Анализирующее скрещивание гетерозиготного растения

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 15.09.2024

Развитие управляющих функций мозга ребёнка: полезные советы и упражнения для педагогов

Сертификат и скидка на обучение каждому участнику

Выберите документ из архива для просмотра:

Выбранный для просмотра документ конспект урока кейс-технология.docx

Учитель высшей категории

Басалаева Светлана Михайловна

Раздел 4 Организменный уровень

Тема урока: Неполное доминирование. Анализирующее скрещивание .

Тип урока: изучение нового материала

Вид урока : урок-исследование

Педагогическая технология : кейс- метод

Цели урока : изучить особенности и значение неполного доминирования признаков и анализирующего скрещивания , закрепить умение решать генетические задачи, развивать умение анализировать, сравнивать, делать выводы; развивать познавательный интерес, навыки самостоятельной работы с учебником и дополнительной литературой, умение применять полученные знания на практике;

Развивающие: продолжить совершенствовать навыки самостоятельной работы при выполнении практических работ; формировать навыки получения и обработки фактического материала математическими методами; развивать умения выделять главное в изучаемом материале, анализировать, обобщать исследуемые факты, сравнивать, делать выводы; развивать коммуникативные навыки, совершенствовать умения работать в минигруппах .

Воспитательные: способствовать формированию наблюдательности и научного мировоззрения; формировать интерес к изучаемым предметам через использование технологичных форм обучения и создание ситуации успеха; стимулировать любознательность, активность на уроке.

Межпредметные связи: биология и математика

Опорные знания по биологии: наследственность, изменчивость, законы Менделя.

Опорные знания по математике : статистическая обработка информации, нахождение доли от числа или процента (т.е. сотой части числа).

Оборудование: инструктивные карточки.

Методы и методические приемы: проблемно-поисковый, исследовательский, логико-словесный.

Формы работы: фронтальная, самостоятельная работа и работа в минигруппах .

Планируемые результаты обучения

Метапредметные: учащиеся должны уметь:

выявлять причинно-следственные связи между генотипом особи и ее фенотипом использовать полученные знания о закономерностях наследования признаков для решения генетических задач, решать генетические задачи; осуществлять смысловое чтение текста задачи; переводить информацию из вербальной на язык генетической символики ( при решении генетических задач) ( познавательные умения);

Выстраивать логические рассуждения при ответах на вопросы учителя ( коммуникативные умения);

Выбирать пути достижения поставленной цели, оценивать правильность своих действий (регулятивные умения);

Личностные: у учащихся формируется научное мировоззрение, соответствующее уровню развития современной биологической науки, развивается ответственное отношение к учению на основе мотивации к обучению и познанию.

Организационный момент (2 мин).

Приветствие, определение темы урока, эмоциональный настрой учащихся на урок

Приветствует учащихся, проверяет готовность класса к работе, присутствующих, объявляет тему урока, создаёт рабочий настрой на урок.

Эпиграф нашего урока:

«Просто знать еще не всё,

Как Вы понимаете это высказывание? Сегодня на уроке мы попробуем открыть и объяснить некоторые законы природы, проанализировать варианты его проявления.

2.Проверка домашнего задания.(8 мин)

Двое учащихся решают генетические задачи на доске и готовятся к ответу

( это дает возможность проверить правильность записи генетической задачи, алгоритм ее решения), с остальными учащимися проводится фронтальная беседа по вопросам и основным биологическим понятиям, которые представлены на карточках.

Генетические задачи для решения на доске.

Задача для 1-го учащегося

У томатов красная окраска плода доминирует над желтой. Переопылили два растения с красной окраской плодов: одно было гомозиготным, другое гетерозиготным. Растения с какими плодами вырастут в первом поколении?( Решение

F ₁ - ? красные красные

Ответ: все растения в первом поколении будут с красными плодами.

Задача для 2-го учащегося

У кроликов серая окраска шерсти доминирует над черной. Гомозиготную серую крольчиху скрестили с черным кроликом. Какими будут крольчата?

Ответ: все крольчата буду серыми.

2. Мотивационно-ориентировочный этап. (3 мин)

Подготовка учащихся к активному и сознательному восприятию материала (проблемная ситуация).

Давайте попробуем сформулировать тему нашего урока. Работа с рисунком ( слайдом презентации – прилагается к уроку, рассказом)

Какие признаки являются доминантными и рецессивными? Как происходит наследование признаков? Какова тема нашего урока? ( На рисунке рецессивная гомозигота имеет белую окраску цветка, а доминантная гомозигота красную окраску, а гетерозигота промежуточный цвет. Вероятно , это другая закономерность какую мы должны определить).Ученики формируют тему урока- неполное доминирование.

Сегодня на уроке мы узнаем, как фенотипически и генотипически наследуются эти признаки.

3. Актуализация опорных знаний. ( 5 мин )

Организация деятельности учащихся, направленная на п овторение пройденного материала

4. Изучение нового материала(12мин)

Учащиеся используют справочные материалы для изучения теории по теме ( приложение 1 )

При неполном доминировании гибрид F ₁ (Аа) не воспроизводит полностью ни одного из родительских признаков, выражение признака оказывается промежуточным, с большим или меньшим уклонением к доминантному или рецессивному состоянию, но все особи этого поколения одинаковы по фенотипу.

Задача 1. У земляники красная окраска ягод неполно доминирует над белой. Какое потомство следует ожидать от скрещивания двух растений с розовыми ягодами? Запишите генотипы и фенотипы гибридов.

Решение: обозначим доминантный ген буквой А , а рецессивный – а . Отметим, что доминантные гомозиготы будут иметь красные ягоды, рецессивные гомозиготы – белые,а гетерозиготы – розовые.
Записываем ход скрещивания. Обе родительские формы – гетерозиготы. Так как по условию они имеют розовые ягоды. Гетерозиготы дают два типа гамет.
Динамическая пауза ( физкультминутка ) 2 мин.

Давайте попробуем выявить закономерности анализирующего скрещивания. Для этого проведём исследовательскую работу. Используя ее результаты вам необходимо вывести закономерности при анализирующем скрещивании, выяснить, где можно его применить.

Применение знаний в новых учебных ситуациях, исследование роли анализирующего скрещивания проявления в ходе выполнения практической работы

1) Инструктаж по выполнению исследования

2) Выполнение исследования

Учитель рассказывает о сборе информации, организует распределение учащихся по группам (парам), зачитывает карточку – инструкцию , делая по ходу чтения необходимые пояснения, отвечая на вопросы учащихся; наблюдает за ходом работы групп (пар) учащихся, помогает, при возникновении затруднений.

Цель работы : познакомиться учащимся с анализирующим скрещиванием , его практическим назначением

1. Внимательно рассмотрите карточку, характеризующую анализирующее скрещивание.

2. Ответьте на вопросы: в чем сущность данного скрещивания? Где оно может найти практическое применение?

3. Сделайте вывод.

6. Обобщение и закрепление результатов исследований. (4 мин)

7. Подведение итогов урока. Домашнее задание (2 мин)

- Сегодня на уроке отлично работали учащиеся…

Информирует о домашнем задании

Обязательная часть: читать и отвечать на вопросы §32

Дополнительная часть по выбору:

8. Рефлексия (3 мин) Анализ эмоциональной составляющей урока.

- Что вам дал сегодняшний урок для жизни?

- Что на уроке вам понравилось больше всего?

-Что научились делать на уроке?

Диалог с учителем, обсуждение.

Приложение 1

Справочные материалы

Биологические понятия и термины

Словарь основных терминов и понятий

Аллели (аллельные гены) — разные формы одного гена, возникшие в результате мутаций и расположенные в одинаковых точках (локусах) парных гомологичных хромосом.

Альтернативные признаки – взаимоисключающие, контрастные признаки.

Гены аллельные – парные гены, расположенные в идентичных участках гомологичных хромосом.

Генотип — совокупность наследственных задатков (генов) организма.

Гетерозиготными называют особей, получивших от родительских особей разные гены. Гетерозиготная особь в потомстве дает расщепление по данному признаку.

Гомозиготными называют особей, получивших от родительских особей одинаковые наследственные задатки (гены) по какому-то конкретному признаку. Гомозиготная особь в потомстве не дает расщепления.

Гетерозиготными называют особей, получивших от родительских особей разные гены. Таким образом, по генотипу особи могут быть гомозиготными (АА или аа) или гетерозиготными (Аа).

Доминантный признак (ген ) – преобладающий, проявляющийся – обозначается заглавными буквами латинского алфавита: А, В, С и т. д.

Рецессивный признак (ген) – подавляемый признак – обозначается соответствующей строчной буквой латинского алфавита: а, b с и т. д

Скрещивание анализирующее – скрещивание испытуемого организма с другим, являющимся по данному признаку рецессивной гомозиготой, что позволяет установить генотип испытуемого.

Скрещивание дигибридное – скрещивание форм, отличающихся друг от друга по двум парам альтернативных признаков.

Скрещивание моногибридное – скрещивание форм, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков.

Чистые линии – организмы, гомозиготные по одному или нескольким признакам и не дающие в потомстве проявления альтернативного признака.

Фен – признак.

Фенотип — совокупность всех внешних признаков и свойств организма, доступных наблюдению и анализу.

Женский организм

Мужской организм

Родительские организмы

Знак скрещивания

F1 , F 2

Гибриды первого и второго поколения

Гены кодирующие доминантные признаки

Гены кодирующие рецессивные признаки

Генотипы гомозиготных по доминантному признаку

а а, в в, с с

Генотипы гомозиготных по рецессивному признаку

Генотипы гетерозиготных особей по одному признаку

Генотипы гетерозиготных особей по двум признакам

Генотипы при сцепленном наследовании

Взаимодействие аллельных генов происходит по следующим направлениям:

Полное доминирование – доминантная аллель полностью скрывает присутствие рецессивной аллели (1 закон Менделя, или закон доминирования).

Неполное доминирование – проявление промежуточного признака.

Неполное доминирование — один из видов взаимодействия аллельных генов, при котором один из аллельных генов (доминантный) в гетерозиготе не полностью подавляет проявление другого аллельного гена (рецессивного), и в F ₁ выражение признака носит промежуточный характер. Так, при скрещивании ночной красавицы с красной окраской цветков (АА) с растением, имеющим белые цветки (аа), в F ₁ , все растения имеют промежуточную розовую окраску цветков (Аа).

Неполное доминирование очень широко распространено в природе. Оно обнаружено при изучении наследования окраски цветков у многих растений, строения перьев у птиц, окраски шерсти у крупного рогатого скота и овец, ряда биохимических признаков у человека и др.

Законы и закономерности генетики

Закон независимого наследования признаков третий закон)

При дигибридном скрещивании у гибридов каждая пара признаков наследуется независимо от других и дает расщепление 3:1, образуя при этом четыре фенотипические группы, характеризующиеся отношением 9:3:3:1( при этом образуется девять генотипов)

Гипотеза ( закон) чистоты гамет

Находящиеся в каждом организме пары альтернативных признаков не смешиваются при образовании гамет и по одному из каждой пары переходят в них в чистом виде

Закон сцепленного наследования

Сцепленные гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно и не обнаруживают независимого распределания. Гены в хромосомах расположены линейно

Приложение 2

• Определите доминантный и рецессивный признак по результатам скрещивания первого поколения (F ₁ ) и второго (F ₂ ) (по условию задачи). Введите буквенные обозначения: А - доминантный а -рецессивный.

• Запишите генотип особи с рецессивным признаком или особи с известным по условию задачи генотипом и гаметы.

• Запишите генотип гибридов F1.

• Составьте схему второго скрещивания. Запишите гаметы гибридов F1 в решетку Пеннета по горизонтали и по вертикали.

• Запишите генотипы потомства в клетках пересечения гамет. Определите соотношения фенотипов в F ₁ .

Взаимодействие аллельных генов. Вы знаете, что гены, контролирующие альтернативные формы проявления определенного признака, называются аллельными. Известно несколько типов взаимодействия аллельных генов.

Полное доминирование — взаимодействие, при котором доминантный аллель полностью подавляет проявление рецессивного аллеля. Вследствие этого доминантный признак проявляется как у гомозигот АА, так и у гетерозигот Аа. Полное доминирование — наиболее распространенный тип взаимодействия аллельных генов. Например, у гороха желтый цвет семян полностью доминирует над зеленым, а гладкая поверхность — над морщинистой. У человека карий цвет глаз полностью доминирует над голубым, резус-положительность — над резус-отрицательностью, праворукость — над леворукостью, шестипалость — над пятипалостью (нормальным количеством пальцев рук) и т. п.

Некоторые аллельные гены взаимодействуют по типу неполного доминирования. В этом случае доминантный признак проявляется только при наличии двух доминантных аллелей в генотипе (АА). Если же организм гетерозиготен (Аа), т. е. имеет лишь один доминантный аллель, в фенотипе проявляется признак, промежуточный между доминантным и рецессивным.

Неполное доминирование наблюдается, например, при наследовании окраски плодов 1 земляники. У этого растения гомозиготные особи имеют либо красные (АА), либо белые (аа) плоды (рис. 32.1). Если скрестить такие растения, у всех гибридов первого поколения проявится промежуточный признак — розовая окраска плодов.

При неполном доминировании признак гетерозиготных особей отличается от признаков обеих гомозигот. Из-за этого во втором поколении наблюдается расщепление по фенотипу не 3 : 1, как при полном доминировании, а 1 : 2 : 1. Таким образом, в случае неполного доминирования расщепление по фенотипу совпадает с расщеплением по генотипу. В нашем примере одна часть гибридов второго поколения наследует красный цвет плодов (АА), две части — розовый (Аа) и одна часть — белый (аа).

По типу неполного доминирования наследуются и другие признаки живых организмов. Некоторые из них представлены в таблице 32.1 (не для запоминания).

Таблица 32.1. Некоторые признаки, при наследовании которых наблюдается неполное доминирование

Организм

Признаки гомозигот

Признак гетерозигот (промежуточный)

Курчавые или прямые волосы

Черное или белое оперение

Длинные или круглые корнеплоды

Ночная красавица (растение)

Красные или белые цветки

Еще одним типом взаимодействия аллельных генов является кодоминирование. В случае кодоминирования у гетерозиготных особей полностью проявляются оба аллельных гена. Классическим примером кодоминирования является взаимодействие генов у человека с кровью четвертой группы (по системе АB0).

Группы крови 0, А, В и АВ определяются геном I. Известны три разновидности этого гена: I A , I B , I 0 . Аллельные гены I A и I B полностью доминируют над I 0 , а между собой взаимодействуют по типу кодоминирования.

Ген I A обусловливает наличие на мембранах эритроцитов антигена А, ген I B определяет наличие другого антигена — В. Следовательно, у людей с генотипами I A I A и I A I 0 эритроциты несут только антиген А — это кровь второй (А) группы. У людей с генотипами I В I В и I В I 0 красные кровяные клетки содержат только антиген В — это кровь третьей (В) группы. Человек с генотипом I 0 I 0 имеет кровь первой (0) группы — на поверхности его эритроцитов отсутствуют антигены А и В.

У гетерозигот с генотипом I A I B гены I A и I B не подавляют проявление друг друга, а кодоминируют. Каждый из них в полной мере выполняет свою функцию, поэтому эритроциты содержат оба антигена (А и В). В результате этого возникает качественно новый признак — кровь четвертой группы.

1 Из курса биологии 7-го класса вам известно, что мелкие плодики земляники, развившиеся из завязей, находятся на поверхности разросшегося цветоложа. Оно не является настоящим плодом, но здесь для упрощения условимся называть эту структуру плодом.

Множественный аллелизм . Окраска семян гороха, наследование которой изучал Г. Мендель, определяется двумя аллелями — доминантным и рецессивным. Однако многие гены представлены не двумя, а бóльшим числом аллелей. Например, ген, определяющий у человека группы крови (по системе АВ0), как уже отмечалось, существует в трех формах — I A , I B , I 0 .

Явление существования гена более чем в двух аллельных формах называется множественным аллелизмом. При этом у любого организма, соматические клетки которого содержат диплоидный набор хромосом, имеется не более двух аллелей каждого гена.

Множественные аллели нередко образуют серии, в которой каждый предыдущий аллель доминантен по отношению к последующим. Так, ген, определяющий цвет шерсти кролика, представлен несколькими аллельными формами (рис. 32.2). При этом аллель С, обусловливающий черную окраску, доминирует над аллелями шиншилловой (с ch ), гималайской (с h ) и белой (с а ) окраски. Ген, контролирующий шиншилловую окраску, доминирует над генами, определяющими гималайскую и белую. И наконец, аллель с h доминантен по отношению к аллелю с а . Это можно выразить в виде: С > с ch > с h > с а . Подобным образом взаимодействуют гены, контролирующие окраску глаз у плодовой мушки дрозофилы (красная > коралловая > вишневая > абрикосовая и т. д. до белой), форму белых пятен на листьях клевера ползучего и др.

*Летальное действие генов. У ряда организмов обнаружены гены, которые в гомозиготном состоянии вызывают нарушения индивидуального развития, приводящие к гибели особей на ранних этапах онтогенеза (чаще всего в эмбриональном периоде). Такие гены называются летальными.

Например, у мышей летальным действием обладает доминантный ген Y, определяющий желтый цвет шерсти. Рецессивный ген y обусловливает серую окраску. Гомозиготные эмбрионы с генотипом YY погибают еще до рождения, а гетерозиготные мышата Yy являются жизнеспособными и имеют желтую шерсть. Поэтому при скрещивании желтых мышей (они могут быть только гетерозиготами) в потомстве наблюдается расщепление 2 желтые : 1 серая, а не 3 : 1 (рис. 32.3).

У карпа летальное действие имеет ген, определяющий недоразвитие чешуи. Гомозиготные особи гибнут до выхода из икринок, а гетерозиготные выживают. Такие карпы имеют чешую лишь на боковой линии тела, поэтому их называют линейными. Действие летального гена, обусловливающего укорочение клюва у кур, приводит к тому, что гомозиготные цыплята оказываются неспособными вылупиться из яиц. Клюв этих цыплят так мал, что они не могут пробить скорлупу и поэтому погибают. У человека известен доминантный ген, вызывающий у гомозиготных эмбрионов несовместимые с жизнью нарушения развития скелета. Гетерозиготные организмы выживают, у этих людей наблюдается укорочение средних фаланг пальцев — брахидактилия.*

*Некоторые гены обладают плейотропным ( множественным ) действием, т. е. контролируют не один признак, а несколько. Явление плейотропии объясняется тем, что один и тот же белок — продукт такого гена — может входить в состав разных тканей и (или) участвовать в различных биохимических процессах.

Анализирующее скрещивание . При полном доминировании одного аллеля над другим организмы, имеющие доминантный фенотип, могут иметь разные генотипы — АА или Аа. Как определить генотип особи, обладающей доминантным признаком? Это можно сделать по результатам скрещивания исследуемой особи с рецессивной гомозиготой (аа). Такое скрещивание называется анализирующим.

Например, у томатов ген, который определяет появление круглых плодов, полностью доминирует над геном, обусловливающим грушевидную форму. Допустим, что нужно установить генотип растения с круглыми плодами. Введем обозначения соответствующих генов: А — круглые плоды, а — грушевидные. Исследуемое растение может иметь генотип АА либо Аа. В этом случае записывают фенотипический радикал — ту часть генотипа, которая определяет фенотип организма. В нашем случае фенотипический радикал следует записать в виде А—.

Скрестим исследуемую особь с рецессивной гомозиготой, т. е. с растением, имеющим грушевидные плоды:

Из данного видеоурока вы узнаете о явлении неполного доминирования. О том, что благодаря анализирующему скрещиванию можно выяснить, какие гены содержит та или иная особь. Познакомитесь с дигибридным скрещиванием, а также с третьим законом Менделя ─ законом независимого наследования. Из данного урока вы узнаете о таких понятиях, как неполное доминирование, фенотип, генотип, анализирующее скрещивание, дигибридное скрещивание, тригибридное скрещивание, полигибридное скрещивание, дигетерозиготный генотип, решётка Пенетта, закон независимого наследования признаков

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Неполное доминирование. Анализирующее скрещивание. Дигибридное скрещивание"

Проявляющийся у гибридов признак называют доминантным, а подавляемый рецессивным. Однако не всегда признаки можно четко разделить на доминантные и рецессивные. В некоторых случаях доминантный ген не до конца подавляет рецессивный ген из аллельной пары.

В таких случаях будут возникать промежуточные признаки. И признак у гомозиготных особей будет не таким, как у гетерозиготных. Это явление получило название неполного доминирования.

Поясним его на примере скрещивания растений ночной красавицы.

Мирабилис ялапа, или Ночная красавица – травянистое растение. Цветки видов этого рода распускаются после полудня, остаются открытыми ночью и увядают на следующее утро.

У ночной красавицы есть одна интересная особенность — часто на одном растении формируются цветки разной окраски. Обычно она бывает розовой, а ее оттенки меняются от лососевого до малинового, но может быть белой или желтой.

Если скрестить растение ночной красавицы, в хромосомах которого находятся доминантные гены (АА), отвечающие за пурпурный окрас цветков, с растением в хромосомах которого находятся рецессивные гены (аа), отвечающие за белый окрас цветков. То в первом поколении все цветки станут розового окраса.

Далее при скрещивании растений первого поколения, во втором поколении происходит расщепление. Получается, что один цветок пурпурный гомозиготный доминантный, два цветка розовых гетерозиготных и один цветок белый гомозиготный рецессивный.

Расщепление в таком случает будет в соотношении 1:2:1 (один к двум к одному).

Неполное доминирование было изучено немецким биологом Карлом Корренсом ещё в 1902 г. Он наблюдался у львиного зева и других растений.

Вспомним, что гены кодируют белки, и часто это белки-ферменты. У одного родительского растения оба аллеля (AА) кодируют ферменты, ответственные за синтез красного пигмента. Ферментов вырабатывается много и цвет цветков красный.

Поэтому ферментов вырабатывается мало и цвет цветков получается розовый. В данном случае наследование признака происходит точно по первому закону Менделя, только число фенотипов соответствует числу генотипов. По внешнему виду цветка можно определить его генотип.

Итак, мы рассмотрели случаи наследования одного признака.

Но организмы обычно содержат большое количество признаков. К ним относиться не только внешние, видимые особенности. Но и биохимические например (строение молекул, активность ферментов); анатомические (размеры и формы органов) и тому подобное.

В генетике совокупность всех внешних, внутренних признаков и свойств организма называют – фенотипом.

А совокупность всех генов какого-либо организма называют генотипом.

Фенотипические признаки развиваются по-разному, на них могут повлиять внешние условия климат, например.

И часто по фенотипу не всегда можно понять, какие гены содержит та или иная особь. Например, у растений гороха, который имеет желтые семена. Генотип может быть (АА) и (Аа).

А какой генотип у организма с рецессивным признаком мы всегда знаем, так как он имеет рецессивные гены (а-малое а-малое).

Выяснить, какие из растений гороха с желтыми семенами содержат генотип (А-большое А-большое), а какие (А-большое а-малое) можно опытным путем используя анализирующее скрещивание.

Каждое растение с жёлтыми семенами нужно скрестить с растениями, которые имеют зеленые горошины (то есть несут рецессивные гомозиготные гены). И если полученное в результате скрещивания растение будет иметь жёлтые семена, то генотип радетельского был (АА).

Если полученное растение будет иметь и жёлтые, и зелёные горошины (и их соотношение будет 1:1 один к одному), то исследуемое растение будет гетерозиготным по данному признаку и будет иметь гены (Аа). Это и есть анализирующие скрещивание.

Дигибридное скрещивание

Организмы отличаются друг от друга по многим признакам. Ранее мы рассматривали примеры моногибридного скрещивания. То есть когда гибридные организмы отличаются друг от друга по одному признаку. Например, только по окраске семян.

Но если скрещивать организмы, которые имеют несколько отличительных признаков. Например, по двум то такое скрещивание называют дигибриным. А если по трём, то тригибридным.

Скрещивание особей, которые отличаются по нескольким признакам называют полигибридным.

Гибриды, гетерозиготные по двум парам генов, называют дигетерозиготными, а в случае отличия их по трём и многим генам —три- и полигетерозиготными соответственно.

Результаты дигибридного и полигибридного скрещивания зависят от того, располагаются гены, определяющие рассмотренные признаки, в одной хромосоме или в разных.

Закон независимого наследования признаков (третий закон Менделя)

Грегор Мендель исследовал характер расщепления при скрещивании по двум признакам.

Он взял растения с жёлтыми гладкими семенами и зелёными морщинистыми и скрестил их.

При таком скрещивании признаки определяются различными парами генов: одна аллель отвечает за цвет семян, другая – за форму.

Вспомним что жёлтая окраска горошин (А-большое) доминирует над зелёной (а-малое), а гладкая форма семян (Бэ-большое) над морщинистой (бэ-малое).

Дигибридные семена первого поколения оказались желтыми гладкими.

А генотип гибридов первого поколения — А-большое а-малое Бэ-большое – бэ-малое, т. е. является дигетерозиготным.

Прошёл год. И во втором поколении после самоопыления гибридов первого поколения в соответствии с законом расщепления вновь появились морщинистые и зелёные семена.

Мендель подсчитал количество горошин. Оказалось, что 315 г были жёлтыми гладкими, 101 жёлтыми морщинистыми, 108 зелёными гладкими и 32 зелёными морщинистыми.

Это соотношение очень близко к соотношению девять к трём к трём к одному. То есть на 9 жёлтых гладких горошин три желтые морщинистые, три зеленые гладкие и одна зеленая морщинистая горошина.

Чтобы выяснить, как ведёт себя каждая пара аллелей в потомстве дигетерозиготы, целесообразно провести раздельный учёт каждой пары признаков — по форме и окраске семян.

Из 556 семян Менделем было получено 423 гладких и 133 морщинистых, а также 416 жёлтых и 140 зелёных.

Таким образом, и в этом случае соотношение доминантных и рецессивных форм по каждой паре признаков свидетельствует о моногибридном расщеплении по фенотипу 3:1. Отсюда следует, что дигибридное расщепление представляет собой два независимо идущих моногибридных расщепления, которые как бы накладываются друг на друга.

Для того чтобы понять, каким образом комбинируются при скрещивании двух гибридов первого поколения все возможные гаметы, английским генетиком Реджинальдом Пэннетом была предложена решётка Пеннета. Она позволяет наглядно представить все виды комбинаций генов в гаметах и результаты их слияния.

В нашем случае гетерозиготные растения дают четыре типа гамет со всеми возможными комбинациями.

Для дигибридных скрещиваний мы можем составить решетку Пеннета только в случае, если гены наследуются независимо друг от друга.

Вдоль одной стороны решётки расположим женские гаметы, вдоль другой — мужские.

А в клетках таблицы на пересечении строк и колонок записываются генотипы потомства в виде комбинаций этих гамет.

Таким образом становится очень легко определить вероятности для каждого генотипа в определённом скрещивании.

Рассмотрим это с позиции цитологии.

Выделим гомологичные хромосомы с генами, влияющими на окраску семян. В другой паре гены влияют на развитие формы горошин.

Далее идут 2 мейотических деления. Мейоз один и мейоз два. Таким образом в результате делений образуются 4 типа гамет.

В одной оказались гены (АB) в данном случае это гены жёлтой окраски и гладкой формы семян.

Ещё одна гамета, она отличается от первой геном морщинистой формы (Аb). То есть содержит рецессивный ген.

Гены могут комбинироваться и в таких сочетаниях (Ва) и (аb).

Аналогичные комбинации генов возникают и в мужских половых клетках (АB, Аb, аB, аb).

Мендель обнаружил что расщепление по разным признакам происходит независимо. В этом сущность третьего закона Менделя — закона независимого наследования признаков, или независимого комбинирования генов.

Он формулируется так: каждая пара аллельных генов (и альтернативных признаков, контролируемых ими) наследуется независимо друг от друга.

Это означает, что при образовании материнских и отцовских гамет в каждую из них может попасть любой аллель из одной пары вместе с любым другим из другой пары.

Закон независимого наследования признаков справедлив для тех случаев, когда гены рассматриваемых признаков лежат в разных хромосомах.

Так как при дигибридном скрещивании образуются 4 вида гамет: А-большое Бэ-большое, А-большое бэ-малое, а-малое Бэ-большое, а-малое бэ-малое то количество видов зигот, которые могут возникнуть при случайном слиянии этих гамет, равно 4×4, то есть 16.

Развитие признаков семян определяется доминантными генами.

Признак жёлтого цвета может сочетаться с гладкой формой горошины. Или с морщинистой формой. Признак зелёного цвета также комбинируется с любой формой горошин.

При таком скрещивании возникают 9 видов генотипов.

Почему 9? Дело в том, что в 16 сочетаниях есть повторения и мы их не учитываем. Эти 9 генотипов проявляются в виде 4-х фенотипов: жёлтые – гладкие, жёлтые-морщинистые, зелёные – гладкие и зелёные − морщинистые. Численное соотношение этих фенотипических вариантов такое: 9 жёлтые-гладкие: 3 жёлтые-морщинистые, 3 зелёные – гладкие, 1 зелёные-морщинистые.

Полученные Менделем результаты можно рассмотреть отдельно по каждому из признаков (цвету и форме).

Благодаря решётке Пеннета хорошо заметно отношение 3:1 (три к одному). Характерное для моногибридного скрещивания.

Закон независимого расщепления признаков удалось использовать звероводам в селекционной работе. Перед вами самая ценная сапфировая норка с голубой окраской меха. Эта порода получена путём гибридного скрещивания от норок совсем иной окраски – алеутской (темно-серой с голубым оттенком) и серебристо − голубой (голубовато серой).

Самка имела рецессивные гены а-малое. Самец рецессивные гены р-малое. Гебриды первого поколения получили по оному рецессивному гену. Во втором поколении впервые возникло сочетание двух рецессивных генов. Именно эта комбинация и дала новую окраску меха. Как только вывели зверков мужского и женского пола. Стало возможно получить чистую линию сапфировых норок. Безграничные перспективы открывает перед нами наука о наследственности. Которая опирается на фундамент основных законов, открытых Грегором Менделем.

При селекционной и экспериментальной работе часто бывает нужно определить генотип особи с доминантными признаками. При полном доминировании узнать это по одному фенотипу невозможно. Для определения типа аллелей проводят анализирующее скрещивание – это частный случай возвратного скрещивания * . Его открыл Г. Мендель, проверяя результаты скрещиваний особей поколения F₂.

Полезны эти знания и в быту. Допустим, что мы купили цветы с красными лепестками, посадили их у себя рядом с цветами такого же вида, но с белыми лепестками. На следующий год они наполовину стали белыми. А нам нравятся красные. Что произошло с цветами? Значит, у красноцветкового растения в генотипе был рецессивный аллель и при перекрёстном опылении с белоцветковыми они дали расщепление признака.

Принцип анализирующего скрещивания

При анализирующем скрещивании особь с неизвестным генотипом (Аа или АА) скрещивают с анализатором – гомозиготной рецессивной особью по исследуемому признаку (аа), её генотип определяется фенотипом (если цветы белые, то все аллели могут быть только рецессивными).

Вклад рецессивной родительской разновидности в генотип можно не учитывать. Её аллели подавляются, поэтому она выступает в качестве индикатора, который помогает проявить неизвестный генотип. При этом по расщеплению по фенотипу можно судить о генотипическом расщеплении, так как они в данном случае совпадают.

Всё это возможно только при полном доминировании и если доминантный признак известен.

Легче это понять на примерах. При одном взгляде на растение гороха посевного с пурпурными цветками нельзя определить, гомозиготен или гетерозиготен он по этому признаку. Чтобы узнать его генотип, можно устроить тестовое скрещивание данного растения с особью с белыми цветками, в генотипе которого мы уверены – это рецессивная гомозигота.

В потомстве от скрещивания таких родителей возможно два варианта генотипов (рис.1).

Рис. 1. Варианты анализирующего скрещивания

Анализирующее скрещивание – это скрещивание особи с доминантным признаком, но неизвестным генотипом с особью гомозиготной по рецессивному признаку, генотип которой известен (аа). Генотип особи с доминантным признаком определяется по результатам скрещивания.

Появление рецессивных фенотипических признаков в потомстве в соотношение 1:1 указывает на то, что тестируемый вид гетерозиготен по рассматриваемым аллелям (Аа). Если же потомство при анализирующем скрещивании единообразно, значит генотип изучаемого организма – доминантная гомозигота (АА).

Насколько точно анализирующее скрещивание?

Для выявления доминантных гомозигот нужно проанализировать большое количество потомков. Чем больше будет изучено потомков, тем выше точность анализирующего скрещивания. Для растений это легко выполнимо, но для животных не всегда. Например, чтобы определить чистопородного быка, нужно либо много гомозиготных рецессивных самок или одну такую корову, но тогда много лет подряд нужно будет следить за родившимися у них телятами. Ведь у коров, как правило, родится один телёнок.

Намного легче реализовать это для животных, в потомстве которых появляется много детёнышей. Например, для некоторых пород собак стандартом является чёрная окраска шерсти. Появляющиеся в их потомстве рыжие щенята считаются отступлением от нормы и ценятся меньше. Рыжий цвет обусловлен рецессивным геном b. Для профессионального заводчика приобретение чистопородного пса принципиально важно. В данном случае и можно применить анализирующее скрещивание. (рис.2)

Рис. 2. Анализирующее скрещивание двух чёрных собак с неизвестным генотипом

Ещё сложнее определить гетеро- и гомозиготность по какому-то признаку у человека. Можно проследить его передачу при помощи генеалогического древа. Или оценить родителей по потомству. Например, если у отца волосы чёрные (А-), у матери светлые (аа), а у их ребёнка волосы как у матери, то отец гетерозиготен (Аа), а ребёнок гомозиготен (аа).

Но если ребёнок родился с чёрными волосами – это не доказывает того, что у отца все аллели, отвечающие за окраску волос, доминантные.

Анализирующее скрещивание позволяет проверить генотип организма по изучаемой паре аллелей из любого поколения или даже организма неизвестного происхождения.

Анализирующее скрещивание при оценке двух разных признаков

Применительно к дигибридному скрещиванию и несцепленному наследованию, особь, фенотипически проявляющая обе доминантные черты (А_В_) может иметь любой из следующих генотипов: ААВВ, АаВВ, ААВв и АаВв.

Чтобы определить все ли аллели особи доминантны, нужно провести анализирующее скрещивание, соединить его генетический материал с гомозиготным рецессивным (аавв). Если расщепление будет по какому-то из двух признаков, значит у исследуемого организма имеются рецессивные аллели.

Рассмотрим несколько вариантов.

Просто нужно рассматривать каждый признак как самостоятельный, как два моногибридных скрещивания.

* При получении чистых линий применяют возвратное скрещивание — скрещивание потомков с одним из родителей. В некоторых случаях (при изучении сцепления генов) проводят реципрокное скрещивание — скрещивание между двумя родительскими особями (например, АаВb и aabb), при котором сначала гетерозиготной является материнская особь, а рецессивной – отцовская, а затем – наоборот (скрещивание Р: AaBb X aabb и Р: aabb х АаВЬ).

Вам будет интересно

Поведение альтернативных форм одного признака Менделю объяснил принцип расщепления, наблюдаемый при моногибридном скрещивании. Следующий его…

Моногибридное скрещивание – такое, при котором исследуют только два варианта одного признака, например, белую и…

Изменчивость – это совокупность различий по тому или иному признаку между особями одного вида или…

Хромосомная теория объясняет большую часть наследования признаков, но и из неё бывают исключения. Причина –…

Подумайте! Когда нужно начинать ориентироваться – до похода или тогда, когда уже заблудился? Какие способы…

Читайте также: