Моногибридное скрещивание.

Моногибридное скрещивание – это такое скрещивание, при котором родительские формы отличаются друг от друга только по одной паре альтернативных (противоположных) признаков. Например, отцовское растение имеет пурпурные цветы (львиный зев, горох), а материнское – белые или наоборот.

Перед тем как проводить скрещивание надо убедиться в том, что этот признак устойчивый – константен и передается из поколения в поколение. У растений с обоеполыми цветками до опыления удаляют пыльники, а те цветы, которые опыляются перекрестно изолируют от среды.

В опытах проделанных Г. Менделем скрещивались растения гороха с пурпурными цветами с горохом с белыми цветами, при этом уже после первого опыления в бобах образовались гибридные семена первого поколения F₁, эти семена дадут гибридные растения первого поколения, которые в результате самоопыления образуют семена второго поколения F₂. Причем оказалось, что в первом поколении F₁ развивается только один из двух признаков – пурпурные цветы. Второй признак – белые цветы как бы исчезает и не проявляется.

Это явление преобладания одного из признаков родителей у гибридов Мендель назвал – доминированием, а противоположный подавленный признак был назван рецессивным.

Закондоминирования – первый закон Менделя, называют также законом единообразия гибридов первого поколения, так как все особи первого поколения имеют одинаковое проявление признака. Так если мы взяли горох с пурпурными цветами и опылили эти цветы пыльцой с белых цветов, в первом поколении из семян вырастут растения, цветы которых будут иметь пурпурную окраску. При самоопыления эти растения во втором поколении – F₂ образуют растения с разными цветами: пурпурными и белыми – это явление называется - РАСЩЕПЛЕНИЕМ II закон Менделя. Причем расщепление будет идти в определенном количественном соотношении, а именно ¾ от общего числа растений будут растениями с пурпурными цветами и лишь ¼ - с белыми, т.е., отношение растений с доминантными признаками по отношению к растениям с рецессивными признаками окажется 3:1. Следовательно, рецессивный признак у гибридов первого поколения не исчез, а был только подавлен и во втором гибридном поколении он проявился. Тоже наблюдалось в опытах Менделя при скрещивании растений гороха с гладкими и морщинистыми семенами. От 253 самоопыляющихся растений F₁ Мендель получил в F₂ 7324 семени, из них гладких 5474, морщинистых – 1850. Это очень близко к теоретическому соотношению 3:1. Однако, Мендель неоднократно подчеркивал, что эти отношения отражают лишь средние величины. При малом числе особей количество растений с альтернативными признаками в F₂ будет колебаться в силу случайных причин. Это подтверждает сводная таблица расщепления потомства 10 гибридных растений в F_2.

Если растения с белыми цветами полученные в F₂ самоопыляются, они дают только растения с белыми цветами. Несколько иначе себя ведут растения с пурпурными цветами. Лишь 1/3 из них при самоопылении в F₂ дает пурпурные цветы, а остальные 2/3 образуют растения обоих типов. Следовательно, генетически эти растения не одинаковы и расщепление по генотипу будет идти 1:2:1.

Итак, проводя скрещивание с учетом только одного признака (моногибридное скрещивание) Мендель установил:

1. У гибридов первого поколения проявляется только один из пары альтернативных признаков – доминантный, рецессивный признак не проявляется. Это явление было названо доминированием, а позже первым законом или правилом Менделя, или законом единообразия гибридов первого поколения.

2. В потомстве гибридов первого поколения F₂ появляются особи как с доминантными признаками, так и с рецессивными, причем соотношение ко вторым составляет 3:1. Это II – закон Менделя, который в 1900 г. Гуго де Фриз назвал законом расщепления.

3. В среднем среди ¾ растений F₂ с доминантными признаками 2/4 от всех растений оказываются гибридными, которые при самоопылении дают расщепление также в отношении 3:1 и только ¼ остается константной в последующих поколениях. Следовательно, в F₂ половина растений являются гибридными, а половина – чистыми, константными сохраняющими родительские признаки.

Изучая поколение, образовавшееся в F₂ мы наблюдаем, что внешне 3 части гибридов имеют сходные признаки (пурпурные цветы, гладкие семена и т.д.), а одна часть резко отличается (белые цветы, морщинистые семена). Такое отличие по внешним признакам называется фенотипическим расщеплением. Фенотипом называют совокупность свойств и признаков организма, которые являются результатом взаимодействия генотипа особи с окружающей средой. Вместе с тем среди внешне сходных растительных гибридов второго поколения часть из них всегда будут давать пурпурные цветы, тогда как – 2/3 от целого дадут вновь расщепление. Значить наследственное начало этих растений будет не одинаково. Под генотипом мы понимаем совокупность наследственных задатков, которыми обладает организм. Т.е. при моногибридном скрещивании во втором поколении наблюдается расщепление по фенотипу как 3:1, а по генотипу 1:2:1.

Мендель впервые для обозначения генотипа использовал символику, факторы или гены определяющие признаки обозначались буквами латинского алфавита. Например, ген доминантного признака – желтой окраски семян – Мендель обозначал через заглавную букву – А, а ген противоположного рецессивного признака – зеленая окраска семян – строчной буквой – а, генотип доминантной формы тогда будет АА, а рецессивной – аа. Гибрид F₁ будет иметь формулу – Аа. В таком случае потомки гибридов F₁ покажут расщепление в F₂ соответствующее формуле 1АА:2Аа:1аа.

Эта символика факторов парных признаков используется для отображения расщепления в потомстве гибридов. Константные формы АА и аа, которые в последующих поколениях не дают расщепления Бетсон в 1902 г. назвал гомозиготными, а формы Аа – дающие расщепление – гетерозиготными. Каждую пару альтернативных факторов Иоганнсен с 1926г. называет аллельной. Однако, истинную природу такой парности Мендель не знал. Он предполагал, что половые клетки несут по одному задатку признаков соединяющихся при оплодотворение. Теперь эти задатки или факторы, которые переносят гаметы называют генами. Ген-это единица наследственности.

Если взять тот же опыт Менделя с горохом, где скрещены растения с пурпурными цветами с растениями с белыми цветами, то мы видим следующие: допустим, что в соматических клетках гороха имеется всего одна пара гомологичных хромосом, а ген определяющий признак пурпурной окраски цветка, обозначаемый буквой А, находится в каждой из этих хромосом у родительского растения. Тогда соматические клетки гомозиготного растения, обладающего доминантным фактором окраски цветка, должны нести два гена – АА, поскольку в этих клетках каждая из хромосом представлена в двойном наборе. Соответственно клетки другого растения с белыми цветами имеет в гомозиготном состоянии рецессивный ген белой окраски – аа. В результате мейоза в каждой гамете число хромосом уменьшится в два раза и остается только одна хромосома из пары с единственным геном: А или а. При оплодотворении в гибридной зиготе восстанавливается парность хромосом и формула гибрида будет Аа, такая какую написал Мендель. При развитии половых клеток в гибридном организме хромосомы разойдутся в разные дочерние клетки. Тогда женские и мужские гаметы будут образовываться в равном числе. При оплодотворении гаметы обоих типов могут соединяться с равной вероятностью. В результате оплодотворения образуется четыре типа зигот.

Реципрокное скрещивание.

Родители – Р. Для облегчения расчета сочетаний разных

типов гамет английский ученый Пеннет

♀АА х ♂аа предложил построить решетку которая и

была названа в его честь. По вертикали

Гаметы записываются женские гаметы, а по

горизонтали мужские. В образовавшиеся

F₁ Аа квадраты вписываются сочетания гамет

эти сочетания соответствуют генотипов

Р ♀ Аа х ♂ Аа зигот.

Гам.

 

Г

АА Аа Аа аа

Пользуясь решеткой Пеннета это скрещивание можно записать так:

♀АА х ♂аа Значит расщепление по фенотипу идет: 3:1,

Гаметы: по генотипу – 1:2:1.

Все это наблюдается, когда в мейозе образуется

F₁ Аа оба типа гамет, когда встреча этих гамет равновероятна и когда выживаемость всех

Р ♀ Аа х ♂ Аа типов зигот нормальная.

Многочисленные опыты поедтверждают, что

♂/♀ А а за исключением небольшого числа случаев не

имеет ни какой роли берем ли мы мужскую

А АА Аа особь доминантную и скрещиваем с женской

рецессивной или наоборот. Законы открытые

а Аа аа Г. Менделем общие для всего органического

 

мира. Например: ♀АА – ком. х ♂аа – рог. в F₁ все потомство комолое – Аа, при скрещивании гибридов первого поколения между собой получается расщепление по фенотипу 3 ком.:1рог.; а по генотипу 1АА:2Аа:2аа.

Вопросы для самоконтроля:

1.Первый закон Менделя

2.Что такое фенотип и генотип.

3. Гомологичные хромосомы их происхождение.

Рекомендуемая литература: М.Е. Лобашев и др.«Генетика с основами селекции». М., МГУ, 1978год. 425стр.

С.Г. Инге-Вечтомов «Генетика с основами селекции». Москва «Высшая школа». 1989год, 590стр.

Р.Г. Заяц. и др. «Общая и медецинская генетика». Ростов- на- Дону. «Феникс». 2002год. 315стр.