Глава 6. Закономерности наследования признаков...................................................................................... 1 § 24. Гибридологический метод изучения наследственности. Первый и

Страница 3 из 12

Точно так же при бросании кубика среднестатистическое выпадание каждой цифры будет одинаковым, но бросив лишь несколько раз, можно получить одну из цифр дважды, а другую не получить ни разу. Случайные сочетания гамет при скрещивании аналогичны случайным выпаданиям кубика. Для соответствия теоретических расчетов с практикой по­мимо хорошей статистики необходимо выполнение следующих условий.

Исходные растения должны быть строго одинаковы­ми, мейоз должен протекать идеально и давать все теорети­чески возможные виды гамет в равных количествах, гаметы должны иметь равную жизнеспособность, вероятность встре­чи разных гамет должна быть одинаковой и, наконец, все зиготы должны иметь одинаковую жизнеспособность. Если какие-то из этих требований не выполняются, то, конечно же, возникнут и отклонения от расчетных значений. Множественный аллелизм.

В рассмотренных нами приме­рах один и тот же ген был представлен двумя аллелями — доминантным и рецессивным. В популяции может быть представлено не два, а несколь­ко аллельных вариантов одного и того же гена, определяю­щих различные варианты одного и того же признака. Так, У кроликов существует серия аллелей по окраске шерсти. Кро­лики могут быть шиншилловыми (сплошная окраска), гима­лайскими (

серая шерсть и черные кончики лап, ушей, хво­ста) и альбиносами. Ген сплошной окраски доминирует по от­ношению к двум другим, а ген гималайской – по отношению к гену альбиносов. У плодовой мушки дрозофилы серия аллелей, отвечающих за окраску глаз, состоит из 12 генов. В любой диплоидной клетке могут находиться только два аллельных гена из серии (

по одному в каждой гомологичной хромосоме), следовательно, множественный аллелизм являет­ся видовым, а не индивидуальным признаком. 1. В чем состоит принцип чистоты гамет и какое он имеет цитологическое обоснование? 2. Подтвердите справедливость первого и второго законов Менделя, используя современные научные знания. 3.

С какой фазой мейоза связано расщепление признаков при моногибридном скрещивании? Какую роль выполняет при этом оплодотворение? 4. Сколько аллелей каждого гена может содержаться в геноме особи? Приведите примеры множественного аллелизма. § 26. Дигибридное скрещивание. Третий закон Менделя Изучение наследования пары альтернативных признаков позволило Менделю установить ряд важных закономерностей: единообразие первого поколения и расщепление второго, не­изменность потомства гомозиготных особей.

В природных условиях скрещивание происходит между особями, различающимися по многим признакам. Чтобы вы­яснить законы наследования в общем случае, Мендель услож­нил эксперимент. Для скрещивания он взял особи чистых линий, различающиеся по двум парам взаимоисключающих признаков. Такое скрещивание называют дигибридным. В опытах Менделя доминантные гены (

АА – желтый цвет и ВВ – гладкая форма семян) были сосредоточены в одних особях, а рецессивные (аа – зеленый цвет и ее – морщини­стая форма семян) – в других. Все первое поколение оказалось единообразным с домини­рованием гладких семян желтой окраски. Объясняется это следующим образом. Поскольку исходные особи гомозиготны (чистые линии), то их гаметы несли или только доминант­ные гены, или только рецессивные.

После слияния каждая зигота гибрида содержала одну пару доминантных генов по обеим парам признаков и одну – рецессивных. В результа­те все гибриды оказались дигетерозиготами по обеим парам признаков с полным доминированием. Р ААВВ х ааве G АВ, АВ ав, ав F 1 АВав, авАВ После самоопыления во втором поколении возникло расщеп­ление.

Потомство разделилось на четыре группы в соотношении 9 желтых гладких : 3 желтых морщинистых : 3 зеленых гладких : 1 зеленый морщинистый. Существует простое правило для за­поминания этого соотношения: (3+1)2=32+3+3+1. В чем причина столь сложного расщепления? Дело в том, что гаметы вследствие случайности и равновероятности соеди­нения в процессе оплодотворения дают 16 возможных ком­бинаций.

Их удобно проследить по так называемой решетке Пеннета. Гаметы в решетке расположены по вертикали и горизонтали, а комбинации – на их пересечении. В решетке учитываются все возможные комбинации гамет. Решетка комбинаций гамет симметрична относительно диагонали, поэтому многие генотипы повторяются. Всех воз­можных генотипов у наших Горохов – 9, а фенотипов – толь­ко 4 (

желтые гладкие, желтые морщинистые, зеленые глад­кие и зеленые морщинистые), часть внешне одинаковых осо­бей имеет разные генотипы. Среди растений с желтыми гладкими семенами как бы сокрыты четыре различных генотипа: дигомозиготы ААВВ, гетерозиготы по признаку окраски семян АаВВ, гетерозиготы по признаку формы семян ААВв и, наконец, дигетерозиготы АаВв.

Аналогично двумя генотипами представлен фено­тип с зелеными гладкими семенами и с желтыми морщинис­тыми. Рецессивные формы всегда гомозиготны и поэтому представлены одним генотипом аавв. Дигибридное скрещивание сиамской и ангорской пород кошек В случае неполного доминирования фенотипов будет боль­ше – появятся особи с промежуточными признаками.

Каждо­му генотипу будет соответствовать индивидуальный фенотип. Закономерности дигибридного скрещивания можно просле­дить и на животных. При скрещивании черных гладких и белых мохнатых морских свинок черная окраска доминиру­ет над белой, а мохнатая шерсть — над гладкой. В ряду поколений наблюдается единообразие первого поколения и расщепление второго в соотношении 9:3:3:1.

Аналогичное расщепление происходит и при дигибридном скрещивании сиамского кота и черной ангорской кошки. Третий закон Менделя. Независимое расщепление генов. В опытах Менделя (см. решетку Пеннета) соотношение между количествами желтых и зеленых семян 12:4 = 3:1, между количествами гладких и морщинистых семян — тоже 3:1. Точно такое же соотношение дает в соответствии со вторым законом Менделя моногибридное скрещивание.

Следователь­но, дигибридное скрещивание представляет собой два неза­висимых моногибридных скрещивания. В этом состоит тре­тий закон Менделя: расщепление по каждой паре признаков происходит независимо от других пар признаков. С открытием мейоза стало понятно, что третий закон Мен­деля справедлив только в том случае, если гены исследуемых пар признаков находятся в разных хромосомах.

Только тогда они могут расходиться в разные гаметы и наследоваться отдельно. Если же гены обоих признаков содержатся в одной хромосо­ме, то и наследоваться такие признаки должны только вместе. Анализирующее скрещивание. Разработанный Менделем метод гибридологического анализа позволяет выяснить гено­тип особи, скрытый в ее доминантном фенотипе.

Имеется в нем рецессивный ген или оба гена доминантные? Иными словами, гетерозиготен он или гомозиготен по исследуемому признаку или группе признаков? Для этого скрещивают ана­лизируемую особь с другой, имеющей рецессивный фенотип. Если анализируемая особь гомозиготна, то в потомстве рас­щепления не произойдет. Р АА х аа G А а F 1 Аа Если же она гетерозиготна, то в потомстве произойдет рас­щепление на два фенотипа в соотношении 1:1.

Р Аа х аа G А, а а, а F 1 Аа, аа В случае если особь анализируется по двум парам при­знаков, результаты, в соответствии с третьим законом Мен­деля, оказываются аналогичными. Если она гомозиготна – потомство будет единообразным, если гетерозиготна – в по­томстве произойдет расщепление в соотношении 1:1:1:1. 1.

Какое скрещивание называют дигибридным? 2. Объясните, как происходит расщепление признаков при полном и неполном доминировании. 3. Сформулируйте третий закон Менделя. Всегда ли он спра­ведлив? 4. Опишите анализирующее скрещивание. В чем его предназ­начение? § 27. Хромосомная теория наследственности.

Сцепленное наследование генов В своих опытах Мендель изучил наследование семи пар признаков у душистого горошка. Позже многие другие уче­ные, исследуя закономерности наследования самых разнооб­разных признаков у животных и растений, подтвердили за­коны Менделя и признали их всеобщность. Вместе с тем обнаружились и некоторые отклонения.

У го­роха два признака – форма пыльцы и окраска цветов – оказа­лись неотделимыми друг от друга. Это естественно, поскольку количество генов значительно превосходит количество хромосом. Гены, которые сосуществуют в одной хромосоме, наследуются вместе. Предположим, что особь имеет два гена А и В в одной хромосоме и является гетерозиготной по этим генам.

Претензии к содержанию