Підручник Біологія 9 клас - В. І. Соболь - Абетка 2017

Тема 5. ЗАКОНОМІРНОСТІ УСПАДКУВАННЯ ОЗНАК

§ 34. ЗАКОНИ МЕНДЕЛЯ. ДОМІНУВАННЯ ОЗНАК. РОЗЩЕПЛЕННЯ ОЗНАК

Якщо садив грушу, то не чекай персиків, Якщо сіяв горох, то не чекай гарбузів.

Китайське прислів'я

Основні поняття й ключові терміни: Моногібридне схрещування. Домінування ознак. ЗАКОН ОДНОМАНІТНОСТІ ГІБРИДІВ ПЕРШОГО ПОКОЛІННЯ. Розщеплення ознак. ЗАКОН РОЗЩЕПЛЕННЯ. Закон чистоти гамет.

Пригадайте! Що таке гени?

Поміркуйте!

«Чому одні квіти - червоні, а інші - білі?

А волошки завжди сині? Звідки насіннячко знає, що воно має дати синю, а не жовту квітку? А кошенята в кішки не завжди схожі на неї за кольором шерсті. Чому? А якщо в одного з батьків очі блакитні, а в іншого - карі, яким буде колір очей у їхньої дитини?» (З казки М. Горькавого про монаха Менделя).

Т. Приступа. Букет польових квітів

ЗМІСТ

Чому відбувається домінування проявів ознак?

Свої дослідження Г. Мендель розпочав з моногібридного схрещування, за якого батьківські особини різняться проявами однієї ознаки. Було взято рослини чистих ліній із жовтим й зеленим забарвленням насіння. Схрещування рослин відбувалося шляхом перенесення пилку від квітів рослин, що виросли із жовтих насінин, до квітів рослин, що виросли із зелених насінин, і навпаки. У першому поколінні нащадків усі горошини завжди були лише жовтого кольору. Явище переважання в гібридів першого покоління проявів ознаки одного з батьків Мендель назвав домінуванням ознак (від лат. dоmіnаntus - панування), прояв ознаки в гібридів першого покоління - домінантним, а той, що не проявився, - рецесивним (від лат. recessus - відступ).

Аналогічні результати було виявлено й у дослідах щодо інших ознак. Так, у разі схрещування рослин з гладеньким і зморшкуватим насінням все потомство мало гладеньке насіння, з пурпуровими і білими квітками - лише пурпурові пелюстки квіток та ін.

Одноманітність першого гібридного покоління та виявлення в гібридів лише домінантного прояву ознаки в сучасній генетиці називається першим законом Менделя, або законом одноманітності гібридів першого покоління (іл. 88).

Іл. 88. Схема моногібридного схрещування, що ілюструє І закон Менделя

Які ж цитологічні основи І закону Менделя? Для дослідів використовувалися батьківські рослини (Р) чистих ліній, тобто особини, що мають однакові алельні гени і прояви ознак. Усі рослини, що виросли із жовтого насіння, були домінантними гомозиготами (АА), а рослини із зеленого насіння - рецесивними гомозиготами (аа). При статевому розмноженні рослини з жовтого насіння утворювали гамети (G) з алельним геном А, а гамети рослин із зеленого насіння - гамети а. Поєднання таких гамет в зиготі давало генотип Аа, що був однаковим у всіх нащадків - гібридів першого покоління (F1).

Отже, ЗАКОН ОДНОМАНІТНОСТІ ГІБРИДІВ ПЕРШОГО ПОКОЛІННЯ формулюється так: під час моногібридного схрещування батьківських особин, що різняться проявами однієї ознаки, у потомстві спостерігаються лише домінантні прояви ознаки, і усі нащадки будуть одноманітними як за генотипом, так і за фенотипом.

Чому серед нащадків спостерігається розщеплення?

Під час схрещування гетерозиготних гібридів першого покоління між собою у другому поколінні з’являються особини як з домінантними, так і з рецесивними проявами ознак, тобто виникає розщеплення в певних відношеннях. Розщеплення ознак - явище появи обох проявів ознаки у гібридів другого покоління (F2), отриманих від схрещування гетерозиготних особин. Так, у дослідах Менделя із 8023 жовтих насінин гороху, отриманих у другому поколінні, було 6 022 жовтих і 2 001 зелених. Узагальнюючи фактичний матеріал, Мендель дійшов висновку, що у другому поколінні 75 % особин мають домінантний прояв ознаки, а 25 % - рецесивний (розщеплення 3 : 1). Ця закономірність отримала назву другого закону Менделя, або закону розщеплення (іл. 89).

Чому ж відбувається розщеплення? Гібриди першого покоління є гетерозиготами (Аа) і за статевого розмноження утворюють два типи гамет, половина з яких з домінантним алелем (А), половина - з рецесивним (а). Під час запліднення й утворення зиготи вірогідними є чотири можливі комбінації - АА, Аа, Аа, аа, що дають розщеплення за генотипом 1АА : 2Аа : 1 аа. За зовнішнім проявом особини АА і Аа не різняться, тому розщеплення за фенотипом буде у співвідношенні 3 : 1.

Отже, ЗАКОН РОЗЩЕПЛЕННЯ формулюється так: під час моногібридного схрещування двох гібридів першого покоління, які є гетерозиготами, у потомстві спостерігається розщеплення за фенотипом 3 : 1 і за генотипом 1 : 2 : 1.

У чому сутність закону чистоти гамет?

Поява серед нащадків особин з рецесивним проявом ознак дала можливість Менделю зробити висновок про те, що «спадкові задатки» можуть пригнічуватись, але не зникати.

Іл. 89. Схема моногібридного схрещування, що ілюструє ІІ закон Менделя

Оскільки передача прояву ознак здійснюється через гамети, то було сформульовано гіпотезу чистоти гамет. Пізніше ця гіпотеза отримала цитологічне пояснення, і в 1902 р. англійський генетик У. Бетсон сформулював закон чистоти гамет: в гібридного (гетерозиготного) організму гамети є «чистими».

Як уже зазначалося, в локусах гомологічних хромосом містяться алелі гена. Якщо це гетерозиготна особина, то в одній із гомологічних хромосом міститься домінантний алель, у другій - рецесивний. У разі утворення статевих клітин відбувається мейоз, і в кожну з гамет потрапляє гаплоїдний набір хромосом. Гамети мають лише одну хромосому з кожної пари гомологічних хромосом і, відповідно, лише один ген з кожної пари алельних генів, тобто гамети є чистими.

Отже, закон чистоти гамет формулюється так: під час утворення статевих клітин у кожну гамету потрапляє лише один алель з кожної пари алельних генів.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Практична робота № 3 (А) СКЛАДАННЯ СХЕМ МОНОГІБРИДНОГО СХРЕЩУВАННЯ

Мета: закріплюємо знання І та ІІ законів Менделя; формуємо уміння складати схеми моногібридного схрещування особин.

Для складання схем схрещування за умовами генетичних задач слід користуватись таким алгоритмом:

■ визначення кількості ознак, що аналізуються;

■ визначення проявів названих ознак (домінантних, рецесивних, проміжних);

■ визначення типу схрещування;

■ аналіз фенотипів, описаних у задачі, запис генотипів батьківських особин;

■ визначення і запис можливих варіантів схрещування;

■ відтворення схеми схрещування;

■ запис відповіді.

Зразок складання схеми схрещування

Вправа. У людини карий колір очей домінує над блакитним. Гомозиготний кароокий чоловік одружився з блакитноокою жінкою. Який колір очей матимуть їхні діти?

Розв'зання

Це моногібридне схрещування з повним домінуванням

Відповідь: всі діти матимуть карий колір очей.

Вправи для самостійної роботи

Вправа 1. У томатів червоний колір домінує над жовтим. Запишіть схему схрещування і визначте, яких нащадків можна очікувати від схрещування:

Варіант І: а) Аа х Аа; б) АА х Аа.

Варіант ІІ: а) аа х АА; б) Аа х аа.

Вправа 2. У дрозофіли сірий колір тіла домінує над чорним. Схрещуються сірі та чорні особини. Які генотипи батьківських особин, якщо від цього схрещування…

Варіант І: … половина потомків мала сіре забарвлення, половина - чорне?

Варіант ІІ: … усі нащадки мають сіре забарвлення?

Вправа 3. У норок коричневе забарвлення хутра визначається домінантним алелем, сіре - рецесивним. Визначте генотипи нащадків від схрещування:

Варіант І: сірого самця з коричневою гетерозиготною самкою;

Варіант ІІ: коричневого гомозиготного самця із сірою самкою.

Вправа 4. У морської свинки хвиляста шерсть домінує над гладкою. Запишіть генотипи всіх тварин у таких схрещуваннях:

Варіант І: з хвилястою шерстю х з гладкою шерстю = усі нащадки з хвилястою шерстю.

Варіант ІІ: з хвилястою шерстю х з гладкою шерстю = розщеплення 1 : 1.

Вправа 5. У людини низький зріст домінує над високим. Батьки низького зросту і гетерозиготні за цією ознакою. Яка вірогідність народження.

Варіант І. … дітей високого зросту?

Варіант ІІ. … дітей низького зросту?

Вправа 6. У томатів алель нормальної висоти стебла домінує над алелем карликовості. Яке співвідношення генотипів буде в поколінні від схрещування.

Варіант І. … гетерозиготної рослини з рецесивною гомозиготою?

Варіант ІІ. … гомозиготної карликової рослини з гомозиготною високою рослиною?

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Математика

Г. Мендель досяг успіхів тому, що застосував гібридологічний метод досліджень, здійснював якісний добір матеріалу і використав статистичну обробку результатів. В юності його дуже цікавила фізика, він вивчав математику й особливо такі її розділи, як теорія ймовірностей й статистика. Що таке статистика? Як цей розділ математики допоміг Менделю в його дослідженнях?

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка

Завдання для самоконтролю

1 - 6

1. Що таке домінування ознак? 2. Як формулюється закон домінування? 3. Що таке розщеплення ознак? 4. Як формулюється закон розщеплення? 5. Хто сформулював закон чистоти гамет? 6. Що таке моногібридне схрещування?

7 - 9

7. Чому відбувається домінування проявів ознак? 8. Чому серед нащадків спостерігається розщеплення? 9. В чому полягає сутність закону чистоти гамет?

10 - 12

10. Схарактеризуйте закони Менделя на конкретних прикладах.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити