Дигибридное скрещивание. Второй закон Менделя

Цель урока:

·       Обуч. В ходе урока ознакомить с особенностями дигибридного скрещивания, а так же изучить особенности второго закона Менделя.

·       Развив. Научить школьников правильно раскрывать сущность основных понятий, а так же особенностей протекания второго закона Менделя.

·       Воспит. Воспитывать внимательное отношение к особенностям наследования новых признаков.

Методы активизации мыслительной деятельности 3-5 мин.

Орг. момент. План урока.

Методы контроля знаний.

1. Гипотеза чистоты гамет.

2. Цитологические основы закономерностей наследования.

3. Аллельные гены.

Основная часть.

Моногибридное скрещивание легко может быть проведено в опыте. Однако в природных условиях скрещивание обычно происходит между особями, различающимися по многим признакам. Каковы же в этих более сложных случаях закономерности наследования? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим дигибридное скрещивание, т. е. скрещивание родительских форм, различающихся по двум парам признаков. В качестве примера обратимся вновь к разным горохам, изученным Менделем. Результаты опыта показаны на рисунке.

Исходными формами для скрещивания взяты, с одной стороны, горох с желтыми и гладкими семенами, с другой — горох с зелеными и морщинистыми. При таком скрещивании мы имеем дело с разными парами аллельных генов. Одна такая пара включает гены окраски семян; вторая — гены формы семян.

Если для скрещивания взяты гомозиготные формы, то все потомство в первом поколении гибридов будет обладать желтыми гладкими семенами — проявится правило единообразия. Следовательно, в первой паре генов доминантной окажется желтая окраска, рецессивной — зеленая (А—а). Во второй паре генов (обозначим их В—b) гладкая форма семян доминирует над морщинистой. При самоопылении или скрещивании между собой гибридов первого поколения в их потомстве произойдет расщепление. По фенотипу получатся четыре группы особей в различных численных отношениях: на 9 особей с желтыми гладкими семенами (АВ) будут приходиться 3 с желтыми морщинистыми (Аb), 3 с зелеными гладкими (аВ) и 1 с зелеными морщинистыми (аb). В кратком виде это расщепление можно представить формулой:

Рассмотрим более подробно ход скрещивания и расщепления ИН. Пользуясь принятыми символами, генотипы исходных гомозиготных родительских форм следует обозначить как ААВВ и ааbb. Вы знаете, что образующиеся в процессе мейоза половые клетки несут по одному гену от каждой пары аллелей, т. е. у одной родительской формы будут гаметы АВ, а у второй — аb. В результате оплодотворения получится гибрид с генотипом АаВb. Этот гибрид гетерозиготен по двум парам аллелей, но так как у него присутствуют гены А и В, то по фенотипу он сходен с одним из родителей. Результаты расщепления во втором поколении можно предсказать, если знать, какие гаметы получаются у гетерозиготных по двум признакам гибридов первого поколения. Так как в гамете из каждой пары аллелей может присутствовать только один ген (гипотеза чистоты гамет), то, очевидно, у гетерозигот по двум признакам должны быть четыре сорта гамет, а именно: АВ, Аb, аВ, аb. Встреча между любыми двумя из этих гамет, принадлежащих различным родителям, одинаково вероятна. Из четырех по два может быть 16 различных комбинаций. Все ери представлены на таблице, где выписаны также все 16 образующихся при этом генотипов. Во всех 16 квадратах нарисованы фенотипы соответствующих особей. Легко подсчитать окончательный результат расщепления F%, который приведен выше.

Когда скрещиваются организмы, различающиеся по двум или нескольким доминантным признакам, число возникающих во втором поколении гибридов различных генотипов значительно больше, чем число разных фенотипов. Как было показано, расщепление при дигибридном скрещивании дает четыре разных фенотипа. Большинство их слагается из нескольких генотипов. Среди растений гороха, обладающих желтыми гладкими семенами, как бы скрываются четыре разных генотипа, а именно: гомозиготы (ААВВ), гетерозиготы по признаку окраски семян (АаВВ), гетерозиготы по признаку формы семян (ААВb) и, наконец, гетерозиготы по обеим парам аллелей (АаВb). Таким образом, этот фенотип включает четыре разных генотипа. Растения с желтыми морщинистыми семенами представлены двумя генотипами — гомозиготами ААbb и гетерозиготами Ааbb. Два генотипа включают фенотип с зелеными гладкими семенами, а именно: ааВВ и ааВb. Рецессивные формы с морщинистыми зелеными семенами всегда гомозиготны и представлены одним генотипом ааbb. Таким образом, число различных генотипов во втором поколении гибридов Fi оказывается равным девяти.

Рассмотренные количественные отношения между числом различных фенотипов и генотипов в F2 при дигибридном скрещивании справедливы для аллелей с полным доминированием. При промежуточном характере наследования число фенотипически различных форм будет больше. Если по обоим признакам доминирование неполное, то количество фенотипически различных групп равняется числу генотипически различных групп.

Дигибридное скрещивание можно рассмотреть и на примере животных. На рисунке HI изображено дигибридное скрещивание двух пород морских свинок — черных гладких с белыми мохнатыми. В данном случае черная окраска доминирует над белой, мохнатая шерсть — над гладкой. Из рисунка без дальнейших пояснений ясен ход расщепления (9:3:3:1).

Второй закон Менделя. Сопоставим результаты дигибридного и моногибридного скрещиваний. Если учитывать результаты расщеплений по каждой паре генов в отдельности, то легко видеть, что соотношение, характерное для моногибридного скрещивания, сохраняется. При дигибридном расщеплении у гороха (с. 211) отношение числа желтых семян (А) к зеленым (а) равняется 12:4 (3:1). То же касается и отношения гладких семян (В) к морщинистым (b). Таким образом, дигибридное расщепление представляет собой по существу два независимо идущих моногибридных, которые как бы накладываются друг на друга. Это может быть выражено алгебраически как квадрат двучлена (3+1)2 = 32 + 2 + 3 + 12, или, что то же самое, 9 + 3 + 3 + 1. Мы подошли, таким образом, к формулировке второго очень важного закона, установленного Менделем, который называют законом независимого распределения генов. Он гласит: расщепление по каждой паре признаков идет независимо от других пар признаков.

1. Какие правила и закономерности проявляются при дигибридном скрещивании?

2. Как формулируется второй закон Менделя?

3. Запишите схему дигибридного скрещивания, выпишите из нее все генотипы, которые появляются во втором поколении.

Методы контроля знаний.

Вопросы и задания.

Решите данные задачи воспользуйтесь решеткой Пеннета.

Примеры дигибридного скрещивания.

Дано: помидоры с красными плодами и нормальным ростом стебля были опылены растением помидор с желтыми плодами низким стеблем.

а) если известно что красный цвет доминантный; а низкий рост стебля рецессивный признак;

б) исходные все родительские формы гомозиготные.

Определите результаты скрещиваний какое будет потомство, если известно что определяющие признаки находится в разных хромосомах. Какой будет результат скрещивания гибридов ±tпервого поколения между собой.

Дано: Признаки Гены

·       Плоды красного цвета

·       Нормальный рост

·       Плоды желтого цвета

·       Низкорослость

Решение, р АА ББ х аа бб

±1 Аа Бб

а) Все плоды красные, рост нормальный.

б) р Аа Бв х Аа Бб

±2; 9 красных, нормального роста; 3 красных, низкого роста; 3 желтых нормального роста; 1 желтый, низкого роста.

Во втором поколении образуется четыре фенотипа, соотношение признаков соответствует 9:3:3:1.

Используя данный образец, решите следующие задачи.

1. Какие гаметы образуют растения имеющие следующий генотип:

а) АА ВВ; б) Аа ВВ; в) ааВВ; г) АА Ва; д) АА вв; е) Аа Вв; ж) Аа вв; з) аа бб.

2. Плоды гороха желтый окраски А - доминанты по отношению к зелено окрашенным плодам. Гладкая форма В - доминантна, чем в - морщинистая форма гороха.

Определите цвет и форму плодов гороха по следующему генотипу; а) аа ВВ; б) Аа вв; в) Аа ВВ; г) аа ВВ; д) АА Вв; е) АА вв. (может аа Вв). (см. ошибка?)

3. При скрещивание следующих организмов определите фенотип образованных гибридов:

а) аа ВВ х аа вв; б) Аа вв х Аа вв; в) Аа ВВ х Аа Вв; г) АА Вв х аавв; д) АА вв х аа вв; е) аа Вв х аа Вв; ж) АА Вв х АА Вв.

4. Произведено скрещивание растения гетерозиготного по окраске и форме плода с рецессивным, по данным признакам, гомозиготным растением. Определите генотип и фенотип потомства.

5. При скрещивании двух растений гороха, выросших из желтых гладких семян образовались гибриды с желтыми гладкими семенами. Каковы генотипы родительских форм?

6. Произведено опыление растения с желтыми морщинистыми семенами с растением, выросшим из зеленых гладких семян. В их потомстве половина гибридов получена желтых и гладких, другая половина зеленых и гладких. Определите генотипы каждого родительской формы.