Как черты передаются от родителей к потомству? Ответ – через передачу генов. Гены расположены на хромосомах и состоят из ДНК. Они передаются от родителей к потомству посредством воспроизводства.
Принципы, определяющие наследственность, были обнаружены монахом по имени Грегор Мендель в 1860-х годах. Один из этих принципов теперь называется законом сегрегации Менделя, который гласит, что пары аллелей разделяются или разделяются во время формирования гамет и случайным образом объединяются при оплодотворении.
С этим принципом связаны четыре основных концепции:
- Ген может существовать в нескольких формах или аллелях.
- Организмы наследуют два аллеля для каждого признака.
- Когда половые клетки продуцируются мейозом, пары аллелей разделяются, оставляя каждую клетку с одним аллелем для каждого признака.
- Когда два аллеля в паре различны, один является доминантным, а другой – рецессивным. .
- Эксперименты Менделя с горохом
- Генерация F2
- Четыре концепции в законе сегрегации
- # 1: ген может иметь несколько форм
- # 2: Организмы наследуют два аллеля для каждого признака
- Продолжение концепции закона сегрегации
- # 3: пары аллелей могут разделяться на отдельные аллели
- №4: разные аллели в паре либо доминантные, либо рецессивные
- Генотип и фенотип
- Резюме
- Ключевые выводы
- Источники
Эксперименты Менделя с горохом
Мендель работал с растениями гороха и выбрал семь признаков для изучения, каждый из которых проявляется в две разные формы. Например, одной из черт, которые он изучал, был цвет стручка; у некоторых растений гороха есть зеленые стручки, а у других – желтые.
Поскольку растения гороха способны к самооплодотворению, Мендель смог вывести растения с истинным размножением. Например, чистокровное растение с желтыми стручками даст потомство только с желтыми стручками.
Затем Мендель начал экспериментировать, чтобы выяснить, что произойдет, если он произведет перекрестное опыление истинного желтого стручкового растения с истинным зеленым стручковым растением. Он назвал два родительских растения родительским поколением (поколение P), и полученное потомство было названо первым дочерним поколением или поколением F1.
Когда Мендель провел перекрестное опыление между истинно размножающимися желтыми стручками. он заметил, что все полученное потомство, поколение F1, было зеленым.
Генерация F2
Затем Мендель позволил всем зеленым растениям F1 самоопыляются. Он назвал это потомство поколением F2.
Мендель заметил соотношение 3: 1 в цвете стручка. Примерно 3/4 растений F2 имели зеленые стручки и примерно 1/4 имели желтые стручки. На основе этих экспериментов Мендель сформулировал так называемый закон сегрегации Менделя.
Четыре концепции в законе сегрегации
Как уже упоминалось, закон сегрегации Менделя гласит, что пары аллелей разделяются или разделяются во время формирования гамет и случайным образом объединяются при оплодотворении. Мы вкратце упомянули четыре основных концепции, участвующих в эту идею давайте рассмотрим их более подробно.
# 1: ген может иметь несколько форм
Ген может существовать в нескольких формах. Например, ген, определяющий цвет стручка, может быть (G) для зеленого цвета стручка или (g) для желтого цвета стручка.
# 2: Организмы наследуют два аллеля для каждого признака
Для каждой характеристики или признака организмы наследуют две альтернативные формы этого гена, по одной от каждого родителя. Эти альтернативные формы гена называются аллелями. .
Каждое из растений F1 в эксперименте Менделя получило по одному аллелю от родительского растения с зеленым стручком и по одному аллелю от родительского растения с желтым стручком. У истинно селекционных растений с зелеными стручками есть (GG ) аллели для pod co Например, у настоящих желтых стручков есть аллели (gg) , а полученные растения F1 имеют аллели (Gg) .
Продолжение концепции закона сегрегации
# 3: пары аллелей могут разделяться на отдельные аллели
Когда образуются гаметы (половые клетки), пары аллелей разделяются или разделяются, оставляя их с одним аллелем для каждая черта. Это означает, что половые клетки содержат только половину набора генов. Когда гаметы соединяются во время оплодотворения, полученное потомство содержит два набора аллелей, по одному набору аллелей от каждого родителя.
Например, половая клетка зеленого стручка имеет единственный Аллель (G) и половая клетка желтого стручкового растения имели единственный аллель (g) . После оплодотворения полученные растения F1 имели два аллеля (Gg) .
№4: разные аллели в паре либо доминантные, либо рецессивные
Когда два аллеля в паре различны, один является доминантным, а другой – рецессивным. Это означает, что одна черта выражена или показана, а другая скрыта. Это известно как полное доминирование.
Например, растения F1 (Gg) все были зелеными, потому что аллель зеленого цвета стручка ( G) доминировал над аллелем желтого цвета стручка (g) . Когда растениям F1 давали возможность самоопыляться, 1/4 стручков растений поколения F2 были желтыми. Эта черта была замаскирована, потому что она рецессивна. Аллели зеленого цвета стручка – (GG) и (Gg) . Аллели желтого цвета стручка:
Генотип и фенотип
Из закона сегрегации Менделя мы видим, что аллели признака разделяются, когда образуются гаметы (посредством типа деления клеток, называемого мейозом). Эти пары аллелей являются затем случайным образом объединяются при оплодотворении. Если пара аллелей признака одинакова, они называются гомозиготными. Если они разные, они гетерозиготны.
Растения поколения F1 (рисунок A) являются все они гетерозиготны по цвету стручка. Их генетический состав или генотип (Gg) . Их фенотип (выраженный физический признак) – зеленый цвет стручка.
F2 растения гороха поколения показывают два разных фенотипа (зеленый или желтый) и три разных генотипа (GG, Gg или gg) . Генотип определяет, какой фенотип выражается.
Растения F2 с генотипом (GG) или (Gg) являются зелеными. Растения F2 с генотипом (gg) желтого цвета. Фенотипическое соотношение, которое Мендель наблюдалось 3: 1 (от 3/4 зеленых растений до 1/4 желтых растений). Однако соотношение генотипов было 1: 2: 1 . Генотипы растений F2 были 1/4 гомозиготными (GG) , 2/4 гетерозиготными (Gg) и 1/4 гомозиготными (gg) .
Резюме
Ключевые выводы
- В 1860-х годах монах по имени Грегор Мендель открыл принципы наследственности, описанные Законом Менделя о сегрегации.
- Теперь мы знаем, что гены могут существовать в нескольких формах или аллелях и что потомство наследует два набора аллелей, один набор от каждый родитель для каждого отдельного признака.
- В паре аллелей, когда каждый аллель отличается, один является доминирующим, а другой – рецессивным.
Источники
- Рис, Джейн Б. ., и Нил А. Кэмпбелл. Биология Кэмпбелла . Бенджамин Каммингс, 2011.