2. Dziedziczenie cech

Dziedziczenie cech - Prawa Mendla
Przy opisie przebiegu krzyżówek genetycznych używa się następujących
symboli i pojęć:
- P – pokolenie rodzicielskie (rodzice)
- F1 – pierwsze pokolenie potomne
- F2 – drugie pokolenie
- duża litera alfabetu oznacza allele dominujące czyli ujawniające się
w pierwszym pokoleniu np.: A, B, D
- mała litera alfabetu oznacza allele recesywne czyli nie ujawniające się
w pierwszym pokoleniu np.: a, b, d
- homozygota posiada w chromosomach homologicznych dwa identyczne
allele w parze warunkujące tę cechę np.: AA lub aa
- heterozygota posiada w chromosomach homologicznych dwa różne allele
w parze warunkującej tę cechę np.: Aa
- ♀ osobnik płci żeńskiej, produkujący komórki jajowe
- ♂ osobnik płci męskiej produkujący plemniki
Grzegorz Mendel,
czeski zakonnik i przyrodnik, zapoczątkował badania nad dziedziczeniem
cech. Zajmował się mechanizmem dziedziczenia np.: barwy kwiatów, kształtu nasion u grochu. Krzyżował ze
sobą groch o kwiatach czerwonych z grochem o kwiatach białych.
W tym przykładzie gen warunkujący czerwony kolor kwiatów oznaczmy jako A, a gen
warunkujący białą barwę kwiatów – literą a.
Aby rozwiązać jak przebiega dziedziczenie barwy kwiatów u potomstwa, należy zapisać
krzyżówkę genetyczną.
Genotyp rodziców – P: odmiana czerwona – AA i odmiana biała – aa.
Gamety rodziców:
A
A
a
a
Krzyżówka genetyczna dla pokolenia F1
W pierwszym pokoleniu otrzymano rośliny o genotypie Aa, czyli heterozygoty z czerwoną barwą
kwiatów. Taki mieszaniec posiada jednocześnie gen A na barwę czerwoną i gen a na białą. W tym wypadku
gen A, decydujący o czerwonej barwie, jest genem dominującym w stosunku do genu a, który jest
recesywny, czyli ustępujący.
Osobniki AA i Aa są genetycznie różne, czyli mają różne genotypy. Jednak pod względem
barwy kwiatów, czyli wyglądu zewnętrznego są jednakowe, a to za sprawą dominowania genu A. Ponieważ
rośliny mają taki sam wygląd zewnętrzny, mówimy, że mają ten sam fenotyp.
Fenotyp jest to wygląd osobnika, czyli zespół wszystkich jego cech związanych z wyglądem.
Z obserwacji dziedziczenia cech u grochu wynika, że osobniki o tym samym fenotypie
(wyglądzie) mogą mieć inny genotyp. Wynika z tego, że czerwony kolor kwiatów był cechą dominującą.
Jakie kwiaty pojawią się w następnym pokoleniu jeżeli zostaną skrzyżowane rośliny z pokolenia
F1 czyli heterozygoty o genotypie Aa i kwiatach czerwonych?
Genotyp rodziców:
Gamety rodziców:
AA
A
i
a
Aa.
a
a
Krzyżówka genetyczna dla pokolenia F2
Na tym etapie krzyżowania roślin o wzorze genowym Aa występują dwa rodzaje gamet, tzn.
połowę osobników z genem A i połowę z genem a. Przy otrzymaniu mieszańców w drugim pokoleniu, czyli
F2, powstaną osobniki o genach AA, Aa, Aa, aa. Osobniki o genach AA, Aa, Aa będą miały kwiaty czerwone
(dominowanie genu A), natomiast osobnik o genach aa będzie miał kwiaty białe.
Na podstawie tego doświadczenia Mendel sformułował prawo czystości gamet, czyli inaczej:
I prawo Mendla
„W gametach, czyli komórkach rozrodczych znajduje się zawsze jeden gen z danej pary
genów, który określa jakąś cechę (np.: barwę kwiatów).”
Gdy Mendel przekonał się, że wszystkie badane przez niego cechy grochu dziedziczą się tak
samo, jak barwa kwiatów, przystąpił do badania krzyżówek między formami grochu, które różnią się
jednocześnie dwiema niezależnymi cechami. W tym celu skrzyżował: odmianę grochu o nasionach okrągłych
A i żółtych B z odmianą grochu o nasionach kanciastych a i zielonych b.
P:
AABB
i
aabb
Krzyżówka genetyczna dla pokolenia F1
W pokoleniu F1 otrzymał Mendel wszystkie rośliny o genotypie AaBb czyli żółte o okrągłych
nasionach. W dalszym etapie krzyżowania Mendel posłużył się roślinami otrzymanymi z pokolenia F1 AaBb.
P:
AaBb
i
AaBb
Gamety: AB, ab, aB
Ab, AB, ab, aB, Ab
Krzyżówka genetyczna dla pokolenia F2
Z prowadzonych krzyżówek roślin okazało się, że gen warunkujący barwę żółtą A jest
dominujący nad genem barwy zielonej a oraz, że gen okrągły B dominuje nad genem kanciastym b. W
wyniku tego krzyżowania Mendel uzyskał następujące 4 fenotypy:
a) żółty gładki o fenotypach: AABB, AABb, AaBB, AaBb;
b) żółty pomarszczony o genotypach: Aabb, Aabb;
c) zielony gładki o genotypach: aaBB, aaBb;
d) zielony pomarszczony o genotypie: aabb.
Stosunek ich ilości wynosił: 9 : 3 : 3 : 1
Na podstawie tego doświadczenia Mendel sformułował II prawo nazwane prawem
niezależnego dziedziczenia się cech.
II prawo Mendla
„Cechy należące do jednej pary genów dziedziczą się zupełnie niezależnie od cech
należących do innej pary genów”.