هیبریداسیون - این تلاقی افراد است که در ژنوتیپ متفاوت است. تلاقی که در آن یک جفت صفت جایگزین در افراد والدین در نظر گرفته شود، تک هیبریدی نامیده می شود و دو جفت صفت نامیده می شوند. دو هیبرید، بیش از دو جفت - چند هیبریدی.
تلاقی حیوانات و گیاهان (هیبریداسیون) از زمان های بسیار قدیم توسط انسان انجام می شده است، اما امکان ایجاد الگوهای انتقال ویژگی های ارثی وجود نداشته است. روش هیبریدولوژیکی جی مندل که به کمک آن این الگوها شناسایی شدند دارای ویژگی های زیر است:
▪ انتخاب جفت برای عبور ("خطوط خالص").
▪ تحلیل وراثت صفات جایگزین (متقابل انحصاری) فردی در یک سری از نسلها.
▪ حسابداری کمی دقیق فرزندان با ترکیبات مختلف خصوصیات (استفاده از روش های ریاضی).
قانون اول مندل، قانون یکنواختی هیبریدهای نسل اول است. جی. مندل خطوط خالص گیاهان نخود را با دانه های زرد و سبز (ویژگی های جایگزین) تلاقی داد. خطوط تمیز- اینها موجوداتی هستند که در صورت تلاقی با ژنوتیپ یکسان، شکافتن ایجاد نمی کنند، یعنی برای این صفت هموزیگوت هستند:
هنگام تجزیه و تحلیل نتایج تلاقی، مشخص شد که همه فرزندان (هیبرید) در نسل اول از نظر فنوتیپ (همه گیاهان دارای نخود زرد بودند) و ژنوتیپ (هتروزیگوت ها) یکسان هستند. قانون اول مندل به شرح زیر است: هنگام تلاقی افراد هموزیگوت برای یک جفت صفت جایگزین، یکنواختی هیبریدهای نسل اول هم در فنوتیپ و هم در ژنوتیپ مشاهده می شود.
قانون دوم مندل، قانون شکافتن است. هنگام تلاقی هیبریدهای نسل اول، یعنی افراد هتروزیگوت، نتیجه زیر به دست می آید:
افراد حاوی ژن غالب A دارای دانه های زرد و آنهایی که دارای هر دو ژن مغلوب هستند دارای دانه های سبز هستند. در نتیجه نسبت افراد بر حسب فنوتیپ (رنگ دانه) 3:1 (3 قسمت با صفت غالب و 1 قسمت با صفت مغلوب)، بر اساس ژنوتیپ: 1 قسمت افراد - هموزیگوت زرد (AA)، 2 قسمت - زرد است. هتروزیگوت ها (Aa) و 1 قسمت - هموزیگوت های سبز (aa). قانون دوم مندل به شرح زیر است: هنگام تلاقی هیبریدهای نسل اول (جانداران هتروزیگوت) که برای یک جفت صفت جایگزین تجزیه و تحلیل شده اند، نسبت تقسیم 3:1 توسط فنوتیپ و 1:2:1 توسط ژنوتیپ مشاهده می شود.
در طول کار آزمایشی و انتخاب، اغلب نیاز به کشف ژنوتیپ یک فرد با یک صفت غالب وجود دارد. برای این منظور انجام می دهند صلیب آزمایشی: فرد مورد آزمایش با هموزیگوت مغلوب تلاقی داده می شود. اگر او هموزیگوت بود، نسل اول هیبریدها یکنواخت خواهند بود - همه فرزندان یک غالب خواهند داشت.
الگوهای ارث 79
امضا کردن. اگر فرد هتروزیگوت بود، در نتیجه تلاقی، ویژگی های فرزندان به نسبت 1: 1 تقسیم می شود:
گاهی اوقات (معمولاً هنگام به دست آوردن خطوط تمیز) استفاده می کنند عبور از عقب- تلاقی فرزندان با یکی از والدین. در برخی موارد (هنگام مطالعه پیوند ژن ها) عبور متقابل- تلاقی دو فرد والدین (مثلاً AaBb و aabb) که در آن ابتدا فرد مادری هتروزیگوت و پدری مغلوب است و سپس برعکس (تقاطع P: AaBb x aabb و P: aabb x AaBb).
مندل پس از مطالعه وراثت یک جفت آلل، تصمیم گرفت وراثت دو صفت را به طور همزمان ردیابی کند. برای این منظور، او از گیاهان نخود هموزیگوت استفاده کرد که در دو جفت شخصیت جایگزین متفاوت بودند: دانه های زرد صاف و دانه های چروکیده سبز. در نتیجه چنین تلاقی در نسل اول، او گیاهانی با دانه های صاف زرد به دست آورد. این نتیجه نشان داد که قانون یکنواختی هیبریدهای نسل اول خود را نه تنها در تک هیبریدی، بلکه در تقاطع های چند هیبریدی نیز نشان می دهد، اگر اشکال والدین هموزیگوت باشند:
سپس مندل هیبریدهای نسل اول را با یکدیگر تلاقی کرد - P(F 1): AaBb x AaBb.
برای تجزیه و تحلیل نتایج تلاقی های پلی هیبریدی، معمولاً استفاده می کنند شبکه Punnett، که در آن گامت های ماده به صورت افقی و گامت های نر به صورت عمودی نوشته می شود:
در نتیجه ترکیب آزاد گامت ها در زیگوت ها، ترکیبات مختلفی از ژن ها به دست می آید. به راحتی می توان محاسبه کرد که بر اساس فنوتیپ، فرزندان به 4 گروه تقسیم می شوند: 9 قسمت گیاهان با نخود صاف زرد (A-B-)، 3 قسمت با نخود زرد چروکیده (A-bb)، 3 قسمت با نخود سبز صاف. (aaB-) و 1 قسمت چروکیده سبز (aabb) است، یعنی شکافتن به نسبت 9:3:3:1 یا (3+1) 2 رخ می دهد. از این نتیجه می‌توان نتیجه گرفت که هنگام عبور از افراد هتروزیگوت که برای چندین جفت صفت جایگزین تجزیه و تحلیل شده‌اند، فرزندان شکاف فنوتیپی را در نسبت (3+1) n نشان می‌دهند، که در آن n تعداد صفات مورد تجزیه و تحلیل است.
ثبت نتایج عبور با استفاده از آن راحت است رادیکال فنوتیپی- یک رکورد مختصر از ژنوتیپ ساخته شده بر اساس فنوتیپ. به عنوان مثال، علامت A-B- به این معنی است که اگر ژنوتیپ دارای حداقل یک ژن غالب از یک جفت آللی باشد، بدون در نظر گرفتن ژن دوم، یک صفت غالب در فنوتیپ ظاهر می شود.
اگر تقسیم بندی را برای هر جفت کاراکتر (رنگ زرد و سبز، سطح صاف و چروکیده) تجزیه و تحلیل کنیم، 12 فرد با دانه های زرد (صاف) و 4 فرد با دانه های سبز (چروکیده) بدست می آوریم. نسبت آنها 12:4 یا 3:1 است. بنابراین، در یک تلاقی دو هیبریدی، هر جفت از صفات در فرزندان جداسازی مستقل از جفت دیگر ایجاد می کند. این نتیجه ترکیبات تصادفی ژن ها (و صفات مربوط به آنها) است که منجر به ترکیبات جدیدی از صفات می شود که در اشکال والدین وجود نداشت. در مثال ما، اشکال اولیه نخود دارای دانه‌های چروک‌دار زرد و صاف و سبز بود و در نسل دوم گیاهان نه تنها با ترکیبی از ویژگی‌های والدینی، بلکه با ترکیب‌های جدید - دانه‌های چروکیده زرد و صاف سبز به دست آمدند. این دلالت می کنه که
قانون سوم مندل - قانون ترکیب مستقل خصوصیات . هنگام تلاقی ارگانیسم های هموزیگوت برای دو (یا بیشتر) جفت صفات جایگزین، در نسل دوم ترکیبی مستقل از ژن های جفت آللی های مختلف و صفات مربوط به آنها مشاهده می شود.
مندل با تجزیه و تحلیل نتایج حاصل از تقسیم شخصیت ها در نسل دوم (ظهور هموزیگوت های مغلوب) به این نتیجه رسید که در حالت هتروزیگوت عوامل ارثی با هم مخلوط نمی شوند و یکدیگر را تغییر نمی دهند. متعاقباً، این ایده یک اثبات سیتولوژیکی (واگرایی کروموزوم های همولوگ در طول میوز) دریافت کرد و نامیده شد. فرضیه " خلوص گامت "(W. Bateson، 1902). می توان آن را به دو ماده اصلی زیر تقلیل داد:
▪ در ارگانیسم هیبرید، ژن ها هیبرید نمی شوند (ترکیب نمی شوند)، اما در حالت آللی خالص هستند.
▪ از یک جفت آللی، تنها یک ژن به دلیل واگرایی کروموزوم های همولوگ و کروماتیدها در طول میوز وارد گامت می شود.
قوانین مندل ماهیت آماری دارند (آنها بر روی تعداد زیادی از افراد اجرا می شوند) و جهانی هستند، یعنی. آنها در تمام موجودات زنده ذاتی هستند. برای تجلی قوانین مندل، شرایط زیر باید رعایت شود:
▪ ژن های جفت آللی های مختلف باید در جفت های مختلف کروموزوم های همولوگ قرار گیرند.
▪ هیچ ارتباط یا تعاملی بین ژن ها، به جز تسلط کامل، وجود نداشته باشد.
▪ باید احتمال یکسانی برای تشکیل گامت ها و زیگوت ها از انواع مختلف و همچنین احتمال یکسانی برای بقای موجودات با ژنوتیپ های مختلف وجود داشته باشد (نباید ژن کشنده وجود داشته باشد).
وراثت مستقل ژن های جفت آللی های مختلف بر اساس سطح ژنتیکی سازماندهی مواد ارثی است که شامل این واقعیت است که ژن ها نسبتاً مستقل از یکدیگر هستند.
انحراف از جداسازی مورد انتظار طبق قوانین مندل باعث ایجاد ژن های کشنده می شود. به عنوان مثال، هنگام عبور از گوسفند هتروزیگوت کاراکول، تفکیک در F) 2:1 است (به جای 3:1 مورد انتظار). بره های هموزیگوت برای آلل خاکستری غالب (W) زنده نیستند و به دلیل توسعه نیافتگی شکمبه معده می میرند:
به همین ترتیب انسان ها ارث می برند براکیداکتیلیو کم خونی داسی شکل. ژن براکیداکتیلی (انگشتان ضخیم کوتاه) غالب است. هتروزیگوت ها براکیداکتیلی را نشان می دهند و هموزیگوت های این ژن در مراحل اولیه جنین زایی می میرند. یک فرد دارای یک ژن برای هموگلوبین طبیعی (HbA) و یک ژن برای کم خونی سلول داسی شکل (HbS) است. هتروزیگوت ها برای این ژن ها زنده هستند، اما هموزیگوت ها برای HbS در اوایل کودکی می میرند (هموگلوبین S قادر به اتصال و حمل اکسیژن نیست).
مشکلات در تفسیر نتایج تلاقی (انحراف از قوانین مندل) همچنین می تواند ناشی از پدیده پلیوتروپی باشد، زمانی که یک ژن مسئول تظاهر چندین صفت است. بنابراین، در گوسفند خاکستری هموزیگوت Karakul، ژن W نه تنها رنگ خاکستری پوشش، بلکه توسعه نیافتگی سیستم گوارش را نیز تعیین می کند. نمونه هایی از عملکرد ژن پلیوتروپیک در انسان هستند سندرم مارفان و صلبیه آبیدر سندرم مارفان، یک ژن باعث ایجاد انگشتان عنکبوتی، سابلوکساسیون عدسی، تغییر شکل قفسه سینه، آنوریسم آئورت و قوس های بلند می شود. با سندرم صلبیه آبی، فرد دچار تغییر رنگ آبی صلبیه، استخوان های شکننده و نقص قلبی می شود.
با پلیوتروپی، احتمالاً کمبود آنزیم هایی وجود دارد که در چندین نوع بافت یا در یک بافت فعال هستند، اما گسترده است. به نظر می رسد سندرم مارفان بر اساس همان نقص در رشد بافت همبند باشد.
نمودار قانون اول و دوم مندل. 1) گیاهی با گلهای سفید (دو نسخه از آلل مغلوب w) با گیاهی با گلهای قرمز تلاقی داده می شود (دو نسخه از آلل غالب R). 2) همه گياهان اوليه گلهاي قرمز و ژنوتيپ Rw يكسان دارند. 3) هنگامی که خودباروری اتفاق می افتد، 3/4 از گیاهان نسل دوم دارای گل های قرمز (ژنوتیپ های RR + 2Rw) و 1/4 دارای گل های سفید (ww) هستند.
مندل تجلی صفت تنها یکی از والدین را در هیبریدها تسلط نامید.
هنگام تلاقی دو ارگانیسم هموزیگوت متعلق به خطوط خالص مختلف و متفاوت از یکدیگر در یک جفت صفات جایگزین، کل نسل اول هیبریدها (F1) یکنواخت خواهند بود و دارای صفت یکی از والدین خواهند بود.
این قانون به «قانون سلطه صفت» نیز معروف است. فرمول بندی آن بر اساس مفهوم است خط تمیزدر مورد صفت مورد مطالعه - در زبان امروزی به معنای هموزیگوت بودن افراد برای این صفت است. مندل خلوص یک شخصیت را به عنوان فقدان تظاهرات شخصیت های متضاد در همه فرزندان در چندین نسل از یک فرد معین در طول خود گرده افشانی فرموله کرد.
مندل هنگام عبور از خطوط خالص نخودهای گل‌دار بنفش و نخودهای گل‌سفید متوجه شد که نوادگان گیاهانی که ظاهر می‌شوند همگی دارای گلهای بنفش هستند و حتی یک سفید هم در میان آنها وجود نداشت. مندل آزمایش را بیش از یک بار تکرار کرد و از علائم دیگری استفاده کرد. اگر نخود را با دانه های زرد و سبز تلاقی می کرد، همه فرزندان دانه های زرد داشتند. اگر نخود را با دانه های صاف و چروکیده تلاقی می کرد، نسل آن دانه های صافی داشت. فرزندان حاصل از گیاهان بلند و کوتاه قد بلند بودند. بنابراین هیبریدهای نسل اول همیشه در این صفت یکنواخت بوده و ویژگی یکی از والدین را به خود می گیرند. این علامت (قوی تر، غالب)، همیشه دیگری را سرکوب می کرد ( مغلوب).
تسلط و تسلط ناقص
برخی از شخصیت های متضاد نه در رابطه تسلط کامل (زمانی که یکی همیشه دیگری را در افراد هتروزیگوت سرکوب می کند)، بلکه در رابطه هستند. تسلط ناقص. به عنوان مثال، هنگامی که خطوط snapdragon خالص با گل های بنفش و سفید متقاطع می شوند، افراد نسل اول دارای گل های صورتی هستند. هنگامی که خطوط خالص جوجه های سیاه و سفید اندلس متقابل می شوند، جوجه های خاکستری در نسل اول متولد می شوند. با تسلط ناقص، هتروزیگوت ها دارای ویژگی های واسط بین هموزیگوت های مغلوب و غالب هستند.
پدیده ای که در آن عبور افراد هتروزیگوت منجر به تشکیل فرزندان می شود که برخی از آنها دارای یک صفت غالب و برخی دیگر - مغلوب هستند، جداسازی نامیده می شود. در نتیجه، تفکیک عبارت است از توزیع صفات غالب و مغلوب در بین فرزندان در نسبت عددی معین. صفت مغلوب در هیبریدهای نسل اول از بین نمی رود، بلکه فقط سرکوب شده و در نسل دوم هیبرید ظاهر می شود.
توضیح
قانون خلوص گامت: هر گامت فقط حاوی یک آلل از یک جفت آلل از یک ژن معین از فرد والد است.
به طور معمول، گامت همیشه از ژن دوم جفت آللی خالص است. این واقعیت را که در زمان مندل نمی‌توان به طور قطعی ثابت کرد، فرضیه خلوص گامت نیز نامیده می‌شود. این فرضیه بعداً توسط مشاهدات سیتولوژیکی تأیید شد. از بین تمام قوانین وراثتی که توسط مندل وضع شده است، این "قانون" از نظر ماهیت عمومی ترین است (این قانون تحت گسترده ترین طیف شرایط اجرا می شود).
قانون توارث مستقل خصوصیات
تعریف
قانون ارث مستقل(قانون سوم مندل) - هنگام تلاقی دو فرد هموزیگوت که در دو (یا چند) جفت صفت جایگزین با یکدیگر تفاوت دارند، ژن ها و صفات مربوطه آنها مستقل از یکدیگر به ارث می رسند و در تمام ترکیبات ممکن ترکیب می شوند (مانند تلاقی تک هیبریدی). ). هنگامی که گیاهانی که در چندین صفت متفاوت بودند، مانند گلهای سفید و بنفش و نخود زرد یا سبز، تلاقی می‌کردند، وراثت هر شخصیت از دو قانون اول پیروی می‌کرد و در فرزندان به‌گونه‌ای ترکیب می‌شد که گویی وراثت آنها مستقل از یکدیگر. نسل اول پس از تلاقی دارای فنوتیپ غالب برای همه صفات بود. در نسل دوم، تقسیم فنوتیپ ها طبق فرمول 9:3:3:1 مشاهده شد، یعنی 9:16 با گل های بنفش و نخود زرد، 3:16 با گل های سفید و نخود زرد، 3: 16 با گل های بنفش و نخود سبز، 1:16 با گل های سفید و نخود سبز بود.
توضیح
مندل با صفاتی مواجه شد که ژنهای آنها در جفت‌های مختلف کروموزوم‌های همولوگ نخود قرار داشت. در طول میوز، کروموزوم های همولوگ از جفت های مختلف به طور تصادفی در گامت ها ترکیب می شوند. اگر کروموزوم پدری جفت اول وارد گامت شود، با احتمال مساوی کروموزوم های پدری و مادری جفت دوم می توانند وارد این گامت شوند. بنابراین صفاتی که ژن های آنها در جفت های مختلف کروموزوم همولوگ قرار دارند، مستقل از یکدیگر ترکیب می شوند. (بعداً مشخص شد که از هفت جفت کاراکتر مورد مطالعه مندل در نخود، که دارای تعداد کروموزوم دیپلوئیدی 2n=14 است، ژنهای مسئول یکی از جفت‌ها روی یک کروموزوم قرار داشتند. با این حال، مندل نقض قانون وراثت مستقل را کشف نکرد، زیرا ارتباط بین این ژن ها به دلیل فاصله زیاد بین آنها مشاهده نشد).
مفاد اساسی نظریه وراثت مندل
در تفسیر امروزی، این مقررات به شرح زیر است:
- عوامل ارثی گسسته (جدا، غیرقابل اختلاط) - ژن ها مسئول صفات ارثی هستند (اصطلاح ژن در سال 1909 توسط V. Johannsen پیشنهاد شد)
- هر ارگانیسم دیپلوئیدی حاوی یک جفت آلل از یک ژن معین است که مسئول یک صفت است. یکی از آنها از پدر و دیگری از مادر دریافت می شود.
- عوامل ارثی از طریق سلول های زایا به فرزندان منتقل می شود. هنگامی که گامت ها تشکیل می شوند، هر یک از آنها فقط دارای یک آلل از هر جفت هستند (گامت ها "خالص" هستند به این معنا که حاوی آلل دوم نیستند).
شرایط تحقق قوانین مندل
طبق قوانین مندل، فقط صفات تک ژنی به ارث می رسد. اگر بیش از یک ژن مسئول یک صفت فنوتیپی (و اکثریت مطلق این صفات) باشد، الگوی توارث پیچیده تری دارد.
شرایط تحقق قانون تفکیک در طول تقاطع تک هیبریدی
تقسیم 3:1 توسط فنوتیپ و 1:2:1 توسط ژنوتیپ تقریباً و فقط در شرایط زیر انجام می شود:
- تعداد زیادی صلیب (تعداد زیادی از فرزندان) مورد مطالعه قرار می گیرد.
- گامت های حاوی آلل های A و a به تعداد مساوی تشکیل می شوند (قابلیت زیستی برابر دارند).
- لقاح انتخابی وجود ندارد: گامت های حاوی هر آللی با احتمال مساوی با یکدیگر ترکیب می شوند.
- زیگوت ها (جنین ها) با ژنوتیپ های مختلف به یک اندازه زنده هستند.
شرایط اجرای قانون ارث مستقل
- کلیه شرایط لازم برای تحقق قانون شکاف.
- مکان ژن های مسئول صفات مورد مطالعه در جفت کروموزوم های مختلف (بدون پیوند) است.
شرایط تحقق قانون خلوص گامت
سیر طبیعی میوز در نتیجه عدم تفکیک کروموزوم، هر دو کروموزوم همولوگ از یک جفت می توانند به یک گامت ختم شوند. در این مورد، گامت حامل یک جفت آلل از تمام ژن هایی است که در یک جفت کروموزوم مشخص وجود دارد.
دوبینین N.P.ژنتیک عمومی - م.: "علم"، 1986
قوانین: یکنواختی هیبریدهای نسل اول، تقسیم بر اساس فنوتیپ در نسل دوم تلاقی تک هیبریدی، تقسیم مستقل آلل ها و خلوص گامت ها.
ماهیت قانون یکنواختی هیبریدهای نسل اول این است که هنگام عبور از اشکال والدین هموزیگوت که در ویژگی های آنها متفاوت است، نسل اول یکنواخت است. (مثال‌ها: مندل هنگام عبور از خطوط خالص نخود با گلهای بنفش و نخود با گلهای سفید، متوجه شد که نوادگان گیاهانی که ظاهر می‌شوند همگی با گلهای بنفش هستند، حتی یک گل سفید نیز در بین آنها وجود نداشت. مندل آزمایش را بیش از یک بار با استفاده از خصوصیات دیگر، اگر نخود را با دانه‌های زرد و سبز تلاقی می‌کرد، همه بچه‌ها دانه‌های زرد داشتند، اگر نخود را با دانه‌های صاف و چروکیده تلاقی می‌کرد، نسل دانه‌های صاف داشت. نسل گیاهان بلند و کوتاه بلند بودند.)
ماهیت قانون تقسیم به شرح زیر است: در نسل دوم تلاقی تک هیبریدی، شکافت توسط فنوتیپ به نسبت 3: 1، توسط ژنوتیپ به نسبت 1: 2: 1 مشاهده می شود (یک قسمت از افراد هموزیگوت برای یک صفت غالب، دو قسمت هتروزیگوت و یک قسمت هموزیگوت برای علامت مغلوب). (مثال: در آزمایش مندل، از 929 گیاه نسل دوم، 705 بوته با گلهای بنفش و 224 گیاه با گلهای سفید وجود داشت. در آزمایشی که رنگ دانه‌ها را در نظر گرفت، از 8023 بذر نخودی به‌دست‌آمده در نسل دوم، 6022 زرد و 2001 سبز و غیره وجود داشت. مندل با خلاصه کردن مطالب واقعی، به این نتیجه رسید که در نسل دوم تقسیم شخصیت ها رخ می دهد.)
قانون بسامد گامت: ماهیت آن این است که در یک فرد هتروزیگوت تمایلات ارثی با یکدیگر مخلوط نمی شود، بلکه به سلول های زاینده "به شکل خالص" (بدون تغییر) منتقل می شود. (این پدیده مبتنی بر جفت شدن ژن های منفرد است. فردی که برای هر صفتی هتروزیگوت است، در یکی از کروموزوم های هموزیگوت دارای یک آلل غالب ژن در هسته سلول های سوماتیک و در کروموزوم دیگر یک آلل مغلوب است. در نتیجه میوز، تنها یکی از کروموزوم های هموزیگوت در هر گامت ظاهر می شود، یعنی با یکی از آلل های ژن:
یا غالب؛
یا مغلوب
به طور طبیعی، یک فرد هتروزیگوت دو نوع گامت با تعداد مساوی از هر دو تولید می کند. بنابراین، به طور معمول گامت از نسل دوم یک جفت آللی همیشه "خالص" است.
ژنوتیپ ارگانیسمی که یک صفت مغلوب را نشان می دهد را می توان با فنوتیپ آن قضاوت کرد. از این گذشته، اگر این ارگانیسم هتروزیگوت باشد، باید یک ویژگی غالب را نشان دهد. بنابراین، اگر یک صفت مغلوب مشاهده شود، ارگانیسم باید برای ژن مغلوب هموزیگوت باشد.)
جداسازی مستقل آلل ها شامل این واقعیت است که در نسل دوم هر جفت از آلل ها و صفات تعیین شده توسط آنها به ترتیب مستقل از سایر جفت های آلل و صفات رفتار می کنند. در این حالت، انواع ترکیبات در نسبت های عددی معین بر اساس فنوتیپ و ژنوتیپ به وجود می آیند. با تلاقی دی هیبریدی با تسلط کامل، نسبت فنوتیپی 9: 3: 3: 1 خواهد بود، با تقاطع سه هیبریدی نسبت مشخصی وجود خواهد داشت و غیره.
20. جوهر وراثت پذیری، تکرارپذیری صفات، همبستگی بین صفات..
دو دسته از صفات وجود دارد: کیفی و کمی، که در ماهیت تنوع و ویژگی های وراثت با هم تفاوت دارند. ویژگی های کیفی با متناوب مشخص می شود، در حالی که ویژگی های کمی با تغییرپذیری مداوم مشخص می شود. صفات کیفی هنگام تقسیم به صفات غالب و مغلوب مرزهای واضحی را ارائه می دهند (زیرا هر یک از آنها معمولاً توسط یک ژن آللی کنترل می شود). موارد کمی مرزهای واضحی از تقسیم را برای گزینه های مختلف عبور نمی دهد، اگرچه آنها با درجه بالاتری از تنوع مشخص می شوند. ویژگی کمیت تشخیص - ماهیت پیچیده وراثت، هر یک از آنها نه توسط یک، بلکه توسط مکان های زیادی در کروموزوم ها تعیین می شود = نوع چند ژنی وراثت (یک صفت توسط ژن های زیادی تعیین می شود). سطح کمیت توسعه این صفت به نسبت ژنهای غالب و مغلوب، سایر عوامل ژنتیکی و میزان اثر اصلاحی عوامل محیطی بستگی دارد.
صفات کمی اندازه گیری، شمارش و به اعداد بیان می شوند (تیتر آنتی بادی، وزن زنده، گیره پشم، تولید تخم). ویژگی های کیفی در کلمات (کت و شلوار) توصیف می شود. اگر دو گزینه متقابل منحصر به فرد وجود داشته باشد، چنین ویژگی های کیفی جایگزین نامیده می شود (جنس حیوانات، شاخدار بودن، وضعیت: سالم-بیمار).
وراثت پذیری یک صفت میزان تعیین ژنتیکی آن در فنوتیپ است. آن ها تعیین میزان رشد یک صفت به ژنوتیپ والدین و تا چه حد به شرایط محیطی بستگی دارد. صفات کمی متفاوت دارای درجات مختلفی از تنوع ژنتیکی هستند و شرایط محیطی اثرات متفاوتی بر سطح تجلی فنوتیپی یک صفت خاص دارد.
همبستگی (ارتباط بین ویژگی ها) می تواند مثبت یا منفی باشد.
مثبت: با افزایش یک صفت، صفت دیگر نیز افزایش می یابد (افزایش وزن گاوهای گوساله اول باعث افزایش تولید شیر می شود؛ هر چه درصد چربی شیر بیشتر باشد، پروتئین بیشتری دارد).
منفی: با افزایش یک مشخصه، ویژگی دوم کاهش می یابد. (افزایش تولید شیر - کاهش محتوای چربی شیر؛ بدن دراز در خوکها - چربی کم؛ تولید تخم مرغ زیاد - تخم مرغ کوچک).
آژانس فدرال آموزش
موسسه آموزشی دولتی
آموزش عالی حرفه ای
دانشگاه دولتی کوبان
خلاصه
"قوانین مندل"
این اثر توسط مارینا هایراپتیان انجام شده است
گروه 36، دانشکده فنون کامپیوتر و ریاضیات کاربردی، ویژه. 061800- روشهای ریاضی در اقتصاد
کار توسط V.V. Shapovalenko بررسی شد.
کراسنودار
معرفی. 3
داستان. 3
روش های مندل و پیشرفت کار. 4
قانون یکنواختی هیبریدهای نسل اول 6
قانون تقسیم خصوصیات. 7
قانون توارث مستقل خصوصیات. 10
مفاد اساسی نظریه وراثت مندل. 12
شرایط اجرای قوانین مندل. 12
اهمیت کار مندل. 13
معرفی
قوانین اساسی وراثت بیش از یک قرن پیش توسط راهب چک، گرگور مندل (1822-1884)، که فیزیک و تاریخ طبیعی را در مدرسه راهنمایی در برون (برنو) تدریس می کرد، توصیف شد.
قوانین مندل اصولی برای انتقال خصوصیات ارثی از موجودات والدین به فرزندان آنها است که حاصل آزمایشات گرگور مندل است. این اصول اساس ژنتیک کلاسیک را تشکیل دادند و متعاقباً به عنوان نتیجه مکانیسم‌های مولکولی وراثت توضیح داده شدند. اگرچه معمولاً سه قانون در کتاب‌های درسی به زبان روسی توصیف می‌شود، «قانون اول» توسط مندل کشف نشد. از اهمیت ویژه ای در میان الگوهای کشف شده توسط مندل، "فرضیه خلوص گامت" است.
مندل به پرورش نخود می‌پرداخت و ما اقبال علمی و سخت‌گیری آزمایش‌های مندل را مدیون کشف قوانین اساسی وراثت هستیم: قانون یکنواختی هیبریدهای نسل اول، قانون تفکیک و قانون ترکیب مستقل
داستان
لازم به ذکر است که خود گرگور مندل نتیجه گیری های خود را به عنوان "قانون" تنظیم نکرده و هیچ عددی را به آنها اختصاص نداده است. علاوه بر این، بسیاری از حقایق "کشف" توسط او برای مدت طولانی شناخته شده بودند، همانطور که خود مندل در کار خود اشاره می کند.
برخی از محققان نه سه، بلکه دو قانون مندل را متمایز می کنند. به عنوان مثال، کتابچه راهنمای "ژنتیک انسانی" توسط F. Vogel و A. Motulski سه قانون را بیان می کند و کتاب "Behavior Genetics and Evolution" توسط L. Ehrman و P. Parsons دو قانون را بیان می کند. در عین حال، برخی از دانشمندان قانون اول و دوم را ترکیب می کنند و معتقدند که قانون اول بخشی از قانون دوم است و ژنوتیپ ها و فنوتیپ های فرزندان نسل اول (F1) را توصیف می کند. سایر محققان قانون دوم و سوم را در یک قانون ترکیب می کنند و معتقدند که "قانون ترکیب مستقل" در اصل "قانون استقلال جداسازی" است که به طور همزمان در جفت های مختلف آلل رخ می دهد. با این حال، در ادبیات روسی ما معمولاً در مورد سه قانون مندل صحبت می کنیم. ما هم این دیدگاه را قبول داریم.
در اواسط قرن نوزدهم، پدیده سلطه کشف شد (O. Sarge، C. Naudin و غیره). غالباً همه دورگه های نسل اول شبیه یکدیگر هستند (یکنواختی هیبریدها) و با توجه به این صفت همگی مشابه یکی از والدین هستند (خصلت آن غالب است). آنها همچنین نشان دادند که صفات مغلوب (که در هیبریدهای نسل اول آشکار نمی شوند) از بین نمی روند. هنگامی که هیبریدها در نسل دوم با یکدیگر تلاقی می کنند، برخی از هیبریدها دارای ویژگی های مغلوب هستند ("بازگشت به اشکال والدین"). همچنین نشان داده شد (J. Goss et al.) که در میان هیبریدهای نسل دوم با ویژگی غالب هیبریدهای مختلفی وجود دارد - آنهایی که می دهند و آنهایی که در طول خود گرده افشانی جداسازی نمی کنند. با این حال، هیچ یک از این محققان نتوانستند مبنای نظری برای مشاهدات خود ارائه دهند.
دستاورد اصلی مندل ایجاد یک نظریه وراثت بود که الگوهای وراثت مورد مطالعه او را توضیح می داد.
روش های مندل و پیشرفت کار
مندل چگونگی به ارث بردن صفات فردی را مطالعه کرد.
مندل از بین همه ویژگی ها فقط موارد جایگزین را انتخاب کرد - آنهایی که دو گزینه کاملاً متفاوت در انواع او داشتند (دانه ها یا صاف هستند یا چروکیده هستند؛ گزینه های میانی وجود ندارد). چنین محدود کردن آگاهانه مسئله تحقیق امکان ایجاد واضح الگوهای کلی وراثت را فراهم کرد.
مندل یک آزمایش بزرگ را طراحی و اجرا کرد. او 34 نوع نخود فرنگی را از شرکت های تولید کننده بذر دریافت کرد که از بین آنها 22 رقم "خالص" (عدم ایجاد تفکیک با توجه به ویژگی های مورد مطالعه در طی خود گرده افشانی) را انتخاب کرد. سپس هیبریداسیون مصنوعی واریته ها را انجام داد و هیبریدهای حاصل را با یکدیگر تلاقی داد. او به بررسی وراثت هفت صفت پرداخت و در مجموع حدود 20000 هیبرید نسل دوم را مطالعه کرد. آزمایش با انتخاب موفقیت آمیز شی تسهیل شد: نخودفرنگی معمولاً خود گرده افشانی است، اما هیبریداسیون مصنوعی به راحتی انجام می شود. نخود فرنگی به دلایل مختلف مناسب بود. فرزندان این گیاه دارای تعدادی ویژگی به وضوح قابل تشخیص هستند - رنگ سبز یا زرد لپه ها، دانه های صاف یا برعکس چروکیده، لوبیاهای متورم یا فشرده، محور ساقه بلند یا کوتاه گل آذین و غیره. هیچ علامت انتقالی و نیمه دلی «تار» وجود نداشت. هر بار می‌توان با اطمینان گفت «بله» یا «نه»، «یا-یا» و با گزینه‌های جایگزین مقابله کرد. و بنابراین نیازی به به چالش کشیدن نتایج مندل و تردید در آنها وجود نداشت.
مندل یکی از اولین کسانی بود که در زیست شناسی از روش های کمی دقیق برای تجزیه و تحلیل داده ها استفاده کرد. او بر اساس دانش خود از نظریه احتمال، نیاز به تجزیه و تحلیل تعداد زیادی از تلاقی ها را برای حذف نقش انحرافات تصادفی درک کرد.
جی مندل در زمینه مطالعه نتایج تلاقی گیاهان پیشگام نبود. چنین آزمایشاتی قبل از او انجام شده بود، تنها با این تفاوت که گیاهان از گونه های مختلف تلاقی داشتند. نوادگان چنین تلاقی (نسل F 1) عقیم بودند، و بنابراین، لقاح و توسعه هیبریدهای نسل دوم (هنگام توصیف آزمایش های پرورش، نسل دوم F2 نامیده می شود) رخ نداد. یکی دیگر از ویژگی های کار دومندل این بود که اکثر صفات مورد مطالعه در آزمایش های مختلف تلاقی هم از نظر نوع وراثت و هم از نظر بیان فنوتیپی پیچیده بودند.
نبوغ (یا شانس) مندل این بود که در آزمایشات خود اشتباهات پیشینیان خود را تکرار نکرد. همانطور که محقق انگلیسی S. Auerbach می نویسد: «موفقیت کار مندل در مقایسه با تحقیقات پیشینیانش با این واقعیت توضیح داده می شود که او دارای دو ویژگی ضروری برای یک دانشمند بود: توانایی پرسیدن سؤال درست از طبیعت و توانایی. تا پاسخ طبیعت را به درستی تفسیر کنیم.» اول، مندل از انواع مختلف نخود زینتی در همان جنس Pisum به عنوان گیاهان آزمایشی استفاده کرد. بنابراین، گیاهانی که در نتیجه چنین تقاطع هایی رشد کردند، قادر به تولید مثل بودند. ثانیاً، مندل به عنوان صفات تجربی، صفات کیفی ساده ای از نوع «یا/یا» (به عنوان مثال، پوست نخود می تواند صاف یا چروکیده باشد) انتخاب کرد، که، همانطور که بعداً مشخص شد، توسط یک ژن کنترل می شود. . ثالثاً، شانس واقعی مندل (یا آینده نگری مبتکرانه) این بود که ویژگی هایی که او انتخاب کرد توسط ژن هایی که حاوی آلل های واقعاً غالب بودند کنترل می شدند. و در نهایت، شهود مندل را بر آن داشت که تمام دسته‌های دانه‌های همه نسل‌های دورگه باید به دقت، تا آخرین نخود، شمارش شوند، بدون اینکه خود را به اظهارات کلی که فقط مشخص‌ترین نتایج را خلاصه می‌کنند محدود کنیم (مثلاً تعداد بذرهای فلان و فلان بیشتر از فلان وفلان).
قانون یکنواختی هیبریدهای نسل اول
مندل تجلی صفت تنها یکی از والدین را در هیبریدها تسلط نامید.
هنگام تلاقی ارگانیسم هایی که در یک جفت صفات متضاد متفاوت هستند و آلل های یک ژن مسئول آن هستند، نسل اول هیبریدها از نظر فنوتیپ و ژنوتیپ یکنواخت هستند. با توجه به فنوتیپ، همه هیبریدهای نسل اول با یک صفت غالب مشخص می شوند؛ با توجه به ژنوتیپ، همه هیبریدهای نسل اول هتروزیگوت هستند.
این قانون به «قانون سلطه صفت» نیز معروف است. فرمول آن بر اساس مفهوم یک خط خالص نسبت به صفت مورد مطالعه است - در زبان مدرن این به معنای هموزیگوسیتی افراد برای این صفت است. مندل خلوص یک شخصیت را به عنوان فقدان تظاهرات شخصیت های متضاد در همه فرزندان در چندین نسل از یک فرد معین در طول خود گرده افشانی فرموله کرد.
مندل هنگام عبور از خطوط خالص نخودهای گل‌دار بنفش و نخودهای گل‌سفید متوجه شد که نوادگان گیاهانی که ظاهر می‌شوند همگی دارای گلهای بنفش هستند و حتی یک سفید هم در میان آنها وجود نداشت. مندل آزمایش را بیش از یک بار تکرار کرد و از علائم دیگری استفاده کرد. اگر نخود را با دانه های زرد و سبز تلاقی می کرد، همه فرزندان دانه های زرد داشتند. اگر نخود را با دانه های صاف و چروکیده تلاقی می کرد، نسل آن دانه های صافی داشت. فرزندان حاصل از گیاهان بلند و کوتاه قد بلند بودند. بنابراین هیبریدهای نسل اول همیشه در این صفت یکنواخت بوده و ویژگی یکی از والدین را به خود می گیرند. این خصیصه (قوی تر، غالب) همیشه دیگری را سرکوب کرده است (مغلوب).
تسلط و تسلط ناقص
برخی از شخصیت های متضاد در یک رابطه تسلط کامل نیستند (زمانی که یکی همیشه دیگری را در افراد هتروزیگوت سرکوب می کند)، بلکه در یک رابطه سلطه ناقص هستند. به عنوان مثال، هنگامی که خطوط snapdragon خالص با گل های بنفش و سفید متقاطع می شوند، افراد نسل اول دارای گل های صورتی هستند. هنگامی که خطوط خالص جوجه های سیاه و سفید اندلس متقابل می شوند، جوجه های خاکستری در نسل اول متولد می شوند. با تسلط ناقص، هتروزیگوت ها دارای ویژگی های واسط بین هموزیگوت های مغلوب و غالب هستند.
هتروزیگوت‌ها با تسلط ناقص، ویژگی‌های همزمان (مخلوط) را نشان می‌دهند. نمونه بارز همدومینانس، توارث گروه‌های خونی سیستم AB0 در انسان است که در آن A و B ژنهای غالب هستند و 0 مغلوب است. طبق این سیستم، ژنوتیپ 00 گروه خونی اول، AA و A0 - دوم، BB و B0 - سوم و AB تعیین کننده گروه خونی چهارم است. که همه فرزندان افراد دارای ژنوتیپ AA (گروه دوم) و BB (گروه سوم) دارای ژنوتیپ AB (گروه چهارم) خواهند بود. فنوتیپ آنها بین فنوتیپ‌های والدینشان واسط نیست، زیرا هر دو آگلوتینوژن (A و B) در سطح گلبول‌های قرمز وجود دارند.
1. جمله ها را کامل کنید.
1. جوهر هیبریداسیون به عنوان یک روش تحقیق ژنتیکی در نهفته استعبور از دو موجود زنده
2. هیبریداسیون که در آن وراثت تنها یک صفت مورد مطالعه قرار می گیرد، تلاقی تک هیبریدی نامیده می شود.
2. نام صفتی که در هیبریدهای نسل اول هنگام عبور از خطوط خالص ظاهر می شود چیست؟ نمونه هایی از این گونه صفات را از نتایج آزمایشات مندل با نخودفرنگی بیاورید.
صفت غالب به عنوان مثال، هنگام تلاقی نخود فرنگی با دانه های زرد و سبز، هیبریدهای نسل اول نیز دانه های زرد خواهند داشت، یعنی دانه های زرد یک صفت غالب هستند.
3. موجودات هموزیگوت و هتروزیگوت را تعریف کنید.
ارگانیسم های هموزیگوت موجوداتی هستند که دو نسخه یکسان از یک ژن معین روی کروموزوم های همولوگ دارند.
ارگانیسم های هتروزیگوت موجوداتی هستند که دو شکل متفاوت از یک ژن معین (الل های مختلف) روی کروموزوم های همولوگ دارند.
4. قانون اول مندل را بیان کنید.
قانون اول مندل (قانون تسلط یا قانون یکنواختی هیبریدهای نسل اول) - هنگام عبور از دو موجود هموزیگوت متعلق به خطوط خالص مختلف و متفاوت از یکدیگر در یک جفت تظاهرات جایگزین یک صفت، کل نسل اول هیبریدها (F1) یکنواخت بوده و دارای تجلی صفت یکی از والدین خواهند بود.
5. نموداری را که قانون اول مندل را نشان می دهد، با استفاده از تعیین حروف مشخصه ها تکمیل کنید.
6. ماهیت پدیده تسلط ناقص را آشکار کنید.
مثال بزن.
تسلط ناقص - هتروزیگوت ها دارای ویژگی های واسط بین هموزیگوت های مغلوب و غالب هستند. مثال ها: هنگام عبور از خطوط خالص اسنپدراگون ها با گل های بنفش و سفید، افراد نسل اول گل های صورتی دارند.
7. جمله را تمام کنید.
جداسازی پدیده ای است که در آن تلاقی افراد هتروزیگوت منجر به تشکیل فرزندان می شود که برخی از آنها دارای یک صفت غالب و برخی دیگر - مغلوب هستند.
8. قانون دوم مندل را بیان کنید.
قانون دوم مندل (قانون تفکیک) - هنگامی که دو نوادگان هتروزیگوت نسل اول با یکدیگر تلاقی می کنند، در نسل دوم، جداسازی با نسبت عددی مشخصی مشاهده می شود: توسط فنوتیپ 3:1، توسط ژنوتیپ 1:2:1. .
9. پاسخ دهید، در چه نوع غالبی، در هیبریدهای نسل دوم، برش در فنوتیپ و ژنوتیپ همزمان است، مشروط بر اینکه خطوط خالص عبور کند.
مشروط به تسلط ناقص.
10. فرمول قانون خلوص گامت را بیان کنید.
قانون خلوص گامت: هر گامت تنها حاوی یک آلل از یک جفت آلل از یک ژن معین از فرد والد است.
11. تقاطع دی هیبریدی را تعریف کنید.
تلاقی دو هیبریدی، تلاقی موجوداتی است که در دو جفت ویژگی جایگزین، مانند رنگ گل (سفید یا رنگی) و شکل دانه (صاف یا چروکیده) متفاوت است.
12. قانون سوم مندل را بیان کنید.
قانون سوم مندل (قانون وراثت مستقل) - هنگام تلاقی دو فرد که در دو (یا چند) جفت صفت جایگزین با یکدیگر متفاوت هستند، ژن ها و صفات متناظر آنها به طور مستقل از یکدیگر به ارث می رسند و در همه ترکیبات ممکن با هم ترکیب می شوند. در تقاطع تک هیبریدی).
13. نتایج تلاقی بوته های نخود را با استفاده از شبکه پونت بنویسید. به وضوح (مثلاً با استفاده از مدادهای رنگی) نشان دهید که تفکیک فنوتیپی در فرزندان 9:3:3:1 است.
الف - گلهای قرمز
الف - گلهای سفید
ب - ساقه های بلند
ج – ساقه های کوتاه
ژنوتیپ P: AaBv × AaBv
فنوتیپ: قرمز بلند × قرمز بلند
14. با استفاده از نتایج تکلیف 13، نشان دهید که با یک تلاقی دو هیبریدی، هر جفت صفت دارای یک شکاف در فرزندان به نسبت 3: 1 است، مانند یک تلاقی تک هیبریدی، یعنی. مستقل از جفت صفات دیگر به ارث می رسد. جدول را پر کنید.
15. عبارت را کامل کنید.
قانون سوم مندل را به درستی می توان قانون ارث مستقل نامید.
16- جمله ها را کامل کنید.
1. روش ژنتیکی مورد استفاده برای پاسخ به این سوال که آیا ارگانیسم معینی که دارای فنوتیپ غالب است هموزیگوت است یا هتروزیگوت، تلاقی آزمایشی نامیده می شود.
2. در این حالت ارگانیسم مورد مطالعه با ارگانیسمی تلاقی داده می شود که دارای ژنوتیپ هموزیگوت برای آلل مغلوب و دارای فنوتیپ مغلوب است.
3. اگر ارگانیسم مورد مطالعه هموزیگوت باشد، فرزندان حاصل از این تلاقی یکنواخت بوده و جداسازی صورت نمی گیرد.
4. اگر ارگانیسم مورد مطالعه هتروزیگوت باشد، آنگاه شکاف 1:1 در فنوتیپ رخ خواهد داد.
17. توضیح دهید که چرا جی مندل و سایر دانشمندان هنگام انجام تحقیقات ژنتیکی از تعداد زیادی موجودات استفاده کرده و آزمایشات خود را بارها تکرار کردند.
مندل و سایر دانشمندان از روش های کمی دقیق برای تجزیه و تحلیل داده ها استفاده کردند. بر اساس دانش تئوری احتمال، تحلیل تعداد زیادی از تقاطع ها برای حذف نقش انحرافات تصادفی ضروری بود.
