Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Крест моногибридного представляет собой нечто среднее между двумя организмами с различными вариациями в одном генетическом локусе , представляющего интерес. [1] [2] Признак (и), изучаемый в моногибридном скрещивании, определяется двумя или множественными вариациями для одного локуса. Для проведения такого скрещивания каждый родитель выбирается для гомозиготного или истинного разведения по данному признаку (локусу). Когда скрещивание удовлетворяет условиям моногибридного скрещивания, это обычно обнаруживается по характеристическому распределению потомства второго поколения (F 2 ), которое иногда называют моногибридным соотношением.

Рисунок 1 : Схема наследования доминантного ( красный ) и рецессивного (белый) фенотипов, когда каждый родитель (1) является гомозиготным по доминантному или рецессивному признаку. Все члены поколения F 1 гетерозиготны и имеют один и тот же доминантный фенотип (2), в то время как поколение F 2 демонстрирует соотношение доминантного и рецессивного фенотипов 6: 2 (3).

Использование [ править ]

Обычно моногибридный кросс используется для определения отношения доминирования между двумя аллелями . Крест начинается с родительского поколения. Один родитель гомозиготен по одному аллелю, а другой родитель гомозиготен по другому аллелю. Потомство составляет первое дочернее поколение ( F1 ). Каждый член поколения F1 гетерозиготен, и фенотип поколения F1 выражает доминирующий признак. [3]Скрещивание двух представителей поколения F1 дает второе дочернее поколение (F2). Теория вероятностей предсказывает, что три четверти поколения F2 будут иметь фенотип доминантного аллеля. А оставшаяся четверть F2 будет иметь фенотип рецессивного аллеля. Это предсказанное фенотипическое соотношение 3: 1 предполагает менделевское наследование .

Эксперимент Менделя [ править ]

Грегор Мендель (1822–1884) был австрийским монахом, теоретизировавшим основные правила наследования. [4] С 1858 по 1866 год он выращивал садовый горох ( Pisum sativum ) в своем монастырском саду и анализировал потомство этих вязок. Садовый горох был выбран в качестве экспериментального организма, потому что было доступно множество сортов, обладающих верными качественными признаками, и их опыление можно было изменять. Семь переменных характеристик, которые Мендель исследовал на растениях гороха, были: [5]

  • текстура семян (круглые или морщинистые)
  • цвет семян (желтый против зеленого)
  • цвет цветков (белый против пурпурного)
  • привычка к росту (высокий против карлика)
  • форма стручка (сжатая или надутая)
  • цвет стручка (зеленый против желтого)
  • положение цветка (осевое или конечное)

. [6] Горох обычно самоопыляется, потому что тычинки и плодолистики заключены в лепестки. Удаляя тычинки с незрелых цветов, Мендель мог нанести пыльцу другого сорта на плодолистики, когда они созрели. [7]

Первый крест [ править ]

Весь горох второго или гибридного поколения был круглым.

Все горохи этого поколения F1 имеют генотип Rr. Все гаплоидные сперматозоиды и яйца, полученные в результате мейоза, получили одну хромосому 7. Все зиготы получили один аллель R (от родителя с круглым семенем) и один аллель r (от родителя с морщинистым семенем). Поскольку аллель R является доминантным по отношению к аллелю r, фенотип всех семян был круглым. Фенотипическое соотношение в этом случае моногибридного скрещивания равно 1.

P гаметы

(круглый родитель)

рр
P гаметы

(морщинистый родитель)

рRrRr
рRrRr

Второй крест [ править ]

Затем Мендель позволил своему гибридному гороху самоопыляться. Морщинистый признак, которого не было у его гибридного поколения, снова проявился у 25% нового урожая гороха.

Случайное объединение равных количеств R- и r-гамет дало поколение F2 с 25% RR и 50% Rr - оба с круглым фенотипом - и 25% rr с морщинистым фенотипом.

F1 гаметы
рр
F1 гаметырRRRr
рRrrr

Третий крест [ править ]

Затем Мендель позволил некоторым из каждого фенотипа в поколении F2 самоопыляться. Его результаты:

  • Все морщинистые семена в поколении F2 давали только морщинистые семена в F3.
  • Одна треть (193/565) круглых семян F1 давала только круглые семена в поколении F3, но две трети (372/565) из них дали оба типа семян в F3 и - еще раз - в 3: 1 соотношение.

Одна треть круглых семян и все морщинистые семена в поколении F2 были гомозиготными и давали только семена одного и того же фенотипа.

Но две трети круглых семян в F2 были гетерозиготными, и их самоопыление давало оба фенотипа в соотношении типичного кросса F1.

Соотношения фенотипов приблизительны. [8] Объединение сперматозоидов и яйцеклеток случайное. Однако по мере увеличения размера выборки случайные отклонения сводятся к минимуму, и соотношения приближаются к теоретическим предсказаниям. В таблице показано фактическое производство семян десятью растениями Mendel's F1. Хотя его отдельные растения сильно отклонялись от ожидаемого соотношения 3: 1, группа в целом подошла к нему довольно близко.

КруглыйМорщинистый
4512
278
247
1916
3211
26 год6
8824
2210
28 год6
257
Общий: 336Общий: 107

Гипотеза Менделя [ править ]

Чтобы объяснить свои результаты, Мендель сформулировал гипотезу, которая включала следующее: в организме существует пара факторов, которые контролируют появление данной характеристики. (Их называют генами.) Организм наследует эти факторы от своих родителей, по одному от каждого. Фактор передается от поколения к поколению как дискретная неизменная единица. (Фактор r в поколении F2 прошел через поколение F1 с круглыми семенами. Несмотря на это, семена rr в поколении F2 были не менее морщинистыми, чем в поколении P.) Когда образуются гаметы, факторы разделяются и распределяются в виде единиц для каждой гаметы. Это утверждение часто называют правилом сегрегации Менделя. Если у организма есть два разных фактора (называемых аллелями) для характеристики,одно может быть выражено до полного исключения другого (доминантный против рецессивного).

Проверка гипотезы [ править ]

Хорошая гипотеза соответствует нескольким стандартам.

  • Он должен давать адекватное объяснение наблюдаемым фактам. Если этому стандарту соответствуют две или более гипотез, предпочтительнее более простая.
  • Он должен уметь предсказывать новые факты. Итак, если обобщение верно, то из него можно вывести определенные конкретные последствия.

Чтобы проверить свою гипотезу, Мендель предсказал результат эксперимента по разведению, который он еще не проводил. Он скрестил гетерозиготный круглый горошек (Rr) с морщинистым (гомозиготный, rr). Он предсказал, что в этом случае половина произведенных семян будет круглой (Rr), а половина - морщинистой (rr).

F1 гаметы
рр
P гаметырRrrr
рRrrr

Стороннему наблюдателю в монастырском саду крест не отличался от описанного выше креста П: скрещивание круглосемянного гороха с морщинистым. Но Мендель предсказал, что на этот раз он произведет как круглые, так и морщинистые семена в соотношении 50:50. Он совершил кросс и собрал 106 горошин круглого и 101 горох морщинистый.

Мендель проверил свою гипотезу с помощью метода обратного скрещивания, называемого тестовым скрещиванием . Организм имеет неизвестный генотип, который является одним из двух генотипов (например, RR и Rr), которые производят один и тот же фенотип. Результат теста определяет неизвестный генотип.

Мендель не остановился на достигнутом. Далее он скрестил сорта гороха, которые различались еще шестью качественными признаками. В каждом случае результаты подтверждали его гипотезу. Он скрестил горох, различающийся двумя признаками. Он обнаружил, что наследование одного признака не зависит от наследования другого, и таким образом сформулировал свое второе правило: правило независимого ассортимента. Сегодня известно, что это правило не распространяется на некоторые гены из-за генетической связи . [9]

См. Также [ править ]

  • Дигибридный кросс
  • Тестовый крест

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Соломон, Эльдра Жемчужина; Линда Р. Берг; Дайана В. Мартин (февраль 2004 г.). Биология . Cengage Learning. ISBN 978-0-534-49276-2.
  2. ^ Кэмпбелл, Нил А. (2006). Биология: понятия и связи . Пирсон / Бенджамин Каммингс. ISBN 978-0-8053-7160-4.
  3. ^ Пирс, Бенджамин А. (2014). Генетика: концептуальный подход (5-е изд.). [Sl: sn] ISBN 978-1464109461.
  4. ^ Эллис, Т. Х. Ноэль; Хофер, Джули Мичиган; Timmerman-Vaughan, Gail M .; Coyne, Clarice J .; Хелленс, Роджер П. (ноябрь 2011 г.). «Мендель, 150 лет спустя». Тенденции в растениеводстве . 16 (11): 590–596. DOI : 10.1016 / j.tplants.2011.06.006 . PMID 21775188 . 
  5. ^ Пирс, Бенджамин А. (2014). Генетика: концептуальный подход (5-е изд.). [Sl: sn] ISBN 978-1464109461.
  6. ^ Рид, Джеймс Б.; Росс, Джон Дж. (01.09.2011). «Гены Менделя: к полной молекулярной характеристике» . Генетика . 189 (1): 3–10. DOI : 10.1534 / genetics.111.132118 . ISSN 0016-6731 . PMC 3176118 . PMID 21908742 .   
  7. ^ Смыкал, Петр; Варшней, Раджив К .; Сингх, Викас К .; Coyne, Clarice J .; Домони, Клэр; Кейновски, Эдуард; Варкентин, Томас (2016-10-07). «От открытия Менделя о горохе до современной генетики и селекции растений» (PDF) . Теоретическая и прикладная генетика . 129 (12): 2267–2280. DOI : 10.1007 / s00122-016-2803-2 . ISSN 0040-5752 . PMID 27717955 .   
  8. ^ Piegorsch, WW (1990-12-01). «Вклад Фишера в генетику и наследственность, с особым акцентом на споры Грегора Менделя» . Биометрия . 46 (4): 915–924. DOI : 10.2307 / 2532437 . ISSN 0006-341X . JSTOR 2532437 . PMID 2085640 .   
  9. ^ Фэрбенкс, диджей; Риттинг, Б. (2001-05-01). «Менделирующие споры: ботанико-исторический обзор». Американский журнал ботаники . 88 (5): 737–752. DOI : 10.2307 / 2657027 . ISSN 0002-9122 . JSTOR 2657027 . PMID 11353700 .   

Внешние ссылки [ править ]

  • Интерактивные гибридные эксперименты
  • Что такое моногибридный кросс? YouTube видео
  • Король, Рита. М (2003). Biology Made Simple , A Made Simple Book, Broadway Books, Нью-Йорк, страница 42 ISBN 0-7679-1542-9