Единообразие гибридов первого поколения
Искусственно скрещивая растения гороха с желтыми горошинами с растениями, имеющими зеленые горошины (т.е. проводя моногибридное скрещивание) Мендель убедился, что все семена потомков будут желтого цвета. Такое же явление он наблюдал в опыте с морщинистыми и гладкими семенами – все гибридные растения имели гладкие семена. Проявляющийся у гибридов признак (желтизну семян или гладкость) Мендель назвал доминантным, а подавляемый признак (т.е. зеленый цвет семян или морщинистость) – рецессивным. Явление преобладания у гибрида признака одного из родителей Мендель назвал доминированием. Для генов приняты буквенные обозначения. Доминантный признак обозначают большой буквой (А, В, С), а рецессивный – маленькой (а, в, с). Если два аллельных гена полностью тождественны по структуре, т.е. имеют одинаковую последовательность нуклеотидов, их можно обозначить АА.
На основании этих данных Мендель сформулировал закон доминирования – первый закон Менделя – называют также законом единообразия гибридов первого поколения: при скрещивании двух гомозиготных организмов, отличающихся друг от друга одним признаком. Все гибриды первого поколения будут иметь признак одного из родителей, и поколение по данному признаку будет единообразным.
|
|
Из семян, полученных в первом поколении, Мендель вырастил растения гороха и снова скрестил их между собой. У растений второго поколения большинство горошин были желтого цвета, но встречались и зеленые горошины. Всего от нескольких скрещиваемых пар растений он получил 6022 желтых и 2001 зеленых горошин. Легко сосчитать, что ¾ гибридных семян имели желтую окраску и ¼ - зеленую. Явление, при котором скрещивание гетерозиготных особей приводит к образованию потомства, часть которого несет доминантный признак, а часть – рецессивный, называется расщеплением.
Опыты с другими признаками подтвердили эти результаты, и Мендель сформулировал правило расщепления: при скрещивании двух потомков (гибридов) первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление, и снова появляются особи с рецессивными признаками; эти особи поставляют одну четвертую часть от всего числа потомков второго поколения.
Для объяснения тех фактов, которые легли в основу правила единообразия гибридов первого поколения и правила расщепления, Мендель предположил, что «элементов наследственности» (генов) в каждой соматической клетке по два. В клетках гибрида первого поколения, хотя они и имеют только желтые горошины, обязательно должны присутствовать оба «элемента» (и желтого, и зеленого цветов), иначе у гибридов второго поколения не может возникнуть горошин зеленого цвета. Связь между поколениями обеспечивается через половые клетки – гаметы. Гаметы возникают в специальных органах родительских особей, мужской и женской. Каждая гамета получает только один «элемент наследственности» (ген) из двух возможных – «желтый» или «зеленый». Эту гипотезу Менделя о том, что при образовании гамет в каждую из них попадает только один из двух аллельных генов, называют законом чистоты гамет.
|
|
Из опытов Менделя по моногибридному скрещиванию, помимо закона чистоты гамет, следует также, что гены передаются из поколения в поколение не меняясь. Иначе невозможно объяснить тот факт, что в первом поколении после скрещивания гомозигот с желтыми и зелеными горошинами все семена были желтые, а во втором поколении снова появились зеленые горошины. Следовательно, ген «зеленого цвета горошин» не исчез и не превратился в ген «желтого цвета горошин», а просто не проявился в первом поколении, подавленный доминантным геном желтизны.
Как же объяснить закономерности генетики с позиций современной науки?
Цитологические основы закономерностей наследования при моногибридном скрещивании. Изобразим моногибридное скрещивание в виде схемы. Символ ♀ обозначает женскую особь, символ ♂ - мужскую, х – скрещивание, Р – родительское поколение, F1 – первое поколение потомков, F2 – второе поколение потомков, А - ген, отвечающий за доминантный желтый ген, а – ген, отвечающий за рецессивный зеленый цвет семян гороха.
Р ♀ АА х ♂ аа