Цитологические основы дигибридного скрещивания схема

Дигибридное скрещивание – схема, правила и задачи

Цитологические основы дигибридного скрещивания схема

Для понимания законов наследования необходимо ознакомиться с понятиями, которой пользуется генетика. Генотип — совокупность генов, присущих одному организму. Они получаются от родителей в индивидуальном порядке и могут влиять друг на друга. Фенотип — анатомические, физиологические и биохимические особенности, сформировавшиеся у организма во время его развития и определенные генотипом.

Гены — это сегменты дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), состоящие из белков или полипептидов, в которых зашифрован код того или иного признака. Они содержатся в хромосомах — внутриклеточных структурах всех органов и тканей живого организма.

Цепочки генов в хромосомах могут насчитывать тысячи фрагментов. Каждый вид имеет свой набор хромосом, т. е. определенное их количество.

Родительские хромосомы, похожие по строению и размеру, называются гомологичными, а их участки, кодирующие одни и те же белки, — аллельными генами.

Клетки, участвующие в оплодотворении (мужские и женские), называются гаметами, им присуща гаплоидность — половинный набор хромосом. Если в процессе участвуют клетки с разным генотипом, то он называется скрещиванием.

В зависимости от способа оплодотворения бывает естественным и искусственным. Особи, полученные от скрещивания, называются гибридами.

Зигота — оплодотворенная клетка, в которой два гаплоидных набора родительских хромосом сливаются в один диплоидный.

Во время деления зиготы участки аллелей генов могут взаимозаменяться, в результате у потомства происходит замещение по генотипу или по фенотипу. Полученные генотипы разделяются на гомозиготные и гетерозиготные организмы.

У первых гомологичные хромосомы содержат аллели генов с одинаковым состоянием одного и того же признака (только доминантным или только рецессивным), по которому могут образоваться гаметы только одного сорта.

При скрещивании таких особей по этой особенности расщепления не происходит.

Гетерозиготные организмы имеют в гомологичных хромосомах аллели, кодирующие разные состояния признака (и доминантные, и рецессивные). Они образуют гаметы двух сортов, а при их скрещивании происходит расщепление примет. Доминантный аллель гена позволяет развиться признаку и в гомо-, и в гетерозиготном состоянии, рецессивный — только в гомозиготном.

Гибридологический анализ

Данный метод генетики основан на скрещивании особей одного вида с альтернативными (контрастными) признаками (АП) и отслеживании их дальнейшего развития у следующих поколений потомства. При этом должны соблюдаться условия:

  • изучаются только исследуемые признаки, остальные не учитываются;
  • целенаправленно подбираются родители с нужными приметами;
  • потомство каждой особи выращивается отдельно от других;
  • ведется количественный учет гибридов, получивших изучаемые признаки;
  • в ряду поколений оценивается потомство, полученное от каждого родителя.

При изучении моно- и дигибридного скрещивания в биологии используются следующие общепринятые символы:

  • Родительский организм обозначается латинской буквой P.
  • Женский пол — значком ♀ или буквой E.
  • Мужской пол — значком ♂ или буквой G.
  • Скрещивание — знаком умножения.
  • Гибридное потомство — латинской буквой F и отмечается цифровым индексом, означающим порядок поколения (F1, F2 и т. д. ).
  • Заглавной буквой записывается доминантный (A, B), строчной — рецессивный ген (a, b).
  • Двумя заглавными — гомозигота по доминантному (AA, BB), двумя строчными — гомозигота по рецессивному признаку (aa, bb).
  • Заглавной и строчной буквами (Аа, Bb) обозначается гетерозигота.

К альтернативным относятся такие признаки, которые радикально отличаются у какого-либо вида. Например, контрастные признаки у гороха: по цвету цветков — красные и белые; по виду кожуры — гладкие и сморщенные; по высоте растения — высокие и низкие.

Законы Менделя

Для определения закономерностей, по которым в потомстве происходит распределение наследственных АП, Г. Мендель анализировал результаты, полученные при скрещивании разных сортов гороха и их гибридов с 1856 по 1864 год.

Растение, выбранное им, было удобно по ряду качеств:

  • хорошо и быстро выращивается;
  • дает многочисленное потомство;
  • имеет много АП;
  • самоопыление, что дает большое число чистых линий, которые передаются из поколения в поколение.

Успеху ученого способствовало то, что он отслеживал наследование только определенного числа признаков. В зависимости от этого скрещивание бывает:

  • моногибридным;
  • дигибридным;
  • полигибридным.

Моногибриным является такое скрещивание, при котором наследственные закономерности выявляются только по одной паре АП, развитие которых определяется единственной парой аллельных генов.

Моногибридный метод

При моногибридном скрещивании все особи F1 наследуют одинаковые особенности, полученные только от одного из родителей. У гороха это оказались красные цветы, белые полностью отсутствовали. Проявляющийся признак Г. Мендель назвал преобладающим или доминантным, а отсутствующий — отступающим или рецессивным.

Выявленные закономерности нашли отражение в гипотезе о чистоте гамет, предполагавшей наличие какого-то материального фактора, определяющего доминантный характер того или иного признака.

Позднее гипотеза подтвердилась, предполагаемый фактор был обнаружен и получил название «ген». У каждой особи два гена, унаследованных один от отца, другой от матери.

Их функция — определение признака, который разовьется у новой особи.

При формировании гаметы в нее попадает только один ген. Половина гамет несет доминантную особенность, другая половина — рецессивную.

При этом любое сочетание гамет дает гибридам одинаковые генотипические и фенотипические черты. Таким образом происходит наследование у гибридов первого поколения.

Эту генетическую закономерность назвали законом доминирования или законом единообразия гибридов первого поколения (первый закон Менделя).

Неполное доминирование

Если в поколении F1 появляются гетерозиготные особи с фенотипом, полностью отличным от фенотипа гомозиготных форм родителей, то говорят, что наследование носит промежуточный характер.

При этом выраженность АП оказывается с более или менее выраженным уклоном в сторону кого-то из родителей.

Это происходит в том случае, если рецессивные аллели неактивны, а доминантные не имеют достаточной степени активности, чтобы уровень проявления АП доминантной гомозиготы родителя был достаточным для наследования потомством этой черты в полной мере.

Например, если при скрещивании львиного зева с пурпурными и белыми цветками все потомство оказалось с розовыми, это говорит о неполном доминировании аллели, несущей информацию о пурпурном окрашивании. В последующих поколениях происходит фенотипическое расщепление — на два розовых цветка приходит один белый и один пурпурный, т. е. устанавливается соотношение 1:2:1.

Процесс самоопыления

Дальнейшие исследования ученый проводил самоопылением гибридов F1. Было установлено, что в F2 появляются особи как с доминантными признаками (красные цветы, желтые семена), так и с рецессивными (белые цветы, зеленые семена) в соотношении 3:1. Это явление называется законом расщепления гибридов второго поколения или вторым законом Менделя.

При самоопылении происходит равновероятное сочетание гамет во время оплодотворения. В F2 может появиться как нерасщепляющееся гомозиготное потомство с одинаковыми аллельными генами (АА или аа) в гомологичных хромосомах, так и гетерозиготные особи с расщеплением и разными аллелями (Аа), образующими два вида гамет.

Дигибридное скрещивание

Организмы отличаются многими фенотипическим чертам, что обусловлено разными генами. Для понимания, как наследуются несколько АП одновременно, нужно провести независимые исследования каждой пары, не уделяя внимания другим.

Затем все выявленные особенности сопоставляются и систематизируются. Именно такую задачу выполнил Мендель.

Чтобы результат получился достоверным, он скрещивал родительские формы гороха, отличающиеся только двумя парами АП (двумя парами аллелей).

Такой способ комбинирования называется дигибридным, а гибриды, имеющие отличия по двум аллелям, — дигетерозиготными.

Если наблюдается отличие по трем и более аллельным генам, то организм называется три- или полигетерозиготным.

В результате двойного комбинирования могут получаться разные фенотипы в зависимости от того, как располагаются гены, определяющие АП — в одной или в разных хромосомах.

Для определения наследования признаков при дигибридном скрещивании Мендель выбирал гомозиготные растения с такими АП:

  • разная окраска цветков или семян;
  • различная высота сортов растения;
  • гладкая или морщинистая поверхность семян.

Исследования проводились только для одной пары признаков, но на протяжении многих лет ученый сочетал АП друг с другом в разных вариантах. Выяснилось, что в F1 появляются особи только с одним АП. Это подтверждало, что правило о единообразии у F1 выполняется, а полученная окраска, высота или гладкость являются доминантными чертами.

Самоопыление гибридов F1 дало в F2 особей с четырьмя фенотипами. Два из них совпадали с родительским, а у двух других появились особенности, сочетающие материнские и отцовские черты. Например, при изучении наследования окраски и гладкости семян получились растения четырех фенотипов: желтые гладкие, желтые морщинистые, зеленые гладкие, зеленые морщинистые в соотношении 9:3:3:1.

Особенности расщепления

Результаты показали, что при дигибридном скрещивании у наследования признаков независимая сущность. Можно отметить, что при этом способе скрещивания в F2 наряду с известными появляются новые классовые разновидности.

При количественном анализе полученных гибридов выяснилось, что дигибридное расщепление совмещает в себе два моногибридных, происходящих независимо. Первое обусловило разнообразие фенотипов.

При рассмотрении второго выясняется, что ход каждого моногибридного скрещивания не нарушается, а соотношения получаются 3:1 у желтых и зеленых, и 3:1 — у гладких и морщинистых.

Такой характер распределения АП при наследовании определяется законом независимого комбинирования или третьим законом Менделя при дигибридном скрещивании расщепление по каждой особенности проходит независимо от других признаков.

Этот закон является основой комбинативной изменчивости, который справедлив для всех живых организмов, но только в отношении генов, расположенных в разных гомологичных хромосомах, что было доказано прямым цитологическим методом.

Для наглядности вариантов комбинирования доминантных и рецессивных генов английским генетиком Р. Пеннетом была предложена графическая схема дигибридного скрещивания в виде решетки. Она отображает сочетаемость разных аллелей родительских генов. Решетка Пеннета для опытов Г. Менделя представляет собой таблицу, в которой собраны все возможные варианты генотипов и фенотипов F2.

По одной стороне записываются женские гаметы, по другой — мужские. В ячейках таблицы получаются все возможные варианты, которые можно получить при скрещивании по двум парам контрастных признаков. Законы, выведенные Г. Менделем, легли в основу современных методов селекции растений и животных.

Источник: //nauka.club/biologiya/digibridnoe-skreshchivanie.html

Цитологические основы дигибридного скрещивания

Цитологические основы дигибридного скрещивания схема

Задание № 1

Тема 19. Дигибридное скрещивание

Вопросы самоконтроля

1.Какое расщепление наблюдается по генотипу при моногибридном скрещивании.

2.О чем гласит второй закон Менделя?

3.Что такое неполное доминирование?

4.Какое расщепление по фенотипу и генотипу наблюдается при неполном доминировании.

1.Прочитайте ниже изложенный учебный материал.

2.Ответьте на вопросы самоконтроля.

Закон независимого распределения генов.

Моногибридное скрещивание легко может быть проведено в опыте. Однако в природных условиях скрещивание обычно происходит между особями, различающемся по многим признакам.

Установив закономерности наследования одного признака (моногибридное скрещивание), Мендель начал изучать наследование двух признаков, за которые отвечают две пары аллельных генов. – дигибридное скрещивание.

Дигибридное скрещивание – скрещивание родительских форм, различающихся по двум парам признаков а точнее по взаимоисключающим вариантам обоих признаков.

Поскольку каждый организм характеризуется очень большим числом признаков, а число хромосом ограничено, то каждая из них должна нести большое число генов.

Результаты дигибридного скрещивания зависят от того, лежат ли гены, определяющие рассматриваемые признаки, в одной хромосоме или в разных.

При дигибридном скрещивании Мендель изучал наследование признаков, за которые отвечают гены, лежащие, как выяснилось значительно позднее, в разных хромосомах.

Грегор Мендель изучал независимое наследование признаков у гороха. Он скрещивал сорта гороха, которые отличались друг от друга двумя парами признаков. Рассмотрим опыт. Исходными формами для скрещивания взяты гомозиготные формы гороха с желтыми и гладкими семенами, и гороха с зелеными и морщинистыми семенами. При таком скрещивании мы имеем дело с разными парами аллелей.

Доминантные варианты признаки – желтая окраска (А) и гладкая форма (В).

Каждое растение образует один сорт гамет. При слиянии этих гамет все потомство будет единообразным т.е. будет с желтыми гладкими семенами гетерозиготным.

При образовании гамет у гибридов первого поколения из каждой пары аллельных генов, расположенных в различных парах гомологичных хромосом, в гамету попадает только один, при этом вследствие случайности расхождения отцовских и материнских хромосом ген Аможет с равной вероятностью попасть в одну гамету с геном В или с геном b.В результате у гибрида первого поколения может образоваться четыре сорта гамет в одинаковом количестве.

При слиянии гамет гибридов первого поколения, т.е. при их скрещивании в их потомстве произойдет расщепление. По фенотипу получатся четыре группы особей с различных численных отношениях: 9особей с желтыми гладкими семенами : 3 с зелеными гладкими : 3 с желтыми морщинистыми : 1 с зелеными морщинистыми.

P: ♀ AAВВ х ♂ aabb

желтые зеленые

гладкие семена морщинистые семена

Gp: AВ ab

F1 ♀ AaВb х ♂AaВb

желтые желтые

гладкие гладкие

GF1 AВ AВ

Ab Аb

аb аb

аb аb

F2

Гаметы АВ Аb аВ Аb
АВ ААВВ желтые гладкие гомозигота ААВb желтые гладкие гетерозигота АаВВ желтые гладкие гетер АаВb желтые гладкие гетер
Аb ААВb желтые гладкие гетер ААbb желтые морщ гомоз АаВb желтые гладкие гетер Ааbb желтые морщ гетер
аВ АаВВ желтые гладкие гетер АаВb желтые гладкие гетер ааВВ зеленые гладкие гомоз АаВb зеленые гладкие гетер
ав АаВb желтые гладкие гетер Ааbb желтые морщ гетер ааВb зеленые гладкие гетер ааbb зеленые морщ. гомоз

9АВ : 3Аb : 3аВ : 1аb

желтые желтые зеленые зеленые

гладкие гладкие гладкие морщинистые

При оплодотворении гаметы соединяются по правилам случайных сочетаний. В образовавшихся зиготах возникают разные комбинации генов.

Сопоставим результаты дигибридного и моногибридного скрещиваний. Если учитывать результаты расщеплений по каждой паре генов в отдельности, то легко видеть, что соотношение, характерное для моногибридного скрещивания, сохраняется.

При дигибридном скрещивании у гороха соотношение числа желтых семян (А) к зеленым (а) равняется 12:4 (3:1)

Отношение гладких семян к морщинистым равняется 12:4.

(3+1)2 = 32+2·3+12 = 9+3+3+1

3-й закон Закон независимого наследования геновили распределения генов.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: //studopedia.ru/1_50681_tsitologicheskie-osnovi-digibridnogo-skreshchivaniya.html

Дигибридное скрещивание. Закон независимого наследования признаков. урок. Биология 10 Класс

Цитологические основы дигибридного скрещивания схема

На уроке мы продолжим изучать основы генетики, рассмотрим дигибридное скрещивание и закон независимого наследования признаков. Узнаем об экспериментах Грегора Менделя и для чего нужна решетка Пеннета.

Чешский ученый Грегор Мендель изучал наследование отдельных признаков, что позволило ему установить ряд закономерностей. Но, в природе организмы редко отличаются по одному признаку, поэтому Мендель решил проследить, как наследуется в поколении несколько признаков одновременно.

Скрещивание, при котором прослеживается наследование двух альтернативных признаков, называют дигибридным.

В одном из экспериментов Мендель использовал растения гороха, которые отличались формой и цветом семян. Применяя гибридологический метод, ученый скрещивал растения с желтыми и гладкими семенами с гомозиготными растениями с зелеными и морщинистыми семенами. Все гибриды первого поколения имели желтые и гладкие семена (рис. 1).

Рис. 1. Дигибридное скрещивание

Используя результаты проведенных ранее моногибридных скрещиваний, ученый знал, что эти признаки доминантны, т. е. желтая окраска и гладкая форма семян доминирует над зеленым цветом и морщинистой формой семян. Его заинтересовало соотношение и характер семян разных типов во втором поколении, которое было получено от самоопыления растений первого поколения.

Условные обозначения (рис. 2)

Рис. 2. Условные обозначения

При самоопылении гибридов первого поколения получено 556 семян, из которых гладких желтых 315 шт., морщинистых желтых 101 шт., гладких зеленых 108 шт., морщинистых зеленых 32 шт. (рис. 3).

Рис. 3. Результат

Соотношение фенотипов составило 9:3, 3:1.

Мендель сделал выводы

1. В поколении F2 появилось два новых сочетания признаков: морщинистые желтые, гладкие зеленые.

2. Для каждой пары признаков получилось соотношение 3:1, характерное для моногибридного скрещивания.

Соотношение семян (рис. 4)

Рис. 4. Соотношение семян

Выполняется правило расщепления для каждой пары альтернативных признаков.

Получив такие результаты, ученый утверждал, что две пары признаков (форма и цвет семян), наследственные задатки которых объединились в первом поколении, в последующих поколениях разъединяются и ведут себя независимо. Это основа закона независимого наследования признаков.

Закон независимого наследования признаков

При скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум и более парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки передаются потомству независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях.

Реджинальд Пеннет, английский генетик, предложил результаты экспериментов записывать в таблицу, чтобы было легче понять комбинацию признаков при скрещивании двух гибридов первого поколения. По горизонтали и вертикали указаны гаметы, а на их пересечении записаны генотипы (рис. 5).

Рис. 5. Таблица

Исходные родительские организмы были гомозиготные по своим генам, могли образовывать гаметы одного типа. Растения, выросшие из желтых семян с генотипами ААВВ, могли образовывать гаметы А и В. Растения, выросшие из зеленых морщинистых семян c генотипами аbаb, могли образовывать гаметы а и b. Потому гибриды первого поколения были желтыми и гладкими, с генотипами АаВb (рис. 6).

Рис. 6. Дигибридное скрещивание

По закону независимого наследования признаков если гены, отвечающие за формирование исследуемых признаков, расположены в разных хромосомах, то при образовании гамет первого поколения они будут комбинироваться независимо друг от друга. В связи с этим у гибридов первого поколения с генотипом АаВb образуются 4 типа гамет в равных соотношениях: АВ, Аb, аВ, аb. В дальнейшем любая женская гамета может быть оплодотворена любой мужской гаметой.

Генотипы и фенотипы второго поколения представлены в решетке Пеннета (рис. 7).

Рис. 7. Второе поколение

Во втором поколении образуется 9 генотипов, которые проявляются в виде 4 фенотипических групп: желтые гладкие, желтые морщинистые, зеленые гладкие, зеленые морщинистые. Соотношение фенотипов 9:3 и 3:1.

Количество фенотипических классов может быть меньше, чем число генотипов, так как растения с разными генотипами могут иметь одинаковые внешние фенотипические признаки.

Желтые гладкие семена представлены 4 генотипами (рис. 8):

Рис. 8. Желтые гладкие семена

Желтые морщинистые семена представлены 2 генотипами (рис. 9).

Рис. 9. Желтые морщинистые семена

Зеленые гладкие семена представлены 2 генотипами (рис. 10).

Рис. 10. Зеленые гладкие семена

Зеленые морщинистые семена представлены одним генотипом (рис. 11).

Рис. 11. Зеленые морщинистые семена

Подсчитав соотношения между желтыми и зелеными семенами гороха, получим соотношение 3:1. Такое же соотношение будет между гладкими и морщинистыми семенами.

Дигибридное скрещивание представляет собой два независимо идущих моногибридных скрещивания, результаты которых как бы накладываются друг на друга.

Список литературы

  1. Теремов А.В., Петросова Р.А. Биология. Биологические системы и процессы. 10 класс. – М.: 2011. – 223 с.
  2. Сивоглазов В.И. и др. Биология. Общая биология. 10-11класс. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – М.: Дрофа, 2010. – 384 с.
  3. Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. Общая биология. 10-11 класс. – М.: Дрофа, 2005. – 367 с.
  4. Пономарева И.Н. и др. Биология. 10 класс. Базовый уровень. – 2-е изд., перераб. – М.: 2010. – 224 с.
  5. Захаров В.Б. и др. Биология. Общая биология. Профильный уровень. 10 класс. – М.: 2010. – 352 с.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Интернет портал «botan.cc» (Источник)
  2. Интернет портал «studopedia.org» (Источник)
  3. Интернет портал «school.xvatit.com» (Источник)
  4. Интернет портал «sbio.info» (Источник)

Домашнее задание

  1. О чем гласит закон независимого наследования признаков?
  2. Для чего необходима решетка Пеннета?
  3. Что представляет собой дигибридное скрещивание?

Источник: //interneturok.ru/lesson/biology/10-klass/osnovy-genetiki/digibridnoe-skreschivanie-zakon-nezavisimogo-nasledovaniya-priznakov

Закономерности наследования, установленные Г. Менделем, их цитологические основы (моно- и дигибридное скрещивание)

Цитологические основы дигибридного скрещивания схема

В результате многочисленных скрещиванием Г. Менделем растений, относящихся к чистым линиям, были выведены несколько закономерностей наследования генов.

Моногибридное скрещивание

Моногибридным называется такое скрещивание, в результате которого изучается проявление одного признака. При этом прослеживаются наследственные закономерности пары вариантов по одному признаку. Развитию данных проявлений способствуют пары аллельных генов. 

К примеру, признак «окраски венчика цветка» гороха может проявляться в двух вариациях: белый и красный. Другие признаки, присущие данным организмам, во внимание не берутся.

Схемой моногибридного скрещивания является:

Здесь четко прослеживается проявление первого закона Г. Менделя (единообразие гибридов первого поколения). Скрещивают два растения гороха, отличающихся окраской семян. А – желтые (доминантный признак), а – зеленые (рецессивный признак).

Все гибриды первого поколения проявляют доминантный признак – желтые семена. При этом не берется во внимание, какое из растений давало пыльцу, а какое являлось «ее приемником».

Аналогичные результаты получались, когда скрещивали другие растения, различающиеся также на один признак. 

На основе полученных результатов Г. Мендель сформировал свой первый закон: Скрещивание гомозиготных родительских форм, которые различаются по одному альтернативному признаку, гибриды первого поколения в генотипе и фенотипе проявляют единообразие.

От самоопыления (скрещивания) полученных гибридов первого поколения между собой был получен следующий результат:

  • 2001 штук (зеленые семена);
  • 6022 штук (желтые семена). 

Приблизительно полученное соотношение равно 1:3 или 3:1. Обнаруженную закономерность назвали законом расщепления (второй закон Менделя). Его трактовка такова: Скрещивание гетерозиготных гибридов, полученных в первом поколении, приводит к преобладанию во втором поколении признаков по соотношению 1:2:1 (генотип) и 3:1(фенотип).

Для определения генотипа особи, полученной от перекрестного скрещивания, часто прибегают к анализирующему скрещиванию. Анализирующим скрещивание называют скрещивание, когда неизвестный генотип скрещивают с гомозиготным по рецессивному гену организмом.

Становится виден механизм расщепления гомозиготных особей по доминантному гену. Полученные результаты привели Г. Менделя к выводу, что не происходит смешивания наследственных факторов при образовании гибридов, но сохраняется их неизменный вид.

Так как возникновению между поколениями связей помогают гаметы, то вероятнее всего, что при их образовании происходит попадание только одного фактора из пары. Оплодотворение же способствует восстановлению пары.

Такое предположение назвали правилом чистоты гамет.

Правило чистоты гамет: Гаметогенез приводит к разделению генов у одной пары.

Несмотря на это, очевидно, что существующие между живыми организмами отличия базируются на наличии многих признаков, поэтому для установления наследственных закономерностей необходим анализ пары и более признаков по потомству.

WikiMedicOnline.Ru
Добавить комментарий