Дигібридне схрещування. Матеріал для учнів 9 класу.

                   Закони Менделя. Незалежне успадкування ознак

Дигібридне схрещування - це схрещування батьківських особин, які різняться проявами двох ознак. Для вивчення того, як успадковуються дві ознаки, Г. Мендель обрав забарвлення насінин гороху та форму горошин (іл. 90). Колір насіння гороху, як ви вже знаєте, має два прояви -домінантний жовтий і рецесивний зелений. Форма насінин буває гладенькою (домінантний прояв) та зморшкуватою (рецесивний прояв).

Іл. 90. Дигібридне схрещування гороху посівного

Далі Мендель схрестив між собою чисті лінії, представники яких формували жовте насіння з гладенькою поверхнею та зелене зі зморшкуватою. Гібриди першого покоління утворювали лише насіння жовтого кольору з гладенькою поверхнею. Так Г. Мендель спостерігав прояв закону одноманітності гібридів першого покоління.

А якими будуть нащадки гібридів другого покоління? Після серії дослідів виявилося, що серед них спостерігаються чотири групи в співвідношенні 9 : 3 : 3 : 1. Дев’ять частин насіння було жовтого кольору з гладенькою поверхнею (315 насінин), три частини -жовтого кольору зі зморшкуватою поверхнею (101 насінина), ще три частини зеленого кольору з гла-

денькою поверхнею (108 насінин), а одна частина - зеленого кольору зі зморшкуватою поверхею (32 насінини). Крім насіння, яке мало комбінації проявів ознак, притаманних батьківським формам (жовтий колір - гладенька поверхня та зелений колір - зморшкувата поверхня), з’явилися ще дві групи з новими комбінаціями (жовтий колір -зморшкувата поверхня та зелений колір - гладенька поверхня).

Щоб пояснити ці результати, Г. Мендель простежив успадкування різних проявів кожної ознаки окремо. Співвідношення насіння різного кольору гібридів другого покоління було таким: 12 частин насіння мало жовтий колір, а 4 - зелений, тобто розщеплення за ознакою кольору, як і в разі моногібридного схрещування, становило 3 : 1. Подібне спостерігали і під час розщеплення за ознакою структури поверхні насіння: 12 частин насіння мало гладеньку поверхню, а 4 - зморшкувату. Тобто розщеплення за ознакою структури поверхні насіння також було 3 : 1.

Ця закономірність отримала назву третього закону Менделя, або закону незалежного успадкування (закон незалежного комбінування ознак).

Отже, ЗАКОН НЕЗАЛЕЖНОГО УСПАДКУВАННЯ ОЗНАК формулюється так: кожна пара ознак успадковується незалежно від інших ознак.

Які цитогенетичні основи закону незалежного успадкування ознак?

Цитогенетичні основи ІІІ закону Менделя можна розглянути за допомогою решітки Пеннета.

Батьківські форми (Р) з чистих ліній мають ознаки: жовті гладенькі (ААВВ) і зелені зморшкуваті (ааЬЬ). У квітках шляхом мейозу утворюються гамети (АВ) та (аЬ) з гаплоїдним набором хромосом. Під час запліднення гамети утворюють диплоїдні гетерозиготи (АаВЬ), з яких розвиваються гібридні рослини (Fj) з жовтими й гладенькими горошинами. Під час схрещування чи самозапилення гібридів (F₁) вже утворюватимуть по чотири типи гамет (G) - АВ, АЬ, аВ і аЬ. Тому серед гібридів другого покоління (F₂) можливими є 16 комбінацій гамет, що утворюються шляхом незалежного розходження гомологічних хромосом під час мейозу (іл. 91).

Дуже важливо зрозуміти, що хромосоми кожної пари здійснюють цей процес незалежно від інших пар. У результаті хромосоми, одержані від батька і матері, перерозподіляються по гаметах цілком випадково. При цьому в гаметах утворюються нові поєднання хромосом, відмінні від тих, що існували в батьківських гаметах. Відбувається рекомбінація ознак - процес, що приводить до виникнення нових поєднань проявів ознак і збільшення генетичної різноманітності.

Іл. 91. Цитогенетичні основи ІІІ закону Менделя

Поєднання однакових генотипів дає таке співвідношення за генотипом: 1 : 1 : 2 : 2 : 4 : 2 : 2 : 1 : 1, а статистична обробка результатів за зовнішніми проявами ознак - співвідношення за фенотипом - 9 : 3 : 3 : 1. За умови повного домінування домінантних алелів над відповідними рецесивними жовте насіння з гладенькою поверхнею визначатиметься чотирма варіантами генотипу (ААВВ, ААВЬ, АаВВ, АаВЬ), жовте зі зморшкуватою - двома (ААЬЬ, АаЬЬ), зелене з гладенькою - також двома (ааВВ, ааВЬ), а зелене зі зморшкуватою - одним (ааЬЬ).

Генетична схема дигібридного схрещування

Отже, за дигібридного схрещування різноманітність нащадків досягається різноманітністю гамет і комбінацій гамет, що виникають унаслідок випадкового й незалежного розходження гомологічних хромосом.

У чому суть аналізуючого схрещування?

Для визначення й перевірки генотипів гібридних особин особливо важливими є аналізуючі схрещування.

Аналізуюче схрещування - це схрещування гібрида з невідомим генотипом (або АА, або Аа) з рецесивною гомозиготою, генотип якоі завжди (аа) (іл. 92).

Іл. 92. Схема аналізуючого схрещування

I варіант. Якщо під час схрещування особини з домінантною ознакою (А-) з рецесивною гомозиготною (аа) особиною усе потомство виявиться одноманітним, значить аналізована особина з домінантною ознакою гомозиготна (АА).

II варіант. Якщо під час схрещування особини з домінантною ознакою (А-) з рецесивною гомозиготою (аа) отримане потомство дає розщеплення 1 : 1, то досліджувана особина з домінантною ознакою гетерозиготна (Аа).

Отже, аналізуюче схрещування дає змогу визначити генотип гібридів, типи гамет та їх співвідношення.

Виконати завдання.