Закономерности моногибридного скрещивания и законы Менделя

Моногибридное скрещивание Биология

Скрещиванием называется процесс селекции животных и растений, при этом потомство получается от разных в генетическом плане организмов. Благодаря этому возможно развитие новых видов и увеличение устойчивости к изменениям окружающей среды. К простым типам гибридизации относится моногибридное скрещивание. Законы Менделя объясняют процесс и разделяют его на несколько этапов.

Основные признаки наследования

Закономерности наследования изучались на протяжении столетий. Но в плане моногибридного скрещивания ключевыми оказались открытия чешского исследователя Грегора Менделя. Учёный работал с разными сортами гороха и в процессе модификации выделял те признаки, которые могли воспроизвестись через несколько поколений. Закономерность наследования в горохе отличалась только по одному признаку. Этим фактором могли быть:

  1. Форма семян (гладкие или морщинистые).
  2. Цвет. Семена могли быть зелёного или жёлтого цвета. Как отметили учёные-генетики, от зелёного типа количество семян больше, чем от жёлтого.
  3. Цвет лепестков. Этот фактор напрямую зависит от цвета семян. Хотя были исключения и небольшие мутации, когда предполагаемые результаты отходили от нормы на 5−10 процентов.
  4. Высота. Растения могут быть низкими или высокими, могут виться или разрастаться, наследуя форму куста.

Считается, что признаки при скрещивании не могут быть одновременными, то есть проявляться сразу несколько. Но сейчас существуют сорта, в которых активны несколько мутационных примет, благодаря чему улучшаются технические характеристики растений и повышается их способность противостоять негативному влиянию окружающей среды.

Мендель использовал в своих опытах чистый генотип, то есть родительские семена были однообразными или чистопородными. Эти качества проявлялись в таких элементах:

Первый опыт Менделя

  1. Фенотип. Определить мутацию можно было по внешним признакам или при появлении новых качеств, которые уже в следующих поколениях аннулировались или не развивались.
  2. Генотип. Генетическая схема детей может отличаться от родителя и образовать новые качества. Следующие поколения смогут воспроизвести это и передать потомкам своего вида.

Хотя горох является самоопыляющимся растением, в процессе исследования учёный производил искусственное опыление, из-за чего следующее поколение имело ожидаемые изменения и новые качества. Комбинации АА и аа (информация от родителей такого же сорта) не передавались детям, ведь естественный процесс был нарушен. Поэтому независимо от того, каким был исходный материал, в клетках потомков образовались новые схемы соединений и сформировались уникальные качества.

Опыты Менделя

При скрещивании растений с белыми и пурпурными венчиками учёный обнаружил цветки со смешанными оттенками, что было бы характерным для процесса промежуточного скрещивания. Вместо этого расщепление происходило таким образом, что цветы окрашивались в такой же цвет, как у одного из родителей. У потомков проявлялся признак полного доминирования родительских генов. Эти потомки упоминаются как представители первого поколения F1.

Если белоцветковый горох скрещивался с сортом, у которого были ярко выраженные пурпурные цветки, то всё потомство имело пурпурные цветки. Такие же результаты получали исследователи, которые работали до Грегора Менделя. Об этом в биологии свидетельствуют первые таблицы скрещиваний.

Скрещивание растений с белыми и пурпурными венчиками

Форма признака, которая проявлялась у следующих поколений, у Менделя получила название доминирующей. Для проведения опыта учёный использовал семь пар растений, и в каждой из них проявлялись доминантные и рецессивные гены.

После того как горох самоопылился и появились плоды, учёный их собрал и посадил новые семена. Далее, он провёл перекрёстное скрещивание и увидел, что у большинства растений проявилась доминирующая форма — пурпурный цвет венчиков, но у нескольких был и альтернативный белый цветок. Даже если в первом поколении этот признак был скрытым и не проявлялся, то уже при повторном опылении он проявился через одно поколение.

Для того чтобы иметь представление о генотипе особи и возможности проявления признаков у следующих поколений, Мендель сделал подсчёты. Выяснилось, что в 75% проявляется ген доминанта, а в 25% происходят изменения, и в активную фазу переключается рецессивный ген. При исследовании шести остальных признаков гороха учёный получал подобное процентное соотношение, касающееся возможных изменений в виде цвета семян, цветков или формы листьев.

Современные генетики объясняют это как соотношение аллелей гена, когда могут образовываться гаметы с аллелями типа А и а.

Результаты скрещивания

Законы Менделя стали основой для дальнейшего активного развития генетики и применения новых сочетаний для выяснения разных очерёдностей доминантных и рецессивных признаков. Свои достижения Мендель сформировал кратко в следующих закономерностях:

Результаты скрещивания гороха

  1. Моноскрещиваемые растения не давали промежуточных признаков, иначе результат можно было бы легко спрогнозировать и предсказать, поэтому данные не могли бы учитываться.
  2. Из каждой пары альтернативных признаков один не был выражен у родительского поколения, но смог передаваться через одну пару генов, то есть был в качестве рецессивного и мог не записываться в результатах исследования.
  3. Благодаря определению процентного соотношения в гомозиготном организме проявления доминантных и рецессивных признаков можно составить образ будущих потомков с точной характеристикой признаков и изменений. Это подтверждает и вторая гипотеза учёного.
  4. Альтернативные черты будут называться так из-за того, что проявляются в меньшей степени от доминирующих, но при этом их соотношение всегда стабильное и касается только одного признака гетерозиготного организма.

Исследования чешского учёного в области генетики привели к выводам о том, что родители не могут передать своим детям физических характеристик, но они передают некую дискретную информацию, благодаря которой и возможен процесс восстановления необходимых для выживания качеств. Понятно, что должным образом они смогут развиваться только в похожих условиях, это ключевой фактор, который повлияет не только на потомков, но и на их наследников.

Анализ родословной

Применение законов Менделя возможно и для характеристики человеческого генотипа. Некоторые факторы из его исследований пролили свет на генетические особенности организма людей. Учёные не могут искусственно скрещивать людей, как это делал Мендель с растениями, но они могут называть результаты исходя из изучений родословной.

Анализ родословной

Важную роль играет то, сколько поколений удалось изучить в процессе составления данных. Два поколения не смогут дать достаточно данных, и такие исследования будут называться неполными. Увеличение количества поколений в плане изучения равно повышению успеха при составлении данных и возможности предугадать, какие признаки получатся у потомков.

Например, проявление альбинизма у одного из родительских организмов через поколение может привести к повторению признака и дополнительному росту волос на пальцах. В следующем поколении может проявиться такая особенность, как рост волос на средней фаланге пальца.

Красно-зелёный дальтонизм

Красно-зелёный дальтонизм в первом поколении может привести к развитию у потомков болезни Гентингтона со всеми последствиями, а у других представителей рода возможны проблемы в виде дегенерации нервной системы, начиная со среднего возраста. На генетическом уровне выявить такие отклонения и при этом пытаться вылечить их тяжело, но можно с помощью регулярных обследований и применения правильных препаратов немного уменьшить симптоматику.

Не стоит забывать также, что от генотипа зависит и развитие организма с фенотипическими особенностями. Поэтому учёные так настаивают при серьёзных генетических заболеваниях менять окружающую среду или переезжать в другой, более удачный для человека климат.

Моногибридные и дигибридные организмы изменяются как генетически, так и под влиянием окружающей среды. Поэтому при анализе возможных изменений учёные принимают во внимание не только внутренние особенности организма, но и внешние факторы. Генетика важна для медицины, она помогает предотвратить развитие серьёзных заболеваний и предугадать болезни следующих поколений.

Изменения на клеточном уровне приводят к мутациям и появлению новых признаков, поэтому своевременное реагирование на это может разрешить проблему или остановить негативные процессы. Сегодня генетические исследования проводятся в разных отраслях и совмещаются с отдельными видами наук для получения качественного результата и улучшения жизни человека.

Оцените статью
Na5.club
Добавить комментарий

Adblock
detector