Алгоритм решения задачи на моногибридное скрещивание горох
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 21.09.2024
Генетика является точной наукой. В ней есть законы и правила, которые можно проверить через задачи.
Генетика изучает закономерности изменчивости и наследственности. Каждый биологический вид воспроизводит себе подобные организмы. Однако нет идентичных особей, все потомки в большей или меньшей степени отличаются от своих родителей. Генетика дает возможность прогнозировать и анализировать передачу наследственных признаков. Для этого нужно уметь решать задачи по генетике.
При решении задач используются символы.
Латинской буквой Р обозначаются родители,
буквой F — гибридное потомство.
Заглавными буквами обозначаем доминантные гены, а прописными — рецессивные гены.
Заглавной и прописной буквой записываются аллельные гены.
Одинаковыми заглавными буквами обозначаем доминантные гомозиготы, а прописными — рецессивные гомозиготы.
Х — знак скрещивания.
Существуют специальные правила оформления задач по генетике. Предлагаем внимательно посмотреть на образец записи задачи.
Первым принято записывать генотип женской особи, а затем — мужской.
Гены одной аллельной пары всегда пишутся рядом.
При записи генотипа буквы, обозначающие признаки, всегда пишутся в алфавитном порядке, независимо от того, какой признак — доминантный или рецессивный — они обозначают.
Под генотипом всегда пишут фенотип.
У особей определяют и записывают типы гамет, а не их количество.
При решении задач на дигибридное скрещивание для определения генотипов потомства рекомендуется пользоваться решёткой Пеннета. По вертикали записываются типы гаметы от материнской особи, а по горизонтали — отцовской. На пересечении столбца и горизонтальной линии записываются сочетание гамет, соответствующие генотипу образующейся дочерней особи
Рассмотрим правила при решении задач по генетике.
Если при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в их потомстве наблюдается расщепление признаков, то эти особи гетерозиготны.
Если в результате скрещивания особей, отличающихся фенотипически по одной паре признаков, получается потомство, у которого наблюдается расщепление по этой же паре признаков, то одна из родительских особей гетерозиготна, а другая — гомозиготна по рецессивному признаку.
Задачи по генетике имеют единые принципы решения. Но чтобы правильно решать задачи, необходимо определить их тип. Задачи могут быть на моногибридное, дигибридное скрещивание.
Рассмотрим технологию решения задач на моногибридное скрещивание.
У арбуза зеленая окраска плодов доминирует над полосатой окраской. Определите окраску плодов арбузов, которые получаются от скрещивания растений, имеющих гетерозиготные и гомозиготные генотипы.
Для решения этой задачи запишем объект исследования и обозначение генов. Нам дан объект исследования — арбуз. Признак для исследования — окраска арбуза. Доминантный признак зеленой окраски обозначаем заглавной буквой А, а рецессивный признак полосатый окраски — прописной буквой а.
Нам известны генотипы родительских форм.
Необходимо определить окраску плодов арбузов, то есть фенотип первого поколения.
Так как исследуется только один признак — окраска, то задача на моногибридное скрещивание.
Записываем формулу скрещивания для родительских форм.
Определяем тип гамет.
Записываем генотипы первого поколения.
Определяем фенотипы первого поколения.
Записываем ответ. В результате скрещивания растений имеющих гетерозиготные и гомозиготные генотипы, в первом поколении вероятность появления зеленых и полосатых арбузов равна 50% на 50%.
Решим еще один тип задач на моногибридное скрещивание. Условие задачи.
У мышей длинные уши наследуются как доминантный признак. Короткие уши наследуются как рецессивный признак. Скрестили гомозиготного самца с длинными ушами с самкой с короткими ушами. Определить генотип самца, самки и фенотип первого поколения.
Нам дан объект исследования — мыши. Признак для исследования — длина уха. Доминантный признак длинное ухо обозначаем заглавной буквой А, а рецессивный признак — короткое ухо — прописной буквой а.
Определяем генотипы родительских форм. У гомозиготного самца с длинными ушами обозначаем генотип двумя заглавными буквами АА, а у самки генотип двумя маленькими буквами аа.
Необходимо определить фенотип первого поколения.
Записываем формулу скрещивания для родительских форм.
Определяем тип гамет.
Записываем генотипы первого поколения.
Определяем фенотипы первого поколения.
Рассмотрим решение задач на дигибридное скрещивание.
Послушайте условие задачи.
У фигурной тыквы белая окраска плодов А доминирует над желтой а, а дисковидная форма В — над шаровидной b.
Ответьте на вопрос: как будет выглядеть F1и F2 от скрещивания гомозиготной белой шаровидной тыквы с гомозиготной желтой дисковидной?
Рассмотрим решение задачи.
Сначала определяем объект исследования — это тыква, исследуемые признаки: цвет и форма плодов.
Записываем и обозначаем цвет плодов: ген А — белый,
ген а — желтый; форма плодов: ген В — дисковидная
ген b — шаровидная .
Определяем генотипы родительских тыкв. По условиям задачи, тыквы гомозиготны, следовательно, содержат две одинаковые аллели каждого признака.
Запишем схему скрещивания родительских растений и определим генотип и фенотип первого поколения.
Как вы видите из схемы скрещивания, генотипы первого поколения тыкв все будут гетерозиготны по двум признакам.
А по фенотипу все белые и дисковидные.
Далее находим генотипы и фенотипы второго поколения. Для этого строим решетку Пеннета и вносим в нее все возможные типы гамет: по горизонтали вносим гаметы женской особи, по вертикали — мужской особи. На пересечении получаем возможные генотипы потомства второго поколения.
Выпишем расщепление гибридов по фенотипу. Они будут следующие: 9 белых дисковидных*, 3 белых шаровидных**, 3 желтых дисковидных, 1 желтая шаровидная***.
Запишем ответ: первое поколение — все белые дисковидные. Во втором поколении — 9 белых дисковидных, 3 белых шаровидных, 3 желтых дисковидных, 1 желтая шаровидная.
Цель урока: Закрепление законов Г.Менделя при решении задач с введением генетической символики.
Задачи:
-ознакомить с генетическими символами
-закрепить законы Г Менделя, используя задачи на моногибридное скрещивание
-формировать умения и навыки по использованию генетической терминологии и символики
-учить анализировать, делать выводы
-развивать логическое мышление
-воспитывать положительную мотивацию к учёбе;
- воспитывать у учащихся интерес к получению генетических знаний.
Методы обучения: словесно-наглядный ,частично- поисковый, репродуктивный.
Ход урока:
1. Организационный момент: установочная беседа с учащимися.
2. Проверка домашнего задания
1. Генетика — это наука о:
Б)наследственности и изменчивости организмов
В)эволюции органического мира
А)проявляющиеся внешне и внутренне признаки организма
Б)наследственные признаки организма
В)способность организма к изменениям
Г)передача признака от поколения к поколению
3. Аллельными считаются следующие пары генов, определяющие:
А)рост человека — форма его носа
Б)карие глаза — голубые глаза
В)рогатость у коров — окраска коров
Г)черная шерсть — гладкая шерсть
4. Рецессивный признак
5. Первый закон Менделя
А) закон единообразия
Б) закон независимого наследования
В) закон соотношения 9:3:3:1
Г) закон расщепления 3:1
6. Гетерозигота — это пара:
А)аллельных доминантных генов
Б)неаллельных доминантного и рецессивного генов
В)разных аллельных генов
Г)аллельных рецессивных генов
7. Ген человека — это часть молекулы
8. Генотип организма — это:
А)совокупность всех генов данного организма
Б)внешний облик организма
В)совокупность всех признаков организма
Г)пара генов, отвечающих за развитие признака
9. Второй закон Менделя
А) закон расщепления 3:1
Б) закон единообразия
В) закон независимого наследования
Г) закон соотношения 9:3:3:1
10. Чистой линией называется:
А)потомство, не дающее расщепления по изучаемому признаку
Б)разнообразное потомство, полученное от скрещивания разны особей
В)пара родителей, отличающихся друг от друга одним признаком
Г)особи одного вида
11. Гомозигота — это пара только:
А)рецессивных аллельных генов
Б)доминантных аллельных генов
Г)одинаковых по проявлению аллельных генов
12. Доминантный признак
3.Закомстсво с генетическими символами и алгоритмом решения задач
(Учащиеся записывают тему урока в тетрадь) ( слайд 1)
Г. Мендель для записи результатов скрещивания ввел генетическую символику (слайд-2)
P – (от лат. Парента – родители) – родительское поколение
F1 – (от лат. Филии – дети) – гибриды первого поколения
F2 – гибриды второго поколения
? – зеркало Венеры – женская особь
?– копье Марса – мужская особь
Х – знак скрещивания
А – доминантный ген, отвечающий за формирование желтой окраски семян
а – рецессивный ген, отвечающий за зеленую окраску. Запишите символику в тетради .
Алгоритм решения генетических задач(слайд 4)
1. Внимательно прочтите условие задачи.
2. Сделайте краткую запись условия задачи.
3. Запишите генотипы и фенотипы скрещиваемых особей.
4. Определите и запишите типы гамет, которые образуют скрещиваемые особи.
5. Определите и запишите генотипы и фенотипы полученного от скрещивания потомства.
6. Проанализируйте результаты скрещивания. Для этого определите количество классов потомства по фенотипу и генотипу и запишите их в виде числового соотношения.
7. Запишите ответ на вопрос задачи.
Алгоритм оформления задачи на моногибридное скрещивание.(слайд5)
(раздаточный материал)
Задача № 1: Желтая окраска семян гороха преобладает над зелёной .Какое потомство можно ожидать при данном скрещивании, если оба родителя гомозиготны ?
1.По условию задачи записывают краткую запись
Например: А-жёлтая окраска семян гороха
а-зелёная
2. При написании генотипов и фенотипов скрещиваемых особей сначала
записывают знак родителей –Р , генотип женской особи, а затем – мужской
Например : Р: ? АА х ? аа
3.Далее записывают типы гамет под генотипами особей (обводя их кружком)
Например : гаметы- ( А ) ( а )
4. Совмещая гаметы записывают генотипы гибридов первого поколения
Например: F1 : Аа
5. Необходимо произвести анализ результата скрещивания по фенотипу и генотипу
Например: по фенотипу : 100% все семена жёлтой окраски
по генотипу : 100 % гетерозиготы
6. Ответ задачи: Всё потомство будет с жёлтой окраской семян.
Задача № 2 . Какое потомство можно ожидать при скрещивании жёлтого гетерозиготного гороха с зелёным?
А- жёлтая окраска семян гороха
а- зелёная
Р: ? Аа х ? аа
гаметы- (А),(а) (а)
F1 : Аа ,аа
по фенотипу : 1:1 или 50 % : 50% жёлтые- зелёные
по генотипу : 1:1 или 50 % : 50% гетерозиготы- гомозиготы
6. Ответ задачи: При скрещивании жёлтого гетерозиготного гороха с зелёным в
потомстве будет расщепление 1: 1.
Задача № 3 Какое потомство можно ожидать при скрещивании жёлтого гетерозиготного гороха между собой ?
А- жёлтая окраска семян гороха
а- зелёная
Р: ? Аа х ? Аа
гаметы- (А),(а) (А),(а)
F1 : АА, Аа, Аа ,аа
по фенотипу : 3:1 или 75 % : 25% жёлтые- зелёные
по генотипу : 1: 2: 1 или 25 % : 50%: 25%
6. Ответ задачи: При скрещивании жёлтого гетерозиготного гороха между собой в
потомстве будет расщепление 1: 2:1. (слайды 6-10)
4. Отработка умений составления условий и закрепления навыков оформления решения.
(работа в парах- учащимся раздаются карточки с задачами))
5.Домашнее задание: повторить параграфы 32-34 , решить задачи.
1.Определите генотипы и фенотипы потомства от брака кареглазых гетерозиготных родителей.
2. Определите генотип потомства от скрещивания:
Дано: Аа Х Аа F1 - ?
План конспект урока № 37 Дата проведения –21.01.2013
Тема :Генетические символы . Решение задач на моногибридное скрещивание
Тип урока: закрепления знаний
Цель урока: Закрепление законов Г.Менделя при решении задач с введением генетической символики.
образовательные:
-ознакомить с генетическими символами
-закрепить законы Г Менделя, используя задачи на моногибридное скрещивание
развивающие:
-формировать умения и навыки по использованию генетической терминологии и символики
-учить анализировать, делать выводы
-развивать логическое мышление
воспитательные:
-воспитывать положительную мотивацию к учёбе;
- воспитывать у учащихся интерес к получению генетических знаний.
Методы обучения: словесно-наглядный ,частично- поисковый, репродуктивный.
Конечные результаты обучения:
-способы решения задач на моногибридное скрещивание ;
-анализировать ход расщепления по фенотипу и генотипу;
-уметь выделять главное
- законы Г.Менделя в решении задач.
Этапы урока:
1. Организационный момент: установочная беседа с учащимися.
2. Проверка домашнего задания.(тестовый контроль знаний)
3. Знакомство с генетической символикой и алгоритмом решения задач.
4. Закрепление знаний -отработка умений применять генетическую символику при решении задач.
5. Домашнее задание.
1. Организационный момент: установочная беседа с учащимися.
2. Проверка домашнего задания
1. Генетика — это наука о:
Б)наследственности и изменчивости организмов
В)эволюции органического мира
А)проявляющиеся внешне и внутренне признаки организма
Б)наследственные признаки организма
В)способность организма к изменениям
Г)передача признака от поколения к поколению
3. Аллельными считаются следующие пары генов, определяющие:
А)рост человека — форма его носа
Б)карие глаза — голубые глаза
В)рогатость у коров — окраска коров
Г)черная шерсть — гладкая шерсть
4. Рецессивный признак
5. Первый закон Менделя
А) закон единообразия
Б) закон независимого наследования
В) закон соотношения 9:3:3:1
Г) закон расщепления 3:1
6. Гетерозигота — это пара:
А)аллельных доминантных генов
Б)неаллельных доминантного и рецессивного генов
В)разных аллельных генов
Г)аллельных рецессивных генов
7. Ген человека — это часть молекулы
8. Генотип организма — это:
А)совокупность всех генов данного организма
Б)внешний облик организма
В)совокупность всех признаков организма
Г)пара генов, отвечающих за развитие признака
9. Второй закон Менделя
А) закон расщепления 3:1
Б) закон единообразия
В) закон независимого наследования
Г) закон соотношения 9:3:3:1
10. Чистой линией называется:
А)потомство, не дающее расщепления по изучаемому признаку
Б)разнообразное потомство, полученное от скрещивания разны особей
В)пара родителей, отличающихся друг от друга одним признаком
Г)особи одного вида
11. Гомозигота — это пара только:
А)рецессивных аллельных генов
Б)доминантных аллельных генов
Г)одинаковых по проявлению аллельных генов
12. Доминантный признак
3.Закомстсво с генетическими символами и алгоритмом решения задач
(Учащиеся записывают тему урока в тетрадь) ( слайд 1)
Г. Мендель для записи результатов скрещивания ввел генетическую символику (слайд-2)
P – (от лат. Парента – родители) – родительское поколение
F1 – (от лат. Филии – дети) – гибриды первого поколения
F2 – гибриды второго поколения
♀ – зеркало Венеры – женская особь
♂– копье Марса – мужская особь
Х – знак скрещивания
А – доминантный ген, отвечающий за формирование желтой окраски семян
а – рецессивный ген, отвечающий за зеленую окраску. Запишите символику в тетради .
Алгоритм решения генетических задач(слайд 4)
Внимательно прочтите условие задачи.
Сделайте краткую запись условия задачи.
Запишите генотипы и фенотипы скрещиваемых особей.
Определите и запишите типы гамет, которые образуют скрещиваемые особи.
Определите и запишите генотипы и фенотипы полученного от скрещивания потомства.
Проанализируйте результаты скрещивания. Для этого определите количество классов потомства по фенотипу и генотипу и запишите их в виде числового соотношения.
Запишите ответ на вопрос задачи.
Алгоритм оформления задачи на моногибридное скрещивание.(слайд5)
(раздаточный материал)
Задача № 1: Желтая окраска семян гороха преобладает над зелёной .Какое потомство можно ожидать при данном скрещивании, если оба родителя гомозиготны ?
1.По условию задачи записывают краткую запись
Например: А-жёлтая окраска семян гороха
2. При написании генотипов и фенотипов скрещиваемых особей сначала
записывают знак родителей –Р , генотип женской особи, а затем – мужской
Например : Р: ♀ АА х ♂ аа
3.Далее записывают типы гамет под генотипами особей (обводя их кружком)
Например : гаметы- ( А ) ( а )
4. Совмещая гаметы записывают генотипы гибридов первого поколения
Например: F1 : Аа
5. Необходимо произвести анализ результата скрещивания по фенотипу и генотипу
Например: по фенотипу : 100% все семена жёлтой окраски
по генотипу : 100 % гетерозиготы
6. Ответ задачи: Всё потомство будет с жёлтой окраской семян.
Задача № 2 . Какое потомство можно ожидать при скрещивании жёлтого гетерозиготного гороха с зелёным?
А- жёлтая окраска семян гороха
Р: ♀ Аа х ♂ аа
по фенотипу : 1:1 или 50 % : 50% жёлтые- зелёные
по генотипу : 1:1 или 50 % : 50% гетерозиготы- гомозиготы
6. Ответ задачи: При скрещивании жёлтого гетерозиготного гороха с зелёным в
потомстве будет расщепление 1: 1.
Задача № 3 Какое потомство можно ожидать при скрещивании жёлтого гетерозиготного гороха между собой ?
А- жёлтая окраска семян гороха
Р: ♀ Аа х ♂ Аа
F1 : АА, Аа, Аа ,аа
по фенотипу : 3:1 или 75 % : 25% жёлтые- зелёные
по генотипу : 1: 2: 1 или 25 % : 50%: 25%
6. Ответ задачи: При скрещивании жёлтого гетерозиготного гороха между собой в
потомстве будет расщепление 1: 2:1. (слайды 6-10)
4. Отработка умений составления условий и закрепления навыков оформления решения.
(работа в парах- учащимся раздаются карточки с задачами))
Задача 1. У томата гладкая кожица плодов-В доминирует над опушенной- в . Гомозиготная форма с гладкими плодами скрещена с растением, имеющим опушенные плоды. Определите генотип и фенотип скрещивания.
Задача 2. Черный цвет щетины у свиней доминирует над рыжим. Какое потомство следует ожидать от скрещивания черной свиньи с генотипом FF и черного хряка с генотипом Ff?
Задача 3. Нормальный слух у человека обусловлен доминантным геном S, а наследственная глухонемота определяется рецессивным геном s. От брака глухонемой женщины с нормальным мужчиной родился глухонемой ребенок. Определите генотипы родителей.
Задача 4. У крупного рогатого скота признак комолости преобладает над рогатостью. Какое потомство можно ожидать при скрещивании комолого быка айширской породы с рогатыми коровами в F1 ?
Задача 5. У человека фенилкетонурия наследуется как рецессивный признак. Определите вероятность развития заболевания у детей в семье, где оба родителя гетерозиготны по данному признаку.
Задача 6. У кроликов шерсть нормальной длины доминантна- А , короткая – рецессивна- а. У крольчихи с короткой шерстью родились 8 крольчат – 4 короткошерстных и 4 с нормальной шерстью. Определите генотип и фенотип отца.
5.Домашнее задание: повторить параграфы 32-34 , решить задачи.
1.Определите генотипы и фенотипы потомства от брака кареглазых гетерозиготных родителей.
Вопрос 1. Каких правил придерживался Г. Мендель при проведении своих опытов?
Особенности метода Менделя состояли в следующем:
1. Для скрещивания Мендель брал растения, которые отличались по нескольким парам контрастных (альтернативных) признаков (например, цветки у одного растения были белые, у другого — пурпурные; цвет семядолей у одного растения был желтый, у другого — зеленый). В каждом поколении Мендель вел учет отдельно по каждой паре альтернативных признаков, независимо от других пар признаков. В одних случаях он выяснял наследование окраски горошин (желтой или зеленой), в других — их формы (гладкой или морщинистой) и т. д. Г. Мендель использовал чистые линии садового гороха, представляющие собой раз-личные сорта, отличающиеся каким-либо признаком и не смешивающиеся в природных условиях. В ряду поколений Мендель вел количественный учет гибридных растений, которые различались по отдельным признакам. Он вел подсчет потомства, которое появлялось в результате каждого скрещивания. Эта математическая обработка результатов опытов позволила ему выявить закономерности наследования признаков:
2. Мендель применил индивидуальный анализ потомства от каждого растения в ряду поколений. Кроме того, очень удачным оказался выбор объекта исследования — гороха (Рisum sativum). Горох — это самоопыляющееся растение, то есть цветки гороха защищены от попадания посторонней пыльцы; горох имеет несколько пар хорошо выраженных альтернативных признаков (всего Мендель изучил у гороха наследование семи пар признаков).
3. Для получения большой выборки для анализа результатов опытов Мендель скрещивал одновременно не одну пару растений, а несколько родительских пар.
Вопрос 2. Почему для опытов Г. Менделя был удачным выбор гороха?
Горох — это самоопыляющееся растение, то есть цветки гороха защищены от попадания посторонней пыльцы; горох имеет несколько пар хорошо выраженных альтернативных признаков (всего Мендель изучил у гороха наследование семи пар признаков). Горох садовый — растение, не требующее каких-то особых условий выращивания, с коротким периодом созревания, позволяющим собирать урожай несколько раз в году. У гороха множество сортов, отличающихся друг от друга хорошо заметными признаками.
Вопрос 3. Какие гены называются аллельными?
Каждый ген контролирует наследование одного или нескольких признаков. Хромосомы в клетках парные; поэтому каждая клетка содержит по два гена каждого сорта. Поскольку хромосомы расходятся в мейозе и перекомбинируются при оплодотворении, то само собой разумеется, что и гены при этом должны расходиться и перекомбиновываться. Гены в хромосоме расположены в линейной последовательности, следовательно, в каждой паре гомологичных хромосом гены расположены в одинаковом порядке. Гены определённых признаков лежат в определённых местах хромосомы, именуемых локусами. Гены, отвечающие за проявление одного и того же признака (например, окраски семян) и расположенные в одном и том же локусе (участке) гомологичных хромосом, называют аллелъными.
Вопрос 4. Чем гомозиготный организм отличается от гетерозиготного?
Гомозиготные организмы содержат в гомологичных хромосомах два одинаковых аллельных гена. У гетерозиготных организмов аллельные гены различны, например, один определяет появление желтой окраски семян, а другой — зеленой.
Вопрос 5. В чем суть гибридологического метода?
Гибридологический метод, предложенный Грегором Менделем, предусматривает скрещивание родительских пар, отличающихся между собой рядом признаков, и последующий учет соотношений комбинаций этих признаков у потомков.
Вопрос 7. Что такое моногибридное скрещивание?
Моногибридным называют скрещивание родительских пар, отличающихся между собой лишь по одному признаку (окраске цветка, форме семян и т. д.).
Вопрос 8. Какой признак называется доминантным; рецессивным?
Доминантным называют такой признак из пары, который у гибридов подавляет проявление другого.
Рецессивный признак — это признак, подавляемый доминантным.
Одну пару признаков обозначают какой-либо буквой алфавита: доминантный — прописной (А), а рецессивный — строчной (а). Например, при скрещивании формы гороха с семядолями жёлтого цвета с формой гороха с семядолями зелёного цвета все особи в первом поколении будут иметь форму гороха с семядолями жёлтого цвета (Аа).
Вопрос 9. В чем суть правила единообразия гибридов первого поколения? Проиллюстрируйте свой ответ схемой. Исходно зная генотип, можно ли предсказать фенотип?
Гибриды первого поколения, полученные от двух чистых линий (гомозиготных организмов, отличающихся между собой одной парой признаков), оказываются единообразными и имеют признак одного из родителей. Так, гибриды первого поколения от скрещивания гомозиготной карликовой пшеницей с гомозиготной пшеницей нормального роста имели карликовость.
Решение:
| Признак | Ген |
| карликовость нормальный рост | A a |
Вопрос 10. Сформулируйте правило расщепления. Нарисуйте схему скрещивания гибридов первого поколения.
При скрещивании между собой гибридов первого поколения (двух гетерозиготных организмов) в потомстве наблюдается расщепление по вариантам анализируемого признака в отношении 3 : 1. То есть во втором поколении, помимо растений с карликовостью (доминантный признак), появляются экземпляры с нормальным ростом (рецессивный признак), их количество составляет 1/4 от общего числа потомков.
Решение:
| Признак | Ген |
| карликовость нормальный рост | A a |
При моногибридном скрещивании число классов по фенотипу в F2 равно 2 (в отношении 3:1), а по генотипу — 3 (в отношении 1:2:1).
Один из селективных методов в биологии — моногибридное скрещивание — позволяет получать потомство от разных видов или рас одного вида.
При этом результаты процесса будут зависеть от очередности поколения, давая чистую доминанту для первого из них и расщепление для второго, и более подробное ознакомление с его основными законами и понятиями поможет найти ответы на важные вопросы.
Основные термины и понятия
В основе любой схемы моногибридного скрещивания лежит генетика — наука, изучающая все ключевые закономерности наследственности и изменчивости организмов вследствие селекции. И главный вопрос, который изучается при исследовании моногибридного скрещивания, — моногенное наследование. Под ним подразумевается наследование, проявление которого обусловлено одним конкретным геном с его различными формами-аллелями.
Их краткая характеристика такова:
Помимо моногибридного, существует еще несколько типов скрещивания, обладающих особыми свойствами и закономерностями.
Что касается рассматриваемого типа, осуществляемого только по одной паре признаков, то его можно условно классифицировать по двум схемам моногибридного скрещивания. Одна из них подразумевает полное доминирование, в результате которого может проявляться только преобладающий признак.
Если же доминирование является неполным, то признак принимает среднее или, как его еще принято называть, промежуточное значение между доминантой и рецессивным геном.
Научные опыты и примеры
Первым ученым, которому удалось выявить и доказать существование определенных закономерностей наследования признаков при моногибридном скрещивании, стал австрийский монах-августинец Грегор Иоганн Мендель, изучавший биологию и ботанику. Произошло это важное для науки открытие в XIX веке в результате проведения опыта, в процессе которого ученый провел скрещивание гороха, имеющего пару отличительных признаков.
Первый закон Менделя
Для того чтобы определить наличие закономерности при скрещивании разных живых организмов и выполнить составление на основе полученных результатов таблицы вероятности формирования наследственных признаков, Менделю пришлось анализировать 22 сорта гороха, имеющих отличительные характеристики по ключевым показателям.
Речь шла о следующих различиях, задействованных в опыте родительских бобовых культур:
- По форме семени. Для проведения опыта Мендель использовал не только круглое, но и морщинистое семя.
- По цвету. Задействованы были сорта с желтым и зеленым семенем.
- По форме самих бобовых. Ученый применял как гладкие, так и сморщенные горошины.
- По расположению цветочных бутонов на стебле. В используемых сортах цветки располагались в пазухах и на верхушках растений.
- По высоте самого растения. В эксперименте приняли участие как карликовые сорта, так и культуры нормального размера.
Главное различие между первым и вторым законом Менделя заключается в характеристиках, свойственных I и II поколениям, полученным в результате селекции родителей с противоположными генами.
Так, согласно наблюдениям ученого при скрещивании двух разных особей, первое гибридное поколение получается одинаковым, походя только на одного из родителей (I закон Менделя), тогда как уже в его потомстве будет наблюдаться расщепление по фенотипу в соотношении 3 к 1.
При более подробном рассмотрении опытов выясняется, что перед процедурой скрещивания Мендель использовал только чистые родительские линии культур, получая интересующее его поколение посредством проведения их опыления. Еще одним ключевым моментом, который выделял ученый, заключался в том, при проведении опыта с растениями, обладающими альтернативными генами, один из них в итоге не будет передан потомку в первом поколении.
По теории Менделя, именно те признаки, которые передаются следующему поколению, будут называться доминантными, тогда как другие гены, так и не получившие своего проявления, — рецессивными, то есть подавляемыми. Примечательно, что эти результаты впоследствии были объяснены таким биологическим процессом, как мейоз, но ученый не мог этого знать, поскольку это открытие еще не было сделано.
Если же рассматривать это понятие сейчас, то объясняется оно особым взаимоотношением генов, ведь в природе нет равнозначных аллелей, и все они доминируют или рецессируют по сравнению друг с другом в условиях анализа конкретных признаков. В итоге получается, что в случае проникновения вместе с гаметой в зиготу двух разных аллелей (гетерозигота), проявится та из них, которая будет преобладать.
Что же касается гена рецессии, то он может проявиться только тогда, когда конкурирующая с ним аллель также окажется подавляемой (гомозигота), причем с равной степенью вероятности. Стоит отметить, что в первой закономерности, выведенной австрийским ученым, применялись исключительно идентичные по генотипу и фенотипу растительные организмы, оттого ей и было присвоено название закона единообразия I поколения.
Вторая закономерность
Выведя первую закономерность, ученый решил не останавливаться на достигнутом, решив вырастить полученное в результате селекции гибридное семя и задействовать его в проведении дальнейших опытов. Каково же было его удивление, когда при последующем скрещивании выращенных гибридов с чистопородными видами, стало возникать расщепление между поколениями второго порядка, причем по строго определенной схеме.
То есть при скрещивании выведенного доминанта первого поколения с рецессивным геном в их потомстве присутствовали представители и первого, и второго гена в соотношении ¾ (из четырех три горошины доминирующие желтые и одна подавляемая зеленая), что было невозможно при первом опыте с чистопородными особями. Естественно, речь идет о статистической погрешности, высчитанной Менделем от общего количества исследуемых горошин второго поколения.
Проще говоря, необязательно родить четверых детей, чтобы самый младший из них унаследовал рецессивный голубой цвет глаз отца или бабушки, а первые три — доминирующий карий по материнской линии. Так, результат расщепления может возникать сразу, проявляясь у первого ребенка, другое дело, что вероятность такого проявления будет составлять ¼ против ¾, свойственной доминанте.
Задачи и их решение
Изучив первый и второй закон моногибридного скрещивания Менделя, стоит закрепить полученные знания на практике. И существует множество простых задач по моногибридному скрещиванию с решением, ознакомление с которыми поможет не только не совершать распространенных ошибок, но и научиться неплохо разбираться в рассматриваемом вопросе в целом.
Цвет глаз
Одна из популярных тем — цвет глаз, который может унаследовать ребенок от своих родителей. К примеру, в семье Никитиных дочь родилась с карими глазами, а сын с голубыми, тогда как их мать голубоглазая, а ее родители кареглазые. Вопрос заключается в том, по какому принципу идет унаследование этого признака и каким генотипом обладают члены семьи.
Чтобы ответить на него, необходимо в первую очередь проанализировать генотип голубоглазой матери и ее кареглазых родителей, ведь так как коричневый цвет преобладает над голубым, то такая наследственность становится возможной только в случае гетерозиготности дедушки и бабушки (Аа).
Что же касается детей, то кареглазая дочь также является гетерозиготной, тогда как ее брат, получивший по наследству голубые глаза, как и сама мать, напротив, относятся к гомозиготным с сочетанием aa по рецессивному признаку (карие глаза подавляют голубые).
Гребень птицы
Знание основных понятий моногибридного скрещивания зачастую применяется на практике и в народном хозяйстве, позволяя фермерам выводить определенную породу птицы, скота и другой живности. Хорошим тому примером может стать задача о петухе и двух курицах с гребнем розовидного типа, при скрещивании которых удалось вывести 14 цыплят с аналогичным признаком от одной несушки и 9 от другой, притом что 7 из них унаследовали родительский ген, а оставшиеся 2 — нет, получив листовидную пластинку на головке.
Вопрос к заданию, как и в предыдущем случае, заключается в определении генотипов всех трех участников скрещивания с учетом того фактора, что сам признак относится к аутосомным моногенным генам. Уже из одного только условия становится очевидно, что первая курица была гомозиготной, дав чистопородный выводок. Однако этого нельзя сказать о второй несушке, которая дала небольшой процент цыплят с отличающимся признаком, являясь гетерозиготной.
А так как количество цыплят с другим геном оказалось гораздо меньшим по сравнению с основным, становится очевидно, что он является рецессивным, уступая доминанте, коей и является аллель розовидного гребня.
Анализ по двум признакам
Естественно, биологические задачи не ограничиваются проведением анализа по одному только гену. К примеру, может потребоваться вычислить наследственность по цвету и по превосходству одной руки над другой. При этом условие задачи может иметь следующее содержание:
- Дано: у праворуких родителей с карими глазами родились двойняшки. Один из младенцев унаследовал родительский цвет глаз, но получил преобладание левой руки над правой, тогда как второй родился правшой, но с голубой радужкой.
- Найти: необходимо вычислить признаки, которые может получить следующий ребенок в семье.
Для решения этой задачи необходимо определить генотипы всех перечисленных членов семьи, отталкиваясь от того факта, что карие глаза доминируют над голубыми, а преимущество правой руки перед левой. В итоге получается, что оба родителя по первому и второму признаку имеют генотипы Аа и Вв, соответственно. По такому же принципу можно расписать и генотип детей, представив его в виде комбинации А_Вв для первого близнеца и АаВ_ - для второго. На основе этих данных составляется вспомогательная таблица Пеннета:
Из представленных 16 вариантов только 9 подходят под заданные условия. Это означает, что вероятность появления в семье младенца, который будет иметь идентичные родительским признаки, соответствует 9/16.
Читайте также: