Законы Менделя: первый, второй и третий закон Менделя

Законы Менделя основаны на экспериментальных результатах гибридизации растений. Первый ботаник-гибридизатор был в 17 веке, Карл фон Линне, которому мы обязаны систематикой видов растений. Многочисленные ботаники в конце 18 — первой половине 19 века провели гибридизацию с двумя целями: либо показать, что только вид стабилен, гибриды нестабильны не могут долго сохраняться, либо с целью улучшения культурных растений. Первые были учеными-креационистами и фиксистами, вторые — агрономы. Они считали, что они сделали гибриды между разными сортами одного вида, а не межвидовые гибриды. Во всяком случае, мы задолго до работ Менделя знали принцип единообразия гибридов первого поколения, который часто ошибочно считают первым из законов Менделя.

Эксперименты Менделя

Не возвращаясь к расхождениям в интерпретации экспериментов Менделя между их автором и современными генетиками, можно вкратце напомнить, что путем скрещивания
гладкого горошка и морщинистого горошка Мендель получил гладкий гибридный горошек (который в точности соответствовал принципу однородности гибридов первого поколения), а также путем скрещивания между семенами этого горошка он получил 3/4 гладкого гороха и 1/4 морщинистого горошка (рисунок 1).

Отсюда следует первый закон Менделя.

Затем Мендель скрестил горох, различающийся двумя признаками: желтый гладкий горошек и зеленый морщинистый горошек. Гибриды первого поколения, очевидно, были
одинаковые (гладкие и желтые), эти скрещенные между ними дали рождение, рядом с от родительских типов к новым видам: зеленый горошек гладкий и горох желтый морщинистый (рисунок 2) в определенных пропорциях.

На основании этих результатов Мендель сформулировал свой второй закон.

То есть есть желтый гладкий горошек — его признаки «желтый» и «гладкий». И есть признаки зеленого морщинистого горошка «зеленый» и «морщинистый». Так вот эти признаки независимы от первых горошков и могут проявляться в смешении в третьем поколении. То есть гладкий горошек может стать зеленого цвета — не обязательно зеленый цвет горошка присущ только морщинистому горошку. И также морщинистый зеленый горошек в третьем поколении может дать желтый цвет. То есть признаки формы и цвета независимы. В этом состоит второй закон Менделя.

«Если скрестить индивидов, которые отличаются уже не одним, а несколькими признаками, эти признаки наследуются независимо друг от друга и связаны в потомках только по законам случая. »

Неуниверсальный закон, работает только для персонажей, имеющих пары разных хромосом.

Пример: Горох. Наблюдение за цветом (желтый / зеленый) и формой (гладкий / морщинистый).

Родители гетерозиготны по каждому из этих признаков. На шахматной доске Паннета из 16 квадратов получится: 9/16 желтого / круглого, 3/16 зеленого / круглого, 3/16 желтого / гладкого и 1/16 зеленого / гладкого (дигибридизм).

Каждый персонаж независим от других.

Эти законы, из которых проистекают понятия доминирования и рецессивности, всегда включены повестку дня генетиков, поскольку они все еще используются в медицинской генетике для расчета риска развития наследственного заболевания.

Оценка двух первых законов Менделя и открытие хромосом

Принято говорить, что законы Менделя канули в Лету на сорок лет. На самом деле их не игнорировали, но и игнорировали. Окончательно эти законы были допущены в науку биологию только тогда, когда они были подтверждены изложением теории хромосомной наследственности, которая распознала хромосому как опору наследственных характеристик.

Именно с этого момента законы Менделя послужили основой для изучения генетики в целом и генетики человека в частности.

В начале 20 века генетика как в царстве растений, так и в царстве животных быстро извлекла пользу из результатов многочисленных экспериментов. Однако тут не было
случаев для генетики человека, где эксперименты невозможны, что мы можем легко понять, особенно когда мы знаем, что Мендель скрестил людей первого поколения, то есть братьев и сестер, что противоречит хорошим манерам и что сегодня можно было бы назвать «неуместными отношениями».

В то время единственным способом понять генетику человека было узнать, передались ли морфологические или патологические признаки согласно законам Менделя. Фактически, можно анализировать через деревья генеалогии, как ведут себя персонажи и являются ли они родственниками или нет, то есть подчиняются ли законам Менделя. Это такой подход
что позволил выделить среди патологий те, которые можно отнести к наследственным заболеваниям, различая доминантные и рецессивные заболевания, аутосомные или связанные с полом.

Таким образом, в течение первой половины этого столетия развивалась наука «генетическая патология», но без изоляции, то есть развитие ее было внутри раздела «медицинской генетики» — лечебная патология. Гемофилия была исследована превыше всего, а также другие болезни крови, миопатия, болезнь мышечной системы и т. д.

Наряду с этими наследственными заболеваниями, разбросанными по разным разделам медицинской патологии, иногда генетики ошибались, считая,  диабет тоже наследственное заболевание, но было ясно, что оно не имеет ничего общего с генетическим заболеванием!

Такой жесткий и ограниченный подход задержал появление медицинской генетики на протяжении более половины 20 века.

Законы Менделя

Между 1856-1863 годами Мендель проводил эксперименты по гибридизации огородного гороха. В течение этого периода он выбрал некоторые отличительные черты гороха и провел перекрестное / искусственное опыление на линиях гороха, которые показали стабильную наследственность и подверглись непрерывному самоопылению. Такие линии гороха называются чистопородными линиями гороха.

Почему для экспериментов Менделя был выбран горох ?

Для своих опытов он выбрал горох:

• Горох легко выращивать и ухаживать за ним.
• Он естественно самоопыляется, но может также подвергаться перекрестному опылению.
• Это однолетнее растение, поэтому за короткий промежуток времени можно изучить многие поколения.
• В нем есть несколько контрастных видов.

Мендель провел 2 основных эксперимента по определению законов наследования. Эти эксперименты были:

• Моногибридное скрещивание
• Дигибридное скрещивание

Экспериментируя, Мендель обнаружил, что определенные факторы всегда стабильно передавались потомству. Эти факторы теперь называются генами, то есть гены можно назвать единицами наследования.

Эксперименты Менделя

Мендель экспериментировал с растением гороха и рассмотрел 7 основных контрастирующих признаков у растений. Затем он провел оба эксперимента, чтобы определить вышеупомянутые законы наследования. Краткое объяснение этих двух экспериментов дается ниже.

Моногибридное скрещивание

В этом эксперименте Мендель взял два растения гороха противоположных признаков (одно короткое и одно высокое) и скрестил их. Он обнаружил, что потомство первого поколения было высоким, и назвал его потомством F1. Затем он скрестил потомство F1 и получил как высокие, так и короткие растения в соотношении 3: 1.

Мендель даже провел этот эксперимент с другими контрастирующими признаками, такими как зеленый горошек против желтого горошка, круглый или морщинистый и т. д. Во всех случаях он обнаружил, что результаты были одинаковыми. Исходя из этого, он сформулировал законы сегрегации и доминирования.

Дигибридное скрещивание

В эксперименте с дигибридным скрещиванием Мендель рассмотрел два признака, каждый из которых имеет два аллеля. Он скрестил морщинистые зеленые семена и округло-желтые семена и заметил, что все потомство первого поколения (потомство F1) было округло-желтым. Это означало, что доминирующими чертами были круглая форма и желтый цвет.

Затем он самоопылял потомство F1 и получил 4 разных признака: морщинисто-желтые, округло-желтые, морщинисто-зеленые семена и округло-зеленые семена в соотношении 9: 3: 3: 1.

После проведения по другим признакам результаты оказались аналогичными. На основе этого эксперимента Мендель сформулировал свой второй закон наследования, то есть закон независимого наследования.

Выводы из экспериментов Менделя

• Генетический состав растения известен как генотип. Напротив, внешний вид растения известен как фенотип.
• Гены передаются от родителей к потомству парами, известными как аллели.
• Во время гаметогенеза, когда хромосомы делятся вдвое, существует 50% -ная вероятность слияния одного из двух аллелей с другим родителем.
• Когда аллели одинаковы, они известны как гомозиготные аллели, а когда аллели различны, они известны как гетерозиготные аллели.

Законы Менделя

Два эксперимента приводят к формулировке законов Менделя, известных как законы наследования, а именно:

1. Закон господства
2. Закон независимого признака наследования
3. Закон расщепления признаков

Закон господства

Его также называют первым наследственным законом Менделя. По закону доминирования гибридные потомки наследуют только доминантный признак фенотипа. Подавленные аллели называются рецессивными, в то время как аллели, определяющие признак, называются доминантными.

Закон расщепления

Закон расщепления гласит, что во время производства гамет две копии каждого наследственного фактора разделяются, так что потомство получает по одному фактору от каждого родителя. Другими словами, пары аллелей (альтернативная форма гена) разделяются во время формирования гамет и повторно объединяются случайным образом во время оплодотворения. Этот закон также известен как третий закон Менделя о наследовании.

Закон независимого признака

Также известный как второй закон наследования Менделя, закон независимого распределения утверждает, что пара признаков отделяется независимо от другой пары во время формирования гамет. Поскольку индивидуальные факторы наследственности сортируются независимо друг от друга, разные черты имеют равные возможности встречаться вместе.

Ключевые положения законов Менделя

1. Закон наследования был предложен Грегором Менделем после семи лет проведения экспериментов на растениях гороха.
2. Законы Менделя о наследовании включают закон доминирования, закон сегрегации и закон независимости признаков.
3. Закон сегрегации гласит, что каждый родитель обладает двумя аллелями, и только один аллель передается потомству.
4. Закон независимого признака наследования гласит, что наследование одной пары генов не зависит от наследования другой пары.

Что является общепринятым законом о наследстве?

Закон о расщеплении признаков — это общепринятый закон о наследовании. Это единственный закон без исключений. Он утверждает, что каждый признак состоит из двух аллелей, которые разделяются во время образования гамет, и по одному аллелю от каждого родителя объединяется во время оплодотворения.

Почему закон расщепления известен как закон чистоты гамет ?

Закон расщепления известен как закон чистоты гамет, потому что гамета несет только рецессивный или доминантный аллель, но не оба аллеля.

Теперь вы знаете законы Менделя. Главное, научиться их не путать. Удачи на экзаменах.