Закони Менделя. Домінування ознак.Матеріал для учнів 9 класу.

Закони Менделя. Домінування ознак. Розщеплення ознак

Чому відбувається домінування проявів ознак?

Свої дослідження Г. Мендель розпочав з моногібридного схрещування, за якого батьківські особини різняться проявами однієї ознаки. Було взято рослини чистих ліній із жовтим й зеленим забарвленням насіння. Схрещування рослин відбувалося шляхом перенесення пилку від квітів рослин, що виросли із жовтих насінин, до квітів рослин, що виросли із зелених насінин, і навпаки. У першому поколінні нащадків усі горошини завжди були лише жовтого кольору. Явище переважання в гібридів першого покоління проявів ознаки одного з батьків Мендель назвав домінуванням ознак (від лат. dominantus - панування), прояв ознаки в гібридів першого покоління - домінантним, а той, що не проявився, - рецесивним (від лат. recessus - відступ).

Аналогічні результати було виявлено й у дослідах щодо інших ознак. Так, у разі схрещування рослин з гладеньким і зморшкуватим насінням все потомство мало гладеньке насіння, з пурпуровими і білими квітками - лише пурпурові пелюстки квіток та ін.

Одноманітність першого гібридного покоління та виявлення в гібридів лише домінантного прояву ознаки в сучасній генетиці називається першим законом Менделя, або законом одноманітності гібридів першого покоління (іл. 88).

Іл. 88. Схема моногібридного схрещування, що ілюструє І закон Менделя

Які ж цитологічні основи І закону Менделя? Для дослідів використовувалися батьківські рослини (Р) чистих ліній, тобто особини, що мають однакові алельні гени і прояви ознак. Усі рослини, що виросли із жовтого насіння, були домінантними гомозиготами (АА), а рослини із зеленого насіння - рецесивними гомозиготами (аа). При статевому розмноженні рослини з жовтого насіння утворювали гамети (G) з алельним геном А, а гамети рослин із зеленого насіння - гамети а. Поєднання таких гамет в зиготі давало генотип Аа, що був однаковим у всіх нащадків - гібридів першого покоління (Fj).

Отже, ЗАКОН ОДНОМАНІТНОСТІ ГІБРИДІВ ПЕРШОГО ПОКОЛІННЯ

формулюється так: під час моногібридного схрещування батьківських особин, що різняться проявами однієї ознаки, у потомстві спостерігаються лише домінантні прояви ознаки, і усі нащадки будуть одноманітними як за генотипом, так і за фенотипом.

Чому серед нащадків спостерігається розщеплення?

Під час схрещування гетерозиготних гібридів першого покоління між собою у другому поколінні з’являються особини як з домінантними, так і з рецесивними проявами ознак, тобто виникає розщеплення в певних відношеннях. Розщеплення ознак - явище появи обох проявів ознаки у гібридів другого покоління (F₂), отриманих від схрещування гетерозиготних особин. Так, у дослідах Менделя із 8 023 жовтих насінин гороху, отриманих у другому поколінні, було 6 022 жовтих і 2 001 зелених. Узагальнюючи фактичний матеріал, Мендель дійшов висновку, що у другому поколінні 75 % особин мають домінантний прояв ознаки, а 25 % - рецесивний (розщеплення 3 : 1). Ця закономірність отримала назву другого закону Менделя, або закону розщеплення (іл. 89).

Чому ж відбувається розщеплення? Гібриди першого покоління є гетерозиготами (Аа) і за статевого розмноження утворюють два типи гамет, половина з яких з домінантним алелем (А), половина - з рецесивним (а). Під час запліднення й утворення зиготи вірогідними є чотири можливі комбінації - АА, Аа, Аа, аа, що дають розщеплення за генотипом 1АА : 2Аа : 1 аа. За зовнішнім проявом особини АА і Аа не різняться, тому розщеплення за фенотипом буде у співвідношенні 3 : 1.

Іл. 89. Схема моногібридного схрещування, що ілюструє ІІ закон Менделя

Отже, ЗАКОН РОЗЩЕПЛЕННЯ формулюється так: під час моногібридного схрещування двох гібридів першого покоління, які є гетерозиготами, у потомстві спостерігається розщеплення за фенотипом 3 : 1 і за генотипом 1 : 2 : 1.

У чому сутність закону чистоти гамет?

Поява серед нащадків особин з рецесивним проявом ознак дала можливість Менделю зробити висновок про те, що «спадкові задатки»

можуть пригнічуватись, але не зникати. Оскільки передача прояву ознак здійснюється через гамети, то було сформульовано гіпотезу чистоти гамет. Пізніше ця гіпотеза отримала цитологічне пояснення, і в 1902 р. англійський генетик У. Бетсон сформулював закон чистоти гамет: в гібридного (гетерозиготного) організму гамети є «чистими».

Як уже зазначалося, в локусах гомологічних хромосом містяться алелі гена. Якщо це гетерозиготна особина, то в одній із гомологічних хромосом міститься домінантний алель, у другій - рецесивний. У разі утворення статевих клітин відбувається мейоз, і в кожну з гамет потрапляє гаплоїдний набір хромосом. Гамети мають лише одну хромосому з кожної пари гомологічних хромосом і, відповідно, лише один ген з кожної пари алельних генів, тобто гамети є чистими.

Отже, закон чистоти гамет формулюється так: під час утворення статевих клітин у кожну гамету потрапляє лише один алель з кожної пари алельних генів.

Виконати завдання