Генетичний аналіз. Моногібридне схрещування.

Мендель розробив метод гібридологічного аналізу – систему схрещувань у ряді поколінь, що дає можливість при статевому розмноженні аналізувати спадкування окремих властивостей і ознак організмів, а також виявляти виникнення спадкових змін.

Він вивчав спадкування конкретної ознаки, а не сукупність ознак. Вперше застосував точні математичні підрахунки. Мендель достатньо вдало вибрав об'єкт дослідження - горох, який може розмножуватися самозапиленням і перехресним запиленням. Замовивши 34 різних види гороху, він одержав чисті лінії, які до цього ніхто не одержував. Потім він розбив рослини на 7 груп, в кожній з яких була пара ознак, які виключали одна одну:

- висота стебла

- розташування листя

- форма насіння

- забарвлення сім'ядолі

- забарвлення оболонки насіння

- форма боба

- забарвлення квіток.

Кожна з ознак знаходилася в 2 алелеморфних (альтернативних, алельних) станах.

провівши моногібридні схрещування, Мендель встановив наступні закономірності спадкування:

1. У гібридів першого покоління виявляється тільки одна з пари альтернативних ознак — домінантна, рецесивна же не виявляється. Це явище було названо домінуванням, а пізніше — першим законом Менделя, або законом одноманітності гібридів першого покоління.

2. У другому поколінні гібридів з'являються особини як з домінантною ознакою, так і з рецесивним, відношення перших до других в середньому рівне 3:1. Це явище в 1900 р. Г. де Фриз запропонував назвати законом розщеплювання, а згодом його було названо другим законом Менделя. Нащадки з рецесивною ознакою в подальших поколіннях при самозапиленні залишаються константними.

3. Серед ¾ рослин другого покоління з домінантною ознакою 2/4 від загального числа нащадків виявляються гібридними; при самозапиленні вони дають в F₃розщеплювання знов 3:1, і лише ¼ залишається константною в подальших поколіннях, подібно до початкових батьківських форм і рослин з F₂ з рецесивною ознакою. Отже, в F₂ половина рослин є гібридними, а половина — «чистими», що константно зберігають батьківські ознаки. Таким чином, нащадки гібридів F₁ за даними спадковим ознакам розщеплюються у відношенні 1:2:1.

Алеломорфні (альтернативні) ознаки: взаємовиключаючі, тобто розвиток одної виключає розвиток іншої ознаки.

Моногібридне схрещування – схрещування батьківських форм, що відрізняються одна від одної по одній парі альтернативних ознак.

Реципрокні схрещування – два типи схрещування, в одному з яких одна з схрещуваних ліній або особин є жіночою формою, інша – чоловічою, а в другому схрещуванні – навпаки, напр.: ♀АА х аа♂ і ♀аа х АА♂.

Домінантна ознака –ознака, що проявляється у гібридів першого покоління після моногібридного схрещування.

Рецесивна ознака - ознака, яка пригнічується при моногібридному схрещуванні.

Постулати Менделя:

I. Розвиток однієї ознаки контролюється парою генів.

II. Гени існують в альтернативних або алеломорфних станах: домінантні і рецесивні.

III. Під час утворення гамет гени відокремлюються і в кожну гамету потрапляє по одному представнику кожної пари - гіпотеза чистоти гамет.

IV. Після запліднення в зиготі знову відновлюється парне число генів.

Приклад.

Рис.1. Спадкування пурпурного і білого забарвлення квіток у Pisura sativum

РР - батьки

А - червона квітка.

а - біла квітка.

РР ♀ AA x aa ♂

G₁ A A a a

F₁ Aa

♀ Aa x Aa ♂

G₂ A a A a

F₂ 1AA : 2Aa : 1aa

3 червоних : 1 біла.

Фактор спадковості – одиниця, яка відповідає за передачу ознак.

Гомозигота (чиста лінія) – особина, що містить в клітинах однакові гени даної алельної пари (АА – домінантна гомозигота або аа – рецесивна гомозигота).

Гетерозигота (гібрид) – клітина або організм, що містить два різних алеля в даному локусі гомологічних хромосом (Аа).

Генотип – сукупність генів організму.

Фенотип – сукупність всіх морфологічних і фізіологічних ознак організму.

Аналізуюче схрещування ( test - cross) - схрещування особини з невідомим генотипом з рецесивною гомозиготною особиною.

PP ♀ AA x aa ♂ PP ♀ Aa x aa ♂

F₁ Aa F₁ Aa : aа

Зворотне схрещування (back - cross) - Схрещування гібрида з однією з батьківських форм, що несе дану пару алелей (домінантних або рецесивних) в гомозиготному стані.

Таким чином Мендель:

- сформулював теорію генів за допомогою гібридологічних методів.

- довів їх існування.

- відкрив домінування, розщеплювання і співвідношення при розщеплюванні.

Довів рівність статей при розмноженні міняючи батьківські і материнські рослини місцями.