Mendeļa 2. likums formulēts īsi. Mendeļa likumi

MENDEĻA LIKUMI MENDEĻA LIKUMI

G. Mendeļa noteiktos mantojumu un īpašību sadalījuma modeļus pēcnācējos. M. z. formulējuma pamats. kalpoja daudzu gadu (1856-63) eksperimenti par vairāku šķērsošanu. zirņu šķirnes. G. Mendeļa laikabiedri nespēja novērtēt viņa izdarīto secinājumu nozīmi (viņa darbs tika ziņots 1865. gadā un publicēts 1866. gadā), un tikai 1900. gadā šos modeļus no jauna atklāja un neatkarīgi vienu no otra pareizi novērtēja K. Korrenss, E. Cermak un X De Vries. Šo modeļu identificēšanu veicināja stingru izejmateriāla atlases metožu izmantošana, speciālā. krustojumu shēmas un eksperimentālo rezultātu reģistrēšana. M. z. taisnīguma un nozīmes atzīšana. sākumā. 20. gadsimts saistīti ar noteiktiem citoloģijas panākumi un iedzimtības kodolhipotēzes veidošanās. M. z pamatā esošie mehānismi tika noskaidroti, pētot dzimumšūnu veidošanos, jo īpaši hromosomu uzvedību meiozes gadījumā, un hromosomu iedzimtības teorijas pierādījumus.

Vienveidības likums Pirmās paaudzes hibrīdi jeb Mendela pirmais likums nosaka, ka pirmās paaudzes pēcnācējiem, kas krustojas stabilām formām, kas atšķiras ar vienu pazīmi, ir vienāds šīs pazīmes fenotips. Turklāt visiem hibrīdiem var būt viena no vecākiem fenotips (pilnīga dominēšana), kā tas bija Mendela eksperimentos, vai, kā vēlāk tika atklāts, starpposma fenotips (nepilnīga dominēšana). Vēlāk izrādījās, ka pirmās paaudzes hibrīdiem var būt abu vecāku īpašības (kodominance). Šis likums ir balstīts uz faktu, ka, krustojot divas dažādas alēles homozigotas formas (AA un aa), visi to pēcnācēji ir identiski pēc genotipa (heterozigoti - Aa), tātad arī pēc fenotipa.

Sadalīšanas likums, jeb Mendeļa otrais likums, nosaka, ka krustojot pirmās paaudzes hibrīdus savā starpā starp otrās paaudzes hibrīdiem noteiktā veidā. attiecībās parādās indivīdi ar sākotnējo vecāku formu un pirmās paaudzes hibrīdu fenotipiem. Tādējādi pilnīgas dominances gadījumā tiek identificēti 75% indivīdu ar dominējošo un 25% ar recesīvo pazīmi, t.i., divi fenotipi attiecībā 3:1 (1. att.). Ar nepilnīgu dominanci un kodominanci 50% otrās paaudzes hibrīdu ir pirmās paaudzes hibrīdu fenotips un katram 25% ir sākotnējo vecāku formu fenotipi, t.i., tiek novērota 1:2:1 sadalīšanās. Otrais likums ir balstīts uz homologu hromosomu pāra (ar alēlēm A un a) regulāru uzvedību, kas nodrošina divu veidu gametu veidošanos pirmās paaudzes hibrīdos, kā rezultātā indivīdi tiek identificēti otrās paaudzes vidū. hibrīdi trīs iespējami genotipi attiecībā 1AA:2Aa:1aa. Īpaši alēļu mijiedarbības veidi rada fenotipus saskaņā ar Mendela otro likumu.

Pazīmju neatkarīgas kombinācijas (mantojuma) likums, jeb Mendeļa trešais likums, nosaka, ka katrs alternatīvo īpašību pāris uzvedas neatkarīgi viens no otra virknē paaudžu, kā rezultātā starp otrās paaudzes pēcnācējiem noteiktās. Šajās attiecībās parādās indivīdi ar jaunām (attiecībā pret vecāku) īpašību kombinācijām. Piemēram, šķērsojot sākotnējās formas, kas atšķiras pēc divām pazīmēm, otrajā paaudzē tiek identificēti indivīdi ar četriem fenotipiem proporcijā 9: 3: 3: 1 (pilnīgas dominēšanas gadījumā). Šajā gadījumā diviem fenotipiem ir “vecāku” pazīmju kombinācijas, un pārējie divi ir jauni. Šis likums ir balstīts uz vairāku neatkarīgu uzvedību (šķelšanos). homologu hromosomu pāri (2. att.). Piemēram, ar dihibrīdu krustošanu tas noved pie 4 veidu gametu veidošanās pirmās paaudzes hibrīdos (AB, Ab, aB, ab) un pēc zigotu veidošanās - dabiska šķelšanās atbilstoši genotipam un attiecīgi fenotips.

Kā viens no M. z. ģenētikā Literatūrā bieži tiek minēts gametu tīrības likums. Tomēr, neskatoties uz šī likuma fundamentālo raksturu (ko apstiprina tetradu analīzes rezultāti), tas neattiecas uz pazīmju pārmantošanu un turklāt to formulēja nevis Mendels, bet gan V. Beisons (1902. gadā).

Lai identificētu M. z. savā klasikā formai nepieciešama: oriģinālo formu homozigotiskums, visu iespējamo tipu gametu veidošanās vienādās proporcijās hibrīdos, ko nodrošina pareiza mejozes norise; visu veidu gametu vienāda dzīvotspēja, vienāda iespējamība saskarties ar jebkāda veida gametām apaugļošanas laikā; visu veidu zigotu vienāda dzīvotspēja. Šo nosacījumu pārkāpšana var izraisīt vai nu sadalīšanas neesamību otrajā paaudzē, vai sadalīšanu pirmajā paaudzē, vai sadalīšanās koeficienta izkropļojumus. geno- un fenotipi. M. z., kas atklāja iedzimtības diskrēto, korpuskulāro raksturu, ir universāls raksturs visiem diploīdiem organismiem, kas vairojas seksuāli. Poliploīdiem pamatā tiek atklāti vienādi mantojuma modeļi, tomēr geno- un fenotipiskā skaitliskā attiecība. klases atšķiras no diploīdu klasēm. Klases attiecība mainās arī diploīdos gēnu saiknes gadījumā (Mendela trešā likuma “pārkāpums”). Kopumā M. z. derīgs autosomāliem gēniem ar pilnu iespiešanos un nemainīgu ekspresivitāti. Ja gēni ir lokalizēti dzimuma hromosomās vai organellu (plastīdu, mitohondriju) DNS, savstarpējo krustojumu rezultāti var atšķirties un neatbilst M. z., kas netiek novērots gēniem, kas atrodas autosomās. M. z. bija svarīgi - uz to pamata pirmajā posmā notika intensīva ģenētikas attīstība. Tie kalpoja par pamatu, lai pieņemtu, ka šūnās (gametās) pastāv iedzimtības, faktori, kas kontrolē pazīmju attīstību. No M. z. no tā izriet, ka šie faktori (gēni) ir relatīvi nemainīgi, lai gan tie var atšķirties. valstis, pāri somatiskajā. šūnas un ir atsevišķas gametās, diskrētas un var izturēties neatkarīgi viena pret otru. Tas viss savulaik kalpoja kā nopietns arguments pret “sakausētās” iedzimtības teorijām un tika apstiprināts eksperimentāli.

.(Avots: "Bioloģiskā enciklopēdiskā vārdnīca." Galvenais redaktors M. S. Giļarovs; Redakciju kolēģija: A. A. Babajevs, G. G. Vinbergs, G. A. Zavarzins un citi - 2. izdevums, labots. - M.: Sov.

Mendeļa likumi

Pamata mantojuma modeļi, ko atklāja G. Mendelis. 1856.-1863.gadā Mendels veica plašus, rūpīgi izplānotus eksperimentus par zirņu augu hibridizāciju. Krustojumu veikšanai viņš izvēlējās nemainīgas šķirnes (tīrās līnijas), no kurām katra pašapputes laikā stabili atkārtoja vienas un tās pašas īpašības paaudzēs. Šķirnes atšķīrās ar alternatīviem (savstarpēji izslēdzošiem) jebkuras pazīmes variantiem, ko kontrolēja alēlisko gēnu pāris ( alēles). Piemēram, sēklu krāsa (dzeltena vai zaļa) un forma (gluda vai saburzīta), kāta garums (gars vai īss) utt. Lai analizētu krustojumu rezultātus, Mendels izmantoja matemātiskās metodes, kas ļāva viņam atklāt vairākus vecāku īpašību sadalījuma modeļus pēcnācējiem. Tradicionāli ģenētikā tiek pieņemti trīs Mendeļa likumi, lai gan viņš pats formulēja tikai neatkarīgas kombinācijas likumu. Pirmais likums jeb pirmās paaudzes hibrīdu vienveidības likums nosaka, ka, krustojot organismus, kas atšķiras pēc alēliskajām īpašībām, pirmajā hibrīdu paaudzē parādās tikai viens no tiem, dominējošais, bet alternatīvais, recesīvais, paliek. paslēpts (skat. Dominēšana, recesivitāte). Piemēram, krustojot homozigotas (tīrās) zirņu šķirnes ar dzeltenas un zaļas krāsas sēklām, visiem pirmās paaudzes hibrīdiem bija dzeltena krāsa. Tas nozīmē, ka dzeltenā krāsa ir dominējošā īpašība, un zaļā krāsa ir recesīva. Šo likumu sākotnēji sauca par dominējošā stāvokļa likumu. Drīz vien tika atklāts tā pārkāpums - abu īpašību starpposma izpausme jeb nepilnīga dominante, kurā tomēr tiek saglabāta hibrīdu vienveidība. Tāpēc mūsdienu nosaukums likums ir precīzāks.
Otrais likums jeb segregācijas likums nosaka, ka, krustojot divus pirmās paaudzes hibrīdus savā starpā (vai tiem pašapputes), otrajā paaudzē noteiktā proporcijā parādās abas sākotnējo vecāku formu īpašības. Dzeltenās un zaļās krāsas sēklām to attiecība bija 3:1, t.i., sadalīšana atbilstoši fenotips Gadās, ka 75% augu sēklu krāsa ir dominējošā dzeltenā, 25% - recesīvi zaļā. Šīs sadalīšanas pamatā ir pirmās paaudzes heterozigotu hibrīdu veidošanās vienādās proporcijās haploīdās gametās ar dominējošām un recesīvām alēlēm. Kad gametas saplūst 2. paaudzes hibrīdos, veidojas 4 genotips– divas homozigotas, kurām ir tikai dominējošās un tikai recesīvās alēles, un divas heterozigotas, tāpat kā 1. paaudzes hibrīdos. Tāpēc šķelšanās pēc 1:2:1 genotipa dod šķelšanos pēc 3:1 fenotipa (dzelteno krāsojumu nodrošina viens dominējošais homozigots un divi heterozigoti, zaļo krāsojumu nodrošina viens recesīvs homozigots).
Trešais likums jeb neatkarīgās kombinācijas likums nosaka, ka, krustojot homozigotus indivīdus, kas atšķiras ar diviem vai vairākiem alternatīvu pazīmju pāriem, katrs no šādiem pāriem (un alēlisko gēnu pāriem) uzvedas neatkarīgi no pārējiem pāriem, t.i., abiem gēniem. un tām atbilstošās īpašības pēcnācējiem pārmantojas patstāvīgi un brīvi kombinējas visās iespējamās kombinācijās. Tas ir balstīts uz segregācijas likumu un tiek izpildīts, ja alēlisko gēnu pāri atrodas dažādās homologās hromosomās.
Bieži vien kā viens no Mendeļa likumiem tiek minēts gametu tīrības likums, kas nosaka, ka katrā dzimumšūnā nonāk tikai viens alēliskais gēns. Bet šo likumu neformulēja Mendelis.
Viņa laikabiedru nesaprasts, Mendels atklāja iedzimtības diskrēto (“korpuskulāro”) raksturu un parādīja maldīgus priekšstatus par “saplūstošo” iedzimtību. Pēc aizmirsto likumu atkārtotas atklāšanas Mendeļa eksperimentālās mācības tika sauktas par mendelismu. Viņa taisnīgums tika apstiprināts hromosomu iedzimtības teorija.

.(Avots: "Bioloģija. Mūsdienu ilustrētā enciklopēdija." Galvenais redaktors A. P. Gorkins; M.: Rosman, 2006.)

Skatiet, kas ir "MENDEĻA LIKUMI" citās vārdnīcās:

- (vai noteikumi), iedzimtu faktoru izplatības modeļi pēcnācējos, vēlāk saukti par gēniem. Formulēja G.I. Mendelis. Iekļaut likumus: pirmās paaudzes hibrīdu vienveidība, otrās paaudzes hibrīdu sadalīšana,... ... Mūsdienu enciklopēdija

Mendeļa likumi- * Mendeļa likumi * Mendeļa likumi jeb M. Noteikumi ... Ģenētika. enciklopēdiskā vārdnīca

- (vai noteikumi), ko formulējis G.I. Mendelis, iedzimto faktoru izplatības modeļi, vēlāk saukti par gēniem. Iekļauts: pirmās paaudzes hibrīdu vienveidības likums; otrās paaudzes hibrīdu šķelšanās likums; likums… Lielā enciklopēdiskā vārdnīca

- (vai noteikumi), ko formulējis G.I. Mendelis, iedzimto faktoru izplatības modeļi, vēlāk saukti par gēniem. Iekļauts: pirmās paaudzes hibrīdu vienveidības likums; otrās paaudzes hibrīdu sadalīšanas likums;… … enciklopēdiskā vārdnīca

Mendeļa likumi ir pamatnoteikumu kopums, kas attiecas uz iedzimto īpašību pārnešanas mehānismiem no vecākiem organismiem uz to pēcnācējiem; šie principi ir klasiskās ģenētikas pamatā. Parasti krievu valodas mācību grāmatās ir aprakstīti trīs likumi,... ... Vikipēdija

Mendeļa likumi- Hromosomu atklāšana un Mendeļa likumu atkārtota atklāšana. Ģenētika, kas rūpējās par bioloģiskās mantošanas mehānismiem, radās evolūcijas teorija. Ir zināms, ka jau 1866. gadā Mendels formulēja ģenētikas pamatlikumus. Viņš nodeva...... Rietumu filozofija no tās pirmsākumiem līdz mūsdienām

MENDEĻA LIKUMI- (vai noteikumi), formulējis G. Mendelis, mantojuma sadalījuma modeļi un īpašības pēcnācējos. Šo modeļu identificēšanu atviegloja G. Mendela pirmo reizi izmantotā hibridoloģija. analīze (īpašas krustošanas shēmas un statistikas... ... Lauksaimniecības enciklopēdiskā vārdnīca

Mendeļa likumi- principi iedzimto īpašību pārnešanai no vecāku organismiem uz to pēcnācējiem, kas izriet no Gregora Mendeļa eksperimentiem. Šie principi veidoja klasiskās ģenētikas pamatu un pēc tam tika izskaidroti kā sekas molekulārie mehānismi iedzimtība. Lai gan krievu valodas mācību grāmatās parasti ir aprakstīti trīs likumi, “pirmo likumu” Mendelis neatklāja. Īpaša nozīme Viena no Mendela atklātajām likumsakarībām ir “gametu tīrības hipotēze”.

Enciklopēdisks YouTube

1 / 5

✪ Mendeļa pirmais un otrais likums. Zinātne 3.2

✪ Mendeļa trešais likums. Zinātne 3.3

✪ Bioloģijas stunda Nr.20. Gregors Mendels un viņa pirmais likums.

✪ Mendeļa pirmais un otrais likums ir ļoti skaidrs

✪ 1. Mendeļa likums. Dominēšanas likums Sagatavošanās vienotajam valsts eksāmenam un vienotajam valsts eksāmenam bioloģijā

Subtitri

Mendeļa priekšteči

IN XIX sākums gadsimts J. Goss ( Džons Goss), eksperimentējot ar zirņiem, parādīja, ka krustojot augus ar zaļganzilajiem un dzeltenbaltajiem zirņiem pirmajā paaudzē, iegūti dzeltenbalti. Taču otrās paaudzes laikā atkal parādījās tās pazīmes, kuras neparādījās pirmās paaudzes hibrīdos un vēlāk Mendelis nosauca par recesīvām, un augi ar tiem pašapputes laikā nesadalījās.

Tādējādi līdz 19. gadsimta vidum tika atklāts dominēšanas fenomens, hibrīdu vienveidība pirmajā paaudzē (visi pirmās paaudzes hibrīdi ir līdzīgi viens otram), šķelšanās un rakstzīmju kombinatorika otrajā paaudzē. Tomēr Mendels, augstu novērtējot savu priekšgājēju darbu, norādīja, ka viņi nav atraduši universālu hibrīdu veidošanās un attīstības likumu un viņu eksperimentiem nav pietiekamas ticamības, lai noteiktu. skaitliskās attiecības. Atrodot tik uzticamu metodi un matemātiskā analīze rezultāti, kas palīdzēja radīt iedzimtības teoriju, ir galvenais Mendela nopelns.

Mendeļa metodes un darba gaita

Mendels pētīja, kā tiek pārmantotas individuālās īpašības.
Mendels no visām īpašībām izvēlējās tikai alternatīvas - tās, kurām viņa šķirnēs bija divas skaidri atšķirīgas iespējas (sēklas ir gludas vai grumbuļainas; starpposma iespējas nevar būt). Šāda apzināta pētījuma problēmas sašaurināšanās ļāva skaidri konstatēt vispārīgi modeļi mantojums
Mendels plānoja un veica liela mēroga eksperimentu. No sēklaudzēšanas uzņēmumiem viņš saņēma 34 zirņu šķirnes, no kurām atlasīja 22 “tīrās” šķirnes (kas pašapputes laikā nerada segregāciju pēc pētītajām īpašībām). Pēc tam viņš veica mākslīgo šķirņu hibridizāciju un krustoja iegūtos hibrīdus savā starpā. Viņš pētīja septiņu pazīmju pārmantošanu, kopumā izpētot aptuveni 20 000 otrās paaudzes hibrīdu. Eksperiments kļuva vieglāks laba izvēle objekts: zirņi parasti ir pašapputes veicēji, taču tiem ir viegli veikt mākslīgo hibridizāciju.
Mendels bija viens no pirmajiem bioloģijā, kas datu analīzei izmantoja precīzas kvantitatīvās metodes. Pamatojoties uz savām zināšanām par varbūtību teoriju, viņš saprata nepieciešamību analizēt lielu skaitu krustu, lai novērstu nejaušo noviržu lomu.

Mendels tikai viena no vecākiem pazīmes izpausmi hibrīdos nosauca par dominējošo stāvokli.

Pirmās paaudzes hibrīdu vienveidības likums(Pirmais Mendeļa likums) - šķērsojot divus homozigotus organismus, kas pieder pie dažādām tīrām līnijām un atšķiras viens no otra ar vienu alternatīvu pazīmes izpausmju pāri, visa pirmā hibrīdu paaudze (F1) būs viendabīga un nesīs šīs pazīmes izpausmi. viena no vecākiem iezīme.

Šis likums ir pazīstams arī kā "iezīmju dominēšanas likums". Tās formulējums ir balstīts uz koncepciju tīra līnija attiecībā pret pētāmo raksturlielumu — uz mūsdienu valoda tas nozīmē, ka indivīdi ir homozigoti attiecībā uz šo pazīmi. Homozigotitātes jēdzienu vēlāk ieviesa V. Batsons 1902. gadā.

Šķērsojot purpurziedu zirņu un baltziedu zirņu tīras līnijas, Mendels pamanīja, ka iznākušo augu pēcnācēji visi bija purpura ziedi, starp tiem nav neviena balta. Mendels eksperimentu atkārtoja vairāk nekā vienu reizi un izmantoja citas zīmes. Ja viņš krustotu zirņus ar dzeltenām un zaļām sēklām, visiem pēcnācējiem būtu dzeltenas sēklas. Ja viņš krustotu zirņus ar gludām un saburzītām sēklām, pēcnācējiem būtu gludas sēklas. Garo un īso augu pēcnācēji bija gari.

Kodominance un nepilnīga dominēšana

Daži pretējie varoņi atrodas nevis pilnīgas dominēšanas attiecībās (kad viens vienmēr nomāc otru heterozigotos indivīdos), bet gan attiecībās nepilnīga dominēšana. Piemēram, ja tiek šķērsotas tīras snapdragon līnijas ar purpursarkaniem un baltiem ziediem, pirmās paaudzes indivīdiem ir rozā ziedi. Kad tiek šķērsotas tīras melnās un baltās Andalūzijas cāļu līnijas, pirmajā paaudzē piedzimst pelēkas vistas. Ar nepilnīgu dominējošo stāvokli heterozigotiem ir pazīmes, kas ir starpposma starp recesīvo un dominējošo homozigotu īpašībām.

Divu tīru līniju organismu krustošanos, kas atšķiras ar vienas pētītās pazīmes izpausmēm, par kurām ir atbildīgas viena gēna alēles, sauc par monohibrīdu krustošanu.

Parādību, kurā heterozigotu indivīdu krustošanās noved pie pēcnācēju veidošanās, no kuriem dažiem ir dominējoša iezīme, bet dažiem - recesīvu, sauc par segregāciju. Līdz ar to segregācija ir dominējošo un recesīvo pazīmju sadalījums pēcnācējiem noteiktā skaitliskā attiecībā. Recesīvā īpašība pirmās paaudzes hibrīdos nepazūd, bet tiek tikai nomākta un parādās otrajā hibrīda paaudzē.

Paskaidrojums

Gametas tīrības likums- katra gameta satur tikai vienu alēli no mātes indivīda noteiktā gēna alēļu pāra.

Parasti gameta vienmēr ir tīra no alēļu pāra otrā gēna. Šo faktu, ko Mendeļa laikā nevarēja stingri noteikt, sauc arī par gametu tīrības hipotēzi. Šo hipotēzi vēlāk apstiprināja citoloģiskie novērojumi. No visiem Mendeļa noteiktajiem mantošanas likumiem šis “likums” pēc būtības ir visvispārīgākais (tiek izpildīts visplašākajā nosacījumu diapazonā).

Pazīmju neatkarīgas pārmantošanas likums

Definīcija

Neatkarīgas mantošanas likums(Mendeļa trešais likums) - krustojot divus indivīdus, kas atšķiras viens no otra ar diviem (vai vairākiem) alternatīvu pazīmju pāriem, gēni un tiem atbilstošās pazīmes tiek mantotas neatkarīgi viens no otra un tiek apvienoti visās iespējamās kombinācijās (kā monohibrīda krustojumā) .

Kad tika krustoti homozigoti augi, kas atšķiras pēc vairākām pazīmēm, piemēram, baltie un purpursarkanie ziedi un dzeltenie vai zaļie zirnīši, katra rakstura mantošana notika pēc pirmajiem diviem likumiem, un pēcnācējos tie tika apvienoti tā, it kā to mantojums būtu bijis notika neatkarīgi viens no otra. Pirmajā paaudzē pēc krustošanās bija dominējošais fenotips visām pazīmēm. Otrajā paaudzē tika novērota fenotipu sadalīšanās pēc formulas 9:3:3:1, tas ir, 9:16 bija violeti ziedi un dzelteni zirņi, 3:16 bija balti ziedi un dzelteni zirņi, 3:16 bija. violeti ziedi un zaļie zirnīši, 1:16 ar baltiem ziediem un zaļajiem zirnīšiem.

Paskaidrojums

Mendels saskārās ar personāžiem, kuru gēni atradās dažādos homologu hromosomu pāros (nukleoproteīnu struktūras eikariotu šūnas kodolā, kurā lielākā daļa no iedzimta informācija un kas paredzēti tā uzglabāšanai, pārdošanai un pārvietošanai) zirņi. Mejozes laikā dažādu pāru homologās hromosomas tiek nejauši apvienotas gametās. Ja pirmā pāra tēva hromosoma nokļūst gametē, tad vienāda varbūtībaŠī gameta var saturēt gan otrā pāra tēva, gan mātes hromosomas. Tāpēc pazīmes, kuru gēni atrodas dažādos homologo hromosomu pāros, tiek apvienotas neatkarīgi viena no otras. (Vēlāk izrādījās, ka no septiņiem Mendela pētītajiem rakstzīmju pāriem zirnī, kuram ir diploīds hromosomu skaits 2n=14, par vienu no rakstzīmju pāriem atbildīgie gēni atradās vienā hromosomā. Tomēr Mendels neatklāja neatkarīgas mantošanas likuma pārkāpumu, jo saikne starp šiem gēniem netika novērota lielā attāluma starp tiem dēļ).

Mendeļa iedzimtības teorijas pamatnoteikumi

IN mūsdienu interpretācijašie noteikumi ir šādi:

Par iedzimtajām pazīmēm ir atbildīgi diskrēti (atsevišķi, nesajaucami) iedzimtības faktori - gēni (terminu “gēns” ierosināja 1909. gadā V. Johansens).
Katrs diploīds organisms satur noteikta gēna alēļu pāri, kas atbild par konkrēto pazīmi; viens no tiem saņemts no tēva, otrs no mātes.
Iedzimtie faktori tiek nodoti pēcnācējiem caur dzimumšūnām. Kad veidojas gametas, katra no tām satur tikai vienu alēli no katra pāra (gametas ir “tīras” tādā nozīmē, ka tās nesatur otro alēli).

Mendeļa likumu izpildes nosacījumi

Saskaņā ar Mendeļa likumiem tiek mantotas tikai monogēnas īpašības. Ja vairāk nekā viens gēns ir atbildīgs par fenotipisku pazīmi (un absolūto lielāko daļu šādu pazīmju), tam ir vairāk sarežģīts raksturs mantojums.

Nosacījumi segregācijas likuma izpildei monohibrīda šķērsošanas laikā

Sadalīšana 3:1 pēc fenotipa un 1:2:1 pēc genotipa tiek veikta aptuveni un tikai šādos apstākļos:

Tiek pētīts liels skaitlis krusti (liels skaits pēcnācēju).
Tiek veidotas gametas, kas satur alēles A un a vienāds skaitlis(ir vienāda vitalitāte).
Nav selektīvās apaugļošanas: gametas, kurās ir jebkura alēle, ar vienādu varbūtību saplūst savā starpā.
Zigoti (embriji) ar dažādiem genotipiem ir vienlīdz dzīvotspējīgi.
Vecāki organismi pieder pie tīrām līnijām, tas ir, tie ir patiesi homozigoti attiecībā uz pētāmo gēnu (AA un aa).
Pazīme ir patiesi monogēna

Patstāvīgās mantošanas likuma īstenošanas nosacījumi

Visi nosacījumi, kas nepieciešami sadalīšanas likuma izpildei.
Par pētāmajām pazīmēm atbildīgo gēnu atrašanās vieta ir dažādos hromosomu pāros (nesaistītos).

Nosacījumi dzimumšūnu tīrības likuma izpildei

Normāla meiozes gaita. Hromosomu nesadalīšanas rezultātā abas homologās hromosomas no pāra var nonākt vienā gametā. Šajā gadījumā gameta pārnēsīs visu gēnu alēļu pāri, kas atrodas konkrētajā hromosomu pārī.

Šajā rakstā īsi un skaidri aprakstīti trīs Mendeļa likumi. Šie likumi ir visas ģenētikas pamatā, Mendels faktiski radīja šo zinātni.

Šeit jūs atradīsiet katra likuma definīciju un uzzināsiet kaut ko jaunu par ģenētiku un bioloģiju kopumā.

Pirms sākat lasīt rakstu, jums vajadzētu saprast, ka genotips ir organisma gēnu kopums, bet fenotips ir tā ārējās īpašības.

Kas ir Mendels un ko viņš darīja?

Gregors Johans Mendels ir slavens austriešu biologs, dzimis 1822. gadā Gincice ciemā. Viņš labi mācījās, bet viņa ģimenei bija finansiālas grūtības. Lai ar tiem tiktu galā, Johans Mendels 1943. gadā nolēma kļūt par mūku čehu klosterī Brno pilsētā un saņēma tur vārdu Gregors.

Gregors Johans Mendels (1822-1884)

Vēlāk viņš studēja bioloģiju Vīnes Universitātē un pēc tam nolēma mācīt fiziku un dabas vēsturi Brno. Tajā pašā laikā zinātnieks sāka interesēties par botāniku. Viņš veica eksperimentus, krustojot zirņus. Pamatojoties uz šo eksperimentu rezultātiem, zinātnieks atvasināja trīs iedzimtības likumus, kas ir šī raksta tēma.

1866. gadā publicētajā darbā “Eksperimenti ar augu hibrīdiem” šie likumi neguva plašu publicitāti, un darbs drīz vien tika aizmirsts. To atcerējās tikai pēc Mendeļa nāves 1884. Jūs jau zināt, cik likumus viņš atvasināja. Tagad ir pienācis laiks pāriet pie katra aplūkošanas.

Mendeļa pirmais likums – pirmās paaudzes hibrīdu vienveidības likums

Apsveriet Mendela veikto eksperimentu. Viņš paņēma divu veidu zirņus. Šīs sugas izcēlās ar ziedu krāsu. Vienam tās bija violetas, bet otrai baltas.

Tos šķērsojis, zinātnieks redzēja, ka visiem pēcnācējiem ir purpursarkani ziedi. Un dzeltenie un zaļie zirnīši radīja pilnīgi dzeltenus pēcnācējus. Biologs eksperimentu atkārtoja vēl daudzas reizes, pārbaudot dažādu pazīmju pārmantojamību, taču rezultāts vienmēr bija vienāds.

Pamatojoties uz šiem eksperimentiem, zinātnieks atvasināja savu pirmo likumu, lūk, tā formulējums: visi pirmās paaudzes hibrīdi vienmēr manto tikai vienu iezīmi no saviem vecākiem.

Norādīsim gēnu, kas atbild par purpursarkaniem ziediem kā A, un par baltajiem ziediem kā a. Viena vecāka genotips ir AA (violeta), bet otrais ir aa (balts). A gēns tiks mantots no pirmā vecāka, bet a gēns no otrā. Tas nozīmē, ka pēcnācēju genotips vienmēr būs Aa. Gēnu, kas apzīmēts ar lielo burtu, sauc par dominējošo, un mazo burtu sauc par recesīvu.

Ja organisma genotips satur divus dominējošos vai divus recesīvos gēnus, tad to sauc par homozigotu un organismu, kas satur dažādi gēni- heterozigots. Ja organisms ir heterozigots, tad recesīvo gēnu, kas apzīmēts ar lielo burtu, nomāc spēcīgāks dominējošais, kā rezultātā izpaužas pazīme, par kuru ir atbildīga dominējošā. Tas nozīmē, ka zirņiem ar genotipu Aa būs purpursarkani ziedi.

Divu heterozigotu organismu ar atšķirīgām īpašībām krustošana ir monohibrīda krustojums.

Kodominance un nepilnīga dominēšana

Gadās, ka dominējošais gēns nevar nomākt recesīvo. Un tad ķermenī parādās abas vecāku īpašības.

Šo parādību var novērot kamēlijas piemērā. Ja šī auga genotipā viens gēns ir atbildīgs par sarkanajām ziedlapiņām, bet otrs par balto, tad puse no kamēlijas ziedlapiņām kļūs sarkanas, bet pārējās baltas.

Šo parādību sauc par kodominanci.

Nepilnīga dominēšana - līdzīga parādība, kurā parādās trešā zīme, kaut kas starp to, kas bija vecākiem. Piemēram, nakts skaistuma zieds ar genotipu, kurā ir gan baltas, gan sarkanas ziedlapiņas, kļūst rozā.

Otrais Mendeļa likums – segregācijas likums

Tātad, mēs atceramies, ka, krustojot divus homozigotus organismus, visi pēcnācēji iegūs tikai vienu pazīmi. Bet ja mēs no šī pēcnācēja paņemam divus heterozigotus organismus un tos krustojam? Vai pēcnācēji būs vienveidīgi?

Atgriezīsimies pie zirņiem. Katram vecākam ir vienāda iespēja nodot vai nu gēnu A, vai gēnu a. Tad pēcnācēji tiks sadalīti šādi:

AA - violeti ziedi (25%);
aa - balti ziedi (25%);
Aa - violeti ziedi (50%).

Redzams, ka organismu ar violetiem ziediem ir trīsreiz vairāk. Tā ir šķelšanās parādība. Šis ir otrais Gregora Mendeļa likums: krustojot heterozigotus organismus, pēcnācēji tiek sadalīti proporcijā 3:1 fenotipā un 1:2:1 genotipā.

Tomēr ir tā sauktie letālie gēni. Ja tie ir klāt, notiek novirze no otrā likuma. Piemēram, dzelteno peļu pēcnācēji tiek sadalīti proporcijā 2: 1.

Tas pats notiek ar platīna krāsas lapsām. Fakts ir tāds, ka, ja šo (un dažu citu) organismu genotipā dominē abi gēni, tad tie vienkārši mirst. Rezultātā dominējošo gēnu var izteikt tikai tad, ja organisms ir heteroziotisks.

Gametu tīrības likums un tā citoloģiskais pamats

Ņemam dzeltenos un zaļos zirņus, gēns dzeltena krāsa- dominējošs, un zaļš - recesīvs. Hibrīds saturēs abus šos gēnus (lai gan mēs redzēsim tikai dominējošā izpausmi).

Ir zināms, ka gēni tiek pārnesti no vecākiem uz pēcnācējiem, izmantojot gametas. Gameta ir dzimumšūna. Hibrīdajā genotipā ir divi gēni, un izrādās, ka katra gameta – un tās ir divas – saturēja vienu gēnu. Apvienojoties, tie izveidoja hibrīdu genotipu.

Ja otrajā paaudzē parādījās recesīva iezīme, kas raksturīga vienam no vecāku organismiem, tad tika izpildīti šādi nosacījumi:

hibrīdu iedzimtības faktori nemainījās;
katra gameta saturēja vienu gēnu.

Otrais punkts ir gametas tīrības likums. Protams, nav divu gēnu, to ir vairāk. Pastāv alēlo gēnu jēdziens. Viņi ir atbildīgi par vienu un to pašu zīmi. Zinot šo jēdzienu, likumu varam formulēt šādi: viens nejauši izvēlēts gēns no alēles iekļūst gametā.

Citoloģiskais pamats no šī noteikuma: šūnas, kas satur hromosomas, kas satur alēļu pārus no visas pasaules ģenētiskā informācija, dalās un veido šūnas, kurās ir tikai viena alēle – haploīdās šūnas. Šajā gadījumā tās ir gametas.

Trešais Mendeļa likums – neatkarīgas mantošanas likums

Trešā likuma izpilde iespējama ar dihibrīdkrustošanos, kad tiek pētīta nevis viena pazīme, bet vairākas. Zirņu gadījumā tā ir, piemēram, sēklu krāsa un gludums.

Mēs apzīmējam gēnus, kas atbild par sēklu krāsu, kā A (dzeltenu) un a (zaļu); gludumam - B (gluds) un b (burzīts). Mēģināsim veikt organismu ar dažādām īpašībām dihibrīdo krustošanu.

Šādas krustošanas laikā netiek pārkāpts pirmais likums, tas ir, hibrīdi būs identiski gan genotipā (AaBb), gan fenotipā (ar dzeltenām gludām sēklām).

Kāda būs šķelšanās otrajā paaudzē? Lai to noskaidrotu, jānoskaidro, kādas gametas spēj izdalīt vecāku organismi. Acīmredzot tie ir AB, Ab, aB un ab. Pēc tam tiek izveidota ķēde, ko sauc par Pinneta režģi.

Visas gametas, kuras var atbrīvot viens organisms, ir uzskaitītas horizontāli, un visas gametas, kuras var atbrīvot cits organisms, ir uzskaitītas vertikāli. Režģa iekšpusē tiek reģistrēts organisma genotips, kas parādītos ar dotajām gametām.

	AB	Ab	aB	ab
AB	AABB	AABb	AaBB	AaBb
Ab	AABb	AAbb	AaBb	Aabb
aB	AaBB	AaBb	aaBB	aaBb
ab	AaBb	Aabb	aaBb	aabb

Izpētot tabulu, var secināt, ka otrās paaudzes hibrīdu sadalīšana pēc fenotipa notiek attiecībā 9:3:3:1. Arī Mendels to saprata pēc vairāku eksperimentu veikšanas.

Turklāt viņš arī nonāca pie secinājuma, ka tas, kurš no vienas alēles (Aa) gēniem nokļūst gametā, nav atkarīgs no otras alēles (Bb), tas ir, ir tikai neatkarīga pazīmju pārmantošana. Šis ir viņa trešais likums, ko sauc par neatkarīgas mantošanas likumu.

Secinājums

Trīs Mendeļa likumi ir galvenie ģenētiskie likumi. Tā kā viens vīrietis nolēma eksperimentēt ar zirņiem, bioloģija ieguva jauna sadaļa- ģenētika.

Ar tās palīdzību zinātnieki no visas pasaules ir iemācījušies daudzas lietas, sākot no slimību profilakses līdz gēnu inženierija. Ģenētika ir viena no interesantākajām un daudzsološākajām bioloģijas nozarēm.

Mendeļa likuma 1. formulējums Pirmās paaudzes hibrīdu vienveidības likums jeb Mendeļa pirmais likums. Krustojot divus homozigotus organismus, kas pieder pie dažādām tīrām līnijām un atšķiras viens no otra ar vienu alternatīvu pazīmju pāri, visa pirmā hibrīdu paaudze (F1) būs viendabīga un nesīs viena no vecākiem pazīmi.

Mendeļa 2. likuma formulējums Segregācijas likums jeb Mendeļa Mendeļa otrais likums Kad divi pirmās paaudzes heterozigoti pēcnācēji tiek krustoti savā starpā otrajā paaudzē, segregācija tiek novērota noteiktā skaitliskā attiecībā: pēc 3. fenotipa: 1, pēc genotipa 1:2:1.

Mendeļa likuma 3. formulējums Neatkarīgās mantošanas likums (Mendeļa trešais likums) Sakrustot divus homozigotus indivīdus, kas atšķiras viens no otra ar diviem (vai vairākiem) alternatīvu pazīmju pāriem, gēni un tiem atbilstošās īpašības tiek mantotas neatkarīgi viens no otra un tiek apvienoti visas iespējamās kombinācijas (kā un ar monohibrīdu krustošanu (Pirmajai paaudzei pēc krustošanas bija dominējošais fenotips pēc visām īpašībām. Otrajā paaudzē tika novērota fenotipu sadalīšanās pēc formulas 9: 3: 3: 1).

P AA BB aa bb x dzeltenas, gludas sēklas zaļas, grumbainas sēklas G (gametes) ABabab F1F1 Aa Bb dzeltenas, gludas sēklas 100% Mendeļa 3. likums DIHYBRID CROSSING. Eksperimentiem par mātesaugu tika ņemti zirņi ar gludām dzeltenām sēklām, bet zirņi ar zaļām krunkainām sēklām tika ņemti par tēvaugu. Pirmajā augā abas rakstzīmes bija dominējošas (AB), bet otrajā augā abi bija recesīvi (ab

Pirmajā paaudzē pēc krustošanās bija dominējošais fenotips visām pazīmēm. (dzelteni un gludie zirņi) Otrajā paaudzē tika novērota fenotipu šķelšanās pēc formulas 9:3:3:1. 9/16 dzelteni gludie zirņi, 3/16 dzelteni grumbuļoti zirņi, 3/16 zaļie gludie zirņi, 1/16 zaļie grumbuļi.

Uzdevums 1. Spanielos melnā kažoka krāsa dominē pār kafiju, un īsie mati dominē pār gariem matiem. Mednieks nopirka melnu suni ar īsiem matiem un, lai pārliecinātos, ka tas ir tīršķirnes, viņš veica analītisko krustošanu. Piedzima 4 kucēni: 2 īsspalvainie melnie, 2 īsspalvainie kafija. Kāds ir mednieka iegādātā suņa genotips? Dihibrīda šķērsošanas problēmas.

2. uzdevums. Tomātam augļa sarkanā krāsa dominē pār dzelteno krāsu, bet augstais kāts pār zemo. Krustojot šķirni ar sarkaniem augļiem un augstu stublāju un šķirni ar dzelteniem augļiem un zemu stublāju, otrajā paaudzē iegūti 28 hibrīdi. Pirmās paaudzes hibrīdi tika krustoti savā starpā, kā rezultātā radās 160 hibrīdaugi otrā paaudze. Cik daudz gametu veidu ražo pirmās paaudzes augs? Cik augiem pirmajā paaudzē ir sarkani augļi un augsts kāts? Cik dažādu genotipu ir starp otrās paaudzes augiem ar sarkanu augļu krāsu un augstu stublāju? Cik augiem otrajā paaudzē ir dzelteni augļi un augsts kāts? Cik augiem otrajā paaudzē ir dzelteni augļi un zems kāts?

3. uzdevums Cilvēkā dominē brūna acu krāsa zils, un spēja izmantot kreiso roku ir recesīva attiecībā pret labo roku. No zilacaina, labroča vīrieša laulības ar brūnacainu kreiļu sievieti piedzima zilacains, kreilis bērns. Cik dzimumšūnu veidu ražo māte? Cik dzimumšūnu veidu ražo tēvs? Cik dažādu genotipu var būt starp bērniem? Cik daudz dažādu fenotipu var būt starp bērniem? Kāda ir iespējamība, ka šajā ģimenē būs zilacains, kreilis bērns (%)?

4. uzdevums Cāļu cekulainums dominē pār cekula neesamību, un melnā apspalvojuma krāsa dominē pār brūno. Krustojot heterozigotu melnu vistu bez cekula ar heterozigotu brūno cekulaino gaili, tika iegūti 48 cāļi. Cik veidu gametas ražo vista? Cik veidu gametas ražo gailis? Cik dažādu genotipu būs cāļu vidū? Cik būs plūksnaino melno cāļu? Cik melno vistu būs bez cekula?

5. uzdevums Kaķiem Siāmas šķirnes īsais apmatojums dominē pār persiešu šķirnes garajiem matiem, un persiešu šķirnes melnais apmatojuma krāsa dominē pār Siāmas šķirnes dzeltenbrūno krāsu. Siāmas kaķi krustoja ar persiešu kaķiem. Krustojot hibrīdus savā starpā otrajā paaudzē, iegūti 24 kaķēni. Cik daudz sugu gametu veidojas Siāmas kaķim? Cik dažādu genotipu tika ražoti otrajā paaudzē? Cik dažādu fenotipu tika ražoti otrajā paaudzē? Cik otrās paaudzes kaķēnu izskatās kā Siāmas kaķi? Cik otrās paaudzes kaķēnu izskatās pēc persiešiem?

Problēmu risināšana mājās 1. variants 1) Labroči ar zilām acīm apprecējās ar brūnacainu labo roku. Viņiem bija divi bērni - brūnacaina kreilis un zilacains labrocis. No šī vīrieša otrās laulības ar citu brūnacu labroci piedzima 8 bērni ar brūnām acīm, visi labroči. Kādi ir katra cilvēka genotipi trīs vecāki. 2) Cilvēkiem izvirzīto ausu gēns dominē pār normālu plakanu ausu gēnu, bet ne-sarkano matu gēns dominē pār sarkano matu gēnu. Kādus pēcnācējus var sagaidīt no vīrieša, kura ausis ir sarkanmataina, pēc pirmās pazīmes heterozigota, laulības ar heterozigotu rudmatainu sievieti ar normālām plakanām ausīm. 2. variants 1) Cilvēkiem greizā pēda (R) dominē pār normālu pēdas struktūru (R) un normālu ogļhidrātu metabolismu (O) pār diabētu. Sieviete ar normālu pēdas uzbūvi un normālu vielmaiņu apprecējās ar vīrieti ar nūju. No šīs laulības piedzima divi bērni, no kuriem vienam attīstījās kāju pēda, bet otram - cukura diabēts. Nosakiet vecāku genotipu pēc viņu bērnu fenotipa. Kādi bērnu fenotipi un genotipi ir iespējami šajā ģimenē? 2) Cilvēkam ir gēns brūnas acis dominē gēnā zilas acis, un spēja piederēt labā roka pār kreiļiem. Abi gēnu pāri atrodas iekšā dažādas hromosomas. Kādi tie var būt bērni, ja: tēvs ir kreilis, bet heterozigots acu krāsai, un māte ir zilacaina, bet heterozigota pēc spējas izmantot rokas.

Atrisināsim problēmas 1. Cilvēkiem normāls ogļhidrātu metabolisms dominē pār recesīvo gēnu, kas ir atbildīgs par attīstību cukura diabēts. Veselu vecāku meita ir slima. Nosakiet, vai šajā ģimenē varētu piedzimt bērns vesels bērns un kāda ir šī notikuma iespējamība? 2. Cilvēkiem brūnā acu krāsa dominē pār zilo. Spēja labāk izmantot labo roku dominē pār kreiļiem, abu pazīmju gēni atrodas dažādās hromosomās. Brūnacainais labrocis apprecas ar zilacainu kreili. Kādus pēcnācējus vajadzētu sagaidīt šajā pārī?

Rakstzīmju pārmantošanas modeļus dzimumvairošanās laikā noteica G. Mendelis. Nepieciešama skaidra izpratne par genotipu un fenotipu, alēlēm, homo- un heterozigotiskumu, dominanci un tā veidiem, krustojumu veidiem, kā arī jāsastāda diagrammas.

Monohibrīds sauc par krustojumu, kurā vecāku formas atšķiras viena no otras ar vienu kontrastējošu, alternatīvu rakstzīmju pāri.

Līdz ar to ar šādu krustošanu var izsekot tikai divu pazīmju variantu pārmantošanas modeļiem, kuru attīstību nosaka alēlisko gēnu pāris. G. Mendeļa veikto monohibrīdo krustojumu piemēri ir zirņu krustojumi ar tādām skaidri saskatāmām alternatīvām iezīmēm kā purpursarkani un balti ziedi, nenobriedušu augļu (pupiņu) dzeltenā un zaļā krāsojums, gluda un grumbuļaina sēklu virsma, dzeltena un zaļa krāsa utt. .

Pirmās paaudzes hibrīdu vienveidība (pirmais Mendeļa likums), krustojot zirņus ar purpursarkanajiem (AA) un baltajiem (aa) ziediem, Mendels atklāja, ka visiem pirmās paaudzes hibrīdaugiem (F 1) ir purpursarkani ziedi (2. att.).

2. attēls – Monohibrīda šķērsošanas shēma

Tajā pašā laikā zieda baltā krāsa neparādījās. Krustojot augus ar gludām un saburzītām sēklām, hibrīdiem būs gludas sēklas. G. Mendels arī konstatēja, ka visi F 1 hibrīdi izrādījās viendabīgi (viendabīgi) katrā no septiņām viņa pētītajām rakstzīmēm. Līdz ar to pirmās paaudzes hibrīdos no vecāku alternatīvo pazīmju pāra parādās tikai viena, un šķiet, ka otra vecāka iezīme pazūd.

Alternatīvās zīmes ir savstarpēji izslēdzošas un kontrastējošas zīmes.

Mendels fenomenu, ka viena no F 1 hibrīdu īpašību pārsvarā dominē viens no vecākiem, nosauca par dominanci, bet atbilstošo pazīmi - par dominējošo. Iezīmes, kas F 1 hibrīdos neparādās, viņš nosauca par recesīvām. Tā kā visi pirmās paaudzes hibrīdi ir viendabīgi, šo parādību sauca par Mendeļa pirmajiem likumiem jeb pirmās paaudzes hibrīdu vienveidības likumu, kā arī par dominēšanas likumu.

To var formulēt šādi: krustojot divus organismus, kas pieder pie dažādām tīrām līnijām (divi homozigoti organismi), kas atšķiras viens no otra ar vienu alternatīvu pazīmju pāri, visa pirmā hibrīdu paaudze būs viendabīga un nesīs viena no pazīmēm. vecāki.

Katram gēnam ir divi stāvokļi - “A” un “a”, tāpēc tie veido vienu pāri, un katru pāra locekli sauc par alēli. Gēnus, kas atrodas tajos pašos homologo hromosomu lokos (sekcijās) un nosaka vienas un tās pašas pazīmes alternatīvu attīstību, sauc par alēļiem.

Piemēram, zirņu zieda purpursarkanā un baltā krāsa ir dominējošās un recesīvās pazīmes attiecīgi viena gēna divām alēlēm (A un a). Divu alēļu klātbūtnes dēļ ir iespējami divi ķermeņa stāvokļi: homo- un heterozigots. Ja organisms satur identiskas konkrēta gēna alēles (AA vai aa), tad to sauc par homozigotu šim gēnam (vai pazīmei), un ja atšķiras (Aa), to sauc par heterozigotu. Tāpēc alēle ir gēna eksistences forma. Trialēliskā gēna piemērs ir gēns, kas nosaka ABO asinsgrupu sistēmu cilvēkiem. Ir vēl vairāk alēļu: gēnam, kas kontrolē cilvēka hemoglobīna sintēzi, ir zināmi daudzi desmiti no tiem.

No hibrīdu zirņu sēklām Mendels izaudzēja augus, kas pašapputes, un iesēja iegūtās sēklas vēlreiz. Rezultātā tika iegūti otrās paaudzes hibrīdi jeb F 2 hibrīdi. Starp pēdējiem tika konstatēts sadalījums katrā alternatīvo zīmju pārī proporcijā aptuveni 3:1, t.i., trīs ceturtdaļām augu bija dominējošās pazīmes (violeti ziedi, dzeltenas sēklas, gludas sēklas utt.), bet vienai ceturtdaļai augu bija recesīvi. rakstzīmes (balti ziedi, zaļas sēklas, krunkainas sēklas utt.). Līdz ar to recesīvā iezīme F 1 hibrīdā nepazuda, bet tika tikai nomākta un atkal parādījās otrajā paaudzē. Šo vispārinājumu vēlāk sauca par Mendeļa otro likumu jeb sadalīšanas likumu.

Segregācija ir parādība, kurā heterozigotu indivīdu krustošanās noved pie pēcnācēju veidošanās, no kuriem dažiem ir dominējoša iezīme, bet dažiem no kuriem ir recesīva iezīme.

Otrais Mendeļa likums: krustojot divus pirmās paaudzes pēcnācējus (divi heterozigoti indivīdi), otrajā paaudzē tiek novērota šķelšanās noteiktā skaitliskā attiecībā: pēc fenotipa 3:1, pēc genotipa 1:2:1 ( 3. att.).

3. attēls. Rakstzīmju sadalīšanas shēma

krustojot F 1 hibrīdus

Rakstzīmju šķelšanos pēcnācējos, krustojot heterozigotus indivīdus, G. Mendels skaidroja ar to, ka gametas ir ģenētiski tīras, proti, tās pārnēsā tikai vienu gēnu no alēļu pāra. Gametu tīrības likumu var formulēt šādi: dzimumšūnu veidošanās laikā katrā gametē nonāk tikai viens gēns no alēļu pāra.

Jāpatur prātā, ka hibridoloģiskās metodes izmantošana jebkuras dzīvnieku vai augu sugas pazīmju pārmantojamības analīzei ietver šādus krustojumus:

vecāku formu (P) šķērsošana, kas atšķiras ar vienu (monohibrīda šķērsošana) vai vairākiem alternatīvu raksturu pāriem (polihibrīda krustošanās), un iegūstot pirmās paaudzes hibrīdus (F 1);

krustojot F 1 hibrīdus savā starpā un iegūstot otrās paaudzes hibrīdus (F 2);

šķērsošanas rezultātu matemātiskā analīze.

Pēc tam Mendels pārgāja uz dihibrīda krustošanās izpēti.

Dihibrīda krusts- tas ir krustojums, kurā ir iesaistīti divi alēļu pāri (pārī savienotie gēni ir alēlie un atrodas tikai homologās hromosomās).

Dihibrīda krustojumā G. Mendels pētīja to pazīmju pārmantojamību, par kurām ir atbildīgi gēni, kas atrodas dažādos homologo hromosomu pāros. Šajā sakarā katrā gametā ir jābūt vienam gēnam no katra alēļu pāra.

Hibrīdi, kas ir heterozigoti diviem gēniem, tiek saukti par diheterozigotiem, un, ja tie atšķiras trīs vai vairākos gēnos, tos sauc par attiecīgi tri- un poliheterozigotiem.

Sarežģītākas dihibrīda šķērsošanas shēmas, F 2 genotipu un fenotipu reģistrēšana tiek veikta, izmantojot Punneta režģi. Apskatīsim šādas šķērsošanas piemēru. Šķērsošanai divi oriģinālie homozigoti vecāku veidlapas: pirmajai formai bija dzeltenas un gludas sēklas; otrajai formai bija zaļas un saburzītas sēklas (4. att.).

4. attēls – zirņu augu dihibrīdā krustošanās,

sēklas, kas atšķiras pēc formas un krāsas

Dzeltena krāsa un gludas sēklas ir dominējošās īpašības; zaļa krāsa un grumbainas sēklas ir recesīvas pazīmes. Pirmās paaudzes hibrīdi krustoja viens ar otru. Otrajā paaudzē fenotipiskā šķelšanās tika novērota attiecībā 9:3:3:1 jeb (3+1) 2, pēc F 1 hibrīdu pašapputes, saskaņā ar šķelšanās likumu atkal parādījās grumbuļainas un zaļas sēklas. .

Mātesaugiem šajā gadījumā ir genotips AABB un aabb, un F 1 hibrīdu genotips ir AaBb, t.i., tas ir diheterozigots.

Tādējādi, krustojot heterozigotus indivīdus, kas atšķiras vairākos alternatīvo pazīmju pāros, pēcnācējiem ir fenotipiska šķelšanās attiecība (3+1) n, kur n ir alternatīvo pazīmju pāru skaits.

Gēnus, kas nosaka dažādu pazīmju pāru attīstību, sauc par nealēliskajiem.

Dihibrīdo un polihibrīdo krustojumu rezultāti ir atkarīgi no tā, vai gēni, kas nosaka aplūkojamās pazīmes, atrodas vienā hromosomā vai dažādās hromosomās. Mendels saskārās ar pazīmēm, kuru gēni atradās dažādos homologo zirņu hromosomu pāros.

Mejozes laikā dažādu pāru homologās hromosomas tiek nejauši apvienotas gametās. Ja pirmā pāra tēva hromosoma nokļūst gametā, tad ar vienādu varbūtību šajā gametē var nokļūt gan otrā pāra tēva, gan mātes hromosoma. Tāpēc pazīmes, kuru gēni atrodas dažādos homologo hromosomu pāros, tiek apvienotas neatkarīgi viena no otras. Pēc tam izrādījās, ka no septiņiem Mendela pētītajiem pazīmju pāriem zirņos, kuru diploīdā hromosomu skaits ir 2n = 14, par vienu no pazīmju pāriem atbildīgie gēni atradās tajā pašā hromosomā. Tomēr Mendels neatklāja neatkarīgas mantošanas likuma pārkāpumu, jo saikne starp šiem gēniem netika novērota lielā attāluma starp tiem dēļ).

Balstoties uz saviem pētījumiem, Mendels atvasināja trešo likumu – pazīmju neatkarīgas pārmantošanas jeb neatkarīgas gēnu kombinācijas likumu.

Katrs alēlo gēnu pāris (un to kontrolētās alternatīvās pazīmes) tiek mantots neatkarīgi viens no otra.

Gēnu neatkarīgas kombinācijas likums veido pamatu kombinatīvajai mainībai, kas novērota krustošanās laikā visos dzīvajos organismos. Ņemiet vērā arī to, ka atšķirībā no Mendeļa pirmā likuma, kas vienmēr ir spēkā, otrais likums ir spēkā tikai gēniem, kas lokalizēti dažādos homologo hromosomu pāros. Tas ir saistīts ar faktu, ka nehomologās hromosomas šūnā tiek apvienotas neatkarīgi viena no otras, ko pierādīja ne tikai pazīmju pārmantojamības rakstura izpēte, bet arī tiešās citoloģiskās metodes.

Pētot materiālu, pievērsiet uzmanību regulāru fenotipisko šķelšanās pārkāpumu gadījumiem, ko izraisa atsevišķu gēnu letālā iedarbība.

Iedzimtība un mainīgums. Iedzimtība un mainīgums ir vissvarīgākās īpašības, kas raksturīgas visiem dzīvajiem organismiem.

Iedzimta jeb genotipiskā mainība ir sadalīta kombinatīvajā un mutācijas.

Kombinatīvo variāciju sauc par mainīgumu, kuras pamatā ir rekombināciju veidošanās, t.i., tādas gēnu kombinācijas, kādas nebija vecākiem.

Kombinatīvās mainīguma pamatā ir organismu seksuālā vairošanās, kā rezultātā rodas milzīga genotipu dažādība. Trīs procesi kalpo kā praktiski neierobežoti ģenētiskās variācijas avoti:

Neatkarīga homologu hromosomu segregācija pirmajā meiotiskajā dalījumā. Tieši neatkarīga hromosomu kombinācija mejozes laikā ir G. Mendeļa trešā likuma pamatā. Zaļo gludo un dzelteno krunkaino zirņu sēklu parādīšanās otrajā paaudzē, krustojot augus ar dzeltenām gludām un zaļām sēklām, ir kombinētas mainīguma piemērs.

Savstarpēja homologu hromosomu sekciju apmaiņa vai šķērsošana. Tas rada jaunas saišu grupas, t.i., tas kalpo kā svarīgs alēļu ģenētiskās rekombinācijas avots. Rekombinantās hromosomas, nonākot zigotā, veicina katram no vecākiem netipisku īpašību parādīšanos.

Gadījuma gametu kombinācija apaugļošanas laikā.

Šie kombinatīvās mainīguma avoti darbojas neatkarīgi un vienlaikus, nodrošinot pastāvīgu gēnu “jaukšanu”, kas noved pie organismu rašanās ar atšķirīgu genotipu un fenotipu (paši gēni nemainās). Tomēr jaunas gēnu kombinācijas diezgan viegli sabojājas, ja tās tiek nodotas no paaudzes paaudzē.

Kombinatīvās mainīguma piemērs. Nakts skaistuma ziedam ir sarkano ziedlapu A gēns un gēns balts A. Organismam Aa ir rozā ziedlapiņas. Tādējādi nakts skaistumam nav gēna Rozā krāsa, rozā krāsa nāk no sarkano un balto gēnu kombinācijas (kombinācijas).

Personai ir iedzimta sirpjveida šūnu anēmija. AA ir norma, aa ir nāve, Aa ir SKA. Ar SCD cilvēks nevar paciest paaugstinātu fizisko slodzi, un viņš neslimo ar malāriju, t.i., malārijas izraisītājs Plasmodium falciparum nevar pārtikt ar nepareizu hemoglobīnu. Šī zīme ir noderīga ekvatoriālajā zonā; Tam nav gēna, tas rodas no A un a gēnu kombinācijas.

Tādējādi iedzimto mainīgumu pastiprina kombinētā mainīgums. Radušās atsevišķas mutācijas nonāk citu mutāciju tuvumā un kļūst par daļu no jauniem genotipiem, t.i., rodas daudzas alēļu kombinācijas. Jebkurš indivīds ir ģenētiski unikāls (izņemot identiskos dvīņus un indivīdus, kas radušies klona bezdzimuma reprodukcijas rezultātā, kura priekštecis ir viena šūna). Tātad, ja pieņemam, ka katrā homologo hromosomu pārī ir tikai viens alēlo gēnu pāris, tad cilvēkam, kuram ir haploīds hromosomu komplekts, kas vienāds ar 23, iespējamo genotipu skaits būs 3 līdz 23. Šāds milzīgs genotipu skaits ir 20 reizes lielāks nekā visu cilvēku skaits uz Zemes. Tomēr patiesībā homologās hromosomas atšķiras vairākos gēnos un aprēķinos netiek ņemta vērā krustošanās parādība. . Tāpēc iespējamo genotipu skaits ir izteikts astronomiskā skaitā, un var droši apgalvot, ka divu identisku cilvēku parādīšanās ir gandrīz neiespējama (izņemot identiskos dvīņus, kas rodas no vienas apaugļotas olšūnas). Tas jo īpaši nozīmē iespēju ticami noteikt identitāti pēc dzīvo audu paliekām, apstiprinot vai izslēdzot paternitāti.

Tādējādi gēnu apmaiņa hromosomu krustošanās dēļ pirmajā mejozes dalījumā, neatkarīga un nejauša hromosomu rekombinācija mejozē un gametu saplūšanas nejaušība dzimumprocesa laikā ir trīs faktori, kas nodrošina kombinatīvās mainības pastāvēšanu. . Paša genotipa mutācijas mainīgums.

Mutācijas ir pēkšņas, iedzimtas izmaiņas ģenētiskajā materiālā, kas izraisa izmaiņas noteiktās organisma īpašībās.

Mutāciju teorijas galvenos noteikumus izstrādāja zinātnieks G. De Vries 1901. gadā – 1903. gads un jāsamazina līdz šādam:

Mutācijas rodas pēkšņi, spazmatiski, kā diskrētas īpašību izmaiņas;

Atšķiras no nepārmantotām izmaiņām, mutācijas ir kvalitatīvas izmaiņas, kas tiek nodotas no paaudzes paaudzē;

Mutācijas izpaužas dažādos veidos un var būt gan labvēlīgas, gan kaitīgas, gan dominējošas, gan recesīvas;

Mutāciju noteikšanas iespējamība ir atkarīga no pārbaudīto indivīdu skaita;

Līdzīgas mutācijas var notikt atkārtoti;

Mutācijas ir nevirzītas (spontānas), t.i., jebkura hromosomas daļa var mutēt, izraisot izmaiņas gan mazajās, gan dzīvībai svarīgās pazīmēs.

Gandrīz jebkuras izmaiņas hromosomu struktūrā vai skaitā, kurās šūna saglabā spēju vairoties, izraisa iedzimtas izmaiņas organisma īpašībās.

Pamatojoties uz genoma izmaiņu raksturu, t.i., tiek izdalīts gēnu kopums, kas ietverts haploīdā hromosomu komplektā, gēnu, hromosomu un genoma mutācijas.

Gēnu jeb punktveida mutācijas ir viena gēna DNS molekulas nukleotīdu secības izmaiņu rezultāts.

Šādas izmaiņas gēnā tiek reproducētas transkripcijas laikā mRNS struktūrā; tas noved pie aminoskābju secības izmaiņām polipeptīdu ķēdē, kas veidojas translācijas laikā uz ribosomām. Rezultātā tiek sintezēts cits proteīns, kas noved pie ķermeņa atbilstošo raksturlielumu izmaiņām. Šis ir visizplatītākais mutāciju veids un vissvarīgākais organismu iedzimtības mainīguma avots.

Hromosomu mutācijas (pārkārtošanās vai aberācijas) ir izmaiņas hromosomu struktūrā, kuras var identificēt un pētīt gaismas mikroskopā.

Ir zināmi dažādi pārkārtojumu veidi:

trūkums – hromosomas gala sekciju zudums;

Dzēšana – hromosomas daļas zudums tās vidusdaļā;

Dublēšanās – divkārša vai daudzkārtēja gēnu atkārtošanās, kas lokalizētas noteiktā hromosomas reģionā;

Inversija – hromosomas sekcijas pagriešana par 180°, kā rezultātā gēni šajā sadaļā atrodas apgrieztā secībā, salīdzinot ar parasto;

Translokācija – jebkuras hromosomas daļas stāvokļa maiņa hromosomu komplektā. Visizplatītākais translokācijas veids ir abpusējs, kurā reģioni tiek apmainīti starp divām nehomologām hromosomām. Hromosomas sadaļa var mainīt savu pozīciju bez savstarpējas apmaiņas, paliekot tajā pašā hromosomā vai iekļaujoties kādā citā.

Genoma mutācijas ir izmaiņas hromosomu skaitā ķermeņa šūnu genomā. Šī parādība notiek divos virzienos: virzienā uz visu haploīdu kopu skaita palielināšanos (poliploīdija) un uz atsevišķu hromosomu zudumu vai iekļaušanu (aneuploīdija).

Poliploīdija – daudzkārtējs haploīdo hromosomu komplekta pieaugums. Šūnas ar dažādu haploīdu hromosomu kopu skaitu sauc par triploīdām (3 n), tetraploīdām (4 n), heksaploīdām (6 n), oktaploīdām (8 n) utt. Visbiežāk poliploīdi veidojas, kad hromosomu diverģences secība ir šūnu stabi tiek izjaukti mejozes vai mitozes laikā. Poliploīdija izraisa izmaiņas organisma īpašībās un tāpēc ir svarīgs avots evolūcijas un selekcijas mainīgums, īpaši augos. Tas ir saistīts ar to, ka augu organismos ir ļoti izplatīts hermafrodītisms (pašapputes), apomikss (partenoģenēze) un veģetatīvā pavairošana. Tāpēc apmēram trešā daļa augu sugu, kas izplatītas uz mūsu planētas – poliploīdi, un augstkalnu Pamira krasi kontinentālajos apstākļos aug līdz 85% poliploīdu. Gandrīz visi kultivētie augi ir arī poliploīdi, kuriem atšķirībā no savvaļas radiniekiem ir lielāki ziedi, augļi un sēklas, un vairāk barības vielu uzkrājas uzglabāšanas orgānos (stublājos, bumbuļos). Poliploīdi vieglāk pielāgojas nelabvēlīgi apstākļi dzīvi, vieglāk izturēt zemas temperatūras un sausums. Tāpēc tie ir plaši izplatīti ziemeļu un augstkalnu reģionos.