Mga pattern ng pagmamana ng mga katangian. Mga pattern ng mana na itinatag ni G. Mendel Fundamentals ng mga batas ni Mendel
Talambuhay
Gregor Johann Mendel- isang natatanging naturalistang Czech. Siya ay ipinanganak sa Austrian Empire sa isang simpleng pamilya ng magsasaka. Sa binyag ay natanggap niya ang pangalang Johann.
Ang batang lalaki ay mahilig mag-aral ng kalikasan mula pagkabata, noong siya ay nagtatrabaho pa, una bilang isang katulong na hardinero, at pagkatapos ay isang hardinero. Pagkatapos ng ilang oras na pag-aaral sa Olmutz Institute, sa mga pilosopikal na klase, noong $1843$ kinuha niya ang monastic vows at kinuha ang pangalang Gregor. Pagkatapos, mula $1844 hanggang $1848, nag-aral si Gregor Mendel sa Brunn Theological Institute at naging pari. Sa kanyang pag-aaral, nakapag-iisa siyang nag-aral ng maraming agham, nag-aral ng natural na kasaysayan sa Unibersidad ng Vienna.
Sa Vienna naging interesado si Gregor Mendel sa pagsasaliksik sa mga proseso ng hybridization at sa istatistikal na relasyon ng mga hybrid. Si Mendel ay nagbigay ng espesyal na pansin sa mga tanong ng mga pagbabago sa mga katangian ng husay ng mga halaman. Pinili niya ang mga gisantes bilang object ng mga eksperimento, na maaaring lumaki sa hardin ng monasteryo. Ang mga obserbasyon ng mga resulta ng mga pag-aaral na ito ang naging batayan ng sikat na "mga batas ni Mendel".
Hinikayat ng mga unang tagumpay, inilipat ni Mendel ang kanyang mga eksperimento sa isang halaman ng pamilyang aster (tinawid niya ang mga uri ng hawkweed) at tumawid ng mga uri ng bubuyog. Ang mga resulta ng mga eksperimento ay hindi nag-tutugma sa mga resulta ng mga eksperimento sa mga gisantes. Noong panahong iyon, hindi pa nila alam na ang mekanismo ng pagmamana ng mga katangian sa mga halaman at hayop na ito ay naiiba sa mekanismo ng pamana sa mga gisantes.
Puna 1
Si Gregor Mendel ay nadismaya sa biological science. Matapos ang kanyang appointment bilang abbot ng monasteryo, hindi na siya nakikibahagi sa agham. Ngunit ang kanyang merito ay siya ang unang nakilala at inilarawan ang mga istatistikal na pattern ng pamana ng mga katangian sa mga hybrid. Kilalanin natin sila nang mas detalyado.
Ang unang batas ni Mendel
Upang mapadali ang accounting ng mga resulta ng eksperimento, pinili ni Gregor Mendel ang mga halaman na may malinaw na magkakaibang mga katangian. Ito ang kulay at hugis ng mga buto.
Upang magsimula, nakuha niya ang mga buto ng "purong linya" ng mga halaman. Ang mga buto na ito, sa karagdagang paghahasik at bilang resulta ng self-pollination, ay hindi nagpakita ng paghahati ng mga katangian.
Kapag tumatawid sa iba't ibang uri ng mga gisantes - na may mga lilang bulaklak at may puting bulaklak, sa unang henerasyon ng mga hybrid, natanggap ni Mendel ang lahat ng mga halaman na may mga lilang bulaklak. Ang mga katulad na resulta ay nakuha kapag ang siyentipiko ay kumuha ng mga halaman ng gisantes na may dilaw at berdeng mga buto o mga buto ng makinis at kulubot na hugis.
Batay sa mga resulta ng mga eksperimentong ito, ihinuha ni Gregor Mendel batas ng pagkakapareho ng mga hybrid ng unang henerasyon , na kilala natin bilang unang batas ni Mendel. Ngayon ay ganito ang tunog:
"Kapag tumatawid sa dalawang homozygous na organismo. na nabibilang sa mga purong linya at naiiba sa isa't isa sa isang pares ng mga alternatibong pagpapakita ng isang tiyak na katangian, ang buong unang henerasyon ng mga hybrids (F1) ay magiging ganap na pare-pareho at magdadala ng pagpapakita ng katangian ng isa lamang sa mga magulang.
Ang batas na ito ay tinatawag ding ang batas ng pangingibabaw ng mga palatandaan . Nangangahulugan ito na ang nangingibabaw na katangian ay lumilitaw sa phenotype, na pinipigilan ang recessive.
Ang pangalawang batas ni Mendel
Sa pagsasagawa ng mga karagdagang eksperimento sa mga hybrid ng unang henerasyon, natuklasan ni Mendel na sa karagdagang pagtawid ng mga hybrid ng unang henerasyon sa kanilang mga sarili, ang mga hybrid ng ikalawang henerasyon ay nailalarawan sa pamamagitan ng paghahati ng mga character na may matatag na katatagan. Sa ngayon, ang batas na ito ay nabuo tulad ng sumusunod:
Kahulugan 1
"Pagkatapos ng pagtawid ng dalawang heterozygous na inapo ng unang henerasyon sa isa't isa, ang paghahati ay sinusunod sa ikalawang henerasyon sa isang tiyak na numerical ratio: ayon sa phenotype $3:1$, ayon sa genotype $1:2:1$."
Nakuha niya ang pangalan paghahati ng batas . Nangangahulugan ito na ang recessive na katangian sa mga hybrid ng unang henerasyon ay hindi nawawala, ngunit pinipigilan lamang at pagkatapos ay nagpapakita ng sarili sa pangalawang hybrid na henerasyon.
Ang ikatlong batas ni Mendel
Sa mga unang eksperimento, isinasaalang-alang lamang ni Gregor Mendel ang isang pares ng mga alternatibong tampok. Naging interesado siya sa tanong, paano kung isasaalang-alang natin ang ilang mga palatandaan. Ang mga palatandaan ay nagsimulang magsama-sama sa isa't isa at sa una ay nagdulot ng pagkalito sa mga siyentipiko. Ngunit sa mas malapit na pagsusuri, nakuha ni Mendel ang pattern ng paghahati. Ito ay lumabas na ang mga hybrid ng unang henerasyon ay pare-pareho, at sa pangalawang henerasyon, ang mga phenotypic na katangian ay nahati sa proporsyon na $9:3:3:1$, anuman ang iba pang katangian. Ang batas na ito ay tinawag batas ng malayang paghalili . Ngayon ang mga salita nito ay ganito:
Kahulugan 2
"Kapag ang dalawang indibidwal ay na-crossed na naiiba sa isa't isa sa ilang mga pares (dalawa o higit pa) ng mga alternatibong katangian, ang mga gene at ang kanilang mga kaukulang katangian ay minana sa isa't isa nang nakapag-iisa at maaaring pagsamahin sa lahat ng posibleng kumbinasyon (katulad ng monohybrid crossing). ”
Ang mga pattern na natuklasan ni Mendel ay inaasahan ang simula ng isang bagong agham - genetika.
Tagumpay sa trabaho Gregor Mendel ay dahil sa ang katunayan na siya ay tama ang pagpili ng bagay ng pag-aaral at naobserbahan mga prinsipyo pinagbabatayan ng hybridological na pamamaraan:
1. Ang mga halaman ng gisantes ng parehong species ay kinuha bilang object ng pag-aaral.
2. Malaki ang pagkakaiba ng mga halaman sa inihambing na katangian - mataas - mababa, may dilaw at berdeng buto, may makinis at kulubot na buto.
3. ang unang henerasyon mula sa orihinal na mga anyo ng magulang ay palaging pareho: ang mataas na magulang ay nagbigay ng mataas na supling, ang mababang magulang ay nagbigay ng mga halaman na maliit ang tangkad; sa ikalawang henerasyon ay nagkaroon ng paghahati sa mga palatandaan.
Ang unang batas ni Mendel (panuntunan ng pagkakapareho):
nagmula sa batayan ng istatistikal na data na nakuha ni G. Mendel kapag tumatawid sa iba't ibang uri ng mga gisantes, na may malinaw na alternatibong pagkakaiba sa mga sumusunod na katangian:
– hugis ng buto (bilog / hindi bilog);
- kulay ng buto (dilaw / berde);
– seed coat (makinis / kulubot), atbp.
Kapag tumatawid sa mga halaman na may dilaw at berdeng mga buto, nalaman ni Mendel na ang lahat ng mga hybrid ng unang henerasyon ay may mga dilaw na buto (tinawag niya itong katangian nangingibabaw).
Ang katangian na tumutukoy sa berdeng kulay ng mga buto ay pinangalanan recessive(uurong, nalulumbay).
1. Batay sa mga resultang nakuha at kanilang pagsusuri, si Mendel ay bumalangkas ng kanyang unang batas: kapag tumatawid sa mga homozygous na indibidwal na naiiba sa isa o higit pang mga pares ng mga alternatibong katangian, ang lahat ng mga hybrid ng unang henerasyon ay nagiging pare-pareho sa mga katangiang ito at katulad ng isang magulang na may nangingibabaw na katangian.
Kailan hindi kumpletong pangingibabaw 25% lang ng mga indibidwal ang phenotypically na katulad ng isang magulang na may nangingibabaw na katangian at 25% ng mga indibidwal ay magiging katulad ng isang phenotypically recessive na magulang. Ang natitirang 50% ng heterozygotes ay magiging kakaiba sa kanila.
2. Upang matukoy ang heterozygosity ng isang indibidwal para sa isang tiyak na allele, i.e. ang pagkakaroon ng recessive gene sa genotype ay ginagamit pagsusuri ng krus. Para dito, ang isang indibidwal na may nangingibabaw na katangian (AA? o Aa?) ay tinawid sa isang indibidwal na homozygous para sa recessive allele. Sa kaso ng heterozygosity ng isang indibidwal na may nangingibabaw na katangian, ang paghahati sa mga supling ay magiging 1: 1
AA × aa → 100% Aa
Aa × aa → 50% Aa at 50% aa
Ang ikalawang batas ni Mendel (batas ng paghahati).
Kapag tumatawid sa heterozygous hybrids ng unang henerasyon sa bawat isa, sa pangalawang henerasyon, ang paghahati ayon sa katangiang ito ay napansin. Ang paghahati na ito ay likas na istatistikal na katangian: 3: 1 sa mga tuntunin ng phenotype at 1: 2: 1 sa mga tuntunin ng genotype. Sa kaso ng mga crossing form na may dilaw at berdeng mga buto, alinsunod sa ikalawang batas ni Mendel, ang mga sumusunod na resulta ng pagtawid ay nakuha.
Lumilitaw ang mga buto na may parehong dilaw at berdeng kulay.
Ang ikatlong batas ni Mendel
(ang batas ng independiyenteng pamana sa dihybrid (polyhybrid) crossing): nagmula sa batayan ng isang pagsusuri ng mga resulta na nakuha sa pamamagitan ng pagtawid sa mga indibidwal na naiiba sa dalawang pares ng mga alternatibong katangian. Halimbawa: halamang nagbibigay dilaw, makinis ang mga buto ay tinatawid sa isang halaman na gumagawa ng berde, kulubot na buto.
Para sa karagdagang pag-record, gamitin Punnett lattice.
Sa ikalawang henerasyon, 4 na phenotype ang maaaring lumitaw sa ratio na 9: 3: 3: 1 at 9 na genotype.
Bilang resulta ng pagsusuri, lumabas na ang mga gene ng iba't ibang mga pares ng allelic at ang mga katangiang naaayon sa kanila ay ipinadala nang nakapag-iisa sa bawat isa. Ito makatarungan ang batas:
– para sa mga diploid na organismo;
– para sa mga gene na matatagpuan sa iba't ibang homologous chromosome;
- na may independiyenteng pagkakaiba-iba ng mga homologous chromosome sa meiosis at ang kanilang random na kumbinasyon sa panahon ng pagpapabunga.
Ang mga kundisyong ito ay mga pundasyon ng cytological dihybrid (at polyhybrid) na pagtawid.
Sa mga eksperimento ni Mendel, discreteness (discontinuity) namamana na materyal, na kalaunan ay humantong sa pagkatuklas ng mga gene bilang elementarya na materyal na tagapagdala ng namamana na impormasyon.
Alinsunod sa gamete purity hypothesis Karaniwan, isa lamang sa mga homologous chromosome ng isang partikular na pares ang palaging matatagpuan sa isang sperm o egg cell. Iyon ang dahilan kung bakit, sa panahon ng pagpapabunga, ang diploid na hanay ng mga chromosome ng ibinigay na organismo ay naibalik. Hatiin ay ang resulta ng isang random na kumbinasyon ng mga gametes na nagdadala ng iba't ibang mga alleles.
Dahil random ang mga kaganapan, ang pattern ay istatistikal na karakter, ibig sabihin. ay natutukoy sa pamamagitan ng isang malaking bilang ng mga pantay na posibleng kaganapan - mga pagpupulong ng mga gametes na nagdadala ng iba't ibang (o magkapareho) na mga alternatibong gene.
Mga gawaing pampakay
A1. Ang nangingibabaw na allele ay
1) isang pares ng magkaparehong mga gene
2) isa sa dalawang allelic genes
3) isang gene na pinipigilan ang pagkilos ng isa pang gene
4) repressed gene
A2. Ang isang bahagi ng isang molekula ng DNA ay itinuturing na isang gene kung ito ay nag-encode ng impormasyon tungkol sa
1) ilang mga palatandaan ng organismo
2) isang tanda ng organismo
3) ilang mga protina
4) molekula ng tRNA
A3. Kung ang katangian ay hindi lilitaw sa mga hybrid ng unang henerasyon, kung gayon ito ay tinatawag
1) alternatibo
2) nangingibabaw
3) hindi ganap na nangingibabaw
4) resessive
A4. Ang mga allelic gene ay matatagpuan sa
1) magkaparehong mga seksyon ng homologous chromosome
2) iba't ibang bahagi ng homologous chromosome
3) magkaparehong mga rehiyon ng hindi homologous na mga kromosom
4) iba't ibang bahagi ng mga di-homologous na chromosome
A5. Aling entry ang sumasalamin sa isang diheterozygous na organismo:
A6. Tukuyin ang phenotype ng isang pumpkin na may CC BB genotype, alam na ang puting kulay ay nangingibabaw sa dilaw, at ang mga hugis na disc na prutas ay nangingibabaw sa spherical.
1) puti, spherical
2) dilaw, spherical
3) dilaw na discoid
4) puti, discoid
A7. Anong mga supling ang magreresulta mula sa pagtawid sa isang polled (walang sungay) homozygous na baka (may sungay na toro na gene B ang nangingibabaw) na may sungay na toro.
3) 50% BB at 50% BB
4) 75% BB at 25% BB
A8. Sa mga tao, ang gene para sa nakausli na mga tainga (A) ay nangingibabaw sa gene para sa karaniwang naka-flattened na mga tainga, at ang gene para sa hindi pula (B) na buhok ay nangingibabaw sa gene para sa pulang buhok. Ano ang genotype ng isang lop-eared, red-haired na ama, kung, sa isang kasal na may isang hindi pulang babae na may normal na flattened na mga tainga, mayroon lamang siyang lop-eared, hindi pulang mga anak?
A9. Ano ang posibilidad na magkaroon ng isang asul na mata (a), maputi ang buhok (c) na anak mula sa kasal ng isang asul na mata, maitim ang buhok (B) na ama at isang kayumanggi ang mata (A), maputi ang buhok na ina , heterozygous para sa mga nangingibabaw na katangian?
A10. Ang pangalawang batas ni Mendel ay ang batas na naglalarawan sa proseso
1) linkage ng mga gene
2) magkaparehong impluwensya ng mga gene
3) paghahati ng tampok
4) independiyenteng pamamahagi ng mga gametes
A11. Ilang uri ng gametes ang nabubuo ng isang organismo gamit ang AABvCs genotype
Chromosomal theory of heredity.
Ang tagapagtatag ng chromosome theory na si Thomas Gent Morgan at ang kanyang mga estudyante ay natagpuan na:
- bawat gene ay may tiyak lokus(lugar);
- ang mga gene sa chromosome ay matatagpuan sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod;
- ang pinaka-malapit na kinalalagyan na mga gene ng isang chromosome ay naka-link, samakatuwid sila ay minana pangunahin nang magkasama;
- mga grupo ng mga gene na matatagpuan sa parehong chromosome form linkage group;
– ang bilang ng mga linkage group ay haploid set ng mga chromosome sa homogametic indibidwal at n+1 heterogametic mga indibidwal;
- sa pagitan ng mga homologous chromosome, maaaring magkaroon ng palitan ng mga rehiyon ( tumatawid); bilang isang resulta ng pagtawid, lumitaw ang mga gametes, ang mga kromosom na naglalaman ng mga bagong kumbinasyon ng mga gene;
– ang dalas (sa %) ng pagtawid sa pagitan ng mga hindi allelic na gene ay proporsyonal sa distansya sa pagitan ng mga ito;
ay ang hanay ng mga chromosome sa mga cell ng ganitong uri ( karyotype) ay isang katangiang katangian ng species;
- ang dalas ng pagtawid sa pagitan ng mga homologous chromosome ay depende sa distansya sa pagitan ng mga gene na matatagpuan sa parehong chromosome. Kung mas malaki ang distansyang ito, mas mataas ang frequency ng crossover. Per yunit ng distansya sa pagitan ng mga gene tinanggap 1 morganida(1% crossing over) o ang porsyento ng mga crossover na indibidwal. Sa halaga ng halagang ito ng 10 morganids, maaari itong mapagtatalunan na ang dalas ng pagtawid ng chromosome sa mga punto ng lokasyon ng mga gene na ito ay 10% at ang mga bagong kumbinasyon ng genetic ay ipapakita sa 10% ng mga supling.
Upang linawin ang likas na katangian ng lokasyon ng mga gene sa mga chromosome at matukoy ang dalas ng pagtawid sa pagitan ng mga ito, mga genetic na mapa. Sinasalamin ng mapa ang pagkakasunud-sunod ng mga gene sa chromosome at ang distansya sa pagitan ng mga gene sa parehong chromosome.
Ang mga konklusyong ito ni Morgan at ng kanyang mga collaborator ay tinatawag chromosome theory of heredity .
Ang pinakamahalagang kahihinatnan teoryang ito:
modernong mga ideya tungkol sa gene bilang isang functional unit ng pagmamana, ang divisibility nito at kakayahang makipag-ugnayan sa ibang mga gene.
Henetika ng kasarian. Pamana na nauugnay sa kasarian.
Ang mga tao ay may 46 chromosome; 2n - diploid na hanay ng mga chromosome.
Sex cell - 23 chromosome; n ay ang haploid set ng chromosome.
Ang kasarian ng isang tao ay nakasalalay sa mga kromosomang kasarian.
Mga set ng Chromosomal iba't ibang kasarian naiiba sa istraktura ng mga chromosome ng sex. Y kromosoma Ang lalaki ay hindi naglalaman ng marami sa mga alleles na matatagpuan sa X chromosome. Ang mga katangiang tinutukoy ng mga gene ng chromosome ng sex ay tinatawag nakaugnay sa sahig . Ang likas na katangian ng mana ay nakasalalay sa pamamahagi ng mga kromosom sa meiosis. Sa mga heterogametic na kasarian, ang mga katangiang nakaugnay sa X chromosome at walang allele sa Y chromosome ay lumalabas kahit na ang gene na tumutukoy sa pagbuo ng mga katangiang ito ay recessive.
Sa mga tao, ang Y chromosome ay ipinasa mula sa ama patungo sa mga anak na lalaki, at ang X chromosome sa mga anak na babae. Ang mga bata ay tumatanggap ng pangalawang chromosome mula sa kanilang ina - ito ay palaging X chromosome. Kung ang ina ay nagdadala ng isang pathological recessive gene sa isa sa mga X chromosome (halimbawa, ang gene para sa color blindness o hemophilia), ngunit siya mismo ay walang sakit, kung gayon siya ay isang carrier. Kung ang gene na ito ay naipasa sa mga anak na lalaki, maaaring sila ay may sakit na ito, dahil walang allele sa Y chromosome na pumipigil sa pathological gene.
Ang kasarian ng katawan ng tao ay tinutukoy sa oras ng pagpapabunga at depende sa chromosome set ng nagreresultang zygote.
Genotype bilang isang integral, itinatag na sistema.
Ang terminong genotype ay iminungkahi noong 1909 ng Danish na geneticist na si Wilhelm Johansen.
Genotype ay ang kabuuan ng mga gene ng isang organismo. Ayon sa pinakabagong data, ang isang tao ay may humigit-kumulang 35 libong mga gene.
Ang genotype, bilang isang solong functional system ng katawan, ay nabuo sa proseso ng ebolusyon. Ang isang tanda ng sistematikong katangian ng genotype ay pakikipag-ugnayan ng gene .
Ang mga allelic genes (mas tiyak, ang kanilang mga produkto - mga protina) ay maaaring makipag-ugnayan sa isa't isa:
– sa loob ng mga chromosome– isang halimbawa ay kumpleto at hindi kumpletong pagkakaugnay ng mga gene;
– sa isang pares ng homologous chromosome– Ang mga halimbawa ay kumpleto at hindi kumpletong pangingibabaw, independiyenteng pagpapahayag ng allelic genes.
Ang mga non-allelic na gene ay maaari ding makipag-ugnayan sa isa't isa.
Mga gawaing pampakay
A1. Ilang pares ng chromosome ang responsable para sa pamana ng sex sa mga aso kung ang kanilang diploid set ay 78?
3) tatlumpu't anim
4) labing-walo
A2. Ang linked inheritance patterns ay tumutukoy sa mga gene na matatagpuan sa
1) iba't ibang di-homologous chromosome
2) homologous chromosome
3) sa isang chromosome
4) non-homologous chromosomes
A3. Ang isang colorblind na lalaki ay nagpakasal sa isang babaeng may normal na paningin, isang carrier ng gene para sa colorblindness. Isang bata na may anong genotype na hindi nila maaaring magkaroon?
A4. Ano ang bilang ng mga gene linkage group kung alam na ang diploid set ng mga chromosome ng isang organismo ay 36?
A5. Ang dalas ng pagtawid sa pagitan ng K at C na mga gene ay 12%, sa pagitan ng B at C na mga gene, 18%, at sa pagitan ng K at B na mga gene, 24%. Ano ang malamang na pagkakasunud-sunod ng mga gene sa isang chromosome kung alam nilang magkakaugnay ang mga ito.
A6. Ano ang magiging paghahati sa phenotype sa mga supling na nakuha mula sa pagtawid ng itim (A) balbon (B) guinea pig, heterozygous para sa dalawang katangiang nakaugnay sa parehong chromosome?
A7. Ang mag-asawa ay nagkaroon ng isang anak na lalaki na may hemophilia. Siya ay lumaki at nagpasya na magpakasal sa isang malusog na babae na hindi nagdadala ng hemophilia gene. Ano ang mga posibleng phenotypes ng mga magiging anak ng mag-asawang ito, kung ang gene ay naka-link sa X chromosome?
1) lahat ng babae ay malusog at hindi carrier, ngunit ang mga lalaki na may hemophilia
2) lahat ng lalaki ay malusog, at ang mga babae ay hemophilic
3) kalahati ng mga babae ay may sakit, ang mga lalaki ay malusog
4) lahat ng mga batang babae ay carrier, ang mga lalaki ay malusog
Mga pattern ng pagmamana. Ang mga batas ni G. Mendel, ang kanilang istatistikal na katangian at mga pundasyon ng cytological
Ang mga pangunahing batas ng pagmamana ay itinatag ng natitirang Czech scientist na si Gregor Mendel. Sinimulan ni G. Mendel ang kanyang pananaliksik sa monohybrid crossing, kung saan ang mga indibidwal ng magulang ay naiiba sa estado ng isang katangian. Ang pinili niyang seed pea ay isang self-cutting plant, kaya ang mga inapo ng bawat indibidwal ay puro linya. Magkasama, ang mga gisantes ay maaaring artipisyal na i-cross-pollinated, na nagpapahintulot sa hybridization at paggawa ng mga heterozygous (hybrid) na mga form. Bilang maternal (P), ang mga halaman ng isang purong linya na may dilaw na buto ay kinuha, at bilang magulang (P) - na may berde. Bilang resulta ng naturang pagtawid, ang mga buto ng mga halaman (hybrids ng unang henerasyon - F1) ay naging pare-pareho - dilaw. Iyon ay, ang mga nangingibabaw na katangian lamang ang lumitaw sa phenotype ng F1 hybrids.
Ang monotony ng unang hybrid na henerasyon at ang pagkakakilanlan ng isang nangingibabaw na katangian lamang sa mga hybrid ay tinatawag na batas ng pangingibabaw o batas ni Mendel.
Paghahati - ang kababalaghan ng pagpapakita ng parehong mga estado ng mga katangian sa ikalawang henerasyon ng mga hybrids (F2), ay dahil sa pagkakaiba sa mga allelic gene na tumutukoy sa kanila.
May mga self-pollinating F1 na halaman na may dilaw na buto na gumagawa ng mga supling na may dilaw at berdeng buto; ang recessive na katangian ay hindi nawawala, ngunit pansamantalang pinigilan, muling lilitaw sa F2 sa ratio ng 1/4 ng berdeng buto at 3/4 ng dilaw. Iyon ay eksakto - 3:1.
Ang pagpapakita sa phenotype ng isang-kapat ng mga hybrid ng ikalawang henerasyon ng isang recessive na katangian, at tatlong-kapat ng isang nangingibabaw, ay tinatawag na batas ng paghahati, ang batas ni Mendel II.
Nang maglaon, pinalubha ni G. Mendel ang mga kondisyon sa mga eksperimento - gumamit siya ng mga halaman na naiiba sa iba't ibang estado ng dalawa (dihybrid crossing) o higit pang mga katangian (polyhybrid crossing). Kapag tumatawid sa mga halaman ng gisantes na may makinis na dilaw na buto at kulubot na berdeng buto, ang lahat ng mga hybrid ng unang henerasyon ay may makinis na dilaw na buto - isang pagpapakita ng batas ni Mendel - ang pagkakapareho ng mga hybrid ng unang henerasyon. Ngunit sa mga F2 hybrids, mayroong apat na phenotypes.
Batay sa mga resultang nakuha, binuo ni G. Mendel ang batas ng independiyenteng kumbinasyon ng mga estado ng katangian (ang batas ng independiyenteng pamana ng mga katangian). Ito ang ikatlong batas ni Mendel. Sa di- o polyhybrid crossing, ang paghahati ng mga estado ng bawat katangian sa mga supling ay nangyayari nang hiwalay sa iba. Ang mga dihybrid cross ay nailalarawan sa pamamagitan ng paghahati ayon sa 9:3:3:1 phenotype, at lumilitaw ang mga pangkat na may mga bagong kumbinasyon ng mga character.
Ang hindi kumpletong pangingibabaw ay isang intermediate na katangian ng mana. May mga alleles na bahagyang nangingibabaw sa mga recessive. Pagkatapos ang hybrid na indibidwal ay may isang antas ng katangian sa phenotype, na nakikilala ito mula sa magulang. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na hindi kumpletong pangingibabaw.
Mga pamamaraan para sa pagsuri sa genotype ng mga hybrid na indibidwal
Tulad ng nalalaman, na may kumpletong pangingibabaw, ang mga indibidwal na may nangingibabaw at heterozygous na hanay ng mga chromosome ay phenotypically pareho. Posible upang matukoy ang kanilang genotype gamit ang pagsusuri ng mga krus. Ito ay batay sa katotohanan na ang mga indibidwal na homozygous para sa isang recessive na katangian ay palaging phenotypically magkatulad. Ito ang pagtawid ng isang recessive homozygous na indibidwal na may isang indibidwal na may nangingibabaw na katangian ngunit isang hindi kilalang genotype.
Sa pagtanggap ng isang unipormeng F1, ang bawat magulang ay bumubuo lamang ng isang uri ng gamete. Kaya, ang nangingibabaw na indibidwal ay homozygous para sa genotype (AA).
Kung, kapag ang isang indibidwal na may nangingibabaw na katangian ay na-cross sa isang indibidwal na may isang recessive homozygous na katangian, ang nagreresultang mga supling ay may 1: 1 split, kung gayon ang indibidwal na pinag-aaralan na may nangingibabaw na katangian ay heterozygous (Aa).
- Mga tampok ng pamamaraan ng pagsusuri ng hybridological. Mga Batas ng Mendel.
- Mga uri ng pakikipag-ugnayan ng gene.
- Nakaugnay na pamana ng mga katangian.
- cytoplasmic inheritance.
Pamamaraan pagsusuri ng hybridological , na binubuo sa pagtawid at kasunod na accounting para sa mga split (mga ratio ng phenotypic at genotypic varieties ng mga inapo), ay binuo ng Czech naturalist na si G. Mendel (1865). Ang mga tampok ng pamamaraang ito ay kinabibilangan ng: 1) isinasaalang-alang, kapag tumatawid, hindi ang buong magkakaibang kumplikado ng mga katangian sa mga magulang at mga inapo, ngunit pagsusuri ng pamana ng mga indibidwal na alternatibong katangian na tinukoy ng mananaliksik; 2) quantitative accounting sa isang serye ng mga sunud-sunod na henerasyon ng mga hybrid na halaman na naiiba sa mga indibidwal na katangian; 3) indibidwal na pagsusuri ng progeny mula sa bawat halaman.
Nagtatrabaho sa self-pollinating garden pea plants, pinili ni G. Mendel para sa mga eksperimento na varieties (malinis na linya) na naiiba sa bawat isa sa mga alternatibong pagpapakita ng mga katangian. Pinoproseso ni Mendel ang data na nakuha sa matematika, bilang isang resulta kung saan ang isang malinaw na pattern ng pamana ng mga indibidwal na katangian ng mga anyo ng magulang ng kanilang mga inapo sa isang bilang ng mga kasunod na henerasyon ay ipinahayag. Binumula ni Mendel ang pagiging regular na ito sa anyo ng mga patakaran ng pagmamana, na tinawag na kalaunan Mga batas ni Mendel.
Ang pagtawid ng dalawang organismo ay tinatawag hybridization. monohybrid (monogenic)) ay tinatawag na pagtawid ng dalawang organismo, kung saan ang pagmamana ng isang pares ng mga alternatibong pagpapakita ng isang katangian ay sinusubaybayan (ang pag-unlad ng katangiang ito ay dahil sa isang pares ng mga alleles ng isang gene). Ang mga hybrid ng unang henerasyon ay pare-pareho sa mga tuntunin ng katangiang pinag-aaralan. Sa F1, isa lamang sa isang pares ng mga alternatibong variant ng katangian ng kulay ng binhi ang lilitaw, na tinatawag nangingibabaw. Ang mga resultang ito ay naglalarawan ng unang batas ni Mendel - ang batas ng pagkakapareho ng mga hybrid ng unang henerasyon, pati na rin ang panuntunan ng pangingibabaw.
Ang unang batas ni Mendel ay maaaring bumalangkas bilang mga sumusunod: kapag tumatawid sa mga homozygous na indibidwal na naiiba sa isa o higit pang mga pares ng mga alternatibong katangian, ang lahat ng mga hybrid ng unang henerasyon ay magiging pare-pareho sa mga katangiang ito. Ang mga hybrid ay magpapakita ng mga nangingibabaw na katangian ng kanilang mga magulang.
Sa ikalawang henerasyon, natagpuan ang paghahati ayon sa pinag-aralan na katangian
Ang ratio ng mga inapo na may dominante at recessive na pagpapakita ng katangian ay malapit sa ¾ hanggang ¼. Sa ganitong paraan, Ang pangalawang batas ni Mendel ay maaaring mabuo tulad ng sumusunod: sa kaso ng monohybrid crossing ng heterozygous na mga indibidwal (F1 hybrids), sa ikalawang henerasyon, ang paghahati ay sinusunod ayon sa mga variant ng nasuri na katangian sa ratio na 3:1 ng phenotype at 1:2: 1 ayon sa genotype. Upang ipaliwanag ang pamamahagi ng mga katangian sa mga hybrid ng sunud-sunod na henerasyon, iminungkahi ni G. Mendel na ang bawat namamana na katangian ay nakasalalay sa presensya sa mga somatic cell ng dalawang namamana na mga kadahilanan na natanggap mula sa ama at ina. Sa ngayon, itinatag na ang namamana na mga kadahilanan ni Mendel ay tumutugma sa mga gene - loci ng mga chromosome.
Ang mga homozygous na halaman na may mga dilaw na buto (AA) ay bumubuo ng mga gametes ng parehong uri sa A allele; ang mga halaman na may berdeng buto (aa) ay bumubuo ng mga gametes na may a. Kaya, gamit ang modernong terminolohiya, ang hypothesis " kadalisayan ng gametes” ay maaaring buuin tulad ng sumusunod: “Sa proseso ng pagbuo ng mga cell ng mikrobyo, isang gene lamang mula sa isang allelic pair ang pumapasok sa bawat gamete, dahil, sa proseso ng meiosis, isang chromosome mula sa isang pares ng homologous chromosome ang pumapasok sa gamete.
Ang pagtawid, kung saan ang mana ay sinusubaybayan sa dalawang pares ng mga alternatibong katangian, ay tinatawag dihybrid, para sa ilang pares ng mga palatandaan - polyhybrid. Sa mga eksperimento ni Mendel, kapag tumatawid sa isang uri ng gisantes na may dilaw (A) at makinis (B) na mga buto, na may isang uri ng gisantes na may berdeng (a) at kulubot (b) na mga buto, ang F1 hybrids ay may dilaw at makinis na mga buto, i.e. lumitaw ang mga nangingibabaw na katangian (uniporme ang mga hybrid).
Ang mga hybrid na buto ng ikalawang henerasyon (F2) ay nahahati sa apat na phenotypic na grupo sa ratio: 315 - na may makinis na dilaw na buto, 101 - may kulubot na dilaw, 108 - na may makinis na berde, 32 - na may berdeng kulubot na buto. Kung ang bilang ng mga supling sa bawat pangkat ay hinati sa bilang ng mga supling sa pinakamaliit na grupo, kung gayon sa F2 ang ratio ng mga phenotypic na klase ay magiging humigit-kumulang 9:3:3:1. Kaya, ayon sa Ang ikatlong batas ni Mendel, ang mga gene ng iba't ibang mga pares ng allelic at ang kanilang mga kaukulang katangian ay ipinapadala sa mga supling hindi alintana mula sa isa't isa pagsasama-sama sa lahat ng uri ng kumbinasyon.
Sa kumpletong pangingibabaw ng isang allele sa isa pa, ang mga heterozygous na indibidwal ay phenotypically na hindi makilala mula sa mga homozygous para sa dominanteng allele at maaari lamang silang makilala gamit ang hybridological analysis, i.e. sa pamamagitan ng mga supling, na nakuha mula sa isang tiyak na uri ng pagtawid, na tinatawag pagsusuri. Ang pagsusuri ay isang uri ng pagtawid kung saan ang pagsubok na indibidwal na may nangingibabaw na katangian ay natawid sa isang indibidwal na homozygous para sa recessive na mansanas.
Kung ang nangingibabaw na indibidwal ay homozygous, ang mga supling mula sa naturang krus ay magiging pare-pareho at hindi magaganap ang paghahati. Kung ang isang indibidwal na may nangingibabaw na katangian ay heterozygous, ang paghahati ay magaganap sa isang ratio na 1: 1 sa mga tuntunin ng phenotype at genotype.
Interaksyon ng Gene
Sa ilang mga kaso, ang pagkilos ng iba't ibang mga gene ay medyo independyente, ngunit, bilang isang patakaran, ang pagpapakita ng mga palatandaan ay ang resulta ng pakikipag-ugnayan ng mga produkto ng iba't ibang mga gene. Maaaring may kaugnayan ang mga pakikipag-ugnayang ito sa allelic, kaya kasama hindi allelic mga gene.
Pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga alleles Ang mga gene ay isinasagawa sa anyo ng tatlong anyo: kumpletong dominasyon, hindi kumpletong dominasyon at independiyenteng pagpapakita (codominance).
Noong nakaraan, ang mga eksperimento ni Mendel ay isinasaalang-alang, na nagsiwalat ng kumpletong pangingibabaw ng isang allele at ang recessiveness ng isa pa. Ang hindi kumpletong pangingibabaw ay sinusunod kapag ang isang gene mula sa isang pares ng mga alleles ay hindi nagbibigay ng pagbuo ng isang produktong protina na sapat para sa normal na pagpapakita ng isang katangian. Sa ganitong paraan ng pakikipag-ugnayan ng gene, lahat ng heterozygotes at homozygotes ay makabuluhang naiiba sa phenotype mula sa bawat isa. Sa codedominance sa mga heterozygous na organismo, ang bawat isa sa mga allelic genes ay nagiging sanhi ng pagbuo ng isang katangian na kinokontrol nito sa phenotype. Ang isang halimbawa ng ganitong paraan ng pakikipag-ugnayan ng mga alleles ay ang pamana ng mga pangkat ng dugo ng tao ayon sa sistema ng ABO, na tinutukoy ng gene I. Mayroong tatlong mga alleles ng gene na ito Io, Ia, Ib, na tumutukoy sa mga antigen ng pangkat ng dugo. Ang pamana ng mga pangkat ng dugo ay naglalarawan din ng hindi pangkaraniwang bagay maramihan allelism: sa mga gene pool ng mga populasyon ng tao, ang gene I ay umiiral sa anyo ng tatlong magkakaibang alleles, na pinagsama sa mga indibidwal na indibidwal nang pares lamang.
Pakikipag-ugnayan ng mga hindi allelic na gene. Sa ilang mga kaso, ang dalawa (o higit pang) pares ng mga hindi allelic na gene ay maaaring makaimpluwensya sa isang katangian ng isang organismo. Ito ay humahantong sa mga makabuluhang paglihis ng bilang ng mga phenotypic (ngunit hindi genotypic) na mga klase mula sa mga itinatag ni Mendel sa mga dihybrid na krus. Ang pakikipag-ugnayan ng mga non-allelic genes ay nahahati sa mga pangunahing anyo: complementarity, epistasis, polymerization.
Sa pantulong pakikipag-ugnayan, ang katangian ay nagpapakita lamang ng sarili sa kaso ng sabay-sabay na presensya ng dalawang nangingibabaw na non-allelic na mga gene sa genotype ng organismo. Ang isang halimbawa ng isang komplementaryong pakikipag-ugnayan ay ang pagtawid ng dalawang magkaibang uri ng matamis na gisantes na may mga puting bulaklak na talulot.
Ang susunod na uri ng pakikipag-ugnayan ng mga hindi allelic na gene ay epistasis, kung saan ang gene ng isang allelic na pares ay pinipigilan ang pagkilos ng gene ng isa pang pares. Ang isang gene na pumipigil sa pagkilos ng iba ay tinatawag epistatic genome(o suppressor). Ang pinigilan na gene ay tinatawag hypostatic. Ang epistasis ay maaaring nangingibabaw o resessive. Ang isang halimbawa ng nangingibabaw na epistasis ay ang pagmamana ng kulay ng balahibo ng mga manok. Tinutukoy ng Gene C sa dominanteng anyo nito ang normal na produksyon ng pigment, ngunit ang nangingibabaw na allele ng isa pang gene I ay ang suppressor nito. Bilang resulta, ang mga manok na may dominanteng allele ng color gene sa genotype ay nagiging puti sa pagkakaroon ng suppressor. Ang epistatic action ng recessive gene ay naglalarawan ng pamana ng kulay ng amerikana sa mga daga sa bahay. Ang kulay ng Agouti (namumula-kulay na kulay ng amerikana) ay tinutukoy ng dominanteng gene A. Ang recessive allele a nito sa homozygous na estado ay nagdudulot ng itim na kulay. Ang nangingibabaw na gene ng iba pang pares C ay tumutukoy sa pagbuo ng pigment, ang mga homozygotes para sa recessive allele c ay mga albino na may puting buhok at pulang mata (kakulangan ng pigment sa coat at iris).
Ang pamana ng isang katangian, ang paghahatid at pag-unlad kung saan, bilang isang patakaran, ay dahil sa dalawang alleles ng isang gene, ay tinatawag na monogenic. Bilang karagdagan, ang mga gene mula sa iba't ibang mga pares ng allelic ay kilala (tinatawag silang polymeric o polygenes), humigit-kumulang sa parehong epekto sa katangian.
Ang kababalaghan ng sabay-sabay na pagkilos sa isang katangian ng ilang mga non-allelic genes ng parehong uri ay tinatawag na polymerism. Bagaman ang mga polymeric genes ay hindi allelic, ngunit dahil tinutukoy nila ang pagbuo ng isang katangian, kadalasang tinutukoy sila ng isang solong titik A (a), na nagpapahiwatig ng bilang ng mga allelic na pares na may mga numero. Ang pagkilos ng polygenes ay kadalasang sumasa.
Nakaugnay na mana
Ang isang pagsusuri sa pamana ng ilang mga katangian nang sabay-sabay sa Drosophila, na isinagawa ni T. Morgan, ay nagpakita na ang mga resulta ng pagsusuri ng mga krus ng F1 hybrids ay minsan ay naiiba sa mga inaasahan sa kaso ng kanilang independiyenteng mana. Sa mga supling ng naturang pagtawid, sa halip na isang libreng kumbinasyon ng mga katangian ng iba't ibang mga pares, ang isang ugali ay naobserbahan na magmana ng mga kumbinasyon ng mga katangian ng magulang. Ang ganitong uri ng pamana ay tinawag naka-link. Ang linked inheritance ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng lokasyon ng kaukulang mga gene sa parehong chromosome. Bilang bahagi ng huli, ang mga ito ay ipinadala mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon ng mga selula at organismo, na pinapanatili ang kumbinasyon ng mga parental alleles.
Ang pag-asa ng naka-link na pamana ng mga katangian sa lokalisasyon ng mga gene sa isang chromosome ay nagbibigay ng dahilan upang isaalang-alang ang mga chromosome bilang hiwalay mga grupo ng clutch. Ang isang pagsusuri sa pagmamana ng katangian ng kulay ng mata sa Drosophila sa laboratoryo ng T. Morgan ay nagsiwalat ng ilang mga tampok na naging dahilan upang iisa ang isa bilang isang hiwalay na uri ng pagmamana ng mga katangian. manang nauugnay sa kasarian.
Ang pag-asa sa mga resulta ng eksperimento kung alin sa mga magulang ang carrier ng nangingibabaw na variant ng katangian ay naging posible na magmungkahi na ang gene na tumutukoy sa kulay ng mga mata sa Drosophila ay matatagpuan sa X chromosome at walang homologue. sa Y chromosome. Ang lahat ng mga tampok ng mana na nauugnay sa sex ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng hindi pantay na dosis ng kaukulang mga gene sa mga kinatawan ng iba't ibang - homo- at heterogametic na kasarian. Ang X chromosome ay naroroon sa karyotype ng bawat indibidwal, samakatuwid, ang mga katangian na tinutukoy ng mga gene ng chromosome na ito ay nabuo sa parehong babae at lalaki na kinatawan. Ang mga indibidwal ng homogametic sex ay tumatanggap ng mga gene na ito mula sa parehong mga magulang at ipinapasa ito sa lahat ng supling sa pamamagitan ng kanilang mga gametes. Ang mga miyembro ng heterogametic sex ay tumatanggap ng isang X chromosome mula sa isang homogametic na magulang at ipinapasa ito sa kanilang mga homogametic na supling. Sa mga mammal (kabilang ang mga tao), ang mga lalaki ay tumatanggap ng mga X-linked na gene mula sa kanilang mga ina at ipinapasa ito sa kanilang mga anak na babae. Kasabay nito, ang kasarian ng lalaki ay hindi kailanman nagmamana ng paternal X-linked na katangian at hindi ito ipinapasa sa kanyang mga anak na lalaki.
Ang aktibong gumaganang mga gene ng Y chromosome na walang alleles sa X chromosome ay naroroon sa genotype ng heterogametic sex lamang, at sa hemizygous na estado. Samakatuwid, ipinakita nila ang kanilang mga sarili sa phenotypically at ipinadala mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon lamang sa mga kinatawan ng heterogametic sex. Kaya, sa mga tao, ang isang tanda ng hypertrichosis ng auricle ("mabalahibong tainga") ay sinusunod ng eksklusibo sa mga lalaki at minana mula sa ama hanggang sa anak na lalaki.
Magsisimula tayo sa pamamagitan ng paglalahad ng mga batas ni Mendel, pagkatapos ay pag-uusapan natin ang tungkol kay Morgan, at sa huli sasabihin natin kung bakit kailangan ang genetika ngayon, paano ito nakakatulong at ano ang mga pamamaraan nito.
Noong 1860s, sinimulang pag-aralan ng monghe na si Mendel ang pamana ng mga katangian. Ito ay ginawa bago niya, at sa unang pagkakataon ay binanggit ito sa Bibliya. Sinasabi ng Lumang Tipan na kung ang may-ari ng mga hayop ay nais na makakuha ng isang tiyak na lahi, pagkatapos ay pinakain niya ang ilang mga tupa na may mga binalat na sanga kung nais niyang makakuha ng mga supling na may puting lana, at hindi malinis kung nais niyang makuha ang balat ng itim na baka. Ibig sabihin, kung paano minana ang mga katangiang nag-aalala sa mga tao bago pa man naisulat ang Bibliya. Bakit, bago si Mendel, hindi nila mahanap ang mga batas ng paghahatid ng mga katangian sa mga henerasyon?
Ang katotohanan ay bago sa kanya, ang mga mananaliksik ay pumili ng isang hanay ng mga tampok ng isang indibidwal, na mas mahirap harapin kaysa sa isang tampok. Bago sa kanya, ang paghahatid ng mga palatandaan ay madalas na isinasaalang-alang bilang isang solong kumplikado (tulad ng - siya ay may mukha ng isang lola, bagaman mayroong maraming mga indibidwal na palatandaan dito). At itinala ni Mendel ang paghahatid ng bawat katangian nang hiwalay, hindi alintana kung paano nailipat ang iba pang mga katangian sa mga inapo.
Mahalaga na si Mendel ay pumili ng mga palatandaan para sa pag-aaral, ang pagpaparehistro nito ay napakasimple. Ito ay mga discrete at alternatibong mga palatandaan:
- discrete (discontinuous) features: ang isang partikular na feature ay naroroon o wala. Halimbawa, isang tanda ng kulay: ang isang gisantes ay maaaring berde o hindi berde.
- mga alternatibong tampok: ang isang estado ng isang tampok ay hindi kasama ang pagkakaroon ng isa pang estado. Halimbawa, ang estado ng naturang katangian bilang kulay: ang isang gisantes ay alinman sa berde o dilaw. Ang parehong mga estado ng isang katangian ay hindi maaaring lumitaw sa isang organismo.
Ang diskarte ni Mendel sa pagsusuri ng mga inapo ay isa na hindi pa nagagamit noon. Ito ay isang quantitative, istatistikal na paraan ng pagsusuri: lahat ng mga inapo na may ibinigay na estado ng katangian (halimbawa, berdeng mga gisantes) ay pinagsama sa isang grupo at ang kanilang bilang ay binibilang, na kung saan ay inihambing sa bilang ng mga inapo na may ibang katangian ng estado (dilaw mga gisantes).
Bilang isang tanda, pinili ni Mendel ang kulay ng mga buto ng paghahasik ng mga gisantes, ang estado kung saan ay kapwa eksklusibo: ang kulay ay alinman sa dilaw o berde. Ang isa pang palatandaan ay ang hugis ng mga buto. Ang mga alternatibong estado ng katangian ay hugis o kulubot o makinis. Ito ay lumabas na ang mga palatandaang ito ay matatag na muling ginawa sa mga henerasyon, at lumilitaw alinman sa isang estado o sa isa pa. Sa kabuuan, pinag-aralan ni Mendel ang 7 pares ng mga palatandaan, na sinusubaybayan ang bawat isa nang hiwalay.
Sa pagtawid, sinisiyasat ni Mendel ang paghahatid ng mga katangian mula sa mga magulang sa kanilang mga supling. At iyon ang nakuha niya. Isa sa mga magulang ay nagbigay sa isang serye ng mga henerasyon sa panahon ng self-pollination lamang kulubot buto, ang iba pang mga magulang - lamang makinis na buto.
Ang mga gisantes ay mga pollinator sa sarili. Upang makakuha ng mga supling mula sa dalawang magkaibang magulang (hybrids), kailangan niyang tiyakin na ang mga halaman ay hindi nag-self-pollinate. Upang gawin ito, inalis niya ang mga stamen mula sa isang halaman ng magulang, at inilipat ang pollen mula sa isa pang halaman dito. Sa kasong ito, ang mga nagresultang buto ay hybrid. Ang lahat ng mga hybrid na buto sa unang henerasyon ay pareho. Lahat sila ay makinis. Tinatawag namin ang ipinahayag na estado ng katangian na nangingibabaw (ang kahulugan ng ugat ng salitang ito ay nangingibabaw). Ang isa pang estado ng katangian (kulubot na buto) ay hindi natagpuan sa mga hybrid. Tinatawag namin itong estado ng katangiang recessive (inferior).
Tinawid ni Mendel ang mga halaman ng unang henerasyon sa loob ng kanyang sarili at tiningnan ang hugis ng nagresultang mga gisantes (ito ang pangalawang henerasyon ng mga supling ng krus). Karamihan sa mga buto ay makinis. Ngunit ang bahagi ay kulubot, eksaktong pareho para sa orihinal na magulang (kung ang pag-uusapan natin ay tungkol sa aming sariling pamilya, sasabihin namin na ang apo ay eksaktong katulad ng kanyang lolo, kahit na sina nanay at tatay ay walang ganitong kondisyon). Nagsagawa siya ng isang quantitative na pag-aaral kung anong proporsyon ng mga supling ang nabibilang sa isang klase (makinis - nangingibabaw), at kung alin sa ibang klase (kulubot - recessive). Ito ay lumabas na halos isang-kapat ng mga buto ay kulubot, at tatlong quarter ay makinis.
Isinagawa ni Mendel ang parehong mga krus ng unang henerasyong mga hybrid para sa lahat ng iba pang katangian: kulay ng buto, kulay ng bulaklak, atbp. Nakita niya na napanatili ang 3:1 ratio.
Tumawid si Mendel sa isang direksyon (si tatay na may dominanteng katangian, si nanay na may recessive na katangian) at sa kabilang direksyon (si tatay na may recessive na katangian, si nanay na may dominanteng katangian). Kasabay nito, ang mga resulta ng husay at dami ng paglilipat ng mga katangian sa mga henerasyon ay pareho. Mula dito maaari nating tapusin na ang parehong mga hilig ng babae at ama ng katangian ay gumagawa ng parehong kontribusyon sa pamana ng katangian sa mga supling.
Ang katotohanan na sa unang henerasyon ay ipinakita ang katangian ng isang magulang lamang, tinatawag natin ang batas ng pagkakapareho ng mga hybrid ng unang henerasyon o ang batas ng pangingibabaw.
Ang katotohanan na sa ikalawang henerasyon ang mga palatandaan ng parehong isang magulang (nangingibabaw) at ang isa pa (recessive) na muling lumitaw ay nagbigay-daan kay Mendel na magmungkahi na hindi ang katangiang tulad nito ang minana, ngunit ang deposito ng pag-unlad nito (na tinatawag natin ngayon. ang gene). Iminungkahi din niya na ang bawat organismo ay naglalaman ng isang pares ng gayong mga hilig para sa bawat katangian. Isa lamang sa dalawang hilig ang pumasa mula sa magulang patungo sa anak. Ang deposito ng bawat uri (dominant o recessive) ay ipinapasa sa inapo na may pantay na posibilidad. Kapag pinagsama ang dalawang magkaibang hilig (dominant at recessive) sa isang descendant, isa lang sa mga ito ang lilitaw (dominant, it is denoted by a capital letter A). Ang recessive na deposito (ito ay tinutukoy ng isang maliit na titik a) ay hindi nawawala sa hybrid, dahil lumilitaw ito bilang isang katangian sa susunod na henerasyon.
Dahil sa ikalawang henerasyon, ang eksaktong parehong organismo ay lumitaw bilang magulang, nagpasya si Mendel na ang deposito ng isang katangian ay "hindi nababahiran", kapag pinagsama sa isa pa, ito ay nananatiling dalisay. Kasunod nito, natagpuan na kalahati lamang ng mga hilig nito ang ipinadala mula sa organismo na ito - mga cell ng mikrobyo, tinatawag silang gametes, nagdadala lamang ng isa sa dalawang alternatibong palatandaan.
Sa mga tao, mayroong humigit-kumulang 5 libong morphological at biochemical traits na malinaw na minana ayon kay Mendel. Sa paghusga sa pamamagitan ng paghahati sa ikalawang henerasyon, ang mga alternatibong hilig ng isang katangian ay pinagsama sa bawat isa nang nakapag-iisa. Iyon ay, ang nangingibabaw na katangian ay maaaring lumitaw sa mga kumbinasyon tulad ng Ah, aa at AA, at resessive lamang sa kumbinasyon aa.
Ulitin natin na iminungkahi ni Mendel na hindi ang katangian ang minana, ngunit ang mga hilig ng katangian (genes) at ang mga hilig na ito ay hindi naghahalo, kaya ang batas na ito ay tinatawag na batas ng kadalisayan ng gamete. Sa pamamagitan ng pag-aaral ng proseso ng pagmamana, posible na gumawa ng mga konklusyon tungkol sa ilang mga katangian ng minanang materyal, iyon ay, ang mga gawa ay matatag sa mga henerasyon, pinapanatili ang kanilang mga katangian, na ang mga gawa ay discrete, iyon ay, isang estado lamang ng ang katangian ay tinutukoy, na mayroong dalawa sa kanila, sila ay pinagsama nang random, atbp. d.
Sa panahon ni Mendel, walang nalalaman tungkol sa meiosis, bagama't alam na nila ang tungkol sa istrukturang nuklear ng selula. Ang katotohanan na ang nucleus ay naglalaman ng isang sangkap na tinatawag na nuclein ay nalaman lamang ng ilang taon pagkatapos ng pagtuklas ng mga batas ni Mendel, at ang pagtuklas na ito ay hindi konektado sa kanya.
Ang lahat ng mga konklusyon ng materyal sa itaas ay maaaring mabalangkas tulad ng sumusunod:
1) Ang bawat namamanang katangian ay tinutukoy ng isang hiwalay na namamana na salik, deposito; sa modernong pananaw, ang mga hilig na ito ay tumutugma sa mga gene;
2) Ang mga gene ay pinapanatili sa kanilang dalisay na anyo sa ilang henerasyon, nang hindi nawawala ang kanilang sariling katangian: ito ay patunay ng pangunahing posisyon ng genetika: ang gene ay medyo pare-pareho;
3) Ang parehong mga kasarian ay pantay na nakikilahok sa paglilipat ng kanilang mga namamanang ari-arian sa mga supling;
4) Pag-reduplikasyon ng pantay na bilang ng mga gene at ang pagbabawas ng mga ito sa male at female germ cells; ang posisyon na ito ay isang genetic na hula ng pagkakaroon ng meiosis;
5) Ang mga hereditary inclinations ay ipinares, ang isa ay maternal, ang isa ay paternal; ang isa sa kanila ay maaaring nangingibabaw, ang isa ay resessive; ang probisyong ito ay tumutugma sa pagtuklas ng prinsipyo ng allelism: ang isang gene ay kinakatawan ng hindi bababa sa dalawang alleles.
Kasama sa mga batas ng mana ang batas ng paghahati ng mga namamana na katangian sa supling ng isang hybrid at ang batas ng independiyenteng kumbinasyon ng mga namamana na katangian. Ang dalawang batas na ito ay sumasalamin sa proseso ng paghahatid ng namamana na impormasyon sa mga henerasyon ng cell sa panahon ng sekswal na pagpaparami. Ang kanilang pagtuklas ay ang unang aktwal na patunay ng pagkakaroon ng heredity bilang isang phenomenon.
Ang mga batas ng pagmamana ay may ibang nilalaman, at ang mga ito ay nabuo sa sumusunod na anyo:
- Ang unang batas ay ang batas ng discrete (genetic) hereditary determination ng mga katangian; pinagbabatayan nito ang teorya ng gene.
- Ang pangalawang batas ay ang batas ng kamag-anak na katatagan ng namamana na yunit - ang gene.
- Ang ikatlong batas ay ang batas ng allelic state ng gene (dominance at recessiveness).
Ang katotohanan na ang mga batas ni Mendel ay nauugnay sa pag-uugali ng mga chromosome sa panahon ng meiosis ay natuklasan sa simula ng ika-20 siglo sa panahon ng muling pagtuklas ng mga batas ni Mendel nang sabay-sabay ng tatlong grupo ng mga siyentipiko na independyente sa bawat isa. Tulad ng alam mo na, ang isang tampok ng meiosis ay ang bilang ng mga chromosome sa isang cell ay nahahati, ang mga chromosome ay maaaring magbago ng kanilang mga bahagi sa panahon ng meiosis. Ang tampok na ito ay nagpapakilala sa sitwasyon sa ikot ng buhay sa lahat ng eukaryotes.
Upang masubukan ang pagpapalagay ng pamana ng mga hilig sa form na ito, tulad ng nasabi na natin, tinawid din ni Mendel ang mga inapo ng unang henerasyon, na may mga dilaw na buto na may magulang na berde (recessive). Ang pagtawid sa isang recessive na organismo ay tinawag niyang pagsusuri. Bilang resulta, nagkaroon siya ng one-to-one split :( Ah X aa = Ah + Ah + aa + aa). Kaya, kinumpirma ni Mendel ang palagay na sa organismo ng unang henerasyon ay may mga hilig ng mga katangian ng bawat isa sa mga magulang sa isang ratio na 1 hanggang 1. Tinawag ni Mendel ang estado kapag ang parehong mga hilig ng katangian ay parehong homozygous, at kapag magkaiba sila - heterozygous.
Isinasaalang-alang ni Mendel ang mga resulta na nakuha sa libu-libong mga buto, iyon ay, nagsagawa siya ng mga pag-aaral sa istatistika na sumasalamin sa isang biological pattern. Ang mismong mga batas na natuklasan niya ay ilalapat din sa iba pang mga eukaryote, tulad ng fungi. Ipinapakita dito ang mga fungi kung saan ang apat na spores na nagreresulta mula sa isang meiosis ay nananatili sa isang karaniwang shell. Ang pagsusuri sa pagtawid sa naturang fungi ay humahantong sa katotohanan na sa isang shell mayroong 2 spores na may katangian ng isang magulang at dalawa na may katangian ng isa pa. Kaya, ang paghahati ng 1:1 sa analyzing cross ay sumasalamin sa biological regularity ng paghahati ng mga gawa ng isang katangian sa bawat meiosis, na magmumukhang isang statistical regularity kung ang lahat ng spores ay pinaghalo.
Ang katotohanan na ang mga magulang ay may iba't ibang estado ng isang katangian ay nagpapahiwatig na ang mga hilig para sa pag-unlad ng katangian ay maaaring kahit papaano ay magbago. Ang mga pagbabagong ito ay tinatawag na mutations. Ang mga mutasyon ay neutral: hugis ng buhok, kulay ng mata, atbp. Ang ilang mutasyon ay humahantong sa mga pagbabago na nakakagambala sa normal na paggana ng katawan. Ang mga ito ay short-leggedness sa mga hayop (baka, tupa, atbp.), eyelessness at winglessness sa mga insekto, hairlessness sa mammals, gigantism at dwarfism.
Ang ilang mutasyon ay maaaring hindi nakakapinsala, tulad ng kawalan ng buhok sa mga tao, bagama't lahat ng primates ay may buhok. Ngunit kung minsan may mga pagbabago sa intensity ng buhok sa katawan at sa mga tao. Tinawag ni N.I. Vavilov ang hindi pangkaraniwang bagay na ito bilang batas ng homological series ng hereditary variability: iyon ay, ang isang katangiang tipikal ng isa lamang sa dalawang magkaugnay na species ay maaaring matagpuan na may ilang dalas sa mga indibidwal ng isang kaugnay na species.
Ipinapakita ng slide na ito na ang mga mutasyon ay maaaring maging kapansin-pansin, nakikita natin ang isang pamilyang Negro kung saan ipinanganak ang isang puting albino. Ang kanyang mga anak ay mas malamang na maging pigmented dahil ang mutation ay recessive at ang dalas nito ay mababa.
Napag-usapan na natin noon ang tungkol sa mga palatandaan na ganap na nahayag. Ngunit hindi ito ang kaso para sa lahat ng mga palatandaan. Halimbawa, ang phenotype ng heterozygotes ay maaaring intermediate sa pagitan ng nangingibabaw at recessive na katangian ng mga magulang. Kaya, ang kulay ng prutas sa talong sa unang henerasyon ay nagbabago mula sa madilim na asul hanggang sa hindi gaanong matinding lila. Kasabay nito, sa ikalawang henerasyon, ang paghahati sa pamamagitan ng pagkakaroon ng kulay ay nanatiling 3:1, ngunit kung isasaalang-alang natin ang intensity ng kulay, ang paghahati ay naging 1:2:1 (ang kulay ay madilim na asul - AA, lila - 2 Ah at puti - aa, ayon sa pagkakabanggit) Sa kasong ito, malinaw na ang pagpapakita ng katangian ay nakasalalay sa dosis ng nangingibabaw na allele. Ang paghihiwalay ayon sa phenotype ay tumutugma sa cleavage ayon sa genotype: mga klase AA, Ah at aa, sa ratio na 1:2:1.
Muli, itinatampok namin ang papel ni Mendel sa pag-unlad ng agham. Walang sinumang nauna sa kanya ang nag-isip na maaaring mayroong mga hilig ng mga palatandaan. Ito ay pinaniniwalaan na sa bawat isa sa atin ay may isang maliit na tao, sa loob niya ay may isa pang maliit na tao, atbp. Ang paglilihi ay may kinalaman sa hitsura nito, ngunit ayon sa mekanismo, ang isang handa na maliit na tao ay naroroon na mula sa simula ng kanyang paglaki. Iyon ang mga nangingibabaw na ideya, na, siyempre, ay may isang disbentaha - ayon sa teoryang ito, na may malaking bilang ng mga henerasyon, ang homunculus ay dapat na mas maliit sa laki kaysa sa isang elementarya, ngunit pagkatapos ay hindi pa nila alam. tungkol sa mga particle J.
Paano nalaman ni Mendel kung aling katangian ang nangingibabaw at alin ang recessive? Wala siyang alam sa ganitong uri, kinuha lang niya ang ilang prinsipyo ng karanasan sa pag-oorganisa. Sa madaling paraan, ang mga katangian na kanyang naobserbahan ay iba-iba: taas, laki, kulay ng bulaklak, kulay ng bean, at iba pa. Wala siyang isang priori na modelo ng mekanismo ng pamana, nakuha niya ito mula sa pagmamasid sa paghahatid ng isang katangian sa mga henerasyon. Isa pang tampok ng kanyang pamamaraan. Nalaman niya na ang proporsyon ng mga indibidwal na may recessive na katangian sa ikalawang henerasyon ay isang quarter ng lahat ng supling. Iyon ay, ang posibilidad na ang gisantes na ito ay berde ay 1/4. Sabihin nating naging average na 4 na mga gisantes sa isang pod. Magkakaroon ba sa bawat pod (ito ang supling ng dalawa at dalawang magulang lamang) 1 berde at 3 dilaw na gisantes? Hindi. Halimbawa, ang posibilidad na magkakaroon ng 2 berdeng gisantes ay 1/4 x 1/4 = 1/16, at ang lahat ng apat ay berde ay 1/256. Iyon ay, kung kukuha ka ng isang bungkos ng beans, na may apat na mga gisantes sa bawat isa, kung gayon bawat ika-256 ay magkakaroon ng lahat ng mga gisantes na may mga recessive na katangian, iyon ay, berde. Sinuri ni Mendel ang mga supling ng maraming magkaparehong pares ng mga magulang. Napag-usapan ang crossbreeding dahil ipinapakita nila na ang mga batas ni Mendel ay lumalabas bilang istatistika, at nakabatay sa isang biological pattern - 1: 1. Iyon ay, ang mga gametes ng iba't ibang uri sa BAWAT meiosis sa isang heterozygote ay nabuo sa isang pantay na ratio - 1: 1, at ang mga pattern ay lilitaw sa istatistika, dahil ang mga inapo ng daan-daang meioses ay nasuri - Sinuri ni Mendel ang higit sa 1000 mga inapo sa pagtawid sa bawat uri .
Una, pinag-aralan ni Mendel ang pamana ng isang pares ng mga katangian. Naisip niya tuloy kung ano ang mangyayari kung ang dalawang pares ng mga palatandaan ay naobserbahan nang sabay. Sa itaas sa figure, sa kanang bahagi, ang naturang pag-aaral ay inilalarawan ng pag-iisip ng mga pares ng mga palatandaan - ang kulay ng mga gisantes at ang hugis ng mga gisantes.
Ang mga magulang ng isang uri ay nagbigay ng dilaw at bilog na mga gisantes sa panahon ng self-pollination. Ang mga magulang ng ibang uri ay gumawa ng berde at kulubot na mga gisantes sa panahon ng self-pollination. Sa unang henerasyon, natanggap niya ang lahat ng mga gisantes na dilaw, at bilog ang hugis. Ang resultang paghahati sa ikalawang henerasyon ay maginhawang isinasaalang-alang gamit ang Penet lattice. Nakuha ang 9:3:3:1 split (dilaw at bilog: dilaw at kulubot: berde at bilog: berde at kulubot). Ang paghahati para sa bawat pares ng mga tampok ay nangyayari nang hiwalay sa isa't isa. Ang ratio na 9zhk + 3zhm + 3bk + 1sm ay tumutugma sa isang independiyenteng kumbinasyon ng mga resulta ng dalawang krus (3g + 1h) x (3k + 1m). Iyon ay, ang mga paggawa ng mga palatandaan ng mga pares na ito (kulay at hugis) ay pinagsama nang nakapag-iisa.
Kalkulahin natin kung gaano karaming iba't ibang klase ng phenotypic ang nakuha natin. Mayroon kaming 2 phenotypic na klase: dilaw at berde; at sa isa pang batayan 2 phenotypic classes: bilog at kulubot. At sa kabuuan ay magkakaroon ng 2*2=4 phenotypic classes, na nakuha namin sa itaas. Kung isasaalang-alang natin ang tatlong katangian, magkakaroon ng 2 3 = 8 na klase ng mga phenotypic na klase. Umabot si Mendel hanggang sa dihybrid crosses. Ang mga gawa ng lahat ng mga katangian, sa kabutihang palad, si Mendel, ay nasa mga gisantes sa iba't ibang mga kromosom, at mayroong 7 pares ng mga kromosom sa mga gisantes. Samakatuwid, lumabas na kinuha niya ang mga katangian na pinagsama nang nakapag-iisa sa mga supling.
Ang mga tao ay may 23 pares ng chromosome. Kung isasaalang-alang natin ang alinmang heterozygous na katangian para sa bawat chromosome, ang isang tao ay maaaring magkaroon ng 2 23 ~ 8 * 10 6 phenotypic classes sa mga supling ng isang mag-asawa. Gaya ng nabanggit sa unang lecture, bawat isa sa atin ay naglalaman ng humigit-kumulang 1 pagkakaiba sa bawat 1000 posisyon sa pagitan ng mga chromosome ng ama at ina, iyon ay, sa kabuuan, mga isang milyong pagkakaiba sa pagitan ng mga chromosome ng ama at ina. Iyon ay, ang bawat isa sa atin ay isang inapo ng isang milyong-hybrid na krus, kung saan ang bilang ng mga klase ng phenotypic ay 2,100,000. Sa pagsasagawa, ang bilang ng mga phenotypic na klase sa mga supling ng isang pares ay hindi natanto, dahil mayroon lamang tayong 23 chromosome, hindi isang milyon. Lumalabas na ang 8*10 6 ay ang mas mababang limitasyon ng posibleng pagkakaiba-iba sa mga supling ng isang ibinigay na mag-asawa. Batay dito, mauunawaan ng isa na hindi maaaring magkaroon ng dalawang ganap na magkaparehong tao. Ang posibilidad ng isang mutation ng isang ibinigay na nucleotide sa DNA sa isang henerasyon ay humigit-kumulang 10 -7 - 10 -8, iyon ay, para sa buong genome (3 * 10 9) magkakaroon ng humigit-kumulang 100 de novo na pagbabago sa pagitan ng magulang at anak. At ang kabuuang pagkakaiba sa kalahati ng iyong genome ng ama mula sa kalahati ng ina ay humigit-kumulang 1,000,000. Nangangahulugan ito na ang mga lumang mutasyon sa iyong genome ay mas madalas kaysa sa mga bagong lumabas (10,000 beses).
Isinagawa din ni Mendel ang pag-aaral ng mga krus - pagtawid sa isang recessive homozygote. Sa isang inapo ng unang henerasyon, ang kumbinasyon ng mga gene ay may anyo AaB b. Kung tatawid mo ito sa isang kinatawan na may ganap na recessive na hanay ng mga gene ( aabb), pagkatapos ay magkakaroon ng apat na posibleng klase na nasa ratio na 1:1:1:1, kabaligtaran sa pagtawid na tinalakay sa itaas, kapag nakakuha kami ng hating 9:3:3:1.
Ipinapakita sa ibaba ang ilang pamantayan sa istatistika - kung aling mga ratio ng mga numero ang dapat isaalang-alang gaya ng inaasahan, sabihin nating 3:1. Halimbawa, para sa 3:1 - sa apat na raang mga gisantes ay hindi malamang na eksaktong 300 hanggang 100 ang lalabas. Kung ito ay lumabas, halimbawa, 301 hanggang 99, kung gayon ang ratio na ito ay maaaring ituring na katumbas ng 3 hanggang 1. At ang 350 hanggang 50 ay malamang na hindi katumbas ng 3 hanggang 1.
Ang chi-square (χ 2) statistical test ay ginagamit upang subukan ang hypothesis na ang naobserbahang distribusyon ay tumutugma sa inaasahan. Ang liham na Griyego na ito ay binibigkas sa Russian bilang "chi", at sa Ingles bilang "chi" (chi).
Ang halaga ng χ 2 ay kinakalkula bilang kabuuan ng mga squared deviations ng mga naobserbahang halaga mula sa inaasahang halaga, na hinati sa inaasahang halaga. Pagkatapos, ayon sa isang espesyal na talahanayan para sa isang ibinigay na halaga ng χ 2, ang halaga ng posibilidad ay natagpuan na ang gayong pagkakaiba sa pagitan ng naobserbahan at inaasahang halaga ay random. Kung ang posibilidad ay mas mababa sa 5%, kung gayon ang paglihis ay hindi itinuturing na random (ang figure ng limang porsyento ay pinili ayon sa kasunduan).
Lagi bang magkakaroon ng ilang namamana na paunang natukoy na katangian? Pagkatapos ng lahat, ang default na pagpapalagay na ito ay sumasailalim sa interpretasyon ng data na nakuha ni Mendel.
Ito ay lumalabas na ito ay maaaring depende sa maraming mga kadahilanan. Mayroong isang minanang katangian sa mga tao - ang anim na daliri. Bagama't tayo, tulad ng lahat ng vertebrates, ay karaniwang may limang daliri.
Ang posibilidad ng pagpapakita ng deposito ng isang katangian sa anyo ng isang sinusunod na katangian (dito, anim na daliri) ay maaaring mas mababa sa 100%. Sa larawan, ang isang tao ay may 6 na daliri sa magkabilang binti. At ang kanyang kakambal ay hindi kinakailangang magpakita ng tanda na ito. Ang proporsyon ng mga indibidwal na may ibinigay na genotype na nagpapakita ng kaukulang phenotype ay tinatawag na penetrance (ang terminong ito ay ipinakilala ng Russian geneticist na si Timofeev-Resovsky).
Sa ilang mga kaso, ang ikaanim na daliri ay maaaring ipahiwatig lamang ng ilang paglaki ng balat. Iminungkahi ni Timofeev-Resovsky na tawagan ang antas ng pagpapakita ng isang katangian sa isang indibidwal na pagpapahayag.
Lalo na malinaw na hindi 100% na koneksyon ng genotype na may phenotype ay maaaring masubaybayan sa pag-aaral ng magkatulad na kambal. Ang kanilang genetic na konstitusyon ay isa sa isa, at ang kanilang mga palatandaan ay nag-tutugma sa iba't ibang antas. Nasa ibaba ang isang talahanayan na nagpapakita ng pagkakataon ng mga palatandaan para sa magkapareho at hindi magkatulad na kambal. Ang iba't ibang sakit ay kinuha bilang mga palatandaan sa talahanayang ito.
Ang isang katangian na naroroon sa karamihan ng mga indibidwal sa kanilang natural na tirahan ay tinatawag na wild type. Ang pinakakaraniwang katangian ay madalas na nangingibabaw. Ang ganitong relasyon ay maaaring may adaptive value na kapaki-pakinabang sa species. Sa mga tao, ang nangingibabaw na katangian ay, halimbawa, itim na buhok, maitim na mata, kulot na buhok. Sa pamamagitan ng paraan, dahil ang kaukulang mga gene ay nasa iba't ibang mga kromosom, maaari kang makakuha ng isang kulot na itim na lalaki na magiging blond - walang nagbabawal dito.
Bakit nangyayari na sa isang monohybrid crossing, ang tatlong genotypic classes sa mga supling ng ikalawang henerasyon ay tumutugma sa ilang mga kaso sa tatlong phenotypic classes (talong blue violet at white), at sa isa pang kaso sa dalawang klase (dilaw o berdeng mga gisantes) ? Bakit hindi kumpleto ang pagpapakita ng nangingibabaw na katangian sa isang kaso, at kumpleto sa isa pa? Maaaring iguhit ang isang pagkakatulad sa photographic film. Depende sa dami ng liwanag, ang frame ay maaaring maging ganap na transparent, kulay abo at ganap na itim. Ganoon din sa mga gene. Halimbawa, ang mais ay may Y gene, na tumutukoy sa pagbuo ng bitamina A. Kapag ang dosis ng Y gene sa bawat cell ay tumaas mula isa hanggang tatlo, ang aktibidad ng enzyme na na-encode nito ay nagbabago nang linearly at, sa kasong ito, ang pagbuo ng bitamina A at ang kulay ng butil ay tumaas. (Sa mais, ang pangunahing bahagi ng butil ay ang endosperm. Ang bawat endosperm cell ay may tatlong genome - dalawa mula sa ina at isa mula kay tatay). Iyon ay, maraming mga katangian ang nakasalalay sa dami ng allele. Ang mas maraming kopya ng allele ng nais na uri, mas malaki ang magiging halaga ng katangiang kinokontrol nito. Ang ganitong relasyon ay patuloy na ginagamit sa biotechnology.
Maaaring ligtas na hindi natuklasan ni Mendel ang kanyang mga batas. Ang pananaliksik sa mga gisantes ay nagbigay-daan kay Mendel na matuklasan ang kanyang mga batas, dahil ang mga gisantes ay isang halamang nagpo-pollinate sa sarili, at samakatuwid ay homozygous nang walang pamimilit. Sa panahon ng self-pollination, ang proporsyon ng heterozygotes ay bumababa sa proporsyon sa dalawa sa kapangyarihan ng numero ng henerasyon. Ito ang swerte ni Mendel - kung ang proporsyon ng heterozygotes ay malaki, kung gayon walang mga pattern na mapapansin. Nang kumuha siya ng mga cross-pollinator, nasira ang mga pattern, na labis na ikinagalit ni Mendel, dahil naisip niyang may natuklasan siyang pribado. Hindi pala.
Sa itaas, pinag-usapan natin ang pagmamana ng mga katangiang husay, at kadalasan ang karamihan sa mga katangian ay dami. Ang kanilang genetic control ay medyo kumplikado. Ang mga quantitative sign ay inilalarawan sa pamamagitan ng average na halaga ng sign value at ang hanay ng variation, na tinatawag na reaction norm. Parehong ang average na halaga at ang rate ng reaksyon ay mga tagapagpahiwatig na partikular sa species na parehong nakadepende sa genotype at mga kondisyon sa kapaligiran. Halimbawa, ang pag-asa sa buhay ng isang tao. Bagaman sinasabi ng Bibliya na ang mga propeta ay nabuhay ng 800 taon, ngunit ngayon ay malinaw na walang sinuman ang nabubuhay nang higit sa 120-150 taon. Ang isang daga, halimbawa, ay nabubuhay ng dalawang taon, bagama't isa rin itong mammal. Ang ating taas, ang ating timbang - lahat ito ay mga quantitative sign. Walang mga tao na 3-4 metro ang taas, bagaman mayroong mga elepante, halimbawa. Ang bawat species ay may sariling average para sa bawat quantitative trait at sarili nitong hanay ng variation.
Ang mga pattern ng mana ay bukas sa pag-aaral ng mga katangian ng husay.
Karamihan sa aming mga tampok ay quantitative.
Ang mga halaga ng mga halaga ng katangian sa isang kinatawan na sample ng mga indibidwal ng isang naibigay na species ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na average at lawak ng pagkakaiba-iba nito, na tinatawag na pamantayan ng reaksyon at nakasalalay sa parehong genotype at sa mga kondisyon para sa pagbuo. ng katangian.
Paksa 4.2 Mga pangunahing pattern
pagmamana
Terminolohiya 1.Alternatibo- Mga tampok na contrasting. 2. malinis na linya- mga halaman sa isang hilera kung saan ang paghahati ay hindi sinusunod sa panahon ng self-pollination. 3. hybrid na paraan- Pagkuha ng hybrid na supling at pagsusuri nito. apat. mga indibidwal ng magulang- R. 5. Mga lalaki – ♂. 6. mga babae – ♀. 7. Crossbreeding– X. 8. mga hybrid F 1 , F 2 , F n . 9. Monohybrid- pagtawid sa mga indibidwal na may isang magkakaibang katangian. Mga pattern ng pagmamana ng mga katangian Ang mga quantitative pattern ng inheritance ng mga katangian ay natuklasan ng Czech amateur botanist na si G. Mendel. Ang pagkakaroon ng isang layunin upang malaman ang mga pattern ng pamana ng mga katangian, siya, una sa lahat, ay nakakuha ng pansin sa pagpili ng bagay ng pag-aaral. Para sa kanyang mga eksperimento, pinili ni G. Mendel ang mga gisantes - ang kanyang mga varieties na malinaw na naiiba sa bawat isa sa maraming paraan. Ang isa sa mga pinakamahalagang punto sa buong gawain ay ang pagtukoy sa bilang ng mga karakter kung saan dapat mag-iba ang mga halaman na tatawid. Napagtanto ni G. Mendel sa unang pagkakataon na simula sa pinakasimpleng kaso - ang mga pagkakaiba sa pagitan ng mga magulang sa isang solong katangian at unti-unting nagpapalubha sa gawain, ang isang tao ay makakaasa na malutas ang buong gusot ng mga pattern ng paghahatid ng mga katangian mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon, i.e. kanilang mana. Dito nahayag ang mahigpit na matematika ng kanyang pag-iisip. Ang diskarteng ito ang nagbigay-daan kay G. Mendel na malinaw na planuhin ang karagdagang komplikasyon ng mga eksperimento. Sa bagay na ito, si Mendel ay nanindigan sa lahat ng mga kontemporaryong biologist. Ang isa pang mahalagang tampok ng kanyang pananaliksik ay ang pagpili niya ng mga organismo na kabilang sa mga purong linya para sa mga eksperimento, i.e. tulad ng mga halaman, sa isang bilang ng mga henerasyon kung saan, sa panahon ng self-pollination, ang paghahati ayon sa pinag-aralan na katangian ay hindi naobserbahan. Hindi gaanong mahalaga ang katotohanan na naobserbahan niya ang mana ng mga kahalili, i.e. magkakaibang mga tampok. Halimbawa, ang mga bulaklak ng isang halaman ay kulay ube at ang isa naman ay puti, ang halaman ay matangkad o maikli, ang mga sitaw ay makinis o kulubot, at iba pa. Sa paghahambing ng mga resulta ng mga eksperimento at teoretikal na pagkalkula, lalo na binigyang-diin ni G. Mendel ang karaniwang katangian ng istatistika ng mga batas na kanyang natuklasan. Kaya, ang paraan ng pagtawid sa mga indibidwal na naiiba sa mga alternatibong katangian, i.e. hybridization, na sinusundan ng mahigpit na pagsasaalang-alang ng pamamahagi ng mga katangian ng magulang sa mga supling, ay tinatawag na hybridiological. Ang mga pattern ng pagmamana ng mga katangian, na kinilala ni G. Mendel at kinumpirma ng maraming biologist sa iba't ibang mga bagay, ay kasalukuyang binuo sa anyo ng mga batas na unibersal sa kalikasan. Ang batas ng pagkakapareho ng unang henerasyon ng mga hybrid Monohybrid na krus. Upang ilarawan ang batas ng pagkakapareho ng unang henerasyon - ang unang batas ni Mendel, i-reproduce natin ang kanyang mga eksperimento sa monohybrid crossing ng mga halaman ng gisantes. Ang Monohybrid ay ang pagtawid ng dalawang organismo na naiiba sa isa't isa sa isang pares ng mga alternatibong katangian. Dahil dito, sa gayong pagtawid, ang mga pattern ng pamana ng dalawang variant lamang ng katangian ay sinusubaybayan, ang pag-unlad nito ay dahil sa isang pares ng allelic genes. Halimbawa, ang isang palatandaan ay ang kulay ng mga buto, ang mga pagpipilian ay dilaw o berde. Ang lahat ng iba pang mga tampok na katangian ng mga organismong ito ay hindi isinasaalang-alang. Kung tatawid ka sa mga halaman ng gisantes na may dilaw at berdeng mga buto, kung gayon ang lahat ng mga hybrid na inapo na nakuha bilang resulta ng pagtawid na ito ay magkakaroon ng mga dilaw na buto. Ang parehong larawan ay sinusunod kapag tumatawid sa mga halaman na may makinis at kulubot na hugis ng buto - lahat ng mga buto sa hybrids ay magiging makinis. Dahil dito, isa lamang sa bawat pares ng mga alternatibong katangian ang lilitaw sa hybrid ng unang henerasyon. Ang pangalawang tanda, parang nawawala, ay hindi lilitaw. Ang pamamayani ng katangian ng isa sa mga magulang sa hybrid na Mendel ay tinatawag na dominasyon. Ang isang katangian na nagpapakita ng sarili sa isang hybrid ng unang henerasyon at pinipigilan ang pag-unlad ng isa pang katangian ay tinatawag na nangingibabaw, kabaligtaran, i.e. ang suppressed trait ay recessive. Nakaugalian na magtalaga ng isang nangingibabaw na katangian na may malaking titik (A), isang recessive na katangian na may maliit na titik (a). Ginamit ni Mendel sa mga eksperimento ang mga halaman na kabilang sa iba't ibang mga purong linya, o mga varieties, ang mga inapo nito sa mahabang serye ng mga henerasyon ay katulad ng kanilang mga magulang. Samakatuwid, sa mga halaman na ito, ang parehong allelic genes ay pareho. Kaya, kung mayroong dalawang magkaparehong allelic genes sa genotype ng isang organismo, i.e. dalawang gene na ganap na magkapareho sa pagkakasunud-sunod ng nucleotide, ang naturang organismo ay tinatawag na homozygous. Ang isang organismo ay maaaring maging homozygous para sa dominant (AA) o recessive (aa) na mga gene. Kung ang allelic genes ay naiiba sa isa't isa sa nucleotide sequence, halimbawa, ang isa ay nangingibabaw at ang isa ay recessive (Aa), ang naturang organismo ay tinatawag na heterozygous. Ang unang batas ni Mendel ay tinatawag ding batas ng pangingibabaw o pagkakapareho, dahil ang lahat ng mga indibidwal ng unang henerasyon ay may parehong pagpapakita ng isang katangiang likas sa isa sa mga magulang. Ito ay nabuo tulad nito: Kapag tumatawid sa dalawang organismo na kabilang sa magkaibang mga purong linya (dalawang homozygotes), na naiiba sa isa't isa sa isang pares ng mga alternatibong katangian, ang buong unang henerasyon ng mga hybrid (F 1) ay magiging pare-pareho at magtataglay ng katangian ng isang magulang. Tungkol sa kulay, itinatag ni Mendel na ang pula o itim ay mangingibabaw sa puti, na may pink at grey, na may iba't ibang saturation, na mga intermediate na kulay. Iminungkahi ni Mendel ang mga graphic na simbolo para sa mga palatandaan: P - mga magulang, ♂ - lalaki, ♀ - babae,, - gametes, X - crossing, F 1, F 2, F n - supling. Ang unang batas ni Mendel ay ipinapakita sa Figure 1.
Figure 1. Ang unang batas ni Mendel
Ang lahat ng mga supling ay may parehong intermediate na kulay, na hindi sumasalungat sa unang batas ni Mendel.
mga tanong sa pagsusulit
1. Ang biyolohikal na materyal ni Mendel. 2. Mga alternatibong tampok sa mga eksperimento ni Mendel. 3. Mga purong linya at ang kahulugan nito. 4. Kakanyahan ng hybridiological na pamamaraan. 5. Monohybrid crossing. 6. Dominant at recessive na mga katangian. 7. Allelic genes. 8. Ang unang batas ni Mendel. Ang batas ng pagkakapareho.
Paksa 4.2.1 Hindi kumpletong gene dominance
Terminolohiya 1. allelic genes- mga gene na matatagpuan sa parehong loci ng homologous chromosomes. 2. nangingibabaw na katangian- pagsugpo sa pag-unlad ng iba. 3. recessive na katangian- pinigilan. apat. Homozygote Isang zygote na may parehong mga gene. 5. heterozygote Isang zygote na may iba't ibang mga gene. 6. Hatiin- pagkakaiba-iba ng mga katangian sa mga supling. 7. tumatawid- crossover ng chromosome. Sa heterozygous na estado, ang nangingibabaw na gene ay hindi palaging ganap na pinipigilan ang pagpapakita ng recessive gene. Sa ilang mga kaso, ang F 1 hybrid ay hindi ganap na nagpaparami ng alinman sa mga katangian ng magulang, at ang pagpapahayag ng katangian ay isang intermediate na katangian na may mas malaki o mas maliit na paglihis patungo sa isang nangingibabaw o recessive na estado. Ngunit lahat ng indibidwal ng henerasyong ito ay nagpapakita ng pagkakapareho sa katangiang ito. Ang intermediate na katangian ng mana sa nakaraang pamamaraan ay hindi sumasalungat sa unang batas ni Mendel, dahil ang lahat ng mga inapo ng F 1 ay pare-pareho. hindi kumpletong pangingibabaw ay isang malawakang kababalaghan. Natuklasan ito kapag pinag-aaralan ang pamana ng kulay ng bulaklak sa mga snapdragon, ang istraktura ng mga balahibo ng ibon, ang kulay ng lana sa mga baka at tupa, mga katangian ng biochemical sa mga tao, atbp. Maramihang allelism. Sa ngayon, ang mga halimbawa ay napagmasdan kung saan ang parehong gene ay kinakatawan ng dalawang alleles - nangingibabaw (A) at recessive (a). Ang dalawang estadong ito ng gene ay dahil sa mutation. Ang isang gene ay maaaring mag-mutate ng maraming beses. Bilang resulta, lumitaw ang ilang mga variant ng allelic genes. Ang kabuuan ng mga allelic gene na ito, na tumutukoy sa iba't ibang mga opsyon sa katangian, ay tinatawag na isang serye ng mga allelic genes. Ang paglitaw ng naturang serye dahil sa paulit-ulit na mutation ng isang gene ay tinatawag na multiple allelism o multiple allelomorphism. Maaaring mag-mutate ang Gene A upang maglagay ng 1, a 2, a 3, at n. Ang Gene B na matatagpuan sa ibang locus ay nasa estado b 1 , b 2 , b 3 , b n . Halimbawa, sa Drosophila fly, kilala ang isang serye ng mga alleles para sa gene ng kulay ng mata, na binubuo ng 12 miyembro: pula, coral, cherry, aprikot, atbp. sa puti, na tinutukoy ng recessive gene. Ang mga kuneho ay may serye ng maramihang mga alleles para sa kulay ng amerikana. Ito ay nagiging sanhi ng pagbuo ng isang solid na kulay o kakulangan ng pigmentation (albinism). Ang mga miyembro ng parehong serye ng mga alleles ay maaaring nasa iba't ibang dominant-recessive na relasyon sa isa't isa. Dapat tandaan na dalawang gene lamang mula sa isang serye ng mga alleles ang maaaring nasa genotype ng mga diploid na organismo. Ang natitirang mga alleles ng gene na ito sa iba't ibang mga kumbinasyon ay kasama sa mga pares sa mga genotype ng iba pang mga indibidwal ng species na ito. Kaya, ang maramihang allelism ay nagpapakilala sa pagkakaiba-iba ng gene pool, i.e. ang kabuuan ng lahat ng mga gene na bumubuo sa mga genotype ng isang partikular na grupo ng mga indibidwal o isang buong species. Sa madaling salita, ang multiple allelism ay isang katangian ng species, hindi isang indibidwal na katangian. Ikalawang Batas ni Mendel - Ang Batas ng Paghahati Kung ang mga inapo ng unang henerasyon, magkapareho sa mga tuntunin ng katangiang pinag-aaralan, ay magkakaugnay sa kanilang sarili, kung gayon sa ikalawang henerasyon ang mga katangian ng parehong mga magulang ay lilitaw sa isang tiyak na numerical ratio: 3/4 na mga indibidwal ay magkakaroon ng isang nangingibabaw na katangian, 1 /4 - resessive. Sa pamamagitan ng genotype, ang F 2 ay maglalaman ng 25% ng mga indibidwal na homozygous para sa dominant alleles, 50% ng mga organismo ay heterozygous, at 25% ng mga supling ay magiging homozygous para sa recessive alleles. Ang kababalaghan kung saan ang pagtawid ng mga heterozygous na indibidwal ay humahantong sa pagbuo ng mga supling, ang ilan sa mga ito ay nagdadala ng isang nangingibabaw na katangian, at ang ilan ay recessive, ay tinatawag na splitting. Samakatuwid, ang paghahati ay ang pamamahagi ng nangingibabaw at recessive na mga katangian sa mga supling sa isang tiyak na numerical ratio. Ang recessive na katangian sa mga hybrid ng unang henerasyon ay hindi nawawala, ngunit pinipigilan lamang at nagpapakita ng sarili sa pangalawang henerasyon ng hybrid. Kaya, ang pangalawang batas ni Mendel (tingnan ang Fig. 2) ay maaaring mabuo tulad ng sumusunod: kapag ang dalawang inapo ng unang henerasyon ay tumawid sa isa't isa (dalawang heterozygotes), sa ikalawang henerasyon, ang paghahati ay sinusunod sa isang tiyak na numerical ratio: ayon sa ang phenotype 3: 1, ayon sa genotype 1: 2:1.Larawan 2. Ang pangalawang batas ni Mendel
Sa hindi kumpletong pangingibabaw sa mga supling ng F 2 hybrids, ang paghahati sa pamamagitan ng genotype at phenotype ay nag-tutugma (1:2:1). Ang batas ng kadalisayan ng mga gametes Ang batas na ito ay sumasalamin sa kakanyahan ng proseso ng pagbuo ng mga gametes sa meiosis. Iminungkahi ni Mendel na ang mga hereditary factor (genes) ay hindi naghahalo sa panahon ng pagbuo ng mga hybrids, ngunit nananatiling hindi nagbabago. Sa katawan ng hybrid F, mula sa pagtawid sa mga magulang na naiiba sa mga alternatibong katangian, ang parehong mga kadahilanan ay naroroon - nangingibabaw at recessive. Sa anyo ng isang katangian, ang nangingibabaw na namamana na kadahilanan ay ipinahayag, habang ang recessive ay pinigilan. Ang komunikasyon sa pagitan ng mga henerasyon sa panahon ng sekswal na pagpaparami ay isinasagawa sa pamamagitan ng mga cell ng mikrobyo - gametes. Samakatuwid, dapat itong ipagpalagay na ang bawat gamete ay nagdadala lamang ng isang kadahilanan ng pares. Pagkatapos, sa panahon ng pagpapabunga, ang pagsasanib ng dalawang gametes, na ang bawat isa ay nagdadala ng isang recessive hereditary factor, ay hahantong sa pagbuo ng isang organismo na may isang recessive na katangian na nagpapakita ng sarili nitong phenotypically. Ang pagsasanib ng mga gametes na nagdadala ng dominanteng factor, o dalawang gametes, na ang isa ay naglalaman ng dominant at ang isa ay recessive factor, ay hahantong sa pag-unlad ng isang organismo na may dominanteng katangian. Kaya, ang hitsura sa ikalawang henerasyon (F 2) ng isang recessive na katangian ng isa sa mga magulang (P) ay maaaring maganap lamang kung ang dalawang kondisyon ay natutugunan: 1. Kung ang namamana na mga kadahilanan ay nananatiling hindi nagbabago sa mga hybrids. 2. Kung ang mga germ cell ay naglalaman lamang ng isang hereditary factor mula sa isang allelic pair. Ang paghahati ng mga katangian sa mga supling kapag ang mga heterozygous na indibidwal ay tumawid, ipinaliwanag ni Mendel sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga gametes ay genetically pure, i.e. nagdadala lamang ng isang gene mula sa isang allelic pares. Ang batas ng kadalisayan ng gamete ay maaaring mabalangkas tulad ng sumusunod: sa panahon ng pagbuo ng mga cell ng mikrobyo, isang gene lamang mula sa isang allelic na pares (mula sa bawat allelic na pares) ang pumapasok sa bawat gamete. Ang cytological na patunay ng batas ng kadalisayan ng gamete ay ang pag-uugali ng chromosome sa meiosis: sa unang meiotic division, ang mga homologous chromosome ay pumapasok sa iba't ibang mga cell, at sa anaphase ng pangalawa, ang mga chromosome ng anak na babae, na, dahil sa pagtawid, ay maaaring maglaman ng iba't ibang mga cell. alleles ng parehong gene. Ito ay kilala na sa bawat cell ng katawan ay may eksaktong parehong diploid na hanay ng mga chromosome. Ang dalawang homologous chromosome ay naglalaman ng dalawang magkaparehong allelic genes. Ang pagbuo ng genetically "purong" gametes ay ipinapakita sa diagram sa Figure 3.
Figure 3. Pagbuo ng "purong" gametes
Kapag nagsanib ang male at female gametes, nabuo ang isang hybrid na mayroong diploid set ng mga chromosome (tingnan ang Fig. 4).
Figure 4. Hybrid formation
Tulad ng makikita mula sa diagram, ang zygote ay tumatanggap ng kalahati ng mga chromosome mula sa paternal organism, at kalahati mula sa maternal organism. Sa panahon ng pagbuo ng mga gametes sa isang hybrid, ang mga homologous chromosome ay pumapasok din sa iba't ibang mga cell sa panahon ng unang meiotic division (tingnan ang Fig. 5).
Figure 5. Pagbuo ng dalawang uri ng gametes
Dalawang uri ng gametes ang nabuo para sa allelic na pares na ito. Kaya, ang cytological na batayan ng batas ng kadalisayan ng gamete, pati na rin ang paghahati ng mga katangian sa mga supling sa panahon ng monohybrid crossing, ay ang pagkakaiba-iba ng mga homologous chromosome at ang pagbuo ng mga haploid cells sa meiosis. Pagsusuri ng krus Ang hybridiological method na binuo ni Mendel para sa pag-aaral ng heredity ay ginagawang posible na matukoy kung ang isang organismo na may dominanteng phenotype para sa gene na pinag-aaralan ay homozygous o heterozygous. Puro ba ang lahi? Upang gawin ito, ang isang indibidwal na may hindi kilalang genotype at isang organismong homozygous para sa isang recessive allele na may isang recessive phenotype ay tinawid. Kung ang nangingibabaw na indibidwal ay homozygous, ang mga supling mula sa naturang krus ay magiging pare-pareho at hindi magaganap ang paghahati (tingnan ang Fig. 6).
Larawan 6. Pagtawid ng mga nangingibabaw na indibidwal.
Makukuha ang ibang larawan kung ang organismong pinag-aaralan ay heterozygous (tingnan ang Fig. 7).
Figure 7. Pagtawid ng mga heterozygous na indibidwal.
Ang cleavage ay magaganap sa ratio na 1:1 ayon sa phenotype. Ang pagtawid sa resulta na ito ay patunay ng pagbuo ng dalawang uri ng gametes sa isa sa mga magulang, i.e. ang kanyang heterozygosity ay hindi isang purong lahi (tingnan ang Fig. 8).
Figure 8. Ang cleavage ay magaganap sa isang 1:1 ratio ayon sa phenotype.
mga tanong sa pagsusulit
1. Hindi kumpletong pangingibabaw at ang pagpapakita nito sa kalikasan. 2. Ang kakanyahan ng maramihang allelism. 3. II-batas ni Mendel. paghahati ng batas. 4. Ang batas ng kadalisayan ng mga gametes. 5. Cytological na ebidensya para sa batas ng kadalisayan ng mga gametes. 6. Pagsusuri ng pagtawid, ang kakanyahan at kahulugan nito.
Paksa 4.2.2 III Batas ni Mendel - ang batas ng malaya
kumbinasyon ng mga tampok
Terminolohiya 1. Dihybrid na krus- pagtawid sa dalawang magkasalungat na katangian. 2. Mga diheterozygous na organismo- mga organismong heterozygous para sa dalawang pares ng allelic genes. 3. Pannet grating- isang graphical na paraan para sa pagkalkula ng mga resulta ng pagtawid. apat. Recombination- recombination ng mga tampok. 5. tumatawid- ang hitsura ng mga bagong palatandaan na may overlap ng mga chromosome. 6. Morganida ay ang distansya sa pagitan ng mga gene. Dihybrid at polyhybrid crosses Ang mga organismo ay naiiba sa bawat isa sa maraming paraan. Posibleng magtatag ng mga pattern ng mana ng dalawa o higit pang mga pares ng mga alternatibong katangian sa pamamagitan ng dihybrid o polyhybrid crossing. Para sa dihybrid crosses, ginamit ni Mendel ang homozygous na mga halaman ng gisantes na naiiba sa dalawang pares ng mga katangian - kulay ng buto (dilaw at berde) at hugis ng buto (makinis at kulubot). Ang nangingibabaw ay dilaw na kulay (A) at makinis na hugis ng buto (B). Ang bawat halaman ay gumagawa ng isang iba't ibang mga gametes ayon sa pinag-aralan na mga alleles. Kapag nagsanib ang gametes, ang lahat ng supling ay magiging pare-pareho (tingnan ang Fig. 9).Figure 9. Fusion ng gametes
Ang mga organismo na heterozygous para sa dalawang pares ng allelic genes ay tinatawag na diheterozygous. Sa panahon ng pagbuo ng mga gametes sa isang hybrid, isa lamang sa bawat pares ng allelic genes ang pumapasok sa gamete, habang dahil sa hindi sinasadyang pagkakaiba-iba ng paternal at maternal chromosomes sa unang dibisyon ng meiosis, ang gene A ay maaaring mahulog sa isang gamete na may gene B o na may gene b, tulad ng gene a na maaaring magkaisa sa isang gamete na may gene B o sa gene b (tingnan ang Fig. 10).
Figure 10. Pagbuo ng mga gametes sa isang hybrid
Talahanayan 1.
Pagproseso ng mga resulta ng dihybrid crossing
AB | AABB | AABb | AaBB | AaBb |
Sinabi ni Ab | AABb | AAbb | AaBb | Aabb |
aB | AaBB | AaBb | aaBB | aaBb |
ab | AaBb | Aabb | aaBb | aabb |
Ang mga batas ng pagmamana ng mga katangian ni G. Mendel ay naglalarawan ng mga pangunahing prinsipyo para sa paglipat ng mga namamana na katangian mula sa mga magulang na organismo sa kanilang mga anak; ang mga prinsipyong ito ay sumasailalim sa klasikal na genetika. Ang mga batas na ito ay natuklasan ni Mendel bilang resulta ng pagtawid sa mga organismo (sa kasong ito, mga halaman) na may iba't ibang genotypes. Karaniwang naglalarawan ng isang tuntunin at dalawang batas.
Rule of Uniformity para sa First Generation Hybrids
Kapag tumatawid sa mga buto ng mga gisantes na may matatag na katangian - mga lilang at puting bulaklak, napansin ni Mendel na ang mga hybrid na lumitaw ay lahat ay may mga lilang bulaklak, kasama ng mga ito ay walang kahit isang puti. Inulit ni Mendel ang mga eksperimento nang higit sa isang beses, gamit ang iba pang mga palatandaan. Halimbawa, kung tinawid niya ang mga gisantes na may dilaw at berdeng mga buto, ang mga supling ay may mga dilaw na buto, kapag tinawid niya ang mga gisantes na may makinis at kulubot na mga buto, ang mga supling ay may makinis na mga buto. Matatangkad ang mga supling mula sa matataas at mabababang halaman.
Kaya, Ang mga unang henerasyong hybrid ay laging nakakakuha ng isa sa mga katangian ng magulang. Ang isang palatandaan (mas malakas, nangingibabaw) ay palaging pinipigilan ang isa pa (mas mahina, umuurong). Ang ganitong kababalaghan ay tinatawag ganap na pangingibabaw.
Kung ilalapat namin ang panuntunan sa itaas sa isang tao, sabihin, gamit ang halimbawa ng kayumanggi at asul na mga mata, pagkatapos ay ipinaliwanag ito bilang mga sumusunod. Kung sa isang homozygous na magulang sa genome ang parehong mga gene ay tumutukoy sa kayumangging kulay ng mga mata (tinutukoy namin ang gayong genotype bilang AA), at sa isa pa, homozygous din, tinutukoy ng parehong mga gene ang asul na kulay ng mga mata (tinutukoy namin ang genotype bilang aa), kung gayon ang mga haploid gametes na ginawa ng mga ito ay palaging magdadala ng alinman sa gene PERO, o a(tingnan ang diagram sa ibaba).
Scheme ng paglipat ng mga katangian kapag tumatawid sa mga homozygous na organismo
Pagkatapos ang lahat ng mga bata ay magkakaroon ng genotype Ah, ngunit lahat ay magkakaroon ng brown na mata dahil nangingibabaw ang brown eye gene sa blue eye gene.
Ngayon isaalang-alang kung ano ang mangyayari kung ang mga heterozygous na organismo (o mga first-generation hybrids) ay tumawid. Sa kasong ito, ito ay paghahati ng tampok sa ilang mga terminong dami.
Ang batas ng feature splitting, o ang Unang Batas ni Mendel
Kung ang heterozygous ang mga inapo ng unang henerasyon, magkapareho sa mga tuntunin ng pinag-aralan na katangian, ay tumawid sa kanilang sarili, pagkatapos sa pangalawang henerasyon, ang mga katangian ng parehong mga magulang ay lumilitaw sa isang tiyak na numerical ratio: 3/4 na indibidwal ay magkakaroon ng dominanteng katangian, 1/4 ay magkakaroon ng recessive na katangian(tingnan ang diagram sa ibaba).
Ang pamamaraan ng pamana ng mga katangian kapag tumatawid sa mga heterozygous na organismo
Ang kababalaghan kung saan ang pagtawid ng mga heterozygous na indibidwal ay humahantong sa pagbuo ng mga supling, na ang ilan ay may nangingibabaw na katangian, at ang ilan ay recessive, ay tinatawag na paghahati. Tulad ng naiintindihan natin, ang recessive na katangian sa mga hybrid ng unang henerasyon ay hindi nawala, ngunit pinigilan lamang at lumitaw sa pangalawang henerasyon ng hybrid. Si Mendel ang unang naunawaan na sa panahon ng pagbuo ng mga hybrid, ang mga namamana na kadahilanan ay hindi naghahalo at hindi "lumabo", ngunit nananatiling hindi nagbabago. Sa isang hybrid na organismo, ang parehong mga kadahilanan (genes) ay naroroon, ngunit tanging ang nangingibabaw na namamana na kadahilanan ay nagpapakita ng sarili bilang isang katangian.
Ang komunikasyon sa pagitan ng mga henerasyon sa panahon ng sekswal na pagpaparami ay isinasagawa sa pamamagitan ng mga selula ng mikrobyo, ang bawat gamete ay nagdadala lamang ng isang kadahilanan mula sa isang pares. Ang pagsasanib ng dalawang gametes, bawat isa ay nagdadala ng isang recessive hereditary factor, ay magreresulta sa isang organismo na may recessive na katangian. Ang pagsasanib ng mga gametes, na ang bawat isa ay nagdadala ng dominanteng salik, o dalawang gametes, na ang isa ay naglalaman ng dominante at ang isa naman ay recessive factor, ay humahantong sa pag-unlad ng isang organismo na may nangingibabaw na katangian.
Ipinaliwanag ni Mendel ang paghahati sa panahon ng pagtawid ng mga heterozygous na indibidwal sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga gametes ay nagdadala lamang ng isang gene mula sa isang allelic na pares ( batas ng kadalisayan ng gamete). Sa katunayan, ito ay posible lamang kung ang mga gene ay mananatiling hindi nagbabago at ang mga gametes ay naglalaman lamang ng isang gene mula sa isang pares. Maginhawang pag-aralan ang mga feature ratio gamit ang tinatawag na Punnett lattice:
A (0.5) | a (0.5) | |
A (0.5) | AA (0.25) | Aa (0.25) |
a (0.5) | Aa (0.25) | aa (0.25) |
Dahil sa istatistikal na posibilidad, na may sapat na malaking bilang ng mga gametes sa mga supling, 25% ng mga genotype ay magiging homozygous dominant, 50% - heterozygous, 25% - homozygous recessive, ibig sabihin, isang mathematical ratio ay itinatag. AA:2Ah:1aa. Alinsunod dito, ayon sa phenotype, ang mga supling ng pangalawang henerasyon sa panahon ng monohybrid crossing ay ipinamamahagi sa isang ratio ng 3: 1 - 3 bahagi ng mga indibidwal na may nangingibabaw na katangian, 1 bahagi ng mga indibidwal na may isang recessive.
Hindi dapat kalimutan na ang pamamahagi ng mga gene at ang kanilang pagpasok sa mga gametes ay isang probabilistikong kalikasan. Ang diskarte ni Mendel sa pagsusuri ng mga inapo ay dami, istatistika: lahat ng mga inapo na may isang naibigay na estado ng katangian (halimbawa, makinis o kulubot na mga gisantes) ay pinagsama sa isang grupo, ang kanilang bilang ay binibilang, na kung saan ay inihambing sa bilang ng mga inapo na may ibang estado ng katangian (kulubot na mga gisantes). Tiniyak ng pairwise analysis na ito ang tagumpay ng kanyang mga obserbasyon. Sa kaso ng isang tao, maaaring napakahirap na obserbahan ang gayong pamamahagi - kinakailangan na ang isang pares ng mga magulang ay may hindi bababa sa isang dosenang mga anak, na isang medyo bihirang pangyayari sa modernong lipunan. Kaya't maaaring mangyari na ang isang solong bata ay ipinanganak sa mga magulang na may kayumanggi ang mata, at ang isang asul na mata, na, sa unang tingin, ay lumalabag sa lahat ng mga batas ng genetika. Kasabay nito, kung mag-eksperimento ka sa Drosophila o mga daga sa laboratoryo, ang mga batas ng Mendelian ay medyo madaling sundin.
Dapat sabihin na sa isang tiyak na kahulugan ay masuwerte si Mendel - sa simula pa lang ay pinili niya ang isang angkop na halaman bilang isang bagay - kulay na mga gisantes. Kung nakatagpo siya, halimbawa, ang mga halaman tulad ng night beauty o snapdragon, kung gayon ang resulta ay hindi mahuhulaan. Ang katotohanan ay sa Snapdragon, ang mga heterozygous na halaman na nakuha sa pamamagitan ng pagtawid sa mga homozygous na halaman na may pula at puting mga bulaklak ay may mga rosas na bulaklak. Gayunpaman, wala sa mga alleles ang matatawag na dominante o recessive. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay maaaring ipaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga kumplikadong proseso ng biochemical dahil sa iba't ibang gawain ng mga alleles ay hindi kinakailangang humantong sa mga alternatibong kapwa eksklusibong resulta. Ang resulta ay maaaring maging intermediate, depende sa mga katangian ng metabolismo sa isang naibigay na organismo, kung saan palaging maraming mga pagpipilian, mga mekanismo ng shunting o parallel na proseso na may iba't ibang mga panlabas na pagpapakita.
Ang kababalaghang ito ay tinatawag hindi kumpletong pangingibabaw o codominance, ito ay karaniwan, kasama na sa mga tao. Ang isang halimbawa ay ang sistema ng uri ng dugo ng tao MN (tandaan sa pagdaan na ito ay isa lamang sa mga sistema, mayroong maraming mga klasipikasyon ng mga pangkat ng dugo). Sa isang pagkakataon, ipinaliwanag nina Landsteiner at Levin ang hindi pangkaraniwang bagay na ito sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga erythrocytes ay maaaring dalhin sa kanilang ibabaw alinman sa isang antigen (M), o ang isa pa (N), o pareho nang magkasama (MN). Kung sa unang dalawang kaso ay nakikipag-usap tayo sa mga homozygotes (MM at NN), kung gayon sa heterozygous state (MN) ang parehong mga alleles ay nagpapakita ng kanilang sarili, habang ang parehong lilitaw (nangingibabaw), samakatuwid ang pangalan - codominance.
Ang Batas ng Independent Inheritance of Characters, o Ikalawang Batas ni Mendel
Inilalarawan ng batas na ito ang pamamahagi ng mga tampok sa ilalim ng tinatawag na dihybrid at polyhybrid pagtawid, ibig sabihin, kapag ang mga tumawid na indibidwal ay naiiba sa dalawa o higit pang mga katangian. Sa mga eksperimento ni Mendel, ang mga halaman ay na-crossed na naiiba sa ilang mga pares ng mga katangian, tulad ng: 1) puti at lila na mga bulaklak, at 2) dilaw o berdeng mga buto. Kasabay nito, ang pamana ng bawat katangian ay sumunod sa unang dalawang batas, at ang mga katangian ay pinagsama. malaya sa isa't isa. Tulad ng inaasahan, ang unang henerasyon pagkatapos ng pagtawid ay may nangingibabaw na phenotype sa lahat ng aspeto. Ang ikalawang henerasyon ay sumunod sa pormula na 9:3:3:1, ibig sabihin, 9/16 na kopya ay may mga lilang bulaklak at dilaw na mga gisantes, 3/16 na may puting bulaklak at dilaw na mga gisantes, isa pang 3/16 na may mga lilang bulaklak at berdeng mga gisantes, at, sa wakas, 1/16 - na may mga puting bulaklak at berdeng mga gisantes. Ito ay dahil matagumpay na napili ni Mendel ang mga katangian na ang mga gene ay nasa iba't ibang pea chromosomes. Ang pangalawang batas ni Mendel ay natutupad lamang sa mga kaso kung saan ang nasuri na mga pares ng mga gene ay matatagpuan sa iba't ibang chromosome. Ayon sa panuntunan ng dalas ng gamete, ang mga katangian ay pinagsama nang nakapag-iisa sa isa't isa, at kung sila ay nasa iba't ibang mga kromosom, kung gayon ang pamana ng mga katangian ay nangyayari nang nakapag-iisa.
Ang 1st at 2nd laws ng Mendel ay unibersal, ngunit ang mga exception ay patuloy na matatagpuan mula sa 3rd law. Ang dahilan nito ay nagiging malinaw kung naaalala natin na mayroong maraming mga gene sa isang chromosome (sa mga tao, mula sa ilang daan hanggang isang libo o higit pa). Kung ang mga gene ay nasa parehong chromosome, kung gayon nakaugnay na mana. Sa kasong ito, ang mga palatandaan ay ipinadala sa mga pares o grupo. Ang mga gene na matatagpuan sa parehong chromosome ay tinatawag sa genetics mga grupo ng clutch. Kadalasan, ang mga katangiang tinutukoy ng mga gene na malapit sa isa't isa sa chromosome ay ipinapadala nang magkasama. Ang ganitong mga gene ay tinatawag malapit na nakaugnay. Kasabay nito, ang mga gene na matatagpuan malayo sa isa't isa ay minsang magkakaugnay. Ang dahilan para sa iba't ibang pag-uugali ng mga gene ay isang espesyal na kababalaghan pagpapalitan ng materyal sa pagitan ng mga chromosome sa panahon ng pagbuo ng gamete, lalo na, sa yugto ng prophase ng unang dibisyon ng meiosis.
Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay pinag-aralan nang detalyado ni Barbara McClintock (Nobel Prize sa Physiology o Medicine noong 1983) at tinawag na crossing over. tumatawid ay walang iba kundi ang pagpapalitan ng mga homologous na rehiyon sa pagitan ng mga chromosome. Lumalabas na ang bawat partikular na chromosome ay hindi nananatiling hindi nagbabago sa panahon ng paghahatid mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon, maaari itong "kumuha kasama nito" ng isang homologous na seksyon mula sa ipinares na chromosome nito, na nagbibigay, sa turn, isang seksyon ng DNA nito.
Sa kaso ng mga tao, medyo mahirap itatag ang linkage ng mga gene, pati na rin ang pagtukoy ng pagtawid dahil sa imposibilidad ng mga di-makatwirang pagtawid (hindi mo mapipilit ang mga tao na magbigay ng mga supling alinsunod sa ilang mga gawaing pang-agham!), Samakatuwid, ang naturang data ay nakuha pangunahin sa mga halaman, insekto at hayop . Gayunpaman, salamat sa pag-aaral ng malalaking pamilya kung saan mayroong ilang henerasyon, ang mga halimbawa ng autosomal linkage (ibig sabihin, magkasanib na paghahatid ng mga gene na matatagpuan sa mga autosome) ay kilala sa mga tao. Halimbawa, may malapit na ugnayan sa pagitan ng mga gene na kumokontrol sa Rh factor (Rh) at ng MNS blood group antigen system. Sa mga tao, ang mga kaso ng pagkakaugnay ng ilang mga katangian sa kasarian, iyon ay, na may kaugnayan sa mga chromosome ng sex, ay mas kilala.
Ang pagtawid sa pangkalahatan ay nagpapabuti pinagsama-samang pagkakaiba-iba, ibig sabihin, nag-aambag sa higit na pagkakaiba-iba ng mga genotype ng tao. Sa bagay na ito, ang prosesong ito ay napakahalaga para sa. Gamit ang katotohanan na mas malayo ang pagitan ng mga gene ay matatagpuan sa parehong chromosome, mas napapailalim sila sa pagtawid, binuo ni Alfred Sturtevant ang mga unang mapa ng Drosophila chromosomes. Ngayon, ang kumpletong pisikal na mga mapa ng lahat ng mga kromosom ng tao ay nakuha, iyon ay, ito ay kilala sa kung anong pagkakasunud-sunod at kung aling mga gene ang matatagpuan sa kanila.
Mga batas ni Mendel
Scheme ng una at pangalawang batas ng Mendel. 1) Ang isang halaman na may mga puting bulaklak (dalawang kopya ng recessive allele w) ay tinawid sa isang halaman na may pulang bulaklak (dalawang kopya ng dominanteng allele R). 2) Ang lahat ng mga descendant na halaman ay may mga pulang bulaklak at parehong Rw genotype. 3) Sa self-fertilization, 3/4 ng mga halaman ng ikalawang henerasyon ay may pulang bulaklak (RR + 2Rw genotypes) at 1/4 ay may puting bulaklak (ww).
Mga batas ni Mendel- ito ang mga prinsipyo ng paghahatid ng mga namamana na katangian mula sa mga magulang na organismo sa kanilang mga inapo, na nagmula sa mga eksperimento ni Gregor Mendel. Ang mga prinsipyong ito ay naging batayan para sa klasikal na genetika at pagkatapos ay ipinaliwanag bilang isang kinahinatnan ng mga mekanismo ng molekular ng pagmamana. Bagaman ang tatlong batas ay karaniwang inilarawan sa mga aklat-aralin sa wikang Ruso, ang "unang batas" ay hindi natuklasan ni Mendel. Ang partikular na kahalagahan sa mga regularidad na natuklasan ni Mendel ay ang "gamete purity hypothesis".
Kwento
Sa simula ng ika-19 na siglo, si J. Goss, na nag-eksperimento sa mga gisantes, ay nagpakita na kapag ang mga halaman na may maberde-asul na mga gisantes at madilaw-dilaw na puti ay tumawid, ang mga dilaw-puti ay nakuha sa unang henerasyon. Gayunpaman, sa panahon ng ikalawang henerasyon, ang mga recessive na katangian na hindi lumitaw sa mga hybrid ng unang henerasyon, at kalaunan ay tinawag ni Mendel, ay muling lumitaw, at ang mga halaman na kasama nila ay hindi nagbigay ng paghahati sa panahon ng self-pollination.
O. Sarzhe, na nagsasagawa ng mga eksperimento sa mga melon, inihambing ang mga ito ayon sa mga indibidwal na katangian (pulp, alisan ng balat, atbp.) Nagtatag din ng kawalan ng paghahalo ng mga katangian na hindi nawala sa mga inapo, ngunit muling ipinamahagi sa kanila. Natuklasan ni S. Noden, na tumatawid sa iba't ibang uri ng dope, ang pamamayani ng mga palatandaan ng dope Datula tatula sa itaas Datura stramonium, at hindi ito nakadepende kung aling halaman ang ina at alin ang ama.
Kaya, sa kalagitnaan ng ika-19 na siglo, ang kababalaghan ng pangingibabaw, ang pagkakapareho ng mga hybrid sa unang henerasyon (lahat ng mga hybrid ng unang henerasyon ay katulad ng bawat isa), ang paghahati at combinatorics ng mga character sa ikalawang henerasyon ay natuklasan. Gayunpaman, si Mendel, na lubos na pinahahalagahan ang gawain ng kanyang mga nauna, ay itinuro na hindi nila natagpuan ang isang unibersal na batas para sa pagbuo at pag-unlad ng mga hybrid, at ang kanilang mga eksperimento ay walang sapat na pagiging maaasahan upang matukoy ang mga numerical ratios. Ang paghahanap ng gayong maaasahang pamamaraan at pagsusuri sa matematika ng mga resulta, na nakatulong sa paglikha ng teorya ng pagmamana, ay ang pangunahing merito ni Mendel.
Mga pamamaraan at kurso ng gawain ni Mendel
- Pinag-aralan ni Mendel kung paano namamana ang mga indibidwal na katangian.
- Pinili ni Mendel mula sa lahat ng mga palatandaan ang mga alternatibo lamang - ang mga may dalawang malinaw na magkakaibang mga pagpipilian para sa kanyang mga varieties (ang mga buto ay makinis o kulubot; walang mga intermediate na pagpipilian). Ang ganitong kamalayan na pagpapaliit ng gawain sa pananaliksik ay naging posible upang malinaw na maitatag ang pangkalahatang mga pattern ng mana.
- Si Mendel ay nagplano at nagsagawa ng isang napakalaking eksperimento. Nakatanggap siya ng 34 na uri ng mga gisantes mula sa mga kumpanya ng binhi, kung saan pinili niya ang 22 "purong" (hindi nahati ayon sa pinag-aralan na mga katangian sa panahon ng self-pollination) na mga varieties. Pagkatapos ay nagsagawa siya ng artipisyal na hybridization ng mga varieties, at ang mga nagresultang hybrids ay tumawid sa bawat isa. Pinag-aralan niya ang pamana ng pitong katangian, na nag-aaral ng kabuuang humigit-kumulang 20,000 mga hybrid na pangalawang henerasyon. Ang eksperimento ay pinadali ng matagumpay na pagpili ng bagay: ang gisantes ay karaniwang isang self-pollinator, ngunit madaling magsagawa ng artipisyal na hybridization.
- Si Mendel ay isa sa mga una sa biology na gumamit ng tumpak na mga pamamaraan ng dami upang pag-aralan ang data. Batay sa kanyang kaalaman sa teorya ng posibilidad, napagtanto niya ang pangangailangang pag-aralan ang isang malaking bilang ng mga krus upang maalis ang papel ng mga random na paglihis.
Ang pagpapakita sa mga hybrid ng katangian ng isa lamang sa mga magulang na si Mendel ay tinatawag na pangingibabaw.
Ang batas ng pagkakapareho ng mga hybrid ng unang henerasyon(Unang batas ni Mendel) - kapag tumatawid sa dalawang homozygous na organismo na kabilang sa magkakaibang mga purong linya at naiiba sa isa't isa sa isang pares ng mga alternatibong pagpapakita ng katangian, ang buong unang henerasyon ng mga hybrid (F1) ay magiging pare-pareho at magdadala ng pagpapakita ng katangian ng isa sa mga magulang.
Ang batas na ito ay kilala rin bilang "the law of trait dominance". Ang pagbabalangkas nito ay batay sa konsepto malinis na linya tungkol sa katangiang pinag-aaralan - sa modernong wika, nangangahulugan ito ng homozygosity ng mga indibidwal para sa katangiang ito. Si Mendel, sa kabilang banda, ay nagbalangkas ng kadalisayan ng isang katangian bilang ang kawalan ng mga pagpapakita ng magkasalungat na katangian sa lahat ng mga inapo sa ilang henerasyon ng isang partikular na indibidwal sa panahon ng self-pollination.
Nang tumawid sa mga purong linya ng mga gisantes na may mga lilang bulaklak at mga gisantes na may mga puting bulaklak, napansin ni Mendel na ang umakyat na mga inapo ng mga halaman ay lahat ay may mga lilang bulaklak, kasama ng mga ito ay walang kahit isang puti. Inulit ni Mendel ang eksperimento nang higit sa isang beses, gamit ang iba pang mga palatandaan. Kung tinawid niya ang mga gisantes na may dilaw at berdeng mga buto, ang lahat ng mga inapo ay may mga dilaw na buto. Kung tinawid niya ang mga gisantes na may makinis at kulubot na mga buto, ang mga supling ay may makinis na mga buto. Matatangkad ang mga supling mula sa matataas at mabababang halaman. Kaya, ang mga hybrid ng unang henerasyon ay palaging pare-pareho sa katangiang ito at nakuha ang katangian ng isa sa mga magulang. Ang tanda na ito (mas malakas, nangingibabaw), palaging pinipigilan ang isa ( resessive).
Co-dominance at hindi kumpletong dominasyon
Ang ilang kabaligtaran na mga palatandaan ay hindi nauugnay sa kumpletong pangingibabaw (kapag ang isa ay palaging pinipigilan ang isa pa sa mga heterozygous na indibidwal), ngunit may kaugnayan sa hindi kumpletong pangingibabaw. Halimbawa, kapag tumatawid sa mga purong snapdragon na linya na may mga lilang at puting bulaklak, ang mga unang henerasyon ay may mga kulay rosas na bulaklak. Kapag tumatawid sa mga purong linya ng itim at puting Andalusian na manok, ang mga kulay abong manok ay ipinanganak sa unang henerasyon. Sa hindi kumpletong pangingibabaw, ang mga heterozygotes ay may mga palatandaang intermediate sa pagitan ng mga recessive at dominanteng homozygotes.
Ang kababalaghan kung saan ang pagtawid ng mga heterozygous na indibidwal ay humahantong sa pagbuo ng mga supling, ang ilan sa mga ito ay nagdadala ng isang nangingibabaw na katangian, at ang ilan ay recessive, ay tinatawag na splitting. Samakatuwid, ang paghahati ay ang pamamahagi ng nangingibabaw at recessive na mga katangian sa mga supling sa isang tiyak na numerical ratio. Ang recessive na katangian sa mga hybrid ng unang henerasyon ay hindi nawawala, ngunit pinipigilan lamang at nagpapakita ng sarili sa pangalawang henerasyon ng hybrid.
Paliwanag
Ang batas ng kadalisayan ng mga gametes: isang allele lamang mula sa isang pares ng alleles ng isang gene ng magulang na indibidwal ang pumapasok sa bawat gamete.
Karaniwan, ang gamete ay palaging dalisay mula sa pangalawang gene ng allelic pares. Ang katotohanang ito, na hindi matatag na maitatag sa panahon ni Mendel, ay tinatawag ding hypothesis ng kadalisayan ng gamete. Nang maglaon, ang hypothesis na ito ay nakumpirma ng mga obserbasyon ng cytological. Sa lahat ng mga pattern ng mana na itinatag ni Mendel, ang "Batas" na ito ay ang pinaka-pangkalahatan sa kalikasan (ito ay isinasagawa sa ilalim ng pinakamalawak na hanay ng mga kondisyon).
Batas ng independiyenteng pamana ng mga katangian
Ilustrasyon ng malayang pamana ng katangian
Kahulugan
Batas ng Independent Succession(Ikatlong batas ni Mendel) - kapag tumatawid sa dalawang homozygous na indibidwal na naiiba sa isa't isa sa dalawa (o higit pa) na pares ng mga alternatibong katangian, ang mga gene at ang mga kaukulang katangian nito ay minana nang hiwalay sa isa't isa at pinagsama sa lahat ng posibleng kumbinasyon (tulad ng sa monohybrid crossing ). Kapag ang mga halaman na naiiba sa ilang mga character, tulad ng puti at lila na mga bulaklak at dilaw o berdeng mga gisantes, ay tinawid, ang pamana ng bawat isa sa mga character ay sumunod sa unang dalawang batas, at sa mga supling sila ay pinagsama sa paraang parang ang kanilang mana. naganap nang nakapag-iisa sa bawat isa. Ang unang henerasyon pagkatapos ng pagtawid ay may nangingibabaw na phenotype sa lahat ng aspeto. Sa ikalawang henerasyon, ang paghahati ng mga phenotype ay naobserbahan ayon sa pormula 9:3:3:1, iyon ay, 9:16 ay may mga lilang bulaklak at dilaw na mga gisantes, 3:16 na may puting bulaklak at dilaw na mga gisantes, 3:16 na may mga lilang bulaklak at berdeng mga gisantes, 1:16 na may mga puting bulaklak at berdeng mga gisantes.
Paliwanag
Nakita ni Mendel ang mga katangian na ang mga gene ay matatagpuan sa iba't ibang pares ng homologous na pea chromosomes. Sa panahon ng meiosis, ang mga homologous chromosome ng iba't ibang pares ay nagsasama-sama sa mga gametes nang random. Kung ang paternal chromosome ng unang pares ay nakapasok sa gamete, kung gayon ang paternal at maternal chromosome ng pangalawang pares ay maaaring makapasok sa gamete na ito na may pantay na posibilidad. Samakatuwid, ang mga katangian na ang mga gene ay matatagpuan sa iba't ibang mga pares ng homologous chromosome ay pinagsama nang nakapag-iisa sa bawat isa. (Kasunod nito, lumabas na sa pitong pares ng mga katangian na pinag-aralan ni Mendel sa mga gisantes, kung saan ang diploid na bilang ng mga chromosome ay 2n = 14, ang mga gene na responsable para sa isa sa mga pares ng mga katangian ay nasa parehong kromosoma. Gayunpaman, si Mendel ay hindi nakakita ng isang paglabag sa batas ng independiyenteng pamana, kaya kung paano hindi naobserbahan ang ugnayan sa pagitan ng mga gene na ito dahil sa malaking distansya sa pagitan nila).
Ang mga pangunahing probisyon ng teorya ng pagmamana ni Mendel
Sa modernong interpretasyon, ang mga probisyong ito ay ang mga sumusunod:
- Ang discrete (separate, non-mixing) hereditary factor - genes - ay responsable para sa hereditary traits (ang terminong "gene" ay iminungkahi noong 1909 ni W. Johannsen)
- Ang bawat diploid na organismo ay naglalaman ng isang pares ng mga alleles ng isang gene na responsable para sa isang partikular na katangian; ang isa sa kanila ay natanggap mula sa ama, ang isa pa - mula sa ina.
- Ang mga namamana na kadahilanan ay ipinapasa sa mga supling sa pamamagitan ng mga selula ng mikrobyo. Sa panahon ng pagbuo ng mga gametes, isang allele lamang mula sa bawat pares ang nakapasok sa bawat isa sa kanila (ang mga gametes ay "dalisay" sa kahulugan na hindi sila naglalaman ng pangalawang allele).
Mga kondisyon para sa pagpapatupad ng mga batas ni Mendel
Ayon sa mga batas ni Mendel, ang mga monogenic na katangian lamang ang namamana. Kung higit sa isang gene ang may pananagutan para sa isang phenotypic na katangian (at mayroong ganap na mayorya ng mga naturang katangian), mayroon itong mas kumplikadong pattern ng mana.
Mga kondisyon para sa katuparan ng batas ng paghahati sa monohybrid crossing
Ang paghahati ng 3: 1 sa pamamagitan ng phenotype at 1: 2: 1 sa pamamagitan ng genotype ay isinasagawa sa humigit-kumulang at sa ilalim lamang ng mga sumusunod na kondisyon.
Ang paksang "Mga regulasyon ng pagmamana at pagkakaiba-iba" ay iminungkahi para sa pag-aaral. Sa araling ito, ibubuod natin ang kaalaman tungkol sa mga pangunahing konseptong genetic: heredity at variability. Bumuo tayo ng kahulugan ng mga pangunahing genetic na konsepto: gene, locus, allele, homozygote at heterozygote. Ulitin natin ang tatlong batas ng pagmamana ni Mendel. Pag-uusapan din natin ang tungkol sa mga pangunahing uri ng pagkakaiba-iba: namamana, pagbabago at mutational, at tatalakayin ang kanilang papel sa ebolusyon.
pagmamana- ay ang kakayahan ng mga buhay na organismo na magpadala ng kanilang mga katangian na hindi nagbabago sa mga henerasyon.
Pagkakaiba-iba- ang kakayahan ng mga buhay na organismo na makakuha ng mga tampok na nagpapakilala sa kanila mula sa kanilang mga magulang.
Sa kalagitnaan ng ika-19 na siglo, iminungkahi ng mga siyentipiko na ang cell ay naglalaman ng isang materyal na carrier ng namamana na impormasyon tungkol sa mga katangian (Larawan 1), ang carrier na ito ay tinawag gene.
kanin. 1. DNA chain at chromosome
Makabagong salita: gene- isang seksyon ng DNA encoding messenger RNA na naglalaman ng impormasyon tungkol sa pangunahing sequence ng isang polypeptide, o encoding functional RNA - ribosomal, transport, at iba pa.
Ang bawat gene ay may sariling posisyon sa chromosome, ang tinatawag na lokus(Larawan 2).
kanin. 2. Lokus
Ang isang diploid na organismo (tao) ay naglalaman ng dobleng hanay ng mga kromosom, ang isa ay mula sa katawan ng ina at ang isa ay mula sa katawan ng ama, kaya mayroong dalawang kopya ng bawat gene sa cell (Larawan 3).
kanin. 3. Dobleng hanay ng mga chromosome
Alinsunod dito, sa isang organismo ay maaaring sabay na magkaroon ng dalawang variant ng mga gene na matatagpuan sa parehong loci ng mga homologous chromosome, ang mga naturang gene variant ay tinatawag alleles.
Ang mga inapo ay tumatanggap ng mga katangian mula sa kanilang mga magulang alinsunod sa mga pangunahing batas ng mana.
1st Mendel's law. Ang batas ng pagkakapareho ng mga hybrid ng unang henerasyon
Kapag tumatawid sa dalawang homozygous na organismo na naiiba sa isang pares ng mga katangian, ang buong unang henerasyon ay magiging pare-pareho sa phenotype at genotype.
2nd Mendel's Law. paghahati ng batas
Kapag ang dalawang heterozygous na organismo ay nag-crossed, ang mga supling ay nagpapakita ng paghahati ayon sa phenotype sa ratio na 3: 1 at ayon sa genotype sa ratio na 1: 2: 1.
F1 1AA: 2Aa: 1Aa
Ika-3 Batas ni Mendel. Ang batas ng independiyenteng pamana ng mga katangian sa dihybrid crosses:
Kapag tumatawid sa mga homozygous na indibidwal na naiiba sa dalawa o higit pang mga pares ng mga independiyenteng katangian, ang isang kumbinasyon ng mga katangian ay naayos.
F1 9AB: 3Abb: 3aaB: 1aabb
Kadalasan, ang mga independiyenteng katangian ay maaaring minana nang magkasama, nangyayari ito kung ang kaukulang mga gene ay nasa parehong kromosoma, ang nasabing pamana ay tinatawag naka-link.
Ang pagkakaiba-iba (Larawan 4) ay kinakailangan para sa mas mahusay na kakayahang umangkop sa pagbabago ng mga salik sa kapaligiran. Maglaan namamana at pagbabago pagkakaiba-iba. Ang pagkakaiba-iba ng pagbabago ay hindi minana. Ang namamana na pagkakaiba-iba ay maaaring dahil sa sekswal na proseso, pagkatapos ay tatawagin ito pinagsama-sama.
Ang pangunahing layunin ng paghahati ng mga kasarian ay upang magbigay ng pinagsama-samang pagkakaiba-iba.
kanin. 4. Mga uri ng pagkakaiba-iba
Ang pangalawang uri ng namamana na pagkakaiba-iba ay mutational. Mutation- ito ay isang paglabag sa nucleotide sequence ng DNA molecule - ang carrier ng genetic information. Ang mga mutasyon ay nangyayari nang sapalaran at hindi nakadirekta, kadalasan ay hindi sila nakikinabang sa katawan, ngunit lumalabas na nakakapinsala. Minsan ang mga mutasyon ay humahantong sa mga kagyat na kinakailangang pagbabago, ang mga naturang indibidwal ay nakakakuha ng isang mapagkumpitensyang kalamangan, at ang pinalitan na katangian ay naayos sa mga supling.
Ang combinative at mutational variability ay bumubuo ng batayan para sa natural na pagpili. Ang pagkakaiba-iba ng pagbabago ay hindi naayos sa mga supling, ito ay kumakatawan sa mga pagbabagu-bago sa halaga ng isang katangian sa loob ng ilang mga limitasyon (Larawan 5), kadalasan ang dami ng mga katangian ay napapailalim sa mga pagbabago - taas, timbang, pagkamayabong.
kanin. 5. Pagkakaiba-iba sa halaga ng isang tampok
Maaaring umabot sa iba't ibang laki ang mga sheet plate, depende sa mga kondisyon sa kapaligiran, ngunit ang mga sukat na ito ay malilimitahan ng tinatawag na bilis ng reaksyon. Ang rate ng reaksyon ay genetically tinutukoy at minana.
Katulad nito, ang kulay ng balat ng isang European, depende sa tan, ay maaaring mag-iba mula sa gatas na puti hanggang sa matingkad.
Ang halaga ng pagbabago ng pagbabago ay mahalaga lamang para sa kaginhawahan ng isang partikular na indibidwal; hindi ito naipapasa sa mga supling, kaya maliit ang papel ng pagbabago ng pagbabago sa proseso ng ebolusyon.
Bibliograpiya
- Mamontov S.G., Zakharov V.B., Agafonova I.B., Sonin N.I. Biology grade 11. Pangkalahatang biology. antas ng profile. - 5th edition, stereotypical. - Bustard, 2010.
- Belyaev D.K. Pangkalahatang biology. Isang pangunahing antas ng. - Ika-11 na edisyon, stereotypical. - M.: Edukasyon, 2012.
- Pasechnik V.V., Kamensky A.A., Kriksunov E.A. General biology, grade 10-11. - M .: Bustard, 2005.
- Agafonova I. B., Zakharova E. T., Sivoglazov V. I. Biology 10-11 klase. Pangkalahatang biology. Isang pangunahing antas ng. - Ika-6 na ed., idagdag. - Bustard, 2010.
Takdang aralin
- Pangalanan ang mga pangunahing konsepto ng genetic.
- Sa anong mga batas ng Mendel tayo nakakakuha ng mga palatandaan mula sa ating mga magulang?
- Ano ang pagkakaiba-iba at anong mga uri ang binubuo nito?
- Pagsasanay sa Rune: saan magsisimula?
- Runes para sa mga nagsisimula: kahulugan, konsepto, paglalarawan at hitsura, kung saan magsisimula, mga panuntunan sa trabaho, mga tampok at mga nuances kapag gumagamit ng mga rune Paano matutunang maunawaan ang mga rune
- Paano linisin ang isang bahay o apartment mula sa negatibiti
- ay walisin ang lahat ng iyong mga pagkabigo, ilipat ang mga bagay mula sa lupa at magbubukas ng anumang mga pinto para sa kanyang panginoon!