Краткое содержание: Параграф § 52 / Биология 10 класс

Дигибридное скрещивание: Основы и Законы

Параграф посвящен изучению дигибридного скрещивания, метода, который использовал Грегор Мендель для исследования закономерностей наследования двух пар признаков одновременно. Этот подход позволил установить, как наследование одной пары признаков влияет на наследование другой.

Для экспериментов Мендель брал гомозиготных особей по двум парам признаков. Например, при скрещивании гороха, он работал с парой формы семян (гладкая - доминантная, морщинистая - рецессивная) и парой окраски семян (желтая - доминантная, зеленая - рецессивная).

Схема Первого Скрещивания

В первом скрещивании (Р) участвовали гомозиготные особи, отличающиеся по двум признакам:

• Растение с желтой окраской и гладкой формой семян (генотип: ААВВ).
• Растение с зеленой окраской и морщинистой формой семян (генотип: ааbb).

Каждая родительская особь образовывала только один тип гамет: \( \text{AB} \) и \( \text{ab} \). В результате скрещивания в первом поколении \( \text{F}_1 \) все гибриды оказывались единообразными, имея генотип \( \text{AaBb} \) и фенотип с желтой окраской и гладкой формой семян. Это соответствовало первому закону Менделя (закон единообразия гибридов первого поколения).

Второе Скрещивание и Закон Независимого Наследования

Второе скрещивание проводилось между гибридами первого поколения \( \text{F}_1 \) (генотип \( \text{AaBb} \)). Эти дигетерозиготные особи образовывали четыре типа гамет: \( \text{AB} \), \( \text{Ab} \), \( \text{aB} \), \( \text{ab} \). Количество типов гамет определяется формулой \( 2^n \), где \( n \) - число пар гетерозиготных аллелей. В данном случае \( 2^2 = 4 \) типа гамет.

Для определения всех возможных комбинаций генотипов в поколении \( \text{F}_2 \) используется решетка Пеннета. В результате случайного оплодотворения в \( \text{F}_2 \) наблюдается 16 возможных генотипических комбинаций.

Фенотипическое расщепление в поколении \( \text{F}_2 \) составило 9:3:3:1:

• 9 частей — оба доминантных признака (желтые, гладкие). Генотип: \( \text{A\_B\_} \).
• 3 части — первый доминантный, второй рецессивный (желтые, морщинистые). Генотип: \( \text{A\_bb} \).
• 3 части — первый рецессивный, второй доминантный (зеленые, гладкие). Генотип: \( \text{aaB\_} \).
• 1 часть — оба рецессивных признака (зеленые, морщинистые). Генотип: \( \text{aabb} \).

Это расщепление по фенотипу (9:3:3:1) отражает Закон независимого наследования признаков (Третий закон Менделя). Он гласит, что при скрещивании гибридов первого поколения, различающихся по двум (или более) парам признаков, во втором поколении наследование по каждой паре признаков идет независимо друг от друга. Это приводит к появлению групп особей с новыми сочетаниями признаков, отсутствовавшими у исходных родительских форм (например, желтые морщинистые и зеленые гладкие).

Цитологические Основы

Независимое наследование обусловлено поведением негомологичных хромосом в мейозе. Гены двух пар признаков находятся в разных парах негомологичных (неродственных) хромосом. В процессе мейоза при формировании гамет негомологичные хромосомы (а значит, и расположенные в них аллели \( \text{A/a} \) и \( \text{B/b} \)) расходятся случайно и независимо друг от друга, обеспечивая появление всех четырех типов гамет в равной вероятности.

Важно отметить, что расщепление 9:3:3:1 наблюдается только в случае, когда гены обеих пар признаков расположены в разных, негомологичных, хромосомах. Если гены находятся в одной хромосоме, третий закон Менделя не выполняется.

Фенотипическое расщепление в \( \text{F}_2 \) можно получить и как произведение расщеплений по каждой отдельной паре признаков (\( 3/4 \text{ доминантный} : 1/4 \text{ рецессивный} \)). Вероятность сочетания двух признаков равна произведению вероятностей каждого из них:

• Оба доминантные: \( 3/4 \cdot 3/4 = 9/16 \)
• Первый доминантный, второй рецессивный: \( 3/4 \cdot 1/4 = 3/16 \)
• Первый рецессивный, второй доминантный: \( 1/4 \cdot 3/4 = 3/16 \)
• Оба рецессивные: \( 1/4 \cdot 1/4 = 1/16 \)

Сумма составляет: \( 9/16 + 3/16 + 3/16 + 1/16 = 16/16 \text{ или } 1 \).