5. Наследование при моногибридном скрещивании.

Моногибридное скрещивание — скрещивание форм, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков. При этом скрещиваемые предки являются гетерозиготными по положению хромосомы в аллели.

Моногибридное наследование представляет собой пример наследования единственного признака (гена), различные формы которого называют аллелями.

Например, при моногибридном скрещивании между двумя чистыми линиями растений, гомозиготных по соответствующим признакам — одного с жёлтыми семенами (доминантный признак), а другого с зелёными семенами (рецессивный признак), можно ожидать, что первое поколение будет только с жёлтыми семенами, потому что аллель жёлтых семян доминирует над аллелью зелёных. При моногибридном скрещивании сравнивают только один характерный признак.

Первый кто провел опыт с горохом и выдвинувший 3 закона стал чешский ученый Грегор Мендель.

Закон единообразия гибридов первого поколения / Первый закон Менделя: «При моногибридном скрещивании гомозиготных особей, имеющих разные значения альтернативных признаков, гибриды являются единообразными по генотипу и фенотипу»

Закон расщепления признаков у гибридов второго поколения / Второй закон Менделя: «При моногибридном скрещивании гетерозиготных особей у гибридов имеет место расщепление по фенотипу в отношении 3:1, по генотипу 1:2:1».

6. I и II законы г. Менделя. Условия выполнения II закона г. Менделя.

За­кон еди­но­об­ра­зия гиб­ри­дов пер­во­го по­ко­ле­ния (пер­вый за­кон Мен­де­ля) ут­вер­жда­ет, что у гиб­ри­дов пер­во­го по­ко­ле­ния от скре­щи­ва­ния форм, раз­ли­чаю­щих­ся толь­ко по од­но­му аль­тер­на­тив­но­му при­зна­ку, про­яв­ля­ет­ся при­знак толь­ко од­но­го из ро­ди­те­лей. Та­кое пре­об­ла­да­ние од­но­го из при­зна­ков ро­ди­те­лей у гиб­ри­дов Мен­дель на­звал до­ми­ни­ро­ва­ни­ем, а со­от­вет­ст­вую­щий при­знак – до­ми­нант­ным .

Аль­тер­на­тив­ные при­зна­ки, не про­яв­ляю­щие­ся у гиб­ри­дов пер­во­го по­ко­ле­ния, он на­звал ре­цес­сив­ны­ми. Позд­нее бы­ло ус­та­нов­ле­но, что пол­ное до­ми­ни­ро­ва­ние од­них при­зна­ков над дру­ги­ми пред­став­ля­ет со­бой ши­ро­ко рас­про­стра­нён­ное яв­ле­ние не толь­ко у рас­те­ний, но и у жи­вот­ных, гри­бов, мик­ро­ога­низ­мов. В не­ко­то­рых слу­ча­ях при скре­щи­ва­нии име­ет ме­сто про­ме­жуточ­ный фе­но­тип (не­пол­ное до­ми­ни­ро­ва­ние).

Неполное доминирование — это особый тип взаимодействия аллелей (форма гена), при котором более слабый рецессивный признак не может быть полностью подавлен доминантным. Было отмечено при изучении наследования окраски цветка у львиного зева, шерсти у крупного рогатого скота и овец.

За­кон рас­ще­п­ле­ния (вто­рой за­кон Мен­де­ля) гла­сит, что при скре­щи­ва­нии гиб­ри­дов пер­во­го по­ко­ле­ния ме­ж­ду со­бой сре­ди гиб­ри­дов вто­ро­го по­ко­ле­ния в оп­ре­де­лён­ных со­от­но­ше­ни­ях по­яв­ля­ют­ся осо­би с фе­но­ти­па­ми ис­ход­ных ро­ди­тель­ских форм и гиб­ри­дов пер­во­го по­ко­ле­ния. Так, в слу­чае пол­но­го до­ми­ни­ро­ва­ния вы­яв­ля­ют­ся 75% осо­бей с до­ми­нант­ным при­зна­ком и 25% с ре­цес­сив­ным, т. е. от­но­ше­ние чис­ла осо­бей с до­ми­нант­ным при­зна­ком к чис­лу по­том­ков с ре­цес­сив­ным при­зна­ком ока­за­лось близ­ким по фенотипу 3 :1, по генотипу 1:2:1.Та­кое яв­ле­ние Мен­дель на­звал рас­ще­п­ле­ни­ем при­зна­ков.

Условия выполнения второго закона Менделя:

Расщепление 3:1 по фенотипу и 1:2:1 по генотипу возможно при следующих условиях:

1. Изучение большого числа скрещиваний (потомков).

2. Образование в равном количестве гамет, содержащих аллели А и а.

3. Равная вероятность слияния гамет, содержащих любой аллель, друг с другом, то есть отсутствие избирательного оплодотворения.

4. Одинаковая жизнеспособность зигот (зародышей) независимо от генотипов.

5. Принадлежность родительских форм к чистым линиям – действительная гомозиготность по изучаемому гену (АА и аа).

6. Моногенность признака.

Причины успеха экспериментов, проведенных Г. Менделем с садовым горохом:

1. Садовый горох относится к быстрорастущим однолетним растениям, что делает доступным анализ наследования одних признаков в том же сезоне после созревания плодов, а других – в следующем после проращивания семян. Это растение дает многочисленное потомство (число семян в бобах 6-8, а число бобов на растении – до 20 шт.). При этом каждое семя есть результат индивидуального скрещивания.

2. Садовый горох – диплоидное растение (2n). При полиплоидности регистрация закономерности расщепления признаков в потомстве невозможна.

3. Горох – это самоопылитель, содержащий мужские и женские генеративные органы, однако, способный к перекрестному опылению. Удаление отдельных органов делает доступным искусственное опыление.

4. Г. Мендель проанализировал 7 пар альтернативных признаков, которые не связаны между собой.

5. Использованы чистые линии растений.

6. Впервые применен четкий количественный учет всех типов потомства.

Отклонения от ожидаемого расщепления. В 1923 г. Г. Менделем было отмечено, что плодовитость гибридов, их потомков в последующих поколениях должна оставаться в той или иной степени без нарушений в плодовитости. Нарушения в расщеплениях будут иметь место при рознящейся жизнеспособности классов.

Отклонения от теоретического соотношения 3:1 довольно часты. Пример: результатом скрещивания желтых мышей между собой является появление новой окраски при соотношении 2 (желтые) : 1 (черная). Это характерно и для лисиц платиновой окраски, после скрещивания которых, появляются серебристо-черные особи при том же соотношении. Позже было установлено, что животные с платиновой окраской всегда гетерозиготны, а особи с гомозиготным генотипом гибнут в эмбриональный период.

У овец доминантный аллель, обуславливающий окраску ширази (речь идет о сером каракуле), летален в гомозиготе, в результате чего ягнята гибнут на ранних стадиях постэмбрионального развития. Результатом такой летальности является смещение расщепления в сторону 2:1 (ширази-черные). Подобных примеров огромное количество. И во всех случаях расщепление составляет 2:1.

На первый взгляд, кажется, что такое отклонение указывает на ошибочность законов, открытых Г. Менделем. На самом деле оно лишь подтверждает их.