ПОЛИГИБРИДНЫЕ СКРЕЩИВАНИЯ

Полигибридное скрещивание

ПОЛИГИБРИДНЫЕ СКРЕЩИВАНИЯ

Положение о независимом наследовании разных пар аллелей и признаков было подтверждено Менделем при изучении насле­дования трех пар признаков у гороха.

Он скрещивал сорт расте­ния с круглыми семенами (А), желтыми семядолями (В) и серо-коричневой кожурой семян (С) с сортом, форма семян которого морщинистая (о), семядоли зеленые (/>), семенная кожура белая (с). Материнское растение имело генотип ААВВСС, отцовское — ааЪЪсс.

Поскольку родители гомозиготны по всем трем парам признаков, у них образуется по одному типу гамет: ABC и аЪс. Гибриды Fi будут иметь генотип АаВЬСс (тригетерозигота). При тригетерозиготности три пары разных аллелей находятся в трех разных парах гомологичных хромосом.

В результате независимо­го сочетания хромосом (значит, и аллелей) из разных пар у гибрида Fi образуется восемь сортов гамет: ABC, ABc, АЬС, аВС, Abe, аВс, аЬс, аЬс. При самоопылении в результате случайного сочетания гамет в F2 получается 64 комбинации, включающие 8 фенотипов.

Мендель установил, что расщепление по фенотипу при три-гибридном скрещивании представляет собой сочетание трех не­зависимых моногибридных расщеплений.

Чем больше призна­ков, по которым отличаются взятые для скрещивания особи, тем сложнее расщепление и сильнее возрастает комбинативная из­менчивость.

Число возможных комбинаций гамет и число клас­сов по фенотипу можно определить, пользуясь таблицей 3.

3. Количество фенотипов и генотипов в F2 при скрещивании родителей,

отличающихся разным числом пар признаков

(при полном доминировании)

Число гамет, Число Число классов в F2 Пропорция
Число пар признаков образующихся в¥2 возможных комбинаций гамет по фенотипу по генотипу полных рецессивов в F2
2 3 4 п 2!=2 22=4 23=8 24=1б 2я 41=4 42=1б 43=64 44=25б 4″ 21=2 22=4 23=8 24=16 2″ 3!=3 32=9 33=27 34=81 3я 1/4 1/16 1/64 1/256 1/4″

, Для того чтобы понять, почему в пределах популяции каждого вида животных наблюдается такое большое разнообразие в типе телосложения, размерах, продуктивности и т. д., можно произ­вести простые расчеты при помощи формулы 2я.

Цифра 2 пока­зывает, что набор хромосом диплоидный, и — гаплоидное число хромосом у определенного вида животных.

Если отец и мать гетерозиготны только по одной какой-то паре аллельных генов, расположенных в каждой паре хромосом, то при полном доми­нировании каждого из признаков число определяемых этими аллелями возможных различных фенотипов у их потомков будет: у крупного рогатого скота 230, или более миллиарда, у свиней 219, или более 500 тыс., и т. д. Но животные, очевидно, могут отличаться друг от друга и по большему числу пар аллелей. Поэтому потенциальные возможности комбинативной изменчи­вости огромны, и становится понятным, почему в природе не встречается абсолютно похожих особей, за исключением одно­яйцевых близнецов.

Огромной заслугой Менделя является то, что в процессе своей работы он не только установил закономерности наследования признаков, но и открыл основные принципы (законы) наслед­ственности:

1) дискретной (генной) наследственной детерминации признаков.
Этот принцип лежит в основе теории гена;

2) относительного постоянства наследственной единицы (гена);

3) аллельного состояния гена (доминантность и рецессивность).

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕАЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ

Иногда на формирование признака влияют две или несколько пар неаллельных генов. Проявление признака в этом случае за­висит от характера их взаимодействия в процессе развития орга­низма.

В первом поколении появляется новый признак, которого не было у исходных родительских форм, и соотношение феноти­пов во втором поколении будет иным.

Рассмотрим несколько примеров различных типов взаимодействия генов.

Новообразование. Новообразованием называется такой тип взаимодействия генов, когда при их сочетании в одном организ­ме развивается совершенно новая форма признака. Известно, что у кур гены розовидного и стручковидного гребня не являют­ся аллельными.

И стручковидный, и розовидный гребень доми­нирует над листовидным.

При скрещивании кур породы виан-дот, имеющих розовидный гребень (RRcc), с петухами породы брама со стручковидным гребнем (rrCQ у потомков первого поколения (RrCc) в результате взаимодействия двух доминантных генов Л и С развивается новая форма гребня — ореховидная (рис.

11). Скрещивание потомков Fi между собой ведет к полу­чению в F2 четырех разных фенотипов в соотношении: 9 — с генами Ли Сс гребнем ореховидной формы, ЪЯсс — с гребнем розовидной формы, ЗггС — со стручковидным гребнем и irrvc

Источник: https://studopedia.ru/2_91987_poligibridnoe-skreshchivanie.html

Дигибридное и полигибридное скрещивания

ПОЛИГИБРИДНЫЕ СКРЕЩИВАНИЯ

Анализируемые формы лишь в исключительных случаях отличаются по одному признаку (моногенно), гораздо чаще различий бывает намного больше. В том случае, если они отличаются по двум признакам, скрещивание их между собой называют дигибридным.

Рассмотрим наиболее простой вариант наследования двух признаков («А» и «В»), когда по каждому из признаков родительские формы отличаются всего по одному гену (соответственно, гены А и В).

При скрещивании особей из чистых линий получаются гибриды F1, гетерозиготные по двум генам, которые называют дигетерозиготными или дигетерозиготами.

При анализе каждого признака в отдельности оказывается, что и по признаку «А», и по признаку «В» во втором поколении происходит обычное моногенное расщепление с соотношением 3/4 А- : 1/4 аа и 3/4 В- : 1/4 bb.

При совместном рассмотрении двух признаков сочетания генотипов и фенотипов можно легко вывести, пользуясь решеткой Пеннета. В ней по горизонтали и вертикали записываются типы гамет родительских особей, а в клетках, расположенных на пересечении строк и столбцов, размещают типы получающихся зигот.

В результате скрещивания дигетерозигот в F2 дигибридного скрещивания наблюдается фенотипическое расщепление 9/16 А-В- : 3/16 А-bb : 3/16 aaB- : 1/16 aabb, где знак «-« обозначает фенотипический радикал (смотри раздел о моногибридном скрещивании).

Выполняется оно лишь только в том случае, когда по каждому признаку наблюдается полное доминирование. Это расщепление означает, что гены А и В наследуются независимо.

Этот вывод можно подтвердить результатами анализирующего скрещивания. В случае дигибридного скрещивания в нем наблюдается расщепление 1АаBb:1Aabb:1aaBb:1aabb.

Описанные закономерности составляют суть третьего закона Менделя, называемого еще законом независимого наследования признаков.

В кратком изложении он означает следующее: гены, определяющие разные признаки, наследуются независимо друг от друга. При этом по каждому из них в скрещивании дигетерозигот получается расщепление 3:1, а в анализирующем скрещивании 1:1.

При одновременном анализе обоих признаков получаются расщепления 9:3:3:1 или 1:1:1:1, соответственно.

Дигибридное скрещивание

Закон независимого наследования признаков позволяет не только предсказать вид расщепления в том или ином скрещивании, но и гибридологическим путем установить количество генов, по которым различаются исходные формы, а также определить, как взаимодействуют аллели каждого из генов.

Если при скрещивании двух гетерозигот наблюдается расщепление 9:3:3:1, а в анализирующем скрещивании — 1:1:1:1, то можно сделать вывод, что исходные родительские организмы отличаются по двум генам. При этом эти гены наследуются независимо, а по каждой паре аллелей наблюдается полное доминирование.

Таким образом, и третий закон Менделя подлежит прочтению в двух направлениях: как в прямом, так и в обратном.

В основе независимого наследования генов лежит механизм расхождения хромосом в мейозе. Как это описано в разделе «Размножение«, негомологичные хромосомы во время мейоза расходятся независимо друг от друга.

Если гены А и В расположены в разных (негомологичных) хромосомах, они при формировании гамет так же будут расходиться случайным образом.

Напомним, что негомологичными являются такие хромосомы, которые не конъюгируют в профазе первого деления мейоза, и, следовательно, не содержат сходных последовательностей нуклеотидов.

Независимое расхождение хромосом в мейозе и выполнение третьего закона Менделя приводят к возникновению новых сочетаний генов и признаков, которых не было у исходных организмов: в потомстве появляются два класса генотипов родительские, или нерекомбинантные, и рекомбинантные (в которые входят особи, несущие признаки в новых сочетаниях).

В теории вероятности сказано, что вероятность двух независимых событий равна произведению вероятностей каждого из них по отдельности, поэтому расщепления в случае независимо наследующихся генов можно легко рассчитывать логическим путем, не прибегая к помощи решетки Пеннета.

Например, упомянутое соотношение в дигибридном скрещивании 9:3:3:1 является комбинацией двух моногибридных (во втором поколении каждого из которых наблюдается расщепление 3:1). Его можно рассчитать следующим образом: (3/4A- + 1/4aa)х(3/4B- + 1/4bb)=9/16A-B- + 3/16A-bb + 3/16aaB- + 1/16aabb.

Точно так же получается расщепление 1АаBb:1Aabb:1aaBb:1aabb в анализирующем скрещивании.

Скрещивания, при которых исходные родительские формы различаются по нескольким (т.е. многим) признакам, называются полигибридными. Расщепления в них рассчитываются или на основании рассмотрения всех комбинаций гамет разных генотипов по решетке Пеннета или при помощи вероятностного способа, т.е. принципиально так же, как в дигибридных.

При их анализе можно использовать формулы (3/4+1/4)n (скрещивание двух гетерозигот) и (1/2+1/2)n (анализирующее скрещивание), где n — количество признаков (или число генов, по которым исходные формы отличаются). Числители в соотношениях будут соответствовать фенотипическим расщеплениям, а знаменатели количеству возможных сочетаний гамет, или типов зигот.

Необходимо понимать, что гены, для которых выполняется закон независимого наследования, и в этом случае располагаются в разных (негомологичных) хромосомах, которые во время мейоза расходятся независимо друг от друга.

Важно заметить, что в каждой хромосоме может находиться только по одному такому гену, а аллели каждого из них взаимодействуют по типу полного доминирования.

Когда наблюдается неполное доминирование или кодоминирование, а также случаи сцепления генов (описано ниже), теоретические рассуждения и фактические расщепления выглядят намного сложнее.

Все законы наследования, открытые Г. Менделем, отражают дискретный характер наследования, что означает, что наследуется не сам признак как таковой, а определяющие и контролирующие его материальные (или наследственные) факторы. Этими факторами являются гены.

Примерные экзаменационные вопросы по теме «Основы генетики».

Перейти к оглавлению.

Источник: https://www.studentguru.ru/dihybrid-polyhybrid-skshhyyshtp.html

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/7-65422.html

Полигибридные скрещивания: основные закономерности, открытые г.менделем, касались наследования

ПОЛИГИБРИДНЫЕ СКРЕЩИВАНИЯ

Основные закономерности, открытые Г.Менделем, касались наследования и расщепления только по одной паре альтернативных признаков (при моногибридном скрещивании).

На следующем этапе Менделя интересовал вопрос, какими признаками будет обладать потомство от скрещивания родительских форм, различающихся одновременно несколькими признаками.

Гибриды, полученные от скрещивания особей, различающихся одновременно по двум парам альтернативных признаков, носят название дигибридов.

Рассмотрим результаты классического опыта Менделя по дигибридному скрещиванию. Для скрещивания были отобраны растения, которые имели гладкие желтые горошины (оба признака доминантные), и растения с морщинистыми зелеными горошинами (оба признака рецессивные). Согласно первому закону все потомство было единообразно: дигибридные растения давали только гладкие желтые семена. В потомстве от самоопыления 15 дигибридных растений было получено 556 горошин: из них 315 гладких желтых, 108 гладких зеленых, 101 морщинистых желтых и 32 горошины были морщинистые зеленые. Это соотношение близко к соотношению 9:3:3:1 и отражает относительные частоты 4 классов фенотипов. При анализе по каждому признаку в отдельности (только по форме или только по окраске) расщепление гибридов в F2 соответствовало соотношению 3:1. Проследим расщепление по признаку формы семян. Гладких горошин было 315 + 108, что составило в сумме 423 гладких. Морщинистых горошин было 101 + 32, что составило 133 семян. Отношение 423 к 133 было близко к уже известному отношению 3:1. То же самое отношение было получено при анализе расщепления по признаку окраски. Желтых горошин вне зависимости от их формы было 416 (315 + 101), а количество зеленых составило 140 горошин (108 + 32). Отношение также близко к 3:1.

Полученные результаты свидетельствовали, что расщепление по каждой паре аллелей при дигибридном скрещивании происходит как два независимых события.

Таким образом, соотношение фенотипов при дигибридном скрещивании представляет собой результат (случайного или независимого объединения результатов двух моногибридных скрещиваний.

Этот вывод отражает сущность третьего закоиа Менделя — закона независимого комбинирования генов.

Рис. V.4.

Схема дигибридного скрещивания

. Обозначив доминантный аллель, определяющий желтую окраску, буквой А и рецессивный аллель, определяющий зеленую окраску, буквой а, буквой В — доминантный аллель, контролирующий развитие гладкой формы горошины, и соответственно рецессивный аллель, контролирующий развитие морщинистой формы, буквой b, дигибридное скрещивание можно записать следующим образом (рис. V.4). Для того чтобы представить фенотипические и генотипические классы потомков дигибридов первого поколения, воспо- льзуемся так называемой решеткой Пеннета, которая позволяет установить все возможные сочетания мужских и женских гамет (табл. V.2). Легко убедиться, что 9 из 16 (т.е. 9/16) теоретически ожидаемых потомков имеют одновременно два доминантных признака (желтые гладкие горошины — жг); 3/16 — доминантный и рецессивный признак (желтые морщинистые — жм); 3/16 — рецессивный и доминантный признаки (зеленые гладкие — зг) и 1/16 часть потомков имеет одновременно два рецессивных признака (зеленые и морщинистые — зм).

При анализе генотипов по решетке Пеннета мы обнаруживаем 9 различных классов в соотношении 1:2:2:4:1:2:1:2:1.

Расщепление в дигибридном скрещивании в F2 по фенотипу и генотипу можно получить, перемножая относительные частоты отдельных фенотипов или отдельных генотипов, поскольку гены, контролирующие развитие различных признаков, наследовались независимо друг от друга. По каждому из независимых признаков (окраска горошин и характеристика их поверхности) отношение частот, как было ранее показано, составляет 3:1. Тогда, перемножая (Зж:1з) на (Зг:1м), получаем 9жг:3жм:3зг: 1зм, что точно соответствует данным решетки Пеннета. Зная, что при моногибридном скрещивании расщепление по генотипу соответствует 1АА:2Аа:1аа для одной пары и 1ВВ:2ВЬ:1bb для другой, можно подсчитать частоты, или вероятности, генотипов различных классов. Вероятности генотипов соответствуют: АА – 1/4, Аа – 1/2, аа – 1/4; ВВ – 1/4, Вb – 1/2, bb – 1/4. Например, относительная частота генотипа ААВВ рассчитывается путем перемножения вероятностей 1/4AAх 1/4BB = 1/16ААВВ, для ААВb — 1/4AA х 1/2Bb = 1/8 или 2/16, ААВb. Тем же путем получаем распределение всех остальных различающихся по генетической конституции классов особей в отношении 1:2:2:4:1:2:1:2:1, что также полностью соответствует данным решетки Пеннета. Поступая аналогичным образом, можно представить результаты расщепления по фенотипу и генотипу для тригабридного скрещивания, когда родительские формы различаются по трем независимым признакам и в F1 образуются тригибриды. Эксперименты показывают, что при тригибридном скрещивании расщепление в F2 по фенотипу дает 8 различных классов особей в соотношении 27:9:9:9:3:3:3:1, а расщепление по генотипу дает 27 различных классов. Подобным образом возможен расчет вероятностей фенотипи-ческих и генотипических классов для любого полигибридного скрещивания (табл. V.3). В общем виде эти соотношения можно выразить простыми формулами: число фенотипических классов равно 2n, где «2» отражает парность аллелей, а показатель степени «n» — число независимых генов. Число генотипических классов равно 3″, где основание степени «3» — число генотипических классов при моногибридном скрещивании, а показатель степени «n» — число генов. Очевидно, что в основе приведенных формул лежат закономерности моногибридного скрещивания. Они справедливы для любого числа генов, но не превышающих гаплоидное число n. Важно отметить, что закономерности, открытые Менделем, реализуются при анализе большого количества особей, поскольку малое количество в потомстве гибридов (например, дети одной семьи) может давать отклонения от точного соотношения ожидаемых классов расщепления в силу случайных событий.

Гибридологический анализ, разработанный Менделем, и результаты, полученные на его основе, заложили концепцию фундаментального понятия генетики и биологии в целом — понятие гена. В последние десятилетия XIX в.

были обнаружены хромосомы, описаны митотическое и мейотическое деления клетки. Тем не менее не были известны материальные носители наследственной информации. Только после того как законы Менделя были открыты вновь в 1900 г.

, сопоставление менделевского расщепления признаков и распределения хромосом в мейозе позволило сделать окончательный вывод о том, что именно хромосомы являются носителями генетической информации.

Этими событиями ознаменовалось начало нового научного периода развития генетики, а наблюдения и выводы Менделя и в настоящее время составляют важнейшую главу учения о наследственности и изменчивости.

Источник: https://med-books.info/gennyie-bolezni-nasledstvennyie/poligibridnyie-skreschivaniya.html

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

ПОЛИГИБРИДНЫЕ СКРЕЩИВАНИЯ

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: https://interneturok.ru/lesson/biology/10-klass/osnovy-genetiki/digibridnoe-skreschivanie-zakon-nezavisimogo-nasledovaniya-priznakov?konspekt=

Books-med
Добавить комментарий