Наследование при моногибридном скрещивании и закон расщепления

Для своих первых экспериментов Мендель выбирал растения двух сортов, четко различавшихся по какому-либо признаку, например по расположению цветков: цветки могут быть распределены по всему стеблю (пазушные) или находиться на конце стебля (верхушечные). Растения, различающиеся по одной паре альтернативных признаков, Мендель выращи¬вал на протяжении ряда поколений. Семена от пазушных цветков всегда давали растения с пазуш¬ными цветками, а семена от верхушечных цветков- растения с верхушечными цветками. Таким обра¬зом, Мендель убедился, что выбранные им растения размножаются в чистоте (т.е. без расщепления по¬томства) и пригодны для проведения опытов по гибридизации (экспериментальных скрещиваний). Его метод состоял в следующем: он удалял у ряда растений одного сорта пыльники до того, как могло произойти самоопыление (эти растения Мендель называл “женскими”); пользуясь кисточкой, он на-носил на рыльца этих “женских” цветков пыльцу из пыльников растения другого сорта; затем он надевал на искусственно опыленные цветки ма¬ленькие колпачки, чтобы на их рыльца не могла попасть пыльца с других растений. Мендель про¬водил реципрокные скрещивания - переносил пыльце¬вые зерна как с пазушных цветков на верхушечные, так и с верхушечных на пазушные. Во всех слу¬чаях из семян, собранных от полученных гибридов, вырастали растения с пазушными цветками. Этот признак-“пазушные цветки”,-наблюдаемый у рас¬тений первого гибридного поколения, Мендель назвал доминантным; позднее, в 1902 г., Бэтсон и Сондерс стали обозначать первое поколение гибрид¬ного потомства символом F1. Ни у одного из растений F1 не было верхушечных цветков. На цветки растений F1 Мендель надел колпачки (чтобы не допустить перекрестного опыления) и дал им возможность самоопылиться. Семена, собран¬ные c растений F1, были пересчитаны и вы¬сажены следующей весной для получения второго гибридного поколения, F2 (поколение F2 - это всегда результат инбридинга в поколении F1, в данном случае самоопыления). Во втором гибридном по¬колении у одних растений образовались пазушные цветки, а у других - верхушечные. Иными словами, признак “верхушечные цветки”, отсутствовавший в поколении F1, вновь появился в поколении F2. Мендель рассудил, что этот признак присутствовал в поколении F1 в скрытом виде, но не смог про¬явиться; поэтому он назвал его рецессивным. Из 858 растений, полученных Менделем в F2, у 651 были пазушные цветки, а у 207-верхушечные. Мендель провел ряд аналогичных опытов, используя всякий раз одну пару альтернативных признаков. Результа¬ты экспериментальных скрещиваний по семи парам таких признаков приведены в табл. 1. Признак Родительские растения Поколение F2 Отношение доминантный признак рецессивный признак доминантные рецессивные Высота стебля Высокий Низкий 787 277 2,84 : 1 Семена Гладкие Морщинистые 5474 1850 2,96 : 1 Окраска семян Желтые Зеленые 6022 2001 3,01 : 1 Форма плодов Плоские Выпуклые 882 299 2,95 : 1 Окраска плодов Зеленые Желтые 428 152 2,82 : 1 Положение цветков Пазушные Верхушечные 651 207 3,14 : 1 Окраска цветков Красные Белые 705 224 3,15 : 1 Итого 14949 5010 2,98 : 1 Таблица 1. Результаты экспериментов Менделя по наследованию семи пар альтернативных признаков. (Наблюдаемое соотношение доминантных и рецессивных признаков приближается к теоретически ожидаемому 3 : 1). Во всех случаях анализ результатов показал, что отношение доминантных признаков к рецессивным в поколении F2 составляло примерно 3 : 1. Приведенный выше пример типичен для всех экспериментов Менделя, в которых изучалось насле-дование одного признака (моногибридные скрещивания). На основании этих и аналогичных результатов Мендель сделал следующие выводы: 1. Поскольку исходные родительские сорта размно¬жались в чистоте (не расщеплялись), у сорта с пазушными цветками должно быть два “пазуш¬ных” фактора, а у сорта с верхушечными цветка¬ми - два “верхушечных” фактора. 2. Растения F1 содержали но одному фактору, полу¬ченному от каждого из родительских растений через гаметы. 3. Эти факторы в F1 не сливаются, а сохраняют свою индивидуальность. 4. “Пазушный” фактор доминирует над “верхушеч¬ным” фактором, который рецессивен. Разделение пары родительских факторов при об¬разовании гамет (так что в каждую гамету попадает лишь один из них) известно под названием первого закона Менделя, или закона расщепления. Согласно этому закону, признаки данного организма детерми¬нируются парами внутренних факторов. В одной гамете может быть представлен лишь один из каж¬дой пары таких факторов. Теперь мы знаем, что эти факторы, детермини¬рующие такие признаки, как расположение цветка, соответствуют участкам хромосомы, называемым генами. Описанные выше эксперименты, проводившиеся Менделем при изучении наследования одной пары альтернативных признаков, служат примером моногибридного скрещивания.