Гипотеза чистоты гамет и ее цитологическая основа

Гипотеза чистоты гамет

Гипотеза чистоты гамет и ее цитологическая основа

Для объяснения явления доминирования и расщепления гибридов второго поколения Мендель предложил гипотезу чистоты гамет. Он предположил, что развитие признака определяется соответствующим ему наследственным фактором. Один наследственный фактор гибриды получают от отца, другой — от матери.

У гибридов F1проявляется лишь один из факторов — доминантный. Однако, среди гибридовF2, появляются особи с признаками исходных родительских форм.

Это значит, что наследственные факторы сохраняются в неизменном виде, а в половыеклетки попадает только один наследственный фактор, то есть они “чисты” (не содержат второго наследственного фактора).

Итак, гипотеза чистоты гамет гласит: гаметы “чисты”, содержат только один наследственный признак из пары.

Наследственные задатки (гены) Мендель предложил обозначать большими буквами латинского алфавита, например, доминантный — большой — А, рецессивный — маленькой — а.

Каждый организм один задаток (ген) получает от материнского организма, а другой — от отцовского, следовательно, они являются парами. Явление парности генов называют аллелизмом, парные гены —аллельными, а каждый ген пары —аллелью. Например, желтая и зеленая окраска семян гороха являются двумя аллелями (соответственно, доминантный аллель и рецессивный аллель) одного гена.

В настоящее время известно, что существуют гены, имеющие не два, а большее количество аллелей.

Например, у мухи дрозофилы ген окраски глаз представлен 12 аллелями: красная, коралловая, вишневая, абрикосовая и т.д. до белой.

Наличие у гена большого количества аллелей называют множественным аллелизмом. Множественный аллелизм является следствием возникновения нескольких мутаций одного и того же гена.

Поскольку в своих опытах Г. Мендель использовал растения, относящиеся к разным чистым линиям, аллельные гены этих растений одинаковы. Организмы, имеющие одинаковые аллели одного гена, называются гомозиготными. Они могут быть гомозиготными по доминантным (АА) или по рецессивным генам (аа).Организмы, имеющие разные аллели одного гена, называютсягетерозиготными (Аа).

Во времена Менделя строение и развитие половых клеток еще не было изучено. Поэтому его гипотеза чистоты гамет является примером гениального предвидения, которое позже нашло научное подтверждение.

Явления доминирования и расщепления признаков, наблюдавшиеся Менделем, в настоящее время легко объясняются парностью хромосом, расхождением хромосом во время мейоза и объединением их во время оплодотворения (рис. 324).

П

Рис. 324. Расхождение хромосом при мейозе.

редположим, что соматические клетки несут всего одну пару гомологичных хромосом, содержащих гены, определяющие окраску семян у гороха. Обозначим ген, определяющий желтую окраску, буквойА, а зеленую —а.

Поскольку Мендель работал с чистыми линиями, оба организма — гомозиготны, то есть несут два одинаковых аллеля гена окраски семян (соответственно,ААиаа). Во время мейоза число хромосом уменьшается в два раза и в каждую гамету попадает только одна хромосома.

Но так как обе хромосомы несут одинаковые аллели, все гаметы одного организмы будут содержать одну хромосому с геномА, а другого — с генома.

Генетическая запись осуществляется следующим образом:

Дано: Решение:

РАА х аа

Ген Признак Желт.Зелен.

А— желтые семена; Гам.

а — зеленые семена;

Р АА х аа F1 Аа х Аа

Желт.Зелен. Желт. Желт.

F1 = ? Гам.

F2 АА + 2Аа + аа

Желт. Желт. Зелен.

При оплодотворении гаметы сливаются, и их хромосомы объединяются в одной зиготе. Получившийся от скрещивания гибрид становится гетерозиготным, так как его клетки будут иметь генотип Аа, то есть оба аллеля одного и того же гена.

У гибридного организма во время мейоза хромосомы расходятся в разные клетки и образуется два типа гамет — 50% гамет будет нести генА, 50% — гена. Оплодотворение — процесс случайный и равновероятный, то есть любой сперматозоид может оплодотворить любую клетку.

А поскольку образовалось два типа сперматозоидов и два типа яйцеклеток, возможно возникновение четырех типов зигот.

Для удобства расчета сочетания гамет при оплодотворении английский генетик Р.Пеннет предложил проводить запись в виде решетки, которую так и назвали — решетка Пеннета. По вертикали указываются женские гаметы, по горизонтали — мужские. В клетки решетки вписываются генотипы зигот, образовавшихся при слиянии гамет.

Из приведенной схемы видно, что образуется три типа зигот.

Половина из них — гетерозиготы (несут гены А иа), 1/4 — гомозиготы по доминантному признаку (несут два генаА) и 1/4 — гомозиготы по рецессивному признаку (несут два генаа).

Причем желтосеменные растения одинаковы по фенотипу, но различны по генотипу: 1/3 являются гомозиготными по доминантному признаку и 2/3 — гетерозиготны.

Таким образом, учитывая цитологические основы, второй закон Менделя можно сформулировать следующим образом: при скрещивании гибридов первого поколения между собой (двух гетерозиготных особей) во втором поколении наблюдается расщепление в определенном числовом соотношении: по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1.

Источник: https://studfile.net/preview/5766627/page:195/

Закон чистоты гамет. урок. Биология 10 Класс

Гипотеза чистоты гамет и ее цитологическая основа

На уроке мы рассмотрим закон чистоты гамет. Ознакомимся с цитологическими основами моногибридного скрещивания в результате мейоза с помощью схематического изображения процесса.

На занятии мы продолжим изучение закономерностей наследования, рассмотрим закон чистоты гамет.

Для объяснения того, какие клеточные механизмы заложены в основу правила единообразия гибридов первого поколения и правила расщепления, Грегор Мендель предположил, что в каждой клетке организма содержится по два элемента наследственности (фактора наследственности) отвечающих за определенный признак.

Несмотря на то что гибриды первого поколения гороха имеют все желтые семена, в их клетках находятся оба элемента наследственности. Один отвечает за желтую окраску семян, второй – за зеленую окраску.

Один от материнского растения, второй от отцовского растения. И только один из них проявляет свой эффект – доминирует.

Рассмотрим, за счет чего во втором поколении появляется растение с зелеными горошинами.

Связь между поколениями происходит за счет половых клеток – гамет. Каждая гамета содержит один фактор наследственности из двух имеющихся в соматических клетках.

На основании этого Мендель сформулировал закон чистоты гамет:

при образовании гамет в каждую из них попадает только один из двух «элементов наследственности», отвечающий за данный признак.

При слиянии гамет двойной набор восстанавливается. Если встретятся две гаметы, содержащие рецессивный фактор (рис. 1), то образуется особь с рецессивным признаком.

Рис. 1. Рецессивный признак

Если хоть одна из гамет имеет доминантный фактор, образуется особь с доминантным признаком (рис. 2).

Рис. 2. Доминантный признак

Это наблюдалось это у гибридов первого поколения, они имели желтые семена, потому что у одной из гамет, участвовавшей в оплодотворении, был доминантный фактор.

Наследственные элементы, или факторы, по Менделю – это гены в современном представлении. Во времена, когда Мендель ставил эксперименты, о генах ничего не знали.

Термин «ген» ввел датский ботаник Вильгельм Йогансен (рис. 3) в 1909 году.

Рис. 3. Вильгельм Йогансен (1857-1927)

Из опытов Менделя  по гибридному скрещиванию следует то, что гены передаются из поколение в поколение, не меняясь.

Потому что нельзя было бы объяснить факт того, что в первом поколении после скрещивания двух гомозигот с желтыми и зелеными семенами у всех растений семена были желтыми, а во втором поколении появлялись зеленые семена.

Ген зеленого цвета не исчез и не превратился в ген желтого цвета, а в первом поколении не появился по причине того, что был подавлен доминантным геном, отвечающим за желтый цвет.

В каждой клетке тела имеется диплоидный набор хромосом.

В результате мейоза образуются клетки, которые несут гаплоидный набор хромосом (содержат по одной хромосоме из каждой пары гомологичных хромосом). Происходит слияние гаплоидных гамет, которое приводит к образованию диплоидного организма.

Рассмотрим цитологические основы моногибридного скрещивания на схеме 1.

Условные обозначения (рис. 4).

Рис. 4. Условные обозначения

В результате мейоза в гаметах родительских особей присутствует по одному гену, отвечающему за наследование признака цвета семян. Женская гамета – А, мужская гамета – а.

В первом поколении F1 соматические клетки гетерозиготные, т. е. Аа. Перваяполовина гамет первого поколения содержит ген А, вторая половина – а.

В результате случайных комбинаций гамет во втором поколении F2 возникнут комбинации АА, Аа, аА, аа (рис. 5).

Рис. 5. Схема 1

Растения с комбинациями генов  АА, Аа, аА будут иметь желтые семена. Растение с комбинацией генов аа – зеленые.

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 «sites.google.com» (Источник)
  2. Интернет портал «activestudy.info» (Источник)
  3. Интернет портал «sites.google.com» (Источник)

Домашнее задание

  1. Когда и кем был введен термин «ген»?
  2. Сформулируйте закон чистоты гамет.
  3. За счет чего во втором поколении появляется растение с зелеными горошинами?

Источник: https://interneturok.ru/lesson/biology/10-klass/osnovy-genetiki/zakon-chistoty-gamet

Особенности наследования при моногибридном скрещивании. Гипотеза чистоты гамет и её цитологические основы

Гипотеза чистоты гамет и ее цитологическая основа

Проводя моногибридное скрещивание (по одной паре альтернативных призкаков), Мендель установил закон единообразия первого поколения.

Он гласит: при скрещивании двух гомозиготных организмов, отличающихся по одной паре альтернэтивных признаков, первое поколение гибридов единообразно как по фенотипу, так и по генотипу.

Этот закон так же называют законом доминирования, т. к. один из признаков проявляется, а другой – подавлен.

М.провел опыт по скрещиванию гибридов первого поколения с растениями гороха исходных родительских сортов. Скрещивание гибридов первого поколения (Аа) с особями, сходными по генотипу с родительскими формами (АА или аа), называется возвратным.

При скрещивании растений Fj (Аа) с формой, гомозиготной по доминантному признаку (АА), все потомство по фенотипу получилось однотипным.

В этом случае все гаметы родительской формы несли доминантный ген А, у гибридов же образовались гаметы с генами А и а.

В результате в потомстве наблюдалось расщепление по генотипу в отношении 2Аа:2АА, или 1:1, в то время как по фенотипу при полном доминировании все потомки были с доминантным признаком.

При скрещивании гибридов Fi (Аа) с родительской формой с рецессивным признаком (аа) у гибрида образовалось также два сорта гамет с генами А и а, у родительской формы — один сорт гамет с геном а.

В потомстве получилось 50 % форм с доминантным признаком (Аа) и 50 % с рецессивным (аа). Наблюдалось расщепление по фенотипу и генотипу 1:1. Мендель обнаружил, что в этом случае потомство как бы повторяет состав гамет гибрида первого поколения.

Это происходит потому, что фено­тип потомка зависит от типа гамет родителя с доминантным признаком. Если от него в зиготу к рецессивному гену а попадает ген А, определяющий доминантный признак, то проявляется его влияние и потомство будет с доминантным признаком.

Если же к гену а, определяющему рецессивный признак, присоединяется такой же (а), то потомок будет с рецессивным признаком.

На основании опытов по анализирующему скрещиванию и скрещиванию гибридов первого поколения Мендель пришел к выводу о том, что рецессивные наследственные задатки в гетерозиготном организме остаются неизменными и вновь проявляются при встрече с такими же рецессивными наследственными задатками.

Позднее на основании этих наблюдений У. Бетсон сформулировал правило чистоты гамет (иногда его называют законом). Сущность правила чистоты гамет состоит в том, что у гетерозиготной особи наследственные задатки не смешиваются друг с другом, а передаются в половые клетки в «чистом» (неизменном) виде.

второй закон Менделя или закон расщепления. → при скрещивании гибридов первого поколения между собой, во втором поколении наблюдается расщепление доминантных и рецессивных признаков в соотношении 3 :1. Генотипы второго поколения – АА, Аа, Аа, аа, то есть наблюдается соотношение 1:2:1.

Цитологической основой расщепления признаков при моногибридном скрещивании является расхождение гомологичных хромосом к разным полюсам клетки и образование гаплоидных половых клеток в мейозе.

Генотип – совокупность генов организма, взаимодействующих между собой.

Фенотип – совокупность внешних признаков организма.

В опытах Мендель использовал разные способы скрещивания: моногибридное, дигибридное и полигибридное. При последнем скрещивании особи отличаются более чем по двум парам признаков. Во всех случаях соблюдается закон единообразия первого поколения, закон расщепления признаков во втором поколении и закон независимого наследования.

«Гаметы каждого из родителей» несут только по одному из наследуемых факторов». Мендель не связывал наследств.факторы с конкретн.матер.структурами, цитологическое обоснование появл-ся позже: Во время мейоза у гибрида F1(Аа) разн.пары хромосом расх-ся в дочерн.

клетки независимо =>при случ.оплодотворении – 3 типа зигот (АА, Аа и аа). Др. док-во – тетрадный анализ (у мхов гетерозиг. Аа клетка дает тетраду гаплоидных спор.

У половины развившихся из спор организмов генотип – А, у половины – а)скрещивание, в котором родительские формы отличаются по аллелям одного гена. При скрещивании гомозигот по 1 признаку в F1 – единообразие, в F2 – расщепление 3:1 по данному признаку. Цитологические основы: 1.

Независимое расхождение хромосом в гаметы у представителей F1 =>по одному типу аллелей в каждой гамете; 2. Равновероятная встреча гамет, несущих доминантный или рецессивный аллель.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/12_191871_osobennosti-nasledovaniya-pri-monogibridnom-skreshchivanii-gipoteza-chistoti-gamet-i-ee-tsitologicheskie-osnovi.html

Гипотеза чистоты гамет. Законы наследования признаков Менделя

Гипотеза чистоты гамет и ее цитологическая основа

Гипотеза чистоты гамет была выдвинута чешским ученым Грегором Менделем, который изучал закономерности наследования в живых организмах. Суть гипотезы заключается в следующем.

Суть гипотезы

Гетерозиготная особь несет в себе два аллельных гена: рецессивный и доминантный. Фенотип проявляется доминантным геном, но рецессивный ген при этом не теряется и не изменяется при передаче потомству.

Грегор Мендель — основоположник гипотезы чистоты гамет

Клетки в организме, за исключением гамет, имеют парные хромосомы (диплоидный набор), в гомологичных участках которых находятся аллельные гены, определяющие свойства потомства.

Половые клетки, размножаясь путем мейоза, получают гаплоидный набор хромосом. Лишь одна из парных хромосом, с определенным аллельным геном, попадет в новообразованную половую клетку.

Так гаметы сохраняют «чистоту», имея одну аллель, обусловливающую будущие характеристики потомства.

Гибридологический метод исследования

Мендель основал гибридологический метод исследования (основной метод генетики), который дает возможность судить о генетическом строении предков, за счет анализа потомства. С помощью проведенных исследований, ученый смог сформировать три закона наследования признаков, которые подтверждают гипотезу чистоты гамет.

Гипотеза чистоты гамет

Закон 1. Единообразие гибридов первого поколения

В результате скрещивания гомозиготных организмов, аллели которых кодируют разные свойства признака, всё потомство будет иметь один фенотип.

Мендель многократно проводил исследования: использовал  в опытах семена гороха (желтые и зеленые семена давали в потомстве только зеленые окрас), пурпурные и белые цветы (проросшие растения дали без исключений пурпурный цвет). Это натолкнуло Менделя на мысль о доминировании одних признаков над другими. Так появилось разделение аллелей на доминантные и рецессивные.

Закон 2. Расщепления признаков во втором поколении

При скрещивании гетерозигот первого поколения, во втором наблюдается закономерное расщепление и проявление фенотипа в соотношении 3:1. Потомство гетерозиготных родителей получит три варианта генотипа (Аа, АА, аа) и два фенотипа.

Такое распределение идет за счет наличия доминантной аллели, которая проявляется и в гомо-, и в гетерозиготном состоянии.

Термин расщепление означает распределение между потомством генетической информации родителей, наследование или доминантных, или рецессивных признаков.

Основные условия необходимые для действия второго закона:

  • Совершается множество скрещиваний, для получения большого количества потомков;
  • генотип родителей обязательно гетерозиготный;
  • гаметы с разными аллелями, свободно скрещиваются межу собой;
  • образовавшиеся зиготы способны к выживанию в равной степени.

Второй закон подтверждает гипотезу чистоты гамет: каждая гамета несет один аллельный признак, аллельные гены гетерозигот не влияют друг на друга, не изменяются, количество новообразованных половых клеток в гетерозиготном организме с доминантными и рецессивными признаками почти равное. При слиянии мужских и женских половых клеток, аллели свободно сочетаются в новом организме.

Современные генетические исследования подтвердили предположения Г. Менделя, теперь его учение превратилось из гипотезы в закон чистоты гамет.

Закон 3. Независимое наследование признаков

Результатом скрещивания диплоидных организмов, несущих по две пары аллелей, будет наличие во втором поколении независимого комбинирования исходных характеристик.

Так дигетерозигота дает такие сочетания в гаплоидных половых клетках: Ав, АВ, Ва, ав. Они могут образовывать диплоидные клетки с разными комбинациями. Закон действует, когда гены, кодирующие признаки, находятся в разных хромосомах.

Во время формирования гамет при мейотическом делении парные хромосомы распределяются случайным образом, а при слиянии материнских и отцовских половых клеток может получится потомство с новым сочетанием кодированных характеристик, отличающихся от родительских.

Реализация третьего закона возможна только при наличии несцепленных хромосом, когда исследуемые характеристики находятся в разных хромосомных парах.

Примером действия независимого наследования являются экспериментальные исследования Менделем белых и розовых цветов, а также желтых и зеленых горошин.

Во время исследования первый закон сработал и все представители первого поколения обладали единым фенотипом: розовые цветы с желтыми горошинами. При скрещивании гибридов первого поколения были получены следующие результаты: 9 имели розовые цветы и желтые горошины, 3 – белые цветы, желтые горошины, 3 – розовые цветы, зеленые горошины, 1 – с белыми цветами и зелеными горошинами.

Схематическое изображение третьего закона при помощи решетки Пеннета.

  • А – розовые цветы (доминантная аллель);
  • а – белые цветы (рецессивная аллель);
  • В – желтые горошины (доминантная аллель);
  • в – зеленые горошины (рецессивная аллель).

Схема третьего закона при помощи решетки Пеннета

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (3 5,00 из 5)
Загрузка…

Источник: https://animals-world.ru/gipoteza-chistoty-gamet/

Консультация доктора
Добавить комментарий