Sheria ya tatu ya Mendel inaitwa sheria. Sheria za Mendel

Sheria ya tatu ya Mendel (urithi huru wa wahusika)- wakati wa kuvuka watu wawili wa homozygous ambao hutofautiana kutoka kwa kila mmoja katika jozi mbili au zaidi za sifa mbadala, jeni na sifa zinazofanana zinarithiwa kwa kujitegemea na zinajumuishwa katika mchanganyiko wote unaowezekana.

Sheria inajidhihirisha, kama sheria, kwa jozi hizo za sifa ambazo jeni ziko nje ya chromosomes ya homologous. Ikiwa tunaashiria idadi ya jozi za allelic katika chromosomes zisizo za homologous na barua, basi idadi ya madarasa ya phenotypic itatambuliwa na formula 2n, na idadi ya madarasa ya genotypic - 3n. Kwa utawala usio kamili, idadi ya madarasa ya phenotypic na genotypic inalingana.

Masharti ya urithi wa kujitegemea na mchanganyiko wa jeni zisizo za mzio.

Alipokuwa akisoma utengano katika misalaba ya mseto, Mendel aligundua kuwa wahusika hurithiwa bila ya wao kwa wao. Mchoro huu, unaojulikana kama sheria ya mchanganyiko huru wa vipengele, umeundwa kama ifuatavyo: wakati wa kuvuka watu wa homozygous wanaotofautiana katika jozi mbili (au zaidi) za wahusika mbadala katika kizazi cha pili.F 2 ) urithi wa kujitegemea na mchanganyiko wa sifa huzingatiwa ikiwa jeni zinazoamua ziko kwenye chromosomes tofauti za homologous. Hii inawezekana, kwa kuwa wakati wa meiosis, usambazaji (mchanganyiko) wa chromosomes katika seli za vijidudu wakati wa kukomaa kwao hutokea kwa kujitegemea, ambayo inaweza kusababisha kuonekana kwa kizazi kilichobeba sifa katika mchanganyiko ambao sio tabia ya mzazi na babu. Diheterozygotes huoa kulingana na rangi ya macho na uwezo wa kutumia vizuri mkono wao wa kulia (AaBb). Wakati wa kuundwa kwa gametes, aleli A inaweza kuonekana kwenye gamete sawa na aleli NDANI, sawa na aleli b. Vivyo hivyo aleli A inaweza kuishia kwenye gamete moja au kwa aleli NDANI, au kwa aleli b. Kwa hivyo, mtu binafsi wa diheterozygous hutoa michanganyiko minne ya jeni katika gametes: AB, Ab,ab,ab. Kutakuwa na sehemu sawa ya aina zote za gametes (25% kila moja).

Hii ni rahisi kuelezea kwa tabia ya chromosomes wakati wa meiosis. Chromosomes zisizo za homologous wakati wa meiosis zinaweza kuunganishwa katika mchanganyiko wowote, hivyo kromosomu inayobeba aleli. A, inaweza kwa usawa kuingia kwenye gamete kama kwa kromosomu iliyobeba aleli KATIKA na kromosomu inayobeba aleli b. Vivyo hivyo, chromosome inayobeba aleli A, inaweza kuunganishwa na kromosomu zote mbili zinazobeba aleli NDANI, na kromosomu iliyobeba aleli b. Kwa hivyo, mtu binafsi wa diheterozygous hutoa aina 4 za gametes. Kwa kawaida, wakati wa kuvuka watu hawa wa heterozygous, yoyote kati ya aina nne za gametes za mzazi mmoja zinaweza kurutubishwa na aina yoyote ya aina nne za gametes zinazoundwa na mzazi mwingine, yaani, mchanganyiko 16 unawezekana. Idadi sawa ya mchanganyiko inapaswa kutarajiwa kulingana na sheria za combinatorics.

Wakati wa kuhesabu phenotypes zilizorekodiwa kwenye kimiani ya Punnett, zinageuka kuwa kati ya mchanganyiko 16 unaowezekana katika kizazi cha pili, 9 wana sifa mbili kuu. (AB, kwa mfano wetu - watoa mkono wa kulia wenye macho ya hudhurungi), katika 3 - ishara ya kwanza ni kubwa, ya pili ni ya kupita kiasi. (Ab, kwa mfano wetu - watoa mkono wa kushoto wenye macho ya hudhurungi), kwa mwingine 3 - ishara ya kwanza ni ya kupita kiasi, ya pili ni kubwa. (aB, i.e. watoa mkono wa kulia wenye macho ya bluu), na kwa moja - sifa zote mbili ni za kupita kiasi (Ab, katika kesi hii - mkono wa kushoto mwenye macho ya bluu). Mgawanyiko wa phenotypic ulitokea kwa uwiano wa 9:3:3:1.

Ikiwa, wakati wa kuvuka kwa kizazi kimoja katika kizazi cha pili, tunahesabu kwa mtiririko watu binafsi kwa kila tabia tofauti mpaka matokeo ni sawa na kuvuka kwa aina moja, i.e. 3:1.

Katika mfano wetu, wakati wa kugawanyika kulingana na rangi ya jicho, uwiano unapatikana: macho ya kahawia 12/16, macho ya bluu 4/16, kulingana na kigezo kingine - mkono wa kulia 12/16, mkono wa kushoto 4/16, i.e. uwiano unaojulikana wa 3:1.

Diheterozygote huzalisha aina nne za gametes, hivyo wakati wa kuvuka na homozygote recessive, aina nne za watoto huzingatiwa; katika kesi hii, kugawanyika kwa phenotype na genotype hutokea kwa uwiano wa 1: 1: 1: 1.

Wakati wa kuhesabu phenotypes zilizopatikana katika kesi hii, mgawanyiko unazingatiwa kwa uwiano 27: 9: 9: 9: : 3: 3: 3: 1. Hii ni matokeo ya ukweli kwamba ishara tulizozingatia: uwezo. ili kudhibiti vyema mkono wa kulia, rangi ya macho na kipengele cha Rh hudhibitiwa na jeni zilizojanibishwa kwenye kromosomu tofauti, na uwezekano wa kukutana na kromosomu iliyobeba jeni. A, na kromosomu iliyobeba jeni KATIKA au R, inategemea kabisa bahati, kwani kromosomu sawa na jeni A inaweza kukutana kwa usawa na kromosomu iliyobeba jeni b au r .

Kwa fomu ya jumla zaidi, kwa misalaba yoyote, mgawanyiko wa phenotypic hutokea kulingana na formula (3 + 1) n, ambapo P- idadi ya jozi ya sifa zinazozingatiwa wakati wa kuvuka.

Misingi ya saikolojia na umoja wa sheria za Mendel.

1) pairing ya chromosomes (jozi ya jeni ambayo huamua uwezekano wa kukuza sifa yoyote)

2) sifa za meiosis (michakato inayotokea katika meiosis, ambayo inahakikisha tofauti huru ya chromosomes na jeni ziko juu yao kwa sehemu tofauti za seli, na kisha kwenye gametes tofauti)

3) vipengele vya mchakato wa mbolea (mchanganyiko wa nasibu wa chromosomes kubeba jeni moja kutoka kwa kila jozi ya allelic)

Tabia za Mendelian za mwanadamu.

Sifa zinazotawala Sifa zinazolegea
Nywele: giza curly si nyekundu	Nywele: nyepesi moja kwa moja nyekundu
Macho: kahawia kubwa	Macho: ndogo
Myopia	Maono ya kawaida
Kope ni ndefu	Kope fupi
Pua ya aquiline	Pua moja kwa moja
Kifundo cha sikio kilicholegea	sehemu ya sikio iliyounganishwa
Pengo kubwa kati ya incisors	Pengo nyembamba kati ya incisors au kutokuwepo kwake
Midomo kamili	Midomo nyembamba
Uwepo wa freckles	Hakuna madoa
Vidole sita	Muundo wa kawaida wa viungo
Udhibiti bora wa mkono wa kulia	Udhibiti bora wa mkono wa kushoto
Uwepo wa rangi	Ualbino
Sababu nzuri ya Rh	Sababu hasi ya Rh

Mvumbuzi wa Kicheki Gregor Mendel(1822-1884) kuzingatiwa mwanzilishi wa genetics, kwa kuwa alikuwa wa kwanza, hata kabla ya sayansi hii haijaundwa, kutunga sheria za msingi za urithi. Wanasayansi wengi kabla ya Mendel, pamoja na mseto bora wa Ujerumani wa karne ya 18. I. Kelreuter alibainisha kuwa wakati wa kuvuka mimea ya aina tofauti, tofauti kubwa huzingatiwa katika watoto wa mseto. Walakini, hakuna mtu aliyeweza kuelezea mgawanyiko mgumu na, zaidi ya hayo, akaipunguza kwa fomula sahihi kwa sababu ya ukosefu wa njia ya kisayansi ya uchambuzi wa mseto.

Ilikuwa shukrani kwa maendeleo ya njia ya mseto ambayo Mendel aliweza kuepuka matatizo ambayo yamechanganya watafiti wa awali. G. Mendel aliripoti matokeo ya kazi yake katika 1865 kwenye mkutano wa Society of Natural Scientists katika Brünn. Kazi yenyewe, iliyopewa jina la "Majaribio ya Mchanganyiko wa Mimea," ilichapishwa baadaye katika "Kesi" za jamii hii, lakini haikupokea tathmini sahihi kutoka kwa watu wa wakati huo na ilibaki kusahaulika kwa miaka 35.

Akiwa mtawa, G. Mendel alifanya majaribio yake ya kitamaduni ya kuvuka aina mbalimbali za mbaazi katika bustani ya monasteri huko Brünn. Alichagua aina 22 za pea ambazo zilikuwa na tofauti za wazi mbadala katika sifa saba: mbegu za njano na kijani, laini na zenye wrinkled, maua nyekundu na nyeupe, mimea ndefu na fupi, nk. Hali muhimu ya njia ya mseto ilikuwa matumizi ya lazima ya safi, yaani, kama wazazi. fomu ambazo hazigawanyika kulingana na sifa zilizosomwa.

Uchaguzi wa mafanikio wa kitu ulichukua jukumu kubwa katika mafanikio ya utafiti wa Mendel. Mbaazi ni wachavushaji wa kibinafsi. Ili kupata mahuluti ya kizazi cha kwanza, Mendel alihasi maua ya mmea mama (aliondoa anthers) na kuchavusha bastola kwa njia ya chavua ya mzazi wa kiume. Wakati wa kupata mahuluti ya kizazi cha pili, utaratibu huu haukuwa muhimu tena: aliacha tu mahuluti ya F 1 ili kujichavusha, ambayo ilifanya jaribio hilo kuwa la kazi ngumu. Mimea ya mbaazi ilizalisha tena kwa njia ya ngono pekee, ili hakuna mikengeuko inayoweza kupotosha matokeo ya jaribio. Na hatimaye, katika mbaazi, Mendel aligundua idadi ya kutosha ya jozi za tofauti mkali (mbadala) na jozi za wahusika zinazoweza kutofautishwa kwa urahisi kwa uchambuzi.

Mendel alianza uchambuzi wake na aina rahisi zaidi ya kuvuka - monohybrid, ambayo watu binafsi wa wazazi hutofautiana katika jozi moja ya sifa. Mtindo wa kwanza wa urithi uliogunduliwa na Mendel ulikuwa kwamba mahuluti yote ya kizazi cha kwanza yalikuwa na phenotype sawa na kurithi sifa ya mmoja wa wazazi. Mendel aliita sifa hii kuu. Sifa mbadala ya mzazi mwingine, ambayo haikuonekana katika mahuluti, iliitwa recessive. Mchoro uliogunduliwa uliitwa I wa sheria ya Mendel, au sheria ya usawa wa mahuluti ya kizazi cha 1. Wakati wa uchanganuzi wa kizazi cha pili, muundo wa pili ulianzishwa: mgawanyiko wa mahuluti katika madarasa mawili ya phenotypic (yenye sifa kuu na yenye sifa ya kupungua) katika uwiano fulani wa nambari. Kwa kuhesabu idadi ya watu katika kila darasa la phenotypic, Mendel aligundua kuwa kugawanyika kwa msalaba wa monohybrid kunalingana na formula 3: 1 (mimea mitatu yenye sifa kuu, moja yenye sifa ya kurudi nyuma). Mchoro huu unaitwa Sheria ya Mendel II, au sheria ya ubaguzi. Mifumo ya wazi iliibuka katika uchanganuzi wa jozi zote saba za sifa, kwa msingi ambao mwandishi alifikia hitimisho juu ya ulimwengu wao wote. Wakati wa kuchavusha mahuluti ya F 2, Mendel alipata matokeo yafuatayo. Mimea yenye maua meupe ilizaa watoto wenye maua meupe tu. Mimea yenye maua nyekundu ilitenda tofauti. Theluthi moja tu yao walitoa watoto sare na maua nyekundu. Wazao wa wengine waligawanywa kwa uwiano wa rangi nyekundu na nyeupe kwa uwiano wa 3: 1.

Chini ni mchoro wa urithi wa rangi ya maua ya pea, inayoonyesha sheria za Mendel I na II.

Katika jaribio la kuelezea msingi wa cytological wa mifumo wazi, Mendel aliunda wazo la mwelekeo tofauti wa urithi uliomo kwenye gametes na kuamua ukuzaji wa wahusika mbadala waliooanishwa. Kila gamete hubeba amana moja ya urithi, i.e. ni "safi". Baada ya mbolea, zygote hupokea amana mbili za urithi (moja kutoka kwa mama, nyingine kutoka kwa baba), ambazo hazichanganyiki na baadaye, wakati gametes zinaundwa na mseto, pia huishia katika gametes tofauti. Dhana hii ya Mendel iliitwa kanuni ya "usafi wa gametes." Mchanganyiko wa mielekeo ya urithi katika zaigoti huamua mseto atakuwa na tabia gani. Mendel aliashiria mwelekeo ambao huamua ukuzaji wa sifa kuu na herufi kubwa ( A), na recessive ni herufi kubwa ( A) Mchanganyiko AA Na Ah katika zaigoti huamua ukuzaji wa sifa kuu katika mseto. Tabia ya kurudi nyuma inaonekana tu ikiwa imeunganishwa ahh.

Mnamo 1902, V. Betson alipendekeza kuteua jambo la wahusika waliooanishwa na neno "allelomorphism", na wahusika wenyewe, ipasavyo, "allelomorphic". Kulingana na pendekezo lake, viumbe vilivyo na mwelekeo sawa wa urithi vilianza kuitwa homozygous, na wale walio na mwelekeo tofauti - heterozygous. Baadaye, neno "allelomorphism" lilibadilishwa na neno fupi "alleism" (Johansen, 1926), na mwelekeo wa urithi (jeni) unaohusika na maendeleo ya sifa mbadala ziliitwa "allelic".

Uchambuzi wa mseto unahusisha kuvuka kwa usawa kwa fomu za wazazi, i.e. kutumia mtu yule yule kwanza kama mzazi wa uzazi (kuvuka mbele) na kisha kama mzazi wa baba (kuvuka nyuma). Ikiwa misalaba yote miwili hutoa matokeo sawa, sawa na sheria za Mendel, basi hii inaonyesha kwamba sifa iliyochambuliwa imedhamiriwa na jeni la autosomal. Vinginevyo, sifa hiyo inahusishwa na ngono, kwa sababu ya ujanibishaji wa jeni kwenye chromosome ya ngono.

Majina ya herufi: P - mtu wa mzazi, F - mtu mseto, ♀ na ♂ - mtu wa kike au wa kiume (au gamete),
herufi kubwa (A) ni tabia kuu ya kurithi (jeni), herufi ndogo (a) ni jeni inayorejelea.

Miongoni mwa mahuluti ya kizazi cha pili na rangi ya mbegu ya njano kuna homozigoti kubwa na heterozygotes. Kuamua aina maalum ya jeni ya mseto, Mendel alipendekeza kuvuka mseto kwa fomu ya homozygous recessive. Inaitwa kuchambua. Wakati wa kuvuka heterozygote ( Ah) na mstari wa analyzer (aa), kugawanyika kunazingatiwa wote kwa genotype na phenotype katika uwiano wa 1: 1.

Ikiwa mmoja wa wazazi ni fomu ya recessive ya homozygous, basi msalaba wa kuchambua wakati huo huo unakuwa backcross - kuvuka kurudi kwa mseto na fomu ya mzazi. Mzao kutoka kwa msalaba kama huo huteuliwa Fb.

Mwelekeo ambao Mendel aligundua katika uchanganuzi wake wa misalaba ya monohybrid pia ulionekana katika misalaba ya dihybrid ambayo wazazi walitofautiana katika jozi mbili za sifa mbadala (kwa mfano, rangi ya njano na ya kijani ya mbegu, umbo laini na wrinkled). Walakini, idadi ya madarasa ya phenotypic katika F 2 iliongezeka maradufu, na fomula ya mgawanyiko ya phenotypic ilikuwa 9: 3: 3: 1 (kwa watu 9 walio na sifa kuu mbili, watu watatu kila mmoja akiwa na sifa kuu na moja ya kurudi nyuma, na mtu mmoja mwenye sifa mbili kuu. sifa za kupindukia).

Ili kuwezesha uchambuzi wa kugawanyika katika F 2, mtaalamu wa maumbile wa Kiingereza R. Punnett alipendekeza uwakilishi wa picha yake kwa namna ya kimiani, ambayo ilianza kuitwa baada ya jina lake ( Gridi ya Punnett) Kwa upande wa kushoto, kwa wima, ina gametes ya kike ya mseto wa F1, na upande wa kulia - wa kiume. Miraba ya ndani ya kimiani ina michanganyiko ya jeni ambayo hutokea wakati zinapounganishwa, na phenotype inayolingana na kila genotype. Ikiwa gametes zimewekwa kwenye kimiani katika mlolongo ulioonyeshwa kwenye mchoro, basi kwenye kimiani unaweza kuona utaratibu katika mpangilio wa genotypes: homozygotes zote ziko kando ya diagonal moja, na heterozygotes kwa jeni mbili (diheterozygotes) ziko kando. ingine. Seli nyingine zote zinamilikiwa na monoheterozygotes (heterozygotes kwa jeni moja).

Mgawanyiko katika F 2 unaweza kuwakilishwa kwa kutumia radicals ya phenotypic, i.e. kuonyesha si genotype nzima, lakini tu jeni zinazoamua phenotype. Ingizo hili linaonekana kama hii:

Mistari katika itikadi kali ina maana kwamba jeni za pili za aleli zinaweza kuwa kubwa au zenye kupita kiasi, na aina ya phenotype itakuwa sawa.

Mpango wa kuvuka kwa Dihybrid
(gridi ya punnet)

	AB	Ab	aB	ab
AB	AABB njano Ch.	AABb njano Ch.	AaBB njano Ch.	AaBb njano Ch.
Ab	AABb njano Ch.	AAbb njano mkunjo	AaBb njano Ch.	Aabb njano mkunjo
aB	AaBB njano Ch.	AaBb njano Ch.	aaBB kijani Ch.	aaBb kijani Ch.
ab	AaBb njano Ch.	Aabb njano mkunjo	aaBb kijani Ch.	aabb kijani mkunjo

Idadi ya jumla ya genotypes F2 katika kimiani ya Punnett ni 16, lakini kuna 9 tofauti, kwani baadhi ya genotypes hurudiwa. Mzunguko wa genotypes tofauti huelezewa na sheria:

Katika msalaba wa dihybrid F2, homozygotes zote hutokea mara moja, monoheterozygotes hutokea mara mbili, na diheterozygotes hutokea mara nne. Gridi ya Punnett ina homozigoti 4, monoheterozigoti 8 na diheterozigoti 4.

Kutengwa kwa genotype inalingana na fomula ifuatayo:

1AABB: 2AABBb: 1AAbb: 2AaBB: 4AaBBb: 2Aabb: 1aaBB: 2aaBBb: 1aabb.

Imefupishwa kama 1:2:1:2:4:2:1:2:1.

Kati ya mahuluti ya F 2, ni aina mbili tu za genotypes kurudia genotypes ya aina za wazazi: AABB Na aabb; katika mapumziko, recombination ya jeni wazazi ilitokea. Ilisababisha kuibuka kwa madarasa mawili mapya ya phenotypic: mbegu za njano zilizokunjamana na zile za kijani laini.

Baada ya kuchambua matokeo ya kuvuka kwa mseto kwa kila jozi ya wahusika kando, Mendel alianzisha muundo wa tatu: asili huru ya urithi wa jozi tofauti za wahusika ( Sheria ya III ya Mendel) Kujitegemea kunaonyeshwa kwa ukweli kwamba mgawanyiko kwa kila jozi ya sifa unalingana na fomula ya kuvuka monohybrid 3: 1. Kwa hivyo, kivuko cha mseto kinaweza kuwakilishwa kama mbili zinazotokea kwa wakati mmoja.

Kama ilivyoanzishwa baadaye, aina huru ya urithi ni kwa sababu ya ujanibishaji wa jeni katika jozi tofauti za chromosomes ya homologous. Msingi wa cytological wa kutengwa kwa Mendelian ni tabia ya chromosomes wakati wa mgawanyiko wa seli na muunganisho wa baadaye wa gametes wakati wa mbolea. Katika prophase I ya kupunguzwa kwa mgawanyiko wa meiosis, chromosomes ya homologous huunganishwa, na kisha katika anaphase I wao hutengana kwa miti tofauti, kutokana na ambayo jeni za allelic haziwezi kuingia gamete sawa. Wakati zinatofautiana, chromosomes zisizo za homologous huchanganyika kwa uhuru na kila mmoja na kuhamia kwenye miti katika mchanganyiko tofauti. Hii huamua kutofautiana kwa maumbile ya seli za vijidudu, na baada ya kuunganishwa kwao wakati wa mchakato wa mbolea, heterogeneity ya maumbile ya zygotes, na kwa sababu hiyo, tofauti ya genotypic na phenotypic ya watoto.

Urithi wa kujitegemea wa jozi tofauti za sifa hurahisisha kukokotoa fomula za kutenganisha katika misalaba ya di- na polihybrid, kwa kuwa zinatokana na fomula rahisi za msalaba wa monohybrid. Wakati wa kuhesabu, sheria ya uwezekano hutumiwa (uwezekano wa tukio la matukio mawili au zaidi kwa wakati mmoja ni sawa na bidhaa ya uwezekano wao). Msalaba wa dihybrid unaweza kugawanywa katika mbili, na msalaba wa trihybrid katika misalaba mitatu ya kujitegemea ya monohybrid, ambayo kila uwezekano wa udhihirisho wa sifa mbili tofauti katika F 2 ni sawa na 3: 1. Kwa hiyo, formula ya kugawanya phenotype. katika F 2 dihybrid msalaba itakuwa:

(3: 1) 2 = 9: 3: 3: 1,

trihybrid (3: 1) 3 = 27: 9: 9: 9: 3: 3: 3: 1, nk.

Idadi ya phenotypes katika msalaba wa polyhybrid wa F2 ni sawa na 2 n, ambapo n ni idadi ya jozi za sifa ambazo wazazi hutofautiana.

Fomula za kuhesabu sifa zingine za mahuluti zimewasilishwa katika Jedwali 1.

Jedwali 1. Mifumo ya kiasi cha utengano katika uzao wa mseto
kwa aina mbalimbali za vivuko

Tabia za kiasi	Aina ya kuvuka
Tabia za kiasi	mseto mmoja	mseto	mseto wa aina nyingi
Idadi ya aina ya gamete iliyoundwa na mseto F 1	2	2 2	2n
Idadi ya mchanganyiko wa gamete wakati wa kuunda F 2	4	4 2	4n
Idadi ya phenotypes F2	2	2 2	2n
Idadi ya genotypes F 2	3	3 2	3
Mgawanyiko wa phenotype katika F 2	3: 1	(3: 1) 2	(3:1) n
Kutenganishwa kwa aina ya jeni katika F 2	1: 2: 1	(1: 2: 1) 2	(1:2:1)n

Udhihirisho wa mifumo ya urithi iliyogunduliwa na Mendel inawezekana tu chini ya hali fulani (kujitegemea kwa majaribio). Wao ni:

Uundaji unaowezekana sawa na mseto wa aina zote za gametes.
Mchanganyiko wote unaowezekana wa gametes wakati wa mchakato wa mbolea.
Uwepo sawa wa aina zote za zygotes.

Ikiwa hali hizi hazipatikani, basi asili ya kutengwa katika uzao wa mseto hubadilika.

Hali ya kwanza inaweza kukiukwa kutokana na kutokuwepo kwa aina moja au nyingine ya gamete, labda kutokana na sababu mbalimbali, kwa mfano, athari mbaya ya jeni nyingine iliyoonyeshwa kwenye kiwango cha gametic.

Hali ya pili inakiukwa katika kesi ya mbolea ya kuchagua, ambayo kuna fusion ya upendeleo wa aina fulani za gametes. Zaidi ya hayo, gamete yenye jeni sawa inaweza kuishi tofauti wakati wa mchakato wa mbolea, kulingana na ikiwa ni kike au kiume.

Hali ya tatu kawaida hukiukwa ikiwa jeni kubwa ina athari mbaya katika hali ya homozygous. Katika kesi hii, katika F 2 kuvuka monohybrid kama matokeo ya kifo cha homozigoti kubwa AA badala ya mgawanyiko wa 3:1, mgawanyiko wa 2:1 unazingatiwa. (Maelezo zaidi katika hotuba inayofuata.)

Sababu ya kupotoka kutoka kwa fomula za utengano wa Mendelian pia inaweza kuwa udhihirisho usio kamili wa sifa. Kiwango cha udhihirisho wa hatua ya jeni katika phenotype inaonyeshwa na neno la kuelezea. Kwa baadhi ya jeni ni imara na inategemea sana hali ya nje. Mfano ni jeni la kupindukia la rangi nyeusi ya mwili katika Drosophila (mutation ebony), udhihirisho wake ambao unategemea hali ya joto, kama matokeo ya ambayo watu wa heterozygous kwa jeni hili wanaweza kuwa na rangi nyeusi.

Ugunduzi wa Mendel wa sheria za urithi ulikuwa zaidi ya miongo mitatu kabla ya maendeleo ya genetics. Kazi "Uzoefu na Mchanganyiko wa Mimea" iliyochapishwa na mwandishi haikueleweka na kuthaminiwa na watu wa wakati wake, pamoja na Charles Darwin. Sababu kuu ya hii ni kwamba wakati wa kuchapishwa kwa kazi ya Mendel, chromosomes zilikuwa bado hazijagunduliwa na mchakato wa mgawanyiko wa seli, ambao, kama ilivyotajwa hapo juu, ulikuwa msingi wa cytological wa mifumo ya Mendelian, bado haujaelezewa. Kwa kuongeza, Mendel mwenyewe alitilia shaka umoja wa mifumo aliyogundua wakati, kwa ushauri wa K. Nägeli, alianza kuangalia matokeo yaliyopatikana kwenye kitu kingine - hawkweed. Bila kujua kwamba hawksbill inazalisha parthenogenetically na, kwa hiyo, haiwezekani kupata mahuluti kutoka kwake, Mendel alikatishwa tamaa kabisa na matokeo ya majaribio, ambayo hayakufaa katika mfumo wa sheria zake. Chini ya ushawishi wa kushindwa, aliacha utafiti wake.

Utambuzi ulikuja kwa Mendel mwanzoni mwa karne ya ishirini, wakati mnamo 1900 watafiti watatu - G. de Vries, K. Correns na E. Cermak - walichapisha kwa uhuru matokeo ya masomo yao, wakitoa tena majaribio ya Mendel, na kuthibitisha usahihi wake. hitimisho. Kwa kuwa kwa wakati huu mitosis, karibu kabisa meiosis (maelezo yake kamili yalikamilishwa mnamo 1905), pamoja na mchakato wa mbolea, ulikuwa umeelezewa kabisa, wanasayansi waliweza kuunganisha tabia ya mambo ya urithi wa Mendelian na tabia ya chromosomes wakati wa seli. mgawanyiko. Ugunduzi upya wa sheria za Mendel ukawa mahali pa kuanzia kwa ukuzaji wa jeni.

Muongo wa kwanza wa karne ya ishirini. ikawa kipindi cha maandamano ya ushindi ya Mendelism. Mifumo iliyogunduliwa na Mendel ilithibitishwa katika utafiti wa sifa mbalimbali katika vitu vya mimea na wanyama. Wazo la umoja wa sheria za Mendel liliibuka. Wakati huo huo, ukweli ulianza kujilimbikiza ambao haukufaa ndani ya mfumo wa sheria hizi. Lakini ilikuwa njia ya mseto ambayo ilifanya iwezekanavyo kufafanua asili ya kupotoka hizi na kuthibitisha usahihi wa hitimisho la Mendel.

Jozi zote za wahusika ambazo zilitumiwa na Mendel zilirithiwa kulingana na aina ya utawala kamili. Katika kesi hii, jeni la recessive katika heterozygote haina athari, na phenotype ya heterozygote imedhamiriwa pekee na jeni kubwa. Hata hivyo, idadi kubwa ya sifa katika mimea na wanyama hurithi kulingana na aina ya utawala usio kamili. Katika kesi hii, mseto wa F 1 hauzai kabisa tabia ya mzazi mmoja au mwingine. Usemi wa sifa ni wa kati, na kupotoka kubwa au ndogo katika mwelekeo mmoja au mwingine.

Mfano wa utawala usio kamili unaweza kuwa rangi ya kati ya waridi ya maua katika mahuluti ya urembo wa usiku unaopatikana kwa kuvuka mimea yenye rangi nyekundu na nyeupe inayotawala (angalia mchoro).

Mpango wa utawala usio kamili katika urithi wa rangi ya maua katika uzuri wa usiku

Kama inavyoonekana kutoka kwa mchoro, sheria ya usawa wa mahuluti ya kizazi cha kwanza inatumika katika kuvuka. Mahuluti yote yana rangi sawa - pink - kama matokeo ya utawala usio kamili wa jeni A. Katika kizazi cha pili, genotypes tofauti zina mzunguko sawa na katika jaribio la Mendel, na fomula ya ubaguzi wa phenotypic pekee hubadilika. Inaendana na fomula ya kutengwa na genotype - 1: 2: 1, kwani kila aina ya genotype ina tabia yake mwenyewe. Hali hii inawezesha uchambuzi, kwani hakuna haja ya kuvuka kwa uchambuzi.

Kuna aina nyingine ya tabia ya jeni za allelic katika heterozygote. Inaitwa codominance na inaelezwa katika utafiti wa urithi wa makundi ya damu kwa wanadamu na idadi ya wanyama wa ndani. Katika hali hii, mseto ambao jenotipu yake ina jeni zote mbili za asili huonyesha sifa mbadala kwa usawa. Codominance inazingatiwa wakati wa kurithi vikundi vya damu vya mfumo wa A, B, 0 kwa wanadamu. Watu wenye kikundi AB(Kikundi cha IV) kuna antijeni mbili tofauti katika damu, ambayo usanisi wake unadhibitiwa na jeni mbili za mzio.

Sheria za Mendel

Ugunduzi upya Sheria za Mendel Hugo de Vries nchini Uholanzi, Karl Correns nchini Ujerumani na Erich Chermak katika Austria ilitokea tu katika 1900 mwaka. Wakati huo huo, kumbukumbu zilifunguliwa na kazi za zamani za Mendel zilipatikana.

Kwa wakati huu, ulimwengu wa kisayansi ulikuwa tayari kukubali maumbile. Maandamano yake ya ushindi yalianza. Walikagua uhalali wa sheria za urithi kulingana na Mendel (Mendelization) juu ya mimea na wanyama zaidi na zaidi na kupokea uthibitisho wa mara kwa mara. Isipokuwa zote kwa sheria zilikuzwa haraka kuwa matukio mapya ya nadharia ya jumla ya urithi.

Hivi sasa, sheria tatu za msingi za genetics, Sheria tatu za Mendel, zimeundwa kama ifuatavyo.

Sheria ya kwanza ya Mendel. Usawa wa mahuluti ya kizazi cha kwanza. Tabia zote za kiumbe zinaweza kuwa katika udhihirisho wao mkubwa au wa kupindukia, ambayo inategemea aleli za jeni fulani. Kila kiumbe kina aleli mbili za kila jeni (chromosomes 2n). Kwa udhihirisho aleli inayotawala nakala yake moja inatosha kudhihirisha recessive- tunahitaji mbili mara moja. Kwa hivyo, genotypes AA Na Ah mbaazi hutoa maua nyekundu, na tu genotype ahh inatoa nyeupe. Kwa hivyo tunapovuka mbaazi nyekundu na mbaazi nyeupe:

AA x aa Aa

Kama matokeo ya kuvuka, tunapata watoto wote wa kizazi cha kwanza na maua nyekundu. Walakini, sio zote rahisi sana. Baadhi ya jeni katika baadhi ya viumbe inaweza kuwa kubwa au recessive, lakini codominant. Kama matokeo ya kuvuka vile, kwa mfano, katika petunia na cosmos, tutapata kizazi cha kwanza cha maua ya pink - udhihirisho wa kati wa alleles nyekundu na nyeupe.

Sheria ya pili ya Mendel. Mgawanyiko wa herufi katika kizazi cha pili kwa uwiano wa 3:1. Wakati heterozygous mahuluti ya kizazi cha kwanza, kubeba aleli kubwa na recessive, self-pollinate, katika kizazi cha pili wahusika ni kugawanywa katika uwiano wa 3: 1.

Misalaba ya Mendelian inaweza kuonyeshwa kwenye mchoro ufuatao:

P: AA x aa F1: Aa x Aa F2: AA + Aa + Aa + aa

Hiyo ni, mmea mmoja wa F 2 hubeba genotype kuu ya homozygous, miwili ina aina ya heterozygous (lakini aleli kubwa inaonekana katika phenotype!), na mmea mmoja ni homozigous kwa aleli inayopita. Hii husababisha mgawanyiko wa kifani wa sifa katika uwiano wa 3:1, ingawa mgawanyiko wa genotypic kwa kweli ni 1:2:1. Katika kesi ya sifa ya codominant, mgawanyiko huo unazingatiwa, kwa mfano, katika rangi ya maua katika petunia: mmea mmoja na maua nyekundu, mbili na nyekundu na moja na nyeupe.

Sheria ya tatu ya Mendel. Sheria ya urithi wa kujitegemea wa sifa tofauti

Kwa kuvuka kwa mseto, Mendel alichukua mimea ya pea ya homozygous ambayo ilikuwa tofauti katika jeni mbili - rangi ya mbegu (njano, kijani) na sura ya mbegu (laini, iliyokunjamana). Tabia kuu - rangi ya manjano (I) na sura laini (K) mbegu Kila mmea hutoa aina moja ya gametes kulingana na aleli zilizosomwa. Wakati gametes itaunganishwa, watoto wote watakuwa sawa: II Rr.

Wakati gameti zinaundwa katika mseto, kutoka kwa kila jozi ya jeni la allelic, moja tu huingia kwenye gamete, na kwa sababu ya utofauti wa kromosomu ya baba na mama katika mgawanyiko wa kwanza wa meiosis, jeni. I inaweza kuingia kwenye gamete sawa na jeni R au na jeni r. Vivyo hivyo, jeni i inaweza kuwa katika gamete sawa na jeni R au na jeni r. Kwa hivyo, mseto hutoa aina nne za gametes: IR, Ir, iR, ir. Wakati wa urutubishaji, kila moja ya aina nne za gamete kutoka kwa kiumbe kimoja hukutana bila mpangilio wowote wa gametes kutoka kwa kiumbe kingine. Mchanganyiko wote unaowezekana wa gametes wa kiume na wa kike unaweza kuanzishwa kwa urahisi kwa kutumia Vipande vya Punnett, ambamo gameti za mzazi mmoja zimeandikwa kwa mlalo, na gameti za mzazi mwingine kwa wima. Genotypes za zygotes zilizoundwa wakati wa kuunganishwa kwa gametes huingizwa kwenye viwanja.

Ni rahisi kuhesabu kuwa kulingana na phenotype, watoto wamegawanywa katika vikundi 4: 9 laini ya manjano, 3 ya manjano iliyokunjwa, 3 laini ya kijani kibichi, 1 ya manjano iliyokunjwa, ambayo ni, uwiano wa kugawanyika wa 9: 3: 3: 1 ni. kuzingatiwa. Ikiwa tutazingatia matokeo ya kugawanyika kwa kila jozi ya wahusika kando, zinageuka kuwa uwiano wa idadi ya mbegu za njano kwa idadi ya kijani na uwiano wa mbegu laini kwa zilizo na wrinkled kwa kila jozi ni sawa na 3. :1. Kwa hivyo, kwa kuvuka kwa dihybrid, kila jozi ya wahusika, wakati wa kugawanyika kwa watoto, hufanya kwa njia sawa na kuvuka kwa monohybridi, yaani, bila kujitegemea jozi nyingine ya wahusika.

Wakati wa mbolea, gametes huunganishwa kulingana na sheria za mchanganyiko wa random, lakini kwa uwezekano sawa kwa kila mmoja. Katika zygotes zinazosababisha, mchanganyiko mbalimbali wa jeni hutokea.

Usambazaji wa kujitegemea wa jeni katika watoto na kutokea kwa mchanganyiko mbalimbali wa jeni hizi wakati wa kuvuka kwa dihybrid inawezekana tu ikiwa jozi za jeni za allelic ziko katika jozi tofauti za chromosomes ya homologous.

Kwa hivyo, sheria ya tatu ya Mendel imeundwa kama ifuatavyo: Wakati wa kuvuka watu wawili wa homozygous ambao hutofautiana kutoka kwa kila mmoja katika jozi mbili au zaidi za sifa mbadala, jeni na sifa zao zinazofanana zinarithiwa kwa kujitegemea.

Recessive akaruka. Mendel alipata uwiano sawa wa nambari wakati wa kugawanya aleli za jozi nyingi za sifa. Hii hasa iliashiria maisha sawa ya watu wa aina zote za jeni, lakini hii inaweza kuwa sivyo. Inatokea hivyo homozigoti kwa sifa fulani haiishi. Kwa mfano, rangi ya njano katika panya inaweza kuwa kutokana na heterozygosity kwa Aguti njano. Wakati wa kuvuka heterozigoti kama hizo kwa kila mmoja, mtu angetarajia kutengwa kwa sifa hii kwa uwiano wa 3: 1. Hata hivyo, mgawanyiko wa 2: 1 unazingatiwa, yaani, 2 njano hadi 1 nyeupe (homozygote recessive).

A y a x A y a 1aa + 2A y a + 1A y A y -- genotype ya mwisho haiishi.

Imeonyeshwa kuwa homozigoti kubwa (kwa rangi) haiishi hata katika hatua ya kiinitete. Aleli hii ni wakati huo huo kifo cha kupita kiasi(yaani, mabadiliko ya recessive na kusababisha kifo cha kiumbe).

Kuruka nusu. Ugonjwa wa ubaguzi wa Mendelian mara nyingi hutokea kwa sababu baadhi ya jeni ni nusu-kuruka-- uwezekano wa gametes au zygotes na alleles vile hupunguzwa kwa 10-50%, ambayo inaongoza kwa ukiukaji wa 3: 1 cleavage.

Ushawishi wa mazingira ya nje. Usemi wa baadhi ya jeni unaweza kutegemea sana hali ya mazingira. Kwa mfano, baadhi ya alleles huonekana phenotypically tu kwa joto fulani wakati wa awamu fulani ya maendeleo ya viumbe. Hii pia inaweza kusababisha ukiukaji wa ubaguzi wa Mendelian.

Jeni za kurekebisha na polijeni. Isipokuwa jeni kuu, ambayo inadhibiti sifa hii, kunaweza kuwa na kadhaa zaidi katika genotype jeni za kurekebisha, kurekebisha usemi wa jeni kuu. Tabia zingine zinaweza kuamua sio na jeni moja, lakini kwa tata nzima ya jeni, ambayo kila moja inachangia udhihirisho wa sifa. Ishara hii kawaida huitwa ya polijeni. Haya yote pia yatavuruga mgawanyiko wa 3:1.

urithi mseto kuvuka mendel

Sheria ya kwanza ya Mendel. Sheria ya Usawa wa Mseto wa Kizazi cha Kwanza

Wakati wa kuvuka watu wa homozygous ambao hutofautiana katika jozi moja ya wahusika mbadala (wa kipekee), watoto wote kizazi cha kwanza sare katika phenotype na genotype.

Mimea ya mbaazi yenye mbegu za njano (tabia kuu) na kijani (sifa ya kupindukia) zilivuka. Uundaji wa gametes unaongozana na meiosis. Kila mmea hutoa aina moja ya gamete. Kutoka kwa kila jozi ya homologous ya kromosomu, kromosomu moja yenye jeni moja ya alleliki (A au a) huenda kwenye gametes. Baada ya mbolea, kuunganisha kwa chromosomes ya homologous hurejeshwa na mahuluti huundwa. Mimea yote itakuwa na mbegu za manjano pekee (phenotype), heterozygous kwa aina ya Aa. Hii hutokea wakati utawala kamili.

Mseto Aa ina jeni moja A kutoka kwa mzazi mmoja, na jeni la pili - a - kutoka kwa mzazi mwingine (Mchoro 73).

Gamete za haploid (G), tofauti na viumbe vya diplodi, zimezunguka.

Kama matokeo ya kuvuka, mahuluti ya kizazi cha kwanza hupatikana, yaliyoteuliwa F 1.

Ili kurekodi misalaba, meza maalum hutumiwa, iliyopendekezwa na mtaalamu wa maumbile wa Kiingereza Punnett na kuitwa gridi ya Punnett.

Gametes ya mtu binafsi ya baba imeandikwa kwa usawa, na gametes ya mtu binafsi ya uzazi kwa wima. Genotype inarekodiwa kwenye makutano.

Mchele. 73.Urithi katika misalaba ya monohybrid.

I - kuvuka aina mbili za mbaazi na mbegu za njano na kijani (P); II

Misingi ya saikolojia ya sheria za Mendel I na II.

F 1 - heterozygotes (Aa), F 2 - kutengwa kulingana na genotype 1 AA: 2 Aa: 1 aa.

py kizazi. Katika jedwali, idadi ya seli inategemea idadi ya aina za gamete zinazozalishwa na watu binafsi wanaovuka.

Sheria ya pili ya Mendel. Sheria ya kugawanyika kwa mahuluti ya kizazi cha kwanza

Wakati mahuluti ya kizazi cha kwanza yanapovuka kila mmoja, watu walio na sifa kuu na za kurudi nyuma huonekana katika kizazi cha pili na mgawanyiko hutokea kwa phenotype katika uwiano wa 3: 1 (phenotypes tatu kuu na moja ya recessive) na 1: 2: 1 kwa genotype (tazama. Mchoro 73). Kugawanyika vile kunawezekana wakati utawala kamili.

Hypothesis ya "usafi" wa gametes

Sheria ya kugawanyika inaweza kuelezewa na dhana ya "usafi" wa gametes.

Mendel aliita hali ya kutochanganya aleli za wahusika mbadala katika gametes ya kiumbe cha heterozygous (mseto) dhana ya "usafi" wa gametes. Jeni mbili za mzio (Aa) zinawajibika kwa kila sifa. Wakati mahuluti yanapoundwa, jeni za allelic hazichanganyiki, lakini hubakia bila kubadilika.

Kama matokeo ya meiosis, mahuluti ya Aa huunda aina mbili za gametes. Kila gamete ina moja ya jozi ya kromosomu homologous na allelic gene A au allelic gene A. Gametes ni safi kutoka kwa jeni nyingine ya mzio. Wakati wa mbolea, homolojia ya chromosomes na allelicity ya jeni hurejeshwa, na sifa ya recessive (rangi ya kijani ya mbaazi) inaonekana, jeni ambayo haikuonyesha athari yake katika viumbe vya mseto. Tabia hukua kupitia mwingiliano wa jeni.

Utawala usio kamili

Katika utawala usio kamili watu wa heterozygous wana phenotype yao wenyewe, na sifa ni ya kati.

Wakati wa kuvuka mimea ya uzuri wa usiku na maua nyekundu na nyeupe, watu wa rangi ya pink huonekana katika kizazi cha kwanza. Wakati wa kuvuka mahuluti ya kizazi cha kwanza (maua ya pink), cleavage katika watoto kwa genotype na phenotype inafanana (Mchoro 74).

Mchele. 74.Urithi na utawala usio kamili katika mmea wa uzuri wa usiku.

Jeni inayosababisha anemia ya seli mundu kwa binadamu ina sifa ya utawala usio kamili.

Msalaba wa uchambuzi

Tabia ya recessive (mbaazi ya kijani) inaonekana tu katika hali ya homozygous. Homozygous (mbaazi za njano) na heterozygous (mbaazi za njano) watu binafsi wenye sifa kubwa hawana tofauti kutoka kwa kila mmoja katika phenotype, lakini wana genotypes tofauti. Aina zao za jenasi zinaweza kuamuliwa kwa kuvuka na watu binafsi walio na aina inayojulikana. Mtu kama huyo anaweza kuwa mbaazi za kijani kibichi, ambazo zina sifa ya recessive ya homozygous. Msalaba huu unaitwa msalaba uliochambuliwa. Ikiwa, kama matokeo ya kuvuka, watoto wote ni sare, basi mtu anayesoma ni homozygous.

Ikiwa mgawanyiko hutokea, basi mtu binafsi ni heterozygous. Mzao wa mtu mwenye heterozygous hutoa kupasuka kwa uwiano wa 1: 1.

Sheria ya III ya Mendel. Sheria ya mchanganyiko huru wa sifa (Mchoro 75). Viumbe hutofautiana kutoka kwa kila mmoja kwa njia kadhaa.

Kuvuka kwa watu ambao hutofautiana katika sifa mbili huitwa dihybrid, na kwa njia nyingi - polyhybrid.

Wakati wa kuvuka watu wa homozygous ambao hutofautiana katika jozi mbili za wahusika mbadala, katika kizazi cha pili hutokea. mchanganyiko wa kujitegemea wa vipengele.

Kama matokeo ya kuvuka kwa dihybrid, kizazi chote cha kwanza ni sare. Katika kizazi cha pili, mgawanyiko wa phenotypic hutokea kwa uwiano wa 9: 3: 3: 1.

Kwa mfano, ikiwa unavuka pea yenye mbegu za njano na uso laini (tabia kuu) na pea yenye mbegu za kijani na uso ulio na wrinkled (tabia ya recessive), kizazi chote cha kwanza kitakuwa sare (mbegu za njano na laini).

Wakati mahuluti yalivuka kwa kila mmoja katika kizazi cha pili, watu binafsi walionekana na sifa ambazo hazikuwepo katika fomu za awali (mbegu za njano zilizo na wrinkled na kijani laini). Tabia hizi ni za kurithi bila kujali kutoka kwa kila mmoja.

Mtu binafsi wa diheterozygous alizalisha aina 4 za gametes

Kwa urahisi wa kuhesabu watu binafsi kusababisha kizazi cha pili baada ya kuvuka mahuluti, gridi ya Punnett hutumiwa.

Mchele. 75.Usambazaji huru wa sifa katika misalaba ya dihybrid. A, B, a, b - aleli zinazotawala na zinazorudisha nyuma ambazo hudhibiti ukuaji wa sifa mbili. G - seli za vijidudu vya wazazi; F 1 - mahuluti ya kizazi cha kwanza; F 2 - mahuluti ya kizazi cha pili.

Kama matokeo ya meiosis, moja ya jeni la aleli kutoka kwa jozi ya kromosomu ya homologous itahamishiwa kwa kila gamete.

Aina 4 za gametes huundwa. Mgawanyiko baada ya kuvuka katika uwiano wa 9:3:3:1 (watu 9 walio na sifa kuu mbili, mtu 1 aliye na sifa mbili za kubadilika, watu 3 wenye sifa kuu moja na nyinginezo, watu 3 walio na sifa kuu na za kupindukia).

Kuonekana kwa watu walio na sifa kubwa na za kurudi nyuma kunawezekana kwa sababu jeni zinazohusika na rangi na umbo la mbaazi ziko kwenye chromosomes zisizo za homologous.

Kila jozi ya jeni za mzio husambazwa kwa kujitegemea kwa jozi nyingine, na kwa hiyo jeni zinaweza kuunganishwa kwa kujitegemea.

Mtu binafsi wa heterozygous kwa jozi za "n" za sifa huunda aina 2 za gametes.

Maswali ya kujidhibiti

1. Je, sheria ya kwanza ya Mendel imetungwaje?

2. Mendel alivuka mbegu gani na mbaazi?

3. Mimea yenye mbegu gani ilitokana na kuvuka?

4. Sheria ya Mendel II inatungwaje?

5. Mimea yenye sifa gani ilipatikana kutokana na kuvuka mahuluti ya kizazi cha kwanza?

6. Je, mgawanyiko hutokea kwa uwiano gani wa nambari?

7. Sheria ya kugawanyika inaweza kuelezwaje?

8. Jinsi ya kuelezea hypothesis ya "usafi" wa gametes?

9. Jinsi ya kuelezea utawala usio kamili wa sifa? 10.Ni aina gani ya kupasuka kwa phenotype na genotype hutokea

baada ya kuvuka mahuluti ya kizazi cha kwanza?

11. Msalaba wa uchambuzi unafanywa lini?

12. Msalaba wa uchambuzi unafanywaje?

13.Ni aina gani ya msalaba inaitwa dihybrid?

14. Je, jeni zinazohusika na rangi na sura ya mbaazi ziko kwenye chromosomes gani?

15. Sheria ya III ya Mendel inaundwaje?

16. Ni mgawanyiko gani wa phenotypic hutokea katika kizazi cha kwanza?

17. Ni aina gani ya cleavage ya phenotypic hutokea katika kizazi cha pili?

18.Ni nini kinatumika kwa urahisi wa kuhesabu watu kutokana na kuvuka mahuluti?

19. Tunawezaje kueleza sura ya watu wenye sifa ambazo hazikuwapo hapo awali?

Maneno muhimu ya mada "Sheria za Mendel"

anemia ya mzio

mwingiliano

gametes

jeni

genotype

heterozygote

mseto

hypothesis ya "usafi" wa gametes

homozigoti

homolojia

mbaazi

pea

kitendo

mseto

utawala

usawa

sheria

meiosis

elimu ya kuchorea

mbolea

mtu binafsi

kuoanisha

uso

hesabu

kizazi

mseto wa aina nyingi

uzao

mwonekano

ishara

mmea

mgawanyiko

Gridi ya Punnett

wazazi

mali

mbegu

kuvuka

muunganisho

uwiano

tofauti

urahisi

phenotype

fomu

tabia

rangi

maua

Allism nyingi

Jeni za mzio zinaweza kujumuisha sio mbili, lakini idadi kubwa ya jeni. Hizi ni aleli nyingi. Zinatokea kama matokeo ya mabadiliko (badala au upotezaji wa nucleotide katika molekuli ya DNA). Mfano wa aleli nyingi zinaweza kuwa jeni zinazohusika na vikundi vya damu ya binadamu: I A, I B, I 0. Jeni I A na I B zinatawala jeni I 0. Jeni mbili tu kutoka kwa safu ya aleli zipo kila wakati kwenye genotype. Jeni I 0 I 0 kuamua kundi la damu I, jeni I A I A, I A I O - kundi II, I B I B, I B I 0 - kundi III, I A I B - kundi IV.

Mwingiliano wa jeni

Kuna uhusiano changamano kati ya jeni na sifa. Jeni moja inaweza kuwajibika kwa maendeleo ya sifa moja.

Jeni huwajibika kwa usanisi wa protini ambazo huchochea athari fulani za kibaolojia, na kusababisha sifa fulani.

Jeni moja inaweza kuwajibika kwa maendeleo ya sifa kadhaa, kuonyesha athari ya pleiotropic. Ukali wa athari ya pleiotropic ya jeni inategemea mmenyuko wa biokemikali unaochochewa na kimeng'enya kilichoundwa chini ya udhibiti wa jeni hili.

Jeni kadhaa zinaweza kuwajibika kwa maendeleo ya sifa moja - hii polima kitendo cha jeni.

Udhihirisho wa dalili ni matokeo ya mwingiliano wa athari mbalimbali za biochemical. Mwingiliano huu unaweza kuhusishwa na jeni za mzio na zisizo za alleliki.

Mwingiliano wa jeni za mzio.

Mwingiliano wa jeni ziko katika jozi moja ya mzio hutokea kama ifuatavyo:

. utawala kamili;

. utawala usio kamili;

. utawala wa pamoja;

. kupindukia.

Katika kamili Katika kutawala, kitendo cha jeni moja (kinachotawala) hukandamiza kabisa kitendo cha mwingine (recessive). Wakati wa kuvuka, sifa kuu inaonekana katika kizazi cha kwanza (kwa mfano, rangi ya njano ya mbaazi).

Katika haijakamilika utawala hutokea wakati athari ya aleli inayotawala inapodhoofishwa mbele ya yenye kupindukia. Watu wa Heterozygous waliopatikana kwa sababu ya kuvuka wana genotype yao wenyewe. Kwa mfano, wakati wa kuvuka mimea ya uzuri wa usiku na maua nyekundu na nyeupe, maua ya pink yanaonekana.

Katika kutawala kwa pamoja Athari za jeni zote mbili zinaonyeshwa wakati zipo wakati huo huo. Matokeo yake, dalili mpya inaonekana.

Kwa mfano, kundi la damu la IV (I A I B) kwa wanadamu huundwa na mwingiliano wa jeni I A na I B. Tofauti, jeni la I A huamua kundi la damu la II, na jeni la I B huamua kundi la damu la III.

Katika kupindukia aleli kubwa katika hali ya heterozygous ina udhihirisho wenye nguvu wa sifa kuliko katika hali ya homozygous.

Mwingiliano wa jeni zisizo za asili

Sifa moja ya kiumbe mara nyingi inaweza kuathiriwa na jozi kadhaa za jeni zisizo za alleliki.

Mwingiliano wa jeni zisizo za mzio hutokea kama ifuatavyo:

. ukamilishano;

. epistasis;

. polima.

Kukamilisha athari hujidhihirisha kwa uwepo wa wakati huo huo wa jeni mbili kuu zisizo za allelic katika genotype ya viumbe. Kila moja ya jeni kubwa inaweza kujidhihirisha kwa kujitegemea ikiwa nyingine iko katika hali ya kupungua, lakini uwepo wao wa pamoja katika hali kubwa katika zygote huamua hali mpya ya sifa.

Mfano. Aina mbili za mbaazi tamu na maua nyeupe zilivuka. Mahuluti yote ya kizazi cha kwanza yalikuwa na maua nyekundu. Rangi ya maua inategemea jeni mbili zinazoingiliana A na B.

Protini (enzymes) zilizoundwa kwa misingi ya jeni A na B huchochea athari za biochemical ambayo husababisha udhihirisho wa sifa (rangi nyekundu ya maua).

Epistasis- mwingiliano ambapo moja ya jeni kuu au pungufu isiyo ya aleli hukandamiza kitendo cha jeni nyingine isiyo ya aleli. Jeni inayokandamiza kitendo cha mwingine inaitwa jeni ya epistatic, au kikandamizaji. Jeni iliyokandamizwa inaitwa hypostatic. Epistasis inaweza kuwa kubwa au kupita kiasi.

Epistasis kubwa. Mfano wa epistasis kubwa itakuwa urithi wa rangi ya manyoya katika kuku. Jeni C kubwa inawajibika kwa rangi ya manyoya. Jeni kuu isiyo ya mzio mimi hukandamiza ukuaji wa rangi ya manyoya. Kutokana na hili, kuku ambao wana jeni C katika genotype, mbele ya jeni I, wana manyoya meupe: IICC; IICC; IiCc; iicc. Kuku walio na aina ya iicc genotype pia watakuwa weupe kwa sababu jeni hizi ziko katika hali ya kujirudia. Manyoya ya kuku na iiCC, iiCc genotype yatapakwa rangi. Rangi nyeupe ya manyoya ni kutokana na kuwepo kwa aleli ya recessive ya jeni i au kuwepo kwa jeni la kukandamiza rangi I. Mwingiliano wa jeni unategemea uhusiano wa biochemical kati ya protini za enzyme, ambazo zimesimbwa na jeni za epistatic.

Epistasis nyingi. Epistasis ya kupindukia inaelezea jambo la Bombay - urithi usio wa kawaida wa antijeni wa mfumo wa kundi la damu la ABO. Kuna vikundi 4 vya damu vinavyojulikana.

Katika familia ya mwanamke aliye na kundi la damu I (I 0 I 0), mwanamume aliye na kundi la damu II (I A I A) alimzaa mtoto mwenye kundi la damu IV (I A I B), ambayo haiwezekani. Ilibainika kuwa mwanamke huyo alirithi jeni la I B kutoka kwa mama yake na jeni la I 0 kutoka kwa baba yake. Jeni I 0 pekee ndiyo iliyoonyesha athari, kwa hivyo

iliaminika kuwa mwanamke huyo alikuwa na kundi la damu I. Jeni I B ilikandamizwa na jeni x ya recessive, ambayo ilikuwa katika hali ya homozygous - xx.

Katika mtoto wa mwanamke huyu, jeni la I B lililokandamizwa lilionyesha athari yake. Mtoto alikuwa na kundi la IV la damu I A I B.

PolimaAthari ya jeni ni kutokana na ukweli kwamba jeni kadhaa zisizo za allelic zinaweza kuwajibika kwa sifa sawa, na kuimarisha udhihirisho wake. Sifa zinazotegemea jeni za polima zimeainishwa kuwa za kiasi. Jeni zinazohusika na ukuzaji wa sifa za kiasi zina athari ya kuongezeka. Kwa mfano, jeni za polymeric zisizo za allelic S 1 na S 2 zinawajibika kwa rangi ya ngozi kwa wanadamu. Mbele ya alleles kubwa za jeni hizi, rangi nyingi hutengenezwa, mbele ya zile zinazorudisha nyuma - kidogo. Nguvu ya rangi ya ngozi inategemea kiasi cha rangi, ambayo imedhamiriwa na idadi ya jeni kubwa.

Kutoka kwa ndoa kati ya mulattoes S 1 s 1 S 2 s 2, watoto huzaliwa na rangi ya ngozi kutoka mwanga hadi giza, lakini uwezekano wa kuwa na mtoto mwenye rangi nyeupe na nyeusi ni 1/16.

Tabia nyingi hurithi kulingana na kanuni ya polymeric.

Maswali ya kujidhibiti

1. Aleli nyingi ni nini?

2. Je, ni jeni gani zinazohusika na aina za damu za binadamu?

3. Mtu ana aina gani za damu?

4. Kuna uhusiano gani kati ya jeni na sifa?

5. Jeni za alleliki huingiliana vipi?

6. Jeni zisizo za aleli huingiliana vipi?

7. Je, tendo la ziada la jeni linaweza kuelezwaje?

8. Epistasis inaweza kuelezwaje?

9. Je, hatua ya polymeric ya jeni inawezaje kuelezwa?

Maneno muhimu ya mada "Aleli nyingi na mwingiliano wa jeni"

allelism allele antijeni ndoa

mwingiliano

genotype

mseto

mbaazi

aina ya damu

kitendo

watoto

utawala

mwanamke

mbadala

kutawala

kutawala kwa pamoja

ngozi

kuku

mama

molekuli

mulatto

mabadiliko

Upatikanaji

urithi

nyukleotidi

kuchorea

manyoya

msingi

mtazamo

rangi

pleiotropy

mkandamizaji

kizazi

upolimishaji

ishara

mfano

uwepo

udhihirisho

maendeleo

majibu

mtoto

matokeo

uhusiano wa overdominance

mfumo wa awali wa protini

kuvuka

jimbo

shahada

hasara

jambo

vimeng'enya

rangi

maua

Binadamu

Sheria za Mendel- kanuni za maambukizi ya sifa za urithi kutoka kwa viumbe vya wazazi kwa wazao wao, kutokana na majaribio ya Gregor Mendel. Kanuni hizi ziliunda msingi wa jeni za kitamaduni na baadaye zilifafanuliwa kama tokeo la mifumo ya molekuli ya urithi. Ingawa sheria tatu kwa kawaida hufafanuliwa katika vitabu vya kiada vya lugha ya Kirusi, “sheria ya kwanza” haikugunduliwa na Mendel. Ya umuhimu hasa kati ya mifumo iliyogunduliwa na Mendel ni "dhahania ya usafi wa gamete."

Encyclopedic YouTube

1 / 5

✪ Sheria ya kwanza na ya pili ya Mendel. Sayansi 3.2

✪ Sheria ya tatu ya Mendel. Sayansi 3.3

✪ Somo la Biolojia Na. 20. Gregor Mendel na Sheria yake ya Kwanza.

✪ Sheria ya kwanza na ya pili ya Mendel iko wazi sana

✪ Sheria ya 1 ya Mendel. Sheria ya kutawala Maandalizi ya Mtihani wa Jimbo Iliyounganishwa na Mtihani wa Jimbo Moja katika baiolojia

Manukuu

Watangulizi wa Mendel

Mwanzoni mwa karne ya 19, J. Goss ( John Goss), akijaribu mbaazi, ilionyesha kwamba wakati wa kuvuka mimea yenye mbaazi ya kijani-bluu na mbaazi ya njano-nyeupe katika kizazi cha kwanza, njano-nyeupe zilipatikana. Hata hivyo, wakati wa kizazi cha pili, sifa ambazo hazikuonekana katika mahuluti ya kizazi cha kwanza na baadaye kuitwa recessive na Mendel zilionekana tena, na mimea pamoja nao haikugawanyika wakati wa kujitegemea.

Kwa hivyo, katikati ya karne ya 19, jambo la kutawala liligunduliwa, usawa wa mahuluti katika kizazi cha kwanza (mahuluti yote ya kizazi cha kwanza ni sawa na kila mmoja), mgawanyiko na mchanganyiko wa wahusika katika kizazi cha pili. Hata hivyo, Mendel, akithamini sana kazi ya watangulizi wake, alisema kuwa hawakupata sheria ya ulimwengu kwa ajili ya malezi na maendeleo ya mahuluti, na majaribio yao hayakuwa na uaminifu wa kutosha kuamua uwiano wa nambari. Ugunduzi wa njia hiyo ya kuaminika na uchambuzi wa hisabati wa matokeo, ambayo ilisaidia kuunda nadharia ya urithi, ni sifa kuu ya Mendel.

Mbinu za Mendel na maendeleo ya kazi

Mendel alisoma jinsi sifa za mtu binafsi zinavyorithiwa.
Mendel alichagua kutoka kwa sifa zote mbadala tu - zile ambazo zilikuwa na chaguzi mbili tofauti katika aina zake (mbegu ni laini au zenye mikunjo; hakuna chaguzi za kati). Kupunguza kwa uangalifu kwa shida ya utafiti kulifanya iwezekane kuweka wazi mifumo ya jumla ya urithi.
Mendel alipanga na kufanya majaribio makubwa. Alipokea aina 34 za mbaazi kutoka kwa kampuni zinazokua mbegu, ambazo alichagua aina 22 "safi" (ambazo hazitoi ubaguzi kulingana na sifa zilizosomwa wakati wa kuchavusha). Kisha akafanya mseto bandia wa aina, na akavuka mahuluti yaliyotokana na kila mmoja. Alisoma urithi wa sifa saba, akisoma jumla ya mahuluti 20,000 ya kizazi cha pili. Jaribio liliwezeshwa na uchaguzi wa mafanikio wa kitu: mbaazi kawaida ni pollinator binafsi, lakini ni rahisi kutekeleza mseto wa bandia juu yao.
Mendel alikuwa mmoja wa wa kwanza katika biolojia kutumia mbinu sahihi za kiidadi kuchanganua data. Kulingana na ujuzi wake wa nadharia ya uwezekano, alitambua haja ya kuchambua idadi kubwa ya misalaba ili kuondoa jukumu la kupotoka kwa nasibu.

Mendel aliita udhihirisho wa tabia ya mmoja tu wa wazazi katika mahuluti kama utawala.

Sheria ya Usawa wa Mseto wa Kizazi cha Kwanza(Sheria ya kwanza ya Mendel) - wakati wa kuvuka viumbe viwili vya homozygous vya mistari safi tofauti na tofauti kutoka kwa kila mmoja katika jozi moja ya udhihirisho mbadala wa sifa hiyo, kizazi cha kwanza cha mahuluti (F1) kitakuwa sawa na kitabeba udhihirisho wa tabia ya mmoja wa wazazi.

Sheria hii pia inajulikana kama "sheria ya kutawala sifa." Uundaji wake unategemea dhana mstari safi kuhusu sifa inayosomwa - kwa lugha ya kisasa hii ina maana homozygosity ya watu binafsi kwa sifa hii. Dhana ya homozygosity ilianzishwa baadaye na W. Batson mwaka wa 1902.

Wakati wa kuvuka mistari safi ya mbaazi zenye maua ya zambarau na mbaazi zenye maua meupe, Mendel aligundua kuwa wazao wa mimea iliyoibuka walikuwa na maua ya zambarau, na hakuna hata nyeupe moja kati yao. Mendel alirudia jaribio zaidi ya mara moja na alitumia ishara zingine. Ikiwa alivuka mbaazi na mbegu za njano na kijani, watoto wote wangekuwa na mbegu za njano. Ikiwa alivuka mbaazi na mbegu laini na zilizokunjamana, uzao ungekuwa na mbegu laini. Wazao wa mimea mirefu na mifupi walikuwa warefu.

Utawala na utawala usio kamili

Baadhi ya wahusika wanaopingana hawako katika uhusiano wa utawala kamili (wakati mmoja hukandamiza mwingine kila wakati katika watu binafsi wa heterozygous), lakini katika uhusiano. utawala usio kamili. Kwa mfano, wakati mistari safi ya snapdragons yenye maua ya zambarau na nyeupe inavuka, watu wa kizazi cha kwanza wana maua ya pink. Wakati mistari safi ya kuku nyeusi na nyeupe ya Andalusi inavuka, kuku za kijivu huzaliwa katika kizazi cha kwanza. Kwa utawala usio kamili, heterozigoti huwa na sifa za kati kati ya zile za homozigoti zinazotawala na zinazotawala.

Kuvuka kwa viumbe vya mistari miwili safi, tofauti katika udhihirisho wa sifa moja iliyosomwa, ambayo alleles ya jeni moja huwajibika, inaitwa kuvuka kwa monohybrid.

Jambo ambalo kuvuka kwa watu wa heterozygous husababisha malezi ya watoto, ambao wengine hubeba sifa kuu, na wengine - wa kupindukia, huitwa ubaguzi. Kwa hivyo, utengano ni usambazaji wa sifa kuu na za kurudi nyuma kati ya watoto katika uwiano fulani wa nambari. Sifa ya kupindukia haipotei katika mahuluti ya kizazi cha kwanza, lakini inakandamizwa tu na inaonekana katika kizazi cha pili cha mseto.

Maelezo

Sheria ya usafi wa gamete- kila gamete ina aleli moja tu kutoka kwa jozi ya aleli za jeni fulani la mtu mzazi.

Kwa kawaida, gamete daima ni safi kutoka kwa jeni la pili la jozi ya allelic. Ukweli huu, ambao haukuweza kuthibitishwa kwa uthabiti wakati wa Mendel, pia huitwa hypothesis ya usafi wa gamete. Dhana hii baadaye ilithibitishwa na uchunguzi wa cytological. Kati ya sheria zote za urithi zilizowekwa na Mendel, "Sheria" hii ndiyo ya jumla zaidi katika asili (inatimizwa chini ya hali nyingi zaidi).

Sheria ya urithi wa kujitegemea wa sifa

Ufafanuzi

Sheria ya urithi wa kujitegemea(Sheria ya tatu ya Mendel) - wakati wa kuvuka watu wawili ambao hutofautiana kutoka kwa kila mmoja katika jozi mbili (au zaidi) za sifa mbadala, jeni na sifa zao zinazolingana zinarithiwa kwa kujitegemea na zimejumuishwa katika mchanganyiko wote unaowezekana (kama katika kuvuka kwa monohybrid) .

Wakati mimea ya homozygous iliyotofautiana katika herufi kadhaa, kama vile maua meupe na ya zambarau na mbaazi ya manjano au kijani, ilipovukwa, urithi wa kila mhusika ulifuata sheria mbili za kwanza, na kwa watoto waliunganishwa kwa njia ambayo urithi wao ulikuwa. ilitokea kwa kujitegemea. Kizazi cha kwanza baada ya kuvuka kilikuwa na phenotype kubwa kwa sifa zote. Katika kizazi cha pili, mgawanyiko wa phenotypes ulionekana kulingana na fomula 9:3:3:1, yaani, 9:16 ilikuwa na maua ya zambarau na mbaazi ya manjano, 3:16 ilikuwa na maua meupe na mbaazi ya manjano, 3:16 maua ya zambarau na mbaazi za kijani, 1:16 na maua meupe na mbaazi za kijani.

Maelezo

Mendel alikutana na sifa ambazo jeni zake ziko katika jozi tofauti za kromosomu za homologous (miundo ya nyukleoproteini kwenye kiini cha seli ya yukariyoti, ambamo habari nyingi za urithi zimejilimbikizia na ambazo zimekusudiwa kuhifadhi, utekelezaji na usambazaji) wa pea. Wakati wa meiosis, chromosomes ya homologous ya jozi tofauti huunganishwa kwa nasibu katika gametes. Ikiwa chromosome ya baba ya jozi ya kwanza inaingia kwenye gamete, basi kwa uwezekano sawa chromosomes ya baba na ya uzazi ya jozi ya pili inaweza kuingia kwenye gamete hii. Kwa hiyo, sifa ambazo jeni ziko katika jozi tofauti za chromosomes za homologous zimeunganishwa kwa kujitegemea. (Baadaye ilibainika kuwa kati ya jozi saba za herufi alizosoma Mendel katika pea, ambayo ina nambari ya diploidi ya kromosomu 2n=14, jeni zinazohusika na mojawapo ya jozi za wahusika zilikuwa kwenye kromosomu sawa. Hata hivyo, Mendel haukugundua ukiukwaji wa sheria ya urithi wa kujitegemea, kwani uhusiano kati ya jeni hizi haukuzingatiwa kwa sababu ya umbali mkubwa kati yao).

Masharti ya kimsingi ya nadharia ya Mendel ya urithi

Katika tafsiri ya kisasa, masharti haya ni kama ifuatavyo:

Vipengele tofauti vya urithi (tofauti, visivyoweza kuchanganywa) - jeni (neno "jeni" lilipendekezwa mwaka wa 1909 na V. Johansen) ni wajibu wa sifa za urithi.
Kila kiumbe cha diplodi kina jozi ya aleli za jeni fulani inayohusika na sifa fulani; mmoja wao amepokelewa kutoka kwa baba, mwingine kutoka kwa mama.
Sababu za urithi hupitishwa kwa wazao kupitia seli za vijidudu. Wakati gametes zinaundwa, kila moja ina aleli moja tu kutoka kwa kila jozi (gametes ni "safi" kwa maana kwamba hawana aleli ya pili).

Masharti ya utimilifu wa sheria za Mendel

Kulingana na sheria za Mendel, sifa za monogenic tu ndizo zinazorithiwa. Ikiwa zaidi ya jeni moja inawajibika kwa sifa ya phenotypic (na wingi kamili wa sifa kama hizo), ina muundo changamano zaidi wa urithi.

Masharti ya kutimiza sheria ya kutenganisha wakati wa kuvuka kwa mseto mmoja

Kugawanya 3:1 kwa phenotype na 1:2:1 kwa genotype hufanywa takriban na chini ya masharti yafuatayo:

Idadi kubwa ya misalaba (idadi kubwa ya watoto) inasomwa.
Gametes zenye aleli A na a huundwa kwa idadi sawa (zina uwezo sawa).
Hakuna mbolea ya kuchagua: gamete zilizo na fuse ya aleli na kila mmoja kwa uwezekano sawa.
Zygotes (embryos) zilizo na genotypes tofauti zina uwezo sawa.
Viumbe wazazi ni wa mistari safi, yaani, ni homozygous kwa jeni inayochunguzwa (AA na aa).
Tabia ni monogenic kweli

Masharti ya utekelezaji wa sheria ya urithi wa kujitegemea

Masharti yote muhimu kwa utimilifu wa sheria ya kugawanyika.
Mahali pa jeni zinazohusika na sifa zinazochunguzwa ni katika jozi tofauti za kromosomu (zisizounganishwa).

Masharti ya kutimiza sheria ya usafi wa gamete

Kozi ya kawaida ya meiosis. Kama matokeo ya kutoungana kwa kromosomu, kromosomu zote mbili kutoka kwa jozi zinaweza kuishia kwenye gameti moja. Katika kesi hii, gamete itabeba jozi ya aleli ya jeni zote zilizomo katika jozi fulani ya chromosomes.