38. Законы Менделя. Первый закон Менделя (правило единообразия).

Скрещивание двух организмов называют гибридизацией. Моногибридным ( моногенным) называют скрещивание 2 организмов, при котором прослеживают наследование одной пары альтернативных проявлений какого-либо признака( развитие этого признака обусловлено парой аллелей одной гена).

Рассмотрим наследование цвета семян ( его альтернативное варианты желтый или зеленый- кодируются следующими парами аллелей одного гена: АА – ж, аа – з, Аа–гибрид .

Гибриды первого поколения оказались единообразными по исследуемому признаку. В F1 проявился лишь один( желтый) из пары альтернативных вариантов признака цвета семян, названный доминантным. Эти результаты иллюстрируют первый закон Менделя – закон единообразия первого поколения , а также правило доминирования. Первый закон Менделя: при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся одной или несколькими парами альтернативных признаков, все гибриды первого поколения окажутся по этим признакам единообразными. У гибридов проявятся доминантные признаки родителей.

Во втором поколении ( F2) обнаружилось расщепление по исследуемому признаку.

Решетка Пеннета.

Р: АаXАа

Гаметы: А а и Аа

F2: АА, Аа, Аа, аа.

Появились семена как с желтой, так и с зеленой окраской семядолей. У части гибридов F2 вновь возник признак, не обнаруженный у гибридов в F1. Этот признак ( зеленый) назван рецессивным. Соотношение потомков с доминантным и рецессивным проялением признака оказалось близко к ¾ : ¼ .

Второй закон Менделя: при моногибридном скрещивании гетерозиготных особей ( гибридов F1) во втором поколении наблюдается расщепление по вариантам анализируемого признакак в отношении №:1 по фенотипу и 1:2:1 по генотипу.

Гипотеза «Чистота гамет».

Мендель предположил, что каждый наследственный признак зависит от наличия в соматических клетках 2 наследственных факторов, полученных от отца и матери. К настоящему времени установлено, что наследственные факторы Менделя соответствуют генам – локусам хромосом, поэтому сходство между поведением факторов и поведением хромосом стало вполне понятным.

Гомозиготные растения АА образуют гаметы одного сорта с аллелем А ; растения с зелеными семенами аа образуют гаметы а. В момент оплодотворения происходит слияние половых клеток и возникают гетерозиготные диплоидные особи Аа, образующие семена с доминантной желтой окраскойю

В F1 во время анафазы 1-ого деления мейоза гомологичные хромосомы с аллелями А и а оходят к разным полюсам клетки и затем попадают в разные гаметы , причем яйцеклеток с аллелем А и с аллелем а образуется примерно в равном количестве, так же как и спермиев с Аи а. Вероятность оплодотворения яйцеклеток с А и а спермиями с А равна вероятности оплодотворения их спермиями с а. Таким образом, самоопылении растений F1 количество гибридов F2 с определенным соотношение аллелей А и а зависит от вероятности сочетания гамет с А и а.

Соотношение генотипов особей гибридных поколений можно показать графически при помощи решетки Пеннета. При её составлении гаметы одного из родителей выпитсывают снаружи решетки по вертикали, гаметы другого – по горизонтали. Возникающие в результате скрещивания гамет зиготы вписываются внутри в клетках на пересечении линий, идущих от соответствующих гамет.

Таким образом, пользуясь современной терминологией , гипотезу « чистоты гамет» можно сформулировать : « В процессе образования половых клеток в каждую гамету попадает только один ген из аллельной пары» , потому что, в процессе мейоза в гамету попадает одна хромосома и пары гомологичных хромосом.

Третий закон Менделя. Правило независимого наследования.

Скрещивание, при котором прослеживается наследование по двум парам альтернативных признаком, называют дигибридным, по нескольким парам признакам- полигибридным. В опытах Менделя при скрещивании сорта гороха, имевшего желтые А и гладкие В семена, с сортом гороха с зелеными а и морщинистыми b семенами , гибриды F1 имели желтые и гладкие семена, т.е. проявлялись доминантные признаки( гибриды единообразны).

Гибридные семена второго поколения F2 распределились на 4 фенотипические группы в соотношении : 315- с гладкими желтыми семенами, 101 – с морщинистыми желтыми , 108- с гладкими зелеными , 32- с зелеными морщинистыми семенами. Если число потомков в каждой группе разделить на чисто потомков в самой малочисленной группе , то в F2 соотношение фенотипических классов составит приблизительно 9:3:3:1

При образовании гамет двойная гетерозиготная особь(дигетерозигота) АаВbдаст 4 типа разных половых клеток. Вcпомните, что в анафазе 1-го деления мейоза гомологичные хромосомы каждой пары расходятся к разным полюсам клетки независимо от других пар гомологичных хромосом. Поэтому члены одной пары аллельных генов распределяется по гаметам независимо от членов других пар. В данном конкретном случае у аллеля А равные шанcы попасть в гамету с аллелем В или с аллелемb. То же справедливо и для аллеля а. Поэтому каждая дигетерозигота в F1 образует 4 сорта гамет примерно в одинаковом количественном соотношению

Подчеркнем, что каждая гамета может получить только один из каждой пары. Соответственно независимому распределению аллельных генов каждой пары гомологичных хромосом осуществляется и независимо наследование обусловленных ими признаков. Любая женская гамета имеет равные шансы быть оплодотворенной любой мужской, и в F2 общее число возможных генотипов равно 9, а число возможных фенотипов - четырем.

Итак, третий закон Менделя: гены разных аллельных пар и соответствующие им признаки передаются потомству независимо друг от друга, комбинируясь во всевозможных сочетаниях.