Бесплатная горячая линия

8 800 301 63 12
Главная - Наследство - В каких случаях в наследовании признаков происходит отклонение от

В каких случаях в наследовании признаков происходит отклонение от

В каких случаях в наследовании признаков происходит отклонение от

§ 7. Основные законы наследования признаков


 Вспомните: • Чем гомозиготные особи отличаются от гетерозиготных? Ответ. Гетерозиготный организм — организм, имеющий две различные формы данного гена (разные аллели) в гомологичных хромосомах. Гомозиготный организм — организм, имеющий две идентичные копии данного гена в гомологичных хромосомах.

• Где расположены аллельные гены?

Ответ. Аллельные гены (аллели – аllels, от греч.аллелон – взаимно) — различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологических хромосом. Аллели определяют варианты развития одного и того же признака.

В нормальной диплоидной клетке могут присутствовать не более двух аллелей одного локуса одновременно.

В одной гамете два аллеля находиться не могут. Вопросы после § 7 • Как проявляются законы доминирования и расщепления? Ответ Первый закон Менделя (закон единообразия, закон доминирования).

При скрещивании чистых линий (гомозигот), все потомство получается одинаковое (единообразие первого поколения, расщепления нет). P AA x aa G (A) (a) F1 Aa У всех потомков первого поколения (F1) проявляется доминантный признак (желтый горох), а рецессивный признак (зеленый горох) находится в скрытом состоянии. Второй закон Менделя (закон расщепления) При самоопылении гибридов первого поколения (при скрещивании двух гетерозигот), в потомстве получается расщепление 3:1 (75% доминантного признака, 25% рецессивного признака).

F1 Aa x Aa G (A) (A) (a) (a) F2 AA; 2Aa; aa • Что утверждает закон независимого комбинирования признаков? Ответ. Третий закон Менделя — закон независимого комбинирования Третий закон, или закон независимого комбинирования, утверждает, что при скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся по двум и более парам альтернативных признаков, каждая из таких пар (и пар аллельных генов) ведёт себя независимо от других пар, т.

е. и гены, и соответствующие им признаки наследуются в потомстве независимо и свободно комбинируются во всех возможных сочетаниях.

Он основан на законе расщепления и выполняется в том случае, если пары аллельных генов расположены в разных гомологичныххромосомах. Часто как один из законов Менделя приводится и закон чистоты гамет, утверждающий, что в каждую половуюклетку попадает только один аллельный ген. Но этот закон был сформулирован не Менделем.

Непонятый современниками, Мендель обнаружил дискретную («корпускулярную») природу наследственности и показал ошибочность представлений о «слитной» наследственности. После переоткрытия забытых законов основанное на экспериментах учение Менделя получило название менделизм.

Его справедливость была подтверждена хромосомной теорией наследственности. • В каких случаях наследование признака зависит о пола его носителя? Ответ. У человека, как у всех млекопитающих, мужской пол гетерогаметный (XY), а женский пол гомогаметный (XX).

Это означает, что у мужчин только одна Х- и одна Y-хромосома, а у женщин имеется две Х-хромосомы.

Признаки, сцепленные с Х-хромосомой, могут быть рецессивными и доминантными. Рецессивные признаки не проявляются у гетерозиготных особей в присутствие доминантного признака. Так как у мужчин есть только одна Х-хромосома, мужчины не могут быть гетерозиготными по тем генам, которые находятся в Х-хромосоме.

По этой причине у мужчин возможны всего два состояния X-сцепленного рецессивного признака: — при наличии в единственной Х-хромосоме аллеля, определяющий признак, у мужчины проявляется таковой признак, а все его дочери получают от него этот аллель вместе с Х-хромосомой (сыновья получат Y-хромосому); — если такового аллеля в единственной в Х-хромосоме нет, то у мужчины этот признак не проявляется и потомству не передаётся. Так как у женщин две Х-хромосомы, то для Х-сцепленных рецессивных признаков у них возможны три состояния: — аллель, определяющий этот признак, отсутствует в обеих Х-хромосомах — признак не проявляется и потомству не передаётся; — аллель, определяющий признак, присутствует только в одной Х-хромосоме — признак обычно не проявляется, а при наследовании примерно 50 % потомков получают от неё этот аллель вместе с Х-хромосомой (другие 50 % потомков получат другую Х-хромосому); — аллель, определяющий признак, присутствует в обеих Х-хромосомах — признак проявляется и потомству передаётся в 100 % случаев.

Некоторые расстройства, наследующиеся по X-сцепленному рецессивному типу, могут быть настолько тяжёлыми, что приводят к внутриутробной гибели плода.

В этом случае среди членов семьи и среди их предков может не быть ни одного известного больного. Женщины, которые имеют только одну копию мутации, называются носителями.

Обычно такая мутация не выражается в фенотипе, то есть никак не проявляется.

3.5. Закономерности наследственности

11 февраля 2021Успех работы Грегора Менделя был связан с тем, что он правильно выбрал объект исследования и соблюдал принципы, лежащие в основе гибридологического метода:1.

в качестве объекта исследования были взяты растения гороха одного вида.2.

растения заметно отличались по сравниваемым признакам – высокие – низкие, с желтыми и зелеными семенами, с гладкими и морщинистыми семенами.3. первое поколение от исходных родительских форм всегда было одинаковым: высокие родители давали высокое потомство, низкие родители давали растения маленького роста; во втором поколении происходило расщепление в признаках.выведен на основе статистических данных, полученных Г.
первое поколение от исходных родительских форм всегда было одинаковым: высокие родители давали высокое потомство, низкие родители давали растения маленького роста; во втором поколении происходило расщепление в признаках.выведен на основе статистических данных, полученных Г.

Менделем при скрещивании разных сортов гороха, имевших четкие альтернативные различия по следующим признакам:– форма семени (круглая / некруглая);– окраска семени (желтая / зеленая);– кожура семени (гладкая / морщинистая) и т.д.При скрещивании растений с желтыми и зелеными семенами Мендель обнаружил, что все гибриды первого поколения оказались с желтыми семенами (назвал этот признак доминантным).Признак, определяющий зеленую окраску семян, был назван рецессивным (отступающим, подавленным).1.

На основании полученных результатов и их анализа Мендель сформулировал свой первый закон: при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся одной или несколькими парами альтернативных признаков, все гибриды первого поколения оказываются по этим признакам единообразными и похожими на родителя с доминантным признаком.В случае неполного доминирования только 25% особей фенотипически похожи на родителя с доминантным признаком и 25% особей будут похожи на рецессивного по фенотипу родителя. Остальные 50% гетерозигот будут от них фенотипически отличаться.2. Для выявления гетерозиготности особи по определенному аллелю, т.е.

наличию рецессивного гена в генотипе, используется анализирующее скрещивание. Для этого особь с доминантным признаком (АА? или Аа?) скрещивают с гомозиготной по рецессивному аллелю особью.

В случае гетерозиготности особи с доминантным признаком расщепление в потомстве будет 1:1АА × аа → 100% АаАа × аа → 50% Аа и 50% ааПри скрещивании гетерозиготных гибридов первого поколения между собой, во втором поколении обнаруживается расщепление по данному признаку. Это расщепление носит закономерный статистический характер: 3 : 1 по фенотипу и 1: 2 :1 по генотипу. В случае скрещивания форм с желтыми и зелеными семенами в соответствии со вторым законом Менделя получают следующие результаты скрещивания.Появляются семена как с желтой, так и с зеленой окраской.(закон независимого наследования при дигибридном (полигибридном) скрещивании): выведен на основе анализа результатов, полученных при скрещивании особей, отличающихся по двум парам альтернативных признаков.

Например: растение, дающее желтые, гладкие семена скрещивается с растением, дающим зеленые, морщинистые семена.Для дальнейшей записи используется решетка Пеннета.Во втором поколении возможно появление 4 фенотипов в отношении 9 : 3 : 3 : 1 и 9 генотипов.В результате анализа выяснилось, что гены разных аллельных пар и соответствующие им признаки передаются независимо друг от друга. Этот закон справедлив:– для диплоидных организмов;– для генов, расположенных в разных гомологичных хромосомах;– при независимом расхождении гомологичных хромосом в мейозе и их случайном сочетании при оплодотворении.Указанные условия являются цитологическими основами дигибридного (и полигибридного) скрещивания.В экспериментах Менделя установлена дискретность (прерывистость) наследственного материала, что позже привело к открытию генов, как элементарных материальных носителей наследственной информации.В соответствии с гипотезой чистоты гамет в сперматозоиде или яйцеклетке в норме всегда находится только одна из гомологичных хромосом данной пары. Именно поэтому при оплодотворении восстанавливается диплоидный набор хромосом данного организма.

Расщепление – это результат случайного сочетания гамет, несущих разные аллели.Так как события случайны, то закономерность носит статистический характер, т.е. определяется большим числом равновероятных событий – встреч гамет, несущих разные (или одинаковые) альтернативные гены.Основоположник хромосомной теории Томас Гент Морган и его ученики установили, что:– каждый ген имеет в хромосоме определенный локус (место);– гены в хромосоме расположены в определенной последовательности;– наиболее близко расположенные гены одной хромосомы сцеплены, поэтому наследуются преимущественно вместе;– группы генов, расположенных в одной хромосоме, образуют группы сцепления;– число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом у гомогаметных особей и n+1 у гетерогаметных особей;– между гомологичными хромосомами может происходить обмен участками (кроссинговер); в результате кроссинговера возникают гаметы, хромосомы которых содержат новые комбинации генов;– частота (в %) кроссинговера между неаллельными генами пропорциональна расстоянию между ними;– набор хромосом в клетках данного типа (кариотип) является характерной особенностью вида;– частота кроссинговера между гомологичными хромосомами зависит от расстояния между генами, локализованными в одной хромосоме. Чем это расстояние больше, тем выше частота кроссинговера.

За единицу расстояния между генами принимается 1 морганида (1% кроссинговера) или процент появления кроссоверных особей. При значении этой величины в 10 морганид можно утверждать, что частота перекреста хромосом в точках расположения данных генов равна 10% и что в 10% потомства будут выявлены новые генетические комбинации.Для выяснения характера расположения генов в хромосомах и определения частоты кроссинговера между ними строятся генетические карты. Карта отражает порядок расположения генов в хромосоме и расстояние между генами одной хромосомы.Эти выводы Моргана и его сотрудников получили название хромосомной теории наследственности.Важнейшее следствие этой теории:современные представления о гене, как о функциональной единице наследственности, его делимости и способности к взаимодействию с другими генами.У человека 46 хромосом; 2n – диплоидный набор хромосом.Половые клетки – 23 хромосомы; n – гаплоидный набор хромосом.Пол человека зависит от половых хромосом.Хромосомные наборы разных полов отличаются по строению половых хромосом.

У-хромосома мужчин не содержит многих аллелей, имеющихся в Х-хромосоме. Признаки, определяемые генами половых хромосом, называются сцепленными с полом. Характер наследования зависит от распределения хромосом в мейозе.

У гетерогаметных полов признаки, сцепленные с Х-хромосомой и не имеющие аллеля в У-хромосоме, проявляются даже в том случае, когда ген, определяющий развитие этих признаков, рецессивен.У человека У-хромосома передается от отца к сыновьям, а Х-хромосома к дочерям.

Вторую хромосому дети получают от матери – это всегда Х-хромосома.

Если мать несет патологический рецессивный ген в одной из Х-хромосом (например, ген дальтонизма или гемофилии), но при этом сама не больна, то она является носительницей. В случае передачи этого гена сыновьям они могут оказаться больными данным заболеванием, ибо в У-хромосоме нет аллеля, подавляющего патологический ген.Пол организма человека определяется в момент оплодотворения и зависит от хромосомного набора образовавшейся зиготы.Термин генотип предложен в 1909 г. датским генетиком Вильгельмом Иогансеном.Генотип – это совокупность генов данного организма.

У человека по последним данным около 35 тыс. генов.Генотип, как единая функциональная система организма, сложился в процессе эволюции.

Признаком системности генотипа является взаимодействие генов .Аллельные гены (точнее, их продукты – белки) могут взаимодействовать друг с другом:– в составе хромосом – примером является полное и неполное сцепление генов;– в паре гомологичных хромосом – примерами являются полное и неполное доминирование, независимое проявление аллельных генов.Между собой могут взаимодействовать и неаллельные гены.

Тема 2. Законы Менделя

Чешский исследователь Грегор Мендель (1822–1884) считается основателем генетики, так как он первым, еще до того как оформилась эта наука, сформулировал основные законы наследования.

Многие ученые до Менделя, в том числе выдающийся немецкий гибридизатор XVIII в. И. Кельрейтер, отмечали, что при скрещивании растений, принадлежащих к различным разновидностям, в гибридном потомстве наблюдается большая изменчивость. Однако объяснить сложное расщепление и, тем более, свести его к точным формулам никто не сумел из-за отсутствия научного метода гибридологического анализа.

Именно благодаря разработке гибридологического метода Менделю удалось избежать трудностей, запутавших более ранних исследователей.

О результатах своей работы Г. Мендель доложил в 1865 г. на заседании Общества естествоиспытателей в г.

Брюнна. Сама работа под названием “Опыты над растительными гибридами” была позже напечатана в “Трудах” этого общества, но не получила надлежащей оценки современников и оставалась забытой в течение 35 лет.

Будучи монахом, свои классические опыты по скрещиванию различных сортов гороха Г. Мендель проводил в монастырском саду в г.

Брюнна. Он отобрал 22 сорта гороха, которые имели четкие альтернативные различия по семи признакам: семена желтые и зеленые, гладкие и морщинистые, цветки красные и белые, растения высокие и низкие и т.д. Важным условием гибридологического метода было обязательное использование в качестве родителей чистых, т.е. не расщепляющихся по изучаемым признакам форм.

Большую роль в успехе исследований Менделя сыграл удачный выбор объекта. Горох посевной — самоопылитель. Для получения гибридов первого поколения Мендель кастрировал цветки материнского растения (удалял пыльники) и производил искусственное опыление пестиков пыльцой мужского родителя.

При получении гибридов второго поколения эта процедура уже была не нужна: он просто оставлял гибриды F1 самоопыляться, что делало эксперимент менее трудоемким.

Растения гороха размножались исключительно половым способом, так что ни какие отклонения не могли исказить результаты опыта. И, наконец, у гороха Мендель обнаружил достаточное для анализа количество пар ярко контрастирующих (альтернативных) и легко различимых пар признаков.

Мендель начал анализ с самого простого типа скрещивания — моногибридного, при котором у родительских особей имеются различия по одной паре признаков. Первой закономерностью наследования, обнаруженной Менделем, было то, что все гибриды первого поколения имели одинаковый фенотип и наследовали признак одного из родителей. Этот признак Мендель назвал доминантным.

Альтернативный ему признак другого родителя, не проявившийся у гибридов, был назван рецессивным.

Открытая закономерность получила названия I закона Менделя, или закона единообразия гибридов I-го поколения. В ходе анализа второго поколения была установлена вторая закономерность: расщепление гибридов на два фенотипических класса (с доминантным признаком и с рецессивным признаком) в определенных числовых отношениях.

В ходе анализа второго поколения была установлена вторая закономерность: расщепление гибридов на два фенотипических класса (с доминантным признаком и с рецессивным признаком) в определенных числовых отношениях. Путем подсчета количества особей в каждом фенотипическом классе Мендель установил, что расщепление в моногибридном скрещивании соответствует формуле 3 : 1 (на три растения с доминантным признаком, одно — с рецессивным). Эта закономерность получила название II закона Менделя, или закона расщепления.

Открытые закономерности проявлялись при анализе всех семи пар признаков, на основании чего автор пришел к выводу об их универсальности. При самоопылении гибридов F2 Мендель получил следующие результаты. Растения с белыми цветами давали потомство только с белыми цветками.

Растения с красными цветками вели себя по-разному.

Лишь третья часть их давала единообразное потомство с красными цветами.

Потомство остальных расщеплялось в отношении красной и белой окраски в соотношении 3 : 1. Ниже приведена схема наследования окраски цветков гороха, иллюстрирующая I и II законы Менделя. Схема наследования красной и белой окраски цветков у гороха При попытке объяснить цитологические основы открытых закономерностей Мендель сформулировал представление о дискретных наследственных задатках, содержащихся в гаметах и определяющих развитие парных альтернативных признаков.

Каждая гамета несет по одному наследственному задатку, т.е. является “чистой”. После оплодотворения зигота получает два наследственных задатка (один — от матери, другой — от отца), которые не смешиваются и в дальнейшем при образовании гибридом гамет также попадают в разные гаметы.

Эта гипотеза Менделя получила название правила “чистоты гамет”. От комбинации наследственных задатков в зиготе зависит то, каким признаком будет обладать гибрид. Задаток, определяющий развитие доминантного признака, Мендель обозначал заглавной буквой (А), а рецессивный — прописной (а).

Сочетание АА и Аа в зиготе определяет развитие у гибрида доминантного признака. Рецессивный признак проявляется только при комбинации аа. В 1902 г. В. Бетсон предложил обозначить явление парности признаков термином “аллеломорфизм”, а сами признаки, соответственно, “аллеломорфными”.

По его же предложению, организмы, содержащие одинаковые наследственные задатки, стали называть гомозиготными, а содержащие разные задатки — гетерозиготными.

Позже, термин “аллеломорфизм” был заменен более кратким термином “аллелизм” (Иогансен, 1926), а наследственные задатки (гены), отвечающие за развитие альтернативных признаков были названы “аллельными”. Гибридологический анализ предусматривает реципрокное скрещивание родительских форм, т.е. использования одной и той же особи сначала в качестве материнского родителя (прямое скрещивание), а затем в качестве отцовского (обратное скрещивание).

Если в обоих скрещиваниях получаются одинаковые результаты, соответствующие законам Менделя, то это говорит о том, что анализируемый признак определяется аутосомным геном. В противном случае имеет место сцепление признака с полом, обусловленное локализацией гена в половой хромосоме. Схема реципрокного моногибридного скрещивания

Буквенные обозначения: Р — родительская особь, F — гибридная особь, ♀ и ♂ — женская или мужская особь (или гамета), заглавная буква (А) — доминантный наследственный задаток (ген), строчная буква (а) — рецессивный ген.

Среди гибридов второго поколения с желтой окраской семян есть как доминантные гомозиготы, так и гетерозиготы. Для определения конкретного генотипа гибрида Мендель предложил проводить скрещивание гибрида с гомозиготной рецессивной формой.

Оно получило название анализирующего. При скрещивании гетерозиготы (Аа) с линией анализатором (аа) наблюдается расщепление и по генотипу, и по фенотипу в соотношении 1 : 1. Схема анализирующего скрещивания Если гомозиготной рецессивной формой является один из родителей, то анализирующее скрещивание одновременно становится беккроссом — возвратным скрещиванием гибрида с родительской формой.

Потомство от такого скрещивания обозначают Fb.

Закономерности, обнаруженные Менделем при анализе моногибридного скрещивания, проявлялись также и в дигибридном скрещивании, в котором родители различались по двум парам альтернативных признаков (например, желтая и зеленая окраска семян, гладкая и морщинистая форма). Однако количество фенотипических классов в F2 возрастало вдвое, а формула расщепления по фенотипу была 9 : 3 : 3 : 1 (на 9 особей с двумя доминантными признаками, по три особи — с одним доминантным и одним рецессивным признаком и одна особь с двумя рецессивными признаками).

Для облегчения анализа расщепления в F2 английский генетик Р. Пеннет предложил его графическое изображение в виде решетки, которую стали называть по его имени (решеткой Пеннета).

Слева по вертикали в ней располагаются женские гаметы гибрида F1, справа — мужские. Во внутренние квадраты решетки вписываются сочетания генов, возникающие при их слиянии, и соответствующий каждому генотипу фенотип. Если гаметы располагать в решетке в той последовательности, какая представлена на схеме, то в решетке можно заметить порядок в расположении генотипов: по одной диагонали располагаются все гомозиготы, по другой — гетерозиготы по двум генам (дигетерозиготы).

Все остальные клетки заняты моногетерозиготами (гетерозиготами по одному гену). Расщепление в F2 можно представить, используя фенотипические радикалы, т.е.

указывая не весь генотип, а только гены, которые определяют фенотип. Эта запись выглядит следующим образом: Черточки в радикалах означают, что вторые аллельные гены могут быть как доминантными, так и рецессивными, фенотип при этом будет одинаковым. Схема дигибридного скрещивания(решетка Пеннета) F2

AB Ab aB ab AB AABBжелт.

гл. AABbжелт. гл. AaBBжелт. гл. AaBb желт. гл. Ab AABb желт. гл. AAbb желт. морщ. AaBb желт. гл.

Aabb желт. морщ. aB AaBB желт.

гл. AaBb желт. гл. aaBB зел. гл. aaBbзел. гл. ab AaBbжелт. гл.

Aabb желт. морщ. aaBb зел. гл. aabb зел. морщ. Общее количество генотипов F2 в решетке Пеннета — 16, но разных — 9, так как некоторые генотипы повторяются. Частота разных генотипов описывается правилом: В F2 дигибридного скрещивания все гомозиготы встречаются один раз, моногетерозиготы — два раза и дигетерозиготы — четыре раза.

В решетке Пеннета представлены 4 гомозиготы, 8 моногетерозигот и 4 дигетерозиготы. Расщепление по генотипу соответствует следующей формуле: 1ААВВ : 2ААВb : 1ААbb : 2АаВВ : 4АаВb : 2Ааbb : 1ааВВ : 2ааВb : 1ааbb. Сокращенно — 1 : 2 : 1 : 2 : 4 : 2 : 1 : 2 : 1.

Среди гибридов F2 только два генотипа повторяют генотипы родительских форм: ААВВ и ааbb; в остальных произошла перекомбинация родительских генов. Она привела к появлению двух новых фенотипических классов: желтых морщинистых семян и зеленых гладких.

Проведя анализ результатов дигибридного скрещивания по каждой паре признаков отдельно, Мендель установил третью закономерность: независимый характер наследования разных пар признаков (III закон Менделя).

Независимость выражается в том, что расщепление по каждой паре признаков соответствует формуле моногибридного скрещивания 3 : 1.

Таким образом, дигибридное скрещивание можно представить как два одновременно идущих моногибридных.

Как было установлено позже, независимый тип наследования обусловлен локализацией генов в разных парах гомологичных хромосом. Цитологическую основу менделевского расщепления составляет поведение хромосом в процессе клеточного деления и последующее слияние гамет во время оплодотворения. В профазе I редукционного деления мейоза гомологичные хромосомы коньюгируют, а затем в анафазе I расходятся к разным полюсам, благодаря чему аллельные гены не могут попасть в одну гамету.
В профазе I редукционного деления мейоза гомологичные хромосомы коньюгируют, а затем в анафазе I расходятся к разным полюсам, благодаря чему аллельные гены не могут попасть в одну гамету.

Негомологичные хромосомы при расхождении свободно комбинируются друг с другом и отходят к полюсам в разных сочетаниях. Этим обусловлена генетическая неоднородность половых клеток, а после их слияния в процессе оплодотворения — генетическая неоднородность зигот, и как следствие, генотипическое и фенотипическое разнообразие потомства.

Независимое наследование разных пар признаков позволяет легко рассчитывать формулы расщепления в ди- и полигибридных скрещиваниях, так как в их основе лежат простые формулы моногибридного скрещивания.

При расчете используется закон вероятности (вероятность встречаемости двух и более явлений одновременно равна произведению их вероятностей). Дигибридное скрещивание можно разложить на два, тригибридное — на три независимых моногибридных скрещивания, в каждом из которых вероятность проявления двух разных признаков в F2 равна 3 : 1.

Следовательно, формула расщепления по фенотипу в F2 дигибридного скрещивания будет: (3 : 1)2 = 9 : 3 : 3 : 1, тригибридного (3 : 1)3 = 27 : 9 : 9 : 9 : 3 : 3 : 3 : 1 и т.д. Число фенотипов в F2 полигибридного скрещивания равно 2n, где n — число пар признаков, по которым различаются родительские особи.

Формулы расчета других характеристик гибридов представлены в таблице 1. Таблица 1. Количественные закономерности расщепленияв гибридном потомстве при различных типах скрещиваний Количественная характеристика Тип скрещивания моногибридное дигибридное полигибридное Число типов гамет, образуемых гибридом F1 2 22 2n Число комбинаций гамет при образовании F2 4 42 4n Число фенотипов F2 2 22 2n Число генотипов F2 3 32 3 Расщепление по фенотипу в F2 3 : 1 (3 : 1)2 (3 : 1)n Расщепление по генотипу в F2 1 : 2 : 1 (1 : 2 : 1)2 (1 : 2 : 1)n Проявление закономерностей наследования, открытых Менделем, возможно только при определенных условиях (не зависящих от экспериментатора). Ими являются:

  • Равновероятное образование гибридом всех сортов гамет.
  • Всевозможное сочетание гамет в процессе оплодотворения.
  • Одинаковая жизнеспособность всех сортов зигот.

Если эти условия не реализуются, то характер расщепления в гибридном потомстве изменяется.

Первое условие может быть нарушено по причине нежизнеспособности того или иного типа гамет, возможной вследствие различных причин, например, негативного действия другого гена, проявляющегося на гаметическом уровне.

Второе условие нарушается в случае селективного оплодотворения, при котором наблюдается предпочтительное слияние определенных сортов гамет. При этом гамета с одним и тем же геном может вести себя в процессе оплодотворения по-разному, в зависимости от того является ли она женской или мужской. Третье условие обычно нарушается, если доминантный ген имеет в гомозиготном состоянии летальный эффект.

В этом случае в F2 моногибридного скрещивания в результате гибели доминантных гомозигот АА вместо расщепления 3 : 1 наблюдается расщепление 2 : 1. Примером таких генов являются: ген платиновой окраски меха у лисиц, ген серой окраски шерсти у овец породы ширази. (Подробнее в следующей лекции.) Причиной отклонения от менделевских формул расщепления может также стать неполное проявление признака.

Степень проявления действия генов в фенотипе обозначается термином экспрессивность. У некоторых генов она является нестабильной и сильно зависит от внешних условий. Примером может служить рецессивный ген черной окраски тела у дрозофилы (мутация ebony), экспрессивность которого зависит от температуры, вследствие чего особи гетерозиготные по этому гену могут иметь темную окраску.

Открытие Менделем законов наследования более чем на три десятилетия опередило развитие генетики. Опубликованный автором труд “Опыт работы с растительными гибридами” не был понят и по достоинству оценен современниками, в том числе Ч. Дарвиным. Основная причина этого заключается в том, что к моменту публикации работы Менделя еще не были открыты хромосомы и не был описан процесс деления клеток, составляющий, как было сказано выше, цитологическую основу менделевских закономерностей.

Кроме того, сам Мендель усомнился в универсальности открытых им закономерностей, когда по совету К. Негели стал проверять полученные результаты на другом объекте — ястребинке.

Не зная о том, что ястребинка размножается партеногенетически и, следовательно, у нее нельзя получить гибридов, Мендель был совершенно обескуражен итогами опытов, никак не вписывавшимися в рамки его законов. Под влиянием неудачи он забросил свои исследования. Признание пришло к Менделю в самом начале ХХ в., когда в 1900 г.

Признание пришло к Менделю в самом начале ХХ в., когда в 1900 г. три исследователя — Г. де Фриз, К.

Корренс и Э. Чермак — независимо друг от друга опубликовали результаты своих исследований, воспроизводящих эксперименты Менделя, и подтвердили правильность его выводов. Поскольку к этому времени был полностью описан митоз, почти полностью мейоз (его полное описание завершилось в 1905 г.), а также процесс оплодотворения, ученые смогли связать поведение менделевских наследственных факторов с поведением хромосом в процессе клеточного деления. Переоткрытие законов Менделя и стало отправной точкой для развития генетики.

Первое десятилетие ХХ в. стало периодом триумфального шествия менделизма.

Закономерности, открытые Менделем, были подтверждены при изучении различных признаков как на растительных, так и на животных объектах. Возникло представление об универсальности законов Менделя. Вместе с тем стали накапливаться факты, которые не укладывались в рамки этих законов.

Но именно гибридологический метод позволил выяснить природу этих отклонений и подтвердить правильность выводов Менделя.

Все пары признаков, которые были использованы Менделем, наследовались по типу полного доминирования. В этом случае рецессивный ген в гетерозиготе не действует, и фенотип гетерозиготы определяется исключительно доминантным геном.

Однако большое число признаков у растений и животных наследуются по типу неполного доминирования. В этом случае гибрид F1 полностью не воспроизводит признак того или другого родителя.

Выражение признака является промежуточным, с большим или меньшим уклонением в ту или другую сторону. Примером неполного доминирования может быть промежуточная розовая окраска цветков у гибридов ночной красавицы, полученных при скрещивании растений с доминантной красной и рецессивной белой окраской (см. схему). Схема неполного доминирования при наследовании окраски цветков у ночной красавицы Как видно из схемы, в скрещивании действует закон единообразия гибридов первого поколения.

Все гибриды имеют одинаковую окраску — розовую — в результате неполного доминирования гена А. Во втором поколении разные генотипы имеют ту же частоту, что и в опыте Менделя, а изменяется только формула расщепления по фенотипу. Она совпадает с формулой расщепления по генотипу — 1 : 2 : 1, так как каждому генотипу соответствует свой признак.

Это обстоятельство облегчает проведение анализа, так как отпадает надобность в анализирующем скрещивании.

Существует еще один тип поведения аллельных генов в гетерозиготе.

Он называется кодоминированием и описан при изучении наследования групп крови у человека и ряда домашних животных. В этом случае у гибрида, в генотипе которого присутствуют оба аллельных гена, в равной мере проявляются оба альтернативных признака. Кодоминирование наблюдается при наследовании групп крови системы А, В, 0 у человека.

У людей с группой АВ (IV группа) в крови присутствуют два разных антигена, синтез которых контролируется двумя аллельными генами. ► Похожие материалы по теме «Законы Менделя»: (с решением) Перейти к чтению других тем книги «Генетика и селекция. Теория. Задания. Ответы»:

7.7.

Наследование приобретенных признаков

  Новая наука о жизниШелдрейк Руперт Влияние предшествующих организмов на последующие подобные организмы путем морфического резонанса может приводить к эффектам, которые невозможно было бы предположить в случае, если наследственность зависит только от передачи генов или других материальных структур от родителей к потомству. Такое обстоятельство позволяет увидеть в ином свете вопрос о наследовании приобретенных признаков.В упорном противостоянии друг другу в конце девятнадцатого — начале двадцатого столетия как ламаркисты, так и последователи Вейсмана и Менделя полагали, что наследственность зависит только от зародышевой плазмы вообще или от генов в частности. Поэтому, если признаки, приобретенные организмом в ответ на воздействие среды, должны были наследоваться, то или зародышевая плазма, или гены должны были претерпевать специфические изменения.

Противники ламаркизма подчеркивали, что такие изменения представляются чрезвычайно маловероятными, если не невозможными.

Даже сами ламаркисты были неспособны предложить какие-либо правдоподобные механизмы, которые могли бы привести к таким изменениям.С другой стороны, теория Ламарка, казалось, давала правдоподобные объяснения наследственным адаптациям у животных и растений. Например, у верблюдов на коленях есть мозоли.

Легко понять, что они приобретаются в результаты стирания кожи, когда верблюды становятся на колени. Но верблюжата рождаются уже с мозолями. Факты такого рода могут стать вполне понятными, если приобретенные признаки каким-то образом наследуются.Однако менделисты такую возможность отрицают и предлагают альтернативную интерпретацию, используя идею о случайных мутациях: если организмы с данными приобретенными признаками являются более приспособленными с точки зрения естественного отбора, то случайные мутации, которые приводят к появлению таких же признаков без необходимости их наследования, также будут усиливаться путем естественного отбора, и, таким образом, эти признаки станут наследуемыми.

Такое гипотетическое представление наследования приобретенных признаков иногда называют эффектом Болдуина — по имени теоретика-эволюциониста, который впервые его предложил.[154] В начале двадцатого столетия многие ученые утверждали, что им удалось продемонстрировать наследование приобретенных признаков у различных видов животных и растений.[155] Антиламаркисты ответили контрпримерами, снова и снова цитируя хорошо известный эксперимент Вейсмана, в котором он отрубал хвосты у мышей в двадцати двух последовательных поколениях и обнаружил, что их потомство все равно рождается с хвостами.

Другой аргумент привлекал внимание к тому факту, что после обрезания у многих поколений евреев они все еще рождаются с крайней плотью.После самоубийства одного из ведущих ламаркистов, П.

Каммерера, в 1926 году менделизм утвердился на Западе как почти неоспоримая общепринятая теория.[156] Между тем в Советском Союзе последователи идеи о наследовании приобретенных признаков во главе с Т. Д. Лысенко заняли ведущие позиции в руководстве биологической наукой в 1930-х гг. и сохраняли их до 1964 г. В этот период многие из их оппонентов — менделистов — подверглись жестоким гонениям.[157] Такая поляризация породила горечь и догматизм в обоих направлениях.Однако сейчас имеется достаточно много свидетельств того, что приобретенные признаки действительно могут наследоваться; проблема перешла в область интерпретации.

и сохраняли их до 1964 г. В этот период многие из их оппонентов — менделистов — подверглись жестоким гонениям.[157] Такая поляризация породила горечь и догматизм в обоих направлениях.Однако сейчас имеется достаточно много свидетельств того, что приобретенные признаки действительно могут наследоваться; проблема перешла в область интерпретации. В своих выдающихся сериях экспериментов К.

X. Уоддингтон подвергал яйца или куколки дикой популяции плодовой мушки воздействию либо паров эфира, либо высоких температур, вызывая тем самым ненормальное развитие некоторых мушек.[158] Следующее поколение выводилось от этих ненормальных мушек, яйца или куколки снова подвергались стрессовым воздействиям среды; и снова отбирались ненормальные мушки, от них получали потомство и так далее.

В последовательных поколениях процент ненормальных мушек возрастал. Через много поколений (в некоторых случаях 14, в других — 20 или более), когда потомство ненормальных мушек выращивалось без стрессовых воздействий, в нормальных условиях среды некоторые из них все еще развивались с характерными отклонениями.

Более того, эти отклонения продолжали появляться в их потомстве, выращенном в нормальных условиях. По словам Уоддингтона:

«Все эти эксперименты показывают, что если отбор происходит по наличию признака, приобретенного в данных ненормальных условиях окружающей среды, полученные избранные линии могут проявлять этот признак даже тогда, когда они возвращаются к нормальному окружению»

.[159]Уоддингтон рассматривал возможность того, что некоторые физические или химические воздействия от измененных структур в ненормальных мушках могли вызывать наследуемые модификации в их генах,[160] но отверг ее, поскольку открытия молекулярной биологии показали, что любой из таких механизмов крайне маловероятен.[161] Его заключительная интерпретация подчеркивала как роль отбора для отклика генетического потенциала на стрессовые воздействия путем ненормального развития, так и «канализацию развития», происходящую при модифицированном морфогенезе.

«Используя несколько образный язык, можно сказать, что отбор не просто понизил порог, но и определил, в каком направлении будет двигаться развивающаяся система, когда она этот порог перейдет»

.[162] Сам Уоддингтон создал слово «хреода» для выражения идеи направленного, канализированного развития. Он думал об определении направления, принимаемого хреодой, в терминах ее «настройки».

Но он не объяснил, как возникают эта канализация и «настройка», сделав лишь неопределенное предположение, что они каким-то образом зависят от отбора генов.[163]Гипотеза формативной причинности дополняет интерпретацию Уоддингтона: хреоды и конечные формы, к которым они направлены, зависят от морфического резонанса от предыдущих подобных организмов; наследование приобретенных признаков типа, исследовавшегося Уоддингтоном, зависит как от генетического отбора, так и от прямого влияния морфического резонанса от организмов, развитие которых было модифицировано в ответ на ненормальное окружение. Поделитесь на страничке Из книги автора Функциональный анализ признаков поведения Можно привести много примеров, когда функция поведенческого акта очевидна и не требует специальных исследований.

Однако во многих случаях, требуются кропотливые исследования, чтобы выяснить например, функцию отдельных Из книги автора Сравнительный анализ признаков поведения При сравнительном изучении признаков поведения этологи анализировали как различие, так и сходство между видами разной степени родства. Благодаря этому удалось выявить наличие адаптивной радиации и конвергенции признаков Из книги автора 11.3. Почему не выгодно прямое наследование приобретенных признаков Проблема

«наследование — ненаследование приобретенных призаков»

, примыкающая к задачам отношения наследственности и определенной — неопределенной изменчивости, стояла в самом центре внимания Из книги автора Не мозаика признаков, а единое целое Когда был вторично открыт менделизм, им увлеклись многие биологи в разных странах, начали скрещивать, изучать наследование, описывать гены.

И это, конечно, привело к резкому скачку в развитии генетики. Но все имеет свои плюсы и минусы, Из книги автора Наследование соматических мутаций Итак, мы можем спросить, есть ли польза от антигензависимых соматических событий (мутаций и отбора) для ДНК-последовательностей V-генов зародышевой линии следующих поколений?

В предьщущей главе мы уже рассказали, как много появляется Из книги автора Эпигенетическое наследование Нашу экспериментальную и теоретическую работу по «ретрогенетике» V-генов иммунной системы можно рассматривать как пример жесткого наследования, затрагивающего генетическую информацию, воплощенную в последовательности оснований ДНК.

Из книги автора Эпигенетическое наследование Недавно открыто еще несколько молекулярных механизмов, которые в принципе могут служить для передачи по наследству приобретенных признаков.

Эти механизмы не связаны напрямую с изменениями самого «текста», записанного в структуре молекул Из книги автора Рекапитуляция, или повторение признаков предковых форм Особенностью раннего развития является так называемая рекапитуляция предковых стадий, когда организм в течение своего зародышевого развития как бы проходит в общих чертах основные этапы развития всего ряда Из книги автора 5.5. Модификации и проблема наследования приобретенных признаков Модификации – это варианты фенотипа в пределах нормы реакции генотипа. Они обеспечивают приспособляемость организма в течение его жизни к факторам внешней среды и представляют собой изменения, Из книги автора 11.1.

Наследование поведения Согласно гипотезе формативной причинности, наследование поведения зависит от генетической наследственности, а также от морфогенетических полей, которые контролируют развитие нервной системы и всего животного в целом, а также от моторных Из книги автора 3.7.3. Фрустрация породных поведенческих признаков Это большой класс проблем в поведении животных, которые обусловлены тем, что хозяева собаки выбрали породу, не зная или проигнорировав ее породные особенности.

Собаки так называемых пользовательных пород, при выведении Из книги автора Исследование по феногенетике признаков поведения у собак[1] Введение Дарвин, останавливаясь на инстинктивной деятельности животных, указывал на естественный отбор как на направляющую причину ее возникновения и развития. Подойдя к сложному и наиболее запутанному Из книги автора Принцип отдельных признаков У Г. Менделя был один удивительный предшественник, почти вскрывший основные закономерности наследования признаков за 35 лет до работ Менделя.

Это О. Сажре — французский растениевод (1763–1851), автор замечательных работ по гибридизации тыквенных, Из книги автора От отдельных признаков до фена Английский биолог В. Бэтсон был одним из тех, кто формулировал целые научные направления, прозорливо отличал «существенное от несущественного». Он предложил термин «генетика» в 1906 г.

и был организатором первых конференций, по гибридизации,

5 основных внешних признаков, передающихся по наследству

Оба родителя передают ребенку гены, которые влияют на его черты и состояние здоровья.

Уже долгое время ученые говорят о том, что внешность детей определяется наследственностью.

Речь идет о цвете волос, глаз, росте, телосложении и пр.Большая часть генов имеет два или больше вариантов, которые называют аллелями. В свою очередь, они делятся на рецессивные и доминантные. Крайне редко можно наблюдать доминирование одной аллели, так как зачастую происходит косвенное влияние других генов.Кроме того, на внешность ребенка влияет также множественный аллелизм.

По этой причине ученые могут говорить только о большой вероятности возникновения у малышей внешних черт, которые являются преимущественными у родителей.Рецессивный ген – это некоторые генетические сведения, которые может подавлять доминантный ген, из-за чего он может не проявляться в фенотипе. Такой тип гена может проявлять свои признаки только в том случае, если будет в паре с таким же рецессивным геном.

Если рецессивный ген будет находиться в паре с доминантным, то он не сможет никак воздействовать на внешность ребенка, так как будет подавлен последним.

В фенотипе малыша рецессивные гены могут быть проявлены только в том случае, если он присутствует у обеих родителей. Доминантный ген всегда доминирует над рецессивным.По наследству от родителей к ребенку могут передаваться такие внешние признаки, как цвет глаз, кожи, волос, рост или другие отличительные черты.

Все зависит от доминантных генов, которые передаются со стороны отца и матери.Традиционная наука утверждает, что цвет глаз передается генетически.

Притом, за каждый оттенок отвечает отдельный ген.

Цвет глаз зависит от влияния большого количества генов и их вариаций. Считается, что гены, которые отвечают за темные оттенки, являются доминантными. Разные гены находятся в постоянной борьбе между собой, однако темный цвет имеет преимущество перед светлым.

К примеру, если у одного родителя глаза голубые, а у другого карие, существует большая вероятность, что ребенок будет кареглазым.

Только у той пары, где оба родителя голубоглазые, могут родиться дети с глазами светлых оттенков.Еще одним наследственным признаком являются пигменты, которые отвечают за цвет кожи.

Он может передаваться через несколько поколений. За него отвечает полимерный механизм наследования – это значит, что на оттенок кожи влияют несколько генов одновременно.

Большая часть аллелей, которые имеют отношение к пигментации кожи современного человека, возникли еще 300 тысяч лет назад. У двух людей со светлой кожей не может родиться темнокожий малыш, если у них не было предков с темной кожей. И наоборот.Доминантные гены отвечают за темные оттенки, рецессивные – за светлые.

Эти гены действуют на активность таких клеток, как меланоциты, которые вырабатывают меланин. Цвет волос напрямую зависит от количества эумеланина – чем его больше, тем темнее будет оттенок.

Если же будет наблюдаться наличие большого количества феомеланина, то волосы могут получить рыжий оттенок. Существует небольшая вероятность, что у темноволосых папы и мамы родиться светлый ребенок.

А вот светловолосые родители практически не могут произвести на свет малыша с темными волосами.

Для того чтобы ребенок родился рыжим, оба родителя должны иметь тот же цвет волос.Если наблюдать за большинством семей, можно прийти к тому, что существует некая закономерность – если родители высокие, то их дети тоже будут большого роста.

На этот внешний признак также существенно влияют генетические факторы, однако научные исследования в этом направлении все еще продолжаются. Рост ребенка зависит от множества других факторов.

К ним относят правильное питание, среду воспитания, влияние внешней среды и пр.

Отличительные черты Форма и размер ушной раковины – это полностью наследственный признак. У детей фактически не бывает оттопыренных ушей, если у их родителей уши маленького размера, и наоборот.

В некоторых случаях это может восприниматься, как дефект, однако этот признак оказался доминантным. Если у родителей есть ямочка на щеках или нос с горбинкой, существует большая вероятность, что такая внешность передастся ребенку.Зачастую сын рождается похожим на мать, а дочка – на отца.

Происходит это из-за того, что при зачатии мальчик получает Х-хромосому от матери и У-хромосому от отца. За внешние признаки отвечает именно Х-хромосома.

Девочки получают от обеих родителей Х-хромосомы, поэтому у них есть одинаковая вероятность быть похожими, как на отца, так и на мать.

Нарушение закона независимого наследования признаков

Согласно хромосомной гипотезе наследственности закон независимого наследования признаков Г.

Менделя отражает независимость расхождения негомологичных хромосом в анафазе I мейоза.

Однако в начале XX в. У. Сэттон обратил внимание на то, что число признаков, различия по которым обнаруживают моногибридное наследование, может значительно превосходить число хромосом гаплоидного набора у исследуемого объекта.

Особенно показательно это для видов с небольшим числом хромосом. Например, у гороха п = 7, у ржи — также 7, у растения гаплопаппус п = 2, у дрозофилы — 4, у аскариды — 1 и т.

д. У. Сэттон полагал, что в таком случае каждая хромосома должна быть детерминантом не одного, а нескольких элементарных признаков. Если такое предположение справедливо, то должны встречаться случаи, когда разные менделевские факторы (или аллели разных генов) будут наследоваться совместно.

При этом невозможна их перекомбинация в мейозе. Действительно, пример нарушения закона независимого комбинирования признаков был вскоре обнаружен У. Бэтсоном и Р. Пеннетом (1900) в работе с душистым горошком (Lathyrus odoratus).

Эти авторы изучали наследование следующих признаков: окраску цветка — пурпурная (Р) или красная (р), форму пыльцевых зерен — удлиненная (L) или круглая (/). При скрещивании растений с пурпурными цветками и удлиненной пыльцой (PPLL) и растений с красными цветками и круглой пыльцой (ppll) в F, были получены растения с пурпурными цветками и удлиненной пыльцой (PpLl).

Эти гибриды F1 в результате самоопыления дали следующее расщепление в F2:

  1. — пурпурные цветки, удлиненная пыльца (Р_ ?_) — 4831 (69,5 %);
  2. — красные цветки, круглая пыльца (ppll) — 1338 (193 %)•
  3. — красные цветки, удлиненная пыльца (ppL_) — 393 (5,6 %);
  4. — пурпурные цветки, круглая пыльца (Р_1Г) — 390 (5,6 %);

Как видно, при расщеплении получены все четыре ожидаемых фенотипических класса, но не в соотношении 9 : 3 : 3 : 1, характерном дтя ди- гибридного скрещивания при независимом наследовании признаков. В 1919 г. Дж. Холдэйн подсчитал, что такое расщепление может получиться, если четыре типа гамет у гибридов F будут образовываться не с одинаковой частотой, а в следующем соотношении: 0,44PL: 0,06/7: 0,06pL : 0,44pi. Следовательно, родительские сочетания аллелей исследованных генов PL и pi предпочтительно попадают в одни и те же гаметы, в то время как их новые рекомбинантные сочетания (pL и PL) встречаются гораздо реже.

Это явление в дальнейшем получило название сцепления генов. Однако вопреки предположению, высказанному У.

Сэттоном, сцепление оказалось не полным, а частичным.

Последние новости по теме статьи

Важно знать!
  • В связи с частыми изменениями в законодательстве информация порой устаревает быстрее, чем мы успеваем ее обновлять на сайте.
  • Все случаи очень индивидуальны и зависят от множества факторов.
  • Знание базовых основ желательно, но не гарантирует решение именно вашей проблемы.

Поэтому, для вас работают бесплатные эксперты-консультанты!

Расскажите о вашей проблеме, и мы поможем ее решить! Задайте вопрос прямо сейчас!

  • Анонимно
  • Профессионально

Задайте вопрос нашему юристу!

Расскажите о вашей проблеме и мы поможем ее решить!

+