قوانين الميراث التي وضعها مندل. المفاهيم الجينية الأساسية

أنماط الوراثة. قوانين G. مندل وطبيعتها الإحصائية وأسسها الخلوية

تم وضع قوانين الوراثة الرئيسية من قبل العالم التشيكي البارز جريجور مندل. بدأ G.Mendel بحثه مع التهجين أحادي الهجين ، حيث يختلف الأفراد الأبوين في حالة سمة واحدة. البازلاء البذرة التي اختارها هي نبتة ذاتية التقطيع ، لذا فإن أحفاد كل فرد هم سلالات نقية. معًا ، يمكن تلقيح البازلاء بشكل مصطنع ، مما يسمح بالتهجين وإنتاج أشكال غير متجانسة (هجينة). كأم (P) ، تم أخذ نباتات من خط نقي مع بذور صفراء ، وكوالد (P) - باللون الأخضر. نتيجة لهذا العبور ، تحولت بذور النباتات (الهجينة من الجيل الأول - F1) إلى أن تكون موحدة - صفراء. أي أن السمات المهيمنة فقط ظهرت في النمط الظاهري للهجينة F1.

يُطلق على رتابة الجيل الأول الهجين وتحديد السمة المهيمنة فقط في الهجينة قانون الهيمنة أو قانون مندل.

الانقسام - ترجع ظاهرة ظهور كلتا الحالتين من الصفات في الجيل الثاني من الهجينة (F2) إلى الاختلاف في الجينات الأليلية التي تحددها.

توجد نباتات F1 ذاتية التلقيح ببذور صفراء تنتج نسلًا ببذور صفراء وخضراء ؛ لا تختفي السمة المتنحية ، ولكن يتم قمعها مؤقتًا فقط ، وتظهر مرة أخرى في F2 بنسبة 1/4 البذور الخضراء و 3/4 من البذور الصفراء. هذا بالضبط - 3: 1.

يُطلق على المظهر في النمط الظاهري لربع الهجينة من الجيل الثاني من السمة المتنحية ، وثلاثة أرباع السمة السائدة ، قانون التقسيم ، قانون مندل الثاني.

في وقت لاحق ، قام G.Mendel بتعقيد الظروف في التجارب - استخدم نباتات اختلفت في حالات مختلفة من سمتين (تهجين ثنائي الهجين) أو أكثر (عبور متعدد الهجين). عند عبور نباتات البازلاء ببذور صفراء ناعمة وبذور خضراء مجعدة ، كانت جميع أنواع الهجينة من الجيل الأول تحتوي على بذور صفراء ناعمة - مظهر من مظاهر قانون مندل - توحيد الهجينة للجيل الأول. ولكن من بين الهجينة F2 ، كان هناك أربعة أنماط ظاهرية.

بناءً على النتائج التي تم الحصول عليها ، صاغ G.Mendel قانون الجمع المستقل لحالات السمات (قانون الوراثة المستقلة للسمات). هذا هو قانون مندل الثالث. في التهجين الثنائي أو متعدد الهجين ، يحدث انقسام حالات كل سمة في النسل بشكل مستقل عن الآخرين. تتميز التهجينات ثنائية الهجين بالانقسام وفقًا للنمط الظاهري 9: 3: 3: 1 ، وتظهر مجموعات ذات مجموعات جديدة من الشخصيات.

الهيمنة غير المكتملة هي طبيعة وسيطة للميراث. هناك أليلات مهيمنة جزئيًا فقط على تلك المتنحية. ثم الفرد الهجين لديه درجة من السمة في النمط الظاهري ، والتي تميزه عن الوالد. هذه الظاهرة تسمى الهيمنة غير المكتملة.

طرق فحص التركيب الجيني للأفراد الهجين

كما هو معروف ، مع الهيمنة الكاملة ، فإن الأفراد الذين لديهم مجموعة كروموسومات مهيمنة ومتغايرة الزيجوت متماثلون ظاهريًا. من الممكن تحديد التركيب الجيني لها باستخدام تحليل الصلبان. ويستند إلى حقيقة أن الأفراد المتماثلين في سمة متنحية هم دائمًا متشابهون ظاهريًا. هذا هو عبور فرد متنحي متماثل مع فرد له سمة سائدة ولكن نمط وراثي غير معروف.

عند استلام F1 موحد ، يشكل كل والد نوعًا واحدًا فقط من الأمشاج. لذلك ، فإن الفرد المهيمن هو متماثل الزيجوت بالنسبة للنمط الجيني (AA).

إذا ، عندما يتم عبور فرد بسمة سائدة مع فرد ذي سمة متماثلة اللواقح متنحية ، فإن النسل الناتج لديه انقسام بنسبة 1: 1 ، فإن الفرد المدروس ذو السمة المهيمنة يكون متغاير الزيجوت (Aa).

1. ملامح طريقة التحليل الهجين. قوانين مندل.
2. أنواع التفاعل الجيني.
3. الوراثة المرتبطة بالصفات.
4. الميراث السيتوبلازمي.

طريقة التحليل الهجين تم تطويره من قبل عالم الطبيعة التشيكي G. تشمل ميزات هذه الطريقة ما يلي: 1) مراعاة ، عند العبور ، ليس المجموعة الكاملة المتنوعة من السمات في الوالدين والنسل ، ولكن تحليل وراثة السمات البديلة الفردية التي حددها الباحث ؛ 2) المحاسبة الكمية في سلسلة من الأجيال المتعاقبة من النباتات الهجينة التي تختلف في الخصائص الفردية ؛ 3) التحليل الفردي للنسل من كل نبات.

من خلال العمل مع نباتات البازلاء ذاتية التلقيح ، اختار G.Mendel لأصناف التجربة (الخطوط النقية) التي تختلف عن بعضها البعض في مظاهر بديلة للسمات. عالج مندل البيانات التي تم الحصول عليها رياضيًا ، ونتيجة لذلك تم الكشف عن نمط واضح من وراثة السمات الفردية للأشكال الأبوية من قبل أحفادهم في عدد من الأجيال اللاحقة. صاغ مندل هذا الانتظام في شكل قواعد الوراثة ، التي سميت فيما بعد قوانين مندل.

يسمى عبور كائنين تهجين. أحادي الهجين (أحادي المنشأ)) يُطلق عليه عبور كائنين ، حيث يتم تتبع وراثة زوج واحد من المظاهر البديلة للسمة (يرجع تطور هذه السمة إلى زوج من الأليلات لجين واحد). الهجينة من الجيل الأول موحدة من حيث الصفة قيد الدراسة. في F1 ، يظهر واحد فقط من زوج من المتغيرات البديلة لسمة لون البذور ، يسمى مهيمن.توضح هذه النتائج قانون مندل الأول - قانون توحيد الهجينة من الجيل الأول ، وكذلك قانون الهيمنة.

قانون مندل الأوليمكن صياغتها على النحو التالي: عند عبور الأفراد متماثلي اللواقح الذين يختلفون في واحد أو أكثر من أزواج الصفات البديلة ، فإن جميع الهجينة من الجيل الأول ستكون موحدة في هذه الصفات. سوف تظهر الهجينة السمات المهيمنة لوالديهم.

في الجيل الثاني ، تم العثور على انقسام حسب الصفة المدروسة

كانت نسبة الأحفاد ذات المظهر السائد والمتنحي للسمة قريبة من إلى. في هذا الطريق، قانون مندل الثانييمكن صياغتها على النحو التالي: في حالة التهجين أحادي الهجين للأفراد غير المتجانسين (الهجينة F1) ، في الجيل الثاني ، لوحظ الانقسام وفقًا لمتغيرات السمة التي تم تحليلها في نسبة 3: 1 حسب النمط الظاهري و 1: 2: 1 حسب التركيب الجيني. لشرح توزيع السمات في الهجينة من الأجيال المتعاقبة ، اقترح G.Mendel أن كل سمة وراثية تعتمد على وجود عاملين وراثيين في الخلايا الجسدية من الأب والأم. حتى الآن ، ثبت أن عوامل مندل الوراثية تتوافق مع الجينات - مواضع الكروموسومات.

النباتات متماثلة اللواقح ذات البذور الصفراء (AA) تشكل أمشاج من نفس الصنف مع أليل A ؛ النباتات ذات البذور الخضراء (أأ) تشكل الأمشاج مع أ. وهكذا ، باستخدام المصطلحات الحديثة ، فإن الفرضية " نقاء الأمشاج"يمكن صياغتها على النحو التالي:" في عملية تكوين الخلايا الجرثومية ، يدخل جين واحد فقط من زوج أليلي كل مشيج ، لأنه في عملية الانقسام الاختزالي ، يدخل كروموسوم واحد من زوج من الكروموسومات المتجانسة إلى المشيج.

يسمى العبور ، حيث يتم تتبع الميراث في زوجين من السمات البديلة ثنائي الهجينلعدة أزواج من العلامات - متعدد الهجين. في تجارب مندل ، عند عبور مجموعة متنوعة من البازلاء مع بذور صفراء (أ) وسلسة (ب) ، مع مجموعة متنوعة من البازلاء مع بذور خضراء (أ) وبذور مجعدة (ب) ، كانت هجينة F1 تحتوي على بذور صفراء وناعمة ، أي ظهرت الصفات السائدة (الهجينة موحدة).

تم تقسيم البذور المهجنة من الجيل الثاني (F2) إلى أربع مجموعات نمطية في النسبة: 315 - بذرة صفراء ناعمة ، 101 - صفراء مجعدة ، 108 - خضراء ناعمة ، 32 - بذور خضراء مجعدة. إذا كان عدد النسل في كل مجموعة مقسومًا على عدد النسل في أصغر مجموعة ، فإن نسبة فئات النمط الظاهري في F2 ستكون تقريبًا 9: 3: 3: 1. لذلك ، وفقا ل قانون مندل الثالث، الجينات من أزواج الأليلات المختلفة والصفات المقابلة لها تنتقل إلى النسل يغض النظرمن بعضهما البعض الجمعفي كل أنواع التركيبات.

مع الهيمنة الكاملة لأحد الأليل على الآخر ، لا يمكن تمييز الأفراد غير المتجانسين ظاهريًا عن أولئك المتماثلين في الأليل السائد ولا يمكن تمييزهم إلا باستخدام التحليل الهجين ، أي. عن طريق النسل ، والتي يتم الحصول عليها من نوع معين من التهجين ، يسمى تحليل. التحليل هو نوع من العبور يتم فيه تهجين فرد الاختبار ذو السمة السائدة مع فرد متماثل الزيجوت من أجل التفاحة المتنحية.

إذا كان الفرد المهيمن متماثل الزيجوت ، فإن النسل من هذا الصليب سيكون موحدًا ولن يحدث الانقسام. في حالة ما إذا كان الفرد ذو السمة السائدة متغاير الزيجوت ، فسيحدث الانقسام بنسبة 1: 1 من حيث النمط الظاهري والنمط الجيني.

التفاعل الجيني

في بعض الحالات ، يكون عمل الجينات المختلفة مستقلاً نسبيًا ، ولكن ، كقاعدة عامة ، يكون ظهور العلامات نتيجة تفاعل منتجات جينات مختلفة. قد تكون هذه التفاعلات مرتبطة بـ أليلي، حتى مع غير أليليالجينات.

التفاعل بين الأليلاتتتم الجينات على شكل ثلاثة أشكال: الهيمنة الكاملة ، الهيمنة غير المكتملة والمظهر المستقل (السيادة).

في السابق ، تم النظر في تجارب مندل ، والتي كشفت عن الهيمنة الكاملة لأحد الأليل وتراجع الآخر. يتم ملاحظة الهيمنة غير الكاملة عندما لا يوفر جين واحد من زوج من الأليلات تكوين منتج بروتيني كافٍ للمظهر الطبيعي للسمة. مع هذا الشكل من التفاعل الجيني ، تختلف جميع الزيجوت المتغايرة والزيجوت المتماثلة الزيجوت اختلافًا كبيرًا في النمط الظاهري عن بعضها البعض. في هيمنة الرمزفي الكائنات الحية غير المتجانسة ، يتسبب كل من الجينات الأليلية في تكوين سمة يتحكم فيها في النمط الظاهري. مثال على هذا الشكل من تفاعل الأليلات هو وراثة فصائل الدم البشرية وفقًا لنظام ABO ، الذي يحدده الجين الأول. هناك ثلاثة أليلات لهذا الجين Io ، Ia ، Ib ، والتي تحدد مستضدات فصيلة الدم. يوضح وراثة فصائل الدم هذه الظاهرة أيضًا جمعالأليلة: في التجمعات الجينية للمجموعات البشرية ، يوجد الجين الأول في شكل ثلاثة أليلات مختلفة ، والتي يتم دمجها في أفراد فرديين فقط في أزواج.

تفاعل الجينات غير الأليلية. في بعض الحالات ، يمكن أن يؤثر زوجان (أو أكثر) من الجينات غير الأليلية على سمة واحدة للكائن الحي. يؤدي هذا إلى انحرافات عددية كبيرة في فئات النمط الظاهري (ولكن ليس النمط الجيني) عن تلك التي أنشأها مندل في التهجينات ثنائية الهجين. ينقسم تفاعل الجينات غير الأليلية إلى أشكال رئيسية: التكامل ، والبلمرة ، والبلمرة.

في مكملالتفاعل ، تظهر السمة نفسها فقط في حالة التواجد المتزامن لجينين غير أليليين مهيمنين في النمط الجيني للكائن الحي. مثال على التفاعل التكميلي هو عبور نوعين مختلفين من البازلاء الحلوة بتلات الزهور البيضاء.

النوع التالي من تفاعل الجينات غير الأليلية هو epistasis ، حيث يقوم جين زوج أليلي واحد بقمع عمل جين زوج آخر. يسمى الجين الذي يقمع عمل شخص آخر الجينوم المعرفي(أو القامع).يسمى الجين المكبوت أقنومي.يمكن أن يكون الانتشاء سائدًا أو متنحيًا. من الأمثلة على الانتصاب السائد وراثة لون ريش الدجاج. يحدد الجين C في شكله السائد الإنتاج الطبيعي للصبغة ، لكن الأليل السائد لجين آخر I هو الكابت. نتيجة لذلك ، فإن الدجاج الذي يحتوي على أليل سائد من جين اللون في التركيب الوراثي يتحول إلى أبيض في وجود القامع. يوضح العمل المعرفي للجين المتنحي توريث لون المعطف في فئران المنزل. يتم تحديد لون Agouti (لون الغلاف الرمادي المحمر) بواسطة الجين السائد A. يؤدي أليله المتنحي a في الحالة المتماثلة اللواقح إلى اللون الأسود. يحدد الجين السائد للزوج C الآخر تطور الصباغ ، متجانسة الزيجوت للأليل المتنحي c هي ألبينو بشعر أبيض وعيون حمراء (نقص الصبغة في الغلاف والقزحية).

وراثة سمة ، يُطلق على انتقالها وتطورها ، كقاعدة عامة ، إلى أليلين من جين واحد أحادي المنشأ. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الجينات من أزواج الأليلات المختلفة معروفة (تسمى بوليمرية أو متعدد الجينات), تقريبا نفس التأثير على السمة.

تسمى ظاهرة العمل المتزامن على سمة العديد من الجينات غير الأليلية من نفس النوع بالبلمرة. على الرغم من أن الجينات البوليمرية ليست أليلات ، ولكن نظرًا لأنها تحدد تطور سمة واحدة ، يتم الإشارة إليها عادةً بحرف واحد أ (أ) ، مما يشير إلى عدد أزواج الأليلات ذات الأرقام. غالبًا ما يكون عمل الجينات متعددًا.

الميراث المرتبط

أظهر تحليل وراثة العديد من السمات في وقت واحد في ذبابة الفاكهة ، الذي أجراه T. في نسل هذا التهجين ، بدلاً من تركيبة خالية من السمات من أزواج مختلفة ، لوحظ وجود ميل لوراثة مجموعات أبوية من السمات في الغالب. تم استدعاء هذا النوع من الميراث مرتبط.يتم تفسير الوراثة المرتبطة من خلال موقع الجينات المقابلة على نفس الكروموسوم. كجزء من هذا الأخير ، تنتقل من جيل إلى جيل من الخلايا والكائنات الحية ، مما يحافظ على توليفة الأليلات الأبوية.

إن اعتماد الوراثة المرتبطة بالسمات على توطين الجينات في كروموسوم واحد يعطي سببًا لاعتبار الكروموسومات منفصلة مجموعات القابض.كشف تحليل وراثة سمة لون العين في ذبابة الفاكهة في مختبر T. Morgan عن بعض الميزات التي جعلت من الضروري تمييزها كنوع منفصل من وراثة السمات الميراث المرتبط بالجنس.

إن اعتماد نتائج التجربة على أي من الوالدين كان الناقل للمتغير السائد للسمة جعل من الممكن اقتراح أن الجين الذي يحدد لون العيون في ذبابة الفاكهة يقع على كروموسوم X وليس له متماثل على الكروموسوم Y. يتم شرح جميع ميزات الميراث المرتبط بالجنس من خلال الجرعة غير المتكافئة من الجينات المقابلة في ممثلي الجنس المختلف - المثلي والمتغاير. يوجد كروموسوم X في النمط النووي لكل فرد ، وبالتالي ، تتشكل السمات التي تحددها جينات هذا الكروموسوم في كل من الممثلين الإناث والذكور. يتلقى الأفراد من الجنس المتماثل هذه الجينات من كلا الوالدين وينقلونها إلى جميع الأبناء من خلال الأمشاج. يتلقى أعضاء الجنس غير المتجانسة كروموسوم X واحدًا من أحد الوالدين المتجانسين وينقلونه إلى ذريتهم المتجانسة. في الثدييات (بما في ذلك البشر) ، يتلقى الذكور جينات مرتبطة بـ X من أمهاتهم وينقلونها إلى بناتهم. في الوقت نفسه ، لا يرث الجنس الذكري أبدًا صفة الأب المرتبطة بـ X ولا ينقلها إلى أبنائه.

الجينات النشطة لكروموسوم Y التي لا تحتوي على أليلات على الكروموسوم X موجودة في النمط الوراثي للجنس غير المتجانس فقط ، وفي حالة الفصام. لذلك ، فإنها تعبر عن نفسها ظاهريًا وتنتقل من جيل إلى جيل فقط بين ممثلي الجنس غير المتجانسة. لذلك ، في البشر ، يتم ملاحظة علامة فرط شعر الأذن ("آذان مشعرة") حصريًا عند الرجال وتورث من الأب إلى الابن.

سنبدأ بتقديم قوانين مندل ، ثم سنتحدث عن مورغان ، وفي النهاية سنقول لماذا هناك حاجة إلى علم الوراثة اليوم ، وكيف تساعد وما هي أساليبها.

في ستينيات القرن التاسع عشر ، بدأ الراهب مندل في دراسة وراثة السمات. وقد تم ذلك قبله ، ولأول مرة يتم ذكره في الكتاب المقدس. يقول العهد القديم أنه إذا أراد صاحب الماشية الحصول على سلالة معينة ، فإنه يطعم بعض الأغنام بأغصان مقشرة إذا أراد أن ينجب ذرية من الصوف الأبيض ، ويكون غير نظيف إذا أراد الحصول على جلد الماشية السوداء. أي كيف توارث السمات قلق الناس حتى قبل كتابة الكتاب المقدس. لماذا ، قبل مندل ، لم يتمكنوا من العثور على قوانين انتقال السمات عبر الأجيال؟

الحقيقة هي أنه قبله اختار الباحثون مجموعة من السمات لفرد واحد ، والتي كان التعامل معها أكثر صعوبة من التعامل مع سمة واحدة. قبله ، غالبًا ما كان يُنظر إلى انتقال الإشارات على أنه معقد واحد (مثل - لديها وجه جدة ، على الرغم من وجود الكثير من العلامات الفردية هنا). وسجل مندل انتقال كل سمة على حدة ، بغض النظر عن كيفية انتقال السمات الأخرى إلى الأحفاد.

من المهم أن يختار مندل علامات للدراسة ، وكان تسجيلها بسيطًا للغاية. هذه علامات منفصلة وبديلة:

1. ميزات منفصلة (غير متصلة): ميزة معينة إما موجودة أو غائبة. على سبيل المثال ، علامة اللون: البازلاء إما خضراء أو ليست خضراء.
2. ميزات بديلة: حالة واحدة للميزة تستبعد وجود حالة أخرى. على سبيل المثال ، حالة سمة مثل اللون: البازلاء إما خضراء أو صفراء. لا يمكن أن تظهر حالتا السمة في كائن حي واحد.

كان نهج مندل في تحليل الأحفاد أحد الأساليب التي لم يتم استخدامها من قبل. هذه طريقة تحليل كمية وإحصائية: تم دمج جميع الأحفاد الذين لديهم حالة سمة معينة (على سبيل المثال ، البازلاء الخضراء) في مجموعة واحدة وتم حساب عددهم ، والذي تمت مقارنته بعدد الأحفاد بحالة سمة مختلفة (أصفر) بازيلاء).

كعلامة ، اختار مندل لون بذور البازلاء ، التي كانت حالتها متعارضة: اللون إما أصفر أو أخضر. علامة أخرى هي شكل البذور. الحالات البديلة للسمة هي الشكل أو التجاعيد أو الملساء. اتضح أن هذه العلامات تتكاثر بشكل ثابت عبر الأجيال ، وتظهر إما في دولة أو في أخرى. في المجموع ، درس مندل 7 أزواج من العلامات ، وتتبع كل واحدة على حدة.

عند العبور ، حقق مندل في انتقال السمات من الآباء إلى نسلهم. وهذا ما حصل عليه. أعطى أحد الوالدين في سلسلة من الأجيال خلال التلقيح الذاتي البذور المجعدة فقط ، والآخر - البذور الملساء فقط.

البازلاء هي ملقحات ذاتية. من أجل الحصول على ذرية من أبوين مختلفين (هجينين) ، كان عليه التأكد من أن النباتات لم يتم تلقيحها ذاتيًا. للقيام بذلك ، قام بإزالة الأسدية من أحد النباتات الأم ، ونقل حبوب اللقاح من نبات آخر إليها. في هذه الحالة ، كانت البذور الناتجة هجينة. كانت جميع البذور المهجنة في الجيل الأول متشابهة. كلهم كانوا سلسين. نحن نسمي الحالة الظاهرة للسمة المهيمنة (معنى جذر هذه الكلمة هو المسيطر). حالة أخرى من السمة (البذور المتجعدة) لم يتم العثور عليها في الهجينة. نسمي هذه الحالة من السمة متنحية (أدنى).

عبر مندل نباتات الجيل الأول بداخله ونظر إلى شكل البازلاء الناتجة (كان هذا الجيل الثاني من نسل الصليب). كانت معظم البذور ناعمة. لكن الجزء كان مجعدًا ، تمامًا نفس الشيء بالنسبة للوالد الأصلي (إذا كنا نتحدث عن عائلتنا ، فسنقول إن الحفيد كان تمامًا مثل جده ، على الرغم من أن الأب والأم لم يكن لديهما هذه الحالة على الإطلاق). أجرى دراسة كمية عن نسبة النسل التي تنتمي إلى فئة واحدة (ناعم - مهيمن) ، وأي فئة تنتمي إلى فئة أخرى (متجعد - متنحي). اتضح أن حوالي ربع البذور كانت مجعدة ، وثلاثة أرباعها كانت ناعمة.

نفذ مندل التهجينات نفسها للجيل الأول من الهجينة لجميع السمات الأخرى: لون البذور ، ولون الزهرة ، وما إلى ذلك. ورأى أنه تم الحفاظ على نسبة 3: 1.

عبر مندل في اتجاه واحد (أبي له سمة مهيمنة ، وأم ذات سمة متنحية) وفي الاتجاه الآخر (أبي بسمة متنحية ، أم ذات سمة مهيمنة). في الوقت نفسه ، كانت النتائج النوعية والكمية لنقل السمات في الأجيال هي نفسها. من هذا يمكننا أن نستنتج أن الميول الأنثوية والأبوية للسمة تقدم نفس المساهمة في وراثة السمة في النسل.

حقيقة أنه في الجيل الأول تتجلى سمة أحد الوالدين فقط ، نسمي قانون توحيد الهجينة للجيل الأول أو قانون الهيمنة.

إن حقيقة ظهور علامات أحد الوالدين (المسيطر) والآخر (المتنحية) في الجيل الثاني قد سمحت لميندل بأن يقترح أنه ليست السمة على هذا النحو الموروثة ، ولكن إيداع تطورها (ما نسميه الآن الجين). كما اقترح أن كل كائن حي يحتوي على زوج من هذه الميول لكل سمة. واحد فقط من الميول ينتقل من الأب إلى الطفل. ينتقل إيداع كل نوع (مهيمن أو متنحي) إلى السليل باحتمالية متساوية. عندما يتم الجمع بين ميلين مختلفين (سائد ومتنحي) في سليل ، يظهر واحد منهما فقط (مسيطر ، يُشار إليه بحرف كبير A). الوديعة المتنحية (يشار إليها بحرف صغير أ) لا تختفي في الهجين ، لأنها تظهر كصفة في الجيل التالي.

نظرًا لأنه في الجيل الثاني ظهر نفس الكائن الحي تمامًا مثل الوالد ، قرر مندل أن ترسب سمة واحدة "لا يتم تلطيخها" ، عند دمجها مع أخرى ، تظل نقية تمامًا. بعد ذلك ، وجد أن نصف ميولها فقط تنتقل من هذا الكائن الحي - الخلايا الجرثومية ، وتسمى الأمشاج ، تحمل واحدة فقط من علامتين بديلتين.

في البشر ، هناك حوالي 5 آلاف سمة مورفولوجية وكيميائية حيوية موروثة بشكل واضح تمامًا وفقًا لميندل. إذا حكمنا من خلال الانقسام في الجيل الثاني ، تم دمج الميول البديلة لسمة واحدة مع بعضها البعض بشكل مستقل. وهذا يعني أن السمة السائدة يمكن أن تظهر في مجموعات مثل آه, أأو AA، ومتنحية فقط في تركيبة أأ.

دعونا نكرر أن مندل اقترح أنه ليست السمة الموروثة ، بل ميول السمة (الجينات) وأن هذه الميول لا تختلط ، لذلك يسمى هذا القانون قانون نقاء الأمشاج. من خلال دراسة عملية الوراثة ، كان من الممكن استخلاص استنتاجات حول بعض خصائص المادة الموروثة ، أي أن التكوينات تكون مستقرة في الأجيال ، وتحتفظ بخصائصها ، وأن التكوينات منفصلة ، أي حالة واحدة فقط من يتم تحديد السمة ، أي أن هناك اثنين منهم ، يتم الجمع بينهما بشكل عشوائي ، إلخ. د.

في وقت مندل ، لم يكن هناك شيء معروف عن الانقسام الاختزالي ، على الرغم من أنهم كانوا يعرفون بالفعل عن البنية النووية للخلية. حقيقة أن النواة تحتوي على مادة تسمى النوكلين أصبحت معروفة بعد عامين فقط من اكتشاف قوانين مندل ، ولم يكن هذا الاكتشاف مرتبطًا به بأي حال من الأحوال.

يمكن صياغة جميع استنتاجات المادة المذكورة أعلاه على النحو التالي:

1) يتم تحديد كل سمة وراثية بواسطة عامل وراثي منفصل ، إيداع ؛ في النظرة الحديثة ، تتوافق هذه الميول مع الجينات ؛

2) تُحفظ الجينات في شكلها النقي في عدد من الأجيال ، دون أن تفقد فرديتها: كان هذا دليلاً على الموقف الأساسي للوراثة: الجين ثابت نسبيًا ؛

3) كلا الجنسين يشاركان بالتساوي في نقل ممتلكاتهما الوراثية إلى الأبناء ؛

4) تكرار عدد متساوٍ من الجينات وخفضها في الخلايا الجرثومية للذكور والإناث ؛ كان هذا الموقف تنبؤًا جينيًا لوجود الانقسام الاختزالي ؛

5) تزاوج الميول الوراثية أحدهما أمومي والآخر أبوي. قد يكون أحدهما مهيمنًا والآخر متنحيًا ؛ يتوافق هذا الحكم مع اكتشاف مبدأ الأليلة: يتم تمثيل الجين بواسطة أليلين على الأقل.

تشمل قوانين الميراث قانون تقسيم الصفات الوراثية في نسل الهجين وقانون الجمع المستقل للصفات الوراثية. يعكس هذان القانونان عملية نقل المعلومات الوراثية في أجيال الخلايا أثناء التكاثر الجنسي. كان اكتشافهم أول دليل فعلي على وجود الوراثة كظاهرة.

قوانين الوراثة لها محتوى مختلف ، وقد تمت صياغتها بالشكل التالي:

• القانون الأول هو قانون التحديد الوراثي (الجيني) للسمات ؛ إنها أساس نظرية الجين.
• القانون الثاني هو قانون الثبات النسبي للوحدة الوراثية - الجين.
• القانون الثالث هو قانون الحالة الأليلية للجين (الهيمنة والتراجع).

تم اكتشاف حقيقة أن قوانين مندل مرتبطة بسلوك الكروموسومات أثناء الانقسام الاختزالي في بداية القرن العشرين أثناء إعادة اكتشاف قوانين مندل مرة واحدة من قبل ثلاث مجموعات من العلماء بشكل مستقل عن بعضهم البعض. كما تعلم بالفعل ، فإن ميزة الانقسام الاختزالي هي أن عدد الكروموسومات في الخلية ينخفض ​​إلى النصف ، ويمكن للكروموسومات تغيير أجزائها أثناء الانقسام الاختزالي. تميز هذه الميزة الوضع بدورة الحياة في جميع حقيقيات النوى.

من أجل اختبار افتراض وراثة الميول في هذا الشكل ، كما قلنا بالفعل ، عبر مندل أيضًا أحفاد الجيل الأول ، الذين لديهم بذور صفراء مع أصل أخضر (متنحي). العبور إلى كائن متنحي دعا التحليل. نتيجة لذلك ، حصل على انقسام واحد لواحد :( آه X أأ = آه + آه + أأ + أأ). وهكذا ، أكد مندل الافتراض بأنه في كائن الجيل الأول توجد ميول لسمات كل من الوالدين بنسبة 1 إلى 1. دعا مندل الحالة عندما تكون ميول السمة متماثلة ، متماثلة اللواقح ، و عندما تكون مختلفة ، متغايرة الزيجوت.

أخذ مندل في الاعتبار النتائج التي تم الحصول عليها على آلاف البذور ، أي أنه أجرى دراسات إحصائية تعكس نمطًا بيولوجيًا. القوانين ذاتها التي اكتشفها ستنطبق أيضًا على حقيقيات النوى الأخرى ، مثل الفطريات. تظهر هنا الفطريات التي تبقى فيها الجراثيم الأربعة الناتجة عن انقسام واحد في قشرة مشتركة. يؤدي تحليل العبور في مثل هذه الفطريات إلى حقيقة أنه يوجد في قشرة واحدة بوغان لهما سمة أحد الوالدين واثنان يحملان سمة الآخر. وهكذا ، فإن الانقسام 1: 1 في التحليل المتقاطع يعكس الانتظام البيولوجي لتقسيم مكونات سمة واحدة في كل انقسام ، والذي سيبدو وكأنه انتظام إحصائي إذا تم خلط جميع الجراثيم.

تشير حقيقة أن الوالدين كان لديهم حالات مختلفة من سمة واحدة إلى أن الميول لتطوير السمة يمكن أن تتغير بطريقة ما. تسمى هذه التغييرات الطفرات. الطفرات محايدة: شكل الشعر ، لون العين ، إلخ. تؤدي بعض الطفرات إلى تغيرات تعطل الأداء الطبيعي للجسم. هذه هي قصر الأرجل عند الحيوانات (الأبقار والأغنام وما إلى ذلك) ، وبلا عيون وبلا أجنحة في الحشرات ، وانعدام الشعر في الثدييات ، والعملقة والتقزم.

قد تكون بعض الطفرات غير ضارة ، مثل الصلع عند البشر ، على الرغم من أن جميع الرئيسيات لديها شعر. لكن في بعض الأحيان تحدث تغيرات في شدة الشعر على الجسم والناس. أطلق NI. Vavilov على هذه الظاهرة قانون السلسلة المتماثلة للتغير الوراثي: أي ، يمكن العثور على سمة نموذجية لنوع واحد فقط من نوعين مرتبطين مع بعض التردد في الأفراد من الأنواع ذات الصلة.

توضح هذه الشريحة أن الطفرات يمكن أن تكون ملحوظة تمامًا ، ونرى عائلة من الزنوج ولد فيها ألبينو أبيض. من المرجح أن يكون أطفاله مصطبغين لأن الطفرة متنحية وتكرارها منخفض.

لقد تحدثنا من قبل عن العلامات الواضحة تمامًا. لكن هذا ليس هو الحال بالنسبة لجميع العلامات. على سبيل المثال ، قد يكون النمط الظاهري للزيجوت متغايرة الزيجوت وسيطًا بين السمة السائدة والمتنحية للوالدين. لذلك ، يتغير لون الفاكهة في الباذنجان في الجيل الأول من اللون الأزرق الداكن إلى اللون الأرجواني الأقل كثافة. في الوقت نفسه ، في الجيل الثاني ، ظل الانقسام من خلال وجود اللون 3: 1 ، ولكن إذا أخذنا في الاعتبار كثافة اللون ، أصبح التقسيم 1: 2: 1 (اللون أزرق غامق - AA، أرجواني - 2 آهو أبيض - أأ، على التوالي) في هذه الحالة ، من الواضح أن مظهر السمة يعتمد على جرعة الأليل السائد. يتوافق الفصل حسب النمط الظاهري مع الانقسام حسب النمط الجيني: الفئات AA, آهو أأبنسبة 1: 2: 1.

مرة أخرى ، نسلط الضوء على دور مندل في تطوير العلم. لم يعتقد أحد من قبله أنه يمكن أن تكون هناك ميول على الإطلاق. كان يعتقد أن في كل واحد منا رجل صغير ، بداخله رجل صغير آخر ، إلخ. للحمل علاقة بمظهره ، ولكن وفقًا للآلية ، يوجد بالفعل رجل صغير جاهز منذ بداية نموه. كانت هذه هي الأفكار السائدة ، والتي ، بالطبع ، كان لها عيب - وفقًا لهذه النظرية ، مع وجود عدد كبير من الأجيال ، كان من المفترض أن يكون الهومونكولوس أصغر حجمًا من الجسيم الأولي ، لكنهم لم يعرفوا بعد حول الجسيمات J.

كيف عرف مندل أي سمة سائدة وأيها متنحية؟ لم يكن يعرف أي شيء من هذا القبيل ، لقد اتخذ ببساطة بعض مبادئ تنظيم الخبرة. بشكل ملائم ، كانت السمات التي لاحظها متنوعة: الطول والحجم ولون الزهرة ولون الفاصوليا وما إلى ذلك. لم يكن لديه نموذج مسبق لآلية الميراث ، لقد اشتقها من ملاحظة انتقال سمة عبر الأجيال. ميزة أخرى لطريقته. وجد أن نسبة الأفراد الذين لديهم صفة متنحية في الجيل الثاني هي ربع جميع النسل. أي أن احتمال أن تكون هذه البازلاء خضراء هو 1/4. لنفترض أنه تم الحصول على متوسط ​​4 بازيلاء في كيس واحد. هل سيكون هناك في كل جراب (هذا هو نسل اثنين من الأبوين فقط) 1 خضراء و 3 بازلاء صفراء؟ رقم. على سبيل المثال ، احتمالية وجود حبتين من البازلاء الخضراء هي 1/4 × 1/4 = 1/16 ، وأن تكون جميعها خضراء هي 1/256. وهذا يعني ، إذا تناولت مجموعة من الفاصوليا ، مع أربع بازيلاء في كل منها ، فإن كل 256 حبة تحتوي على كل البازلاء ذات السمات المتنحية ، أي خضراء. قام مندل بتحليل نسل العديد من أزواج الآباء المتماثلة. تم الحديث عن التهجين لأنها تظهر أن قوانين مندل تظهر على أنها إحصائية ، وتستند إلى نمط بيولوجي - 1: 1. أي أن الأمشاج من أنواع مختلفة في كل انقسام الاختزالي في الزيجوت المتغاير تتشكل بنسبة متساوية - 1: 1 ، وتظهر الأنماط إحصائيًا ، حيث تم تحليل أحفاد مئات الانقسام الاختزالي - قام مندل بتحليل أكثر من 1000 نسل في عبور كل نوع .

أولاً ، درس مندل وراثة زوج واحد من السمات. ثم تساءل عما سيحدث إذا لوحظ زوجان من العلامات في نفس الوقت. أعلاه في الشكل ، على الجانب الأيمن ، تتضح هذه الدراسة من خلال التفكير في أزواج من العلامات - لون البازلاء وشكل البازلاء.

أعطى الآباء من نوع واحد البازلاء الصفراء والدائرية أثناء التلقيح الذاتي. قام الآباء من نوع آخر بإنتاج البازلاء الخضراء والمتجعدة أثناء التلقيح الذاتي. في الجيل الأول ، حصل على كل البازلاء الصفراء ، ومستديرة الشكل. يعتبر الانقسام الناتج في الجيل الثاني ملائمًا باستخدام شبكة Penet. ج 9: 3: 3: 1 تم الحصول على انقسام (أصفر ومستدير: أصفر ومتجعد: أخضر ومستدير: أخضر متجعد). يحدث الانقسام لكل زوج من الميزات بشكل مستقل عن بعضها البعض. النسبة 9zhk + 3zhm + 3bk + 1sm تتوافق مع مجموعة مستقلة من نتائج هجينين (3g + 1h) x (3k + 1m). وهذا يعني أنه يتم الجمع بين أشكال علامات هذه الأزواج (اللون والشكل) بشكل مستقل.

دعونا نحسب عدد فئات النمط الظاهري المختلفة التي حصلنا عليها. كان لدينا فئتان ظاهريتان: الأصفر والأخضر. وعلى أساس آخر فئتان ظاهريتان: دائري ومتجعد. وإجمالاً سيكون هناك 2 * 2 = 4 فئات نمطية ، وهو ما حصلنا عليه أعلاه. إذا أخذنا في الاعتبار ثلاث سمات ، فسيكون هناك 2 3 = 8 فئات من فئات النمط الظاهري. ذهب مندل إلى أبعد من الصلبان الهجينة. لحسن الحظ ، كانت مكونات جميع السمات في البازلاء على كروموسومات مختلفة ، وكان هناك 7 أزواج من الكروموسومات في البازلاء. لذلك ، اتضح أنه أخذ سمات مجتمعة بشكل مستقل في النسل.

يمتلك البشر 23 زوجًا من الكروموسومات. إذا أخذنا في الاعتبار أي سمة متغايرة الزيجوت لكل كروموسوم ، فيمكن أن يكون لدى الشخص 223 ~ 8 * 106 فئة مظهرية في نسل زوجين متزوجين. كما ذكرنا في المحاضرة الأولى ، يحتوي كل منا على فرق واحد لكل 1000 موقع بين كروموسومات الأب والأم ، أي حوالي مليون اختلاف بين كروموسومات الأب والأم في المجموع. أي أن كل واحد منا ينحدر من مليون هجين ، حيث يبلغ عدد فئات النمط الظاهري 2،100،000. من الناحية العملية ، لم يتم إدراك هذا العدد من فئات النمط الظاهري في نسل زوج واحد ، لأن لدينا 23 كروموسومًا فقط ، وليس مليونًا. اتضح أن 8 * 10 6 هو الحد الأدنى للتنوع المحتمل في نسل زوجين معينين. بناءً على ذلك ، يمكن للمرء أن يفهم أنه لا يمكن أن يكون هناك شخصان متطابقان تمامًا. يبلغ احتمال حدوث طفرة في نوكليوتيد معين في الحمض النووي في جيل واحد حوالي 10 -7-10 -8 ، أي أنه بالنسبة للجينوم بأكمله (3 * 10 9) سيكون هناك حوالي 100 تغيير دي نوفو بين الوالد والطفل. والإختلافات الكلية في نصف جينوم الأب عن نصف الأم هي حوالي 1،000،000 وهذا يعني أن الطفرات القديمة في الجينوم الخاص بك تكون أكثر تكرارا من الطفرات الجديدة (10،000 مرة).

أجرى مندل أيضًا تحليل التهجينات - التهجين مع الزيجوت المتماثل المتنحي. في سليل الجيل الأول ، يكون لمزيج الجينات الشكل AaB ب. إذا عبرته مع ممثل مع مجموعة متنحية تمامًا من الجينات ( عاب) ، إذن سيكون هناك أربع فئات محتملة ستكون بنسبة 1: 1: 1: 1 ، على عكس التقاطع الذي تمت مناقشته أعلاه ، عندما حصلنا على تقسيم 9: 3: 3: 1.

فيما يلي بعض المعايير الإحصائية - أي نسب الأرقام يجب اعتبارها كما هو متوقع ، لنقل 3: 1. على سبيل المثال ، بالنسبة لـ 3: 1 - من بين أربعمائة بازلاء ، من غير المحتمل أن تظهر 300 إلى 100 بالضبط.إذا اتضح ، على سبيل المثال ، من 301 إلى 99 ، فيمكن اعتبار هذه النسبة على الأرجح مساوية لـ 3 إلى 1. ومن المحتمل ألا يساوي 350 إلى 50 3 إلى 1.

يستخدم الاختبار الإحصائي لمربع كاي (χ 2) لاختبار الفرضية القائلة بأن التوزيع المرصود يطابق التوزيع المتوقع. تُنطق هذه الرسالة اليونانية بالروسية باسم "تشي" وباللغة الإنجليزية "تشي" (تشي).

يتم حساب قيمة χ 2 كمجموع الانحرافات التربيعية للقيم المرصودة من القيمة المتوقعة ، مقسومًا على القيمة المتوقعة. بعد ذلك ، وفقًا لجدول خاص لقيمة معينة χ 2 ، تم العثور على قيمة الاحتمال أن هذا الاختلاف بين القيمة الملاحظة والمتوقعة عشوائي. إذا كان الاحتمال أقل من 5٪ ، فلا يعتبر الانحراف عشوائيًا (يتم اختيار رقم خمسة بالمائة بالاتفاق).

هل سيكون هناك دائمًا بعض السمات المحددة سلفًا وراثيًا؟ بعد كل شيء ، هذا الافتراض الافتراضي يكمن وراء تفسير البيانات التي حصل عليها مندل.

اتضح أن هذا يمكن أن يعتمد على العديد من الأسباب. هناك سمة موروثة من هذا القبيل في البشر - ستة أصابع. على الرغم من أننا ، مثل جميع الفقاريات ، لدينا عادة خمسة أصابع.

قد يكون احتمال ظهور ترسبات سمة في شكل سمة ملحوظة (هنا ، ستة أصابع) أقل من 100٪. في الصورة ، الشخص لديه 6 أصابع على كلا الساقين. وتوأمه لا يظهر بالضرورة هذه العلامة. كانت نسبة الأفراد الذين لديهم نمط وراثي معين والذين يظهرون النمط الظاهري المقابل تسمى الاختراق (تم تقديم هذا المصطلح من قبل عالم الوراثة الروسي Timofeev-Resovsky).

في بعض الحالات ، قد يُشار إلى إصبع القدم السادس ببساطة من خلال بعض نمو الجلد. اقترح Timofeev-Resovsky استدعاء درجة ظهور سمة في تعبير فردي.

من الواضح بشكل خاص أنه لا يمكن تتبع اتصال 100 ٪ من التركيب الوراثي مع النمط الظاهري في دراسة التوائم المتطابقة. دستورهم الجيني واحد إلى واحد ، وتتزامن علاماتهم بدرجات متفاوتة. يوجد أدناه جدول يوضح مصادفة علامات التوائم المتطابقة وغير المتطابقة. يتم أخذ الأمراض المختلفة كعلامات في هذا الجدول.

السمة الموجودة في معظم الأفراد في بيئتهم الطبيعية تسمى النوع البري. غالبًا ما تكون السمة الأكثر شيوعًا هي السائدة. قد يكون لمثل هذه العلاقة قيمة تكيفية مفيدة للأنواع. في البشر ، السمات السائدة هي ، على سبيل المثال ، الشعر الأسود ، العيون الداكنة ، الشعر المجعد. بالمناسبة ، نظرًا لأن الجينات المقابلة موجودة على كروموسومات مختلفة ، يمكنك الحصول على رجل أسود مجعد سيكون أشقر - لا شيء يمنع ذلك.

لماذا يحدث أنه في التهجين أحادي الهجين ، تتوافق الطبقات الوراثية الثلاثة في نسل الجيل الثاني في بعض الحالات مع ثلاث فئات نمطية (البنفسجي الأزرق والباذنجان الأبيض) ، وفي حالة أخرى إلى فئتين (البازلاء الصفراء أو الخضراء) ؟ لماذا يكون مظهر السمة المهيمنة غير مكتمل في حالة واحدة وكامل في الحالة الأخرى؟ يمكن رسم تشبيه بفيلم فوتوغرافي. اعتمادًا على كمية الضوء ، يمكن أن يتحول الإطار إلى شفاف تمامًا ورمادي وأسود تمامًا. نفس الشيء مع الجينات. على سبيل المثال ، تحتوي الذرة على جين Y ، الذي يحدد تكوين فيتامين أ. عندما تزداد جرعة الجين Y لكل خلية من واحد إلى ثلاثة ، يتغير نشاط الإنزيم الذي يشفره خطيًا ، وفي هذه الحالة ، يتم تكوين فيتامين أ ويزداد لون الحبوب. (في الذرة ، الجزء الرئيسي من الحبوب هو السويداء. كل خلية سويداء لها ثلاثة جينومات - اثنان من الأم وواحد من الأب). أي أن العديد من السمات تعتمد على جرعة الأليل كميًا. كلما زاد عدد نسخ الأليل من النوع المطلوب ، زادت قيمة الصفة التي يتحكم فيها. تستخدم هذه العلاقة باستمرار في التكنولوجيا الحيوية.

لم يكن من الممكن أن يكتشف مندل قوانينه بأمان. سمحت الأبحاث التي أجريت على البازلاء لمندل باكتشاف قوانينه ، لأن البازلاء نبات ذاتي التلقيح ، وبالتالي فهي متماثلة اللواقح دون إكراه. أثناء التلقيح الذاتي ، تنخفض نسبة الزيجوت المتغايرة بنسبة اثنين إلى قوة رقم التوليد. كان هذا حظ مندل - إذا كانت نسبة الزيجوت متغايرة الزيجوت كبيرة ، فلن يتم ملاحظة أي أنماط. عندما أخذ بعد ذلك الملقحات ، انهارت الأنماط ، الأمر الذي أزعج مندل بشكل كبير ، لأنه اعتقد أنه اكتشف شيئًا خاصًا. اتضح لا.

أعلاه ، تحدثنا عن وراثة السمات النوعية ، وعادة ما تكون معظم السمات كمية. إن تحكمهم الجيني معقد نوعًا ما. يتم وصف العلامات الكمية من خلال القيمة المتوسطة لقيمة الإشارة ونطاق التباين ، وهو ما يسمى معيار التفاعل. يعد كل من متوسط ​​القيمة ومعدل التفاعل مؤشرات خاصة بالأنواع تعتمد على كل من النمط الجيني والظروف البيئية. على سبيل المثال ، متوسط ​​العمر المتوقع للشخص. على الرغم من أن الكتاب المقدس يقول أن الأنبياء عاشوا 800 سنة ، إلا أنه من الواضح الآن أن لا أحد يعيش أكثر من 120-150 سنة. يعيش الفأر ، على سبيل المثال ، لمدة عامين ، على الرغم من كونه من الثدييات أيضًا. طولنا ، وزننا - هذه كلها علامات كمية. لا يوجد أشخاص يبلغ طولهم 3-4 أمتار ، رغم وجود الأفيال على سبيل المثال. لكل نوع متوسطه الخاص لكل سمة كمية ونطاق التباين الخاص به.

أنماط الميراث مفتوحة في دراسة الصفات النوعية.

معظم ميزاتنا كمية.

تتميز قيم قيم السمات في عينة تمثيلية لأفراد من نوع معين بمتوسط ​​معين واتساع تباينه ، وهو ما يسمى معيار التفاعل ويعتمد على كل من النمط الجيني وظروف التكوين من السمة.

الموضوع 4.2 الأنماط الأساسية

الوراثة

المصطلح 1.لبديل- ميزات متناقضة. 2. خطوط نظيفة- نباتات متتالية لا يلاحظ فيها انقسام أثناء التلقيح الذاتي. 3. طريقة هجينة- الحصول على ذرية هجينة وتحليلها. أربعة. أفراد الوالدين- ر 5. ذكور – ♂. 6. إناث – ♀. 7. تهجين- العاشر .8. الهجينةو 1 ، و 2 ، و ن. 9. أحادي الهجين- عبور الأفراد بسمة واحدة متناقضة. أنماط وراثة السماتتم اكتشاف الأنماط الكمية لميراث السمات من قبل عالم النبات التشيكي الهاوي جي مندل. بعد أن حدد هدفًا لمعرفة أنماط وراثة السمات ، فقد لفت الانتباه أولاً وقبل كل شيء إلى اختيار موضوع الدراسة. من أجل تجاربه ، اختار G.Mendel البازلاء - تلك من أصنافه التي اختلفت بوضوح عن بعضها البعض في عدد من الطرق. كانت إحدى أهم النقاط في العمل بأكمله هي تحديد عدد الأحرف التي يجب أن تختلف بها النباتات المراد عبورها. أدرك G.Mendel لأول مرة أنه بدءًا من أبسط حالة - الاختلافات بين الوالدين في سمة واحدة وتعقيد المهمة تدريجيًا ، يمكن للمرء أن يأمل في كشف التشابك الكامل لأنماط انتقال السمات من جيل إلى جيل ، أي ميراثهم. هنا تم الكشف عن الرياضيات الصارمة لتفكيره. كان هذا النهج هو الذي سمح لـ G.Mendel بالتخطيط الواضح لمزيد من التعقيد للتجارب. في هذا الصدد ، كان مندل فوق كل علماء الأحياء المعاصرين. ومن السمات المهمة الأخرى لبحثه أنه اختار الكائنات الحية التي تنتمي إلى خطوط نقية للتجارب ، أي. مثل هذه النباتات ، في عدد من الأجيال ، أثناء التلقيح الذاتي ، لم يتم ملاحظة الانقسام وفقًا للسمات المدروسة. لا تقل أهمية عن حقيقة أنه لاحظ وراثة البدائل ، أي ميزات متناقضة. على سبيل المثال ، كانت أزهار أحد النباتات أرجوانية والأخرى بيضاء ، وكان النبات طويلًا أو قصيرًا ، وكانت الحبوب ناعمة أو مجعدة ، وهكذا. بمقارنة نتائج التجارب والحسابات النظرية ، أكد G.Mendel بشكل خاص على الطبيعة الإحصائية المتوسطة للقوانين التي اكتشفها. وبالتالي ، فإن طريقة عبور الأفراد التي تختلف في السمات البديلة ، أي يسمى التهجين ، الذي يتبعه دراسة صارمة لتوزيع الصفات الأبوية في النسل ، بالهجين الهجين. يتم حاليًا صياغة أنماط وراثة السمات ، التي حددها G.Mendel وأكدها العديد من علماء الأحياء على مجموعة متنوعة من الكائنات ، في شكل قوانين عالمية بطبيعتها. قانون التوحيد للجيل الأول من الهجينةهجين أحادي الخلة. لتوضيح قانون التوحيد للجيل الأول - قانون مندل الأول ، دعونا نعيد إنتاج تجاربه على التهجين أحادي الهجين لنباتات البازلاء. الهجين الأحادي هو تهجين كائنين يختلفان عن بعضهما البعض في زوج واحد من السمات البديلة. وبالتالي ، مع هذا العبور ، يتم تتبع أنماط وراثة نوعين فقط من السمة ، والتي يرجع تطورها إلى زوج من الجينات الأليلية. على سبيل المثال ، العلامة هي لون البذور ، والخيارات صفراء أو خضراء. لا تؤخذ جميع السمات الأخرى المميزة لهذه الكائنات في الاعتبار. إذا قمت بعبور نباتات البازلاء بالبذور الصفراء والخضراء ، فإن جميع أحفاد الهجين التي تم الحصول عليها نتيجة لهذا العبور سيكون لديهم بذور صفراء. يتم ملاحظة نفس الصورة عند عبور النباتات التي لها شكل بذور ناعم ومتجعد - ستكون جميع البذور في الهجينة ناعمة. وبالتالي ، تظهر واحدة فقط من كل زوج من السمات البديلة في الهجين من الجيل الأول. العلامة الثانية ، كما كانت ، تختفي ، لا تظهر. غلبة سمة أحد الوالدين في الهجين مندل تسمى الهيمنة. السمة التي تتجلى في مزيج من الجيل الأول وتقمع تطور سمة أخرى كانت تسمى السائدة ، المعاكس ، أي السمة المكبوتة متنحية. من المعتاد تعيين سمة سائدة بحرف كبير (أ) ، سمة متنحية بحرف صغير (أ). استخدم مندل في التجارب نباتات تنتمي إلى سلالات أو أصناف نقية مختلفة ، كان أحفادها في سلسلة طويلة من الأجيال مشابهين لآبائهم. لذلك ، في هذه النباتات ، كلا الجينين الأليل متماثلان. وبالتالي ، إذا كان هناك جينان أليلات متطابقان في النمط الجيني للكائن الحي ، أي جينان متطابقان تمامًا في تسلسل النيوكليوتيدات ، يسمى هذا الكائن الحي متماثل اللواقح. يمكن أن يكون الكائن الحي متماثل الزيجوت بالنسبة للجينات السائدة (AA) أو المتنحية (aa). إذا كانت الجينات الأليلية تختلف عن بعضها البعض في تسلسل النيوكليوتيدات ، على سبيل المثال ، أحدهما مهيمن والآخر متنحي (Aa) ، فإن هذا الكائن الحي يسمى متغاير الزيجوت. يُطلق على قانون مندل الأول أيضًا قانون الهيمنة أو التوحيد ، نظرًا لأن جميع الأفراد من الجيل الأول لديهم نفس المظهر لخاصية متأصلة في أحد الوالدين. تمت صياغته على النحو التالي:عند عبور كائنين ينتميان إلى خطوط نقية مختلفة (نوعان من الزيجوت المتماثل) ، يختلفان عن بعضهما البعض في زوج من الصفات البديلة ، فإن الجيل الأول بأكمله من الهجينة (F 1) سيكون موحدًا وسيحمل سمة أحد الوالدين. فيما يتعلق بالألوان ، أثبت مندل أن اللون الأحمر أو الأسود سيهيمن على الأبيض ، مع اللون الوردي والرمادي بتشبع متفاوت ، كونهما ألوانًا وسيطة. اقترح مندل الرموز الرسومية للعلامات: P - الآباء ، ♂ - ذكر ، ♀ - أنثى ،
، - الأمشاج ، X - العبور ، F 1 ، F 2 ، F n - ذرية. يظهر قانون مندل الأول في الشكل 1.

الشكل 1. قانون مندل الأول

جميع النسل لديهم نفس اللون الوسيط ، والذي لا يتعارض مع قانون مندل الأول.

أسئلة الاختبار

1. المواد البيولوجية مندل. 2. الميزات البديلة في تجارب مندل. 3. خطوط نقية وتعريفها. 4. جوهر الأسلوب الهجين. 5. معبر أحادي الهجين. 6. الصفات السائدة والمتنحية. 7. الجينات الأليلية. 8. قانون مندل الأول. قانون التوحيد.

الموضوع 4.2.1: الهيمنة الجينية غير المكتملة

المصطلح 1. الجينات الأليلية- الجينات الموجودة في نفس موقع الكروموسومات المتجانسة. 2. السمة الغالبة- قمع تطور الآخر. 3. مقهورة- مكبوت. أربعة. متجانسة الزيجوتالبيضة الملقحة التي لها نفس الجينات. 5. متغاير الزيجوتاللاقحة التي لها جينات مختلفة. 6. انشق، مزق- تباين الصفات في النسل. 7. تقفز فوق. أو تجاوزت- تقاطع الكروموسوم. في الحالة غير المتجانسة ، لا يقوم الجين السائد دائمًا بقمع مظهر الجين المتنحي تمامًا. في عدد من الحالات ، لا ينتج هجين F 1 بشكل كامل أيًا من السمات الأبوية ، ويكون التعبير عن السمة ذا طبيعة وسيطة مع انحراف أكبر أو أقل نحو الحالة المهيمنة أو المتنحية. لكن جميع أفراد هذا الجيل يظهرون التماثل في هذه الصفة. لا تتعارض الطبيعة الوسيطة للميراث في المخطط السابق مع قانون مندل الأول ، لأن جميع أحفاد F 1 متماثلون. سيادة غير تامةهي ظاهرة منتشرة. تم اكتشافه عند دراسة وراثة لون الزهرة في snapdragons ، وهيكل ريش الطيور ، ولون الصوف في الماشية والأغنام ، والخصائص الكيميائية الحيوية في البشر ، إلخ. الأليلية المتعددة.حتى الآن ، تم فحص أمثلة تم فيها تمثيل نفس الجين بواسطة أليلين - سائد (أ) ومتنحي (أ). هاتان الحالتان من الجين بسبب طفرة. يمكن للجين أن يتحور عدة مرات. نتيجة لذلك ، تنشأ عدة أنواع من الجينات الأليلية. يُطلق على مجموع هذه الجينات الأليلية ، التي تحدد تنوع خيارات السمات ، سلسلة من الجينات الأليلية. يسمى حدوث مثل هذه السلسلة بسبب الطفرة المتكررة لجين واحد بالأليل المتعدد أو الأليلومورفزم المتعدد. يمكن أن يتحول الجين A إلى الحالة a 1 و a 2 و a 3 و n. يقع الجين B في موضع آخر في الحالة b 1 ، b 2 ، b 3 ، b n. على سبيل المثال ، في ذبابة الفاكهة ، تُعرف سلسلة من الأليلات لجين لون العين ، وتتألف من 12 عضوًا: الأحمر ، والمرجان ، والكرز ، والمشمش ، إلخ. إلى الأبيض الذي يحدده الجين المتنحي. الأرانب لديها سلسلة من الأليلات المتعددة للون المعطف. يؤدي هذا إلى ظهور لون صلب أو نقص في التصبغ (المهق). قد يكون أعضاء نفس سلسلة الأليلات في علاقات سائدة-متنحية مختلفة مع بعضهم البعض. يجب أن نتذكر أن جينين فقط من سلسلة من الأليلات يمكن أن يكونا في النمط الجيني للكائنات ثنائية الصبغيات. يتم تضمين الأليلات المتبقية من هذا الجين في مجموعات مختلفة في أزواج في الأنماط الجينية للأفراد الآخرين من هذا النوع. وبالتالي ، فإن الأليلة المتعددة تميز تنوع مجموعة الجينات ، أي مجموع جميع الجينات التي تشكل الأنماط الجينية لمجموعة معينة من الأفراد أو نوع كامل. بعبارة أخرى ، تعد الأليلية المتعددة سمة من سمات الأنواع ، وليست سمة فردية. قانون مندل الثاني - قانون الانقسامإذا تم عبور أحفاد الجيل الأول ، المتطابقين من حيث السمة التي تتم دراستها ، فيما بينهم ، ففي الجيل الثاني تظهر سمات كلا الوالدين في نسبة عددية معينة: 3/4 أفراد سيكون لديهم سمة مهيمنة ، 1 / 4 - متنحى. حسب التركيب الوراثي ، سيحتوي F2 على 25٪ من الأفراد متماثلي اللواقح للأليلات السائدة ، و 50٪ من الكائنات الحية ستكون متغايرة الزيجوت ، و 25٪ من النسل ستكون متماثلة اللواقح للأليلات المتنحية. تسمى الظاهرة التي يؤدي فيها عبور الأفراد غير المتجانسين إلى تكوين ذرية ، يحمل بعضها سمة سائدة ، وبعضها متنحي ، يسمى الانقسام. لذلك ، فإن التقسيم هو توزيع الصفات السائدة والمتنحية بين النسل بنسبة عددية معينة. لا تختفي السمة المتنحية في الهجينة من الجيل الأول ، بل يتم قمعها فقط وتتجلى في الجيل الهجين الثاني. وهكذا ، يمكن صياغة قانون مندل الثاني (انظر الشكل 2) على النحو التالي: عندما يتقاطع نسلان من الجيل الأول مع بعضهما البعض (زوجان متغاير الزيجوت) ، في الجيل الثاني ، يلاحظ الانقسام بنسبة عددية معينة: وفقًا لـ النمط الظاهري 3: 1 ، حسب التركيب الوراثي 1: 2: 1.

الشكل 2. قانون مندل الثاني

مع الهيمنة غير الكاملة في نسل الهجينة F 2 ، يتزامن الانقسام حسب النمط الوراثي والنمط الظاهري (1: 2: 1). قانون نقاء الأمشاجيعكس هذا القانون جوهر عملية تكوين الأمشاج في الانقسام الاختزالي. اقترح مندل أن العوامل الوراثية (الجينات) لا تختلط أثناء تكوين الهجينة ، لكنها تظل دون تغيير. في جسم الهجين F ، من عبور الآباء الذين يختلفون في السمات البديلة ، كلا العاملين موجودان - مهيمن ومتنحي. في شكل سمة ، يتجلى العامل الوراثي السائد ، بينما يتم قمع العامل المتنحي. يتم التواصل بين الأجيال أثناء التكاثر الجنسي من خلال الخلايا الجرثومية - الأمشاج. لذلك ، يجب افتراض أن كل مشيج يحمل عاملًا واحدًا فقط من هذا الزوج. بعد ذلك ، أثناء الإخصاب ، سيؤدي اندماج أمشجين ، يحمل كل منهما عامل وراثي متنحي ، إلى تكوين كائن حي له صفة متنحية تتجلى بشكل ظاهري. اندماج الأمشاج التي تحمل عاملاً مهيمنًا ، أو أمشاجتين ، يحتوي أحدهما على عامل مهيمن والآخر على عامل متنحي ، سيؤدي إلى تطور كائن حي له سمة سائدة. وبالتالي ، فإن ظهور صفة متنحية لأحد الوالدين (P) في الجيل الثاني (F 2) لا يمكن أن يحدث إلا إذا تم استيفاء شرطين: 1. إذا ظلت العوامل الوراثية دون تغيير في الهجينة. 2. إذا كانت الخلايا الجرثومية تحتوي على عامل وراثي واحد فقط من زوج أليلي. أوضح مندل تقسيم الصفات في النسل عندما تم عبور الأفراد غير المتجانسين ، من خلال حقيقة أن الأمشاج نقية وراثيًا ، أي تحمل جينًا واحدًا فقط من زوج أليلي. يمكن صياغة قانون نقاء الأمشاج على النحو التالي: أثناء تكوين الخلايا الجرثومية ، يدخل جين واحد فقط من زوج أليلي (من كل زوج أليلي) في كل مشيج. الدليل الخلوي لقانون نقاء الأمشاج هو سلوك الكروموسوم في الانقسام الاختزالي: في الانقسام الانتصافي الأول ، تدخل الكروموسومات المتجانسة خلايا مختلفة ، وفي طور الطور الثاني ، يمكن أن تحتوي كروموسومات الابنة ، بسبب العبور ، أليلات مختلفة من نفس الجين. من المعروف أنه في كل خلية من خلايا الجسم توجد بالضبط نفس المجموعة ثنائية الصبغيات من الكروموسومات. يحتوي اثنان من الكروموسومات المتجانسة على جينين متطابقين من الأليلات. يظهر تكوين الأمشاج "النقية" وراثيًا في الرسم التخطيطي في الشكل 3.

الشكل 3. تشكيل الأمشاج "النقية"

عندما تندمج الأمشاج الذكرية والأنثوية ، يتم تكوين هجين يحتوي على مجموعة ثنائية الصبغيات من الكروموسومات (انظر الشكل 4).

الشكل 4. التشكيل الهجين

كما يتضح من الرسم التخطيطي ، يتلقى الزيجوت نصف الكروموسومات من الكائن الحي الأب ، والنصف الآخر من كائن الأم. أثناء تكوين الأمشاج في الهجين ، تدخل الكروموسومات المتجانسة أيضًا خلايا مختلفة أثناء الانقسام الانتصافي الأول (انظر الشكل 5).

الشكل 5. تكوين نوعين من الأمشاج

يتم تشكيل نوعين من الأمشاج لهذا الزوج الأليلي. وبالتالي ، فإن الأساس الخلوي لقانون نقاء الأمشاج ، وكذلك تقسيم الصفات في النسل أثناء التهجين أحادي الهجين ، هو تباين الكروموسومات المتجانسة وتشكيل خلايا أحادية الصيغة الصبغية في الانقسام الاختزالي. تحليل الصليبالطريقة الهجينة التي طورها مندل لدراسة الوراثة تجعل من الممكن تحديد ما إذا كان الكائن الحي متماثل الزيجوت أو متغاير الزيجوت إذا كان لديه نمط ظاهري سائد للجين قيد الدراسة. هل السلالة نقية؟ للقيام بذلك ، يتم عبور فرد بنمط وراثي غير معروف وكائن حي متماثل اللواقح من أجل أليل متنحي بنمط ظاهري متنحي. إذا كان الفرد المهيمن متماثل الزيجوت ، فإن النسل من هذا التهجين سيكون موحدًا ولن يحدث الانقسام (انظر الشكل 6).

الشكل 6. عبور الأفراد المهيمنين.

سيتم الحصول على صورة مختلفة إذا كان الكائن قيد الدراسة متغاير الزيجوت (انظر الشكل 7).

الشكل 7. عبور الأفراد متغاير الزيجوت.

يحدث الانقسام بنسبة 1: 1 حسب النمط الظاهري. عبور هذه النتيجة هو دليل على تكوين نوعين من الأمشاج في أحد الوالدين ، أي تغاير الزيجوت لديه ليس سلالة نقية (انظر الشكل 8).

الشكل 8. يحدث الانقسام بنسبة 1: 1 حسب النمط الظاهري.

أسئلة الاختبار

1. الهيمنة غير الكاملة ومظاهرها في الطبيعة. 2. جوهر الأليلية المتعددة. 3. قانون II-Mendel. قانون الانقسام. 4. قانون نقاء الأمشاج. 5. دليل خلوي لقانون نقاء الأمشاج. 6. تحليل العبور وجوهره ومعناه.

الموضوع 4.2.2 III قانون مندل - قانون الاستقلال

مزيج من الميزات

المصطلح 1. صليب ثنائي الهجين- عبور سمتين متناقضتين. 2. الكائنات ثنائية الزيجوت- الكائنات الحية متغايرة الزيجوت لزوجين من الجينات الأليلية. 3. مقضب Pannet- طريقة بيانية لحساب نتائج التقاطع. أربعة. إعادة التركيب- إعادة تركيب الميزات. 5. تقفز فوق. أو تجاوزت- ظهور علامات جديدة مع تداخل الكروموسومات. 6. مورغانيداهي المسافة بين الجينات. تهجين ثنائي الهجين ومتعدد الهجينتختلف الكائنات الحية عن بعضها البعض في نواح كثيرة. من الممكن إنشاء أنماط وراثية لاثنين أو أكثر من أزواج الصفات البديلة عن طريق التهجين ثنائي الهجين أو متعدد الهجين. بالنسبة إلى التهجينات ثنائية الهجين ، استخدم مندل نباتات البازلاء متماثلة اللواقح التي تختلف في زوجين من الصفات - لون البذور (الأصفر والأخضر) وشكل البذور (ناعم ومتجعد). كانت الألوان السائدة هي اللون الأصفر (أ) وشكل البذرة الملساء (ب). ينتج كل نبات نوعًا واحدًا من الأمشاج وفقًا للأليلات المدروسة. عندما تندمج الأمشاج ، سيكون كل النسل متجانسًا (انظر الشكل 9).

الشكل 9. اندماج الأمشاج

تسمى الكائنات غير المتجانسة لزوجين من الجينات الأليلية diheterozygous. أثناء تكوين الأمشاج في هجين ، يدخل واحد فقط من كل زوج من الجينات الأليلية الأمشاج ، بينما بسبب الاختلاف العشوائي لكروموسومات الأب والأم في القسم الأول من الانقسام الاختزالي ، يمكن أن يقع الجين A في مشيج واحد مع الجين B أو مع الجين ب ، تمامًا مثل الجين أ يمكن أن يتحد في مشيج واحد مع الجين ب أو مع الجين ب (انظر الشكل 10).

الشكل 10. تشكيل الأمشاج في هجين

الجدول 1.

معالجة نتائج التهجين ثنائي الهجين

AB	AABB	ع ب	AaBB	AaBb
أب	ع ب	AAbb	AaBb	عاب
أب	AaBB	AaBb	aaBB	aaBb
أب	AaBb	عاب	aaBb	عاب

↓ → أ - اللون الأصفر. أ- اللون الأخضر. B مستدير. ب - شكل متجعد. نظرًا لأن العديد من الخلايا الجرثومية تتشكل في كل كائن حي ، بسبب الأنماط الإحصائية ، يتم تكوين أربعة أنواع من الأمشاج في الهجين بنفس المقدار (25 ٪ لكل منهما) AB ، Ab ، aB ، ab. أثناء الإخصاب ، يلتقي كل نوع من أنواع الأمشاج الأربعة لكائن حي بشكل عشوائي مع أي من الأمشاج لكائن حي آخر. يمكن التعرف بسهولة على جميع المجموعات الممكنة من الأمشاج من الذكور والإناث باستخدام شبكة Pannet. يتم رسم الأمشاج الأبوية رأسياً وأفقياً. تُظهر المربعات الأنماط الجينية للحيوانات الملقحة الناتجة عن اندماج الأمشاج. يمكن ملاحظة أنه وفقًا للنمط الظاهري ، يتم تقسيم النسل إلى أربع مجموعات: 9 صفراء ناعمة ، 3 صفراء مجعدة ، 3 خضراء ناعمة ، 1 صفراء متجعدة. إذا أخذنا في الاعتبار نتائج الانقسام لكل زوج من الميزات على حدة ، فقد اتضح أن نسبة عدد السلس إلى عدد التجاعيد لكل زوج هي 3: 1. وهكذا ، في التهجين ثنائي الهجين ، يتصرف كل زوج من الصفات ، عند الانقسام في النسل ، بنفس الطريقة كما في التهجين أحادي الهجين ، أي بغض النظر عن زوج الميزات الأخرى. أثناء الإخصاب ، يتم الجمع بين الأمشاج وفقًا لقواعد التوليفات العشوائية ، ولكن باحتمالية متساوية لكل منها. في البيئات الملقحة الناتجة ، تنشأ مجموعات مختلفة من الجينات. لا يمكن التوزيع المستقل للجينات في النسل وظهور مجموعات مختلفة من هذه الجينات أثناء التهجين ثنائي الهجين إلا إذا كانت أزواج الجينات الأليلية موجودة في أزواج مختلفة من الكروموسومات المتجانسة. قانون مندل الثالث، أو قانون التوليف المستقل ، يمكن صياغته على النحو التالي: عندما يتم عبور شخصين متماثلين ، يختلفان عن بعضهما البعض في زوجين من السمات البديلة ، يتم توريث الجينات والصفات المقابلة بشكل مستقل عن بعضها البعض ويتم دمجها في جميع التوليفات الممكنة . ينطبق القانون الثالث فقط على وراثة أزواج الأليلات الموجودة في أزواج مختلفة من الكروموسومات المتجانسة. يعتمد تحليل الانقسام على قوانين مندل ، وفي الحالات الأكثر تعقيدًا ، عندما يتم تمييز الأفراد بثلاثة أزواج أو أكثر من العلامات. إذا كان أفراد الوالدين مختلفين في زوج واحد من الصفات ، في الجيل الثاني هناك تقسيم للصفات بنسبة 3: 1 ، بالنسبة للصليب ثنائي الهجين سيكون (3: 1) 2 أو 9: 3: 3: 1 ، لثلاثي الهجين (3: 1) 3 وما إلى ذلك. يمكنك أيضًا حساب عدد أصناف الأمشاج المتكونة في الهجينة باستخدام الصيغة 2 n ، حيث n هو عدد أزواج الجينات التي يختلف بها أفراد الوالدين.

تصف قوانين وراثة السمات من قبل G.Mendel المبادئ الأساسية لنقل الخصائص الوراثية من الكائنات الحية الأم إلى أطفالهم ؛ هذه المبادئ هي أساس علم الوراثة الكلاسيكي. تم اكتشاف هذه القوانين من قبل مندل نتيجة تهجين الكائنات الحية (في هذه الحالة ، النباتات) بأنماط وراثية مختلفة. عادة وصف قاعدة واحدة وقانونين.

قاعدة التوحيد للجيل الأول الهجينة

عند عبور البازلاء بسمات مستقرة - زهور أرجوانية وبيضاء ، لاحظ مندل أن الهجينة الناشئة كانت كلها بزهور أرجوانية ، من بينها لم يكن هناك زهرة بيضاء واحدة. كرر مندل التجارب أكثر من مرة مستخدمًا إشارات أخرى. على سبيل المثال ، إذا عبر البازلاء ببذور صفراء وخضراء ، فإن النسل كان لديه بذور صفراء ، وعندما يعبر البازلاء ببذور ناعمة ومتجعدة ، كان لدى النسل بذور ناعمة. كان النسل من النباتات الطويلة والمنخفضة طويل القامة.

لذا، تكتسب الهجينة من الجيل الأول دائمًا إحدى السمات الأبوية. علامة واحدة (أقوى ، مهيمنة) تقوم دائمًا بقمع أخرى (أضعف ، متنحية). تسمى هذه الظاهرة هيمنة كاملة.

إذا طبقنا القاعدة السابقة على شخص ، على سبيل المثال ، باستخدام مثال العيون البنية والزرقاء ، فسيتم شرح ذلك على النحو التالي. إذا كان أحد الوالدين متماثل الزيجوت في الجينوم كلا الجينين يحددان اللون البني للعيون (نشير إلى مثل هذا النمط الجيني مثل AA) ، وفي الآخر ، متماثل الزيجوت أيضًا ، يحدد كلا الجينين اللون الأزرق للعينين (نشير إلى مثل هذا النمط الجيني مثل أأ) ، فإن الأمشاج أحادية العدد التي تنتجها ستحمل دائمًا إما الجين لكن، أو أ(انظر الرسم البياني أدناه).

مخطط نقل السمات عند عبور الكائنات المتماثلة اللواقح

ثم سيكون لدى جميع الأطفال النمط الجيني آه، ولكن كل شخص سيكون لديه عيون بنية لأن جين العين البنية هو المسيطر على جين العين الزرقاء.

فكر الآن فيما يحدث إذا تم عبور الكائنات الحية غير المتجانسة (أو الجيل الأول الهجينة). في هذه الحالة ، سوف ميزة التقسيمبعبارات كمية معينة.

قانون تقسيم الميزات ، أو قانون مندل الأول

اذا كان متغاير الزيجوتيتم عبور أحفاد الجيل الأول ، المتطابقين من حيث السمة المدروسة ، فيما بينهم ، ثم في الجيل الثاني ، تظهر سمات كلا الوالدين في نسبة عددية معينة: 3/4 من الأفراد سيكون لديهم سمة سائدة ، 1/4 سيكون له سمة متنحية(انظر الرسم البياني أدناه).

مخطط وراثة السمات عند عبور الكائنات غير المتجانسة

تسمى الظاهرة التي يؤدي فيها عبور الأفراد متغاير الزيجوت إلى تكوين ذرية ، يحمل بعضها سمة سائدة ، وبعضها متنحي. شق. كما نفهم ، فإن السمة المتنحية في الهجينة من الجيل الأول لم تختف ، بل تم قمعها فقط وظهرت في الجيل الهجين الثاني. كان مندل أول من فهم أنه أثناء تكوين الهجينة ، لا تختلط العوامل الوراثية ولا "تتلاشى" ، ولكنها تظل دون تغيير. في الكائن الحي الهجين ، يوجد كلا العاملين (الجينات) ، ولكن فقط العامل الوراثي السائد يتجلى كصفة.

يتم التواصل بين الأجيال أثناء التكاثر الجنسي من خلال الخلايا الجرثومية ، حيث يحمل كل مشيج عامل واحد فقط من الزوج. سيؤدي اندماج اثنين من الأمشاج ، يحمل كل منهما عامل وراثي متنحي ، إلى كائن حي ذي سمة متنحية. يؤدي اندماج الأمشاج ، التي يحمل كل منها عامل مهيمن ، أو أمشجان ، أحدهما يحتوي على عامل سائد والآخر عامل متنحي ، إلى تطور كائن حي له سمة سائدة.

أوضح مندل الانقسام أثناء عبور الأفراد غير المتجانسين من خلال حقيقة أن الأمشاج تحمل جينًا واحدًا فقط من زوج أليلي ( قانون نقاء الأمشاج). في الواقع ، هذا ممكن فقط إذا بقيت الجينات دون تغيير واحتوت الأمشاج على جين واحد فقط من زوج. من المريح دراسة العلاقات المميزة باستخدام ما يسمى بشبكة Punnett:

	أ (0.5)	أ (0.5)
أ (0.5)	AA (0.25)	AA (0.25)
أ (0.5)	AA (0.25)	aa (0.25)

بسبب الاحتمال الإحصائي ، مع وجود عدد كبير بما فيه الكفاية من الأمشاج في النسل ، فإن 25 ٪ من الأنماط الجينية ستكون سائدة متماثلة اللواقح ، و 50 ٪ - متغايرة الزيجوت ، و 25 ٪ - متنحية متماثلة اللواقح ، أي تم إنشاء نسبة رياضية AA:2آه:1أأ. وفقًا لذلك ، وفقًا للنمط الظاهري ، يتم توزيع نسل الجيل الثاني أثناء التهجين أحادي الهجين بنسبة 3: 1 - 3 أجزاء من الأفراد الذين لديهم سمة سائدة ، وجزء واحد من الأفراد بسمة متنحية.

لا ينبغي أن ننسى أن توزيع الجينات ودخولها في الأمشاج له طبيعة احتمالية. كان نهج مندل في تحليل الأحفاد كميًا وإحصائيًا: تم دمج جميع الأحفاد الذين لديهم حالة سمة معينة (على سبيل المثال ، البازلاء الملساء أو المتجعد) في مجموعة واحدة ، وتم حساب عددهم ، والذي تمت مقارنته بعدد الأحفاد مع مختلف حالة السمات (البازلاء المتجعد). هذا التحليل الثنائي كفل نجاح ملاحظاته. في حالة الشخص ، قد يكون من الصعب جدًا ملاحظة مثل هذا التوزيع - من الضروري أن يكون لدى زوج واحد من الآباء ما لا يقل عن عشرة أطفال ، وهو أمر نادر الحدوث في المجتمع الحديث. لذلك قد يحدث أن يولد طفل واحد لوالدين بني العينين ، وأن الطفل ذو العيون الزرقاء ، والذي ، للوهلة الأولى ، ينتهك جميع قوانين الوراثة. في الوقت نفسه ، إذا جربت ذبابة الفاكهة أو فئران التجارب ، فمن السهل جدًا ملاحظة قوانين مندل.

يجب أن يقال إن مندل كان محظوظًا إلى حد ما - فمنذ البداية اختار نباتًا مناسبًا كقطعة من البازلاء الملونة. إذا صادف ، على سبيل المثال ، نباتات مثل الجمال الليلي أو أنف العجل ، فإن النتيجة ستكون غير متوقعة. الحقيقة هي أنه في نباتات أنف العجل ، النباتات متغايرة الزيجوت التي تم الحصول عليها عن طريق عبور النباتات متماثلة اللواقح مع الزهور الحمراء والبيضاء لها أزهار وردية. ومع ذلك ، لا يمكن تسمية أي من الأليلات السائدة أو المتنحية. يمكن تفسير هذه الظاهرة بحقيقة أن العمليات الكيميائية الحيوية المعقدة الناتجة عن عمل مختلف للأليلات لا تؤدي بالضرورة إلى نتائج بديلة متبادلة. قد تكون النتيجة وسيطة ، اعتمادًا على خصائص التمثيل الغذائي في كائن حي معين ، حيث يوجد دائمًا العديد من الخيارات ، أو آليات التحويل أو العمليات المتوازية مع مظاهر خارجية مختلفة.

هذه الظاهرة تسمى سيادة غير تامةأو السائدة المشتركة ، فهي شائعة جدًا ، بما في ذلك عند البشر. مثال على ذلك هو نظام فصيلة الدم البشري MN (لاحظ أن هذا هو واحد فقط من الأنظمة ، وهناك العديد من التصنيفات لفصائل الدم). في وقت ما ، أوضح لاندشتاينر وليفين هذه الظاهرة بحقيقة أن كريات الدم الحمراء يمكن أن تحمل على سطحها إما مستضد واحد (M) ، أو مستضد آخر (N) ، أو كليهما معًا (MN). إذا كنا في الحالتين الأوليين نتعامل مع متجانسات الزيجوت (MM و NN) ، فعندئذ في الحالة المتغايرة الزيجوت (MN) يظهر كلا الأليلين عنهما ، بينما يظهر كلاهما (المسيطران) ، ومن هنا جاء الاسم - codominance.

قانون الوراثة المستقلة للشخصيات ، أو قانون مندل الثاني

يصف هذا القانون توزيع الميزات تحت ما يسمى ب ثنائي الهجينو متعدد الهجينالعبور ، أي عندما يختلف الأفراد المتصالبون في خاصيتين أو أكثر. في تجارب مندل ، تم تهجين نباتات اختلفت في عدة أزواج من السمات ، مثل: 1) زهور بيضاء وأرجوانية ، و 2) بذور صفراء أو خضراء. في الوقت نفسه ، اتبعت وراثة كل سمة القانونين الأولين ، وتم الجمع بين السمات بشكل مستقل عن بعضها البعض. كما هو متوقع ، كان للجيل الأول بعد العبور نمط ظاهري سائد من جميع النواحي. اتبع الجيل الثاني الصيغة 9: 3: 3: 1 ، أي 9/16 نسخة كانت بها أزهار أرجوانية وبازلاء صفراء ، 3/16 مع أزهار بيضاء وبازلاء صفراء ، و 3/16 أخرى بزهور أرجوانية وبازلاء خضراء ، وأخيرًا ، 1/16 - بالزهور البيضاء والبازلاء الخضراء. كان هذا لأن مندل نجح في اختيار السمات التي كانت جيناتها على كروموسومات البازلاء المختلفة. يتم استيفاء قانون مندل الثاني فقط في الحالات التي توجد فيها أزواج الجينات التي تم تحليلها على كروموسومات مختلفة. وفقًا لقاعدة تردد الأمشاج ، يتم الجمع بين السمات بشكل مستقل عن بعضها البعض ، وإذا كانت على كروموسومات مختلفة ، فسيتم توريث السمات بشكل مستقل.

القانونان الأول والثاني من مندل عالميان ، لكن توجد استثناءات باستمرار من القانون الثالث. يتضح سبب ذلك إذا تذكرنا أن هناك العديد من الجينات في كروموسوم واحد (في البشر ، من عدة مئات إلى آلاف أو أكثر). إذا كانت الجينات على نفس الكروموسوم ، إذن الميراث المرتبط. في هذه الحالة ، تنتقل الإشارات في أزواج أو مجموعات. تسمى الجينات الموجودة على نفس الكروموسوم في علم الوراثة مجموعات القابض. في أغلب الأحيان ، تنتقل الصفات التي تحددها الجينات القريبة من بعضها البعض على الكروموسوم معًا. تسمى هذه الجينات وطيدة الارتباط. في الوقت نفسه ، ترتبط الجينات الموجودة بعيدًا عن بعضها البعض أحيانًا ببعضها البعض. سبب هذا السلوك المختلف للجينات هو ظاهرة خاصة تبادل المواد بين الكروموسوماتأثناء تكوين الأمشاج ، على وجه الخصوص ، في مرحلة الطور الأول للقسم الأول للانقسام الاختزالي.

درست باربرا مكلينتوك هذه الظاهرة بالتفصيل (جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب عام 1983) وسميت بالعبور. تقفز فوق. أو تجاوزتليس أكثر من تبادل المناطق المتجانسة بين الكروموسومات. اتضح أن كل كروموسوم معين لا يبقى دون تغيير أثناء انتقاله من جيل إلى جيل ، ويمكن أن "يأخذ معه" قسمًا متماثلًا من كروموسومه المزدوج ، مما يعطي ذلك ، بدوره ، جزءًا من الحمض النووي الخاص به.

في حالة البشر ، من الصعب جدًا تحديد ارتباط الجينات ، وكذلك تحديد العبور بسبب استحالة العبور التعسفي (لا يمكنك إجبار الناس على إعطاء ذرية وفقًا لبعض المهام العلمية!) ، لذلك ، تم الحصول على هذه البيانات بشكل أساسي عن النباتات والحشرات والحيوانات. ومع ذلك ، وبفضل دراسة العائلات الكبيرة التي يوجد فيها عدة أجيال ، فإن أمثلة الارتباط الجسدي (أي الانتقال المشترك للجينات الموجودة على الجسيمات الذاتية) معروفة لدى البشر. على سبيل المثال ، هناك ارتباط وثيق بين الجينات التي تتحكم في عامل Rh (Rh) ونظام مستضد فصيلة الدم MNS. في البشر ، تُعرف بشكل أفضل حالات ارتباط سمات معينة بالجنس ، أي فيما يتعلق بالكروموسومات الجنسية.

العبور يعزز بشكل عام التباين التوافقي، أي يساهم في تنوع أكبر للأنماط الجينية البشرية. في هذا الصدد ، هذه العملية ذات أهمية كبيرة ل. باستخدام حقيقة أنه كلما تباعدت الجينات عن نفس الكروموسوم ، كلما كانت عرضة للعبور ، بنى ألفريد ستورتيفانت الخرائط الأولى لكروموسومات ذبابة الفاكهة. اليوم ، تم الحصول على خرائط مادية كاملة لجميع الكروموسومات البشرية ، أي أنها معروفة في أي تسلسل وأي الجينات تقع عليها.

قوانين مندل

مخطط القانون الأول والثاني مندل. 1) نبتة ذات أزهار بيضاء (نسختان من الأليل المتنحي w) يتم تهجينها مع نبات ذي أزهار حمراء (نسختان من الأليل السائد R). 2) جميع النباتات المتحدرة لها أزهار حمراء ونفس النمط الجيني R. 3) عند الإخصاب الذاتي ، تحتوي 3/4 نباتات الجيل الثاني على أزهار حمراء (أنماط وراثية RR + 2Rw) و 1/4 بها أزهار بيضاء (ww).

قوانين مندل- هذه هي مبادئ انتقال السمات الوراثية من الكائنات الحية الأم إلى أحفادهم ، الناشئة عن تجارب جريجور مندل. شكلت هذه المبادئ أساس علم الوراثة الكلاسيكي وتم شرحها لاحقًا كنتيجة للآليات الجزيئية للوراثة. على الرغم من وصف ثلاثة قوانين في الكتب المدرسية باللغة الروسية ، إلا أن مندل لم يكتشف "القانون الأول". من بين الانتظاميات التي اكتشفها مندل أهمية خاصة هي "فرضية نقاء الأمشاج".

قصة

في بداية القرن التاسع عشر ، أظهر جيه جوس ، أثناء تجربته مع البازلاء ، أنه عندما تم تهجين نباتات البازلاء ذات اللون الأزرق المخضر والبازلاء البيضاء المصفرة ، تم الحصول على النباتات ذات اللون الأصفر والأبيض في الجيل الأول. ومع ذلك ، خلال الجيل الثاني ، عادت الصفات المتنحية التي لم تظهر في الهجينة من الجيل الأول ، والتي أطلق عليها مندل لاحقًا ، إلى الظهور ، ولم تعط النباتات معها انقسامًا أثناء التلقيح الذاتي.

قام O. Sarzhe بإجراء تجارب على البطيخ ، ومقارنتها وفقًا للخصائص الفردية (اللب ، والقشر ، وما إلى ذلك) أيضًا ، حيث أثبت عدم اختلاط الخصائص التي لم تختف بين الأحفاد ، بل أعيد توزيعها بينهم فقط. اكتشف S. Noden ، عبر عبور أنواع مختلفة من المنشطات ، غلبة علامات المنشطات داتولا تاتولافي الاعلى الداتورة سترامونيوم، ولا يعتمد على أي نبتة هي الأم وأيها الأب.

وهكذا ، بحلول منتصف القرن التاسع عشر ، تم اكتشاف ظاهرة الهيمنة ، وتوحيد الهجينة في الجيل الأول (جميع الهجينة من الجيل الأول متشابهة مع بعضها البعض) ، وتقسيم وتوليفات الشخصيات في الجيل الثاني. ومع ذلك ، أشار مندل ، الذي يقدر عمل أسلافه تقديراً عالياً ، إلى أنهم لم يجدوا قانونًا عالميًا لتشكيل وتطوير الهجينة ، ولم يكن لتجاربهم موثوقية كافية لتحديد النسب العددية. إن العثور على مثل هذه الطريقة الموثوقة والتحليل الرياضي للنتائج ، والذي ساعد في إنشاء نظرية الوراثة ، هو الميزة الرئيسية لمندل.

طرق ومسار عمل مندل

• درس مندل كيف يتم توريث السمات الفردية.
• اختار مندل من بين جميع العلامات علامات بديلة فقط - تلك التي لديها خياران مختلفان بوضوح لأنواعه (البذور إما ناعمة أو مجعدة ؛ لا توجد خيارات وسيطة). مثل هذا التضييق الواعي لمهمة البحث جعل من الممكن تحديد الأنماط العامة للميراث بوضوح.
• خطط مندل ونفذ تجربة ضخمة. تلقى 34 نوعًا من البازلاء من شركات البذور ، اختار منها 22 نوعًا "نقيًا" (غير مقسم وفقًا للخصائص المدروسة أثناء التلقيح الذاتي). ثم أجرى تهجينًا اصطناعيًا للأصناف ، وتداخلت الهجائن الناتجة مع بعضها البعض. درس وراثة سبع سمات ، ودرس ما مجموعه حوالي 20000 من الجيل الثاني الهجينة. تم تسهيل التجربة من خلال الاختيار الناجح للكائن: البازلاء عادة ما تكون ملقحًا ذاتيًا ، ولكن من السهل تنفيذ التهجين الاصطناعي.
• كان مندل من أوائل من استخدموا طرقًا كمية دقيقة لتحليل البيانات في علم الأحياء. بناءً على معرفته بنظرية الاحتمالات ، أدرك الحاجة إلى تحليل عدد كبير من التقاطعات لإزالة دور الانحرافات العشوائية.

مظهر من مظاهر الهجينة لخاصية واحد فقط من الوالدين مندل يسمى الهيمنة.

قانون توحيد الهجينة من الجيل الأول(قانون مندل الأول) - عند عبور كائنين متماثلين ينتميان إلى خطوط نقية مختلفة ويختلفان عن بعضهما البعض في زوج واحد من المظاهر البديلة للسمة ، فإن الجيل الأول من الهجينة بالكامل (F1) سيكون موحدًا وسيحمل مظهر صفة أحد الوالدين.

يُعرف هذا القانون أيضًا باسم "قانون هيمنة السمات". صيغته على أساس المفهوم خط نظيففيما يتعلق بالسمة قيد الدراسة - في اللغة الحديثة ، هذا يعني تماثل الزيجوت للأفراد لهذه السمة. من ناحية أخرى ، صاغ مندل نقاء السمة على أنها عدم وجود مظاهر لصفات معاكسة في جميع الأحفاد في عدة أجيال من فرد معين أثناء التلقيح الذاتي.

عند عبور الخطوط النقية من البازلاء مع الزهور الأرجوانية والبازلاء مع الزهور البيضاء ، لاحظ مندل أن أحفاد النباتات الصاعدة كانت جميعها بزهور أرجوانية ، ومن بينها لم يكن هناك زهرة بيضاء واحدة. كرر مندل التجربة أكثر من مرة مستخدمًا إشارات أخرى. إذا عبر البازلاء ببذور صفراء وخضراء ، فإن جميع الأحفاد لديهم بذور صفراء. إذا عبر البازلاء ببذور ناعمة مجعدة ، فإن النسل لديه بذور ناعمة. كان النسل من النباتات الطويلة والمنخفضة طويل القامة. لذلك ، فإن الهجينة من الجيل الأول دائمًا ما تكون موحدة في هذه السمة وتكتسب سمة أحد الوالدين. هذه العلامة (أقوى ، مهيمن) ، قمع الآخر دائمًا ( الصفة الوراثية النادرة).

الهيمنة المشتركة والسيطرة غير المكتملة

بعض العلامات المعاكسة لا تتعلق بالهيمنة الكاملة (عندما يقوم المرء دائمًا بقمع الآخر في الأفراد غير المتجانسين) ، ولكن فيما يتعلق سيادة غير تامة. على سبيل المثال ، عند عبور خطوط أنف العجل النقية مع زهور أرجوانية وبيضاء ، يكون لدى أفراد الجيل الأول زهور وردية. عند عبور الخطوط النقية للدجاج الأندلسي الأسود والأبيض ، يولد الدجاج الرمادي في الجيل الأول. مع الهيمنة غير الكاملة ، يكون للزيجوت المتغاير علامات وسيطة بين تلك المتجانسة والمتجانسة الزيجوت.

تسمى الظاهرة التي يؤدي فيها عبور الأفراد غير المتجانسين إلى تكوين ذرية ، يحمل بعضها سمة سائدة ، وبعضها متنحي ، يسمى الانقسام. لذلك ، فإن التقسيم هو توزيع الصفات السائدة والمتنحية بين النسل بنسبة عددية معينة. لا تختفي السمة المتنحية في الهجينة من الجيل الأول ، بل يتم قمعها فقط وتتجلى في الجيل الهجين الثاني.

تفسير

قانون نقاء الأمشاج: فقط أليل واحد من زوج من الأليلات من جين معين للفرد الأم يدخل كل مشيج.

عادة ، تكون الأمشاج دائمًا نقية من الجين الثاني للزوج الأليلي. هذه الحقيقة ، التي لم يكن بالإمكان إثباتها بقوة في زمن مندل ، تسمى أيضًا فرضية نقاء الأمشاج. في وقت لاحق تم تأكيد هذه الفرضية من خلال الملاحظات الخلوية. من بين جميع أنماط الميراث التي وضعها مندل ، هذا "القانون" هو الأكثر عمومية في طبيعته (يتم تنفيذه في ظل مجموعة واسعة من الشروط).

قانون الميراث المستقل للصفات

رسم توضيحي لميراث السمات المستقلة

تعريف

قانون الخلافة المستقلة(قانون مندل الثالث) - عند تهجين شخصين متماثلين يختلفان عن بعضهما البعض في زوجين (أو أكثر) من السمات البديلة ، يتم توريث الجينات والصفات المقابلة لها بشكل مستقل عن بعضها البعض ويتم دمجها في جميع التوليفات الممكنة (كما هو الحال في التهجين أحادي الهجين ). عندما تم عبور نباتات مختلفة في عدة شخصيات ، مثل الزهور البيضاء والأرجوانية والبازلاء الصفراء أو الخضراء ، فإن ميراث كل من الشخصيات يتبع القانونين الأولين ، وفي النسل تم دمجهم بطريقة كأنهم ميراثون حدثت بشكل مستقل عن بعضها البعض. كان للجيل الأول بعد العبور نمط ظاهري سائد من جميع النواحي. في الجيل الثاني ، لوحظ انقسام في الأنماط الظاهرية وفقًا للصيغة 9: 3: 3: 1 ، أي 9:16 كانت بالزهور الأرجوانية والبازلاء الصفراء ، 3:16 مع الزهور البيضاء والبازلاء الصفراء ، 3:16 بالزهور الارجوانية والبازلاء الخضراء ، 1:16 مع الزهور البيضاء والبازلاء الخضراء.

تفسير

صادف مندل سمات تقع جيناتها في أزواج مختلفة من كروموسومات البازلاء المتماثلة. أثناء الانقسام الاختزالي ، تتحد الكروموسومات المتماثلة من أزواج مختلفة في الأمشاج بشكل عشوائي. إذا دخل الكروموسوم الأبوي للزوج الأول في الأمشاج ، فيمكن للكروموسومات الأبوية والأمومية للزوج الثاني الدخول في هذه الأمشاج باحتمالية متساوية. لذلك ، يتم دمج السمات التي توجد جيناتها في أزواج مختلفة من الكروموسومات المتجانسة بشكل مستقل عن بعضها البعض. (بعد ذلك ، اتضح أنه من بين أزواج الصفات السبعة التي درسها مندل في البازلاء ، حيث يكون عدد الكروموسومات ثنائي الصبغة 2 ن = 14 ، كانت الجينات المسؤولة عن أحد أزواج الصفات على نفس الكروموسوم. لم تجد انتهاكًا لقانون الميراث المستقل ، لذا كيف لم يتم ملاحظة الارتباط بين هذه الجينات بسبب المسافة الكبيرة بينهما).

الأحكام الرئيسية لنظرية مندل في الوراثة

في التفسير الحديث ، هذه الأحكام هي كما يلي:

• العوامل الوراثية المنفصلة (المنفصلة وغير المختلطة) - الجينات - هي المسؤولة عن السمات الوراثية (مصطلح "الجين" اقترح في عام 1909 من قبل دبليو جوهانسن)
• يحتوي كل كائن ثنائي الصبغيات على زوج من الأليلات لجين معين مسؤول عن سمة معينة ؛ يتم استلام أحدهما من الأب ، والآخر - من الأم.
• تنتقل العوامل الوراثية إلى النسل من خلال الخلايا الجرثومية. أثناء تكوين الأمشاج ، يدخل أليل واحد فقط من كل زوج في كل منهما (الأمشاج "نقية" بمعنى أنها لا تحتوي على الأليل الثاني).

شروط تنفيذ قوانين مندل

وفقًا لقوانين مندل ، يتم توريث السمات أحادية الجين فقط. إذا كان هناك أكثر من جين واحد مسؤول عن سمة نمطية (وهناك أغلبية مطلقة من هذه الصفات) ، فإن نمط وراثي أكثر تعقيدًا.

شروط استيفاء قانون الانقسام في العبور أحادي الهجين

يتم إجراء تقسيم 3: 1 حسب النمط الظاهري و 1: 2: 1 حسب التركيب الوراثي تقريبًا وفقط في ظل الظروف التالية.

تم صياغة أنماط الميراث في عام 1865 من قبل جريجوري مندل في عمله "تجارب على النباتات الهجينة". في تجاربه ، عبر أنواعًا مختلفة من البازلاء (جمهورية التشيك / النمسا-المجر). في عام 1900 ، تم اكتشاف أنماط الميراث من قبل كورينز وسيرماك وغوغو دي فريس.

يعتمد القانونان الأول والثاني لميندل على تهجين أحادي الهجين ، والثالث - على ثنائي ومتعدد الهجين. أحادي الهجين يحدث التقاطع على زوج واحد من السمات البديلة ، ثنائي الهجين في زوجين متعدد الهجين - أكثر من اثنين. يرجع نجاح مندل إلى خصائص الطريقة الهجينة المطبقة:

يبدأ التحليل بعبور الخطوط النقية: الأفراد المتماثلون.

يتم تحليل العلامات البديلة المنفصلة التي يستبعد بعضها البعض.

محاسبة كمية دقيقة للأحفاد بمجموعات مختلفة من السمات

يمكن تتبع وراثة السمات التي تم تحليلها في عدد من الأجيال.

قاعدة كتابة الأمشاج وفقًا للصيغة 2 ن ، حيث n هو عدد الزيجوت غير المتجانسة: للأحادية الهجينة - نوعان من الأمشاج ، للثنائيات الهجينة - 4 ، للثلاثي الزيجوت - 8.

قانون مندل الأول: "قانون توحيد الأنواع الهجينة من الجيل الأول"

عند عبور الأفراد متماثلي اللواقح الذين تم تحليلهم لزوج واحد من السمات البديلة ، تظهر الهجينة من الجيل الأول السمات المهيمنة فقط ويلاحظ التوحيد في النمط الظاهري والنمط الجيني.

في تجاربه ، عبر مندل خطوطًا نقية من نباتات البازلاء مع بذور صفراء (AA) وخضراء (aa). اتضح أن جميع أحفاد الجيل الأول متطابقون في التركيب الوراثي (متغاير الزيجوت) والنمط الظاهري (أصفر).

قانون مندل الثاني: "قانون الانقسام"

عند عبور الهجينة غير المتجانسة من الجيل الأول ، والتي تم تحليلها بواسطة زوج واحد من الصفات البديلة ، تظهر الهجينة من الجيل الثاني انقسامًا وفقًا للنمط الظاهري 3: 1 ، ووفقًا للنمط الجيني 1: 2: 1

في تجاربه ، عبر مندل الهجينة التي تم الحصول عليها في التجربة الأولى (Aa) مع بعضها البعض. اتضح أنه في الجيل الثاني ، عادت السمة المتنحية المكبوتة إلى الظهور. تشهد بيانات هذه التجربة على انقسام السمة المتنحية: فهي ليست مفقودة ، لكنها تظهر مرة أخرى في الجيل التالي.

الأساس الخلوي لقانون مندل الثاني

تم الكشف عن الأسس الخلوية لقانون مندل الثاني في فرضية "نقاء الأمشاج" . توضح مخططات العبور أن كل سمة يتم تحديدها من خلال مزيج من جينين أليليين. عندما تتشكل الهجينة غير المتجانسة ، لا تختلط الجينات الأليلية ، ولكنها تظل دون تغيير. نتيجة ل الانقسام الاختزالي في تكوين الأمشاج ، يدخل واحد فقط من زوج من الكروموسومات المتجانسة كل مشيج. لذلك ، واحد فقط من زوج الجينات الأليلية ، أي المشيمة نقية بالنسبة إلى جين أليلي آخر.

قانون مندل الثالث: "قانون الجمع المستقل للميزات"

عند عبور الكائنات المتماثلة اللواقح التي تم تحليلها من أجل اثنين أو أكثر من أزواج الصفات البديلة ، في الهجينة من الجيل الثالث (تم الحصول عليها عن طريق عبور الهجينة من الجيل الثاني) ، لوحظ مزيج مستقل من السمات والجينات المقابلة لها من أزواج الأليلات المختلفة.

لدراسة أنماط الميراث النباتات ، تختلف في زوج واحد من العلامات البديلة ، استخدم مندل هجين أحادي الخلة . ثم انتقل إلى تجارب عبور النباتات التي تختلف في زوجين من الصفات البديلة: صليب ثنائي الهجين ، حيث استخدم نباتات البازلاء متماثلة اللواقح التي تختلف في لون وشكل البذور. نتيجة التهجين الأملس (B) والأصفر (A) مع التجاعيد (ب) والأخضر (أ) ، في الجيل الأول كانت جميع النباتات ببذور صفراء ملساء.

في هذا الطريق، يتجلى قانون التوحيد للجيل الأول ليس فقط في الأحادي ، ولكن أيضًا في التهجين متعدد الهجين ، إذا كان الأفراد الأبوين متماثلين.

أثناء الإخصاب ، يتم تكوين زيجوت ثنائي الصبغة بسبب اندماج أنواع مختلفة من الأمشاج. عالم وراثة إنجليزي بينيت لتسهيل حساب الخيارات لتجميعها ، اقترح الكتابة في النموذج حواجز شبكية - جداول بعدد الصفوف والأعمدة حسب عدد أنواع الأمشاج المتكونة من تقاطع الأفراد.

تحليل الصليب

نظرًا لأن الأفراد الذين لديهم سمة سائدة في النمط الظاهري قد يكون لديهم نمط وراثي مختلف (Aa و AA) ، اقترح مندل عبور هذا الكائن الحي مع متماثل الزيجوت المتنحية .

سيعطي الفرد متماثل اللواقح زي مُوحد توليد،

ومتغاير الزيجوت - ينقسم حسب النمط الظاهري والنمط الجيني 1: 1.

نظرية كروموسوم موغران. الميراث المرتبط

إنشاء أنماط الميراث ، عبر مندل نباتات البازلاء. وهكذا ، أجريت تجاربه على المستوى العضوي. أتاح تطوير المجهر في بداية القرن العشرين تحديد الخلايا - الناقل المادي للعدوى الوراثية ، ونقل الأبحاث إلى المستوى الخلوي. بناءً على نتائج العديد من التجارب مع ذباب الفاكهة ، في عام 1911 صاغ توماس مورغان الرئيسي أحكام نظرية الكروموسوم في الوراثة .

يتم ترتيب الجينات الموجودة على الكروموسوم بطريقة خطية مكان . تحتل الجينات الأليلية نفس مواقع الكروموسومات المتجانسة.

الجينات الموجودة على نفس شكل الكروموسوم مجموعة القابض وهم في الغالب موروثون معًا. عدد مجموعات الارتباط يساوي n مجموعات من الكروموسومات.

بين الكروموسومات المتجانسة تقفز فوق. أو تجاوزت - تبادل المواقع التي يمكن أن تعطل ارتباط الجينات. يتناسب احتمال بقاء الجينات مرتبطة بشكل مباشر مع المسافة بينها: فكلما اقتربت الجينات من الكروموسوم ، زاد احتمال ارتباطها. يتم حساب هذه المسافة في morganides: 1 morganide يتوافق مع 1 ٪ من تشكيل الأمشاج المتقاطعة.

في تجاربه ، استخدم مورجان ذباب الفاكهة الذي يختلف في زوجين من الصفات: الرمادي (ب) والأسود (ب) ؛ طول الأجنحة طبيعي (V) وقصير (v).

1) صليب ثنائي الهجين - أولاً ، تم عبور الأفراد متماثلي اللواقح من AABB و aabb. وهكذا ، تم الحصول على نتائج مشابهة لـ Mendel: جميع الأفراد ذوي الجسم الرمادي والأجنحة العادية.

2) تحليل الصليب بهدف تربية النمط الوراثي للجيل الأول من الهجينة. تم تهجين ذكر ثنائي الزيجوت مع أنثى متنحية متباينة الزيجوت. وفقًا لقانون مندل الثالث ، يمكن للمرء أن يتوقع ظهور 4 أنماط ظاهرية بسبب مجموعة مستقلة من السمات: sn (BbVv) ، chk (bbvv) ، sk (Bbvv) ، ch (bbVv) بنسبة 1: 1: 1 : 1. ومع ذلك ، تم الحصول على مجموعتين فقط: sn (BbVv) hk (bbvv).

وهكذا ، في الجيل الثاني ، الطرز الظاهرية الأصلية فقط بنسبة 1: 1.

يرجع هذا الانحراف عن التركيبة الحرة للسمات إلى حقيقة أن الجينات التي تحدد لون الجسم وطول الجناح في ذباب الفاكهة تقع في على نفس الكروموسوم ويتم توريثها بطريقة مرتبطة . اتضح أن الذكر ثنائي الزيجوت يعطي فقط نوعين من الأمشاج غير المتقاطعة ، وليس 4 ، كما في حالة التهجين ثنائي الهجين للكائنات ذات السمات غير المرتبطة.

3) تحليل العبور المتبادل - نظام تهجين يتم فيه استخدام أفراد أبوين مختلفين جينياً مرة واحدة كشكل للأم ، ومرة ​​أخرى كشكل أب.

هذه المرة ، استخدم مورغان أنثى متجانسة الزيجوت ورجل متنحٍ متماثل. وهكذا ، تم الحصول على 4 أنماط ظاهرية ، ومع ذلك ، فإن نسبتها لا تتوافق مع تلك التي لوحظت في مندل مع مجموعة مستقلة من السمات. كان عدد sn and chk 83٪ من إجمالي النسل ، وكان عدد sk و chk 17٪ فقط.

الارتباط بين الجينات الموجودة على نفس الكروموسوم ينكسر نتيجة تقفز فوق. أو تجاوزت . إذا كانت نقطة كسر الكروموسوم تقع بين الجينات المرتبطة ، فإن الارتباط ينقطع ، ويمر أحدهم إلى كروموسوم متماثل. لذلك ، بالإضافة إلى نوعين الأمشاج غير المتقاطعة ، يتم تشكيل نوعين آخرين الأمشاج المتقاطعة التي تبادلت فيها الكروموسومات مناطق متجانسة. يتطور الأفراد المتقاطع منهم عند الدمج. وفقًا لموقف نظرية الكروموسوم ، فإن المسافة بين الجينات التي تحدد لون الجسم وطول الجناح في ذبابة الفاكهة هي 17 مورغانيدات - 17 ٪ من الأمشاج المتقاطعة و 83 ٪ من الأمشاج غير المتقاطعة.

التفاعل الأليلي للجينات

1) الهيمنة غير الكاملة: عند عبور نباتات البازلاء الحلوة المتجانسة مع أزهار حمراء وبيضاء ، فإن جميع النسل في الجيل الأول لديهم أزهار وردية - شكل وسيط. في الجيل الثاني ، يتوافق تقسيم النمط الظاهري مع تقسيم النمط الجيني فيما يتعلق بـ 1cr: 2rose: 1bel.

2) الهيمنة المفرطة : عند الأليل السائد في الزيجوت المتغاير تكون السمة أكثر وضوحًا مما كانت عليه في الزيجوت المتماثل. في الوقت نفسه ، يتمتع الكائن المتغاير الزيجوت Aa بلياقة أفضل من كلا النوعين من الزيجوت متماثلة الزيجوت.

يحدث فقر الدم المنجلي بسبب أليل متحور. في المناطق التي تنتشر فيها الملاريا ، تكون Ss متغايرة الزيجوت أكثر مقاومة للملاريا من متماثلة الزيجوت SS.

3) كودومينانس : في النمط الظاهري للزيجوت المتغاير ، يتجلى كلا الجينين الأليليين ، ونتيجة لذلك تتشكل سمة جديدة. لكن من المستحيل تسمية أليل واحد مسيطر والآخر متنحي ، لأنهما يؤثران بالتساوي على النمط الظاهري.

تكوين فصيلة الدم الرابعة في البشر. يحدد Allele Ia وجود مستضد أ على كريات الدم الحمراء ، أليل Ib - وجود مستضد ب. يؤدي وجود كلا الأليلين في التركيب الوراثي إلى تكوين كلا المستضدين على كريات الدم الحمراء.

4) الأليلات المتعددة: يوجد أكثر من جينين أليليين في مجموعة سكانية. تنشأ هذه الجينات نتيجة طفرة في نفس موضع الكروموسوم. بالإضافة إلى الجينات السائدة والمتنحية ، هناك الأليلات الوسيطة ، والتي تتصرف على أنها متنحية فيما يتعلق بالسيطرة ، ومهيمنة بالنسبة إلى المتنحية. لا يمكن أن يكون لكل فرد ثنائي الصبغة أكثر من جينين أليليين ، لكن عددهم في مجموعة سكانية ليس محدودًا. كلما زادت الجينات الأليلية ، زادت خيارات مجموعاتها. يتم تحديد جميع أليلات جين واحد بحرف واحد بمؤشرات مختلفة: A1 ، A2 ، a3 ، إلخ.

في خنازير غينيا ، يتم تحديد لون المعطف من خلال 5 أليلات من موضع واحد ، والتي في مجموعات مختلفة توفر 11 خيارًا للون. في البشر ، وفقًا لنوع الأليلات المتعددة ، يتم توريث فصائل الدم وفقًا لنظام ABO. تحدد ثلاثة جينات Io و Ia و Ib وراثة 4 فصائل دم بشرية (الجينات Ia Ib هي المهيمنة فيما يتعلق بـ Io).

التفاعل غير الأليلي للجينات

1) مجامله أو التفاعل التكميلي للجينات - ظاهرة فيها اثنان غير أليلي يعطي الجين المهيمن أو المتنحي علامة جديدة . لوحظ هذا التفاعل بين الجينات عندما يتم توريث أشكال القمة في الدجاج:

على شكل حبة البازلاء (A-cc) ؛ ب- شكل وردة (aaB-) ؛ أب الجوز aavb المورقة.

عند تهجين الدجاج باستخدام أمشاط البازلاء والورد ، فإن جميع أنواع الهجينة من الجيل الأول تحتوي على مشط من خشب الجوز. عند عبور الهجينة من الجيل الأول باستخدام أمشاط الجوز ، يظهر الأفراد في الجيل الثاني الذين لديهم جميع أنواع الأمشاط في النسبة 9op: 3rose: 3gor: 1 ورقة. ومع ذلك ، على عكس قانون مندل الثالث للفصل العنصري ، لا يوجد فصل 3: 1 لكل أليل. في حالات أخرى من التكامل ، ربما 9: 7 و 9: 6: 1.

2) النخامةأو التفاعل المعرفي للجينات - إخماد تأثير جينات أحد الأليل بواسطة جينات آخر. الجين الكابت هو مثبط أو مثبط.

الرعاف المهيمن - الجين الكابح السائد: وراثة لون الريش فى الدجاج. ج - تركيب الصباغ ، أنا - الجين الكابت. سيتم صبغ الدجاج مع النمط الوراثي C-II. سيكون الأفراد المتبقون من البيض ، لأنه في وجود جين مثبط سائد ، لا يظهر جين اللون المكبوت ، أو الجين المسؤول عن تخليق الصباغ (ccii) غائب. في حالة عبور الهجينة ، سيكون الانقسام في الجيل الثاني 13: 3 أو 12: 3: 1.

المتنحية - الجينوم الكابت هو جين متنحي ، على سبيل المثال ، وراثة لون الفئران. ب - توليف صبغة رمادية ، ب - أسود ؛ يساهم في ظهور اللون ، ويقوم بقمعه. سيحدث النزف فقط في الحالات التي يوجد فيها جينان مثبطان لـ aa في النمط الجيني. عند عبور الأفراد الهجينين مع نزيف متنحي ، يكون الانقسام في الجيل الثاني 9: 3: 4.

ظاهرة بومباي يتجلى في وراثة فصائل الدم وفقًا لنظام ABO. امرأة من فصيلة الدم 1 (IoIo) ، والتي تزوجت من رجل من فصيلة الدم 2 (IaIo) ، أنجبت فتاتين مع 4 (IaIb) ومجموعة واحدة (IoIo). ويفسر ذلك حقيقة أن والدتهم كانت تمتلك الأليل Ib ، ولكن تم قمع تأثيره بواسطة جين متنحي نادر ، والذي ، في الحالة المتماثلة اللواقح ، كان له تأثيره المعرفي. نتيجة لذلك ، ظهرت المرأة ظاهريًا في المجموعة الأولى.

3) البلمرة - نفس الصفة تحددها عدة أزقة. في الوقت نفسه ، تؤثر الجينات السائدة من أزواج الأليلات المختلفة على درجة ظهور سمة واحدة. يعتمد ذلك على عدد الجينات السائدة في التركيب الوراثي (الجينات الأكثر سيطرة ، السمة أكثر وضوحًا) وعلى تأثير الظروف البيئية.

عادةً ما يتم الإشارة إلى الجينات البوليمرية بحرف واحد من الأبجدية اللاتينية مع مؤشرات عددية A 1 A 2 a 3 ، إلخ. هم يحددون الصفات متعددة الجينات . هذا هو عدد الصفات الكمية والنوعية الموروثة في الحيوانات والبشر: الطول والوزن ولون الجلد. وراثة لون حبوب القمح: تحدد كل جينة سائدة اللون الأحمر ، بينما تحدد الجينات المتنحية اللون الأبيض. مع زيادة عدد الجينات السائدة ، تزداد كثافة اللون. وفقط إذا كان الكائن الحي متماثل اللواقح لجميع أزواج الجينات المتنحية ، فإن الحبوب غير ملونة. لذلك عند عبور الهجينة ، يتم الانقسام فيما يتعلق بـ 15kr: 1bel.

4) تعدد الأشكاليؤثر جين واحد على عدة سمات. وصف مندل هذه الظاهرة ، حيث وجد أن العوامل الوراثية في نباتات البازلاء يمكن أن تحدد عدة سمات: الزهور الحمراء ، والبذور الرمادية ، والبقع الوردية في قاعدة الأوراق. غالبًا ما يمتد إلى سمات مهمة تطوريًا: الخصوبة وطول العمر والقدرة على البقاء في الظروف البيئية القاسية.

في بعض الحالات ، يكون الجين متعدد الاتجاهات هو المسيطر فيما يتعلق بسمة واحدة ، ومتنحٍ بالنسبة إلى أخرى. إذا كان الجين متعدد الاتجاهات هو المسيطر فقط أو المتنحي فقط فيما يتعلق بجميع السمات التي يحددها ، فإن طبيعة الوراثة تشبه أنماط قوانين مندل.

يتم ملاحظة نوع من الانقسام عندما تكون إحدى السمات متنحية أو مميتة (يؤدي متماثل الزيجوت إلى الموت). على سبيل المثال ، يتم تحديد الصوف الأسود لأغنام كاراكول وتطور الندبة بواسطة جين واحد ، ويتم تحديد الصوف الرمادي والندبة المتخلفة بواسطة الجين الأليلي لها. يهيمن الرمادي على الأسود ، والقاعدة على الشذوذ. الأفراد متماثلو الزيجوت بسبب الجين المتخلف للندبة واللون الرمادي يموتون ، لذلك ، عندما يتم عبور الأفراد متغاير الزيجوت ، فإن ربع النسل (متماثل الزيجوت الرمادي) غير قابل للحياة. تقسيم النسبة 2: 1.

الاختراق والتعبيرية

يحدد النمط الجيني للفرد فقط إمكانية تطوير سمة: يعتمد إدراك الجين في سمة على تأثير الجينات الأخرى والظروف البيئية ، لذلك تتجلى نفس المعلومات الوراثية بشكل مختلف في ظل ظروف مختلفة. وبالتالي ، فهي ليست سمة جاهزة موروثة ، بل هي نوع رد الفعل على فعل البيئة.

الاختراق - تغلغل الجين في سمة. يتم التعبير عنها كنسبة مئوية من عدد الأفراد الذين يحملون سمة إلى العدد الإجمالي لحاملات الجينات التي من المحتمل أن تتحقق في هذه السمة. الاختراق الكامل (100٪) - كل حاملات الجين لها مظهر مظهري للسمة. غير مكتمل - لا يتجلى عمل الجين في جميع الناقلات.

إذا انكسر الجين إلى سمة ، فهو مخترق ، لكن يمكن أن يعبر عن نفسه بطرق مختلفة. التعبير - درجة التعبير عن العلامة. الجين الذي يتسبب في انخفاض عدد جوانب العين في ذبابة الفاكهة له تعبيرات مختلفة. تمتلك الزيجوت المتماثلة عددًا مختلفًا من الأوجه ، حتى غيابها التام.

يعتمد الاختراق والتعبيرية على تأثير الجينات الأخرى والبيئة.

تقلب

التقلب - القدرة على اكتساب ميزات جديدة تحت تأثير العوامل البيئية الخارجية والداخلية (المورفولوجية ، الفسيولوجية ، البيوكيميائية). يرتبط تنوع الأفراد من نفس النوع بالتنوع ، والذي يعمل كمواد للعمليات التطورية. تعد وحدة الوراثة والتنوع شرطًا للتطور البيولوجي المستمر. هناك عدة أنواع:

1) وراثي ، وراثي ، وغير محدد ، فردي

إنه وراثي بطبيعته ، ويرجع ذلك إلى إعادة تركيب الجينات في النمط الجيني والطفرات ، وهو موروث. هناك التوافقية والطفرية

2) غير وراثي ، تحوير ، مظهري ، جماعي ، محدد

تقلبية التعديل - تفاعلات تكيفية ثابتة تطوريًا للجسم استجابة للتغيرات في الظروف البيئية نتيجة تفاعل البيئة مع التركيب الوراثي. على عكس الطفرات ، يمكن عكس العديد من التعديلات: حروق الشمس ، وإنتاج حليب الأبقار ، وما إلى ذلك.

شكل قصير من ردود الفعل

قسم الاستخدام: 3.5. أنماط الوراثة وأساسها الخلوي. أنماط الوراثة التي وضعها G.Mendel ، أسسها الخلوية (عبور أحادي وثنائي الهجين) ...

مندلمن خلال إجراء تجارب على عبور أنواع مختلفة من البازلاء ، أنشأ عددًا من قوانين الوراثة التي أرست الأساس لعلم الوراثة. لقد طور طريقة هجينة منطقية لتحليل الوراثة علامات الكائنات الحية. تتضمن هذه الطريقة تهجين الأفراد بسمات بديلة ؛ تحليل الصفات المدروسة في الهجينة دون مراعاة الباقي ؛ المحاسبة الكمية للهجن.

إجراء تهجين أحادي الهجين (عبور لزوج واحد من السمات البديلة) ، أنشأ مندل قانون التوحيدالجيل الاول.

النقاط الرئيسية طريقة هجينة

• من أجل العبور ، تؤخذ الكائنات التي لم يعط أسلافها في عدد من الأجيال تقسيمًا وفقًا لسمات مختارة ، أي الخطوط النقية.
• تختلف الكائنات الحية في زوج واحد أو اثنين من السمات البديلة.
• يتم إجراء تحليل فردي لنسل كل صليب.
• يتم استخدام المعالجة الإحصائية للنتائج.

■ القانون الأول لجي مندل

عندما يتم عبور فردين متماثلين ، يختلفان عن بعضهما البعض في زوج واحد من الصفات البديلة ، فإن جميع النسل في الجيل الأول يكون متماثلًا في كل من النمط الظاهري والنمط الجيني.

■ ثانيا قانونج.مندل

عندما يتم عبور الهجينة من الجيل الأول (شخصان متغاير الزيجوت) ، يحدث انقسام بنسبة 3: 1 في الجيل الثاني ، بالإضافة إلى السمة السائدة ، تظهر أيضًا سمة متنحية.

تحليل الصليب- التهجين ، حيث يتم تهجين الفرد الذي لديه نمط وراثي غير معروف (AA أو Aa) مع زيجوت متماثل (aa) متنحي. إذا كان كل النسل من التهجين الكلي متماثلًا ، فإن الكائن قيد الدراسة لديه النمط الجيني AA. إذا لوحظ انقسام النمط الظاهري 1: 1 في نسل Sudet ، فإن الكائن قيد الدراسة هو متغاير الزيجوت Aa.

■ ثالثقانونج.مندل

عند عبور الأفراد متماثلي اللواقح الذين يختلفون في اثنين أو أكثر من أزواج الصفات البديلة ، يتم توريث كل سمة بشكل مستقل عن الآخرين ، وتتحد في جميع التوليفات الممكنة.

في تجاربه ، استخدم مندل مختلفة طرق العبور : أحادي الهجين ، ثنائي الهجين ومتعدد الهجين. في المعبر الأخير ، يختلف الأفراد في أكثر من زوجين من الشخصيات. في جميع الحالات ، يتم مراعاة قانون التوحيد للجيل الأول ، وقانون تقسيم الخصائص في الجيل الثاني ، وقانون الميراث المستقل.

قانون الميراث المستقل:يتم توريث كل زوج من السمات بشكل مستقل عن بعضهما البعض. في النسل ، يوجد انقسام حسب النمط الظاهري 3: 1 لكل زوج من الصفات. لا يكون قانون الوراثة المستقلة ساريًا إلا إذا كانت جينات أزواج الصفات قيد الدراسة تكمن في أزواج مختلفة من الكروموسومات المتجانسة. تتشابه الكروموسومات المتجانسة في الشكل والحجم ومجموعات الارتباط الجيني.

لا يعتمد سلوك أي أزواج من الكروموسومات غير المتجانسة في الانقسام الاختزالي على بعضها البعض. التناقض: لهم أقطاب الخليةعشوائي. للوراثة المستقلة أهمية كبيرة للتطور ؛ لأنها مصدر الوراثة التوافقية.

الجدول: جميع أنماط الميراث

هذا ملخص علم الأحياء للصفوف 10-11 حول هذا الموضوع "أنماط الوراثة. قوانين مورغان ". اختر الإجراء التالي:

لقد أولينا اهتمامًا لحقيقة أن الوراثة والميراث هما ظاهرتان مختلفتان لا يميزهما الجميع بدقة.

الوراثةهناك عملية استمرارية مادية ووظيفية منفصلة بين أجيال من الخلايا والكائنات الحية. يعتمد على التكاثر الدقيق للهياكل ذات الأهمية الوراثية.

الوراثة - عملية نقل العلامات والخصائص المحددة وراثيًا لكائن حي وخلية في عملية التكاثر. تسمح لك دراسة الميراث بالكشف عن جوهر الوراثة. لذلك ، من الضروري الفصل الصارم بين هاتين الظاهرتين.

ترتبط أنماط الانقسام والجمع المستقل التي أخذناها في الاعتبار بدراسة الميراث وليس الوراثة. خطأ عندما " قانون الانقسام" و " قانون التركيبة المستقلة لجينات السماتيتم تفسيرها على أنها قوانين الوراثة. القوانين التي اكتشفها مندل هي قوانين الميراث.

في وقت مندل ، كان يُعتقد أنه عند التهجين ، يتم توريث الصفات الأبوية في النسل معًا ("الميراث المدمج") أو الفسيفساء - بعض السمات موروثة من الأم ، والبعض الآخر من الأب ("الميراث المختلط"). استندت هذه الأفكار إلى الاعتقاد بأن وراثة الوالدين تختلط وتندمج وتذوب في النسل. هذه الفكرة كانت خاطئة. لم يكن من الممكن مناقشة نظرية الانتقاء الطبيعي علميًا ، وفي الواقع ، إذا لم يتم الحفاظ على الصفات التكيفية الوراثية في النسل ، ولكن تم حلها ، فإن الانتقاء الطبيعي سيعمل عبثًا. لتحرير نظريته في الانتقاء الطبيعي من مثل هذه الصعوبات ، طرح داروين نظرية التحديد الوراثي للسمة بواسطة الوحدات الفردية - نظرية التكوُّن الشامل. ومع ذلك ، لم تعط إجابة صحيحة على السؤال.

يرجع نجاح مندل إلى اكتشاف طريقة التحليل الجيني للأزواج الفردية من السمات الوراثية ؛ طور مندل طريقة التحليل المنفصل لميراث السماتوأسس بشكل أساسي الأسس العلمية لعلم الوراثة ، واكتشاف الظواهر التالية:

1. يتم تحديد كل سمة وراثية بواسطة عامل وراثي منفصل ، إيداع ؛ في وجهة النظر الحديثة ، تتوافق هذه الميول مع الجينات: "جين واحد - سمة واحدة" ، "جين واحد - إنزيم واحد" ؛
2. تُحفظ الجينات في شكلها النقي في عدد من الأجيال ، دون أن تفقد فرديتها: كان هذا دليلًا على الموقف الأساسي للوراثة: الجين ثابت نسبيًا ؛
3. يشارك كلا الجنسين بالتساوي في نقل خصائصهما الوراثية إلى الأبناء ؛
4. مضاعفة عدد متساوٍ من الجينات وتقليلها في الخلايا الجرثومية للذكور والإناث ؛ كان هذا الموقف تنبؤًا جينيًا لوجود الانقسام الاختزالي ؛
5. تقترن الميول الوراثية ، أحدهما أمومي والآخر أبوي ؛ قد يكون أحدهما مهيمنًا والآخر متنحيًا ؛ يتوافق هذا الحكم مع اكتشاف مبدأ الأليلة: يتم تمثيل الجين بواسطة أليلين على الأقل.

وهكذا ، بعد أن اكتشف مندل طريقة التحليل الجيني لوراثة أزواج فردية من السمات (بدلاً من مزيج من السمات) ووضع قوانين الوراثة ، افترض للمرة الأولى وأثبت تجريبياً مبدأ التحديد المنفصل (الجيني) من الصفات الوراثية.

بناءً على ما سبق ، يبدو من المفيد لنا التمييز بين القوانين التي صاغها مندل مباشرةً والمتعلقة بعملية الميراث ، ومبادئ الوراثة التي تتبع عمل مندل.

تشمل قوانين الميراث قانون تقسيم الصفات الوراثية في نسل الهجين وقانون الجمع المستقل للصفات الوراثية. يعكس هذان القانونان عملية نقل المعلومات الوراثية في أجيال الخلايا أثناء التكاثر الجنسي. كان اكتشافهم أول دليل فعلي على وجود الوراثة كظاهرة.

قوانين الوراثة لها محتوى مختلف ، وقد تمت صياغتها بالشكل التالي:

القانون الأول- قانون التحديد الوراثي للسمات المنفصلة (الجينية) ؛ إنها أساس نظرية الجين.

القانون الثاني- قانون الثبات النسبي للوحدة الوراثية - الجين.

القانون الثالث- قانون الحالة الأليلية للجين (الهيمنة والتراجع).

تمثل هذه القوانين النتيجة الرئيسية لعمل مندل ، لأنها تعكس جوهر الوراثة.

قوانين الميراث المندلية وقوانين الوراثة هي المحتوى الرئيسي لعلم الوراثة. أعطى اكتشافهم للعلوم الطبيعية الحديثة وحدة قياس عمليات الحياة - الجين ، وبالتالي خلق إمكانية الجمع بين العلوم الطبيعية - علم الأحياء والفيزياء والكيمياء والرياضيات بهدف تحليل العمليات البيولوجية.

في المستقبل ، عند تعريف الوحدة الوراثية ، سوف نستخدم مصطلح "الجين" فقط. إن مفاهيم "العامل الوراثي" و "الإيداع الوراثي" مرهقة ، وعلاوة على ذلك ، ربما حان الوقت الذي يجب فيه تمييز العامل الوراثي والجين ووضع محتواه الخاص في كل من هذه المفاهيم. بمفهوم "الجين" نعني فيما يلي وحدة وراثية متكاملة وظيفيًا غير قابلة للتجزئة ، والتي تحدد سمة وراثية. يجب تفسير مصطلح "العامل الوراثي" بمعنى أوسع على أنه مجموعة معقدة من عدد من الجينات والتأثيرات السيتوبلازمية على سمة وراثية.

إذا وجدت خطأً ، فيرجى تحديد جزء من النص والنقر السيطرة + أدخل.