Генетические и цитологические основы законов Менделя

Генетические основы законов Менделя

В своих исследованиях в качестве материала Г. Мендель использовал горох. Выбор пал на это растения во многом потому, что оно отличается неприхотливостью, быстрой вегетацией и наличием большого количества семян. Последний пункт играл большую роль в вопросе увеличения процента достоверности в ходе статистической обработки.

В то время, когда Мендель проводил свои исследования, о генах еще ничего не было известно о генах. Поэтому и механизм передачи наследственной информации не был изучен. Гениальные догадки и предположения ученого просто не могли быть рационально подтверждены и объяснены.

Позже ученый сформулировал закон (но перед этим — предложил гипотезу) чистоты гамет. Суть закона чистоты гамет состоит в том, что гибридный (гетерозиготный) организм обладает «чистыми» гаметами. Это значит, что каждая из гамет не способна одновременно включать два аллельных гена, а только одни из определенной совокупности. Вообще же существует 3 закона Менделя.

Цитологическое основы законов Менделя

Обычно для соматических клеток присущ диплоидный набор хромосом, то есть, двойной. Из этого следует, что аллельные гены являются парными. Это могут быть доминантные аллели (гомозигота по доминантному признаку), доминантная и рецессивная (гетерозигота), а также две рецессивные (гомозигота по рецессивному признаку).

Для гомозиготной особи характерно производство только одного сорта гамет: признак может быть либо доминантным, либо рецессивным. Гетерозигота же дает два сорта гамет в равном количестве: половину с доминантным признаком и половину с рецессивным.

Законы Менделя

Первый закон Менделя кратко с точки зрения цитологии

Доминирующий признак в генетике обозначается обычно с помощью большой буквы латинского алфавита, а рецессивный — с помощью маленькой.

Ученый использовал в своих опытах чистые линии растений, имевших различную окраску семян. Потомство чистых линий представляло собой гомозиготные организмы. Набор необходимых нам признаков в соматических клетках растения обозначается как «АА» и «аа».

Когда формируются половые клетки, каждое из растений формирует гаметы с признаками, обозначенными как «А» и «а». В ходе оплодотворения, то есть, слияния гамет, происходит образование зиготы, характеризующейся сочетанием аллелей — «Аа». Из этого следует, что все гибриды первого поколения являются гетерозиготами.

Это если кратко о 1 законе Менделя.

Цитологические основы второго закона Менделя

В чем сущность второго закона Менделя?

Сформулируем второй закон Менделя.

Последующее развитие гибридов первого поколения, имеющих набор аллелей «Аа», приводит к образованию половых клеток определенного характера: одна половина несет аллель «А», а вторая — «а». Дальнейшее скрещивание может привести к образованию зиготы с такими комбинациями аллелей:

• «АА»;
• «Аа»;
• «аа».

Важно отметить, что число зигот, имеющих набор «Аа» (то есть, гетерозигот) будет идентично числу всех гомозигот. Пропорция будет иметь вид:

1"АА":2"Аа":1"аа«.

По причине проявления гетерозиготой доминирующего признака, такое расщепление признаков в фенотипе будет иметь выражение 3:1, где будет три доминирующих признака и один рецессивный.

В случае полного доминирования гетерозиготные особи будут отличаться промежуточными признаками. При таком варианте фенотипическое расщепление будет соответствовать пропорции расщепления по генотипу.

Третий закон Менделя и его цитологические основы

Принцип действия третьего закона Менделя можно объяснить таким же образом. При кодировании признаков содержащимися в разных хромосомах генами происходит их распределение независимо один от другого.

Гомозиготы по доминантным признакам в случае гибридного скрещивания (по двум признакам) обозначаются следующим образом: «ААВВ». Гомозиготу с рецессивными признаками можно представить так: «ааbb». Все гибриды первого поколения (F1) будут иметь генотип «АаBb».

Гибриды первого поколения способны давать следующие комбинации генов в гаметах:

• «AB»;
• «Ab»;
• «aB»;
• «ab».

У гибридов второго поколения (F2) наблюдается расщепление и комбинирование признаков.

Получаются следующие генотипы:

• «AABB»;
• 2 «AABb»;
• «AAbb»;
• 2 «AaBB»;
• 4 «AaBb»;
• 2 «Aabb»;
• «aaBB»;
• 2 «aaBb»;
• «aabb».

Вот законы Менделя в таблице:

На первый взгляд можно подумать, что такое расщепление носит хаотичный характер. Однако на самом деле оно очень упорядоченное. При рассмотрении каждого признака отдельно можно обнаружить полное соответствие второму закону Менделя. По этой причине третий закон указывает на независимое комбинирование признаков (закон независимого комбинирования признаков). Если обобщить, то перед нами два моногибридных скрещивания.