesc mendeliane. Trăsăturile mendeliane simple sunt discrete și controlate monogenic - adică. un singur genom. La om, un număr mare de trăsături sunt moștenite conform legilor lui Mendel. Trăsăturile dominante includ culoarea ochilor căprui, bradidactilia (degetele scurte), polidactilia (polidactilia, 6-7 degete), miopia și capacitatea de a sintetiza melanina. Conform legilor lui Mendel, grupa sanguină și factorul Rh sunt moștenite în funcție de tipul dominant. Trăsăturile recesive includ ochii albaștri, structura normală a mâinii, prezența a 5 degete, vedere normală, albinismul (incapacitatea de a sintetiza melanina)

A treia lege a lui Mendel este legea distribuției independente a caracteristicilor. Aceasta înseamnă că fiecare genă a unei perechi alele poate apărea într-un gamet cu orice altă genă dintr-o altă pereche alelecă. De exemplu, dacă un organism este heterozigot pentru două gene studiate (AaBb), atunci formează următoarele tipuri de gameți: AB, Ab, aB, ab. Adică, de exemplu, gena A poate fi în același gamet cu atât gena B, cât și b. Același lucru este valabil și pentru alte gene (combinația lor arbitrară cu gene non-alelice).

A treia lege a lui Mendel este deja evidentă cu trecere dihibridă(mai ales cu trihibrid și polihibrid), când liniile pure diferă în două caracteristici studiate. Mendel a încrucișat un soi de mazăre cu semințe galbene netede cu un soi care avea semințe verzi șifonate și a obținut exclusiv semințe netede galbene F 1 . Apoi, a crescut plante F 1 din semințe, le-a permis să se autopolenizeze și a obținut semințe F 2. Și aici a observat despicarea: plantele au apărut atât cu semințe verzi, cât și cu ridate. Cel mai surprinzător lucru a fost că printre hibrizii de a doua generație nu existau doar plante cu semințe netede, galbene și verzi, ridate. Au existat, de asemenea, semințe galbene ridate și verzi netede, adică a avut loc o recombinare a caracterelor și s-au obținut combinații care nu au fost găsite în formele parentale originale.

Analizând raportul cantitativ al diferitelor semințe de F2, Mendel a descoperit următoarele:

Dacă luăm în considerare fiecare trăsătură separat, aceasta a fost împărțită într-un raport de 3:1, ca într-o încrucișare monohibridă. Adică la fiecare trei semințe galbene era câte una verde, iar la fiecare 3 netede era câte una șifonată.

Au apărut plante cu noi combinații de trăsături.

Raportul fenotipic a fost 9:3:3:1, unde pentru fiecare nouă semințe de mazăre netedă galbenă au existat trei șifonate galbene, trei netede verzi și una încrețită verde.

A treia lege a lui Mendel este bine ilustrată de rețeaua Punnett. Aici, posibilii gameți ai părinților (în acest caz, hibrizi de prima generație) sunt înscriși în titlurile rândurilor și coloanelor. Probabilitatea de a produce fiecare tip de gamet este ¼. De asemenea, este la fel de probabil ca acestea să se combine diferit într-un singur zigot.

Vedem că se formează patru fenotipuri, dintre care două nu existau anterior. Raportul dintre fenotipuri este de 9: 3: 3: 1. Numărul de genotipuri diferite și raportul lor este mai complex:

Rezultă 9 genotipuri diferite. Raportul lor este: 4: 2: 2: 2: 2: 1: 1: 1: 1. În același timp, heterozigoții sunt mai frecventi, iar homozigoții sunt mai puțin frecventi.

Dacă revenim la faptul că fiecare trăsătură este moștenită independent și se observă o împărțire 3:1 pentru fiecare, atunci putem calcula probabilitatea fenotipurilor pentru două trăsături ale alelelor diferite prin înmulțirea probabilității de manifestare a fiecărei alele (adică, nu este necesar să se folosească zăbrelele Punnett). Astfel, probabilitatea apariției semințelor galbene netede va fi egală cu ¾ × ¾ = 9/16, verde neted – ¾ × ¼ = 3/16, galben încrețit – ¼ × ¾ = 3/16, verde încrețit – ¼ × ¼ = 1 /16. Astfel, obținem același raport fenotipic: 9:3:3:1.

A treia lege a lui Mendel se explică prin divergența independentă a cromozomilor omologi ai diferitelor perechi în timpul primei diviziuni a meiozei. Un cromozom care conține gena A poate, cu aceeași probabilitate, să intre în aceeași celulă atât cu un cromozom care conține gena B, cât și cu un cromozom care conține gena b. Cromozomul cu gena A nu este în niciun fel legat de cromozomul cu gena B, deși ambii au fost moșteniți de la același părinte. Putem spune că, ca urmare a meiozei, cromozomii sunt amestecați. Numărul diferitelor combinații ale acestora este calculat prin formula 2 n, unde n este numărul de cromozomi din setul haploid. Deci, dacă o specie are trei perechi de cromozomi, atunci numărul de combinații diferite ale acestora va fi 8 (2 3).

Când legea moștenirii independente a caracteristicilor nu se aplică

A treia lege a lui Mendel, sau legea moștenirii independente a trăsăturilor, se aplică numai genelor localizate pe diferiți cromozomi sau situate pe același cromozom, dar destul de departe unele de altele.

Practic, dacă genele sunt situate pe același cromozom, atunci ele sunt moștenite împreună, adică prezintă legături între ele, iar legea moștenirii independente a trăsăturilor nu se mai aplică.

De exemplu, dacă genele responsabile pentru culoarea și forma semințelor de mazăre se aflau pe același cromozom, atunci hibrizii din prima generație ar putea forma gameți de doar două tipuri (AB și ab), deoarece în timpul procesului de meioză cromozomii parentali diverg independent. unul de altul, dar nu genele individuale. În acest caz, în a doua generație ar exista o împărțire 3:1 (trei galbene netede la una verde șifonată).

Cu toate acestea, nu este atât de simplu. Datorită existenței în natură a conjugării (adunării) cromozomilor și încrucișării (schimbului de secțiuni de cromozomi), genele situate pe cromozomii omologi se recombină și ele. Deci, dacă un cromozom cu genele AB, în timpul procesului de încrucișare, schimbă o secțiune cu gena B cu un cromozom omolog, a cărui secțiune conține gena b, atunci pot fi noi gameți (Ab și, de exemplu, aB). obținut. Procentul de astfel de gameți recombinanți va fi mai mic decât dacă genele ar fi pe cromozomi diferiți. În acest caz, probabilitatea de trecere depinde de distanța genelor de pe cromozom: cu cât mai departe, cu atât este mai mare probabilitatea.