Моногибридное скрещивание

Моногибридное скрещивание   

     Моногибридным  называется скрещивание, при котором  родители различаются по проявлению  лишь одного из признаков.

      В  одном из опытов Г. Мендель  в качестве родителей выбрал  особей чистых линий (то есть  особей, которые при скрещивании  друг с другом на протяжении  многих поколений давали потомство  с набором тех же самых признаков). Он исследовал наследование окраски  семян гороха — она может  быть желтой или зеленой.

      Г.  Мендель ставил опыт таким  образом, что в одном эксперименте  материнские растения имели желтые  семена, а отцовские — зеленые,  а в другом — наоборот. Такая  система из двух скрещиваний  носит название реципрокного  скрещивания. При этом одно  из скрещиваний (любое) называется  ПРЯМЫМ, а другое — ОБРАТНЫМ. (в данном случае результаты прямого и обратного скрещивания были одинаковыми.)

     Из  гибридов первого поколения Г.  Мендель путем самоопыления получал  гибриды второго поколения и  т. д.

      В  нашем случае схема скрещивания  будет выглядеть так (мы рассмотрим  пока только проявление фенотипа):  

Р   зеленые семена    х     желтые семена F1  

4/4 желтые

F2 1/4 зеленые 2/4 желтые 1/4 желтые

F3 зеленые 1/4 зеленые 3/4 желтые желтые

F4 зеленые зеленые зеленые желтые желтые 

    Из   схемы   видно,  что у всех  особей   F1  проявился   признак   только   одного  родителя,   а именно — желтая окраска  семян. Проявляющийся в первом  поколении гибридов признак Г.  Мендель назвал  доминантным (а  само явление — доминированием), а исчезающий —  редессивным.

     Описанная  закономерность известна под  названием закона-(или правила) единообразия первого поколения. Иногда ее также называют первым законом Менделя, что не совсем верно. Сам ученый формулировал лишь «закон комбинации различающихся признаков», включающий в себя, по сути, правило расщепления и правило независимого наследования. Кроме того, важно заметить, что правило единообразия гибридов первого поколения отражает не закономерности наследования признаков, а особенности их реализации в организме.

    При размножении  гибридов F1 во втором поколении,  наряду с доминантным, у части особей проявился отсутствовавший в фенотипе гибридов" первого поколения рецессивный признак. Г. Мендель обнаружил, что особей с доминантным признаком примерно втрое больше, чем с рецессивным (то есть произошло расщепление в соотношении 3 : 1). Эти результаты легли в основу закона расщепления.

     Дальнейшее  размножение гибридов F2 показало, что  особи с рецессивным признаком  давали в ряду поколений только  особей, у которых- также проявлялся лишь рецессивный признак; а группа с доминантным признаком оказалась разнородной. Одна ее часть в ряду поколений давала только особей с проявлением доминантного признака, а другая при размножении расщеплялась в соотношении по фенотипу 3:1.

      Рассматриваемые  организмы диплоидны, то есть  состоят из клеток, содержащих  двойной набор хромосом. Гомологичные  хромосомы имеют идентичные участки  — гены, в которых содержится  информация о том или ином  признаке, например, цвете семян.  Однако признак этот может  проявляться в фенотипе различным  образом — семена могут быть  зелеными, а могут быть и желтыми.  Собственно цвет (желтый или зеленый)  определяется тем или иным  состоянием гена (последовательностью  нуклеотидов в цепи ДНК). В рассматриваемом  случае ген окраски семян имеет  две альтернативные формы (аллеля).  Аллели  — формы (их может быть не только две, но и больше — явление множественного аллелизма) одного и того же гена, располагающиеся в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом. Таким образом, соматические клетки содержат два аллеля одного гена. При этом, несмотря на то, что аллели могут быть разными (гетерозиготное состояние), в фенотипе проявляется только один из них — он называется доминантным. Рецессивный же аллель влияет на фенотип только в том случае, если он, находится в обоих гомологичных хромосомах (гомозиготное состояние).

      Образующиеся  в результате мейоза гаплоидные  гаметы содержат всего лишь  один аллель того или иного  гена.

      На  схеме доминантные аллели обозначаются  латинской заглавной буквой, а  рецессивные — прописной (буква  при этом используется одна  и та же, что подчеркивает, что  оба аллеля ответственны за проявление одного и того же признака). Схема нашего скрещивания с учетом сказанного будет выглядеть так:Р   зеленые семена X  желтые семена

фенотип:

генотип:

гаметы: 

аа

a, a   

AA

A, A

F1

фенотип:

генотип:

гаметы: 

 желтые семена

 Aa

A, a

F2

фенотип:

генотип: 3 желтые

AA Aa Aa   : 1 зеленые

aa 

   В скрещивании  участвуют  и  особи чистых  линий. Это означает, что они  гомозиготны по выбранному признаку. При оплодотворении материнская и отцовская гаметы сливаются. Поскольку доминантный аллель подавляет работу рецессивного, а все гибриды F1 имеют одинаковый гетерозиготный генотип Аа, у них проявляется желтая окраска семян.

     Гибриды  F1 способны образовывать 2 типа гамет:  А и а, каждая из которых с равной вероятностью может слиться с любой другой. В результате в F2 образуются следующие генотипы: АА, аа, Аа и Аа (или: АА, 2Аа, аа). Как видно, генотипов с двумя рецессивными генами втрое меньше. Этим объясняется расщепление по фенотипу 3:1. Расщепление по генотипу составляет 1 : 2 : 1, то есть 1АА : 2Аа : 1аа. Гомозиготы АА и аа могут образовывать гаметы только одного типа, поэтому при самоопылении у их потомков расщепления не происходит. Гетерозиготы же Аа размножаются аналогично гибридам F1.