Основные законы наследованя
Законы Менделя — принципы передачи наследствен-
ных признаков от родительских организмов к их потомкам,
вытекающие из экспериментов Грегора Менделя. Эти
принципы послужили основой для классической генетики и
впоследствии были объяснены как следствие молекуляр-
ных механизмов наследственности. Особое значение из от-
крытых Менделем закономерностей имеет «гипотеза чи-
стоты гамет».
Методы и ход работы Менделя - эксперимент с го-
рохом. Мендель изучал, как наследуются отдельные при-
знаки. Он выбрал из всех признаков только альтернативные
— такие, которые имели у его сортов два чётко различаю-
щихся варианта (семена либо гладкие, ; либо морщинистые
промежуточных вариантов не бывает). Такое сознатель-
ное сужение задачи исследования позволило чётко устано-
вить общие закономерности наследования.
Мендель спланировал и провёл масштабный экспери-
мент. Им было получено от семеноводческих фирм 34 сор-
та гороха, из которых он отобрал 22 «чистых» (не дающих
расщепления по изучаемым признакам при самоопылении)
сорта. Затем он проводил искусственную гибридизацию
сортов, а полученные гибриды скрещивал между собой. Он
изучил наследование семи признаков, изучив в общей
сложности около 20 000 гибридов второго поколения. Экс-
перимент облегчался удачным выбором объекта: горох в
норме — самоопылитель, но на нём легко проводить ис-
кусственную гибридизацию.
Мендель одним из первых в биологии использовал точ-
ные количественные методы для анализа данных. На осно-
ве знания теории вероятностей он понял необходимость
анализа большого числа скрещиваний для устранения роли
случайных отклонений.
Закон единообразия гибридов первого поколения
Проявление у гибридов признака только одного из ро-
дителей Мендель назвал доминированием.
Закон единообразия гибридов первого поколения (пер-
вый закон Менделя) — «при скрещивании двух гомози-
готных организмов, относящихся к разным чистым лини-
ям и отличающихся друг от друга по одной паре альтерна-
тивных проявлений признака, всё первое поколение гибри-
дов (F1) окажется единообразным и будет нести проявле-
ние признака одного из родителей».
Этот закон также известен как «закон доминирования
признаков». Его формулировка основывается на понятии
чистой линии относительно исследуемого признака — на
современном языке это означает гомозиготность особей по этому признаку. Понятие гомозиготно-
сти было введено позднее У. Бэтсоном в 1902 году.
При скрещивании чистых линий гороха с пурпурными цветками и гороха с
Мендель заметил, что взошедшие потомки растений были все с пурпурными цветками, среди них
не было ни одного белого. Мендель не раз повторял опыт, использовал другие признаки. Если он
скрещивал горох с жёлтыми и зелёными семенами, у всех потомков семена были жёлтыми. Если он
скрещивал горох с гладкими и морщинистыми семенами, у потомства были гладкие семена. Потом-
ство от высоких и низких растений всегда было высоким.
Итак, гибриды первого поколения всегда единообразны
по данному признаку и приобретают признак одного из ро-
дителей. Этот признак — более сильный, доминантный
(термин введён Менделем от латинского dominus), почти всегда
подавляет другой, Исключения см. далее.↓ рецессивный.
Кодоминирование
и неполное доминирование
Некоторые противоположные признаки находятся не в
отношении полного доминирования (когда один всегда по-
давляет другой у гетерозиготных особей), а в отношении не-
полного доминирования. Например, при скрещивании чи-
стых линий львиного зева с пурпурными и белыми цвет-
ками особи первого поколения имеют розовые цветки. При
скрещивании чистых линий андалузских кур чёрной и бе-
лой окраски в первом поколении рождаются куры серой
окраски. При неполном доминировании гетерозиготы
имеют признаки, промежуточные между признаками ре-
цессивной и доминантной гомозигот.
При кодоминировании, в отличие от неполного доми-
нирования, у гетерозигот признаки проявляются одно-
временно (смешанно). Типичный пример кодоминирова-
ния — наследование групп крови системы АВ0 у челове-
ка, где А и В — доминантные гены, а 0 — рецессивный. По
этой системе генотип 00 определяет первую группу крови,
АА и А0 — вторую, ВВ и В0 — третью, а АВ будет опре-
делять четвёртую группу крови. Т.о. всё потомство людей с
генотипами АА (вторая группа) и ВВ (третья группа) будет
иметь генотип АВ (четвёртая группа). Их фенотип не явля-
ется промежуточным между фенотипами родителей, так
как на поверхности эритроцитов присутствуют оба агглю-
тиногена (А и В). Наследование групп крови – см. таблицу.
Явления кодоминирования и неполного доминиро-
вания признаков слегка видоизменяют первый закон Мен-
деля: «Гибриды первого поколения от скрещивания чи-
стых линий особей с противоположными признаками
всегда одинаковы по этому признаку: проявляют доми-
нирующий признак, если признаки находятся в отноше-
нии доминирования, или смешанный (промежуточный)
признак, если они находятся в отношении кодоминиро-
вания (неполного доминирования)».
Закон расщепления признаков
Закон расщепления (второй закон Менделя) — «при скрещивании двух гетерозиготных по-
томков первого поколения между собой, во втором поколении наблюдается расщепление в
определенном числовом отношении: по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1».
Скрещивание организмов двух чистых линий, различающихся по проявлениям одного изучае-
мого признака, за которые отвечают аллели одного гена, называется моногибридным. Явление, при
котором скрещивание гетерозиготных особей приводит к образованию потомства, часть которого
несёт доминантный признак, а часть — , называется рецессивный расщеплением. Следовательно,
расщепление — это распределение доминантных и рецессивных признаков среди потомства в опре-
делённом числовом соотношении. Рецессивный признак у гибридов первого поколения не исчезает,
а только подавляется и проявляется во втором гибридном поколении.
Объяснение. Закон чистоты гамет — «в каждую гамету попадает только один аллель из пары
аллелей данного гена родительской особи». В норме гамета всегда чиста от второго гена аллельной
пары. Этот факт, который во времена Менделя не мог быть твердо установлен, называют также ги-
потезой чистоты гамет. В дальнейшем эта гипотеза была подтверждена цитологическими наблюде-
ниями. Из всех закономерностей наследования, установленных Менделем, данный «Закон» носит
наиболее общий характер т.е. выполняется при наиболее широком круге условий.
Гипотеза чистоты гамет. Мендель предположил, что при образовании гибридов наследствен-
ные факторы не смешиваются, а сохраняются в неизменном виде. У гибрида присутствуют оба
фактора — доминантный и , но проявление признака определяет рецессивный доминантный наслед-
ственный фактор, же подавляется. Связь между покол рецессивный ениями при половом размноже-
нии осуществляется через половые клетки — гаметы. Следовательно, необходимо допустить, что
каждая гамета несет только один фактор из пары. Тогда при оплодотворении слияние двух гамет,
каждая из которых несет наследственный фактор, буд рецессивный ет приводить к образованию ор-
ганизма с признаком, проявляющимся фенотипически. рецессивным Слияние же гамет, каждая из
которых несет доминантный фактор, или же двух гамет, одна из которых содержит доминантный, а
другая фактор, будет приводить к развитию организм рецессивный а с доминантным признаком. Та-
ким образом, появление во втором поколении признак рецессивного а одного из родителей может
быть только при двух условиях: 1) если у гибридов наследственные факторы сохраняются в
неизменном виде; 2) если половые клетки содержат только один наследственный фактор из
аллельной пары. Расщепление потомства при скрещивании гетерозиготных особей Мендель объяс-
нил тем, что гаметы генетически чисты, то есть несут только один ген из аллельной пары. Гипотезу
(теперь её называют законом) чистоты гамет можно сформулировать следующим образом: при обра-
зовании половых клеток в каждую гамету попадает только один аллель из пары аллелей данно-
го гена.
