Статью подготовили специалисты образовательного сервиса Zaochnik.
Закономерности наследования признаков и законы скрещивания
Содержание:
Закономерности наследования признаков и законы скрещивания
Для начала дадим определение закономерностям наследования.
Закономерности наследования признаков — это определенные тенденции, отражающие процесс передачи признаков от родителей к потомкам.
Г. Мендель в своей работе «Опыты с растительными гибридами» впервые сформулировал закономерности наследования. В основу своих экспериментов Мендель положил скрещивание различных сортов гороха.
Первый и второй законы описывали закономерности моногибридного скрещивания, а третий — дигибридного и полигибридного.
Закономерности наследования при моногибридном скрещивании подразумевают учет только одной пары альтернативных признаков.
Дигибридное скрещивание является таким типом скрещивания, в котором учитывают две пары альтернативных признаков.
Соответственно, если речь идет о полигибридном скрещивании, то здесь учитывается сразу несколько альтернативных признаков.
Суть основных закономерностей наследования
Есть несколько факторов, которые, по мнению ученых, обуславливают успех применения гибридологического метода, лежащего в основе экспериментов Менделя:
- анализируют наследование признака с чистых линий;
- в анализе важно исследование альтернативных (взаимоисключающих) признаков;
- важен точный количественный учет потомков;
- наследование признаков доступно для отслеживания в ряду поколений.
В основе первого закона Менделя лежит то, что скрещивание гомозиготных особей, анализируемых по одной паре признаков, приводит к тому, что проявляются только доминантные признаки. Также наблюдается генотипическое и фенотипическое разнообразие.
Для своих опытов Мендель отбирал горох, у которого были желтые и зеленые семена. Результатом скрещивания стало первое поколение желтых растений.
Согласно второму закону Менделя, скрещивание гетерозиготных гибридов первого поколения дает определенное фенотипическое и генотипическое расщепление во втором поколении — 3:1 и 1:2:1 соответственно. Выяснилось, что во втором поколении происходит проявление подавляемого ранее рецессивного признака.
Гипотеза «чистоты гамет» является цитологической основой второго закона Менделя. Определение каждого признака происходит при помощи сочетания двух аллельных генов: при образовании гетерозиготных гибридов не происходит смешения аллельных генов (они присутствуют в неизмененном виде).
При мейозе лишь одна хромосома из гомологичной пары попадает в каждую гамету. Из этого следует, что только один ген из пары аллельных генов (или гамета) чиста по отношению к другому аллельному гену.
Третий закон Менделя утверждает, что в результате скрещивания гомозиготных организмов (они анализируются по двум и более парам признаков) гибриды третьего поколения отличаются независимым наследованием комбинированных признаков — оно соответствует генам различных аллельных пар.
Чтобы изучить закономерности наследования признаков у растений, ученый обратился к моногибридному скрещиванию (кратко о нем мы расскажем позже). Затем он постепенно переходил к дигибридному скрещиванию. Выходит, что закон единообразия гибридов первого поколения находит проявление как при моногибридном, так и при дигибридном скрещивании. При этом, родительские особи являются гомозиготными по обеим парам признаков.
Прием анализирующего скрещивания очень часто используется в ходе исследования закономерностей наследования. В его основе лежит утверждение, что скрещивание особи происходит с рецессивной гомозиготной особью. Как результат — в первом поколении будет наблюдаться расщепление с соотношением 1:1.
После открытия микроскопа закономерности наследования признаков уже больше не изучались только на организменном уровне. К нему добавились также клеточный и молекулярный.
Основные положения хромосомной теории наследственности были сформулированы Т. Морганом в 1911 году.
Среди них:
- все гены расположены в хромосоме линейно, для них свойственен собственный уникальный локус;
- расположенные в одной хромосоме гены формируют группу сцепления, наследуются они все вместе. Количество групп сцепления идентично n набору хромосом;
- процесс кроссинговера может происходить между гомологичными хромосомами. Его суть — в обмене гомологичными участками между хромосомами. Нередко этот процесс может приводить к нарушениям сцепления генов. Вероятность нарушений повышается, если гены располагаются внутри хромосомы близко друг к другу. Такая закономерность приводит к тому, что одна морганида соответствует 1% кроссинговера;
- объектом проводимых ученым экспериментов были мушки-дрозофилы.
Возможно появление нескольких типов гамет — кроссоверных и некроссоверных. Их появление провоцируют сцепление между локализованными в одной хромосоме генами и нарушение этого сцепления.
Аллельное взаимодействие генов — одна из закономерностей наследования признаков. Могут возникать два типа ситуаций: полного доминирования и неполного доминирования.
Полное доминирование представляет собой тип доминирования, в результате которого потомки получают доминантный признак одного из родителей.
Неполное доминирование — это вариант доминирования, отличающийся промежуточным характером между родительскими особями.
В некоторых случаях возникает ситуация сверхдоминирования: в гетерозиготе признак выражен мощнее, чем в гомозиготе.
Кодоминирование — еще один вариант наследования: в фенотипе гетерозигот проявляются оба аллельных гена, что приводит к формированию нового признака.
Пример — формирование четвертой группы крови.
Есть еще множественный аллелизм: он проявляется при возникновении в популяции более двух аллельных генов. Такие гены появляются тогда, когда присутствуют мутации одного и того же гена хромосомы.
Неаллельное генетическое взаимодействие можно представить в виде комплементарности и эпистаза. Под комплементарностью понимают взаимодействие генов, в результате которого два неаллельных гена дают новый признак. Суть эпистаза заключается в том, что действия генов одной аллели подавляются генами другой. Подавляющий ген выступает в качестве супрессера или ингибитора.
Навигация по статьям