هل انتهك "أبو علم الوراثة" جريجور مندل الأخلاقيات العلمية؟ وراثة الصفات أثناء التهجين الأحادي الصفات التي لا تظهر في هجن الجيل الأول

السؤال 1. ما هو التهجين؟

ويسمى عبور كائنين حيين بالتهجين.

السؤال 2. ما هو الصليب الذي يسمى أحادي الهجين؟

Monohybrid هو تهجين كائنين يختلفان عن بعضهما البعض في زوج واحد من الخصائص البديلة (المتنافية).

السؤال 3. ما هي الظاهرة التي تسمى الهيمنة؟

وصف G. Mendel غلبة سمة أحد الوالدين بالسيادة الهجينة.

السؤال 4. ما هي الصفة التي تسمى السائدة والتي تسمى المتنحية؟

السمة التي تظهر في الجيل الأول الهجين وتمنع تطور سمة أخرى كانت تسمى السائدة (من الكلمة اللاتينية dominus - السيد)، والعكس، أي المكبوتة، كانت تسمى المتنحية (من العطلة اللاتينية - التراجع، الإزالة).

السؤال 5. أخبرنا عن تجارب مندل على التهجين الأحادي لنباتات البازلاء.

عندما قام مندل بتهجين البازلاء ذات الأزهار الأرجوانية والبازلاء ذات الأزهار البيضاء، اكتشف أن جميع نباتات الجيل الأول (F1) الهجينة لها أزهار أرجوانية. وفي الوقت نفسه لم يظهر اللون الأبيض للزهرة.

أثبت مندل أيضًا أن جميع هجينة F1 تبين أنها موحدة (متجانسة) في كل من الصفات السبع التي درسها.

وبالتالي، في الجيل الأول الهجين، من بين زوج من السمات الأبوية البديلة، تظهر واحدة فقط، ويبدو أن سمة الوالد الآخر تختفي. أطلق مندل على ظاهرة سيادة صفات أحد الأبوين في هجن F1 السيادة، والصفة المقابلة لها - السائدة. ووصف السمات التي لا تظهر في هجين F1 بأنها متنحية.

السؤال 6. ما هو الكائن الحي الذي يسمى متماثل الزيجوت؟ متغاير الزيجوت؟

إذا كان النمط الجيني للكائن الحي (الزيجوت) يحتوي على جينين أليليين متطابقين، متطابقين تمامًا في تسلسل النيوكليوتيدات، فإن هذا الكائن يسمى متماثل الزيجوت بالنسبة لهذا الجين. يمكن أن يكون الكائن الحي متماثل الزيجوت بالنسبة للجينات السائدة (AA أو BB) أو المتنحية (aa أو bb). إذا كانت الجينات الأليلية تختلف عن بعضها البعض (أحدها سائد والآخر متنحي (Aa، Bb)، فإن هذا الكائن يسمى متغاير الزيجوت.

السؤال 7. صياغة قانون مندل الأول. لماذا سمي هذا القانون بقانون الهيمنة؟

ويمكن صياغة هذا القانون على النحو التالي: عند تهجين كائنين متماثلين ينتميان إلى خطوط نقية مختلفة ويختلفان عن بعضهما البعض في زوج واحد من الصفات البديلة، فإن الجيل الأول بأكمله من الهجائن (F1) سيكون موحدًا ويحمل صفة إحدى الصفات. الوالدين.

نظرًا لأن جميع هجائن الجيل الأول موحدة، فقد أطلق على هذه الظاهرة اسم قوانين مندل الأولى من قبل ك. كورينز، أو قانون توحيد هجائن الجيل الأول، وكذلك قاعدة الهيمنة.

السؤال 8. باستخدام مصادر إضافية للمعلومات، أعط أمثلة على الهيمنة غير الكاملة للسمات في البشر.

في البشر، تتجلى الهيمنة غير الكاملة عندما يتم توريث بنية الشعر. لا يهيمن جين الشعر المجعد بشكل كامل على جين الشعر المستقيم، وتظهر الزيجوت المتغايرة مظهرًا متوسطًا للسمة - الشعر المموج.

مثال آخر هو فقر الدم المنجلي، والذي يعتمد على طفرة جينية تؤدي إلى استبدال أحد الأحماض الأمينية الـ 287 الموجودة في بروتين الهيموجلوبين - فالين - بحمض الجلوتاميك. ونتيجة لذلك تتغير بنية الهيموجلوبين وتأخذ خلايا الدم الحمراء شكل المنجل، مما يؤدي إلى نقص الأكسجين. تموت الكائنات متجانسة الزيجوت في سن مبكرة، في حين أن الكائنات المتغايرة قابلة للحياة، ولكنها تعاني من ضيق في التنفس أثناء ممارسة الرياضة.

السؤال 9. ما هي نباتات الجمال الليلي التي يجب تهجينها مع بعضها البعض بحيث يكون النسل نصف نباتات ذات أزهار وردية ونصف نباتات ذات أزهار بيضاء؟

وصف موجز للمراحل الرئيسية لـ "التعرض" لتجارب جريجور يوهان مندل. اسم هذا العالم موجود في جميع الكتب المدرسية في علم الأحياء، وكذلك الرسوم التوضيحية لتجاربه على تربية البازلاء. يعتبر مندل بحق مكتشف قوانين الوراثة، والتي أصبحت الخطوة الأولى نحو علم الوراثة الحديث.

نموذج مندل لوراثة السمات

كتاب مدرسي "علم الأحياء العام"

استمرت تجربة واسعة النطاق أجراها راهب أوغسطيني مهتم بالعلوم الطبيعية من عام 1856 إلى عام 1863. خلال هذه السنوات القليلة، اختار مندل 22 نوعًا من البازلاء، والتي تختلف بوضوح عن بعضها البعض في خصائص معينة. بعد ذلك، بدأ الباحث تجارب على ما يسمى بالتهجين الأحادي: تهجين مندل أصنافًا تختلف عن بعضها البعض فقط في لون البذور (بعضها أصفر والبعض الآخر أخضر).

اتضح ذلك

أثناء العبور الأول "تختفي" البذور الخضراء - وتسمى هذه القاعدة "قانون توحيد الجيل الأول من الهجينة". أما في الجيل الثاني فتظهر البذور الخضراء مرة أخرى وبنسبة 3:1.

(تلقى مندل 6022 بذرة صفراء و2001 بذرة خضراء). وقد أطلق الباحث على السمة "الفائزة" المهيمنة والسمة "الخاسرة" المتنحية، وأصبح النمط الذي ظهر يعرف باسم "قانون الفصل العنصري".

وتعني هذه القاعدة أن 75% من هجن الجيل الثاني سيكون لها صفات سائدة خارجية، و25% ستكون لها صفات متنحية. أما بالنسبة للتركيب الوراثي فستكون النسبة كما يلي: 25% من النباتات سوف ترث الصفة السائدة من كل من الأب والأم، وجينات 50% ستحمل الصفتين (ستظهر الصفة السائدة - البازلاء الصفراء)، والجينات 50% سوف تحمل الصفتين (ستظهر الصفة السائدة - البازلاء الصفراء). أما الـ 25% المتبقية فستكون متنحية تمامًا.

قانون مندل الثالث – قانون التركيب المستقل – استنتجه الباحث أثناء تهجين النباتات التي تختلف عن بعضها البعض في عدة خصائص. في حالة البازلاء، كان هذا هو لون البازلاء (الأصفر والأخضر) وسطحها (ناعم أو متجعد). وكانت الصفات السائدة هي اللون الأصفر والسطح الأملس، وكانت الصفات المتنحية هي اللون الأخضر والسطح المتجعد. اكتشف جريجور مندل أن هذه الخصائص سيتم دمجها بشكل مستقل عن بعضها البعض. في الوقت نفسه ، من السهل حساب أنه وفقًا للنمط الظاهري - الخصائص الخارجية - سيتم تقسيم النسل إلى أربع مجموعات: 9 ناعمة صفراء و 3 صفراء مجعدة و 3 خضراء ناعمة و 1 بازلاء خضراء مجعدة.

وإذا أخذنا في الاعتبار نتائج التقسيم لكل زوج من الحروف على حدة يتبين أن نسبة عدد البذور الصفراء إلى عدد البذور الخضراء ونسبة البذور الملساء إلى المجعدة لكل زوج تساوي 3 :1.

في عام 1866، نُشرت نتائج عمل جريجور مندل في المجلد التالي من وقائع جمعية علماء الطبيعة بعنوان "تجارب على الهجينة النباتية"، لكن عمله لم يثير الاهتمام بين معاصريه. في عام 1936، أعلن عالم الوراثة والإحصائي النظري في جامعة كامبريدج، رونالد فيشر، أن نتائج مندل كانت "أفضل من أن تكون حقيقية". ومع ذلك، لم يكن هو الذي بدأ في اتهام الباحث بتزوير الحقائق - على ما يبدو، كان أول من فعل ذلك والتر ويلدون، عالم الأحياء من جامعة أكسفورد. في أكتوبر 1900، بعد بضعة أشهر من تجدد الاهتمام بعمل مندل، كتب العالم في رسالة شخصية إلى زميله عالم الرياضيات كارل بيرسون، أنه صادف بحثًا عن "شخص معين مندل" كان يقوم بتهجين البازلاء. خلال العام التالي، درس ويلدون عمل الراهب وأصبح مقتنعًا بشكل متزايد بأن النسب التي حصل عليها مندل لن تكون "نقية" جدًا إذا تم استخدام أصناف البازلاء الموجودة بالفعل في الطبيعة - ولم يتم تربيتها صناعيًا.

بالإضافة إلى ذلك، كان عالم الأحياء مرتبكًا أيضًا من حقيقة أن مندل كان يعمل بفئات ثنائية: أصفر - أخضر، أملس - متجعد. وفقًا لويلدون، فإن مثل هذا التقسيم الواضح للخصائص بعيد جدًا عن الواقع: إذن، إلى أي فئة قام الباحث بتصنيف البذور ذات اللون الأصفر والأخضر وغير المحدد؟

على الأرجح، تم تصنيفها بحيث تتناسب مع النموذج المقترح، كما جادل عالم الأحياء، الذي ذكر الأرقام التي ذكرها مندل - 5474 حبة بازلاء ذات سمة سائدة من بين 7324 بذرة مزروعة (أي 74.7٪، في حين أنه من الناحية النظرية يجب أن يكون هناك كان 75٪) - بدا "جيدًا" جدًا. كتب ويلدون في رسالة إلى بيرسون في عام 1901: "إنه إما كاذب أو ساحر".

رسم توضيحي من مقالة ويلدون عام 1902. توضح الصور بوضوح أنه لا يمكن تصنيف جميع البذور على أنها "صفراء" أو "خضراء" أو "ناعمة" أو "متجعدة".

علوم. دبليو إف آر ويلدون، 1902.

ومع ذلك، فإن بعض أولئك الذين وجدوا نتائج مندل جيدة بشكل لا يصدق قرروا التحدث دفاعًا عنه - وكان رونالد فيشر أحد هؤلاء العلماء. وذكر أن النموذج النظري لوراثة السمات كان ينبغي أن يولد فور بدء التجارب - ولا يمكن تطويره إلا للعقل المتميز حقًا. وأصبحت التجارب، بحسب فيشر، مثالا معدا بعناية للنظرية فيما بعد، ولم يكن العالم نفسه هو من يستطيع "تزوير" نتائج تربية البازلاء، بل البستانيون الذين يعتنون بالنباتات، والذين كانوا على دراية بالحسابات النظرية للبازلاء. الباحث.

بحلول منتصف القرن العشرين، كان الجدل حول مسألة التزام مندل بالأخلاقيات العلمية قد هدأ إلى حد ما - ويرجع ذلك إلى حقيقة أن علم الوراثة في ذلك الوقت كان تحت التأثير القوي للعوامل السياسية، على وجه الخصوص، هيمنة علم الوراثة. "الليسينكو"في الاتحاد السوفيتي.

في ظل هذه الظروف، فضل العلماء الغربيون عدم التشكيك في موثوقية تجارب مندل، ولكن تم نسيان الموضوع لفترة من الوقت على ما يبدو.

يجادل مؤلفو مقالة العلوم مرة أخرى بأن الأرقام التي يقدمها جيدة جدًا لدرجة يصعب تصديقها، وأن تصنيف السمات إلى فئتين فقط ليس له ما يبرره، ويتفقون أيضًا على أن الراهب يمكن أن يعتبر البازلاء الصفراء خضراء إذا كان هذا يتناسب بشكل أفضل مع النظرية. . ومع ذلك، فإن هذا لا ينتقص من مزايا العالم: فالقوانين التي صاغها تعمل بالفعل، وأصبح اكتشافها هو المرحلة الأولى في تطور علم الوراثة الحديث.

بعد دراسة هذه المواضيع، يجب أن تكون قادرًا على:

1. إعطاء تعريفات: الجين، السمة السائدة؛ مقهورة؛ أليل؛ صبغيات متشابهة؛ تهجين أحادي الهجين، عبور، كائن متماثل ومتخالف، توزيع مستقل، سيادة كاملة وغير كاملة، النمط الجيني، النمط الظاهري.
2. باستخدام شبكة بونيت، قم بتوضيح التهجين لواحدة أو اثنتين من السمات ووضح النسب العددية للأنماط الجينية والأنماط الظاهرية التي ينبغي توقعها في النسل من هذه التهجينات.
3. اشرح قواعد الميراث والفصل والتوزيع المستقل للصفات، والتي كان اكتشافها مساهمة مندل في علم الوراثة.
4. اشرح كيف يمكن أن تؤثر الطفرات على البروتين المشفر بواسطة جين معين.
5. أشر إلى الأنماط الجينية المحتملة للأشخاص ذوي فصيلة الدم A؛ في؛ أب. عن.
6. أعط أمثلة على الصفات متعددة الجينات.
7. الإشارة إلى الآلية الصبغية لتحديد الجنس وأنواع وراثة الجينات المرتبطة بالجنس في الثدييات، واستخدام هذه المعلومات عند حل المشكلات.
8. اشرح الفرق بين السمات المرتبطة بالجنس والصفات المعتمدة على الجنس؛ إعطاء أمثلة.
9. اشرح كيف يتم وراثة الأمراض الوراثية البشرية مثل الهيموفيليا وعمى الألوان وفقر الدم المنجلي.
10. اذكر ميزات طرق اختيار النباتات والحيوانات.
11. أشر إلى الاتجاهات الرئيسية للتكنولوجيا الحيوية.
12. تكون قادرًا على حل المشكلات الجينية البسيطة باستخدام هذه الخوارزمية:

    خوارزمية لحل المشاكل

    • تحديد الصفات السائدة والمتنحية بناء على نتائج تهجين الجيل الأول (F1) والثاني (F2) (حسب ظروف المشكلة). أدخل تسميات الحروف: أ - السائدة و - المتنحية.
    • اكتب النمط الجيني للفرد ذي الصفة المتنحية أو الفرد ذي النمط الجيني والأمشاج المعروفة بناءً على ظروف المشكلة.
    • تسجيل النمط الجيني للهجن F1.
    • ارسم مخططًا للمعبر الثاني. سجل الأمشاج الهجينة F1 في شبكة بونيت أفقيا وعموديا.
    • تسجيل الأنماط الجينية للنسل في خلايا تقاطع الأمشاج. تحديد نسب الأنماط الظاهرية في F1.

مخطط تصميم المهمة.

تسميات الحروف:
أ) السمة السائدة _______________
ب) الصفة المتنحية _______________

الأمشاج

F1(النمط الجيني للجيل الأول)

الأمشاج
	?	?

شبكة بونيت

F2	الأمشاج ? ? ? ?

نسبة النمط الظاهري في F2: _____________________________
إجابة:_________________________

أمثلة على حل مشاكل العبور أحادي الهجين.

مهمة."هناك طفلان في عائلة إيفانوف: ابنة ذات عيون بنية وابن ذو عيون زرقاء. والدة هؤلاء الأطفال زرقاء العينين، لكن والديها كان لهما عيون بنية. كيف يتم توريث لون العين عند الإنسان؟ ما هو لون العين؟ "الأنماط الجينية لجميع أفراد الأسرة؟ لون العين هو سمة جسدية أحادية المنشأ. "

يتم التحكم في سمة لون العين بواسطة جين واحد (حسب الحالة). والدة هؤلاء الأطفال زرقاء العينين، وكان لوالديها عيون بنية. وهذا ممكن فقط إذا كان كلا الوالدين متغاير الزيجوت، وبالتالي فإن العيون البنية تهيمن على العيون الزرقاء. وهكذا، فإن الأجداد والأب والابنة لديهم النمط الجيني (Aa)، والأم والابن لديهم النمط الجيني أأ.

مهمة."تم تهجين ديك بمشط على شكل وردة مع دجاجتين، لهما أيضا مشط على شكل وردة، أعطت الأولى 14 دجاجة، جميعها بمشط على شكل وردة، والثانية أعطت 9 دجاجات، منها 7 مع وردة - على شكل و 2 بمشط على شكل ورقة شكل المشط هو صفة جسدية أحادية المنشأ ما هي الأنماط الجينية للآباء الثلاثة؟

قبل تحديد الطرز الوراثية للوالدين، من الضروري معرفة طبيعة وراثة شكل المشط في الدجاج. عندما تم تهجين ديك مع دجاجة ثانية، تم إنتاج كتكوتين بأمشاط أوراق الشجر. وهذا ممكن إذا كان الآباء متخالفين، لذلك يمكن الافتراض أن المشط على شكل وردة في الدجاج هو السائد على شكل ورقة الشجر. وبالتالي فإن الطرز الجينية للديك والدجاجة الثانية هي Aa.

عند تهجين نفس الديك مع الدجاجة الأولى، لم يلاحظ أي انقسام، وبالتالي، كانت الدجاجة الأولى متماثلة اللواقح - AA.

مهمة."في عائلة من أبوين بني العينين، أيمن، ولد توأمان غير شقيقين، أحدهما بني العينين، أعسر، والآخر أزرق العينين، أيمن. ما هو احتمال الطفل القادم؟ أن يولد مثل والديه؟"

تشير ولادة طفل أزرق العينين لأبوين بني العينين إلى انحسار لون العين الزرقاء، على التوالي، ولادة طفل أعسر لأبوين أيمنين تشير إلى تراجع التحكم الأفضل في اليد اليسرى مقارنة باليمنى . دعونا نقدم تسميات الأليل: أ - العيون البنية، أ - العيون الزرقاء، ب - اليد اليمنى، ج - أعسر. دعونا نحدد الأنماط الجينية للآباء والأطفال:

ر	AaBv x AaBv
F،	أ_ب، أأ_

A_вв هو جذري ظاهري، مما يدل على أن هذا الطفل أعسر بعيون بنية. قد يكون النمط الجيني لهذا الطفل هو Aavv، AAvv.

يتم تنفيذ المزيد من الحلول لهذه المشكلة بالطريقة التقليدية، من خلال بناء شبكة بونيت.

	أ.ب	شارع	أ ب	شارع
أ.ب	ايه بي بي	أفف	أأب	AaVv
شارع	أفف	أب	AaVv	اووو
أ ب	أأب	AaVv	aaBB	AaVv
فصيل عبد الواحد	AaVv	اووو	aaVv	اووو

تم وضع خط تحت 9 أنواع مختلفة من الأحفاد التي تهمنا. هناك 16 خيارًا ممكنًا، لذا فإن احتمال ولادة طفل مشابه لوالديه هو 16/9.

إيفانوفا تي في، كالينوفا جي إس، مياجكوفا أ.ن. “علم الأحياء العام”. موسكو، "التنوير"، 2000

• الموضوع 10. "العبور أحادي الهجين وثنائي الهجين." §23-24 ص 63-67
• الموضوع 11. "وراثة الجنس". §28-29 ص 71-85
• الموضوع 12. "التقلب الطفري والتعديل." §30-31 ص 85-90
• الموضوع 13. "الاختيار". §32-34 ص 90-97

تم تحديد أنماط وراثة الشخصيات أثناء التكاثر الجنسي بواسطة G. Mendel. من الضروري أن يكون لديك فهم واضح للنمط الجيني والنمط الظاهري، والأليلات، والتماثل والتماثل، والهيمنة وأنواعها، وأنواع الصلبان، وكذلك رسم المخططات.

أحادي الهجينيسمى التقاطع، حيث تختلف الأشكال الأصلية عن بعضها البعض في زوج واحد من الأحرف البديلة المتناقضة.

وبالتالي، مع هذا التهجين، يمكن تتبع أنماط وراثة متغيرين فقط من السمة، والتي يتم تحديد تطورها بواسطة زوج من الجينات الأليلية. تشمل أمثلة عمليات التهجين الأحادي التي أجراها G. Mendel تهجين البازلاء مع شخصيات بديلة مرئية بوضوح مثل الزهور الأرجوانية والبيضاء، والتلوين الأصفر والأخضر للفواكه غير الناضجة (الفاصوليا)، وسطح البذور الناعم والمتجعد، والتلوين الأصفر والأخضر، وما إلى ذلك .

تجانس الجيل الأول الهجين (قانون مندل الأول): عند تهجين البازلاء مع الزهور الأرجوانية (AA) والزهور البيضاء (aa) وجد مندل أن جميع نباتات الجيل الأول الهجين (F 1) لها زهور أرجوانية (الشكل 2).

الشكل 2 – مخطط العبور أحادي الهجين

وفي الوقت نفسه لم يظهر اللون الأبيض للزهرة. عند تهجين النباتات ذات البذور الملساء والمتجعدة، سيكون لدى الهجينة بذور ناعمة. أثبت G. Mendel أيضًا أن جميع الهجينة F 1 كانت موحدة (متجانسة) في كل من الشخصيات السبعة التي درسها. وبالتالي، في الجيل الأول الهجين، من بين زوج من السمات الأبوية البديلة، تظهر واحدة فقط، ويبدو أن سمة الوالد الآخر تختفي.

العلامات البديلة هي علامات متنافية ومتناقضة.

أطلق مندل على ظاهرة غلبة صفات أحد الوالدين في هجين F1 السيادة، والصفة المقابلة لها - السائدة. وقد أطلق على السمات التي لا تظهر في هجن F1 اسم المتنحية. وبما أن جميع هجائن الجيل الأول موحدة، فقد سميت هذه الظاهرة بقوانين مندل الأولى، أو قانون توحيد هجائن الجيل الأول، وكذلك قاعدة الهيمنة.

ويمكن صياغتها على النحو التالي: عند تهجين كائنين ينتميان إلى خطوط نقية مختلفة (كائنان متماثلان)، ويختلفان عن بعضهما البعض في زوج واحد من الصفات البديلة، فإن الجيل الأول من التهجين سيكون موحدًا ويحمل صفة إحدى الصفات. الوالدين.

يحتوي كل جين على حالتين - "A" و"a"، بحيث يشكلان زوجًا واحدًا، ويسمى كل عضو في الزوج أليلًا. الجينات الموجودة في نفس الموقع (الأقسام) من الكروموسومات المتماثلة والتي تحدد التطور البديل لنفس السمة تسمى أليلية.

على سبيل المثال، يعد اللون الأرجواني والأبيض لزهرة البازلاء من السمات السائدة والمتنحية، على التوالي، لأليلين (A وa) لجين واحد. نظرًا لوجود أليلين، هناك حالتان محتملتان في الجسم: متماثل ومتغاير الزيجوت. إذا كان الكائن الحي يحتوي على أليلات متطابقة لجين معين (AA أو aa)، فإنه يسمى متماثل الزيجوت لهذا الجين (أو الصفة)، وإذا كان مختلفا (Aa) فإنه يسمى متخالف. لذلك، الأليل هو شكل من أشكال وجود الجين. مثال على الجين الثلاثي هو الجين الذي يحدد نظام فصيلة الدم ABO لدى البشر. بل إن هناك المزيد من الأليلات: بالنسبة للجين الذي يتحكم في تخليق الهيموجلوبين البشري، فإن العشرات منها معروفة.

من بذور البازلاء الهجينة، قام مندل بزراعة نباتات ذاتية التلقيح، وزرع البذور الناتجة مرة أخرى. ونتيجة لذلك تم الحصول على الجيل الثاني من الهجينة أو الهجينة F2. ومن بين هذه الأخيرة، تم العثور على انقسام في كل زوج من الصفات البديلة بنسبة 3: 1 تقريبًا، أي أن ثلاثة أرباع النباتات كانت لها صفات سائدة (أزهار أرجوانية، بذور صفراء، بذور ناعمة، إلخ) وكان ربعها يحمل صفات متنحية. الشخصيات (الزهور البيضاء، البذور الخضراء، البذور المجعدة، الخ). وبالتالي فإن الصفة المتنحية في الهجين F1 لم تختف، بل تم قمعها وعودة الظهور فقط في الجيل الثاني. سُمي هذا التعميم فيما بعد بقانون مندل الثاني، أو قانون الانقسام.

الفصل هو ظاهرة يؤدي فيها تهجين أفراد متخالفين إلى تكوين ذرية، بعضها يحمل صفة سائدة، وبعضها يحمل صفة متنحية.

قانون مندل الثاني: عندما يتم تهجين اثنين من نسل الجيل الأول مع بعضهما البعض (فردين متخالفين)، في الجيل الثاني يتم ملاحظة الانقسام بنسبة عددية معينة: حسب النمط الظاهري 3:1، حسب النمط الجيني 1:2:1 ( تين. 3).

الشكل 3 - مخطط تقسيم الأحرف

عند عبور هجين F1

أوضح G. Mendel انقسام الشخصيات في النسل عند عبور أفراد متخالفين من خلال حقيقة أن الأمشاج نقية وراثياً، أي أنها تحمل جينًا واحدًا فقط من زوج أليلي. يمكن صياغة قانون نقاء الأمشاج على النحو التالي: أثناء تكوين الخلايا الجرثومية، ينتهي الأمر بجين واحد فقط من زوج أليلي في كل مشيج.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن استخدام الطريقة الهجينة لتحليل وراثة السمات في أي نوع من الحيوانات أو النباتات يتضمن التهجينات التالية:

1) عبور الأشكال الأبوية (P) التي تختلف في واحد (تهجين أحادي) أو عدة أزواج (تهجين متعدد) من الشخصيات البديلة والحصول على هجينة من الجيل الأول (F 1) ؛

2) تهجين هجين F 1 مع بعضها البعض والحصول على هجينة من الجيل الثاني (F 2) ؛

3) التحليل الرياضي لنتائج التقاطع.

بعد ذلك، انتقل مندل إلى دراسة معبر ثنائي الهجين.

صليب ثنائي الهجين- هذا هو التهجين الذي يشارك فيه زوجان من الأليلات (الجينات المقترنة أليلية وتقع فقط على الكروموسومات المتماثلة).

في التهجين ثنائي الهجين، درس ج. مندل وراثة السمات التي تكون الجينات الموجودة في أزواج مختلفة من الكروموسومات المتماثلة مسؤولة عنها. وفي هذا الصدد، يجب أن تحتوي كل مشيجة على جين واحد من كل زوج أليلي.

تسمى الهجينة المتغايرة الزيجوت لجينين ثنائية الزيجوت، وإذا كانت تختلف في ثلاثة جينات أو أكثر، فإنها تسمى ثلاثية ومتعددة الزيجوت، على التوالي.

يتم تنفيذ مخططات تهجين ثنائي الهجين أكثر تعقيدًا، وتسجيل الأنماط الجينية والأنماط الظاهرية F2 باستخدام شبكة بونيت. دعونا نلقي نظرة على مثال لمثل هذا المعبر. من أجل التهجين، تم أخذ شكلين أوليين متماثلين: الشكل الأول يحتوي على بذور صفراء وناعمة؛ أما الشكل الثاني فكان يحتوي على بذور خضراء ومتجعدة (الشكل 4).

الشكل 4 - التهجين الثنائي لنباتات البازلاء،

البذور تختلف في الشكل واللون

اللون الأصفر والبذور الناعمة هي الخصائص السائدة؛ اللون الأخضر والبذور المتجعدة من الصفات المتنحية. تهجين الجيل الأول من الهجينة مع بعضها البعض. في الجيل الثاني لوحظ الانقسام المظهري بنسبة 9:3:3:1 أو (3+1) 2 وبعد التلقيح الذاتي لهجن F1 عادت البذور المتجعدة والخضراء للظهور طبقاً لقانون الانقسام. .

النباتات الأم في هذه الحالة لها الطرازان الوراثيان AABB و aabb، والنمط الوراثي للهجن F 1 هو AaBb، أي أنه ثنائي الزيجوت.

وهكذا، عند تهجين أفراد متغايري الزيجوت الذين يختلفون في عدة أزواج من السمات البديلة، يظهر النسل انقسامًا ظاهريًا في النسبة (3+1) n، حيث n هو عدد أزواج السمات البديلة.

تسمى الجينات التي تحدد تطور أزواج مختلفة من السمات غير الأليلية.

تعتمد نتائج المعابر ثنائية الهجين ومتعددة الهجين على ما إذا كانت الجينات التي تحدد السمات قيد النظر موجودة على نفس الكروموسوم أو على كروموسومات مختلفة. اكتشف مندل سمات كانت جيناتها موجودة في أزواج مختلفة من كروموسومات البازلاء المتماثلة.

أثناء الانقسام الاختزالي، يتم دمج الكروموسومات المتماثلة من أزواج مختلفة بشكل عشوائي في الأمشاج. إذا دخل كروموسوم الأب للزوج الأول إلى الأمشاج، فمن المحتمل أن يتمكن كل من كروموسومات الأب والأم للزوج الثاني من الدخول إلى هذا الأمشاج. ولذلك، فإن السمات التي تقع جيناتها في أزواج مختلفة من الكروموسومات المتماثلة يتم دمجها بشكل مستقل عن بعضها البعض. وتبين لاحقًا أنه من بين أزواج السمات السبعة التي درسها مندل في البازلاء، والتي تحتوي على عدد كروموسوم ثنائي الصبغية 2n = 14، كانت الجينات المسؤولة عن أحد أزواج السمات موجودة على نفس الكروموسوم. إلا أن مندل لم يكتشف وجود مخالفة لقانون الميراث المستقل، حيث لم يلاحظ الارتباط بين هذه الجينات بسبب المسافة الكبيرة بينهما).

بناءً على بحثه، استنتج مندل القانون الثالث - قانون الميراث المستقل للسمات، أو التركيبة المستقلة للجينات.

يتم توريث كل زوج من الجينات الأليلية (والصفات البديلة التي تتحكم فيها) بشكل مستقل عن بعضها البعض.

يشكل قانون التركيبة المستقلة للجينات أساس التباين التجميعي الذي يتم ملاحظته أثناء التهجين في جميع الكائنات الحية. لاحظ أيضًا أنه، على عكس قانون مندل الأول، الذي يكون صالحًا دائمًا، فإن القانون الثاني صالح فقط للجينات المتوضعة في أزواج مختلفة من الكروموسومات المتماثلة. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الكروموسومات غير المتجانسة تتحد في الخلية بشكل مستقل عن بعضها البعض، وهو ما تم إثباته ليس فقط من خلال دراسة طبيعة وراثة السمات، ولكن أيضًا من خلال الطرق الخلوية المباشرة.

عند دراسة المادة، انتبه إلى حالات انتهاكات الانقسامات المظهرية المنتظمة الناجمة عن التأثير المميت للجينات الفردية.

الوراثة والتقلب.الوراثة والتقلب هي أهم الخصائص المميزة لجميع الكائنات الحية.

ينقسم التباين الوراثي أو الوراثي إلى اندماجي وطفري.

يُطلق على التباين التوافقي اسم التباين، والذي يعتمد على تكوين إعادة التركيب، أي مجموعات من الجينات التي لم يكن لدى الوالدين.

أساس التباين التوافقي هو التكاثر الجنسي للكائنات الحية، ونتيجة لذلك تنشأ مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأنماط الجينية. هناك ثلاث عمليات تعمل كمصادر غير محدودة تقريبًا للتنوع الجيني:

1. الاختلاف المستقل للكروموسومات المتماثلة في الانقسام المنصف الأول. إن المزيج المستقل من الكروموسومات أثناء الانقسام الاختزالي هو أساس القانون الثالث لـ G. Mendel. يعد ظهور بذور البازلاء الخضراء الناعمة والصفراء المجعدة في الجيل الثاني من تهجين النباتات مع البذور الناعمة الصفراء والخضراء المتجعدة مثالاً على التباين التوافقي.

2. التبادل المتبادل لأجزاء الكروموسومات المتماثلة أو العبور. فهو يخلق مجموعات ربط جديدة، أي أنه بمثابة مصدر مهم لإعادة التركيب الجيني للأليلات. تساهم الكروموسومات المؤتلفة، بمجرد وجودها في الزيجوت، في ظهور خصائص غير نمطية لكل من الوالدين.

3. مزيج عشوائي من الأمشاج أثناء الإخصاب.

تعمل مصادر التباين التجميعي هذه بشكل مستقل وفي وقت واحد، مما يضمن "خلطًا" مستمرًا للجينات، مما يؤدي إلى ظهور كائنات ذات نمط جيني ونمط ظاهري مختلف (الجينات نفسها لا تتغير). ومع ذلك، فإن مجموعات الجينات الجديدة تتحلل بسهولة تامة عندما تنتقل من جيل إلى جيل.

مثال على التباين التوافقي. تمتلك زهرة الجمال الليلي جينًا للبتلات الحمراء A وجينًا للبتلات البيضاء A. الكائن Aa لديه بتلات وردية اللون. وبالتالي فإن جمال الليل ليس لديه جينة للون الوردي، فاللون الوردي ينشأ من اتحاد (تركيبة) الجينات الحمراء والبيضاء.

إصابة الشخص بمرض فقر الدم المنجلي الوراثي. AA هو المعيار، أأ هو الموت، أأ هو SKA. مع SCD، لا يستطيع الشخص تحمل زيادة النشاط البدني، ولا يعاني من الملاريا، أي أن العامل المسبب للملاريا، Plasmodium falciparum، لا يمكنه أن يتغذى على الهيموجلوبين الخاطئ. وهذه الميزة مفيدة في المنطقة الاستوائية؛ لا يوجد جين له، فهو ينشأ من مزيج من الجينات A وa.

وبالتالي، يتم تعزيز التباين الوراثي من خلال التباين التجميعي. بعد ظهورها، تجد الطفرات الفردية نفسها بالقرب من طفرات أخرى وتصبح جزءًا من الأنماط الجينية الجديدة، أي تنشأ العديد من مجموعات الأليلات. يعتبر أي فرد فريدًا من الناحية الوراثية (باستثناء التوائم المتماثلة والأفراد الناتجين عن التكاثر اللاجنسي لنسخة تحتوي على خلية واحدة كسلف لها). لذلك، إذا افترضنا أنه في كل زوج من الكروموسومات المتماثلة يوجد زوج واحد فقط من الجينات الأليلية، فبالنسبة للشخص الذي لديه مجموعة أحادية الصيغة الصبغية من الكروموسومات تساوي 23، فإن عدد الأنماط الجينية المحتملة سيكون 3 أس 23. مثل هذا العدد الهائل من الأنماط الجينية أكبر 20 مرة من عدد جميع الأشخاص على وجه الأرض. لكن في الواقع تختلف الكروموسومات المتماثلة في عدة جينات ولا تؤخذ في الاعتبار ظاهرة العبور في الحساب . لذلك، يتم التعبير عن عدد الأنماط الجينية المحتملة برقم فلكي، ويمكن القول بثقة أن ظهور شخصين متطابقين يكاد يكون مستحيلاً (باستثناء التوائم المتطابقة الناشئة من بويضة واحدة مخصبة). وهذا، على وجه الخصوص، يعني إمكانية تحديد الهوية بشكل موثوق من بقايا الأنسجة الحية، مما يؤكد أو يستبعد الأبوة.

وبالتالي، فإن تبادل الجينات بسبب تقاطع الكروموسومات في القسم الأول من الانقسام الاختزالي، وإعادة التركيب المستقل والعشوائي للكروموسومات في الانقسام الاختزالي وعشوائية اندماج الأمشاج أثناء العملية الجنسية هي ثلاثة عوامل تضمن وجود التباين التوافقي . التباين الطفري للنمط الجيني نفسه.

الطفرات هي تغيرات موروثة مفاجئة في المادة الوراثية تؤدي إلى تغيرات في خصائص معينة في الكائن الحي.

تم تطوير الأحكام الرئيسية لنظرية الطفرة من قبل العالم جي دي فريس في عام 1901 – 1903 وتتلخص في ما يلي:

تنشأ الطفرات فجأة، بشكل متقطع، كتغيرات منفصلة في الخصائص؛

تتميز الطفرات عن التغيرات غير الوراثية، بأنها تغيرات نوعية تنتقل من جيل إلى جيل؛

تظهر الطفرات بطرق مختلفة ويمكن أن تكون مفيدة وضارة، أو سائدة أو متنحية؛

ويعتمد احتمال اكتشاف الطفرات على عدد الأفراد الذين تم فحصهم؛

وقد تحدث طفرات مماثلة بشكل متكرر؛

الطفرات غير موجهة (تلقائية)، أي أن أي جزء من الكروموسوم يمكن أن يتحور، مما يسبب تغيرات في كل من العلامات البسيطة والحيوية.

تقريبا أي تغيير في بنية أو عدد الكروموسومات، حيث تحتفظ الخلية بالقدرة على إعادة إنتاج نفسها، يسبب تغيرا وراثيا في خصائص الكائن الحي.

وفقًا لطبيعة التغير في الجينوم، أي مجموعة الجينات الموجودة في مجموعة أحادية الصيغة الصبغية من الكروموسومات، يتم تمييز الطفرات الجينية والكروموسومية والطفرات الجينومية.

الطفرات الجينية أو النقطية هي نتيجة التغيرات في تسلسل النيوكليوتيدات في جزيء الحمض النووي داخل جين واحد.

يتم إعادة إنتاج مثل هذا التغيير في الجين أثناء النسخ في بنية الرنا المرسال؛ فهو يؤدي إلى تغير في تسلسل الأحماض الأمينية في سلسلة البولي ببتيد المتكونة أثناء الترجمة على الريبوسومات. ونتيجة لذلك، يتم تصنيع بروتين آخر، مما يؤدي إلى تغيير في الخصائص المقابلة للجسم. هذا هو النوع الأكثر شيوعًا من الطفرات وأهم مصدر للتباين الوراثي في ​​الكائنات الحية.

الطفرات الكروموسومية (إعادة الترتيب، أو الانحرافات) هي تغيرات في بنية الكروموسومات يمكن تحديدها ودراستها تحت المجهر الضوئي.

هناك أنواع مختلفة من إعادة الترتيب معروفة:

نقص في – فقدان الأجزاء الطرفية للكروموسوم.

حذف – فقدان جزء من الكروموسوم في الجزء الأوسط منه؛

الازدواجية – التكرار المزدوج أو المتعدد للجينات المترجمة في منطقة معينة من الكروموسوم؛

الانقلاب – دوران جزء من الكروموسوم بمقدار 180 درجة، ونتيجة لذلك توجد الجينات الموجودة في هذا القسم في تسلسل عكسي مقارنة بالتسلسل المعتاد؛

النقل – تغير في موضع أي جزء من الكروموسوم في مجموعة الكروموسوم. النوع الأكثر شيوعًا من عمليات النقل هو التبادلية، حيث يتم تبادل المناطق بين اثنين من الكروموسومات غير المتماثلة. يمكن لقسم من الكروموسوم أن يغير موضعه دون تبادل متبادل، أو البقاء في نفس الكروموسوم أو تضمينه في كروموسوم آخر.

الطفرات الجينومية هي تغيرات في عدد الكروموسومات في جينوم خلايا الجسم. تحدث هذه الظاهرة في اتجاهين: نحو زيادة عدد المجموعات الصبغية الكاملة (تعدد الصبغيات) ونحو فقدان أو إدراج الكروموسومات الفردية (اختلال الصيغة الصبغية).

تعدد الصبغيات – زيادة متعددة في المجموعة الفردية للكروموسومات. تسمى الخلايا التي تحتوي على أعداد مختلفة من مجموعات الكروموسومات أحادية الصيغة الصبغية ثلاثي الصيغة الصبغية (3 ن) ورباعي الصيغة الصبغية (4 ن) وسداسي الصيغة الصبغية (6 ن) وثماني الصيغة الصبغية (8 ن) وما إلى ذلك. في أغلب الأحيان ، تتشكل polyploids عندما ينحرف ترتيب الكروموسوم إلى تتعطل أقطاب الخلية أثناء الانقسام الاختزالي أو الانقسام الفتيلي. يؤدي تعدد الصبغيات إلى تغيرات في خصائص الكائن الحي، وبالتالي فهو مصدر مهم للتنوع في التطور والاختيار، وخاصة في النباتات. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الخنوثة (التلقيح الذاتي)، و apomixis (التوالد العذري) والتكاثر الخضري منتشرة على نطاق واسع في الكائنات النباتية. ولذلك، فإن حوالي ثلث الأنواع النباتية شائعة على كوكبنا – polyploids ، وفي الظروف القارية الحادة لجبال Pamirs المرتفعة ، ينمو ما يصل إلى 85٪ من polyploids. جميع النباتات المزروعة تقريبًا هي أيضًا متعددة الصيغ الصبغية، والتي، على عكس أقاربها البرية، تحتوي على أزهار وفواكه وبذور أكبر، وتتراكم المزيد من العناصر الغذائية في أعضاء التخزين (السيقان والدرنات). تتكيف Polyploids بسهولة أكبر مع الظروف المعيشية غير المواتية وتتحمل درجات الحرارة المنخفضة والجفاف بسهولة أكبر. ولهذا السبب فهي منتشرة على نطاق واسع في المناطق الشمالية والجبلية العالية.

قوانين مندل- مجموعة من الأحكام الأساسية المتعلقة بآليات انتقال الخصائص الوراثية من الكائنات الأم إلى نسلها؛ هذه المبادئ تكمن وراء علم الوراثة الكلاسيكي. عادة، يتم وصف ثلاثة قوانين في الكتب المدرسية باللغة الروسية، على الرغم من أن مندل لم يكتشف "القانون الأول"، كما أن "فرضية نقاء الأمشاج" من بين جميع القوانين التي اكتشفها، لها المعنى الأكثر عمومية والأكثر أهمية. يستحق اسم "القانون".

قصة

تجدر الإشارة إلى أن مندل نفسه لم يصوغ استنتاجاته على أنها "قوانين" ولم يخصص لها أي أرقام. علاوة على ذلك، فإن العديد من الحقائق "المكتشفة" من قبله كانت معروفة لفترة طويلة، كما يشير مندل نفسه في عمله.

بحلول منتصف القرن التاسع عشر، تم اكتشاف ظاهرة الهيمنة (O. Sarge، C. Naudin، إلخ). في كثير من الأحيان تكون جميع هجن الجيل الأول متشابهة مع بعضها البعض (تماثل الهجائن) وبحسب هذه السمة تكون جميعها متطابقة مع أحد الأبوين (سمته هي السائدة). كما أظهروا أن السمات المتنحية (التي لا تظهر في الجيل الأول الهجين) لا تختفي؛ عندما يتم تهجين الهجن مع بعضها البعض في الجيل الثاني، فإن بعض الهجن لها خصائص متنحية ("العودة إلى الأشكال الأبوية"). وقد تبين أيضًا (J. Goss et al.) أنه من بين الجيل الثاني من الهجينة ذات السمات السائدة هناك أنواع مختلفة - تلك التي تعطي وتلك التي لا تعطي الفصل أثناء التلقيح الذاتي. ومع ذلك، لم يتمكن أي من هؤلاء الباحثين من تقديم أساس نظري لملاحظاتهم.

كان الإنجاز الرئيسي لمندل هو إنشاء نظرية الوراثة التي أوضحت أنماط الوراثة التي درسها.

أساليب مندل وتقدم العمل

• درس مندل كيفية وراثة السمات الفردية.
• اختار مندل من بين جميع الخصائص الخصائص البديلة فقط - تلك التي كان لها خياران مختلفان بشكل واضح في أصنافه (البذور إما ناعمة أو مجعدة؛ لا توجد خيارات وسيطة). مثل هذا التضييق الواعي لمشكلة البحث جعل من الممكن تحديد الأنماط العامة للميراث بوضوح.
• خطط مندل ونفذ تجربة واسعة النطاق. حصل على 34 صنفاً من البازلاء من شركات زراعة البذور، اختار منها 22 صنفاً «نقياً» (لا تنتج انفصالاً حسب الخصائص المدروسة أثناء التلقيح الذاتي). ثم قام بإجراء التهجين الاصطناعي للأصناف، وتهجين الهجائن الناتجة مع بعضها البعض. وقام بدراسة وراثة سبع صفات، حيث قام بدراسة ما مجموعه حوالي 20 ألف هجين من الجيل الثاني. تم تسهيل التجربة من خلال الاختيار الناجح للكائن: البازلاء عادة ما تكون ذاتية التلقيح، ولكن من السهل تنفيذ التهجين الاصطناعي.
• كان مندل من أوائل علماء الأحياء الذين استخدموا أساليب كمية دقيقة لتحليل البيانات. واستنادا إلى معرفته بنظرية الاحتمالات، أدرك الحاجة إلى تحليل عدد كبير من التقاطعات للقضاء على دور الانحرافات العشوائية.

قانون توحيد الجيل الأول من الهجينة

رسم تخطيطي لقانوني مندل الأول والثاني. 1) يتم تهجين نبات ذو أزهار بيضاء (نسختين من الأليل المتنحي w) مع نبات ذو أزهار حمراء (نسختين من الأليل السائد R). 2) جميع النباتات المتحدرة لها أزهار حمراء ونفس النمط الجيني Rw. 3) عند حدوث الإخصاب الذاتي فإن 3/4 نباتات الجيل الثاني تكون أزهارها حمراء (التراكيب الوراثية RR + 2Rw) و1/4 تكون أزهارها بيضاء (ww).

أطلق مندل على ظهور سمة أحد الوالدين فقط في الهجينة اسم الهيمنة.

عند تهجين كائنات تختلف في زوج واحد من السمات المتناقضة، والتي تكون أليلات جين واحد مسؤولة عنها، يكون الجيل الأول من الهجينة موحدًا في النمط الظاهري والنمط الجيني. وفقاً للنمط الظاهري، فإن جميع هجن الجيل الأول تتميز بسمة سائدة؛ ووفقاً للنمط الوراثي، فإن جميع هجن الجيل الأول تكون متغايرة الزيجوت

يُعرف هذا القانون أيضًا باسم "قانون هيمنة السمات". وتستند صياغته على هذا المفهوم خط نظيففيما يتعلق بالصفة محل الدراسة - في اللغة الحديثة يعني تماثل الأفراد لهذه الصفة. صاغ مندل نقاء الشخصية على أنها غياب مظاهر الشخصيات المعاكسة في جميع الأحفاد في عدة أجيال من فرد معين أثناء التلقيح الذاتي.

عند عبور خطوط نقية من البازلاء ذات الزهرة الأرجوانية والبازلاء ذات الزهرة البيضاء، لاحظ مندل أن أحفاد النباتات التي ظهرت كانت جميعها ذات أزهار أرجوانية، مع عدم وجود نبات أبيض واحد بينهم. كرر مندل التجربة أكثر من مرة واستخدم إشارات أخرى. إذا تهجين البازلاء مع البذور الصفراء والخضراء، فإن كل النسل سيكون لديه بذور صفراء. إذا تهجين البازلاء مع بذور ناعمة ومتجعدة، فإن النسل سيكون له بذور ناعمة. كان النسل من النباتات الطويلة والقصيرة طويل القامة. لذا فإن هجن الجيل الأول تكون دائمًا موحدة في هذه الخاصية وتكتسب صفة أحد الوالدين. هذه العلامة (أقوى، مسيطر) ، قمعت الآخر دائمًا ( الصفة الوراثية النادرة).

السيادة المشتركة والهيمنة غير الكاملة

بعض الشخصيات المتعارضة لا تكون في علاقة السيطرة الكاملة (عندما يقوم أحدهما دائمًا بقمع الآخر في الأفراد المتغايرين)، ولكن في العلاقة سيادة غير تامة. على سبيل المثال، عندما يتم تقاطع خطوط أنف العجل النقية مع الزهور الأرجوانية والبيضاء، فإن أفراد الجيل الأول لديهم أزهار وردية. عند تهجين الخطوط النقية من الدجاج الأندلسي الأبيض والأسود، يولد الدجاج الرمادي في الجيل الأول. في حالة السيادة غير المكتملة، تتميز الزيجوت المتغايرة بخصائص وسيطة بين تلك المتنحية والمهيمنة.

مع السيادة المشتركة، على عكس السيادة غير الكاملة، تظهر الزيجوت المتغايرة خصائص في وقت واحد (مختلطة). من الأمثلة النموذجية على السيادة المشتركة وراثة فصائل الدم ABO في البشر. جميع نسل الأشخاص الذين لديهم النمط الجيني AA (المجموعة الثانية) وBB (المجموعة الثالثة) سيكون لديهم النمط الجيني AB (المجموعة الرابعة). النمط الظاهري ليس وسطًا بين المظهر الظاهري لوالديهم، حيث أن كلاً من المترابطات (A وB) موجودة على سطح كريات الدم الحمراء.

تم تعديل ظاهرة السيادة المشتركة والهيمنة غير الكاملة للشخصيات بشكل طفيف من خلال قانون مندل الأول: "إن الهجينة من الجيل الأول من عبور الخطوط النقية للأفراد ذوي الصفات المعاكسة هي دائمًا نفسها في هذه السمة: فهي تظهر سمة سائدة إذا كانت الصفات هم في علاقة سيادة، أو سمة مختلطة (متوسطة) إذا كانوا في علاقة سيادة مشتركة (هيمنة غير كاملة)."

قانون تقسيم الشخصيات

تعريف

قانون الفصل أو قانون مندل الثاني.

يُطلق على تهجين الكائنات الحية من خطين نقيين، يختلفان في مظاهر سمة واحدة مدروسة، والتي تكون أليلات جين واحد مسؤولة عنها، اسم التهجين الأحادي. قانون الانقسام: أثناء التهجين الأحادي في الجيل الثاني من الهجن، لوحظ انقسام في النمط الظاهري بنسبة 3:1: حوالي 3/4 من هجن الجيل الثاني لها صفة سائدة، وحوالي 1/4 لها صفة متنحية.

إن الظاهرة التي يؤدي فيها تهجين أفراد متخالفين إلى تكوين ذرية يحمل بعضها صفة سائدة وبعضها صفة متنحية تسمى بالفصل. وبالتالي فإن الفصل هو توزيع الصفات السائدة والمتنحية بين النسل بنسبة عددية معينة. الصفة المتنحية لا تختفي في هجن الجيل الأول بل يتم قمعها فقط وتظهر في الجيل الثاني الهجين

توضيح

قانون نقاء الأمشاج: تحتوي كل مشيجة على أليل واحد فقط من زوج من الأليلات لجين معين للفرد الأصلي.

عادةً ما تكون الأمشاج نقية دائمًا من الجين الثاني للزوج الأليلي. هذه الحقيقة، التي لم يكن من الممكن إثباتها في زمن مندل، تسمى أيضًا فرضية نقاء الأمشاج. تم تأكيد هذه الفرضية لاحقًا من خلال الملاحظات الخلوية. من بين جميع قوانين الميراث التي وضعها مندل، يعد هذا "القانون" هو الأكثر عمومية في طبيعته (يتم استيفاءه في ظل أوسع مجموعة من الشروط).

تعريف

قانون الميراث المستقل(قانون مندل الثالث) - يتم وراثة كل زوج من الشخصيات بشكل مستقل عن الأزواج الأخرى ويعطي تقسيمًا بنسبة 3:1 لكل زوج (كما هو الحال في تقاطع أحادي الهجين). عند تهجين النباتات التي تختلف في عدة صفات، مثل الزهور البيضاء والأرجوانية والبازلاء الصفراء أو الخضراء، فإن وراثة كل صفة تتبع القانونين الأولين وفي النسل تم دمجها بطريقة كما لو أن وراثتها حدثت بشكل مستقل عن بعضها البعض. الجيل الأول بعد التزاوج كان له الطراز الظاهري السائد في جميع الصفات. في الجيل الثاني لوحظ انقسام الصفات الظاهرية حسب الصيغة 9:3:3:1، أي أن 9/16 كانت ذات أزهار أرجوانية وبازلاء صفراء، و3/16 كانت ذات أزهار بيضاء وبازلاء صفراء، 3/ 16 منها كانت تحتوي على زهور أرجوانية وبازلاء خضراء، و1/16 تحتوي على زهور بيضاء وبازلاء خضراء.

توضيح

اكتشف مندل سمات كانت جيناتها موجودة في أزواج مختلفة من كروموسومات البازلاء المتماثلة. أثناء الانقسام الاختزالي، يتم دمج الكروموسومات المتماثلة من أزواج مختلفة بشكل عشوائي في الأمشاج. إذا دخل كروموسوم الأب للزوج الأول إلى الأمشاج، فمن المحتمل أن يتمكن كل من كروموسومات الأب والأم للزوج الثاني من الدخول إلى هذا الأمشاج. ولذلك، فإن السمات التي تقع جيناتها في أزواج مختلفة من الكروموسومات المتماثلة يتم دمجها بشكل مستقل عن بعضها البعض. (تبين فيما بعد أنه من بين الأزواج السبعة من الشخصيات التي درسها مندل في حبة البازلاء، التي لديها عدد مزدوج من الكروموسومات 2ن = 14، كانت الجينات المسؤولة عن أحد أزواج الشخصيات موجودة على نفس الكروموسوم. ومع ذلك، مندل ولم يكتشف وجود مخالفة لقانون الميراث المستقل، حيث لم يلاحظ الارتباط بين هذه الجينات بسبب المسافة الكبيرة بينهما).

الأحكام الأساسية لنظرية مندل للوراثة

وفي التفسير الحديث هذه الأحكام هي كما يلي:

• العوامل الوراثية المنفصلة (المنفصلة وغير القابلة للخلط) - الجينات مسؤولة عن السمات الوراثية (تم اقتراح مصطلح "الجين" في عام 1909 بواسطة V. Johannsen)
• يحتوي كل كائن ثنائي الصيغة الصبغية على زوج من أليلات جين معين مسؤول عن سمة معينة؛ واحد

تم استلام أحدهما من الأب والآخر من الأم.

• تنتقل العوامل الوراثية إلى الأحفاد من خلال الخلايا الجرثومية. عندما تتشكل الأمشاج، يحتوي كل منها على أليل واحد فقط من كل زوج (الأمشاج "نقية" بمعنى أنها لا تحتوي على الأليل الثاني).

شروط تحقيق قوانين مندل

وفقا لقوانين مندل، يتم توريث الصفات الأحادية فقط. إذا كان هناك أكثر من جين واحد مسؤول عن السمة المظهرية (والأغلبية المطلقة من هذه السمات)، فإن لديها نمط وراثة أكثر تعقيدًا.

شروط استيفاء قانون الفصل أثناء العبور الأحادي الهجين

يتم إجراء التقسيم 3:1 حسب النمط الظاهري و1:2:1 حسب النمط الجيني تقريبًا وفقط في ظل الشروط التالية:

1. تتم دراسة عدد كبير من الصلبان (عدد كبير من النسل).
2. تتشكل الأمشاج التي تحتوي على الأليلين A وa بأعداد متساوية (لها صلاحية متساوية).
3. لا يوجد إخصاب انتقائي: الأمشاج التي تحتوي على أي أليل تندمج مع بعضها البعض باحتمال متساو.
4. إن الزيجوت (الأجنة) ذات الأنماط الجينية المختلفة قابلة للحياة بنفس القدر.