Основные законометности наследственности

1. Основные закономерности наследственности

2.

Для изучения закономерностей наследования Г. Мендель выбрал две чистые линии гороха, семена которых отличались по одному признаку — цвету. У одной линии семена (горошины) были жёлтые, а у другой — зелёные.
По современным представлениям, о которых Мендель, естественно, ничего
знать не мог, клетки растений гороха одной линии содержат два гена, кодирующих только жёлтую окраску (АА), а другой линии — два гена, кодирующих только зелёную окраску семян (аа). Чистые линии образованы только
гомозиготными растениями, поэтому при самоопылении они всегда воспроизводят один вариант проявления признака.
В опытах Менделя, например, это был один из двух возможных цветов
семян гороха — или всегда жёлтый, или всегда зелёный. Скрещивание
форм, отличающихся друг от друга по одной паре признаков, за которые
отвечают аллели одного гена, называют моногибридным скрещиванием.

3.

4.

Закон единообразия гибридов первого поколения (1-й за-кон
Менделя).
Г. Мендель начал свои исследования со скрещивания растений
гороха, отличающихся только цветом семян (жёлтый или
зелёный). В первом поколении семена у всех растений оказались
исключительно жёлтыми.
Признак, проявляющийся у гибридов первого поколения, Г.
Мендель назвал доминантным. Как установил Мендель, ещё
одним доминантным признаком является гладкая форма семян
гороха. Она доминирует над морщинистой.

5.

В результате таких скрещиваний была установлена
важейшая закономерность наследования, получившая
название закон единообразия гибридов первого
поколения или закон (правило) доминирования: при
скрещивании двух гомозиготных организмов,
отличающихся друг от друга одним признаком, все
гибриды первого поколения будут иметь признак одного
из родителей и поколение по данному признаку будет
единообразным.

6.

Задача 1.
У хомячков коричневый цвет шерсти доминирует. Скрестили
самку хомяка белого цвета шерсти с гомозиготным самцом
коричневой окраски. Какими будут гибриды первого поколения?

7.

Закон расщепления (2-й закон Менделя).
Из гибридных семян гороха Мендель вырастил растения, которые
в результате самоопыления произвели семена второго поколения.
Среди них оказались не только жёлтые, но и зелёные семена, т. е.
произошло расщепление потомства на две группы, одна из
которых обладала доминантным признаком, а вторая —
рецессивным.
Причём это расщепление подчинялось строгим количественным
закономерностям: 3/4 семян оказались жёлтыми и 1/4 — зелёными.
Таким образом, Мендель установил, что во втором поколении гибридов
появляются особи с доминантными и рецессивными признаками, причём
их соотношение 3 : 1. Эта закономерность была названа законом
расщепления, а впоследствии вторым законом Менделя

8.

9.

Гипотеза чистоты гамет. Мендель предположил, что
каждая клетка организма содержит по два
наследственных фактора, причём при образовании
гибридов эти факторы не смешиваются, а сохраняются в
неизменном виде. Исчезновение одного из родительских
признаков в первом поколении гибридов и появление его
вновь во втором поколении подтверждало предположение Менделя, что наследственные факторы — это
некие дискретные единицы, которые не «растворяются» и
не «смешиваются», а сохраняются в неизменном виде из
поколения в поколение.

10.

При половом размножении связь между поколениями
осуществляется через половые клетки — гаметы. Поэтому
Мендель логично предположил, что каждая гамета
должна содержать только один фактор из пары, чтобы при
их слиянии восстанавливался двойной набор. Если при
оплодотворении встретятся две гаметы, несущие
рецессивный фактор, сформируется организм с
рецессивным признаком (аа), а если хотя бы одна из двух
гамет будет содержать доминантный фактор, образуется
особь с доминантным признаком (АА, Аа)

11.

Основываясь на результатах своих экспериментов,
Мендель сделал вывод, что наследственные
факторы (т. е. в современном понимании гены) в
гибриде не смешиваются, не сливаются и передаются гаметам в «чистом» виде. В этом и состоит
смысл закона чистоты гамет, который в настоящее
время можно сформулировать следующим
образом: при образовании половых клеток в
каждую гамету попадает только один аллель из
каждой пары.

12.

Таким образом, Г. Мендель сформулировал
гипотезу чистоты гамет: при образовании гамет в
каждую из них попадает только один из двух
«элементов наследственности», отвечающих за
данный вариант признака. Теперь мы знаем, что это
происходит в результате мейоза, когда в гаметах
число хромосом уменьшается вдвое по сравнению с
соматическими клетками.

13.

Неполное доминирование.
При проверке открытий Г. Менделя другие учёные выявили, что
аллельные гены не всегда можно разделить на доминантные и
рецессивные. В этом случае гомозиготные особи (АА и аа) будут
по фенотипу отличаться от особей (Аа).
Так, при скрещивании растений ночной красными цветками (АА)
с растениями, имеющими белые цветки, все гибриды первого
поколения будут иметь розовую окраску. А при скрещивании
двух растений из первого поколения (Аа) во втором поколении
произойдёт расщепление по фенотипу в соотношении 1 : 2 : 1
(один цветок красный (АА), один белый (аа) и два розовых (Аа)).

14.

15.

16.

Задача 2.
У лисицы жемчужная окраска шерсти неполно доминирует над
белой. Гибридное поколение имеет платиновую окраску. Какое
потомство получится от скрещивания лисицы с жемчужной
окраской и лисицы с платиновой окраской шерсти?

17.

Неполное доминирование в природе встречается очень
часто. Например, при наследовании укороченных пальцев
у человека. У здорового человека присутствуют два
доминантных гена (BB), у гетерозигот (Bb) происходит
укорочение фаланг пальцев, а у рецессивных гомозигот
(bb) наблюдаются такие серьёзные нарушения в скелете,
что эти люди погибают в детстве. По типу неполного
доминирования наследуется также серповидно клеточная
анемия (заболевание крови) и другие болезни человека.

18.

Дигибридное скрещивание.
Г. Мендель продолжил свои исследования, выясняя, как
наследуются признаки при дигибридном скрещивании, т. е.если
растения гороха различались по двум признакам — цвету
горошин и форме горошин. Он скрестил растения из чистых
линий гороха, имевших жёлтые гладкие горошины (AABB), с
растениями, имевшими зелёные морщинистые горошины (ааbb).
Для удобства и наглядности английский генетик Реджинальд
Пеннет предложил заносить результаты дигибридного
скрещивания в таблицу, по сторонам которой записывают гены
интересующих нас признаков, попадающие в образующиеся у
каждой особи гаметы. Эту таблицу назвали решёткой Пеннета.

19.

20.

В первом поколении, как и положено, по правилу единообразия
гибридов первого поколения все растения были с жёлтыми и
гладкими семенами(AaBb).
А во втором поколении проявились четыре фенотипа: с жёлтыми
гладкими, жёлтыми морщинистыми, зелёными гладкими и
зелёными морщинистыми семенами, причём соотношение этих
фенотипов было 9 : 3 : 3 : 1.
Им соответствует девять генотипов. Но если посмотреть, каким
будет соотношение горошин по каждому из двух признаков, т. е.
по цвету и форме, то оно будет 3 : 1, т. е. опять будет соответствовать правилу расщепления Г. Менделя

21.

Из этих двух данных Г. Мендель вывел закон
независимого наследования признаков (3-й закон
Менделя): при дигибридном скрещивании гены и
признаки, за которые эти гены отвечают, наследуются независимо друг от друга. Однако чуть позднее стало
понятно, что этот закон справедлив только в том случае,
когда гены, отвечающие за два признака, располагаются в
негомологичных хромосомах, как это и оказалось в
случае опытов Менделя.

22.

Так как родительские формы были гомозиготными по обоим признакам, их генотипы записываются так:
ААВВ и ааbb. Помните, гомозиготная особь дает только один тип гамет.

23.

При скрещивании двух чистых линий все
гибриды первого поколения имели желтые
гладкие семена (одинаковые и имеют признак
одного из родителя). Следовательно, мы
видим соблюдение закона единообразия
первого поколения.
Затем Мендель провел скрещивание гибридов
первого поколения. В результате получилось 4
фенотипические группы в соотношении 9:3:3:1.

24.

25.

Отсюда следует, что дигибридное скрещивание
представляет собой два моногибридных
скрещивания, идущих независимо друг от друга,
то есть форма горошин наследуется независимо от
цвета горошин.
На основании полученных результатов Г. Мендель
вывел третий закон.
Третий закон Менделя справедлив только для тех случаев,
когда гены, определяющие исследуемые признаки, лежат
в разных хромосомах, то есть, не являются сцепленными.

26.

Задача 3.
Женщина правша с карими глазами (А), у которой был отец левша с голубыми
глазами (а), вышла замуж за мужчину правшу (гетерозиготность) с голубыми
глазами. Определите генотипы родителей, генотипы и фенотипы
возможного потомства. Какова вероятность рождения ребенка с карими
глазами и леворукостью.

27.

Анализирующее скрещивание.
Очевидно, что по фенотипу точно определить генотип нельзя.
Ведь горох с жёлтыми семенами может иметь генотип АА и Аа.
Для того чтобы точно определить генотип особи с доминантным
фенотипом, проводят анализирующее скрещивание —
скрещивание гибридной особи с особью, гомозиготной по
рецессивным аллелям (аа), т. е. «анализатором».
Если в потомстве будут только жёлтые горошины, значит, исследуемое
растение — доминантная гомозигота (АА), если же в потомстве есть и
жёлтые, и зелёные семена в соотношении 1 : 1, то изучаемое растение было
гетерозиготой (Аа). Анализирующее скрещивание — один из основных
методов, позволяющий установить генотип особи. По этой причине его
широко используют в генетике и селекции

28.

Представьте, что вы разводите определенную породу собак для
продажи. У вас есть щенки определенной окраски шерсти. Но как
узнать, что в последующих поколениях другой окрас не проявится?
Можно, конечно, изучить ДНК щенят, и узнать, присутствуют ли гены,
которые отвечают за другой окрас шерсти. А можно сделать проще
— проанализировать их родителей.

29.

Ген черной окраски доминантный, обозначим его А, а ген белой
окраски шерсти рецессивный, обозначим его а.
Признак, фенотип
Генотип
Черный цвет шерсти
АА, Аа
Серый цвет шерсти
аа
Найти:
F1 — ?
?
Почему появилось 2 варианта генотипа черной окраски шерсти?
Дело в том, что доминантный ген подавил действие рецессивного
гена, и на проявление признака это никак не повлияло. То есть
генотипы АА и Аа проявляют один и тот же признак — черный
цвет шерсти.
Так как у нас два варианта генотипа черного цвета шерсти, нам
необходимо провести два варианта скрещивания.

30.

31.

Генофонд.
Итак, каждый вид имеет целый набор аллельных
генов, хотя каждая особь благодаря диплоидности
содержит только два аллеля. Совокупность всех
вариантов всех генов, входящих в состав генотипов
особей какого-либо вида, получила название
генофонд вида. Можно также говорить о
генофонде популяции, семьи или иной группы
особей вида.