Біологія. Повторне видання. 9 клас. Задорожний

§ 29. Закони Менделя

Ви вже знаєте, що таке ген. Де в клітині розташовані гени? Пригадайте, яку будову має ген. Що таке алелі гена? Які бувають алелі? Чим генотип відрізняється від фенотипу? Які хромосоми називають гомологічними?

Схрещування організмів

Для проведення дослідів з генетики й селекції вчені здійснюють схрещування організмів і досліджують батьківські організми та організми першого, другого й наступних поколінь. Залежно від кількості генів, що аналізуються, розрізняють моногібридне (один ген), дигібридне (два гени) і полігібридне (багато генів) схрещування. Результати дослідів записують у вигляді схем схрещування. Для цього використовують спеціальні символи (див. с. 118).

Нащадки, які утворюються в результаті схрещування, можуть відрізнятися між собою як за фенотипом, так і за генотипом. У такому випадку кажуть, що відбулося розщеплення ознаки у нащадків за генотипом і фенотипом (див. с. 118).

Домінування алелів

Як ви вже знаєте, домінантний алель — це алель, який проявляється у фенотипі гетерозиготного організму. Але ступінь домінування може бути різним.

Види домінування

Закінчення таблиці

Дослідження Г. Менделя

Грегор Мендель (мал. 29.1) був чеським священиком, але захоплювався ботанікою. Досліджуючи успадкування різних ознак гороху, він створив основи сучасного гібридологічного методу, який використовують генетики.

Мал. 29.1. Грегор Мендель (1822-1884)

У своїх дослідах Г. Мендель упевнився, що кожен із батьків обов’язково передає один із алелів кожного свого гена нащадкам. Він порахував кількість різних варіантів ознак у нащадків, таких як колір і форма насінин, колір квіток, висота рослин тощо, зміг установити закономірності успадкування ознак і сформулював свої закони.

Закони одноманітності гібридів першого покоління та розщеплення спадкових ознак у нащадків гібрида були сформульовані за результатами моногібридних схрещувань. А закон незалежного комбінування спадкових ознак — за результатами ди- та полігібридних схрещувань.

Закон однотипності гібридів першого покоління

Нащадки першого покоління від схрещування стійких форм (організмів, у яких певна ознака проявлялася незмінно протягом багатьох поколінь), які відрізняються за однією ознакою, мають однаковий генотип і фенотип за цією ознакою (мал. 29.2, с. 116).

Мал. 29.2. Прояв закону однотипності гібридів під час схрещування собак

Закон розщеплення спадкових ознак у нащадків гібрида

Під час схрещування гібридів першого покоління між собою серед гібридів другого покоління у певних співвідношеннях з’являться особини з фенотипами вихідних батьківських форм і гібридів першого покоління (мал. 29.3).

Мал. 29.3. Прояв закону розщеплення спадкових ознак під час схрещування рослин

У цьому випадку ми спостерігаємо у другому поколінні розщеплення за генотипом 1 (RR) : 2 (Rr) : 1 (rr), а за фенотипом — 3 (фіолетові) : 1 (білі).

Закон незалежного комбінування спадкових ознак

Гени, що визначають різні ознаки й перебувають у різних групах хромосом, спадкуються незалежно один від одного, унаслідок чого серед нащадків другого покоління після схрещування гомозигот у певних співвідношеннях з’являються особини з новими (відносно батьківських) комбінаціями ознак (мал. 29.4).

Мал. 29.4. Прояв закону розщеплення спадкових ознак під час схрещування гороху з насінням різного кольору й форми

У цьому випадку ми спостерігаємо у другому поколінні розщеплення за генотипом:

1 (ААВВ) : 4 (АаВb) : 2 (ААВb) : 2 (АаВВ) : 1 (ааВВ) : 2 (ааВb) : 1 (ААbb) : 2 (Aabb) : 1 (aabb),

а за фенотипом:

9 (жовті, гладенькі) : 3 (зелені гладенькі) : 3 (жовті зморшкуваті ) : 1 (зелені зморшкуваті).

Генотипи ААВВ, АаВb, ААВb і АаВВ мають однаковий фенотип, тому що в них міститься хоча б по одному домінантному алелю обох генів. Який алель буде міститися в іншій хромосомі, у цьому випадку немає значення. У такому випадку запис розщеплення за генотипом буде мати вигляд:

9 (А-В-) : 3 (ааВ-) : 3 (A-bb) : 1 (aabb).

Закони успадкування ознак названо на честь Г. Менделя, який сформулював їх у середині XIX ст. До них належать закон однотипності гібридів першого покоління, закон розщеплення спадкових ознак у нащадків гібридів й закон незалежного комбінування спадкових ознак. Для позначення генів та їх алелів у схемах схрещувань використовують літери латинського алфавіту. Великими літерами позначають домінантні алелі, а малими — рецесивні.

Перевірте свої знання

1. Які позначення використовують під час запису схем схрещувань? 2. Назвіть закони Г. Менделя та складіть схеми схрещування, що їх ілюструють. 3. Розв’яжіть генетичну задачу. У томатів ген R визначає забарвлення плодів. Домінантний алель R забезпечує червоне забарвлення, а рецесивний алель r — жовте. Які ознаки будуть мати гібриди першого й другого поколінь від схрещування домінантної й рецесивної гомозиготних особин? 4. Розв’яжіть генетичну задачу. У пшениці червоне забарвлення колоса зумовлює домінантний алель В, а біле — рецесивний алель b. Які генотипи й фенотипи нащадків буде отримано в результаті схрещування двох гетерозиготних за цим геном особин. 5. Розв’яжіть генетичну задачу. У томатів ген R визначає забарвлення плодів. Домінантний алель R забезпечує червоне забарвлення, а рецесивний алель r — жовте. Інший їхній ген відповідає за ріст рослин. Домінантний алель Н забезпечує високорослість рослин, а рецесивний алель h — карликовість. Які нащадки та в якому співвідношенні буде отримано в разі схрещування дигетерозиготної особини з особиною з генотипом rrhh?

Міні-довідник

Схеми схрещування

Основні позначення

Батьківський організм

Р

Гібриди першого покоління

F1

Гібриди другого покоління

F2

Гамети

G

Знак схрещування

x

Материнська особина

Батьківська особина

Алель певного гена — латинські букви

A, В, a, b

Алелі одного гена — однакові букви

Aa, AA, Bb

Домінантні алелі — великі букви

A, B, R

Рецесивні алелі — маленькі букви

a, b, r

Генотипова формула особини

Ab, aa, AaBb, AArr

Будь-який алель (домінантний чи рецесивний, якщо це не має значення) у генотиповій формулі

- (наприклад, A-B-)

Якщо генів кілька, то вони в запису розташовуються в алфавітному порядку. Домінантний алель завжди пишуть перед рецесивним алелем того ж гена.

Приклад запису схеми схрещування

Батьки (Р) ААbb х ааВВ — генотипові формули батьків

Гамети (G) Аb аВ — типи їхніх гамет

Гібриди (F1) АаВb — генотипи першого покоління

Розщеплення за генотипом

Генотип АА — чорне, Аа — сіре, аа — біле забарвлення

Запис розщеплення за генотипом:

1 (АA) : 2 (Аа) : 1 (аа).

Цей запис означає, що всіх нащадків можна поділити на 4 частини. З них одна частина буде мати генотип АА, дві — генотип Аа і ще одна — генотип аа.

Аналізуюче схрещування

Аналізуюче схрещування — це схрещування особини з невідомим генотипом з особиною, гомозиготною за рецесивними алелями всіх досліджуваних генів.

Пурпурні пелюстки — ознака, яка визначається домінантним алелем Р. Білі пелюстки — ознака, яка визначається рецесивним алелем р.