МОНОГІБРИДИЗМ: З ЧОГО СКЛАДАЄТЬСЯ І РОЗВ’ЯЗУЮТЬСЯ ВПРАВИ - БІОЛОГІЯ - 2025

Monohibridismo відноситься до хреста між двома людьми , що розрізняються в тільки одну особливість. Так само, роблячи схрещування між особинами одного виду та вивчаючи спадщину однієї ознаки, ми говоримо про моногібридизм.

Моногібридні схрещування прагнуть дослідити генетичну основу ознак, які визначаються одним геном. Шаблони спадкування цього типу схрещування були описані Грегором Менделем (1822–1884), знаковим персонажем у галузі біології та відомим як батько генетики.

Грунтуючись на роботі з рослинами гороху (Pisum sativum), Грегор Мендель виклав свої відомі закони. Перший закон Менделя пояснює моногібридні схрещування.

З чого він складається?

Як було сказано вище, моногібридні схрещування пояснюються в першому законі Менделя, який описаний нижче:

Перший закон Менделя

У статевих організмах є пари алелів або пар гомологічних хромосом, які відокремлюються під час утворення гамет. Кожна гамета отримує лише одного члена цієї пари. Цей закон відомий як "закон сегрегації".

Іншими словами, мейоз гарантує, що кожна гамета містить строго пару алелів (варіанти або різні форми гена), і однаково ймовірно, що гамета містить будь-яку з форм гена.

Менделу вдалося проголосити цей закон, зробивши схрещування з горохових рослин. Мендель дотримувався успадкування кількох пар контрастних характеристик (фіолетові квіти проти білих квітів, зелені насіння проти жовтих насіння, довгі стебла проти коротких стебел) протягом кількох поколінь.

У цих хрестах Мендель підраховував нащадків кожного покоління, отримуючи таким чином пропорції особин. Робота Менделя зуміла отримати надійні результати, оскільки він працював зі значною кількістю людей, приблизно в кілька тисяч.

Наприклад, у моногібридних схрещуваннях круглих гладких наморщиків із зморшкуватою насінням Мендель отримав 5474 круглих гладких насіння та 1850 зморщених насінин.

Аналогічно, схрещування жовтого насіння із зеленим насінням дають кількість 6022 жовтих насіння та 2001 зелених насінин, таким чином встановлюючи чітку схему 3: 1.

Одним із найважливіших висновків цього експерименту було постулювати існування дискретних частинок, які передаються від батьків дітям. В даний час ці частинки успадкування називаються генами.

Площа Пунетта

Цю діаграму вперше використав генетик Регінальд Пунетт. Це графічне зображення гамет особин і всіх можливих генотипів, які можуть бути результатом перехресного інтересу. Це простий і швидкий метод вирішення хрестів.

Розв’язані вправи

Перша вправа

У плодової мухи (Drosophila melanogaster) сірий колір тіла домінує (D) над чорним кольором (d). Якщо генетик перетне гомозиготну домінантну (DD) та гомозиготну рецесивну (dd) особу, як виглядатиме перше покоління індивідів?

Відповісти

Домінуючий гомозиготний індивід продукує лише D гамети, тоді як рецесивний гомозиготний також виробляє лише один тип гамет, але у їхньому випадку вони d.

Коли відбувається запліднення, всі утворені зиготи матимуть генотип Dd. Щодо фенотипу, то всі особи будуть сиворослими, оскільки D є домінантним геном і маскує присутність d у зиготі.

Як висновок ми маємо, що 100% особин F ₁ будуть сірими.

Друга вправа

Які пропорції виникають при схрещуванні мух першого покоління з першої вправи?

Відповісти

Як ми можемо зробити висновок, мухи F ₁ мають генотип Dd. Усі отримані особини гетерозиготні для цього елемента.

Кожна людина може генерувати D і d гамети. У цьому випадку вправу можна розв’язати за допомогою квадрата Punnett:

У другому поколінні мух знову з’являються характеристики батьків (мухи з чорними тілами), які, здавалося, були «загублені» в першому поколінні.

Ми отримали 25% мух з домінантним гомозиготним генотипом (DD), фенотипом якого є сіре тіло; 50% гетерозиготних особин (Dd), у яких фенотип також сірий; і ще 25% гомозиготних рецесивних (дд) особин із чорними тілами.

Якщо ми хочемо бачити це з точки зору пропорцій, схрещування гетерозигот призводить до отримання 3 сірих особин проти 1 чорних особин (3: 1).

Третя вправа

У певній різноманітності тропічного срібла можна виділити крапчасті листя і гладкі листя (без цяток, одноколірні).

Припустимо, ботанік схрещує ці різновиди. Рослинам, отриманим в результаті першого схрещування, було дозволено самостійно удобрити. Результатом другого покоління стали 240 рослин із строкатим листям та 80 рослин з гладким листям. Яким був фенотип першого покоління?

Відповісти

Ключовим моментом для розв’язання цієї вправи є взяття чисел та зведення їх у пропорції, ділення чисел наступним чином: 80/80 = 1 і 240/80 = 3.

Згідно з закономірністю 3: 1, можна легко зробити висновок, що особини, що породили друге покоління, були гетерозиготними і фенотипічно мали строкаті листя.

Четверта вправа

Група біологів вивчає колір шерсті кроликів виду Oryctolagus cuniculus. Схоже, колір шуби визначається локусом з двома алелями, A і a. Аллель А є домінуючим та рецесивним.

Який генотип матимуть особини внаслідок схрещування гомозиготної рецесивної (аа) та гетерозиготної (Аа) особини?

Відповісти

Методологія, яку слід дотримуватися для вирішення цієї проблеми, полягає в реалізації площі Пуннета. Гомозиготні рецесивні особини продукують лише гамети, тоді як гетерозиготні особини продукують А та гамети. Графічно це так:

Отже, можна зробити висновок, що 50% особин будуть гетерозиготними (Аа), а інші 50% - гомозиготними рецесивними (аа).

Винятки з першого закону

Існують певні генетичні системи, в яких гетерозиготні особини не виробляють рівних пропорцій двох різних алелей у своїх гаметах, як це було передбачено раніше описаними менделівськими пропорціями.

Це явище відоме як спотворення в сегрегації (або мейотичному приводі). Прикладом цього є корисливі гени, які втручаються у функцію інших генів, які прагнуть збільшити їх частоту. Зауважте, що егоїстичний елемент може знизити біологічну ефективність людини, яка його переносить.

У гетерозиготі егоїстичний елемент взаємодіє із нормальним елементом. Егоїстичний варіант може зруйнувати нормальне або перешкодити його функціонуванню. Одним із безпосередніх наслідків є порушення першого закону Менделя.

Список літератури

1. Кургани, Е. М. (2000). Посилання на кабінет поведінки тварин: словник поведінки тварин, екології та еволюції. Преса CRC.
2. Elston, RC, Olson, JM, & Palmer, L. (2002). Біостатистична генетика та генетична епідеміологія. Джон Вілі та сини.
3. Гедрік, П. (2005). Генетика населення. Третє видання. Видавництво Джонса та Бартлетта.
4. Чорногорія, Р. (2001). Еволюційна біологія людини. Національний університет Кордови.
5. Subirana, JC (1983). Дидактика генетики. Видання Universitat Barcelona.
6. Томас, А. (2015). Представляємо генетику. Друге видання. Garland Science, Taylor & Francis Group.