قانون سوم مندل به اختصار بیان شده است. قانون دوم مندل جی. مندل چه انواع تقاطع را مطالعه کرد؟

قوانین مندل

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.

قوانین مندل- اینها اصول 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.

داستان

در آغاز قرن نوزدهم، جی. گوس، با آزمایش نخود فرنگی، نشان داد که هنگام تلاقی گیاهان با نخود سبز مایل به آبی و نخود سفید مایل به زرد در نسل اول، گیاهان زرد مایل به سفید به دست آمد. با این حال، در طول نسل دوم، صفاتی که در هیبریدهای نسل اول ظاهر نشدند و بعدها توسط مندل مغلوب نامیده شد، دوباره ظاهر شدند و گیاهان با آنها در هنگام خود گرده افشانی شکافتند.

O. Sarge، با انجام آزمایشاتی روی خربزه، آنها را با توجه به ویژگی های فردی (خمیر، پوست، و غیره) مقایسه کرد و همچنین عدم سردرگمی ویژگی هایی را که در فرزندان ناپدید نشدند، بلکه فقط بین آنها توزیع شد، ثابت کرد. سی. نودین با عبور از انواع مختلف داتورا، غلبه ویژگی های داتورا را کشف کرد داتولا تاتولادر بالا داتورا استرامونیوم، و این بستگی به این نداشت که کدام گیاه مادر و کدام پدر باشد.

بنابراین، در اواسط قرن نوزدهم، پدیده تسلط، یکنواختی هیبریدها در نسل اول (همه هیبریدهای نسل اول شبیه یکدیگر هستند)، تقسیم و ترکیب شخصیت ها در نسل دوم کشف شد. با این حال، مندل، با قدردانی بسیار از کار پیشینیان خود، خاطرنشان کرد که آنها یک قانون جهانی برای تشکیل و توسعه هیبریدها پیدا نکرده اند و آزمایشات آنها از قابلیت اطمینان کافی برای تعیین نسبت های عددی برخوردار نیست. کشف چنین روش قابل اعتماد و تجزیه و تحلیل ریاضی نتایج، که به ایجاد نظریه وراثت کمک کرد، شایستگی اصلی مندل است.

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 بذر دریافت کرد که از بین آنها 22 رقم "خالص" را انتخاب کرد (که طبق ویژگی های مورد مطالعه در طی خود گرده افشانی جداسازی ایجاد نمی کنند). سپس او هیبریداسیون مصنوعی انواع 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 آسان است.
• 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.

مندل تجلی صفت تنها یکی از والدین را در هیبریدها تسلط نامید.

قانون یکنواختی هیبریدهای نسل اول(قانون اول مندل) - هنگام تلاقی دو ارگانیسم هموزیگوت متعلق به خطوط خالص مختلف و متفاوت از یکدیگر در یک جفت تظاهرات جایگزین این صفت، کل نسل اول هیبریدها (F1) یکنواخت خواهند بود و مظهر صفت را به همراه خواهند داشت. ویژگی یکی از والدین

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 نخود گل‌های 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 ویژگی یکنواخت هستند و ویژگی یکی از والدین را کسب می کنند. 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 تنها 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

تصویری از وراثت مستقل صفات

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 مطابق فرمول 9:3:3:1 مشاهده شد، یعنی 9:16 دارای گل های بنفش و نخود زرد، 3:16 دارای گل های سفید و نخود زرد، 3:16 دارای گل های بنفش و نخود زرد بود. گل های بنفش و نخود سبز، 1:16 با گل های سفید و نخود سبز.

توضیح

مندل با صفاتی مواجه شد که ژن‌های آنها در جفت‌های مختلف کروموزوم‌های همولوگ نخود قرار داشت. در طول میوز، کروموزوم های همولوگ 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 تنها در شرایط زیر انجام می شود.

گرگور مندل بنیانگذار علم ژنتیک است! تاریخچه مختصر زندگی.

22 ژوئیه 1822 - در یک روستای کوچک در قلمرو جمهوری چک مدرن، دانشمند G. Mendel متولد شد که در غسل تعمید یوهان نام گرفت.

در سال 1843 مندل در صومعه آگوستینی سنت توماس پذیرفته شد و نام سفارش گرگوریوس را انتخاب کرد.

در سال 1854 به مندل یک قطعه زمین (35x7 متر) داده شد، که او برای اولین بار در بهار نخود را در آن کاشت.

در سال 1865م مندل نتایج آزمایش‌های خود را در کار خود «آزمایش‌هایی روی هیبریدهای گیاهی» بیان کرد و در جلسه‌ای از انجمن علوم طبیعی برون گزارش داد.

بهار 1868 از سالمندل به عنوان رهبر جدید صومعه آگوستینوس سنت توماس انتخاب شد.

در ژانویه 1884 از سالبه دلیل بیماری شدید قلبی و کلیوی، بنیانگذار علم ژنتیک، یوهان گرگور مندل درگذشت.

نخود - به عنوان یک موضوع ژنتیک.

مندل اولین آزمایشات خود را بر روی گیاهی مانند نخود انجام داد. چرا او این شی خاص را انتخاب کرد؟ در زیر نشانه هایی وجود دارد که با آنها می توانیم فرض کنیم که شی انتخاب شده موفق بوده است:

- راحتی در کشت نخود فرنگی؛

- خود گرده افشانی؛

- علائم به وضوح بیان شده؛

- گلهای بزرگ که آتش را به خوبی تحمل می کنند و از گرده های خارجی محافظت می شوند.

- هیبریدهای بارور

مندل 7 جفت شخصیت جایگزین را شناسایی کرد:

• شکل دانه،

رنگ پوست دانه

شکل لوبیا،

• رنگ آمیزی لوبیا نارس

• محل گل،

• طول ساقه.

روش هیبریدولوژیک مندل. قوانین مندل برای تقاطع تک هیبریدی.

روش هیبریدولوژیکی سیستمی از تقاطع است که به فرد اجازه می دهد تا الگوهای وراثت و تغییرات در ویژگی ها را در طی چند نسل ردیابی کند.

پیش نیازهای ایجاد روش.

متقاطع تک هیبریدی - این تلاقی افرادی است که در یک جفت صفات جایگزین متضاد با هم تفاوت دارند.

منقانون مندل (قانون یکنواختی هیبریدهای نسل اول، قانون تسلط):

هنگام تلاقی دو فرد والدینی که متعلق به خطوط خالص مختلف (HML) هستند و در یک جفت صفات جایگزین متضاد متفاوت هستند، همه هیبریدهای نسل اول هم از نظر ژنوتیپ و هم از نظر فنوتیپ یکنواخت خواهند بود.

عواقب:

1. سلطه- این پدیده غلبه ویژگی های یکی از والدین در هیبریدهای نسل اول است. صفتی که در هیبریدهای نسل اول ظاهر می شود غالب و صفت سرکوب شده مغلوب نامیده می شود.

2. اگر هنگام تلاقی دو فرد والدین با خصوصیات متضاد در فنوتیپ، همه هیبریدهای فرزندان آنها یکسان یا یکنواخت باشند، آنگاه افراد والدین اصلی GMZ بودند.

3. فرضیه خلوص گامت:

گامت ها خالص هستند زیرا فقط 1 ژن (عامل ارثی) را از جفت حمل می کنند. هیبریدها هر دو عامل ارثی را دریافت می کنند - یکی از مادر و دیگری از پدر.

IIقانون مندل (قانون تقسیم شخصیت):

صفت مغلوب بدون اثری از بین نمی رود، بلکه در هیبریدهای نسل اول سرکوب می شود و در هیبریدهای نسل دوم به نسبت 3:1 ظاهر می شود.

عواقب:

1. تقسیم ویژگی- این پدیده ظهور طبقات مختلف فنوتیپی و ژنوتیپی در فرزندان است.

2. اگر هنگام تلاقی دو فرد والدین با خصوصیات یکسان در فنوتیپ، شکافی در فرزندان به نسبت 3:1 رخ داد، آنگاه افراد اصلی GTZ بودند.

مکانیسم سیتولوژیک:

1. سلول های سوماتیک دیپلوئید هستند و حاوی ژن های آللی جفتی هستند که مسئول ایجاد هر جفت شخصیت متضاد هستند.

2. در نتیجه میوز، 1 ژن از هر جفت وارد گامت ها می شود، زیرا گامت ها هاپلوئید هستند.

3. در طی لقاح، گامت ها با هم ادغام می شوند و مجموعه دیپلوئیدی کروموزوم ها بازسازی می شود (جفت شدن ژن بازسازی می شود)

تجزیه و تحلیل عبور.

این تلاقی با هدف تعیین ژنوتیپ فرد مورد مطالعه با صفات غالب در فنوتیپ انجام شد.

برای انجام این کار، فرد مورد مطالعه با یک GMZ مغلوب تلاقی داده می شود و ژنوتیپ فرد مورد مطالعه از فرزندان قضاوت می شود:

برهمکنش ژن های آللیک:

تسلط کامل

تسلط ناقص

تسلط بیش از حد

تسلط مشترک،

آللیسم چندگانه

تعامل ژن- پدیده ای که در آن چندین ژن (آلل) مسئول ایجاد یک صفت هستند.

• اگر ژن های یک جفت آللی برهم کنش داشته باشند، چنین برهمکنشی را آللی و اگر ژن های جفت آللی های مختلف برهم کنش داشته باشند، غیر آللی نامیده می شود.

• تسلط کامل – برهمکنشی که در آن یک ژن اثر یک صفت دیگر را کاملاً سرکوب می کند (خارج می کند).

سازوکار:

1. آلل غالب در حالت GTZ سنتز محصولات کافی را برای تجلی یک صفت با همان کیفیت و شدت تضمین می کند که در حالت غالب GMZ در شکل والد.

2. آلل مغلوب یا کاملاً غیرفعال است یا محصولات فعالیت آن با محصولات فعالیت آلل غالب برهمکنش ندارند.

• تسلط ناقص - ماهیت واسطه ای وراثت. این نوعی از تعامل ژن‌های آللی است که در آن ژن غالب عمل ژن مغلوب را به طور کامل سرکوب نمی‌کند، در نتیجه هیبریدهای نسل اول (GTH) دارای یک نوع فنوتیپی میانی بین اشکال والدین هستند.

همچنین در نسل دوم، تقسیم بر اساس ژنوتیپ و فنوتیپ منطبق است و برابر با 1:2:1 است.

سازوکار:

1. آلل مغلوب فعال نیست.

2. درجه فعالیت آلل غالب برای اطمینان از سطح تجلی صفت، مانند GMZ غالب کافی است.

• همسویی - این پدیده ای است که در آن هر دو ژن تجلی خود را در فنوتیپ فرزندان پیدا می کنند، در حالی که هیچ یک از آنها عملکرد ژن دیگر را سرکوب نمی کند. ژن های هم ارز معادل هستند. (مثلاً رنگ‌آمیزی گاو با حضور همزمان ژن‌های قرمز و سفید در ژنوتیپ و گروه خونی در انسان ایجاد می‌شود). زمانی که همدومینانس 1:2:1 باشد.

• بیش از حد - این نوعی از تعامل ژن‌های آللی است که ژن غالب در حالت HTG تظاهرات واضح‌تری از این صفت را نسبت به همان ژن در حالت GMZ نشان می‌دهد.

• آللیسم چندگانه - این یک برهمکنش درون آللی ژن ها است که در آن نه یک آلل، بلکه چندین آلل مسئول ایجاد یک صفت هستند، در حالی که علاوه بر آلل های غالب و مغلوب اصلی، آلل های میانی نیز ظاهر می شوند که مربوط به خانه هستند. . مغلوب رفتار کنید و در رابطه با مغلوبها به عنوان غالب رفتار کنید.

(به عنوان مثال، در گربه های سیامی، در خرگوش ها: C - نوع وحشی، C / - سیامی، C / / - آلبینو؛ گروه های خونی در انسان)

آلل های چندگانه آنهایی هستند که در یک جمعیت با بیش از دو حالت آللی نشان داده می شوند که در نتیجه جهش های متعدد در یک مکان کروموزومی یکسان ایجاد می شوند.

قوانین مندل برای تقاطع دو هیبریدی.

تلاقی دو هیبریدی، تلاقی افرادی است که در دو جفت صفت جایگزین متضاد با هم تفاوت دارند.

تنوع ترکیبی ظهور ترکیبات جدیدی از ژن ها و صفات در نتیجه تلاقی است. علل:

کونژوگاسیون و تلاقی، واگرایی تصادفی کروموزوم ها و کروماتیدها در طول آنافاز میوز، همجوشی تصادفی گامت ها در طول لقاح.

III قانون مندل (قانون ترکیب آزاد مستقل از ویژگی ها):

جفت‌های منفرد صفات در طول تلاقی دو هیبریدی به طور مستقل رفتار می‌کنند و آزادانه با یکدیگر در همه ترکیب‌های ممکن ترکیب می‌شوند.

برهمکنش ژن های غیر آللی:

برهمکنش غیر آللی برهمکنش ژن های جفت آللی های مختلف است.

مکمل - این نوعی از تعامل ژن های غیر آللی است که در آن آنها یکدیگر را تکمیل می کنند و هنگامی که با هم در ژنوتیپ (A-B-) یافت می شوند، ایجاد یک صفت کیفی جدید را در مقایسه با عملکرد هر ژن به طور جداگانه تعیین می کنند (A- bb، aaB-).

ژن های مکمل ژن هایی هستند که مکمل یکدیگر هستند.

EPISTASEنوعی از برهمکنش ژن های غیر آللی است که در آن یک ژن غیر آللی عمل یک ژن غیر آللی دیگر را سرکوب می کند.

ژنی که سرکوب می شود، ژن اپیستاتیک، ژن سرکوبگر یا مهارکننده نامیده می شود.

ژنی که سرکوب می شود هیپوستاتیک نامیده می شود.

پلیمری –این شرطی شدن ایجاد یک صفت خاص، معمولاً کمی، توسط چندین ژن پلیمری معادل است.

به عنوان مثال، رنگ پوست، قد، وزن بدن، فشار خون یک فرد.

ژن‌های غالبی که به طور یکسان بر رشد یک صفت تأثیر می‌گذارند، ژن‌هایی با اعمال بدون ابهام (A1، A2، A3..) و صفات پلیمری نامیده می‌شوند.

اثر آستانه حداقل تعداد ژن های پلیمری است که در آن یک صفت ظاهر می شود.

وراثت مرتبط ژنها.

گروه پیوندی مجموعه‌ای از ژن‌ها است که روی یک کروموزوم قرار دارند و معمولاً با هم به ارث می‌رسند.

پیوند کامل پدیده‌ای است که در آن گروه پیوند با عبور از هم گسسته نمی‌شود و ژن‌های موضعی روی یک کروموزوم با هم منتقل می‌شوند.

فرزندان فقط ویژگی های والدین را نشان می دهند.

پیوند ناقص پدیده ای است که در آن یک گروه پیوندی با عبور از روی آن مختل می شود. ژن های واقع در یک کروموزوم همیشه با هم منتقل نمی شوند. و ترکیبات جدیدی از صفات همراه با صفات شناخته شده والدین در فرزندان ظاهر می شود.

معرفی.

ژنتیک علمی است که به بررسی الگوهای وراثت و تنوع موجودات زنده می پردازد.

بشر از دیرباز به سه پدیده مرتبط با وراثت اشاره کرده است: اول، تشابه ویژگی های اولاد و والدین؛ اولاً شباهت ویژگی های اولاد و پدر و مادر. ثانیاً، تفاوت بین برخی از ویژگی‌های (گاهی بسیار زیاد) فرزندان از ویژگی‌های والدین مربوطه. ثالثاً، ظهور ویژگی هایی در فرزندان که فقط در اجداد دور وجود داشته است. تداوم ویژگی ها بین نسل ها با فرآیند لقاح تضمین می شود. از زمان های بسیار قدیم، انسان به طور خود به خود از خواص وراثت برای اهداف عملی - برای پرورش انواع گیاهان زراعی و نژادهای حیوانات اهلی استفاده کرده است.

اولین ایده ها در مورد مکانیسم وراثت توسط دانشمندان یونان باستان دموکریتوس، بقراط، افلاطون و ارسطو بیان شد. نویسنده اولین نظریه علمی تکامل، J.-B. لامارک از ایده های دانشمندان یونان باستان برای توضیح آنچه که در آغاز قرن 18-19 فرض می کرد استفاده کرد. اصل انتقال ویژگی های جدید به دست آمده در طول زندگی یک فرد به فرزندان. چارلز داروین نظریه pangenesis را مطرح کرد که وراثت خصوصیات اکتسابی را توضیح داد

چارلز داروین تعریف کرد وراثتبه عنوان خاصیت همه موجودات زنده برای انتقال خصوصیات و خواص آنها از نسلی به نسل دیگر و تغییرپذیریبه عنوان خاصیت همه موجودات زنده برای به دست آوردن ویژگی های جدید در فرآیند رشد فردی.

وراثت صفات از طریق تولید مثل اتفاق می افتد. در تولید مثل جنسی، نسل های جدید در نتیجه لقاح به وجود می آیند. پایه های مادی وراثت در سلول های زایا وجود دارد. با تولید مثل غیرجنسی یا رویشی، نسل جدیدی از هاگ های تک سلولی یا از سازندهای چند سلولی ایجاد می شود. و با این اشکال تولید مثل، ارتباط بین نسل ها از طریق سلول هایی انجام می شود که حاوی پایه های مادی وراثت (واحدهای اولیه وراثت) - ژن ها - هستند که بخش هایی از کروموزوم های DNA هستند.

مجموعه ژن هایی که یک موجود زنده از والدین خود دریافت می کند، ژنوتیپ آن را تشکیل می دهد. ترکیب ویژگی های بیرونی و درونی یک فنوتیپ است. فنوتیپ در نتیجه تعامل ژنوتیپ و شرایط محیطی ایجاد می شود. به هر حال، اساس ویژگی هایی است که ژن ها حامل آن هستند.

الگوهای انتقال صفات از نسلی به نسل دیگر اولین بار توسط دانشمند بزرگ چک، گرگور مندل کشف شد. او سه قانون وراثت را کشف و تدوین کرد که اساس ژنتیک مدرن را تشکیل داد.

زندگی و تحقیقات علمی گرگور یوهان مندل.

راهب موراویایی و متخصص ژنتیک گیاهان. یوهان مندل در سال 1822 در شهر Heinzendorf (اکنون Gincice در جمهوری چک) متولد شد، جایی که پدرش مالک یک قطعه کوچک دهقانی بود. گرگور مندل، به گفته کسانی که او را می شناختند، واقعاً فردی مهربان و دلپذیر بود. پس از دریافت تحصیلات ابتدایی در مدرسه روستای محلی و بعد، پس از فارغ التحصیلی از کالج پیاریست در لایپنیک، در سال 1834 در اولین کلاس گرامر در ورزشگاه امپراتوری-رویال تروپون پذیرفته شد. چهار سال بعد، والدین یوهان، در نتیجه تلاقی بسیاری از اتفاقات ناگوار که به سرعت یکدیگر را دنبال کردند، کاملاً از فرصت بازپرداخت هزینه های ضروری مربوط به تحصیل وی محروم شدند و پسرشان که در آن زمان تنها 16 سال داشت، مجبور شد به طور کاملاً مستقل از نگهداری خود مراقبت کند. در سال 1843، مندل در صومعه آگوستینی سنت توماس در آلتبرون پذیرفته شد و در آنجا نام گرگور را برگزید. در سال 1846، مندل همچنین در سخنرانی های مربوط به خانه داری، باغبانی و پرورش انگور در موسسه فلسفی در برون شرکت کرد. در سال 1848، پس از اتمام دوره الهیات، با احترام عمیق، مندل اجازه گرفت تا برای امتحانات درجه دکترای فلسفه آماده شود. هنگامی که سال بعد قصد خود را برای شرکت در امتحان تقویت کرد، به او دستور دادند که به جای حامی ورزشگاه شاهنشاهی-سلطنتی زنعیم بگیرد که با خوشحالی دنبال شد.

در سال 1851، راهب صومعه، مندل را برای تحصیل در دانشگاه وین فرستاد، و در آنجا، از جمله، گیاه شناسی را فرا گرفت. پس از فارغ التحصیلی از دانشگاه، مندل به تدریس علوم طبیعی در یک مدرسه محلی پرداخت. به لطف این مرحله، وضعیت مالی او به شدت تغییر کرد. در رفاه مفید وجود جسمانی که برای هر شغلی لازم بود، شجاعت و نیرویی با احترام عمیق به او بازگشت و برای یک سال آزمایشی موضوعات کلاسیک مقرر را با همت و عشق فراوان مطالعه کرد. او در ساعات آزاد، مجموعه کوچک گیاه شناسی و کانی شناسی را که در صومعه در اختیار او قرار داده بود، مطالعه می کرد. اشتیاق او به رشته علوم طبیعی بیشتر می‌شد، هر چه فرصت‌های بیشتری برای وقف خود به آن به دست می‌آورد. هر چند موردی که در این مطالعات ذکر شد از هرگونه راهنمایی محروم بود و راه خودآموز در اینجا مانند هیچ علم دیگری دشوار است و آرام آرام به هدف منتهی می شود، با این حال در این مدت مندل چنان عشقی به مطالعه پیدا کرد. طبیعتی که او دیگر از تلاش برای پرکردن خلأهایی که در او تغییر کرده با خودآموزی و پیروی از توصیه های افراد با تجربه عملی دریغ نمی کرد. در 3 آوریل 1851، "هیئت معلمان" مدرسه تصمیم گرفت از کانون صومعه سنت توماس، آقای گرگور مندل، دعوت کند تا به طور موقت پست استادی را پر کند. موفقیت های پومولوژیک گرگور مندل به او حق یک عنوان ستاره و یک موقعیت موقت را به عنوان جانشین تاریخ طبیعی در کلاس مقدماتی دانشکده فنی داد. در ترم اول تحصیل فقط ده ساعت در هفته و فقط با داپلر درس می خواند. در ترم دوم هفته ای بیست ساعت درس می خواند. از این تعداد، ده نفر در فیزیک با داپلر، پنج در هفته در جانورشناسی با رودولف کنر هستند. یازده ساعت در هفته - گیاه شناسی با پروفسور فنزل: علاوه بر سخنرانی در زمینه ریخت شناسی و سیستماتیک، در کارگاه تخصصی توصیف و شناسایی گیاهان نیز شرکت کرد. در ترم سوم، او قبلاً برای سی و دو ساعت کلاس در هفته ثبت نام کرد: ده ساعت - فیزیک با داپلر، ده - شیمی با روتنباخر: شیمی عمومی، شیمی دارویی، شیمی دارویی و یک کارگاه در شیمی تجزیه. پنج برای جانورشناسی با Kner. شش ساعت درس از آنگر، یکی از اولین سیتولوژیست ها در جهان. او در آزمایشگاه های خود به مطالعه آناتومی و فیزیولوژی گیاهان پرداخت و آموزش های عملی در تکنیک های میکروسکوپی را گذراند. و هفته ای یک بار در گروه ریاضی کارگاه لگاریتم و مثلثات برگزار می شود.

1850، زندگی به خوبی پیش می رفت. مندل قبلاً می‌توانست از خودش حمایت کند و همکارانش بسیار مورد احترام بود، زیرا مسئولیت‌هایش را به خوبی انجام می‌داد و صحبت کردن با او بسیار خوشایند بود. شاگردانش او را دوست داشتند.

در سال 1851، گرگور مندل موضوع اصلی زیست شناسی - مشکل تنوع و وراثت را مورد هدف قرار داد. پس از آن بود که او شروع به انجام آزمایشاتی در مورد کشت مستقیم گیاهان کرد. مندل گیاهان مختلفی را از مناطق دور و نزدیک برون آورد. او گیاهان را به صورت گروهی در قسمتی از باغ صومعه که مخصوص هر یک از آنها در شرایط مختلف بیرونی تعیین شده بود پرورش داد. او درگیر مشاهدات هواشناسی پر زحمت بود. گرگور بیشتر آزمایشات و مشاهدات خود را با نخود فرنگی انجام داد که از سال 1854 هر بهار در باغ کوچکی زیر پنجره های پرلاتور کاشته می شد. معلوم شد که انجام یک آزمایش هیبریداسیون واضح روی نخود فرنگی دشوار نیست. برای انجام این کار، فقط باید یک گل بزرگ، اگرچه هنوز نرسیده، را با موچین باز کنید، بساک ها را جدا کنید و به طور مستقل یک "جفت" را برای عبور آن از قبل تعیین کنید. از آنجایی که خود گرده افشانی مستثنی است، انواع نخود معمولاً "خطوط خالص" با ویژگی های ثابت هستند که از نسلی به نسل دیگر تغییر نمی کنند و بسیار واضح تعریف می شوند. مندل ویژگی هایی را که تفاوت های بین گونه ای را تعیین می کند شناسایی کرد: رنگ پوست دانه های بالغ و به طور جداگانه دانه های نارس، شکل نخود بالغ، رنگ "پروتئین" (آندوسپرم)، طول محور ساقه، محل و رنگ جوانه ها او بیش از 30 گونه را در آزمایش استفاده کرد و هر یک از انواع قبلاً در سال 1854 و در سال 1855 تحت یک آزمایش دو ساله برای "ثبات"، "ثبات ویژگی ها"، برای "خالص خون" قرار گرفتند. آزمایشات با نخود فرنگی به مدت هشت سال ادامه یافت. او صدها بار در طول هشت گلدهی، بساک ها را با دستان خود با دقت پاره کرد و با جمع آوری گرده از پرچم های یک گل با انواع مختلف با موچین، آن را روی کلاله مادگی قرار داد. ده هزار گذرنامه برای ده هزار گیاه به دست آمده در نتیجه عبور و مرور و از هیبریدهای خود گرده افشان صادر شد. سوابق دقیق هستند: وقتی گیاه مادری رشد کرد، چه گلهایی داشت، گرده های آن بارور شد، چه نخودهایی - زرد یا سبز، صاف یا چروکیده - تولید شد، چه گلهایی - رنگ در لبه ها، رنگ در مرکز - شکوفه داد. زمان دریافت بذر، چه تعداد از آنها زرد، چه تعداد سبز، گرد، چروکیده، چه تعداد از آنها برای کاشت انتخاب شده اند، چه زمانی کاشته می شوند و غیره.

نتیجه تحقیقات او گزارش "آزمایشات روی هیبریدهای گیاهی" بود که توسط طبیعت شناس برون در سال 1865 خوانده شد. این گزارش می‌گوید: «دلیل انجام آزمایش‌هایی که این مقاله به آن اختصاص دارد، تلاقی مصنوعی گیاهان زینتی بود که با هدف به‌دست آوردن اشکال جدید متفاوت از نظر رنگ انجام شد. برای انجام آزمایش‌های بیشتر به منظور ردیابی رشد دورگ‌ها در فرزندانشان، انگیزه با الگوی خیره‌کننده‌ای بود که با آن اشکال هیبریدی دائماً به شکل‌های اجدادی خود بازمی‌گشتند. همانطور که اغلب در تاریخ علم اتفاق می افتد، کار مندل بلافاصله از سوی معاصرانش به رسمیت شناخته نشد. نتایج آزمایش‌های او در جلسه‌ای از انجمن علوم طبیعی شهر برون منتشر شد و سپس در مجله این انجمن منتشر شد، اما ایده‌های مندل در آن زمان مورد حمایت قرار نگرفت. یک شماره از مجله که کار انقلابی مندل را توصیف می کند، سی سال بود که گرد و غبار را در کتابخانه ها جمع آوری می کرد. تنها در پایان قرن نوزدهم، دانشمندانی که روی مسائل وراثت کار می‌کردند، آثار مندل را کشف کردند و او توانست (پس از مرگ) به رسمیت شناخته شود که شایسته آن بود.

الگوهای توزیع ویژگی های ارثی در فرزندان ایجاد شده توسط جی. مندل. این الگوها توسط جی. مندل بر اساس سال‌ها (۱۸۵۶-۱۸۶۳) آزمایش‌ها در تلاقی انواع نخود که در برخی ویژگی‌های متضاد متفاوت بودند، ایجاد شد. اکتشاف جی. مندل در زمان حیاتش مورد شناسایی قرار نگرفت. در سال 1900، این الگوها توسط سه محقق مستقل (K. Correns، E. Chermak و H. De Vries) دوباره کشف شد. بسیاری از کتاب های درسی ژنتیک به سه قانون مندل اشاره می کنند:

1. قانون یکنواختی هیبریدهای نسل اول - فرزندان نسل اول از عبور از اشکال پایدار که در یک صفت متفاوت هستند فنوتیپ یکسانی دارند.

2. قانون تفکیک بیان می کند که وقتی هیبریدهای نسل اول با یکدیگر تلاقی می کنند، در بین هیبریدهای نسل دوم، افراد با فنوتیپ اشکال والدین اولیه و دورگه های نسل اول به نسبت معین ظاهر می شوند. در صورت تسلط کامل، 3/4 افراد دارای صفت غالب و 1/4 دارای صفت مغلوب هستند.

3. قانون ترکیب مستقل - هر جفت از ویژگی های جایگزین در یک سری از نسل ها مستقل از یکدیگر رفتار می کنند.

قانون اول مندل

قانون یکنواختی نسل اول هیبریدها.

برای نشان دادن قانون اول مندل - قانون یکنواختی نسل اول - اجازه دهید آزمایش های او را در مورد تلاقی ماهیانه گیاهان نخود فرنگی بازتولید کنیم. این سایت تاکید می کند که تلاقی دو موجود را هیبریداسیون، فرزندان حاصل از تلاقی دو فرد با وراثت متفاوت را هیبرید و یک فرد را هیبرید می نامند. مونوهیبرید تلاقی دو موجود زنده است که در یک جفت ویژگی جایگزین (متقابل انحصاری) با یکدیگر متفاوت هستند. در نتیجه، با چنین تلاقی، الگوهای وراثت تنها دو صفت قابل ردیابی است که توسعه آنها توسط یک جفت ژن آللی تعیین می شود. تمام ویژگی های دیگر مشخصه این موجودات در نظر گرفته نمی شود.

اگر گیاهان نخود را با دانه های زرد و سبز تلاقی کنید، تمام هیبریدهای حاصل دانه های زرد خواهند داشت. همین تصویر هنگام عبور از گیاهان با دانه های صاف و چروکیده مشاهده می شود. تمام فرزندان نسل اول شکل دانه های صافی خواهند داشت. در نتیجه، در هیبرید نسل اول، تنها یکی از هر جفت شخصیت جایگزین توسعه می یابد. به نظر می رسد علامت دوم ناپدید می شود و ظاهر نمی شود. جی مندل پدیده غلبه صفت یکی از والدین را در غلبه هیبریدی نامید. صفتی که در یک هیبرید نسل اول ظاهر می شود و رشد یک صفت دیگر را سرکوب می کند غالب نامیده می شود و برعکس آن یعنی سرکوب شده صفت مغلوب نامیده می شود. اگر ژنوتیپ یک ارگانیسم (زیگوت) دارای دو ژن آللی یکسان باشد - هر دو غالب یا هر دو مغلوب (AA یا aa)، چنین ارگانیسمی هموزیگوت نامیده می شود. اگر از یک جفت ژن آللی، یکی غالب و دیگری مغلوب (Aa) باشد، چنین ارگانیسمی هتروزیگوت نامیده می شود.

قانون تسلط - قانون اول مندل - همچنین قانون یکنواختی هیبریدهای نسل اول نامیده می شود، زیرا همه افراد نسل اول یک ویژگی را نشان می دهند.

تسلط ناقص.

یک ژن غالب در حالت هتروزیگوت همیشه یک ژن مغلوب را به طور کامل سرکوب نمی کند. در برخی موارد، هیبرید FI هیچ یک از شخصیت‌های والدین را به طور کامل بازتولید نمی‌کند و این صفت ماهیت متوسطی دارد با یک سوگیری بیشتر یا کمتر نسبت به حالت غالب یا مغلوب. اما همه افراد این نسل در این صفت یکسان هستند. بنابراین، هنگام تلاقی یک زیبایی شب با رنگ گل قرمز (AA) با یک گیاه با گل های سفید (aa)، یک رنگ گل صورتی متوسط ​​(Aa) در FI تشکیل می شود. با تسلط ناقص در فرزندان هیبریدها (Fi)، تقسیم بر اساس ژنوتیپ و فنوتیپ همزمان است (1:2:1).

تسلط ناقص پدیده ای گسترده است. هنگام مطالعه وراثت رنگ گل در اسنپدراگون ها، رنگ پشم در گاو و گوسفند، صفات بیوشیمیایی در انسان و غیره کشف شد. این سوال مطرح می شود: آیا می توان به عنوان مثال، تنوع زیبایی شب را با رنگ گل صورتی از طریق انتخاب ایجاد کرد؟ بدیهی است که نه، زیرا این ویژگی فقط در هتروزیگوت ها ایجاد می شود و زمانی که آنها با یکدیگر تلاقی می کنند، همیشه شکافتن رخ می دهد:

آللیسم چندگانه تاکنون نمونه‌هایی مورد بررسی قرار گرفته‌اند که در آن ژن یکسان با دو آلل غالب (A) و مغلوب (a) نشان داده شده است. این دو حالت ژن در فرآیند جهش ایجاد می‌شوند. از نوکلئوتیدهای موجود در مولکول DNA) می‌تواند در بخش‌های مختلف یک ژن ایجاد شود، به این ترتیب، چندین آلل از یک ژن تشکیل می‌شود و بر این اساس، چندین گونه از یک صفت می‌توانند به حالت a, a^, az جهش پیدا کنند. ... و ژن B در جایگاه دیگری - به حالت bi , ir, b3, b*, ..., b„ و غیره ژن رنگ چشم متشکل از 12 عضو است: قرمز، مرجانی، گیلاسی، زردآلو، و غیره. خرگوش‌های هیمالیا دارای نوک گوش‌ها، پنجه‌ها، دم و پوزه‌های سیاه پوست هستند. اعضای یک سری از آلل ها ممکن است روابط مغلوب غالب متفاوتی با یکدیگر داشته باشند. بنابراین، ژن تک رنگ در رابطه با همه اعضای سری غالب است. ژن رنگ هیمالیا نسبت به ژن رنگ سفید غالب است، اما نسبت به ژن رنگ چینچیلا مغلوب است. توسعه هر سه نوع رنگ به دلیل سه آلل مختلف است که در یک مکان قرار دارند. در انسان، ژنی که گروه خونی را تعیین می کند با یک سری آلل های متعدد نشان داده می شود. در این حالت، ژن‌های تعیین‌کننده گروه‌های خونی A و B نسبت به یکدیگر غالب نیستند و هر دو نسبت به ژن تعیین‌کننده گروه خونی O غالب هستند. لازم به یادآوری است که ژنوتیپ موجودات دیپلوئیدی تنها می‌تواند شامل دو مورد باشد. ژن های یک سری از آلل ها آلل های باقی مانده از این ژن در ترکیبات مختلف در ژنوتیپ افراد دیگر این گونه گنجانده شده است. بنابراین، آللیسم چندگانه، تنوع مخزن ژنی یک گونه کامل را مشخص می کند، یعنی یک گونه است و نه یک صفت فردی.

قانون دوم مندل

تقسیم کاراکترها در هیبریدهای نسل دوم.

G. Mendel از دانه های نخود هیبرید گیاهانی را پرورش داد که از طریق خود گرده افشانی، بذرهای نسل دوم را تولید کردند. در میان آنها نه تنها دانه های زرد، بلکه دانه های سبز نیز وجود داشت. او در مجموع 2001 دانه سبز و 6022 دانه زرد دریافت کرد. و چی؟ بذر هیبریدهای نسل دوم زرد رنگ و؟ - سبز. در نتیجه، نسبت تعداد فرزندان نسل دوم با صفت غالب به تعداد فرزندان دارای صفت مغلوب برابر با 3:1 بود. او این پدیده را شکافتن نشانه ها نامید.

آزمایش‌های متعدد بر روی آنالیز هیبریدولوژیکی سایر جفت‌ها نتایج مشابهی را در نسل دوم به دست آورد. بر اساس نتایج به دست آمده، جی. مندل قانون دوم خود را - قانون شکافتن - فرموله کرد. در فرزندان حاصل از تلاقی هیبریدهای نسل اول، پدیده تقسیم مشاهده می شود: یک چهارم افراد از هیبریدهای نسل دوم دارای یک صفت مغلوب هستند، سه چهارم - یک ویژگی غالب.

افراد هموزیگوت و هتروزیگوت. برای اینکه بفهمد چگونه وراثت صفات در طول خودگرده افشانی در نسل سوم رخ می دهد، مندل هیبریدهای نسل دوم را پرورش داد و فرزندان به دست آمده از خود گرده افشانی را تجزیه و تحلیل کرد. او دریافت که 1/3 از گیاهان نسل دومی که از دانه های زرد رشد می کنند، تنها دانه های زرد را در زمان گرده افشانی خود تولید می کنند. گیاهانی که از دانه های سبز رشد می کنند فقط دانه های سبز تولید می کنند. 2/3 باقی مانده از گیاهان نسل دوم که از دانه های زرد رشد کرده بودند، دانه های زرد و سبز را به نسبت 3:1 تولید کردند. بنابراین این گیاهان مشابه هیبریدهای نسل اول بودند.

بنابراین، مندل اولین کسی بود که واقعیتی را ثابت کرد که نشان می دهد گیاهانی که از نظر ظاهری مشابه هستند می توانند از نظر خصوصیات ارثی به شدت متفاوت باشند. به افرادی که در نسل بعدی شکاف ایجاد نمی کنند هموزیگوت می گویند (از یونانی "همو" - برابر، "زیگوت" - تخم بارور شده). افرادی که فرزندانشان شکاف دارند هتروزیگوت نامیده می شوند (از یونانی "هترو" - متفاوت).

دلیل تقسیم کاراکترها در هیبریدها. علت تفکیک صفات جداسازی در فرزندان هیبریدها چیست؟ چرا در نسل اول، دوم و نسل های بعدی افرادی به وجود می آیند که در اثر تلاقی، فرزندانی با صفات غالب و مغلوب به دنیا می آورند؟ اجازه دهید به نموداری بپردازیم که روی آن نتایج آزمایش تلاقی تک هیبریدی با نمادها نوشته شده است. نمادهای P، F1، F2 و غیره به ترتیب نسل اول و دوم والدین را نشان می دهد. نماد X نشان دهنده عبور، نماد > جنسیت مذکر (سپر و نیزه مریخ) و نماد + نشان دهنده جنسیت زن (آینه زهره) است.

ژن مسئول رنگ زرد غالب دانه ها با یک حرف بزرگ نشان داده می شود، به عنوان مثال A. ژن مسئول رنگ سبز مغلوب - حرف کوچک a. از آنجایی که هر کروموزوم در سلول های سوماتیک با دو همولوگ نشان داده می شود، هر ژن نیز در دو نسخه، همانطور که متخصصان ژنتیک می گویند، به شکل دو آلل وجود دارد. حرف A نشان دهنده یک آلل غالب و a نشان دهنده یک آلل مغلوب است.

طرح تشکیل زیگوت ها در یک تلاقی تک هیبریدی به شرح زیر است:

که در آن P والدین هستند، F1 هیبریدهای نسل اول، F2 هیبریدهای نسل دوم هستند. برای بحث بیشتر، لازم است پدیده های اصلی را که در میوز رخ می دهد، یادآوری کنیم. در اولین تقسیم میوز، سلول هایی تشکیل می شوند که حامل مجموعه هاپلوئیدی از کروموزوم ها (n) هستند. چنین سلول هایی از هر جفت کروموزوم همولوگ فقط یک کروموزوم دارند و گامت های بعدی از آنها تشکیل می شوند. ادغام گامت های هاپلوئید در طی لقاح منجر به تشکیل یک زیگوت هاپلوئید (2n) می شود. فرآیند تشکیل گامت های هاپلوئید و بازیابی دیپلوئیدی در طی لقاح لزوماً در هر نسل از ارگانیسم هایی که از طریق جنسی تولید مثل می کنند اتفاق می افتد.

گیاهان والدین اصلی در آزمایش مورد بررسی هموزیگوت بودند. بنابراین، عبور را می توان به صورت زیر نوشت: P (AA X aa). بدیهی است که هر دو والد تنها قادر به تولید گامت از یک واریته هستند و گیاهان با دو ژن غالب AA تنها گامت های حامل ژن A را تولید می کنند و گیاهان با دو ژن مغلوب aa سلول های زایا را با ژن a تشکیل می دهند. در اولین نسل F1، همه فرزندان Aa هتروزیگوت هستند و فقط دانه های زرد دارند، زیرا ژن غالب A عملکرد ژن مغلوب a را سرکوب می کند. چنین گیاهان هتروزیگوت Aa قادر به تولید گامت های دو گونه، حامل ژن A و a هستند.

در طول لقاح، چهار نوع زیگوت ظاهر می شود - AA + Aa + aA + aa که می توان آن را به صورت AA + 2Aa + aa نوشت. از آنجایی که در آزمایش ما، دانه های هتروزیگوت Aa نیز زرد رنگ هستند، در F2 نسبت دانه های زرد به سبز برابر با 3:1 است. واضح است که 1/3 از گیاهانی که از دانه های زرد دارای ژن AA رشد کرده اند، هنگامی که خود گرده افشانی می شوند، دوباره فقط دانه های زرد تولید می کنند. در 2/3 باقیمانده گیاهان دارای ژن Aa، درست مانند گیاهان هیبریدی از F1، دو نوع گامت مختلف تشکیل می شود و در نسل بعدی، در طی خود گرده افشانی، صفت رنگ دانه به زرد و سبز تقسیم می شود. در نسبت 3:1

بنابراین، مشخص شد که تقسیم صفات در فرزندان گیاهان هیبرید نتیجه وجود دو ژن در آنها است - A و a که مسئول ایجاد یک صفت هستند، به عنوان مثال، رنگ دانه.

قانون سوم مندل

قانون ترکیب مستقل یا قانون سوم مندل.

مطالعه مندل در مورد وراثت یک جفت آلل، ایجاد تعدادی الگوهای ژنتیکی مهم را امکان پذیر کرد: پدیده تسلط، پایداری آلل های مغلوب در هیبریدها، تقسیم فرزندان هیبریدها به نسبت 3: 1، و همچنین فرض کنیم که گامت ها از نظر ژنتیکی خالص هستند، یعنی فقط یک ژن از جفت های آللی دارند. با این حال، ارگانیسم ها در بسیاری از ژن ها متفاوت هستند. الگوهای وراثت دو جفت کاراکتر جایگزین یا بیشتر را می توان با تلاقی دو هیبریدی یا چند هیبریدی ایجاد کرد.

برای تلاقی دو هیبرید، مندل از گیاهان نخود هموزیگوت استفاده کرد که در دو ژن متفاوت بودند - رنگ دانه (زرد، سبز) و شکل دانه (صاف، چروکیده). خصوصیات غالب دانه ها رنگ زرد (A) و شکل صاف (B) است. هر گیاه با توجه به آلل های مورد مطالعه یک نوع گامت تولید می کند:

با ادغام گامت ها، همه فرزندان یکنواخت خواهند بود: در مواردی که گامت ها به صورت هیبریدی تشکیل می شوند، از هر جفت ژن آللی، تنها یکی وارد گامت می شود و به دلیل واگرایی تصادفی کروموزوم های پدری و مادری در تقسیم اول. از میوز، ژن A می تواند در همان گامت با ژن B یا c ژنوم b قرار گیرد. به همین ترتیب، ژن a می تواند در همان گامت با ژن B یا ژن b ظاهر شود. بنابراین، هیبرید چهار نوع گامت تولید می کند: AB، Av، aB، oa.

در طول لقاح، هر یک از چهار نوع گامت از یک موجود زنده به طور تصادفی با هر یک از گامت های موجودات دیگر مواجه می شود. تمام ترکیبات ممکن گامت های نر و ماده را می توان به راحتی با استفاده از شبکه Punnett ایجاد کرد که در آن گامت های یکی از والدین به صورت افقی و گامت های والدین دیگر به صورت عمودی نوشته می شود. ژنوتیپ‌های زیگوت‌هایی که در طی ادغام گامت‌ها تشکیل می‌شوند وارد مربع می‌شوند.

به راحتی می توان محاسبه کرد که بر اساس فنوتیپ، فرزندان به 4 گروه تقسیم می شوند: 9 زرد صاف، 3 زرد چروکیده، 3 صاف سبز، 1 زرد چروک. اگر نتایج تقسیم برای هر جفت کاراکتر را جداگانه در نظر بگیریم، معلوم می‌شود که نسبت تعداد دانه‌های زرد به تعداد دانه‌های سبز و نسبت دانه‌های صاف به دانه‌های چروکیده برای هر جفت 3:1 است. . بنابراین، با یک تلاقی دو هیبریدی، هر جفت از شخصیت ها، هنگامی که در فرزندان تقسیم می شوند، به همان شیوه ای رفتار می کنند که با یک تلاقی تک هیبریدی، یعنی مستقل از جفت شخصیت های دیگر.

در طی لقاح، گامت ها بر اساس قوانین ترکیبات تصادفی، اما با احتمال مساوی برای هر یک، ترکیب می شوند. در زیگوت های حاصل، ترکیبات مختلفی از ژن ها بوجود می آیند. توزیع مستقل ژن ها در فرزندان و وقوع ترکیب های مختلف این ژن ها در طول تلاقی دو هیبریدی تنها در صورتی امکان پذیر است که جفت ژن های آللی در جفت های مختلف کروموزوم های همولوگ قرار گیرند.

بنابراین، قانون سوم مندل می گوید: هنگام تلاقی دو فرد هموزیگوت که در دو یا چند جفت صفت جایگزین با یکدیگر تفاوت دارند، ژن ها و صفات متناظر آنها مستقل از یکدیگر به ارث می رسند و در تمام ترکیبات ممکن ترکیب می شوند.

قانون اول مندل قانون یکنواختی هیبریدهای نسل اول

هنگام تلاقی افراد هموزیگوت که در یک جفت شخصیت جایگزین (متقابل منحصر به فرد) متفاوت هستند، همه فرزندان در نسل اولهم در فنوتیپ و هم از نظر ژنوتیپ یکنواخت است.

بوته های نخود با دانه های زرد (صفت غالب) و سبز (صفت مغلوب) تلاقی داده شدند. تشکیل گامت ها با میوز همراه است. هر گیاه یک نوع گامت تولید می کند. از هر جفت کروموزوم همولوگ، یک کروموزوم با یکی از ژن های آللی (A یا a) وارد گامت می شود. پس از لقاح، جفت شدن کروموزوم های همولوگ بازسازی شده و هیبریدها تشکیل می شوند. همه گیاهان فقط دانه های زرد (فنوتیپ) دارند که برای ژنوتیپ Aa هتروزیگوت هستند. این اتفاق می افتد زمانی که تسلط کامل

هیبرید Aa دارای یک ژن A از یکی از والدین، و ژن دوم - a - از والد دیگر است (شکل 73).

گامت های هاپلوئید (G)، بر خلاف موجودات دیپلوئید، دایره ای هستند.

در نتیجه تلاقی، هیبریدهای نسل اول به دست می آیند که F 1 نامیده می شوند.

برای ثبت صلیب ها از جدول مخصوصی استفاده می شود که توسط ژنتیک انگلیسی پونت پیشنهاد شده و به آن شبکه Punnett می گویند.

گامت های فرد پدری به صورت افقی و گامت های فرد مادری به صورت عمودی نوشته می شوند. ژنوتیپ در تقاطع ها ثبت می شود.

برنج. 73.وراثت در تلاقی های تک هیبریدی.

I - تلاقی دو نوع نخود با دانه های زرد و سبز (P)؛ II

مبانی سیتولوژیکی قوانین مندل I و II.

F 1 - هتروزیگوت ها (Aa)، F 2 - جداسازی بر اساس ژنوتیپ 1 AA: 2 Aa: 1 aa.

نوادگان py در جدول، تعداد سلول ها به تعداد انواع گامت تولید شده توسط افراد متقابل بستگی دارد.

قانون مندل دوم قانون تقسیم هیبریدهای نسل اول

هنگامی که هیبریدهای نسل اول با یکدیگر تلاقی می کنند، افراد دارای هر دو صفت غالب و مغلوب در نسل دوم ظاهر می شوند و شکافتن توسط فنوتیپ به نسبت 3:1 (سه فنوتیپ غالب و یک فنوتیپ مغلوب) و 1:2:1 رخ می دهد. توسط ژنوتیپ (نگاه کنید به. شکل 73). چنین تقسیم زمانی ممکن است تسلط کامل

فرضیه "خالص" گامت ها

قانون شکافتن را می توان با فرضیه "پاک بودن" گامت ها توضیح داد.

مندل پدیده عدم اختلاط آلل های شخصیت های جایگزین را در گامت های موجودات هتروزیگوت (هیبرید) نامید. فرضیه "پاک بودن" گامت ها.دو ژن آللی (Aa) مسئول هر صفت هستند. هنگامی که هیبریدها تشکیل می شوند، ژن های آللی مخلوط نمی شوند، اما بدون تغییر باقی می مانند.

در نتیجه میوز، هیبریدهای Aa دو نوع گامت را تشکیل می دهند. هر گامت حاوی یکی از یک جفت کروموزوم همولوگ با ژن آللی A یا ژن آللی a است. گامت ها از یک ژن آللی دیگر خالص هستند. در طی لقاح، همسانی کروموزوم ها و آللیسیته ژن ها احیا می شود و یک صفت مغلوب (رنگ سبز نخود فرنگی) ظاهر می شود که ژن آن تأثیر خود را در ارگانیسم هیبرید نشان نداد. صفات از طریق تعامل ژن ها ایجاد می شوند.

تسلط ناقص

در تسلط ناقصافراد هتروزیگوت فنوتیپ خاص خود را دارند و این صفت متوسط ​​است.

هنگام عبور از گیاهان زیبایی شب با گل های قرمز و سفید، افراد صورتی رنگ در نسل اول ظاهر می شوند. هنگام تلاقی هیبریدهای نسل اول (گلهای صورتی)، شکاف در فرزندان بر اساس ژنوتیپ و فنوتیپ مطابقت دارد (شکل 74).

برنج. 74.وراثت با تسلط ناقص در گیاه زیبایی شب.

ژنی که باعث کم خونی داسی شکل در انسان می شود دارای خاصیت تسلط ناقص است.

تجزیه و تحلیل متقاطع

صفت مغلوب (نخود سبز) فقط در حالت هموزیگوت ظاهر می شود. افراد هموزیگوت (نخود زرد) و هتروزیگوت (نخود زرد) با صفات غالب از نظر فنوتیپ با یکدیگر تفاوتی ندارند، اما ژنوتیپ های متفاوتی دارند. ژنوتیپ آنها را می توان با تلاقی با افراد دارای ژنوتیپ شناخته شده تعیین کرد. چنین فردی ممکن است نخود سبز باشد که دارای یک صفت هموزیگوت مغلوب است. این صلیب را صلیب تحلیل شده می نامند. اگر در نتیجه تلاقی همه فرزندان یکنواخت باشند، فرد مورد مطالعه هموزیگوت است.

اگر شکافتن رخ دهد، آنگاه فرد هتروزیگوت است. فرزندان یک فرد هتروزیگوت به نسبت 1:1 شکاف ایجاد می کنند.

قانون سوم مندل قانون ترکیب مستقل خصوصیات (شکل 75). موجودات زنده از چند جهت با یکدیگر تفاوت دارند.

تلاقی افرادی که در دو ویژگی با هم تفاوت دارند، دی هیبرید و از بسیاری جهات چند هیبرید نامیده می شود.

هنگام عبور از افراد هموزیگوت که در دو جفت شخصیت جایگزین متفاوت هستند، در نسل دوم رخ می دهد. ترکیبی مستقل از ویژگی ها

در نتیجه تلاقی دو هیبریدی، کل نسل اول یکنواخت است. در نسل دوم، شکاف فنوتیپی به نسبت 9:3:3:1 رخ می دهد.

به عنوان مثال، اگر یک نخود را با دانه های زرد و سطح صاف (خصلت غالب) با یک نخود با دانه های سبز و سطح چروکیده (خصلت مغلوب) تلاقی کنید، کل نسل اول یکنواخت می شود (دانه های زرد و صاف).

هنگامی که هیبریدها با یکدیگر تلاقی یافتند، در نسل دوم افراد با ویژگی هایی ظاهر شدند که در اشکال اولیه وجود نداشت (دانه های زرد چروکیده و صاف سبز). این صفات ارثی هستند بدون در نظر گرفتناز یکدیگر.

یک فرد دی هتروزیگوت 4 نوع گامت تولید کرد

برای راحتی شمارش افراد منجر به نسل دوم پس از تلاقی هیبریدها، از شبکه Punnett استفاده می شود.

برنج. 75.توزیع مستقل صفات در تلاقی دو هیبریدی. A، B، a، b - آلل های غالب و مغلوب که رشد دو صفت را کنترل می کنند. G - سلول های زایای والدین؛ F 1 - هیبریدهای نسل اول؛ F 2 - هیبریدهای نسل دوم.

در نتیجه میوز، هر گامت یکی از ژن های آللی را از یک جفت کروموزوم همولوگ دریافت می کند.

4 نوع گامت تشکیل می شود. برش پس از تلاقی در نسبت 9:3:3:1 (9 فرد با دو صفت غالب، 1 فرد با دو صفت مغلوب، 3 فرد با یک صفت غالب و سایر صفات مغلوب، 3 فرد با دو صفت غالب و مغلوب).

ظهور افراد با صفات غالب و مغلوب امکان پذیر است زیرا ژن های مسئول رنگ و شکل نخود فرنگی بر روی کروموزوم های مختلف غیر همولوگ قرار دارند.

هر جفت ژن آللی به طور مستقل از جفت دیگر توزیع می شود و بنابراین ژن ها می توانند به طور مستقل ترکیب شوند.

یک فرد هتروزیگوت برای "n" جفت ویژگی، 2 n نوع گامت را تشکیل می دهد.

سوالاتی برای خودکنترلی

1. قانون اول مندل چگونه تدوین می شود؟

2. مندل چه دانه هایی را با نخود فرنگی تلاقی کرد؟

3. گیاهان با چه دانه هایی از تلاقی حاصل شد؟

4. قانون مندل دوم چگونه تدوین می شود؟

5. گیاهانی با چه خصوصیاتی در نتیجه تلاقی هیبریدهای نسل اول به دست آمدند؟

6. تقسیم در چه نسبت عددی رخ می دهد؟

7. چگونه می توان قانون شکافتن را توضیح داد؟

8. چگونه می توان فرضیه "پاک بودن" گامت ها را توضیح داد؟

9. غلبه ناقص صفات را چگونه توضیح دهیم؟ 10. چه نوع برشی توسط فنوتیپ و ژنوتیپ رخ می دهد

پس از عبور از هیبریدهای نسل اول؟

11. چه زمانی تلاقی تحلیلی انجام می شود؟

12. تلاقی تحلیلی چگونه انجام می شود؟

13. چه نوع صلیب دی هیبرید نامیده می شود؟

14. ژن های مسئول رنگ و شکل نخود روی کدام کروموزوم ها قرار دارند؟

15. قانون مندل سوم چگونه تدوین می شود؟

16. چه برش فنوتیپی در نسل اول اتفاق می افتد؟

17. چه نوع برش فنوتیپی در نسل دوم رخ می دهد؟

18. برای راحتی شمارش افراد حاصل از تلاقی هیبریدها از چه چیزی استفاده می شود؟

19. چگونه می توان ظاهر افراد را با ویژگی هایی توضیح داد که قبلاً وجود نداشتند؟

کلیدواژه های موضوع "قوانین مندل"

کم خونی آللیسیتی

اثر متقابل

گامت ها

ژن

ژنوتیپ

هتروزیگوت

ترکیبی

فرضیه "خالص" گامت ها

هموزیگوت

همسانی

نخود فرنگی

نخود

عمل

دو هیبرید

تسلط

یکنواختی

قانون

میوز

رنگ آمیزی آموزش و پرورش

لقاح

شخصی

جفت شدن

سطح

شمردن

نسل

چند هیبریدی

فرزندان

ظاهر

امضا کردن

گیاه

شکاف

شبکه Punnett

والدین

ویژگی

دانه

عبور

ادغام

نسبت

تنوع

راحتی

فنوتیپ

فرم

شخصیت

رنگ

گل ها

آللیسم چندگانه

ژن های آللی ممکن است شامل نه دو، بلکه تعداد بیشتری ژن باشد. اینها چند آلل هستند. آنها در نتیجه جهش (جایگزینی یا از دست دادن یک نوکلئوتید در یک مولکول DNA) به وجود می آیند. نمونه ای از آلل های متعدد می تواند ژن های مسئول گروه های خونی انسان باشد: I A، I B، I 0. ژن های I A و I B بر ژن I 0 غالب هستند. فقط دو ژن از یک سری آلل همیشه در یک ژنوتیپ وجود دارد. ژن I 0 I 0 تعیین کننده گروه خونی I، ژن های I A I A، I A I O - گروه II، I B I B، I B I 0 - گروه III، I A I B - گروه IV.

تعامل ژن

یک رابطه پیچیده بین یک ژن و یک صفت وجود دارد. یک ژن می تواند مسئول ایجاد یک صفت باشد.

ژن ها مسئول سنتز پروتئین هایی هستند که واکنش های بیوشیمیایی خاصی را کاتالیز می کنند و در نتیجه ویژگی های خاصی ایجاد می کنند.

یک ژن می تواند مسئول ایجاد چندین صفت باشد که نشان می دهد اثر پلیوتروپیکشدت اثر پلیوتروپیک یک ژن به واکنش بیوشیمیایی کاتالیز شده توسط آنزیم سنتز شده تحت کنترل این ژن بستگی دارد.

چندین ژن ممکن است مسئول ایجاد یک صفت باشند - این است پلیمرعمل ژن

تظاهر علائم نتیجه تعامل واکنش های مختلف بیوشیمیایی است. این فعل و انفعالات می تواند با ژن های آللی و غیر آللی مرتبط باشد.

برهمکنش ژن های آللی

برهمکنش ژن های واقع در یک جفت آللی به صورت زیر رخ می دهد:

. تسلط کامل؛

. تسلط ناقص؛

. تسلط مشترک؛

. تسلط بیش از حد

در کاملدر غالب، عمل یک ژن (غالب) عمل ژن دیگر (مغلوب) را کاملاً سرکوب می کند. هنگام عبور در نسل اول، یک صفت غالب ظاهر می شود (به عنوان مثال، رنگ زرد نخود فرنگی).

در ناقصتسلط زمانی رخ می دهد که اثر یک آلل غالب در حضور یک آلل مغلوب ضعیف شود. افراد هتروزیگوت به دست آمده در نتیجه تلاقی ژنوتیپ خاص خود را دارند. به عنوان مثال، هنگامی که گیاهان زیبایی شب را با گل های قرمز و سفید عبور می کنید، گل های صورتی ظاهر می شوند.

در تسلط مشترکاثر هر دو ژن زمانی آشکار می شود که به طور همزمان وجود داشته باشند. در نتیجه، یک علامت جدید ظاهر می شود.

به عنوان مثال، گروه خونی IV (I A I B) در انسان از اثر متقابل ژن های I A و I B تشکیل می شود. به طور جداگانه، ژن I A گروه خونی II را تعیین می کند و ژن I B گروه خونی III را تعیین می کند.

در تسلط بیش از حدآلل غالب در حالت هتروزیگوت دارای تجلی قوی تری از صفت نسبت به حالت هموزیگوت است.

برهمکنش ژن های غیر آللی

یک صفت یک ارگانیسم اغلب می تواند تحت تأثیر چندین جفت ژن غیر آللی قرار گیرد.

برهمکنش ژن های غیر آللی به صورت زیر رخ می دهد:

. مکمل بودن؛

. اپیستازیس

. پلیمرها

مکمل اثر خود را با حضور همزمان دو ژن غیر آللی غالب در ژنوتیپ موجودات نشان می دهد. هر یک از ژن‌های غالب اگر دیگری در حالت مغلوب باشد می‌تواند به طور مستقل خود را نشان دهد، اما حضور مشترک آنها در حالت غالب در زیگوت وضعیت جدیدی از این صفت را تعیین می‌کند.

مثال. دو نوع نخود شیرین با گل های سفید تلاقی داده شد. همه هیبریدهای نسل اول گلهای قرمز داشتند. رنگ گل به دو ژن متقابل A و B بستگی دارد.

پروتئین ها (آنزیم ها) سنتز شده بر اساس ژن های A و B واکنش های بیوشیمیایی را کاتالیز می کنند که منجر به تجلی صفت (رنگ قرمز گل ها) می شود.

اپیستازیس- برهمکنشی که در آن یکی از ژنهای غیر آللی غالب یا مغلوب عمل ژن غیر آللی دیگر را سرکوب می کند. ژنی که عملکرد دیگری را سرکوب می کند، ژن اپیستاتیک یا سرکوبگر نامیده می شود. ژن سرکوب شده هیپوستاتیک نامیده می شود. اپیستازیس می تواند غالب یا مغلوب باشد.

اپیستازیس غالب. نمونه ای از اپیستازیس غالب، به ارث بردن رنگ پر در جوجه ها خواهد بود. ژن غالب C مسئول رنگ پر است. ژن غیر آللی غالب I رشد رنگ پر را سرکوب می کند. در نتیجه جوجه هایی که دارای ژن C در ژنوتیپ هستند، در حضور ژن I، دارای پرهای سفید هستند: IICC; IICC; IiCc; Iicc مرغ های دارای ژنوتیپ iicc نیز سفید خواهند بود زیرا این ژن ها در حالت مغلوب هستند. پرهای جوجه ها با ژنوتیپ iiCC, iiCc رنگی می شود. رنگ سفید پر به دلیل وجود یک آلل مغلوب ژن i یا وجود ژن سرکوبگر رنگ I است. برهمکنش ژن ها بر اساس اتصالات بیوشیمیایی بین پروتئین های آنزیمی است که توسط ژن های اپیستاتیک کدگذاری می شوند.

اپیستازیس مغلوب اپیستازی مغلوب پدیده بمبئی را توضیح می دهد - وراثت غیر معمول آنتی ژن های سیستم گروه خونی ABO. 4 گروه خونی شناخته شده وجود دارد.

در خانواده زنی با گروه خونی I (I 0 I 0) از مردی با گروه خونی II (I A I A) فرزندی با گروه خونی IV (I A I B) متولد شد که غیرممکن است. مشخص شد که این زن ژن I B را از مادرش و ژن I 0 را از پدرش به ارث برده است. بنابراین فقط ژن I 0 اثری را نشان داد

اعتقاد بر این بود که این زن دارای گروه خونی I است. ژن I B توسط ژن مغلوب x که در حالت هموزیگوت بود - xx سرکوب شد.

در فرزند این زن، ژن I B سرکوب شده اثر خود را نشان داد. کودک دارای گروه خونی IV I A I B بود.

پلیمرتأثیر ژن ها به این دلیل است که چندین ژن غیر آللی می توانند مسئول یک صفت باشند و تجلی آن را تقویت کنند. صفاتی که به ژن های پلیمری بستگی دارند به عنوان کمی طبقه بندی می شوند. ژن های مسئول ایجاد صفات کمی دارای اثر تجمعی هستند. به عنوان مثال، ژن های پلیمری غیر آللی S 1 و S 2 مسئول رنگدانه پوست در انسان هستند. در حضور آلل های غالب این ژن ها، مقدار زیادی رنگدانه سنتز می شود، در حضور آلل های مغلوب - کمی. شدت رنگ پوست به مقدار رنگدانه بستگی دارد که با تعداد ژن های غالب تعیین می شود.

از ازدواج بین مالتوهای S 1 s 1 S 2 s 2، کودکان با رنگدانه های پوست از روشن تا تیره به دنیا می آیند، اما احتمال داشتن فرزندی با رنگ پوست سفید و سیاه 1/16 است.

بسیاری از صفات بر اساس اصل پلیمری به ارث می رسند.

سوالاتی برای خودکنترلی

1. چند آلل چیست؟

2. چه ژن هایی مسئول گروه های خونی انسان هستند؟

3. افراد دارای چه گروه های خونی هستند؟

4. چه ارتباطی بین یک ژن و یک صفت وجود دارد؟

5. ژن های آللی چگونه برهم کنش می کنند؟

6. ژن های غیر آللی چگونه برهم کنش می کنند؟

7. چگونه می توان عمل مکمل یک ژن را توضیح داد؟

8. چگونه می توان اپیستازیس را توضیح داد؟

9. چگونه می توان عمل پلیمری یک ژن را توضیح داد؟

کلیدواژه های موضوع ” آلل های متعدد و برهمکنش ژنی ”

آللیسم آلل آنتی ژن ازدواج

اثر متقابل

ژنوتیپ

ترکیبی

نخود فرنگی

نخود فرنگی

گروه خونی

عمل

فرزندان

تسلط

زن

جایگزینی

تسلط همزمان

تسلط مشترک

چرم

جوجه ها

مادر

مولکول

ملاتو

جهش

دسترسی

وراثت

نوکلئوتیدها

رنگ آمیزی

پر

مبانی

نگرش

رنگدانه

رنگدانه

پلیوتروپی

سرکوب کننده

نسل

پلیمریسم

امضا کردن

مثال

حضور

تجلی

توسعه

واکنش ها

کودک

نتیجه

ارتباط بیش از حد

سیستم سنتز پروتئین

عبور

حالت

درجه

ضرر - زیان

پدیده

آنزیم ها

رنگ

گل ها

انسان