Урок 5 Законы Г. Менделя, их статистические и цитологические

Урок 5 Законы Г. Менделя, их статистические и цитологические
основы.
Законы Менделя — это принципы передачи наследственных признаков
от родительских организмов к их потомкам.
Первый закон Менделя, или закон единообразия
При скрещивании двух гомозиготных организмов, отличающихся друг от
друга по одной паре альтернативных проявлений признака, всё первое
поколение гибридов (F1) окажется единообразным и будет нести
проявление признака одного из родителей.
Давайте разберем суть этой формулировки. Итак, скрещиваются
два гомозиготных организма. «Гомо» — одинаковый, значит, новый
организм (зигота — оплодотворенная яйцеклетка) получил одинаковые
признаки от отцовского и материнского организма. Это может быть
как доминантный, так и рецессивный признак, поэтому такой организма
обозначают АА или аа.
Так вот, в первом законе Менделя сказано, что при скрещивании таких
родителей все поколение будет одинаковым, единообразным.
Для наглядности будем использовать решетку Пеннета.
Решётка Пеннета, или решётка Паннета — таблица, предложенная
английским генетиком Реджинальдом Паннетом (1875—1967) в качестве
инструмента, представляющего собой графическую запись для определения
сочетаемости аллелей из родительских генотипов, аллель одной стороны
квадрата расположены женские гаметы, вдоль другой — мужские. Это
позволяет легче и нагляднее представить генотипы, получаемые при
скрещивании родительских гамет.
Давайте рассмотрим образование потомства у следующих пар:
И отцовский и материнский организмы гомозиготны и несут
доминантный признак: АА × АА
Тогда каждый организм производит только один тип гамет: А
2.
И отцовский и материнский организмы гомозиготны и несут
рецессивный признак: аа× аа
3.
Один гомозиготный организм несет доминантный признак, другой
гомозиготный организма — рецессивный: АА ×аа
1.
Записываем каждую гамету в ячейку. Один организм — сверху, другой —
слева:
В 1 варианте все 4 гибрида одинаковы и по генотипу (АА) и
по фенотипу — проявляется доминантный признак;
Во 2 варианте все 4 гибрида одинаковы по генотипу (аа) и по
фенотипу — проявляется рецессивный признак;
В 3 варианте все 4 гибрида одинаковы по генотипу (Аа) и по
фенотипу
—
проявляется
доминантный
признак
(они носители рецессивного признака).
Как видите, первый закон Менделя действительно закон единообразия,
если мы скрещиваем гомозиготных родителей, то все поколение
одинаковое, единообразное (нет расщепления).
А что будет если обе особи гетерозиготны, т.е. их генотип будет выглядеть
так: Аа?
Аа×Аа
Давайте разберем получившееся потомство:
Расщепление
по
генотипу:
1АА:
2Аа:
1аа,
т.е.
1:2:1
Расщепление по фенотипу: доминантный признак будет проявляться в 3-х
организмах: АА и 2Аа, аа — будет проявляться рецессивный признак, т.е.
расщепление 3:1
Второй закон Менделя, или закон расщепления
Этот закон — прямое следствие первого закона. Первое поколение,
полученное от скрещивания двух гомозиготных особей (АА ×и аа),
скрещивают между собой (для примера возьмем черных кота и кошку):
Аа × Аа
При скрещивании гибридов первого поколения между собой в потомстве
второго поколения наблюдается закономерное расщепление по генотипу:
1:2:1, по фенотипу — 3:1.
Что такое в данном случае понятие «расщепление» — это распределение
доминантных и рецессивных признаков среди потомства в определённом
числовом соотношении. Рецессивный признак у гибридов первого
поколения не исчезает, а только подавляется и проявляется во втором
гибридном поколении.
Закон чистоты гамет
В каждую гамету попадает только одна аллель из пары аллелей данного
гена родительской особи.
Во времена Менделя, так красиво этот закон не формулировали, конечно,
тогда и цитологии как таковой не было, в те времена Мендель просто
предположил, что пи наследовании признаки не меняются, не смешиваются,
а передаются неизменными, просто один подавляет проявление другого доминирует.
А
вот
во
втором
поколении
этот
подавляемый, рецессивный, признак проявляется. Современная цитология
очень просто объясняет закон чистоты гамет.
Гаметы - половые клетки. Образуются они при мейотическом делении
клеток.
При образовании половых клеток происходит мейоз и в каждую из гамет
попадает гаплоидный(1n) набор хромосом.
В нем, как известно, все хромосомы непарные, и, естественно, в гамете
может быть либо доминантный, либо рецессивный аллель.
Гаметы остаются «чистыми», только с каким-то одним аллелем,
носителем одного из альтернативных признаков.
В предыдущих законах — в законе единообразия и законе
расщепления мы рассматривали наследование одного признака.
Третий закон Менделя описывает наследование двух признаков.
Дигибридное скрещивание — скрещивание особей с двумя парами
признаков.
1-й признак – цвет шерсти, например, B — черная шерсть, b — рыжая
шерсть у котов.
2-й признак — длина шерсти, например, L — гладкая шерсть, l — вихрастая
шерсть.
В своих работах Мендель показал закон на таком примере: скрестили две
гетерозиготные особи: BbLl ×BbLl
Распишем образовавшиеся особи по генотипу и фенотипу:
BBLL — черная гладкая — 1 шт;
BBLl — черная гладкая — 2 шт;
BbLL — черная гладкая — 2 шт;
BbLl — черная гладкая — 4 шт;
BBll — черная вихрастая — 1 шт;
Bbll — черная вихрастая — 2 шт;
bbLL — рыжая гладкая — 1 шт;
bbLl — рыжая гладкая — 2 шт;
bbll — рыжая вихрастая — 1 шт.
черная гладкая — 9 шт;
черная вихрастая — 3 шт;
рыжая гладкая — 3 шт;
рыжая вихрастая — 1 шт.
Расщепление по фенотипу 9 : 3 : 3 : 1
Расщепление по генотипу 1 : 2 : 1 : 2 : 4 : 2 : 1 : 2 : 1
Если полученные Г. Менделем результаты рассмотреть отдельно по
каждому признаку (цвету и форме), то по каждому из них будет
сохраняться соотношение 3:1, характерное для моногибридного
скрещивания. Отсюда Г. Мендель заключил, что при дигибридном
скрещивании гены и признаки, за которые эти гены отвечают, сочетаются
и наследуются независимо друг от друга. Этот вывод получил
название закона независимого наследования признаков — третий закон
Менделя.
Основным условием закона является несцепленность генов — т.е. они
располагаются в разных хромосомах (!).
Домашнее задание
1. Выучить конспект урока
2. Выполнить тест
Вариант 1
1. При скрещивании двух гомозиготных организмов, различающихся по
одной паре признаков, новое поколение гибридов окажется
единообразным и будет похоже на одного из родителей. Это положение
иллюстрирует следующий закон генетики:
а) закон расщепления;
б) закон сцепленного наследования;
в) правило доминирования;
г) закон независимого распределения генов.
2. Моногибридное скрещивание – это скрещивание родительских форм,
которые различаются по:
а) окраске и форме семян;
б) двум парам признакам;
в) одной паре признаков;
г) форме и размерам семян.
3. В своей работе Г.Мендель применил метод исследования, при котором
скрещивал различающиеся по определенным признакам родительские
формы и прослеживал появление изучаемых признаков в ряде поколений.
Этот метод исследования называется:
а) гибридологическим;
б) биохимическим;
в) цитогенетическим;
г) генеалогическим.
4. Для изучения наследования различных признаков и установления
характера ряда наследственных болезней изучают родословную человека.
Этот метод генетики называется:
а) близнецовым;
б) генеалогическим;
в) цитогенетическим;
г) биохимическим.
5. Определите среди перечисленных генотипов рецессивный
гомозиготный генотип:
а) АА;
б) Аа;
в) Bb;
г) аа.
6. Среди перечисленных генотипов укажите гетерозиготный генотип:
а) Аа;
б) АА;
в) аа;
г) bb.
7. Из перечисленных генов доминантным является:
а) а;
б) b;
в) с;
г) A.
8. Определите генотип, который содержит одинаковые аллели одного
гена:
а) Аа;
б) Bb;
в) Сс;
г) АА.
9. У особи с генотипом ААВВ могут образоваться гаметы:
а) АА;
б) АB;
в) ВВ;
г) Ab.
10. Определите фенотипический признак растения гороха с генотипом
aaBb (семена желтые – А, зеленые – а, гладкие – В, морщинистые – b):
а) семена зеленые гладкие;
б) семена зеленые морщинистые;
в) семена желтые гладкие;
г) семена желтые морщинистые.
11. Растение гороха с желтыми гладкими семенами может иметь
следующий генотип:
а) aabb;
б) AaBb;
в) aaBb;
г) Aabb.
Вариант 2
1. При скрещивании гибридов первого поколения между собой
наблюдается расщепление: вновь появляются особи с рецессивными
признаками. Это положение иллюстрирует следующий закон генетики:
а) сцепленного наследования;
б) расщепления;
в) независимого наследования, распределения генов;
г) правило доминирования.
2. Дигибридное скрещивание – это скрещивание родительских форм,
которые различаются по:
а) двум парам признаков;
б) окраске семян;
в) форме семян;
г) по одной паре признаков.
3. Совокупность внешних и внутренних признаков организма называется:
а) генофондом;
б) фенотипом;
в) наследственностью;
г) генотипом.
4. Метод окрашивания и рассматривания под микроскопом хромосом
называется:
а) близнецовым;
б) генеалогическим;
в) биохимическим;
г) цитогенетическим.
5. Определите среди перечисленных генотипов доминантный
гомозиготный генотип:
а) Aa;
б) Bb;
в) ВВ;
г) bb.
6. Среди перечисленных генотипов укажите гетерозиготный генотип:
а) BB;
б) СС;
в) bb;
г) Bb.
7. Среди перечисленных генов доминантным является:
а) а;
б) B;
в) b;
г) с.
8. Определите генотип, который содержит одинаковые аллели одного
гена:
а) Аа;
б) ВВ;
в) Сс;
г) Bb.
9. У особи с генотипом aaBB могут образоваться гаметы:
а) аВ;
б) ВВ;
в) aabb;
г) Aabb.
10. Определите фенотипический признак растений гороха с генотипом
AaBb (семена желтые – А, зеленые – а, гладкие – В, морщинистые – b):
а) семена зеленые морщинистые;
б) семена желтые морщинистые;
в) семена зеленые гладкие;
г) семена желтые гладкие.
11. Растение гороха с желтыми морщинистыми семенами может иметь
следующий генотип:
а) AaBb;
б) AABB;
в) ааВВ;
г) Аавв