Наследование признаков при моногибридном скрещивании

Моногибридное скрещивание включает анализ наследования признаков, определяемых лишь одной парой аллельных генов. Мендель определил, что при скрещивании особей, отличающихся одной парой признаков, все потомство фенотипически однообразно. Здесь имеется в виду скрещивание гомозиготных особей, различных фенотипически. Например, при скрещивании гомозиготного желтого гороха (генотип АА) с гомозиготным зеленым (генотип аа) все потомство будет желтым, но гетерозиготным (генотип Аа). Ход скрещивания изображен в первой ступени схемы на рис. 1. Получившиеся гетерозиготные особи называются гибридами, а поскольку они гетерозиготны по одной паре генов, их называют моногибридами.

Скрещиваемые особи могут быть не обязательно гомозиготными. Для случаев, когда обе особи гетерозиготны, Менделем установлено: при скрещивании моногибридов во втором поколении происходит расщепление признаков на исходные родительские в отношении 3:1. 3/4 потомков оказывается с признаками, обусловленными доминантным геном, 1/4 — с признаками рецессивного гена.

Как и почему происходит фенотипическое расщепление в отношении 3:1, можно понять из второй ступени схемы на рис. 1. Здесь важно обратить внимание на то, что у моногибридов образуется два типа гамет: гаметы с геном А и гаметы с геном а. И тех и других поровну. В процессе оплодотворения разные гаметы отцовского и материнского организмов имеют равновероятную возможность слиться друг с другом. Поэтому возможно формирование генотипов потомства: 1/4 АА, 2/4 Аа и 1/4 аа. Фенотипически первые три будут с проявлением доминантного гена, один из четырех — с проявлением рецессивного гена. Правда, точное расщепление 3: 1 можно получить лишь при анализе бесконечно большого числа потомков. В случаях же малого числа их можно говорить только о вероятности появления особей с тем или иным признаком.

В генетике различают еще возвратное и анализирующее скрещивание. Возвратное скрещивание — это скрещивание гибрида с гомозиготной особью (третья ступень схемы на рис. 1). Анализирующее скрещивание -скрещивание гибрида с гомозиготной особью по рецессивным генам аллеля (правая часть третьей ступени схемы на рис, 1).

Рис. 1. Сема анализа поколений при моногибридном скрещивании

В простейших случаях решения задач на моногибридное скрещивание достаточно анализа одной из ступеней, изображенных на рис. 1, хотя некоторые требуют исследования 2-3 поколений. Для записи результатов скрещивания используются следующие общепринятые обозначения:
Р – родители (от лат. parental – родитель);
F – потомство (от лат. filial – потомство): F₁ – гибриды первого поколения – прямые потомки родителей Р; F₂ – гибриды второго поколения – потомки от скрещивания между собой гибридов F₁ и тд.
– мужская особь (щит и копье – знак Марса);
  –  (зеркало с ручкой – знак Венеры);
x – значок скрещивания;
: – расщепление гибридов, разделяет цифровые соотношения отличающихся (по фенотипу или генотипу) классов потомков.

При решении задач на моногибридное скрещивание необходимо собдюдать следующие правила:
Правило первое. Если при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в их потомстве наблюдается расщепление признаков, то эти особи гетерозиготны.
Правило второе. Если в результате скрещивания особей, отличающихся фенотипически по одной паре признаков, получается потомство, у которого наблюдается расщепление по этой же паре признаков, то одна из родительских особей была гетерозиготна, а другая – гомозиготна по рецессивному признгаку.
Правило первое. Если при скрещивании фенотипически одинаковых (по одной паре признаков) особей в первом поколении гибридов происходит расщепление признаков на три фенотипические группы в отношениях 1:2:1, то это свидетельствует о неполном доминировании и о том, что родительские особи гетерозиготны.

Рассмотрим решение задачи на моногибридное скрещивание

Задача 1
У пшеницы карликовость доминирует над нормальным ростом. За эти признаки отвечают аутосомные аллельные гены. Гомозиготное карликовое растение скрестили с растением нормального роста.
Сколько растений нормального роста можно ожидать в F₂ при скрещивании гибридов первого поколения друг с другом?
Решение:
Анализ условия задачи показывает, что скрещиваемые особи анализируются по одному признаку – росту, который представлен двумя альтернативными проявлениями: карликовый рост и нормальный рост. Причем сказано, что карликовость является доминантным признаком, а нормальный рост – рецессивным. Эта задача – на моногибридное скрещивание, и для обозначения аллелей достаточно будет взять одну букву алфавита. Изучаемый признак является аутосомным, поэтому для обозначения генов не надо использовать символы половых хромосом
(X и Y).
Составим таблицу «признак – ген», взяв для обозначения аллелей гена букву «А». Доминантный аллель обозначим прописной буквой А, рецессивный аллель – строчной буквой а.А — ген карликовости пшеницы; а — ген нормального роста пшеницы.
Запишем генотипы родителей. Помним, что генотип организма включает в себя два аллеля изучаемого гена “А”. Карликовость – доминантный признак, поэтому карликовая пшеница имеет в своем генотипе аллель А. Второй аллель генотипа – тоже А, так как по условию задачи особь с доминантным признаком гомозиготна. Значит генотип карликовой пшеницы – АА.
Нормальный рост - рецессивный признак, поэтому пшеница нормального роста имеет в своем генотипе два аллеля а, так как только в этом случае рецессивный аллель проявится в фенотипе и сформируется рецессивный признак; если бы в генотипе был аллель А, то особь имела бы доминантный признак карликовости. Таким образом, генотип пшеницы нормального роста – аа.

Краткая запись второго скрещивания приобретает вид:

Ответ:
Можно ожидать, что в F₂ растений нормального роста будет 1/4 (25%).