"Биология. Общие закономерности. 9 класс". С.Г. Мамонтова и др. (гдз)
Первый и второй законы Менделя
Вопрос 1.
Скрещивание двух организмов называют гибридизацией.
Вопрос 2.
Моногибридным называют скрещивание двух организмов, отличающихся друг от друга по одной паре взаимоисключающих альтернативных признаков.
Вопрос 3.
Явление преобладания у гибридов F1 признака одного из родителей Г. Мендель назвал доминированием, а проявившийся признак — доминантным (преобладающим); противоположный признак был назван рецессивным (подавленным).
Вопрос 4.
Признак, проявляющийся у гибрида первого поколения и подавляющий развитие другого признака, был назван доминантным, противоположный, т. е. подавляемый, признак — рецессивным. Доминантный признак принято обозначать прописной буквой, например А, рецессивный — строчной — а. Доминантный ген проявляется в виде признака как в гомозиготном (АА), так и в гетерозиготном (Аа) организмах, а рецессивный — только в гомозиготном (аа).
В зиготе всегда есть две гомологичные хромосомы с двумя аллельными генами, и генотипическую формулу по любому признаку необходимо записывать двумя буквами: АА, Аа, аа.
Гены, относящиеся к аллельной паре, обозначают одними или теми же буквами: АА, аа, или Аа. Если пара аллелей представлена двумя доминантными (АА) или двумя рецессивными (аа) генами, такой организм называют гомозиготным.
Если в одной и той же аллели один ген доминантный, а другой — рецессивный, то такой организм называют гетерозиготным - Аа.
Рецессивный ген проявляет себя только в гомозиготном состоянии — аа (зеленый горох), а доминантный ген может проявлять свое действие как в гомозиготном - АА (желтый горох), так и в гетерозиготном состоянии - Аа (желтый горох).
При образовании гамет в результате мейоза, гомологичные хромосомы (и находящиеся в них аллельные гены) расходятся в разные гаметы. Гомозиготный (АА или аа) организм имеет два одинаковых аллельных гена, и все гаметы несут этот ген. Гомозиготные особи дают один тип гамет:
AA → (A);
aa → (a)
Гетерозиготный организм имеет гены А и а и образует равное число гамет с доминантными и рецессивными генами. Гетерозиготная особь дает два типа гамет:
Aa → (A) и (а)
Вопрос 5.
Моногибридным называют скрещивание двух организмов, отличающихся друг от друга по одной паре взаимоисключающих альтернативных признаков.
При таком скрещивании прослеживаются закономерности наследования только двух вариантов одного и того же признака, развитие которых обусловлено парой аллельных генов. Например, признак — цвет семян. Взаимоисключающие варианты — желтый или зеленый. Все остальные признаки, свойственные данным организмам, во внимание не принимаются. Если скрестить растения гороха с желтыми и зелеными семенами, то у всех полученных в результате этого скрещивания потомков семена будут желтыми. Если скрещивать растения, которые различаются гладкой и морщинистой формой семян, то у гибридов семена будут гладкими. Следовательно, у гибридов первого поколения из каждой пары альтернативных признаков проявляется только один. Г. Мендель использовал в своих опытах растения, относящиеся к разным чистым линиям, потомки которых в длинном ряду поколений были сходны с родителями. Следовательно, у этих растений оба аллельных гена одинаковы и они являлись гомозиготными организмами. В проведении своих опытов Г. Мендель следовал следующим принципам:
1) выбрал асего один признак, по которому проводил свое исследование, что значительно упростило задачу;
2) работал с растениями, относящимися к чистой линии, в ряду поколений которых при самоопылении не наблюдалось расщепления по данному признаку;
3) изучал наследование альтернативных, т. е. взаимоисключающих признаков;
4) использовал в своих исследованиях точные математические методы.
Вопрос 6.
Гомозиготный организм — это организм, у которого в одних и тех же локусах гомологичных хромосом лежат одинаковые по последовательности нуклеотидов аллельные гены. Однако, учитывая избыточность генетического кода, гомозиготными могут быть названы организмы, у которых оба аллельных гена имеют одинаковое проявление в виде признака.
Гетерозиготный организм — это организм, у которого в одних и тех же локусах гомологичных хромосом лежат разные по последовательности нуклеотидов аллельные гены, имеющие к тому же различные формы проявления признака.
Вопрос 7.
Первый закон Менделя — закон единообразия первого поколения (закон доминирования).
При скрещивании двух организмов, относящихся к разным чистым линиям (т.е. двух гомозиготных организмов), отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных (взаимоисключающих) признаков, все первое поколение гибридов F1 окажется единообразным и будет нести признак одного из родителей. Этот признак получил название доминантного.
Мендель проводил моногибридное скрещивание чистых линий гороха, отличающихся по одной паре альтернативных признаков, например, по цвету горошин (желтые и зеленые).
В качестве материнского растения использовали горох с желтыми семенами (доминантный признак), а отцовского - горох с зелёными семенами (рецессивный признак).
В результате мейоза каждое растение давало один сорт гамет: При мейозе из каждой гомологичной пары хромосом в гаметы отходило по одной хромосоме с одним из аллельных генов (А или а).
В результате оплодотворения парность гомологичных хромосом восстановилась и образовались гибриды. Все растения имели семена только желтого цвета (по фенотипу) и были гетерозиготными по генотипу.
Гибрид 1-го поколения Аа имел один ген - А от одного родителя, а второй ген - а от другого родителя и проявлял доминантный признак, скрывая рецессивный.
По генотипу весь горох гетерозиготен.
Первое поколение единообразно и проявило признак одного из родителей.
Вопрос 8.
Закон доминирования нельзя считать всеобщим, так как во многих случаях в природе наблюдается неполное доминирование. При неполном доминировании гибрид F1 не воспроизводит полностью ни одного из родительских признаков, то есть выраженность признака оказывается промежуточной между доминантным и рецессивным признаками. Так, например, у гибридов ночной красавицы, полученных при скрещивании растений с красными и белыми цветками, окраска цветка оказывается розовой (генотип Аа). В результате самоопыления в F2 будет получено расщепление по фенотипу в отношении 1:2:1, а не 3:1, как это было бы при полном доминировании. Таким образом, в данном случае в F2 расщепление по фенотипу совпадает с расщеплением по генотипу. Гибридность при неполном доминировании является источником изменчивости. Неполное доминирование встречается у растения львиный зев (окраска лепестков цветка), у кур (окраска оперения), у крупного рогатого скота (окраска шерсти) и др.
Вопрос 9.
Второй закон Менделя.
При скрещивании двух гетерозиготных особей — потомков первого поколения F1 между собой во втором поколении F2 будет наблюдаться расщепление по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1, т. е. по фенотипу три четверти потомства будет носить доминантный признак, а одна четверть потомства окажется рецессивной. По генотипу 25% потомства будут гомозиготными по доминантному гену, 50% — гетерозиготными, а 25% - гомозиготяыми по рецессивному гену.
В результате скрещивания гибридов между собой получились особи, как с доминантными признаками, так и с рецессивными.
Такое расщепление возможно при полном доминировании.
Вопрос 10.
Закон чистоты гамет
Для объяснения явления расщепления была сформулирована гипотеза «чистоты гамет». Мендель писал, что гаметы несут в себе наследственные факторы (по современным представлениям гены), которые определяют развитие признака. Каждая особь содержит два фактора, определяющих развитие одного признака: один из них был получен от отца, а другой — от матери. Гаметы имеют по одному такому фактору из каждой пары, то есть они «чисты». В настоящее время эта гипотеза формулируется так: при образовании гамет в каждую из них попадает только один ген из аллельной пары.
Вопрос 11.
Закон расщепления можно объяснить гипотезой "чистоты" гамет.
Цитологической основой закона чистоты гамет служит поведение хромосом в мейозе. В профазе первого мейотического деления гомологичные хромосомы конъюгируют, в результате чего образуются биваленты. Это решающий шаг к расхождению гомологов в анафазе I в разные клетки. Завершение первого мейотического деления приводит к образованию гаплоидных клеток. Однако их еще нельзя считать чистыми гаметами, так как их формула 1n2с. Хромосомы, хотя и в одинарном наборе являются двухроматидными и могут содержать (в результате кроссинговера, произошедшего в профазе I) разные варианты аллельных генов. Поэтому для истинной чистоты должно произойти второе мейотическое деление. В анафазе II дочерние хромосомы, несущие только по одному аллелю каждого гена, окажутся в разных клетках.
Таким образом, генетическую чистоту гамет обеспечивают три события: образование бивалентов, независимое расхождение гомологичных хромосом из бивалентов в разные клетки в первом делении мейоза и независимое расхождение дочерних хромосом (бывших сестринских хроматид) во втором мейотическом делении.
Вопрос 12.
При скрещивании гомозиготных особей, отличающихся по двум парам альтернативных признаков, во втором поколении происходит независимое комбинирование признаков и появляются гибриды с признаками, не характерными для родительских и прародительских особей.
В результате дигибридного скрещивания все первое поколение единообразно (рис. 142).
Во втором поколении происходит расщепление по генотипу 9 : 3 : 3 : 1 , т.е. 9/16 потомства будут нести оба доминантных признака, 3/16 потомства — один доминантный, а второй рецессивный, 3/16 потомства будет рецессивным по первому и доминантным по второму признакам и 1/16 должна оказаться рецессивной по обоим признакам.
Мендель скрещивал гомозиготные растения гороха, отличающиеся по двум парам альтернативных признаков: цвету (желтые и зеленые горошины) и форме горошин (гладкая и морщинистая). Доминантными признаками были желтый цвет горошин и гладкая их форма, рецессивными - семена зеленого цвета с морщинистой поверхностью.
Третий закон Менделя применим только к наследованию генов, находящихся в негомологичных хромосомах.
Вопрос 13.
Рецессивный признак (зеленый горох) проявляется только в гомозиготном состоянии. Гомозиготные (желтый горох) и гетерозиготные (желтый горох) особи с доминантными признаками по фенотипу не отличаются друг от друга. Для установления генотипа производят анализирующее скрещивание. Для этого необходимо особь, генотип которой неясен, скрестить с рецессивной формой, генотип которой известен. Если в результате скрещивания все потомство будет единообразным - исследуемая особь гомозиготна.
Если произойдет расщепление, то особь гетерозиготна. Потомство гетерозиготной особи дает расщепление 1:1.
