Грегор Мендель
Грегор Мендель (рис. 1) родился 22 июля 1822 г. в семье крестьянина в небольшой деревушке на территории современной Чехии, а тогда – Австрийской империи. Мальчик отличался незаурядными способностями, и оценки в школе ему выставлялись лишь превосходные. В 1843 г. Мендель поступил в монастырь августинцев в г. Брно, где принял духовный сан. Позже он отправился в Вену, где провел два года, изучая в университете естественную историю и математику, после чего в 1853 г. вернулся в монастырь. Такой выбор предметов, несомненно, оказал существенное влияние на его последующие работы по наследованию. Будучи в Вене, Мендель заинтересовался процессом гибридизации у растений и, в частности, разными типами гибридных потомков и их статистическими соотношениями. Эти проблемы и явились предметом научных исследований Менделя, которые он начал летом 1856 г.
Рис. 1. Грегор Иоганн Мендель
Успехи, достигнутые Менделем, частично обусловлены удачным выбором объекта для экспериментов – гороха огородного. Особенности гороха:
- легко выращивать, имеет короткий период развития – в условиях Чехии можно получить несколько поколений за один год;
- имеет многочисленное потомство;
- имеет много сортов, четко различающихся по ряду признаков. Сорта гороха отличаются друг от друга хорошо выраженными наследственными признаками;
- является самоопыляющимся растением – опыление происходит внутри одного цветка. Его репродуктивные органы защищены от проникновения пыльцы с цветков другого растения;
- есть возможность искусственно скрещивать сорта. Горох – строгий самоопылитель, но возможно удаление тычинок и перенос пыльцы от растений другого сорта с целью получения гибридных семян. Гибриды плодовиты, что позволяет следить за ходом наследования признаков в поколениях.
Из 34 сортов гороха, известных в то время, Мендель отобрал 22 сорта и выбрал 7 признаков этого растения, которые следует изучать:
- высота стебля;
- окраска и форма семени;
- окраска и форма плодов;
- расположение и окраска цветков.
Четко подобранный объект и знание математических закономерностей позволило Менделю провести классическое научное исследование.
Гибридологический метод генетики
Основным методом, которым пользовался Мендель, является гибридологический метод – система скрещиваний, позволяющая проследить закономерности наследования признаков в ряду поколений. Отличительные особенности метода:
1. целенаправленный подбор родителей, различающихся по одной, двум, трем и т. д. парам контрастных (альтернативных) стабильных признаков;
2. строгий количественный учет наследования признаков у гибридов;
3. индивидуальная оценка потомства от каждого родителя в ряду поколений.
Генетическая символика
Генетическая символика используется для записи результатов скрещиваний.
Закон единообразия гибридов первого поколения, или первый закон Менделя
Мендель взял сорта гороха с желтыми и зелеными семенами и произвел их искусственное перекрестное опыление: у одного сорта удалил тычинки и опылил их пыльцой другого сорта. Гибриды первого поколения имели желтые семена. Аналогичная картина наблюдалась и при скрещиваниях, в которых изучалось наследование других признаков: при скрещивании растений, имеющих гладкую и морщинистую формы семян, все семена полученных гибридов были гладкими, от скрещивания красноцветковых растений с белоцветковыми все полученные — красноцветковые. Мендель пришел к выводу, что у гибридов первого поколения из каждой пары альтернативных признаков проявляется только один, а второй как бы исчезает. Проявляющийся у гибридов первого поколения признак Мендель назвал доминантным, а подавляемый — рецессивным.
На рисунке 1 представлена схема закона единообразия.
Рис. 2. Генетическая схема закона единообразия Менделя
Закон единообразия первого поколения
Потомство от скрещивания двух гомозигот по доминантному и рецессивному признаку является единообразным по генотипу и фенотипу.
Закон расщепления, или второй закон Менделя
Мендель рассматривал те же родительские организмы, что и в первом законе. Как известно, в первом поколении образовались гетерозиготы с генотипом Аа. Далее Мендель проводит самоопыление этих гибридов (
). Материнский организм дает гамету А и гамету а, отцовский организм дает такие же гаметы (см. Рис. 3).
Рис. 3. Генетическая схема
На рисунке 4 представлена решетка Пеннета, которая в наглядной форме демонстрирует все возможные комбинаций различных типов гамет в данном скрещивании (Реджинальд Пеннет – британский генетик). В данной решетке по горизонтали записаны отцовские гаметы, по вертикали – материнские. А в клетках решетки на пересечении строк и колонок записываются генотипы потомства в виде комбинаций этих гамет.
Рис. 4. Решетка Пиннета
Таким образом, получается следующее соотношение (расщепление) по генотипу: 1АА : 2Аа : 1аа (один организм является гомозиготой по доминантному признаку, два организма являются гетерозиготными, один организм является гомозиготой по рецессивному признаку).
Организмы с генотипами АА и Аа имеют один и тот же фенотип (в данном случае желтый цвет семян), следовательно, по фенотипу расщепление происходит в соотношении: 3А : 1а (три организма имеют доминантный признак, один организм имеет рецессивный признак (в данном случае зеленый цвет семян)).
Закон расщепления
Во втором поколении от скрещивания двух гибридов наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 3:1, по генотипу – 1:2:1.
Список литературы
- Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. «Общая биология», 10-11 класс, Дрофа, М., 2005 г.
- Диск «Основы общей биологии». 9 класс – ЗАО «1С», 2006. Учебное пособие: 1 CD-ROM, 120 МБ. к учебнику И.Н. Пономаревой «Основы общей биологии. 9 класс».
- Болгова И.В. «Сборник задач по общей биологии для поступающих в ВУЗы», М., «Мир и Образование», 2005 г.
- Явдоменко Ю.И. «Основные понятия генетики.9 класс». Издательство «Первое сентября».
Домашнее задание
- Вопросы в конце параграфа 38 и 39 (стр. 142, 146) – Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. «Общая биология», 10-11 класс
- Седая прядь волос у человека — доминантный признак. Определить генотипы родителей и детей, если известно, что у матери есть седая прядь волос, у отца — нет, а из двух детей в семье один имеет седую прядь, а другой не имеет.
- Муж и жена кареглазые. У них родился голубоглазый ребенок. Какой генотип должен быть у родителей? Возможно ли это?
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
