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

Тема 5. ЗАКОНОМІРНОСТІ УСПАДКУВАННЯ ОЗНАК

§ 35. ЗАКОНИ МЕНДЕЛЯ. НЕЗАЛЕЖНЕ УСПАДКУВАННЯ ОЗНАК

Щасливий той, хто речей зрозуміти зуміє причину.

Верглій

Основні поняття й ключові терміни: Дигібридне схрещування. ЗАКОН НЕЗАЛЕЖНОГО УСПАДКУВАННЯ ОЗНАК. Аналізуюче схрещування. Пригадайте! Як формулюються І та ІІ закони Менделя?

Знайомтеся!

Реджинальд Пеннет (1875 - 1967) - англійський біолог, один із засновників генетики. Учений став автором «решітки Пеннета» - двомірної таблиці, що її використовують для визначення результатів схрещування. Для побудови решітки Пеннета у клітинках по горизонталі відкладають усі можливі типи гамет одного із батьківських організмів, а по вертикалі - іншого.

ЗМІСТ

Як відбувається успадкування двох ознак?

Дигібридне схрещування - це схрещування батьківських особин, які різняться проявами двох ознак. Для вивчення того, як успадковуються дві ознаки, Г. Мендель обрав забарвлення насінин гороху та форму горошин (іл. 90). Колір насіння гороху, як ви вже знаєте, має два прояви - домінантний жовтий і рецесивний зелений. Форма насінин буває гладенькою (домінантний прояв) та зморшкуватою (рецесивний прояв).

Далі Мендель схрестив між собою чисті лінії, представники яких формували жовте насіння з гладенькою поверхнею та зелене зі зморшкуватою. Гібриди першого покоління утворювали лише насіння жовтого кольору з гладенькою поверхнею. Так Г. Мендель спостерігав прояв закону одноманітності гібридів першого покоління.

А якими будуть нащадки гібридів другого покоління? Після серії дослідів виявилося, що серед них спостерігаються чотири групи в співвідношенні 9 : 3 : 3 : 1. Дев’ять частин насіння було жовтого кольору з гладенькою поверхнею (315 насінин), три частини - жовтого кольору зі зморшкуватою поверхнею (101 насінина), ще три частини зеленого кольору з гладенькою поверхнею (108 насінин), а одна частина - зеленого кольору зі зморшкуватою поверхнею (32 насінини).

Іл. 90. Дигібридне схрещування гороху посівного

Крім насіння, яке мало комбінації проявів ознак, притаманних батьківським формам (жовтий колір - гладенька поверхня та зелений колір - зморшкувата поверхня), з’явилися ще дві групи з новими комбінаціями (жовтий колір - зморшкувата поверхня та зелений колір - гладенька поверхня).

Щоб пояснити ці результати, Г. Мендель простежив успадкування різних проявів кожної ознаки окремо. Співвідношення насіння різного кольору гібридів другого покоління було таким: 12 частин насіння мало жовтий колір, а 4 - зелений, тобто розщеплення за ознакою кольору, як і в разі моногібридного схрещування, становило 3 : 1. Подібне спостерігали і під час розщеплення за ознакою структури поверхні насіння: 12 частин насіння мало гладеньку поверхню, а 4 - зморшкувату. Тобто розщеплення за ознакою структури поверхні насіння також було 3 : 1.

Ця закономірність отримала назву третього закону Менделя, або закону незалежного успадкування (закон незалежного комбінування ознак).

Отже, ЗАКОН НЕЗАЛЕЖНОГО УСПАДКУВАННЯ ОЗНАК формулюється так: кожна пара ознак успадковується незалежно від інших ознак.

Які цитогенетичні основи закону незалежного успадкування ознак?

Цитогенетичні основи ІІІ закону Менделя можна розглянути за допомогою решітки Пеннета.

Батьківські форми (Р) з чистих ліній мають ознаки: жовті гладенькі (ААВВ) і зелені зморшкуваті (ааbb). У квітках шляхом мейозу утворюються гамети (АВ) та (аb) з гаплоїдним набором хромосом. Під час запліднення гамети утворюють диплоїдні гетерозиготи (АаВb), з яких розвиваються гібридні рослини (F1) з жовтими й гладенькими горошинами. Під час схрещування чи самозапилення гібридів (F1) вже утворюватимуть по чотири типи гамет (G) - АВ, Аb, аВ і аb. Тому серед гібридів другого покоління (F2) можливими є 16 комбінацій гамет, що утворюються шляхом незалежного розходження гомологічних хромосом під час мейозу (іл. 91).

Дуже важливо зрозуміти, що хромосоми кожної пари здійснюють цей процес незалежно від інших пар. У результаті хромосоми, одержані від батька і матері, перерозподіляються по гаметах цілком випадково. При цьому в гаметах утворюються нові поєднання хромосом, відмінні від тих, що існували в батьківських гаметах. Відбувається рекомбінація ознак - процес, що приводить до виникнення нових поєднань проявів ознак і збільшення генетичної різноманітності.

Іл. 91. Цитогенетичні основи ІІІ закону Менделя

Поєднання однакових генотипів дає таке співвідношення за генотипом: 1 : 1 : 2 : 2 : 4 : 2 : 2 : 1 : 1, а статистична обробка результатів за зовнішніми проявами ознак - співвідношення за фенотипом - 9 : 3 : 3 : 1. За умови повного домінування домінантних алелів над відповідними рецесивними жовте насіння з гладенькою поверхнею визначатиметься чотирма варіантами генотипу (ААВВ, ААВb, АаВВ, АаВb), жовте зі зморшкуватою - двома (ААbb, Ааbb), зелене з гладенькою - також двома (ааВВ, ааВb), а зелене зі зморшкуватою - одним (ааbb).

Генетична схема дигібридного схрещування

АВ

Аb

аВ

аb

АВ

ААВВ

ААВb

АаВВ

АаВb

F2

Аb

ААВb

ААЬb

АаВb

Ааbb

аВ

АаВВ

АаВb

ааВВ

ааВb

аb

АаВb

Ааbb

ааВb

ааbb

Співвідношення за генотипом (1+2+1)2:

1ААВВ:2АаВВ:1ааВВ

2ААВb:4АаВb:2ааВb

1ААbb:2Ааbb:1ааbb

Співвідношення за фенотипом (3+1)2:

9А-В- : 3А-bb : 3 ааВ- : 1ааbb

Отже, за дигібридного схрещування різноманітність нащадків досягається різноманітністю гамет і комбінацій гамет, що виникають унаслідок випадкового й незалежного розходження гомологічних хромосом.

У чому суть аналізуючого схрещування?

Для визначення й перевірки генотипів гібридних особин особливо важливими є аналізуючі схрещування.

Аналізуюче схрещування - це схрещування гібрида з невідомим генотипом (або АА, або Аа) з рецесивною гомозиготою, генотип якоі завжди (аа) (іл. 92).

I варіант. Якщо під час схрещування особини з домінантною ознакою (А-) з рецесивною гомозиготною (аа) особиною усе потомство виявиться одноманітним, значить аналізована особина з домінантною ознакою гомозиготна (АА).

II варіант. Якщо під час схрещування особини з домінантною ознакою (А-) з рецесивною гомозиготою (аа) отримане потомство дає розщеплення 1 : 1, то досліджувана особина з домінантною ознакою гетерозиготна (Аа).

Отже, аналізуюче схрещування дає змогу визначити генотип гібридів, типи гамет та їх співвідношення.

Іл. 92. Схема аналізуючого схрещування

ДІЯЛЬНІСТЬ

Практична робота № 3 (Б) СКЛАДАННЯ СХЕМ ДИГІБРИДНОГО СХРЕЩУВАННЯ

Мета: закріплюємо знання ІІІ закону Менделя; формуємо уміння складати схеми схрещування особин.

Розв'язування вправ

Вправа 1. Які типи гамет утворюють організми з такими генотипами: а) ААВВ; б) АаВВ; в) ааВВ; г) ААВb; д) Ааbb; е) АаВb?

Вправа 2. У томатів нормальна висота (А) і червоний колір плодів (В) - домінантні ознаки, а карликовість і жовтоплідність - рецесивні. Які плоди будуть у рослин, отриманих унаслідок схрещування: а) ААbb х ааВВ; б) АаВb х Ааbb; в) АаВb х ааbb?

Вправа 3. У людини кароокість і наявність ластовиння - домінантні ознаки. Кароокий без ластовиння чоловік одружується з блакитноокою жінкою, в якої є ластовиння. Визначте, якими в них будуть діти, якщо чоловік гетерозиготний за ознакою кароокості, а жінка гетерозиготна за ознакою ластовиння.

Вправа 4. У гарбуза біле забарвлення плодів домінує над жовтим, а кругла форма - над видовженою. Яким буде розщеплення за фенотипом при дигібридному схрещуванні батьківських особин з генотипами АаВВхааВb?

Вправа 5. Довгошерстого чорного самця морської свинки схрестили з чорною короткошерстою самкою. Отримано 15 свинок з короткою чорною шерстю, 13 - з довгою чорною, 4 - з короткою білою, 5 - з довгою білою. Визначте генотипи батьків, якщо чорна і довга шерсть є домінуючими проявами ознак.

СТАВЛЕННЯ Біологія + Алгебра

Для розв’язування вправ у алгебрі досить часто використовують формули скороченого множення. Багато з них є окремими випадками бінома Ньютона. Що таке біном Ньютона? Чому дорівнює квадрат суми двох виразів і як його застосовують під час успадкування ознак?

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка

Завдання для самоконтролю

1 - 6

1. Що таке дигібридне схрещування? 2. Сформулюйте ІІІ закон Менделя. 3. Що таке рекомбінація ознак? 4. Скільки типів гамет утворюють гібриди другого покоління, що є дигетерозиготами? 5. Що таке аналізуюче схрещування? 6. Яке значення аналізуючого схрещування в генетиці?

7 - 9

7. Як відбувається спадкування двох ознак? 8. Які цитогенетичні основи закону незалежного спадкування ознак? 9. В чому полягає суть аналізуючого схрещування?

10 - 12

10. У яких галузях діяльності знання законів Менделя має особливе значення?



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