Дигибридным называют скрещивание, при котором анализируется наследование двух пар альтернативных признаков. Для дигибридного скрещивания Мендель брал гомозиготные растения гороха, отличающиеся по окраске семян (желтые и зеленые) и форме семян (гладкие и морщинистые). Желтая окраска (А) и гладкая форма (В) семян — доминантные признаки, зеленая окраска (а) и морщинистая форма (в) — рецессивные признаки.
Скрещивая растение с желтыми и гладкими семенами с растением с зелеными и морщинистыми семенами, Мендель получил единообразное гибридное поколение F1 с желтыми и гладкими семенами. От самоопыления 15 гибридов F1 было получено 556 семян, из них 315 желтых гладких, 101 желтое морщинистое, 108 зеленых гладких и 32 зеленых морщинистых.
Анализируя полученное потомство, Мендель, прежде всего, обратил внимание на то, что, наряду с сочетаниями признаков исходных сортов (желтые гладкие и зеленые морщинистые семена), при дигибридном скрещивании появляются и новые сочетания признаков (желтые морщинистые и зеленые гладкие семена). Он обратил внимание на то, что расщепление по каждому отдельно взятому признаку соответствует расщеплению при моногибридном скрещивании. Из 556 семян 3/4 были гладкими, 1/4 — морщинистыми; 3/4 семян имели желтую окраску, а 1/4 — зеленую.
Анализ количественных соотношений групп гибридов F2, имеющих определенное сочетание признаков, привело к такому заключению: расщепление по фенотипу при скрещивании дигетерозигот происходит в соотношении 9:3:3:1.
9/16 растений F2 обладали обоими доминантными признаками (гладкие желтые семена);
3/16 были желтыми и морщинистыми;
3/16 были зелеными и гладкими;
1/16 растений F2 обладали обоими рецессивными признаками (морщинистые семена зеленого цвета).
При моногибридном скрещивании родительские организмы отличаются по одной паре признаков (желтые и зеленые семена) и дают во втором поколении два фенотипа (21 = 2) в соотношении 3+1.
При дигибридном они отличаются по двум парам признаков и дают во втором поколении четыре фенотипа (22 = 4) в соотношении (3+1)2. Легко посчитать, сколько фенотипов и в каком соотношении будет образовываться во втором поколении при тригибридном скрещивании: 23. — восемь фенотипов в соотношении (3+1)3.
Четыре фенотипа скрывают девять разных генотипов: 1 — ААBB; 2 — AABb; 1 — AAbb; 2 — AaBB; 4 — AaBb; 2 — Aabb; 1 — aaBB; 2 — aaBb; 1 — aabb. Если расщепление по генотипу в F2 при моногибридном поколении было 1:2:1, то есть было три разных генотипа (31), то при при дигибридном образуется 9 разных генотипов — 32, при тригибридном скрещивании образуется 33 — 27 разных генотипов.
Мендель пришел к выводу, что расщепление по одной паре признаков не связано с расщеплением по другой паре. Для семян гибридов характерны не только сочетания признаков родительских растений (желтое гладкое семя и зеленое морщиностое семя), но и возникновение новых комбинаций признаков (желтое морщинистое семя и зеленое гладкое семя).
Проведенное исследование позволило сформулировать закон независимого комбинирования генов (третий закон Менделя): при скрещивании двух гетерозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга в соотношении 3:1 и комбинируются во всех возможных сочетаниях.
Третий закон Менделя справедлив только для тех случаев, когда анализируемые гены находятся в разных парах гомологичных хромосом.
Цитологические основы третьего закона Менделя Пусть А — ген, обусловливающий развитие желтой окраски семян, а — зеленой окраски, В — гладкая форма семени, в — морщинистая. Скрещиваются гибриды первого поколения, имеющие генотип АаВв. При образовании гамет, из каждой пары аллельных генов в гамету попадает только один, при этом в результате случайности расхождения хромосом в первом делении мейоза ген А может попасть в одну гамету с геном В или с геном в, а ген а может объединиться с геном В или с геном в. Таким образом, каждый организм образует четыре сорта гамет в одинаковом количестве (по 25 %): АВ, Aв, aB, aв. Во время оплодотворения каждый из четырех типов сперматозоидов может оплодотворить любую из четырех типов яйцеклеток. Все возможные сочетания мужских и женских гамет легко установить с помощью решетки Пеннета. При анализе результатов видно, что по фенотипу потомство делится на четыре группы: 9/16 желтых гладких: 3/16 желтых морщинистых: 3/16 зеленых гладких: 1/16 желтых морщинистых. Если проанализировать результаты расщепления по каждой паре признаков в отдельности, то получится, что отношение числа желтых семян к числу зеленых — 3:1, отношение числа гладких к числу морщинистых — 3:1. Таким образом, при дигибридном скрещивании каждая пара признаков при расщеплении в потомстве ведет себя так же, как при моногибридном скрещивании, т.е. независимо от другой пары признаков.
Письменная работа с карточками на 10 мин:
1. Задача. В семье родился голубоглазый темноволосый ребенок, похожий по этим признакам на отца. Мать – кареглазая темноволосая; бабушка по материнской линии - голубоглазая темноволосая; дедушка – кареглазый светловолосый; бабушка и дедушка по отцовской линии – кареглазые темноволосые. Определите вероятность рождения в этой семье голубоглазого светловолосого ребенка. Карий цвет глаз доминирует над голубым, темный цвет волос – над светлым.
2. Какие генотипы и в каком соотношении ожидаются от скрещивания двойных гетерозигот?
3. Цитологические основы, объясняющие третий закон Менделя.
4. Какие генотипы могут быть у гороха: 1. С желтыми и гладкими семенами? 2. С желтыми морщинистыми семенами? 3. С зелеными гладкими семенами? 4. С зелеными морщинистыми семенами?
Работа с карточкой у доски:
Задача:
У томатов круглая форма плодов (А) доминирует над грушевидной (а), красная окраска плодов (В) – над желтой (b). Растение с округлыми красными плодами скрещено с растением, обладающим грушевидными желтыми плодами. В потомстве 25% растений дают округлые красные плоды, 25% - грушевидные красные плоды, 25% - округлые желтые плоды, 25% – грушевидные желтые плоды (отношение 1:1:1:1). Каковы генотипы родителей и потомства?
Тестовое задание:
|
1. Одна пара гомологичных хромосом.
2. Две пары гомологичных хромосом.
3. Три пары гомологичных хромосом.
4. Четыре пары гомологичных хромосом.
Тест 2. Генотип гороха с желтой окраской и морщинистой формой семян — ААbb. У данного сорта образуется:
1. Один сорт гамет.
2. Два сорта гамет.
3. Три сорта гамет.
4. Четыре сорта гамет.
Тест 3. Генотип гороха с желтой окраской и морщинистой формой семян АаВb. У данной особи образуется:
1. Один сорт гамет.
2. Два сорта гамет.
3. Три сорта гамет.
4. Четыре сорта гамет.
Тест 4. Скрещивают дигетерозиготные растения гороха с желтой окраской и гладкой формой семян. В потомстве ожидается:
1. Один фенотип.
2. Два фенотипа.
3. Три фенотипа.
4. Четыре фенотипа.
Тест 5. Скрещивают дигетерозиготные растения гороха с желтой окраской и гладкой формой семян. В потомстве ожидается:
1. Шестнадцать разных генотипов.
2. Двенадцать разных генотипов.
3. Девять разных генотипов.
4. Четыре генотипа.
**Тест 6. Желтый цвет и гладкая форма горошин — доминантные признаки. У гороха с желтыми и гладкими семенами могут быть генотипы:
1. ААBB. 5. Aabb.
2. AAbb. 6. AaBb.
3. aaBB. 7. AABb.
4. AaBB. 8. aaBb.
Тест 7 Желтый цвет и гладкая форма горошин — доминантные признаки. У гороха с зелеными и морщинистыми семенами может быть генотип:
1. ааbb. 5. Aabb.
2. AAbb. 6. AaBb.
3. aaBB. 7. AABb.
4. AaBB. 8. aaBb.