Законы наследования. Законы Г. Менделя

Основные законы наследования были открыты Гре-
гором Менделем, который в 1865 году опубликовал в ра-
боте «Опыты над растительными гибридами» резуль-
таты многолетних экспериментов. В качестве объекта
исследований Г. Мендель использовал горох, отобрав
для опытов 22 формы, обладающие четко выраженны-
ми различиями по ряду признаков: окраска и форма се-
мян, окраска цветков, стручков, семядолей и др.
Для установления закономерностей наследования
Г. Мендель в своих опытах скрещивал родительские
формы (чистые линии) и анализировал полученное по-
томство. Этот подход составляет суть гибридологического
метода, или генетического анализа.
Полученные результаты Г. Мендель подвергал тща-
тельному статистическому анализу и на основе этого
выявил основные закономерности наследования. Это
позволило:
- раскрыть механизмы наследования признаков;
- прогнозировать результаты скрещивания;
- получить новые расы животных и сорта растений.
Моногибридное скрещивание
В своих первых опытах Г. Мендель скрещивал чистые ли-
нии растений гороха, которые отличались по одному признаку
(например, по форме семян или их цвету), и анализировал по-
томство. Оказалось, что все потомки в первом поколении (F1)
одинаковы и проявляют только один из альтернативных призна-
ков – доминантный (гладкая форма семян в одном из опытов и
желтые семена – в другом).
При самоопылении гибридных растений (Аа), полученных в
первом поколении, в следующем поколении (F2) были получены
как растения с доминантным признаком, так и те, что проявляли
Законы наследования. Законы Г. Менделя
Генетические символы
P – родительские формы;
– женский генотип;
– мужской генотип;
× – скрещивание;
F(G)1,2... – поколение (1,2…);
A (+) – доминантный аллель гена;
a – рецессивный аллель гена;
AA (aa) – генотип гомозиготного орга-
низма (образует один тип га-
мет и не дает расщепления в
потомстве);
Aa – генотип гетерозиготного орга-
низма (образует два типа гамет
и дает расщепление в потом-
стве);
Генотип – совокупность генов организма;
Фенотип – совокупность признаков орга-
низма.
Aa Aa
A
a
F2
AA – 25%
Aa – 25%
Aa – 25%
aa – 25%
a
A
AA aa
A × a
F1 Aa
100%
рецессивный признак. Соотношение растений, отличающих-
ся по признаку (фенотипу) составило 3:1 (таблица, с. 30).
Для объяснения полученных результатов Г. Мендель
предположил, что от родителей потомству передаются неко-
торые наследственные факторы, которые не смешиваются и
образуют пары. В процессе образования гамет (в ходе мейо-
за) происходит разделение этих факторов, в результате чего
каждая из гамет содержит по одному фактору из пары, обе-
спечивая их «чистоту».
На основе анализа результатов моногибридного скрещи-
вания Г. Мендель сформулировал следующие законы:
Закон единообразия гибридов первого поколения – при скрещивании гомозиготных особей, отли-
чающихся по одной паре (или более) альтернативных признаков, наблюдается единообразие гибридов
первого поколения по доминантному признаку.
Закон расщепления – при скрещивании гибридов первого поколения во втором поколении наблюда-
ется расщепление по фенотипу в соотношении 3:1
Дигибридное и полигибридное скрещивание
В следующих опытах Г. Мендель решил проследить наследова-
ние двух признаков одновременно. Для этого он скрестил растения
гороха с желтыми и гладкими семенами (доминантные признаки) с
растениями с зелеными и морщинистыми семенами (рецессивные
признаки). В первом поколении все растения имели желтые и глад-
кие семена (закон единообразия гибридов первого поколения).
При скрещивании гибридов первого поколения (F1) между со-
бой в следующем поколении было получено четыре фенотипиче-
ских класса, а именно:
желтые гладкие семена – 315
желтые морщинистые семена – 101
зеленые гладкие семена – 108
зеленые морщинистые семена – 32
всего – 556
Соотношение этих классов 9 : 3 : 3 : 1.
Закон единообразия гибридов первого поколения – при скрещивании гомозиготных особей, отли-
чающихся по одной паре (или более) альтернативных признаков, наблюдается единообразие гибридов
первого поколения по доминантному признаку.
Закон расщепления – при скрещивании гибридов первого поколения во втором поколении наблюда-
ется расщепление по фенотипу в соотношении 3:1.
Расщепление признаков во втором поколении (F2) в опытах Г. Менделя
Анализируемый
признак
1. Форма семян
Тип наследования
доминантный рецессивный
Число в потомстве
доминантный рецессивный
Соотношение
доминантный рецессивный
гладкие морщинистые
желтые
твердые
зеленые
пурпурные
пазушные
высокие
зеленые
мягкие
желтые
белые
верхушечные
низкие
5474
6022
882
428
705
651
787
1850
14 959
2001
299
152
224
207
277
5010
2,99
3,00
2,99
2,95
3,04
3,03
2,96
2,99
1,01
1,00
1,01
1,05
0,96
0,97
1,04
1,01
2. Окраска семян
3. Плотность
стручков
4. Окраска
стручков
5. Окраска
цветков
6. Положение
цветков
7. Высота
растения
Всего
AABB aabb
AB × ab
F1 AaBb
100%
1. Основы генетики 31
Появление новых фенотипов во втором поколении объясняется тем, что дигетерозиготные роди-
тели (АаВв) формируют 4 типа гамет (АВ, Ав, аВ и ав), которые могут сочетаться во время оплодотворения
в 16-ти различных комбинациях. Анализ этих комбинаций позволяет выявить следующую
закономерность: по каждой отдельной паре наблюдается расщепление 3:1 (12 комбинаций с желтыми и
4 – с зелеными семенами; 12 комбинаций с гладкими и 4 – с морщинистыми семенами).
На основании этого Мендель сформулировал закон независимого наследования – при скрещива-
нии гетерозиготных особей, отличающихся по двум или более парам признаков, во втором поколении
наблюдается независимое комбинирование генов разных аллельных пар и расщепление по фенотипу
(3:1) n, где n – число пар признаков.
AaBb AaBb
AABB
1/16
AABb
1/16
AaBB
1/16
AaBb
1/16
AABb
1/16
AAbb
1/16
AaBb
1/16
Aabb
1/16
AaBB
1/16
AaBb
1/16
aaBB
1/16
aaBb
1/16
AaBb
1/16
Aabb
1/16
aaBb
1/16
aabb
1/16
AB
Ab
aB
ab
Ab aB ab
F2
AB
AA aa
?
? ? ? ?
F1
F2
Примечание: Закон независимого наследова-
ния выполняется при следующих условиях:
1) равная жизнеспособность мужских и жен-
ских гамет;
2) случайное и равновероятное слияние муж-
ских и женских гамет;
3) гены, контролирующие данные признаки,
расположены в разных хромосомах (отсут-
ствие сцепления генов);
4) гены локализованы в аутосомах (не сцеплены
с полом);
5) гены, контролирующие признаки, не взаимо-
действуют друг с другом.