Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.10: Закони Менделя

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    56264

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Ф-Д_136АА59ФД 8СБ83991 ФАФД 76А3 ФА4С3ДДЦ2С1А1АА9Д9АА9Д9Ф8Б73+зображення_крихіткий+зображення_крихіткий.jpg

    Ти схожий на своїх батьків?

    У вас, напевно, є деякі характеристики або риси, спільні з кожним з ваших батьків. Робота Менделя давала основу для розуміння переходу рис з одного покоління в інше.

    Закони Менделя і генетика

    Ви можете подумати, що відкриття Менделя зробили б великий вплив на науку, як тільки він їх зробив. Але ви б помилялися. Чому? Тому що робота Менделя значною мірою ігнорувалася. Мендель значно випереджав свій час і працював з віддаленого монастиря. Він не мав репутації серед наукового співтовариства і не мав раніше опублікованих робіт.

    Робота Менделя під назвою «Експерименти з гібридизації рослин» була опублікована в 1866 році і відправлена до відомих бібліотек кількох країн, а також 133 природничо-наукові асоціації. Сам Мендель навіть відправив ретельно позначені набори для експериментів Карлу фон Нагелі, провідному ботаніку дня. Результат - його практично повністю проігнорували. Фон Нагелі замість цього відправив насіння яструба Менделю, яке, на його думку, було кращою рослиною для вивчення спадковості. На жаль, яструб розмножується безстатевим шляхом, в результаті чого утворюються генетично ідентичні клони батька.

    Чарльз Дарвін опублікував свою знакову книгу про еволюцію в 1869 році, незабаром після того, як Мендель відкрив свої закони. На жаль, Дарвін нічого не знав про відкриття Менделя і не розумів спадковості. Це зробило його аргументи про еволюцію менш переконливими для багатьох людей. Цей приклад демонструє важливість для науковців донесення результатів своїх досліджень.

    Відкриття творчості Менделя

    Робота Менделя була практично невідома до 1900 року. У тому році троє різних європейських вчених — на ім'я Гюго Де Вріс, Карл Корренс та Еріх фон Чермак-Сейсенегг — самостійно прибули до законів Менделя. Всі троє проводили експерименти, схожі на Менделя, прийшли до тих же висновків, які він зробив майже півстоліття раніше. Тільки тоді була заново відкрита фактична робота Менделя.

    Оскільки вчені дізналися більше про спадковість - передачу рис від батьків потомству - протягом наступних кількох десятиліть вони змогли описати уявлення Менделя про успадкування з точки зору генів. Таким чином і народилася область генетики.

    Генетика спадкування

    Сьогодні ми знаємо, що характеристики організмів контролюються генами на хромосомах (див. Малюнок нижче). Положення гена на хромосомі називається його локусом. У статево розмножуються організмах кожна особина має дві копії одного і того ж гена, так як існує дві версії однієї і тієї ж хромосоми (гомологічні хромосоми). Один примірник надходить від кожного з батьків. Ген для характеристики може мати різні версії, але різні версії завжди знаходяться в одному локусі. Різні версії називаються алелями. Наприклад, у горохових рослин зустрічається фіолетово-квітковий алель (В) і білоквітковий алель (б). Різні алелі складають значну частину варіації в характеристиках організмів.

    F-D_17725B ФЕД 904F7A228C48944 Е2А864КС575CEFE 2838FA8D10BBDEA 7D+зображення_крихіткий+зображення_крихіткий.PNGХромосома, ген, локус та алель. Ця діаграма показує, як пов'язані поняття хромосоми, гена, локуса та алеля. Чим відрізняється ген і локус? Між геном і алелем?

    Під час мейозу гомологічні хромосоми відокремлюються і переходять на різні гамети. Таким чином, два алелі для кожного гена також йдуть на різні гамети. При цьому різні хромосоми асортуються самостійно. В результаті алелі для різних генів також сортуються самостійно. Таким чином алелі перемішуються і рекомбінуються в гаметах кожного з батьків.

    Генотип і фенотип

    Коли гамети об'єднуються під час запліднення, отримана зигота успадковує по два алелі для кожного гена. Один алель походить від кожного з батьків. Алелі, які людина успадковує, складають генотип індивіда. Два алелі можуть бути однаковими або різними. Як показано в таблиці нижче, організм з двома алелями одного типу (BB або bb) називається гомозиготою. Організм з двома різними алелями (Bb) називається гетерозиготою. Це призводить до трьох можливих генотипів.

    Алелі генотипи фенотипи
    BB (гомозигота) фіолетові квіти
    B (фіолетовий) Bb (гетерозигота) фіолетові квіти
    b (білий) bb (гомозигота) білі квіти

    Експресія генотипу організму виробляє його фенотип. Фенотип відноситься до особливостей організму, таких як фіолетові або білі квіти. Як видно з таблиці вище, різні генотипи можуть виробляти один і той же фенотип. Наприклад, генотипи BB і Bb обидва дають рослини з фіолетовими квітами. Чому це відбувається? У гетерозиготі Bb виражається лише алель B, тому алель b не впливає на фенотип. Взагалі, коли в фенотипі виражений тільки один з двох алелей, виражений алель називається домінантним аллелем. Алель, який не виражається, називається рецесивним алелем.

    Як Мендель працював назад, щоб випереджати

    Мендель використовував сотні або навіть тисячі рослин гороху в кожному експерименті, який він робив. Тому його результати були дуже близькі до тих, які ви очікували, виходячи з правил ймовірності (див. Поняття «Ймовірність»). Наприклад, в одному з перших його експериментів з квітковим забарвленням налічувалося 929 рослин покоління F2. З них 705 (76 відсотків) мали фіолетові квіти, а 224 (24 відсотки) мали білі квіти. Таким чином, результати Менделя були дуже близькі до 75 відсотків фіолетового і 25 відсотків білого, які ви очікували б за законами ймовірності для цього типу хреста.

    Звичайно, у Менделя були тільки фенотипи для роботи. Він нічого не знав про гени і генотипи. Натомість йому довелося відставати від фенотипів та їх відсотків у потомстві, щоб зрозуміти спадщину. З результатів свого першого набору експериментів Мендель зрозумів, що має бути два фактори, що контролюють кожну з вивчених ним характеристик, причому один із факторів домінує над іншим. Він також зрозумів, що два фактори розділяються і переходять на різні гамети і пізніше рекомбінуються в потомство. Це приклад удачі Менделя. Всі характеристики, які він вивчав, випадково передавалися у спадок таким чином.

    Менделю також пощастило, коли він робив свій другий набір експериментів. Йому довелося підбирати характеристики, які успадковуються незалежно один від одного. Тепер ми знаємо, що ці характеристики контролюються генами на негомологічних хромосомах. Що робити, якби Мендель вивчав характеристики, контрольовані генами на гомологічних хромосомах? Чи будуть вони успадковані разом? Якщо так, то як, на вашу думку, це вплинуло б на висновки Менделя? Чи зміг би він розробити свій другий закон спадкування?

    Резюме

    • Робота Менделя була відкрита заново в 1900 році. Незабаром після цього були виявлені гени і алелі. Це дозволило викладати закони Менделя в плані спадкування алелів.
    • Ген для характеристики може мати різні версії. Ці різні версії гена відомі як алелі.
    • Алелі для різних генів асортуються самостійно під час мейозу.
    • Алелі, які людина успадковує, складають генотип індивіда. Індивід може бути гомозиготним (два однакових алелі) або гетерозиготним (два різних алелі).
    • Експресія генотипу організму виробляє його фенотип.
    • Коли виражається лише один з двох алелів, виражений алель є домінуючим алелем, а алель, який не виражається, є рецесивним алелем.
    • Мендель використовував відсоток фенотипів у потомства, щоб зрозуміти, як характеристики передаються у спадок.

    Рецензія

    1. Якби Дарвін знав про творчість Менделя, як це могло вплинути на його теорію еволюції? Як ви думаєте, це вплинуло б на те, наскільки добре була прийнята робота Дарвіна?
    2. Поясніть закони Менделя в генетичному плані, тобто з точки зору хромосом, генами та алелями.
    3. Поясніть взаємозв'язок між генотипом і фенотипом. Як один фенотип може бути результатом більш ніж одного генотипу?
    Зображення Довідка Атрибуції
    Ф-Д_136АА59ФД 8СБ83991 ФАФД 76А3 ФА4С3ДДЦ2С1А1АА9Д9АА9Д9Ф8Б73+зображення_крихіткий+зображення_крихіткий.jpg [Рисунок 1] Ліцензія: CC BY-NC
    F-D_17725B ФЕД 904F7A228C48944 Е2А864КС575CEFE 2838FA8D10BBDEA 7D+зображення_крихіткий+зображення_крихіткий.PNG [Рисунок 2] Кредит: Сем Маккейб; Ліс і Кім Старр/Старр навколишнього середовища; Маріана Руїс Вільярреал (LadyOfHats) для Фонду CK-12
    Джерело: Фонд CK-12;
    www.flickr.com/photos/starr-environmental/9196383877/Ліцензія: CC BY-NC 3.0; CC BY 2.0