Гипотеза чистоты гамет


3. Гипотеза чистоты гамет была выдвинута Менделем для объяснения установленных при гибридизации закономерностей. Смысл ее состоит в том, что гибридные (гетерозиготные) организмы формируют негибридные, «чистые» половые клетки (гаметы).

Позже это положение Менделя полностью подтвердилось цитологическими данными о ходе митоза, мейоза и оплодотворения.

Если принять, что каждый признак (скажем, желтая или зеленая окраска семян у гороха) передается из поколения в поколение при помощи специальной материальной единицы — гена, а гены находятся в хромосомах, то итоги моногибридного скрещивания полностью совпадут с поведением хромосом при смене поколений (рис. 14). Действительно, каждая клетка тела организма имеет диплоидный набор хромосом; при образовании половых клеток в результате мейоза каждая гамета получает только гаплоидный набор хромосом. При последующем оплодотворении диплоидный набор восстанавливается в зиготе и сохраняется во всех клетках нового организма. При этом одна хромосома из каждой гомологичной пары получена от отцовского, а другая — от материнского организма.

До сих пор мы обозначали буквами сами признаки организмов (А—желтая, а — зеленая окраска). Исходя из того, что наследственная информация об этих признаках передается через гены, обозначим буквами сами гены: А—ген желтой окраски семян, а — ген зеленой окраски семян. Пара таких генов называется аллельными генами и находится в паре гомологичных хромосом гибрида: А — в одной хромосоме (от одного родителя), а — в другой хромосоме той же пары (от другого родителя). Поэтому схему скрещивания, изображенную на рис. 14, в буквенной символике можно записать так:

 Схема скрещивания

В схеме формулы А А, Аа и аа будут означать генотипы тех или иных организмов. Если в паре аллельных генов ген А полностью доминирует над геном а, то два организма с разными генотипами — АА и Аа — будут выглядеть одинаково. Именно этот случай имел место при скрещивании Горохов: гомозиготные растения АА и гетерозиготные растения Аа имели одинаковую желтую окраску семян. В случае неполного доминирования (ночная красавица) гомозиготные (АА) и гетерозиготные (Аа) растения отличались: первые имели красную окраску цветков, а вторые — розовую.

Цитологические основы моногибридного скрещивания

Рис. 14. Цитологические основы моногибридного скрещивания; гаметы любого поколения несут либо «светлую», либо «темную» хромосому и, соответственно, только один из двух аллельных генов (гипотеза «чистоты» гамет): 1 — хромосомы, несущие ген доминантного признака, 2 — хромосомы, несущие ген рецессивного признака

Все сказанное поясняет очень важное положение генетики: не всегда по реальным признакам организма можно прямо судить о его наследственности. Поэтому и необходим гибридологический метод изучения наследственности. Только этим методом по признакам потомства можно, например, отличить гомозиготные желтозерные растения гороха (АА) от гетерозиготных желтозерных (Аа).

Более сложным случаем будет дигибридное скрещивание. При нем одновременно прослеживается наследование двух пар контрастирующих признаков при гибридизации. Так, Мендель скрещивал сорт гороха с желтыми гладкими семенами с сортом, семена которого были зелеными и морщинистыми. Все растения F1 имели желтые гладкие семена. Поэтому гены, определяющие эти две пары признаков, можно обозначить: А — ген желтой окраски (доминантный), а —ген зеленой окраски (pецессивный), В — ген гладкой поверхности (доминантный); в — ген морщинистой поверхности (рецессивный).

Характер расщепления в F2 и его генетическая расшифровка показаны на рис. 15. Разберемся в этой схеме. Растения F1 получают от своих родителей    доминантный    ген желтой окраски А и рецессивный   ген   зеленой окраски а, доминантный ген гладкой В и рецессивный ген морщинистой в поверхности семян. В результате      образуется двойная    гетерозиготная особь, генотип которой будет включать в себя две пары генов Аа и Вв, т. е. его можно записать как АаВв. В результате доминирования желтой окраски и гладкой  поверхности семян эти растения будут иметь желтые гладкие семена.

Схема дигибридного скрещивания на примере гороха

Рис. 15. Схема дигибридного скрещивания на примере гороха

При образовании гамет двойная гетерозиготная особь АаВв даст 4 типа разных половых клеток. Цитологически это может произойти, если пара генов Аа находится в одной паре гомологичных хромосом, а пара генов Вв —в другой паре гомологичных хромосом. Так возникают гаплоидные мужские и женские половые клетки с набором генов: AB, ав, Ав и аВ; при этом число разных по генному составу половых клеток примерно одинаково. В процессе оплодотворения любая мужская гамета может оплодотворить любую женскую. Всего сочетаний из 4 разных гамет по 2 гаметы (мужская и женская) может быть 16. Значит возникает 16 зигот F2, которые записаны в 16 клетках на рис. 15. Если внимательно рассмотреть все 16 клеток, то увидим: разных генотипов всего образовалось 9, а разных сочетаний признаков в силу явления доминирования— только 4. При этом количественное соотношение фенотипов получилось следующее: 9 растений с желтыми гладкими семенами, 3 — с желтыми морщинистыми, 3 — с зелеными гладкими и один — с зелеными морщинистыми семенами.


Реклама:

Похожие с "Гипотеза чистоты гамет" записи:
- Закон расщепления, или первый закон Менделя
- Гибридологический метод изучения наследственности
- Плоды цветковых растений
- Подсолнечник
- Голосеменные растения

TOP.zp.ua