"Биология (изд. "Русское слово")", Данилов С.Б., Романова Н.И. и др.
Моногибридное скрещивание показывает, как наследуется одна пара альтернативных признаков. На его примере объясняются основные закономерности наследования: единообразие гибридов первого поколения и расщепление признаков во втором. Для записи используют аллели, генотипы и гаметы, а результаты сравнивают по фенотипам и генотипам. Эти знания помогают решать генетические задачи и понимать, почему внешне одинаковые организмы могут иметь разные наследственные задатки.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Моногибридное скрещивание — скрещивание организмов, различающихся по одной паре альтернативных признаков. Например, у гороха сравнивают жёлтые и зелёные семена. Такой опыт позволяет проследить наследование только одной пары признаков, не смешивая её с другими.
Аллель — одна из форм существования гена, определяющая вариант признака. Один аллель организм получает от матери, другой — от отца. Обозначение аллелей буквами помогает записать генотип и предсказать признаки потомства.
Гомозигота имеет два одинаковых аллеля данного гена: AA или aa, а гетерозигота — два разных: Aa. Гомозиготный организм образует гаметы только одного типа по этому гену, а гетерозиготный — двух типов. Поэтому различие между ними особенно важно при составлении схем скрещивания.
Доминантный признак проявляется у гетерозиготы и обозначается прописной буквой A. Рецессивный признак обозначают строчной буквой a, и в гетерозиготе он обычно не проявляется. Рецессивный фенотип появляется, когда организм получает два рецессивных аллеля, то есть имеет генотип aa.
Сначала выбирают чистые линии — организмы, которые устойчиво передают признак потомству и обычно являются гомозиготами. Например, для изучения окраски семян берут растения AA и aa. Родительское поколение записывают буквой P, а образующиеся половые клетки — буквой G.
При скрещивании AA × aa первый родитель может передать только A, потому что оба его аллеля одинаковы. Второй родитель передаёт только a по той же причине. Поэтому каждый потомок получает одну букву от каждого родителя, становится Aa и проявляет доминантный признак.
У гибрида Aa аллели одной пары во время образования гамет расходятся в разные половые клетки. В результате половина гамет несёт A, а половина — a. Это называют принципом чистоты гамет: отдельная гамета получает только один аллель из пары.
При скрещивании двух гибридов Aa × Aa встречаются четыре равновероятных сочетания гамет. Два варианта дают Aa, один — AA, ещё один — aa. Поэтому во втором поколении появляется расщепление: потомки уже не одинаковы, поскольку рецессивный аллель может встретиться с таким же рецессивным аллелем.
Закон единообразия гибридов первого поколения утверждает, что при скрещивании чистых линий, различающихся по одной паре признаков, все гибриды F1 одинаковы по генотипу и фенотипу. Закон расщепления показывает, что во втором поколении при полном доминировании признаки обычно относятся как 3:1, а генотипы — как 1:2:1. Эти числа отражают вероятности сочетания гамет и точнее наблюдаются в большой группе потомков.
Таблица показывает путь от родительских генотипов к результатам второго поколения. Сначала определите гаметы каждого родителя, затем объедините их попарно и отдельно подсчитайте генотипы и фенотипы. Строки о законах Менделя помогают связать конкретную схему с общим правилом.
| Этап | Схема скрещивания | Генотипы потомства | Фенотипы потомства | Соотношение |
|---|---|---|---|---|
| Родительское поколение P | AA × aa | AA, aa | Доминантный × рецессивный | Чистые линии |
| Образование гамет G | AA → A; aa → a | A и a | Аллели в отдельных гаметах | По одному аллелю |
| Первое поколение F1 | A × a | Все Aa | Все доминантные | Единообразие |
| Скрещивание гибридов F1 | Aa × Aa | AA, Aa, Aa, aa | Доминантный и рецессивный | 4 сочетания |
| Второе поколение F2 | Aa × Aa | 1 AA : 2 Aa : 1 aa | 3 доминантных : 1 рецессивный | 1:2:1 и 3:1 |
| Закон единообразия | AA × aa | Все Aa | Одинаковый доминантный | 100% одинаковых F1 |
| Закон расщепления | Aa × Aa | 1:2:1 | 3:1 | Во втором поколении |
Задача 1. У гороха жёлтая окраска семян A доминирует над зелёной a. Определите генотипы и фенотипы потомства при скрещивании AA × aa.
Задача 2. Определите генотипическое и фенотипическое соотношение потомства при скрещивании Aa × Aa.
Задача 3. При скрещивании растения с доминантным признаком с рецессивным потомство разделилось примерно поровну по фенотипу. Определите генотип растения с доминантным признаком.
Генотип и фенотип смешивают, потому что оба описывают один и тот же признак. Но доминантный внешний вид может соответствовать AA или Aa, тогда как рецессивный фенотип всегда указывает на aa. Проверяйте себя: записывайте сначала буквы генотипа, а затем выводите по ним внешний признак.
У гибрида F1 иногда записывают AA или aa, забывая, что аллели приходят от обоих родителей. При скрещивании чистых линий AA × aa потомок обязательно получает A и a, то есть имеет Aa. Полезно отдельно выписывать гамету каждого родителя.
Соотношения 3:1 и 1:2:1 путают из-за того, что оба относятся к F2. Первое описывает фенотипы, второе — генотипы. Перед выбором соотношения подпишите, что именно подсчитываете.
Расщепление воспринимают как точный результат каждой небольшой семьи потомков. На самом деле это статистическая закономерность: отдельное скрещивание может отклоняться от ожидаемых чисел. Чем больше потомков, тем ближе результат обычно к теоретическому соотношению.
Для понимания темы нужны знания о хромосомах, генах, признаках, гаметах и оплодотворении. Эти понятия объясняют, откуда берутся аллели и как они встречаются в потомстве.
Моногибридное скрещивание служит основой для решения генетических задач и расчёта вероятности наследования признаков. После него изучают дигибридное скрещивание, где одновременно рассматривают две пары признаков.
Законы Менделя связаны с современными представлениями о наследственности, мутациях и генетике человека. Они помогают понять, почему признаки передаются по определённым закономерностям, но могут изменяться.
Почему гибриды первого поколения одинаковы?
При скрещивании чистых линий AA × aa один родитель образует гаметы только с аллелем A, а другой — только с аллелем a. Поэтому все гибриды получают генотип Aa и имеют доминантный фенотип.
Как определить, является ли организм гомозиготой или гетерозиготой?
По доминантному фенотипу это обычно определить нельзя: организм может быть AA или Aa. Для проверки проводят анализирующее скрещивание с рецессивной гомозиготой aa.
Почему при скрещивании Aa × Aa получается соотношение 3:1?
Каждый родитель образует гаметы A и a в равных долях. Из четырёх сочетаний три дают доминантный фенотип, а одно сочетание aa — рецессивный.
Чем генотипическое соотношение отличается от фенотипического?
Генотипическое соотношение показывает, сколько потомков имеют определённые сочетания аллелей: AA, Aa и aa. Фенотипическое соотношение описывает внешнее проявление признака, поэтому при полном доминировании оно равно 3:1, а не 1:2:1.
Для чего применяют анализирующее скрещивание?
Его используют, чтобы выяснить неизвестный генотип организма с доминантным признаком. Если при скрещивании с aa потомство разделяется примерно 1:1, проверяемый организм гетерозиготен Aa.
§ 21. Моногибридное скрещивание. Законы Менделя
