Статистический характер Законы наследственности и их цитологические основы.

Цитология

Закон чистоты гамет. Когда Г. Мендель проводил свои исследования с горохом, еще ничего не было известно о генах, строение хромосом и процесс мейоза, но он предложил закон (сначала в качестве гипотезы) чистоты гамет, который экспериментально подтверждена в дальнейших исследованиях.

Закон чистоты гамет утверждает, что у гибридного (гетерозиготного) организма гаметы «чистые». То есть, каждая из гамет не может одновременно нести два аллельных гена (например, аллельные гены зеленого и желтого цветов), а несет лишь один из определенной их совокупности.

Цитологические основы и статистический характер законов наследственности. Соматические клетки имеют, как правило, диплоидный набор хромосом, то есть аллельные гены парные: это могут быть две доминантные аллели (гомозиготами по доминантной аллели), доминантная и рецессивная (гетерозигота) или две рецессивные (гомозиготами по рецессивной аллели ). Когда вследствие мейоза образуются половые клетки, в каждую из гамет попадает только один аллельных ген из каждой пары. Гомозиготная особь может продуцировать только один сорт гамет (с доминантной или рецессивной аллелями), тогда как гетерозиготная - два сорта в равных количествах (50% гамет с доминантной аллели и 50% - с рецессивной).

Предположим для простоты, что определенные особи имеют только одну пару гомологичных хромосом (число хромосом в диплоидном наборе равно двум: 2n = 2), каждая из которых несет только один ген. Хромосому с доминантной аллели обозначим желтым цветом и символом «А», а рецессивную - зеленым и символом «а». Понятно, что гибриды первого поколения будут гетерозиготными (генотип Аа), поскольку они получают одну хромосому с доминантной аллели от одного из родителей, а вторую, с рецессивной, - от другого. Таким образом, они будут одинаковы как по генотипу, так и по фенотипу.

При образовании половых клеток гибриды первого поколения формировать гаметы двух сортов: половина из них будет нести хромосому с доминантной аллели, половина - с рецессивным. Результате скрещивания гибридов первого поколения между собой возможны три варианта генотипов гибридов второго поколения: четверть особей иметь хромосомы с доминантными аллелями (гомозиготы по доминантному аллели - АА), половина - одну хромосому с доминантной аллели, другую - с рецессивным (гетерозиготы - Аа), четверть -хромосомы с рецессивными аллелями (гомозиготы по рецессивным аллели - аа). По фенотипу три четверти семян гибридов второго поколения (гомозиготы по доминантному аллели и гетерозиготы) будут иметь желтую окраску и одна четверть (гомозиготы по рецессивным аллели) - зеленый.

Следовательно, в условиях значительного количества и равной жизнеспособности гамет разных сортов становится понятным статистический характер закона расщепления, который определяется большим числом равновероятных встреч этих гамет.

Результаты моногибридного скрещивания можно записать схематично:

Однако удобнее воспользоваться так называемой решеткой Пеннета (названа в честь ученого, впервые ее предложил). Ее изображе жуют следующим образом: по горизонтали записывают гаметы одного (в роздильностатевих организмов - родительской) особи, а по вертикали-другой (материнской). В местах пересечения горизонтальных и вертикальных линий указывают генотипы потомков:

Запись скрещивания гомозиготных родителей в виде решетки Пен-нета наглядно демонстрирует закономерный характер единообразия гибридов первого поколения. Результаты скрещиваний гибридов первого поколения между собой будут иметь следующий вид:

Среди гибридов второго поколения возможно образование трех вариантов генотипа, которые в условиях полного доминирования определять два варианта фенотипа. Из этой таблицы становятся понятными и причины дальнейшего, расщепления у гибридов третьего поколения, если гибриды второго поколения размножать самоопылением. Гомозиготные особи формировать гаметы только одного сорта и среди их потомков расщепления не наблюдаться. Гетерозиготные особи образовывать гаметы двух сортов (с доминантной или рецессивной аллели), поэтому среди их потомков состоится расщепление по фенотипу в соотношении 3:1.

Аналогично можно продемонстрировать цитологические основы и статистический характер закона независимого колибинування состояний признаков. Представим, что в диплоидном наборе растения есть две пары гомологичных хромосом (2n = 4), каждая из которых несет только один ген. Хромосомы одной пары обозначим палочковидные фигурой, другой-шарообразной. Хромосомы, несущие доминантную аллель, закрашены в желтый цвет, рецессивным - в зеленый.

Материнский организм содержит хромосомы с доминантными аллелями, родительский - с рецессивными. Такие гомозиготные организмы в процессе гаметогенеза формировать один сорт гамет - или с доминантными, или с рецессивными аллелями генов окраски и поверхности семян. При скрещивании родителей все особи первого поколения гибридов получают по две хромосомы с доминантными аллелями от материнского организма и по две хромосомы с соответствующими рецессивными аллелями - от родительского. Таким образом, все гибриды первого поколения будут гетерозиготными по дволиа парами аллелей (дигетерозиготнимы) и образовывать четыре сорта гамет в равных количествах, причем в двух из них аллельные гены находиться в тех же сочетаниях, что и в гаметах родителей, а в двух других - в новых (рекомбинациях). Рекомбинация - это сочетание аллелей разных генов в гаметах гибридных особей, которые отличаются от подобных сочетаний в гаметах родителей.

Вследствие ривноймовирности слияния различных сортов гамет гибридов первого поколения при скрещивания, у их потомков - гибридов второго поколения - возможно образование девяти вариантов генотипов, что обусловит четыре разные фенотипы. В двух из них признаки окраски и поверхности семян соединятся так, как у исходных родительских форм (желтый цвет - гладкая поверхность и зеленый цвет - морщинистая поверхность), а в двух - в новых комбинациях (рекомбинации) (желтый цвет - морщинистая поверхность и зеленый цвет - гладкая поверхность). Таким образом, рекомбинация является одним из источников комбинативной изменчивости.

Статистический характер закона независимого комбинирования состояний признаков можно доказать, записав ход дигибридном скрещивания с помощью решетки Пеннета. При скрещивании гомозиготных родителей результат будет таким (А, а и В, b - обозначения доминантных и рецессивных аллелей генов цвета и структуры поверхности семян):

Результатами скрещивания родителей, гомозиготных по двум доминантными аллелями, расположенными в негомологичных хромосомах, подтверждающие закон единообразия гибридов первого поколения: все они продуцировать желтое семена с гладкой поверхностью, хотя по генотипу гетерозиготные по обоим признакам.

Ход скрещивания гибридов первого поколения представлены на рис. 74. Он свидетельствует, что среди гибридов второго поколения по генотипу наблюдаться расщепление: 1 ААВВ: 2 ААВb: 1 AAbb: 2 ААВВ: 4 АаВb: 2 Aabb: 1 ааВВ: 2 ааВb: 1 aabb, а по фенотипу: 9 частей желтого семена с гладкой поверхностью, 3 части желтого - с морщинистой, еще 3 части - зеленого с гладкой и 1 часть - зеленого с морщинистой поверхностью. Итак, расщепление среди гибридов второго поколения по признаку окраски, так же, как и по признаку формы поверхности семян, составит 12: 4 (С: 1). В условиях полного преобладания доминантных аллелей над рецессивными желтое семена с гладкой поверхностью определяться четырьмя вариантами генотипа (ААВВ, ААВb, ААВВ, АаВb), желтое с морщинистой - двумя (AAbb, Aabb), зеленый с гладкой - также двумя (ааВВ, ааВb), зеленый с морщинистой - одним (aabb).

выводы

Статистический характер законов наследственности объясняется с помощью закона чистоты гамет, предложенного Г. Менделем. Согласно этому закону гаметы гибридной особи несут только один аллельных ген из каждой пары. Вероятность сочетаний различных гамет между собой во время скрещивания одинакова, поэтому частота встречаемости каждого из их комбинаций в зиготе обусловлена ??количественным соотношениям разных сортов гамет.

 


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+