Моногибридным называется скрещивание, при котором родители различаются по проявлению лишь одного из признаков.
В одном из опытов Г. Мендель в качестве родителей выбрал особей чистых линий (то есть особей, которые при скрещивании друг с другом давали потомство с набором тех же самых признаков).
Он исследовал наследование окраски семян гороха – она может быть желтой или зеленой.
Г.Мендель ставил опыт таким образом, что в одном эксперименте материнские растения имели желтые семена, а отцовские – зеленые, а в другом наоборот.
Такая система из двух скрещиваний носит название реципрокного скрещивания.
При этом одно из скрещиваний (любое) называется прямым, а другое – обратным.
Из гибридов первого поколения Г. Мендель путем самоопыления получал гибриды второго поколения.
В нашем случае схема скрещивания будет выглядеть так:
P: жен.(зеленые семена) * муж.(желтые семена)
F1: 4/4 желтые
F2:1/4 зеленые; 2/4 желтые; ¼ желтые
F3: зеленые; ¼ зеленые; ¾ желтые; желтые
F4: зеленые; зеленые; зелено-желтые; желтые
|
|
Из схемы видно, что у всех особей F1 проявился признак только одного родителя, а именно – желтая окраска семян.
Проявляющийся в первом поколении гибридов признак Г. Мендель назвал доминантным (а само явление – доминированием), а исчезающий – рецессивным.
При размножении гибридов F1 во втором поколении наряду с доминантным, у части особей проявился отсутствующий в фенотипе первого поколения рецессивный признак.
Г. Мендель обнаружил, что особей с доминантным признаком примерно втрое больше, чем с рецессивным (то есть произошло расщепление в отношении 3:1).
Дальнейшее размножение гибридов F2 показало, что особи с рецессивным признаком давали в ряду поколений только особей, у которых также проявлялся лишь рецессивный признак; а группа с доминантным признаком оказалась разнородной. Одна ее часть в ряду поколений давала только особей с проявлением доминантного признака, а другая при размножении расщеплялась в соотношении по фенотипу 3:1.
Рассматриваемые организмы диплоидны, то есть состоят из клеток, содержащих двойной набор хромосом. Гомологичные хромосомы имеют идентичные участки – гены, в которых содержится информация о том или ином признаке, например, цвете семян. Однако признак этот может проявляться в фенотипе различным образом – семена могут быть зелеными, а могут быть и желтыми. Собственно цвет (желтый или зеленый) определяется тем или иным состоянием гена (последовательностью нуклеотидов в цепи ДНК). В рассматриваемом случае ген окраски семян имеет две альтернативные формы (аллеля). Аллели – формы (их может быть не только 2, но и больше – явление множественного аллелизма) одного и того же гена, располагающиеся в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом. Таким образом, соматические клетки содержат два аллеля одного гена. При этом несмотря на то что аллели могут быть разными (гетерозиглтное состояние), в фенотипе проявляется только один из них – он называется доминантным. Рецессивный же аллель влияет на фенотип только в том случае, если он, находится в обоих гомологичных хромосомах (гомозиготное состояние).
|
|
Образующиеся в результате мейоза гаплоидные гаметы содержат всего лишь один аллель того или иного гена.
P: жен * муж
Фенотип: зеленые семена желтые семена
Генотип: аа АА
Гаметы: а,а А,А
F1
Фенотип: желтые семена
Генотип: Аа
Гаметы: А,а
F2
Фенотип: 3 желтые:1 зеленые
Генотип: АА Аа Аа аа
В скрещивании участвуют женские и мужские особи чистых линий. Это означает, что они гомозиготны по выбранному признаку. При оплодотворении материнская и отцовская гаметы сливаются. Поскольку доминантный аллель подавляет работу рецессивного, а все гибриды F1 имеют одинаковый гетерозиготный генотип Аа, у них проявляется желтая окраска семян.
Гибриды F1 способны образовывать 2 типа гамет: А и а, каждая из которых с равной вероятностью может слиться с любой другой. В результате в F2 образуются следующие генотипы: АА, аа, Аа и Аа (или: АА, 2Аа, аа). Генотипов с двумя рецессивными генами втрое меньше. Этим объясняется расщепление по фенотипу 3:1. Расщепление по генотипу составляет 1:2:1 то есть 1АА:2Аа:1аа. Гомозиготы АА и аа могут образовывать гаметы только одного типа, поэтому при самоопылении у потомков расщепления не происходит. Гетерозиготы же Аа размножаются аналогично гибридам F1.