معلومة

8.1: تقاطعات مندل أحادية الهجين - علم الأحياء

8.1: تقاطعات مندل أحادية الهجين - علم الأحياء



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

كان جريجور مندل (1822-1884) راهبًا نمساويًا اكتشف القواعد الأساسية للميراث. من 1858 إلى 1866 ، قام بتربية البازلاء في حديقة الدير الخاصة به وقام بتحليل نسل هذه التزاوجات. كانت البازلاء في الحديقة اختيارًا جيدًا للكائن التجريبي لأن العديد من الأصناف كانت متوفرة والتي تمت تربيتها بشكل صحيح للحصول على قطع واضحة ، نوعي سمات مثل

  • نسيج البذور (الجولة مقابل التجاعيد)
  • لون البذور (أخضر مقابل أصفر)
  • لون الزهرة (الأبيض مقابل الأرجواني)
  • عادة طويل القامة مقابل النمو القزم
  • وثلاثة أخرى تنوعت أيضًا بطريقة نوعية - وليست كمية.

علاوة على ذلك ، البازلاء عادة التلقيح الذاتي لأن الأسدية والكاربيل محاطة بالبتلات. عن طريق إزالة الأسدية من الزهور غير الناضجة ، يمكن مندل تنظيف حبوب اللقاح من نوع آخر على الكاربيل عندما تنضج.

الصليب الأول

عبر مندل صنفًا مستديرًا نقيًا للتربية مع سلالة نقية ذات بذور متجعدة. الوالدان (عينان ص جيل) نقي التكاثر لأن كل منها كان متماثلًا للأليلات في موضع الجين (على الكروموسوم 7) الذي يتحكم في نسيج البذور (RR للجولة ص ص للتجاعيد).

النتائج

أنتجت كل البازلاء في الثانية أو جيل هجين كانت مستديرة.

ترجمة

كل البازلاء من هذا F1 توليد أحصل على النمط الجيني Rr. تلقت كل الحيوانات المنوية الفردية والبيض الناتج عن الانقسام الاختزالي كروموسومًا واحدًا 7. تلقت جميع الحيوانات الملقحة واحدًا ر أليل (من الوالد المستدير) وواحد ص أليل (من الوالد المتجعد). لأن السمة المستديرة هي مهيمن، ال النمط الظاهري كل البذور كانت مستديرة.

الأمشاج (الأم المستديرة)
رر
الأمشاج
(الوالد المتجعد)
صصص
صصص

الصليب الثاني

ثم سمح مندل لبازلاءه المهجنة بالتلقيح الذاتي.

النتائج

صفة التجاعيد - التي اختفت في جيله الهجين - عادت إلى الظهور في 25٪ من المحصول الجديد من البازلاء.

ترجمة

اتحاد عشوائي لأعداد متساوية من ر و ص أنتجت الأمشاج F2 جيل بنسبة 25٪ RR و 50٪ ص - كلاهما مع النمط الظاهري الدائري - و 25٪ ص ص مع النمط الظاهري المتجعد.

F1 الأمشاج
رص
F1 الأمشاجرRRص
صصص ص

الصليب الثالث

ثم سمح مندل ببعض من كل نمط ظاهري في F.2 جيل للتلقيح الذاتي. نتائجه:

  • جميع البذور المتجعدة في F2 أنتج جيل فقط البذور المجعدة في F.3.
  • ثلث (193/565) من الجولة F1 أنتجت البذور البذور المستديرة فقط في F3 جيل ، ولكن
  • أنتج ثلثاهم (372/565) كلا النوعين من البذور في F3 و- مرة أخرى- بنسبة 3: 1.

ترجمة

ثلث البذور المستديرة وجميع البذور المتجعدة في F2 كان الجيل متماثل الزيجوت وأنتج فقط بذورًا من نفس النمط الظاهري. لكن ثلثي البذور المستديرة في F.2 كانت متغايرة الزيجوت وأنتج التلقيح الذاتي كلا الطرز الظاهرية في نسبة F النموذجية1 تعبر.

نسب النمط الظاهري تقريبية

اتحاد الحيوانات المنوية والبويضات عشوائي. إذاً الكبسولة في الصورة الملونة () - ببذورها التسع الملساء و 3 بذور مجعدة! - يمثل شيئًا من الصدفة الإحصائية. ومع زيادة حجم العينة ، يتم تقليل انحرافات الصدفة وتقترب النسب من التنبؤات النظرية بشكل أوثق. يوضح الجدول إنتاج البذور الفعلي بمقدار عشرة من Mendel's F1 النباتات. بينما انحرفت نباتاته الفردية بشكل كبير عن النسبة المتوقعة 3: 1 ، اقتربت المجموعة ككل منها عن كثب.

مستديرمتجعد
1.4512
2.278
3.247
4.1916
5.3211
6.266
7.8824
8.2210
9.286
10.257
المجموع336107

فرضية مندل

لشرح نتائجه ، صاغ مندل فرضية تضمنت ما يلي:

  1. يوجد في الكائن الحي زوج من العوامل التي تتحكم في مظهر خاصية معينة. (نحن نتصل بهم الجينات.)
  2. يرث الكائن الحي هذه العوامل من والديه ، واحدًا من كل منهما.
  3. ينتقل كل منها من جيل إلى جيل كوحدة منفصلة وغير متغيرة. (البذور المتجعدة في F2 لم يكن الجيل أقل تجعدًا من الجيل P على الرغم من أنهم مروا عبر F المصنفة1 توليد.)
  4. عندما تتشكل الأمشاج ، تنفصل العوامل وتوزع كوحدات لكل مشيج. غالبًا ما يطلق على هذا البيان اسم Mendel حكم الفصل.
  5. إذا كان الكائن الحي يحتوي على عاملين مختلفين (نسميها الأليلات) لخاصية مميزة ، فيمكن التعبير عن أحدهما بالاستبعاد التام للآخر (مهيمن ضد الصفة الوراثية النادرة).

اختبار Testcross: اختبار فرضية مندل

الفرضية الجيدة تفي بعدة معايير.

  • يجب أن تقدم تفسيرا كافيا للحقائق المرصودة.
  • إذا استوفت فرضيتان أو أكثر هذا المعيار ، يفضل استخدام الفرضية الأبسط.
  • يجب أن تكون قادرة على يتنبأ حقائق جديدة.

لذلك إذا كان التعميم صحيحًا ، فيمكن أن تكون بعض العواقب المحددة استخلص منه. لاختبار فرضيته ، تنبأ مندل بنتيجة تجربة تربية لم يقم بها بعد. عبر البازلاء المستديرة متغايرة الزيجوت (ص) مع التجاعيد (متجانسة ، ص ص) منها. وتوقع أنه في هذه الحالة سيكون نصف البذور المنتجة مستديرة (ص) ونصف متجعد (ص ص)

F1 الأمشاج
رص
الأمشاجصصص ص
صصص ص

بالنسبة لمراقب عرضي في حديقة الدير ، لم يظهر الصليب مختلفًا عن صليب ص الصليب الموصوف أعلاه: البازلاء ذات البذور المستديرة التي يتم عبورها مع البذور المجعدة. لكن مندل توقع أنه هذه المرة سينتج بذورًا مستديرة ومتجعدة وبنسبة 50:50. أجرى الصليب وحصد 106 حبة من البازلاء و 101 حبة من البازلاء المجعدة.

هذا النوع من التزاوج يسمى أ testcross. إنها "تختبر" التركيب الجيني في تلك الحالات التي يوجد فيها نوعان مختلفان من الأنماط الجينية (مثل RR و ص) تنتج نفس النمط الظاهري.

مندل لم يتوقف هنا.

  • واستمر في عبور أصناف البازلاء التي اختلفت في ست سمات نوعية أخرى. في كل حالة ، دعمت النتائج فرضيته.
  • عبر البازلاء التي اختلفت في صفتان. وجد أن وراثة إحدى السمات كان مستقلاً عن وراثة سمة أخرى ، وبالتالي صاغ قاعدته الثانية: ال حكم تشكيلة مستقلة.

قواعد مندل اليوم

لم يول اهتمام كبير عندما نشر مندل النتائج التي توصل إليها في عام 1866. ولم يتم الكشف عن عمله حتى عام 1900 ، وبعد 34 عامًا و 16 عامًا بعد وفاته. بحلول ذلك الوقت ، اكتشف ثلاثة رجال - يعملون بشكل مستقل - نفس المبادئ. لذا فإن التطور الملحوظ الحالي في علم الوراثة يعود إلى بداية القرن العشرين فقط.

اكتشاف الكروموسومات - وسلوكها أثناء الانقسام الاختزالي (2 ن -> ن) والتخصيب (ن + ن -> 2 ن) - وضع الأساس الهيكلي لقواعد مندل.

ما هي حالة قواعد مندل اليوم؟ على الرغم من اكتشاف العديد من الاستثناءات المهمة لها - ثلاثة أمثلة:

  • كلا العضوين في العديد من أزواج الأليلات يؤثران على النمط الظاهري ؛ أي أن أيًا منهما ليس مهيمنًا بشكل كامل
  • عدة أزواج مختلفة من الجينات - غالبًا على كروموسومات مختلفة - تؤثر على النمط الظاهري مضافا مع عدم سيطرة أي منها بشكل كامل.
  • لا يتم توريث العديد من مواقع الجينات بشكل مستقل ولكنها تظهر ارتباطًا (لأنها قريبة نسبيًا من نفس الكروموسوم)

لا تزال قواعده تشكل الأساس الذي يقوم عليه علم الوراثة.


قوانين مندل ، والهجين أحادي الهجين وثنائي الهجين

قوانين مندل ، الهجين أحادي الهجين وثنائي الهجين. السيدة ستيوارت تكرم علم الأحياء. العمل الجرس. وصف العلاقة بين النمط الجيني والنمط الظاهري. المعايير. CLE 3210.4.1 تحقق من كيفية تشفير المعلومات الجينية في الأحماض النووية. - عرض بوربوينت PPT

قوانين مندلز ، الهجين أحادي الهجين وثنائي الهجين StewartHonors Biology عمل بيل يصف العلاقة بين النمط الجيني والنمط الظاهري المعايير CLE 3210.4.1 التحقيق في كيفية تشفير المعلومات الجينية في الأحماض النووية.

CLE 3210.4.3 توقع نتيجة التهجين أحادي الهجين وثنائي الهجين.

الأهدافتحليل قانون الفصل إنشاء مربع Punnett باستخدام الأنماط الجينية للوالدين توقع نتيجة واحتمال حدوث تهجينات أحادية الهجين

مراجعة: ما هي الوراثة ، ولماذا يشبه الأطفال والديهم ، ولماذا يتشابه الإخوة والأخوات؟

نحن نرث الصفات من آبائنا

الوراثة = انتقال الصفات الوراثية من الآباء إلى الأبناء

6 الصفات والجينات تحمل الجينات التعليمات التي تحدد سماتنا الجينات = أجزاء من تسلسل الحمض النووي التي ترمز لسمات معينة الصفات = اختلافات محددة وراثيًا في الخصائص (الصفات) مثال: لون الشعر الطبيعي ، لون العين ، لون البشرة ، إلخ.

يمكن أن تساعد البيئة التي نعيش فيها أيضًا في تحديد سماتنا على سبيل المثال: قد ترمز جينات الأشخاص إلى لون معين من الشعر ، لكن التعرض للأصباغ والمواد الكيميائية وأشعة الشمس وما إلى ذلك يمكن أن يغير ذلك اللون. فقدان الساق) ، والجراحة التجميلية لتغيير شكل الأنف الأصلي ، وما إلى ذلك.

عدد الأطراف (حادث يسبب فقدان الساق) ، جراحة تجميلية لتغيير شكل الأنف الأصلي ، إلخ. 8 كيف نرث سمات من آبائنا؟ تذكر الانقسام الاختزالي؟

تحمل الكروموسومات الجينات (الأليلات). تصطف أزواج الكروموسومات المكررة والمتجانسة وتشكل رباعيًا. قد يحمل أحدهم أليلًا سائدًا والآخر قد يحمل أليلًا متنحيًا. في الانقسام الاختزالي الأول ، تنفصل الأزواج المتماثلة (الرباعية). في Meiosis II ، يتم فصل الكروماتيدات الشقيقة (مكررة). إعطاء كل من الأمشاج الأربعة أليل. أيا كانت الأمشاج المخصبة هو الأليل الذي سيحصل عليه الطفل. 9 كيف نرث الصفات من آبائنا؟

تحتوي خلايا جسم الإنسان (الخلايا الجسدية) على مجموعتين كاملتين من 23 كروموسوم 2 × 23 = 46 كروموسوم مجموعة واحدة من 23 من الحيوانات المنوية (أبي) مجموعة واحدة من 23 تأتي من بويضة (أمي) يساهم كل والد بمجموعة كاملة واحدة للطفل ، مما يعطي الطفل مزيج من الجينات ، الإخصاب ، الإخصاب ، يندمج حيوان منوي واحد مع بويضة لتشكيل الزيجوت ، تحتوي الزيجوت الآن على مجموعتين من 23 كروموسوم (إجمالي 46) ستبدأ هذه الخلية في الانقسام وستصبح في النهاية طفلة.

أخبر كلبك كيف نرث السمات من آبائنا

يساهم الوالدان بواحد من كل زوج كروموسوم للطفل في النمط النووي ، يوجد 2 كروموسوم في كل موقع ، ويمثل هذا الكروموسومين اللذين تم تلقيهما من الوالدين. واحد من الأم ، والآخر من الأب ، خلال الانقسام الاختزالي ، تنفصل هذه الأمشاج إلى أمشاج مختلفة (خلايا جنسية).

اقترح مندل قانونين تشرح هذه القوانين كيف تنفصل أزواج الكروموسومات المتجانسة لكل والد في الأمشاج أثناء الانقسام الاختزالي.

قانون التشكيلة المستقلة قانون الفصل تنفصل الكروموسومات المتجانسة أثناء تكوين الأمشاج

الكلاب اشرح قانون الفصل لقطتك

قانون التشكيلة المستقلة تنفصل أزواج الأليل بشكل مستقل أثناء تكوين الأمشاج - مما يعني أن انتقال السمات إلى النسل مستقل عن بعضها البعض.

القطط اشرح قانون التشكيلة المستقلة لكلبك

الأشقاء: نظرًا لأن الآباء يساهمون بالكروموسومات بشكل عشوائي ، فإن كل طفل يرث مجموعة فريدة من السمات ، فبعضها قد يشبه الأم ، والبعض الآخر قد يشبه الأب ، والبعض الآخر سيكون فريدًا تمامًا ، وقد يكونان متشابهين أو مختلفين تمامًا.

فكر في زوج من القطط والكلاب كيف يمكننا التنبؤ بميراث السمات؟

مربعات بونت ، مربعات بونت ، تستخدم مربعات بونيت الأنماط الجينية للتنبؤ بالميراث ، تُظهر مربعات بونت قانون الفصل في العمل

MomDad ماذا تمثل الحروف الموجودة على السطح الخارجي لمربع Punnett؟

ماذا تمثل كل من المربعات داخل مربع Punnett؟

هل يهم الجانب الذي تضع فيه التركيب الوراثي للوالدين؟

لا ، النتائج هي نفسها. ما هي الأنماط الجينية للوالدين؟

BB و BbBbBBBBBBBbBb0 تحقق من الفهم يتم عبور شخص أرجواني أعور واحد مع آكل شخص أرجواني ذو عينين. كل ذريتهم لها عينان. ما هي السمة السائدة؟ استخدم الحرف E أو e لتمثيل الأليلات (الاختلافات) لهذا الجين. ما هو النمط الوراثي للنسل إذا تهجين سلالة أرجوانية أصيلة العينين يأكلون مع شخص أرجواني متماثل العينين يأكلون الطعام؟ من النسل الناتج سيكون له عينان؟

النسب هي نسبة وجود شيء ما مقارنة بآخر

نسبة النمط الجيني = نسبة الأنماط الجينية المحتملة في نسل الهجين

نسبة النمط الظاهري = حصة الطرز الظاهرية المحتملة في نسل صليب

الاختصارات المعروفة المهيمنة متجانسة الزيجوت متقاطعة مع متنحية متماثلة اللواقح 100٪ من النسل سيكون متغاير الزيجوت 4: 0 نسبة متغايرة الزيجوت إلى أنماط وراثية أخرى 100٪ من النسل سيظهر الصفة المهيمنة 4: 0 نسبة السائدة إلى المتنحية مثال: عبور BB x bb B = الفراء الأسود

B متغاير الزيجوت x متغاير الزيجوت أكمل هذا التقاطع - Bb x Bb

نسبة النمط الجيني: BB: Bb: bb = 1: 2: 1 دائمًا!

النسبة المظهرية: السمة السائدة الموضحة: السمة المتنحية المعروضة = 3: 1 دائمًا!

b BbBbBbBBbbTest CrossGuinea Pig Fur ColorB = الفراء الأسود b = الفراء الأبيض

ما هي الأنماط الجينية المحتملة لخنزير غينيا ذو الفراء الأسود؟

كيف يمكننا تحديد التركيب الجيني الصحيح؟

اختبار الصليب = عبور فرد يعبر عن السمة السائدة مع فرد متنحي متماثل الزيجوت لتحديد النمط الوراثي اختبار الصليب إذا تم عبور خنزير غينيا أسود مع خنزير غينيا أبيض متنحٍ متجانس وحتى أحد النسل أبيض ، فما هو النمط الوراثي الوحيد الممكن لـ خنزير غينيا الأسود؟

ب ـ ثلاثة أنواع من العلاقات المهيمنة للأليلات ؛ هيمنة كاملة

الهيمنة الكاملة العلاقة المهيمنة مقابل العلاقة المتنحية

الهيمنة غير الكاملة: لا يكون أحدهما مهيمنًا تمامًا على الآخر ، وبدلاً من ذلك ، سيكون للزيجوت المتغاير مزيج من الصفات السائدة والمتنحية

يتم التعبير عن كلا أليلين للجين في متغاير الزيجوت في وقت واحد ، فلا يوجد أليل سائد أو متنحي ، ولا يمتزجان معًا

تقاطع ثنائي الهجين: تقاطع يتم فيه تتبع خاصيتين

استخدم f.o.i.l. طريقة لتحديد الأمشاج

زوج F هو أول الأليلين الأولين لكل خاصية ، أو زوج الأليلين الخارجيين ، أقارن الأليلين الداخليين L أزواج الأليلين الأخيرين لكل خاصية

أنت تفعل التالي في ورقة العمل الخاصة بك

متغاير الزيجوت × متغاير الزيجوت ما هي مجموعات الأمشاج لكل خنزير غينيا؟ اختصار النسل: 9: 3: 3: 1 نسبة النمط الظاهري دائمًا!

9 صفتان مهيمنتان 3 صفة متنحية واحدة مهيمنة 3 السمة الأخرى السائدة والمتنحية


8.1: تقاطعات مندل أحادية الهجين - علم الأحياء

البرنامج التعليمي للمساعدة في الإجابة على السؤال

في نباتات البازلاء ، تهيمن البذور الكروية (S) على البذور المنبعجة. في التهجين الجيني لنبتين متغاير الزيجوت لسمات شكل البذور ، ما هو جزء النسل الذي يجب أن يحتوي على بذور كروية؟
الدورة التعليمية

يمثل الشكل أعلاه تقاطعًا أحادي الهجين للنباتات الهجينة F1. كلا النباتين الأم متغاير الزيجوت (Ss) للأليل الذي يحدد شكل البذور. ينتج عن وجود الأليل السائد (S) في النباتات متماثلة اللواقح (SS) أو النباتات غير المتجانسة (Ss) بذور كروية. النباتات المتنحية (ss) متماثلة اللواقح لها بذور مبعثرة.

لحل المشكلة 1 ، ستحتاج إلى إنشاء مربع Punnett. سيرشدك هذا البرنامج التعليمي خلال هذه العملية.

إنشاء ساحة بونت

1. قم بإعداد مربع 2 في 2 Punnett.
2. اكتب الأليلات للوالد 1 على الجانب الأيسر من مربع بونت.

سيكون لكل مشيج واحد من أليلين الوالد. في هذا التهجين المحدد ، سيكون لنصف الأمشاج الأليل السائد (S) ، وسيحتوي النصف الآخر على الأليل المتنحي (الأليل). سوف نستخدم الأزرق والبني لتتبع الأليلات لكل من الوالدين.

3. اكتب الأليلات من الأصل 2 فوق مربع Punnett.

بالنسبة لهذا الوالد متغاير الزيجوت (Ss) ، فإن نصف الأمشاج سيكون لها الأليل السائد (S) ، والنصف الآخر سيكون له الأليل المتنحي (الأليل).

4. املأ المربعات الخاصة بالوالد 1.

املأ كل مربع بالأليل من الأصل 1 الذي يصطف مع الصف.

5. املأ المربعات الخاصة بالوالد 2.

املأ كل مربع بالأليل من الأصل 2 الذي يصطف مع العمود.


8.3 | قوانين الميراث

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على:

  • شرح قانون مندل للفصل والتشكيلة المستقلة من حيث علم الوراثة وأحداث الانقسام الاختزالي
  • استخدم طريقة الخط المتشعب وقواعد الاحتمال لحساب احتمال الأنماط الجينية والأنماط الظاهرية من تهجينات جينية متعددة
  • اشرح تأثير الارتباط وإعادة التركيب على الأنماط الجينية المشيمية
  • اشرح النتائج المظهرية للتأثيرات المعرفية بين الجينات

عمم مندل نتائج تجاربه في نبات البازلاء في أربعة افتراضات ، يُطلق على بعضها أحيانًا "القوانين" ، التي تصف أساس الوراثة السائدة والمتنحية في الكائنات ثنائية الصبغيات. كما تعلمت ، توجد امتدادات أكثر تعقيدًا من Mendelism والتي لا تظهر نفس نسب النمط الظاهري F2 (3: 1). ومع ذلك ، تلخص هذه القوانين أساسيات علم الوراثة الكلاسيكي.

أزواج من عوامل الوحدة أو الجينات

اقترح مندل أولاً أن عوامل الوراثة المقترنة بالوراثة تنتقل بأمانة من جيل إلى جيل عن طريق التفكك وإعادة الفصل بين العوامل المقترنة أثناء التولد الجيني والإخصاب ، على التوالي. بعد أن عبر البازلاء بصفات متناقضة ووجد أن السمة المتنحية عادت إلى الظهور في الجيل F2 ، استنتج مندل أن العوامل الوراثية يجب أن تُورث كوحدات منفصلة. تناقض هذا الاستنتاج مع الاعتقاد السائد في ذلك الوقت بأن السمات الأبوية قد اختلطت في النسل.

يمكن أن تكون الأليلات مهيمنة أو متنحية

ينص قانون مندل للهيمنة على أنه في الزيجوت المتغاير ، تخفي إحدى السمات وجود سمة أخرى لنفس الخاصية. بدلاً من كلا الأليلين اللذين يساهمان في النمط الظاهري ، سيتم التعبير عن الأليل السائد حصريًا. سيبقى الأليل المتنحي "كامنًا" ولكنه سينتقل إلى النسل بنفس الطريقة التي ينتقل بها الأليل السائد. سيتم التعبير عن السمة المتنحية فقط من خلال ذرية لديها نسختين من هذا الأليل (الشكل 12.15) ، وسوف تتكاثر هذه النسل بشكل صحيح عند التهجين الذاتي.

منذ تجارب مندل مع نباتات البازلاء ، وجد باحثون آخرون أن قانون السيادة لا يصح دائمًا. بدلاً من ذلك ، تم العثور على عدة أنماط مختلفة من الميراث.

الشكل 8.15 الطفل في الصورة يعبر عن المهق ، وهي سمة متنحية.

الفصل المتساوي من الأليلات

من خلال ملاحظة أن نباتات البازلاء ذات الصفات المتناقضة التي تتكاثر بشكل حقيقي أدت إلى ظهور أجيال من الجيل الأول التي عبرت جميعها عن السمة السائدة وأجيال F2 التي عبرت عن الصفات السائدة والمتنحية بنسبة 3: 1 ، اقترح مندل قانون الفصل. ينص هذا القانون على أن عوامل الوحدة المزدوجة (الجينات) يجب أن تنفصل بالتساوي في الأمشاج بحيث يكون للنسل احتمال متساوٍ لوراثة أي من العاملين. بالنسبة للجيل F2 من التهجين أحادي الهجين ، يمكن أن ينتج عن المجموعات الثلاثة المحتملة التالية من الأنماط الجينية: سائدة متماثلة اللواقح ، أو متغايرة الزيجوت ، أو متنحية متماثلة اللواقح. نظرًا لأن الزيجوت المتغايرة يمكن أن تنشأ من مسارين مختلفين (تلقي أليل واحد مهيمن والآليل متنحي واحد من أي من الوالدين) ، ولأن الزيجوت المتغايرة والأفراد المسيطرين متماثل الزيجوت متطابقين ظاهريًا ، فإن القانون يدعم نسبة مندل الملحوظة 3: 1. إن الفصل المتساوي بين الأليلات هو السبب في أنه يمكننا تطبيق مربع Punnett للتنبؤ بدقة بنسل الآباء ذوي الأنماط الجينية المعروفة. الأساس المادي لقانون مندل للفصل العنصري هو التقسيم الأول للانقسام الاختزالي ، حيث يتم فصل الكروموسومات المتماثلة بإصداراتها المختلفة من كل جين في نوى ابنة. لم يفهم المجتمع العلمي دور الفصل الانتصافي للكروموسومات في التكاثر الجنسي خلال حياة مندل.

تشكيلة مستقلة

ينص قانون مندل للتشكيلة المستقلة على أن الجينات لا تؤثر على بعضها البعض فيما يتعلق بفرز الأليلات في الأمشاج ، ومن المرجح أن تحدث كل مجموعة محتملة من الأليلات لكل جين على حد سواء. يمكن توضيح التشكيلة المستقلة للجينات من خلال التهجين الثنائي الهجين ، وهو تقاطع بين أبوين متكاثرين حقيقيين يعبران عن سمات مختلفة لخاصيتين. ضع في اعتبارك خصائص لون البذور وملمس البذور لنباتين من البازلاء ، أحدهما يحتوي على بذور خضراء مجعدة (سنة) والآخر يحتوي على بذور صفراء مستديرة (YYRR). نظرًا لأن كل والد متماثل ، فإن قانون الفصل يشير إلى أن الأمشاج للنبات الأخضر / المجعد كلها عام ، وأن الأمشاج للنبات الأصفر / المستدير كلها YR. لذلك ، فإن الجيل F1 من النسل كلها YyRr (الشكل 12.16).

بالنسبة لجيل F2 ، يتطلب قانون الفصل العنصري أن يتلقى كل مشيج إما أليل R أو أليل r جنبًا إلى جنب مع أليل Y أو أليل y. ينص قانون التشكيلة المستقلة على أن الأمشاج التي يُفرز فيها الأليل r من المرجح أن تحتوي إما على أليل Y أو أليل y. وبالتالي ، هناك أربعة أمشاج متساوية الاحتمال يمكن تكوينها عندما يتقاطع الزيجوت المتغاير في YyRr ، على النحو التالي: YR و Yr و yR و yr. إن ترتيب هذه الأمشاج على طول أعلى ويسار مربع بونت 4 × 4 (الشكل 12.16) يعطينا 16 توليفة وراثية متساوية الاحتمال. من هذه الأنماط الجينية ، نستنتج أن نسبة النمط الظاهري 9 دائرية / صفراء: 3 دائرية / خضراء: 3 مجعدة / صفراء: 1 مجعدة / خضراء (الشكل 12.16). هذه هي نسب النسل التي نتوقعها ، بافتراض أننا أجرينا عمليات التهجين بحجم عينة كبير بما يكفي. نظرًا للتشكيلة المستقلة والهيمنة ، يمكن أن تنهار النسبة 9: 3: 3: 1 النمط الظاهري ثنائي الهجين إلى نسبتين 3: 1 ، وهي خاصية مميزة لأي تهجين أحادي الهجين يتبع نمطًا سائدًا ومتنحيًا. بتجاهل لون البذور والنظر في نسيج البذور فقط في التهجين ثنائي الهجين أعلاه ، نتوقع أن يكون ثلاثة أرباع نسل الجيل F2 مستديرًا ، وربع واحد سيكون متجعدًا. وبالمثل ، بعزل لون البذرة فقط ، سنفترض أن ثلاثة أرباع نسل F2 سيكون أصفر والربع سيكون أخضر. يعتبر فرز الأليلات للنسيج واللون أحداثًا مستقلة ، لذا يمكننا تطبيق قاعدة المنتج. لذلك ، من المتوقع أن تكون نسبة ذرية F2 المستديرة والأصفر (3/4) Å

(3/4) = 9/16 ونسبة النسل المتجعد والأخضر يتوقع أن تكون (1/4) Å

هذه النسب مطابقة لتلك التي تم الحصول عليها باستخدام مربع Punnett. يمكن أيضًا حساب النسل المستدير والأخضر والمتجعد والأصفر باستخدام قاعدة المنتج ، حيث يشتمل كل من هذه الأنماط الجينية على نمط ظاهري مهيمن وواحد متنحي. لذلك ، يتم حساب نسبة كل منها على أنها (3/4)

(1/4) = 3/16. يشير قانون التشكيلة المستقلة أيضًا إلى أن التهجين بين الوالدين الأصفر المتجعد (YYrr) والأخضر المستدير (yyRR) سيؤدي إلى نفس النسل F1 و F2 كما هو الحال في تقاطع YYRR x yyrr.

الجينات المرتبطة تنتهك قانون التشكيلة المستقلة

على الرغم من أن جميع خصائص مندل البازلاء تصرفت وفقًا لقانون التشكيلة المستقلة ، فإننا نعلم الآن أن بعض مجموعات الأليلات لا يتم توريثها بشكل مستقل عن بعضها البعض. الجينات الموجودة في كروموسومات منفصلة غير متجانسة ستفرز دائمًا بشكل مستقل. ومع ذلك ، يحتوي كل كروموسوم على مئات أو آلاف الجينات ، منظمة خطيًا على الكروموسومات مثل الخرز على سلسلة. يمكن أن يتأثر عزل الأليلات في الأمشاج بالارتباط ، حيث من المرجح أن يتم توريث الجينات الموجودة فعليًا بالقرب من بعضها البعض على نفس الكروموسوم كزوج. ومع ذلك ، بسبب عملية إعادة التركيب ، أو "التقاطع" ، فمن الممكن لجينين على نفس الكروموسوم أن يتصرفوا بشكل مستقل ، أو كما لو أنهما غير مرتبطين. لفهم هذا ، دعونا ننظر في الأساس البيولوجي لربط الجينات وإعادة التركيب.

تمتلك الكروموسومات المتجانسة نفس الجينات بنفس الترتيب الخطي. قد تختلف الأليلات في أزواج الكروموسومات المتجانسة ، لكن الجينات التي تتوافق معها لا تختلف. استعدادًا للقسم الأول للانقسام الاختزالي ، تتكاثر الكروموسومات المتجانسة وتتشابك. مثل الجينات الموجودة في المتماثلات تتماشى مع بعضها البعض. في هذه المرحلة ، تتبادل أجزاء من الكروموسومات المتجانسة شرائح خطية من المادة الوراثية (الشكل 12.18). تسمى هذه العملية إعادة التركيب ، أو التقاطع ، وهي عملية وراثية شائعة. نظرًا لأن الجينات تتماشى أثناء إعادة التركيب ، فإن ترتيب الجينات لا يتغير. بدلاً من ذلك ، نتيجة إعادة التركيب هي أن الأليلات الأم والأب يتم دمجها في نفس الكروموسوم. عبر كروموسوم معين ، قد تحدث العديد من أحداث إعادة التركيب ، مما يسبب خلطًا واسعًا للأليلات.

الشكل 8.18 تحدث عملية التقاطع ، أو إعادة التركيب ، عندما يصطف اثنان من الكروموسومات المتجانسة أثناء الانقسام الاختزالي ويتبادلان جزءًا من المادة الوراثية. هنا ، تم تبادل أليلات الجين C. والنتيجة هي كروموسومان مؤتلفان واثنان من الكروموسومات غير المؤتلفة.

عندما يقع جينان على مقربة من نفس الكروموسوم ، فإنهما يعتبران مرتبطين ، وتميل الأليلات الخاصة بهما إلى الانتقال معًا من خلال الانقسام الاختزالي. لتوضيح ذلك ، تخيل تهجينًا ثنائي الهجين يتضمن لون الزهرة وارتفاع النبات حيث تكون الجينات بجوار بعضها البعض على الكروموسوم. إذا كان أحد الكروموسوم المتماثل يحتوي على أليلات للنباتات الطويلة والزهور الحمراء ، والكروموسوم الآخر يحتوي على جينات للنباتات القصيرة والزهور الصفراء ، فعند تشكل الأمشاج ، ستندمج الأليلات الطويلة والحمراء معًا في الأمشاج والأليلات القصيرة والصفراء سوف تذهب إلى الأمشاج الأخرى. وتسمى هذه الأنماط الجينية الأبوية لأنها ورثت سليمة من والدي الفرد الذي ينتج الأمشاج. ولكن على عكس ما إذا كانت الجينات موجودة على كروموسومات مختلفة ، فلن يكون هناك أمشاج بأليلات طويلة وصفراء ولا أمشاج بأليلات قصيرة وحمراء. إذا قمت بإنشاء مربع Punnett باستخدام هذه الأمشاج ، فسترى أن التنبؤ الكلاسيكي Mendelian لنتيجة 9: 3: 3: 1 لتقاطع ثنائي الهجين لن ينطبق. مع زيادة المسافة بين جينين ، يزداد احتمال حدوث تقاطع أو أكثر بينهما ، وتتصرف الجينات كما لو كانت على كروموسومات منفصلة. استخدم علماء الوراثة نسبة الأمشاج المؤتلفة (تلك التي ليست مثل الوالدين) كمقياس لمدى تباعد الجينات في الكروموسوم. باستخدام هذه المعلومات ، قاموا ببناء خرائط تفصيلية للجينات على الكروموسومات للكائنات المدروسة جيدًا ، بما في ذلك البشر. لم يذكر منشور مندل الأساسي أي إشارة إلى الارتباط ، وقد تساءل العديد من الباحثين عما إذا كان قد واجه ارتباطًا لكنه اختار عدم نشر هذه الكلمات المتقاطعة بدافع القلق من أنها ستبطل فرضيته المستقلة. تحتوي حبة البازلاء على سبعة كروموسومات ، وقد اقترح البعض أن اختياره لسبع خصائص لم يكن مصادفة. ومع ذلك ، حتى لو لم تكن الجينات التي فحصها موجودة في كروموسومات منفصلة ، فمن الممكن أنه ببساطة لم يلاحظ الارتباط بسبب تأثيرات الخلط واسعة النطاق لإعادة التركيب.

الشكل 8.20 في الفئران ، لون معطف agouti المرقش (A) هو المسيطر على التلوين الصلب ، مثل الأسود أو الرمادي. الجين الموجود في موضع منفصل (C) مسؤول عن إنتاج الصباغ. لا ينتج أليل c المتنحي صبغة ، والفأر الذي يحمل النمط الوراثي المتنحي cc متماثل الزيجوت هو ألبينو بغض النظر عن الأليل الموجود في الموضع A. وهكذا ، فإن الجين C هو إبستاتيكي للجين A. يمكن أن يحدث النزف أيضًا عندما يخفي الأليل السائد تعبيرًا في جين منفصل.

يتم التعبير عن لون الفاكهة في القرع الصيفي بهذه الطريقة. التعبير المتنحي المتماثل للجين W (ww) مقترنًا بالتعبير السائد أو المتغاير الزيجوت للجين Y (YY أو Yy) ينتج ثمارًا صفراء ، وينتج النمط الوراثي wwyy ثمارًا خضراء. ومع ذلك ، إذا كانت نسخة سائدة من الجين W موجودة في شكل متماثل الزيجوت أو متغاير الزيجوت ، فإن القرع الصيفي سينتج فاكهة بيضاء بغض النظر عن الأليلات Y. تهجين بين الزيجوت الأبيض المتغاير لكلا الجينين (WwYy Å

WwYy) ذرية بنسبة مظهرية 12 أبيض: 3 أصفر: 1 أخضر.

أخيرًا ، يمكن أن يكون النزف متبادلًا بحيث يعبر الجين ، عندما يكون موجودًا في الشكل السائد (أو المتنحي) ، عن نفس النمط الظاهري. في نبات كيس الراعي (كابسيلا بورصا باستوريس) ، يتم التحكم في خصائص شكل البذور بواسطة جينين في علاقة معرفية سائدة. عندما تكون الجينات A و B كلاهما متنحي متماثل (aabb) ، تكون البذور بيضوية الشكل. إذا كان الأليل السائد لأي من هذه الجينات موجودًا ، تكون النتيجة بذور مثلثة. أي أن كل نمط وراثي محتمل بخلاف aabb ينتج عنه بذور مثلثة ، والتقاطع بين الزيجوتات غير المتجانسة لكلا الجينين (AaBb x AaBb) من شأنه أن ينتج نسلًا بنسبة نمط ظاهري تبلغ 15 مثلثًا: 1 ​​بيضاويًا.

للحصول على مراجعة ممتازة لتجارب مندل ولإجراء عمليات التهجين الخاصة بك وتحديد أنماط الميراث ، تفضل بزيارة مختبر Mendel’s Peas (http://openstaxcollege.org/l/mendels_peas) على الويب.

الشكل 8.21 الكروموسومات هي هياكل نووية شبيهة بالخيوط تتكون من DNA والبروتينات التي تعمل كمستودعات للمعلومات الجينية. تم عزل الكروموسومات الموضحة هنا من الغدة اللعابية لذبابة الفاكهة ، وملطخة بالصبغة ، وتم تصورها تحت المجهر. على غرار الرموز الشريطية المصغرة ، تمتص الكروموسومات أصباغًا مختلفة لإنتاج أنماط نطاقات مميزة ، مما يسمح بتعريفها الروتيني. (الائتمان: تعديل العمل بواسطة "LPLT" / بيانات مقياس ويكيميديا ​​كومنز من مات راسل)


اختبار Testcross: اختبار فرضية مندل

  • يجب أن تقدم تفسيرا كافيا للحقائق المرصودة.
  • إذا استوفت فرضيتان أو أكثر هذا المعيار ، يفضل استخدام الفرضية الأبسط.
  • يجب أن تكون قادرة على يتنبأ حقائق جديدة.

لذلك إذا كان التعميم صحيحًا ، فيمكن أن تكون بعض العواقب المحددة استخلص منه.

من أجل اختبار فرضيته ، تنبأ مندل بنتيجة تجربة تربية لم يقم بها بعد. عبر البازلاء المستديرة متغايرة الزيجوت (ص) مع التجاعيد (متجانسة ، ص ص) منها. وتوقع أنه في هذه الحالة سيكون نصف البذور المنتجة مستديرة (ص) ونصف متجعد (ص ص)

F1 الأمشاج
ر ص
الأمشاج ص ص ص ص
ص ص ص ص

بالنسبة لمراقب عرضي في حديقة الدير ، لم يظهر الصليب مختلفًا عن صليب ص الصليب الموصوف أعلاه: البازلاء ذات البذور المستديرة التي يتم عبورها مع البذور المجعدة. لكن مندل توقع أنه هذه المرة سينتج بذورًا مستديرة ومتجعدة وبنسبة 50:50. أجرى الصليب وحصد 106 حبة من البازلاء و 101 حبة من البازلاء المجعدة.

هذا النوع من التزاوج يسمى أ testcross. إنها "تختبر" التركيب الجيني في تلك الحالات التي يوجد فيها نوعان مختلفان من الأنماط الجينية (مثل RR و ص) تنتج نفس النمط الظاهري.

  • واستمر في عبور أصناف البازلاء التي اختلفت في ست سمات نوعية أخرى. في كل حالة ، دعمت النتائج فرضيته.
  • عبر البازلاء التي اختلفت في صفتان. وجد أن وراثة إحدى السمات كان مستقلاً عن وراثة سمة أخرى ، وبالتالي صاغ قاعدته الثانية: ال حكم تشكيلة مستقلة.
    (ولكن هنا كان محظوظًا! رابط لمناقشة سبب ذلك).

8.1: تقاطعات مندل أحادية الهجين - علم الأحياء

مطلوب الاشتراك في J o VE لعرض هذا المحتوى. ستتمكن من رؤية أول 20 ثانية فقط.

يتوافق مشغل الفيديو JoVE مع HTML5 و Adobe Flash. المتصفحات القديمة التي لا تدعم HTML5 وبرنامج ترميز الفيديو H.264 ستظل تستخدم مشغل فيديو يعتمد على Flash. نوصي بتنزيل أحدث إصدار من Flash هنا ، لكننا ندعم جميع الإصدارات 10 وما فوق.

إذا لم يساعد ذلك ، فيرجى إخبارنا بذلك.

باستخدام نبات البازلاء ، قام جريجور مندل في الأصل بإجراء تهجينات أحادية الهجين. تجارب التكاثر بين الكائنات الحية التي تختلف عن طريق سمة واحدة مثل لون القرون.

على سبيل المثال ، في الجيل الأبوي الأصلي ، P صفر ، يمتلك أحد الوالدين جميع القرون الخضراء. إن التركيب الوراثي هو متماثل الزيجوت لأليل لون القرون الأخضر الذي يمثل الحالة العلوية G & # 39s. الوالد الآخر لديه قرون صفراء فقط وهو متماثل الزيجوت لأليل القرنة الأصفر المشار إليه بالحالة الصغيرة g & # 39s.

عند عبور النسل الأول ، يظهر الجيل الأول أو الجيل الأول متطابقًا معبرًا عن نفس النمط الظاهري للقرون الخضراء. توضح هذه النتيجة مبدأ التوحيد وتشير إلى أن اللون الأخضر هو السمة السائدة للونين.

الآن عندما يُسمح للنباتات من جيل واحد بالتخصيب الذاتي ، فإن نسلها ، نباتان F ، يحتويان على بعض القرون الخضراء والبعض الآخر باللون الأصفر بنسبة ثلاثة إلى واحد. وهو ما يؤكد أن اللون الأصفر هو بالفعل سمة متنحية ، وهو شكل مخفي تم نقله من الوالدين الأوليين.

12.3: تقاطعات أحادية الهجين

ملخص

في خمسينيات وستينيات القرن التاسع عشر ، حقق جريجور مندل في الميراث عن طريق إجراء تهجينات أحادية الهجين في نباتات البازلاء. لقد عبر اثنين من النباتات التي كانت حقيقية التكاثر لصفات مختلفة. بناءً على ملاحظاته ، اقترح مندل أن الكائنات الحية ترث نسختين من كل سمة ، واحدة من كل والد ، وأن السمات المهيمنة يمكن أن تخفي السمات المتنحية. شكلت هذه النتائج أساس مبدأين أساسيين في علم الوراثة: مبدأ التوحيد وقانون الفصل العنصري.

تكشف الصلبان أحادية الهجين عن الصفات المسيطرة والمتنحية

على مدى ثماني سنوات امتدت في خمسينيات وستينيات القرن التاسع عشر ، أجرى راهب نمساوي يُدعى جريجور مندل تجارب تربية أساسية مع نباتات البازلاء. أظهرت هذه التجارب المبادئ الأساسية للوراثة ، مما أكسبه لقب والد علم الوراثة الحديث. ركزت تجارب Mendel & rsquos على سبع خصائص لنبات البازلاء ، كل منها يظهر كواحد من سمتين يحددهما موضع جين واحد.

لاحظ مندل أنه عندما تتكاثر بعض نباتات البازلاء عن طريق الإخصاب الذاتي ، فإن ذريتها تظهر دائمًا نفس الصفة. بعبارة أخرى ، كانوا متكاثرين حقيقيين. على سبيل المثال ، تنتج بعض النباتات ذات القرون الصفراء ذرية ذات قرون صفراء فقط. عند تهجينها مع نباتات أخرى تتكاثر بشكل صحيح مع القرون الصفراء ، فإن هذه النباتات أنتجت أيضًا ذرية ذات قرون صفراء فقط. وبالمثل ، لاحظ مندل نباتات البازلاء صادقة التكاثر التي أنتجت فقط ذرية مع القرون الخضراء.

في ذلك الوقت ، كان يُعتقد أن السمات الموروثة هي مزيج من السمات الأبوية. وبدلاً من ذلك ، لاحظ مندل أنماطًا ظاهرية منفصلة ، مثل القرون الخضراء والصفراء. اقترح أنه بدلاً من اختلاط السمات في النسل ، فإن العوامل المنفصلة (المعروفة الآن باسم الجينات) موروثة من الوالدين وتبقى منفصلة في النسل. في الحالات التي تتخطى فيها السمة جيلًا ، اقترح مندل أن السمة المرئية تخفي فقط وجود السمة الموروثة الأخرى. بعبارة أخرى ، الميراث عبارة عن جسيمات ، والصفات السائدة تخفي سمات متنحية. لتحديد السمة السائدة ، أجرى مندل تقاطعات أحادية الهجين. Monohybrid crosses combine two true-breeding organisms that differ by a single trait. All offspring of such crosses are monohybrids, or heterozygotes, and display the dominant trait.

For example, Mendel crossed pea plants that bred true for yellow pods with those that bred true for green pods to determine the dominant pod color. This parental generation (P0) produced offspring, the first filial generation (F1), that were all monohybrids with green pods. Repeatedly observing these findings established green pods as the dominant trait and demonstrated Mendel&rsquos principle of uniformity: heterozygotes for a single gene trait display the same phenotype.

Parental Alleles Are Randomly Distributed to Gametes

Mendel then induced self-fertilization in the F1 plants, producing the F2 توليد. F2 pea plants with green pods outnumbered those with yellow pods by a ratio of 3:1. Mendel repeatedly observed this 3:1 inheritance pattern for each of the seven pea plant characteristics.

Mendel&rsquos law of segregation explains this recurring ratio. The law of segregation states that an organism distributes one of its two gene copies to each gamete (egg or sperm cell). Importantly, this distribution is random, such that a heterozygote (Gg) is equally likely to produce gametes with dominant (جي) and recessive (ز) alleles.

If a heterozygote self-fertilizes (Gg x Gg), the parental alleles can combine in four possible ways: paternal جي with maternal جي (GG), paternal جي with maternal ز (Gg), paternal ز with maternal جي (Gg), and paternal ز with maternal ز (gg). Three outcomes produce green pods (the GG و Gg genotypes) and one produces yellow pods (the gg genotype), a 3:1 ratio. Thus, if all outcomes are equally likely, self-fertilizing heterozygotes will produce three offspring with green pods for every one with yellow pods. This is remarkably close to the phenotypic ratio that Mendel observed, confirming his proposed law of segregation.

Dominant Traits Are Not Always Common

Unlike green pods, green peas are recessive, whereas yellow peas are dominant. Why, then, are the peas we regularly encounter green? In short, people prefer green peas over yellow ones. As Mendel&rsquos experiments demonstrate, homozygotes produce offspring with the same trait, or phenotype, when self-fertilized or crossed with other homozygotes. If farmers continue to exclude yellow peas from their crop crosses, they will continue producing only green peas. This example illustrates another important point: dominant traits are not necessarily the most common traits. Harmful dominant traits, for example, may be selected against.

Griffiths, Anthony J.F., Jeffrey H Miller, David T Suzuki, Richard C Lewontin, and William M Gelbart. 2000. Introduction to Genetic Analysis. نيويورك: W.H. رجل حر. [مصدر]

Miko, Ilona. 2008. &ldquoTest Crosses.&rdquo تعليم الطبيعة 1 (1): 136. [Source]


8.1: Mendel's Monohybrid Crosses - Biology

Students should be able to:

Identify and define Mendel's law of segregation

Identify and define Mendel's law of independent assortment

Understand basic probability as it relates to Mendelian genetics

Collect data from monohybrid and dihybrid crosses and analyze the results using the chi-square test of fitness.

Define and work with examples of monohybrid, dihybrid and X-linked crosses involving different types of organisms.

Define and utilize terms associated with Mendelian genetics.

Mendelian genetics is built on the work done by the "father of genetics", Gregor Johann Mendel (1822-1884). His contributions to the study of inheritance paved the way for our basic understanding of how traits are inherited from one generation to the next. He was also instrumental in applying statistical analysis to his experiments. Because of this he was able to predict outcomes of various genetic crosses and then test those predictions against actual crosses.

Mendel did much of his work with easily obtained local organisms, especially members of the genus بيزوم or garden peas. He also did genetic work with other plants and honey bees.

Mendel recognized from observations and early experiments that his experimental organisms had two alternate forms of a trait. We call these alternate forms alleles (genes). According to Mendel, an individual possesses two alleles for each trait. The individual can have two alleles that are the same or one of each form. If the individual possessed two alleles that were the same the individual would be متماثل (أو نقي) for the trait. Mendel would indicate this by using letters to represent the alleles. If an individual was homozygous then it would be AA أو aa. If the offspring contained one of each allele then it was termed متغاير الزيجوت أو أأ. The uppercase form of the allele was used to indicate that the individual was مهيمن for the trait and lower case indicated that the individual was the contrasting opposite or الصفة الوراثية النادرة for the trait. For example, if the trait was color, and the dominant trait was red, the contrasting trait might be white. الشروط مهيمن و الصفة الوراثية النادرة are used to signify when the trait appeared in the offspring of a cross between two متماثل individuals that represented alternate forms of the trait. If the trait appeared in the first generation (first filial or F1) then it was designated as dominant. If the trait "skipped" the F1 and appeared in the second generation (F2) then the trait was designated as recessive. يقع طراز F2 generation was obtained by crossing two F1 فرادى.

Mendel could not "see" the alleles for the trait but could see the outward appearance of the offspring. The outward appearance is called phenotype (color, size, etc.). The combination of alleles that caused the phenotype was called the genotype (AA, Aa, or aa). A homozygous dominant individual (AA) reflects the dominant trait. A heterozygous dominant individual (Aa) reflects the dominant trait also. A homozygous recessive individual (aa) reflects the recessive trait.

If a cross involves only one trait then it is called a monohybrid cross. A monohybrid cross is outlined in the following manner. The color name is the phenotype and the letters following it represent the genotype alleles. Uppercase letters represent the dominant trait, and lowercase letters represent the recessive trait.

Trait = Flower Color
Dominant Trait = Red
Recessive Trait = White
P generation (Parental) Red (RR) X White (rr)
F1 توليد Red (Rr)
F2 توليد Red (Rr) X Red (Rr)
Red (RR, Rr)
White (rr)

In above cross between two homozygous individuals, one with the dominant trait (red flowering plant, RR) and one with the contrasting recessive trait (white flowering plant, rr), resulted in an F1 generation that is all heterozygous red flowering individuals. يقع طراز F1 generation is crossed to produce the F2 generation and the results are homozygous and heterozygous red flowering plants (RR, Rr) and homozygous white flowering plants (rr). It is important to point out here that Mendel's experiment with this and his resultant statistical analysis and prediction showed that the total offspring of the F2 generation was 75% red flowering plants and 25% white flowering plants or a 3:1 ratio.

If two homozygous traits are crossed the phenotype of the F1 is called the dominant trait. When two F1's are crossed, the F2 phenotype will have representatives of the dominant trait and the recessive trait (the recessive trait was "hidden" in the F1 and reappears in the F2). ال phenotypic ratio in the F2 will be 3:1, dominant to recessive.

In summary, the F2 generation of a monohybrid cross, with dominance, will result in a:

Phenotypic ratio of 3:1
Genotypic ratio of 1:2:1

This type of experimental monohybrid cross, led Mendel to develop his Law of Segregation, which is:

Each organism contains two alleles for each trait, and the alleles segregate during the formation of gametes. Each gamete then contains only one allele for each trait. When fertilization occurs, the new organism has two alleles for each trait, one from each parent.

Mendel stated it this way:

"Alternative versions of genes account for variations in inherited characters." "For each character, an organism inherits two genes, one from each parent". "If the two alleles differ, then one, the dominant allele, is fully expressed in the organism's appearance the other, the recessive allele, has no noticeable effect on the organism's appearance." "The two genes for each character segregate during gamete production."

If a cross involves two traits, then it is termed a dihybrid cross. A dihybrid cross is outlined in the following manner. The terms are similar to a monohybrid cross. There are some slight differences. In a dihybrid cross the recessive allele in the heterozygous condition does not effect the phenotype so it is generally signified by an underscore (i.e. A_)

Trait 1 = Flower Color Trait 1 Dominant Red Trait 1 Recessive White
Trait 2 = Flower position Trait 2 Dominant Terminal Trait 2 Recessive Axial
P Generation Red / Terminal (RRTT) X White / Axial (rrtt)
F1 توليد Red / Terminal (RrTt)
F2 توليد Red / Terminal (RrTt) X Red / Terminal (RrTt)
Red / Terminal (R_T_)
Red / Axial (R_tt)
White / Terminal (rrT_)
White / Axial (rrtt)

In the above cross of two homozygous individuals one with two dominant traits (red, terminal flowers, RRTT) and one with the contrasting recessive traits (white, axial flowers, rrtt), resulted in an F1 generation that is all heterozygous red terminal flowers. يقع طراز F1 generation is crossed to produce the F2 generation and the results are a little different than in a monohybrid cross. In the monohybrid F2 there were only two phenotypes. In a dihybrid cross there are four phenotypes. homozygous and heterozygous red, terminally flowered plants (R_T_), red, axially flowered plants (R_tt), white, terminally flowered plants (rrT_) and homozygous white axially flowered plants (rrtt).

Mendel's analysis of this type of cross showed that there was a ratio of 9 red, terminal to 3 red axial to 3 white terminal to 1 white axial or a 9:3:3:1 ratio

In summary, the F2 generation of a dihybrid cross, with dominance in the two traits will result in a:

Phenotypic ratio of 9:3:3:1
Genotypic ratio of 1:2:2:1:4:1:2:2:1

This type of experimental dihybrid cross led to the Law of Independent Assortment, which is:

"emergence of one trait will not effect the emergence of another"

Or, the members of an allelic pair segregate independently of members of another allelic pair. All possible allelic combinations can occur in the reproductive cells.

Mendel's contributions to the understanding of inheritance were numerous, but his application of the scientific method and the statistical analysis of his results were another important contribution to field of biology. This brings us in our study of genetics to your application of the statistics and probability to the lab results.

Probability allows you to predict outcomes of many genetic crosses that conform to Mendelian inheritance. One of the statistical applications that is used to analyze experimental results is the chi-square test of fitness ( Х 2 , Х = the Greek letter chi). This statistical test is used to determine if your experimental data is within acceptable parameters of the expected or theoretical data. For example, if you toss a coin 50 times you would expect it come up 25 heads and 25 tails. But if you observe 27 heads and 23 tails when you tossed the coin, is this an acceptable deviation due to chance or is it not acceptable and therefore not due to chance and chance alone. The chi-square test of fitness can determine if the deviations from the expected values are due to chance and therefore should be accepted. The chi-square test is as follows:

Where Σ = the sum of, d = the difference between the expected and the observed (deviation), and e = the expected outcome

The spreadsheets for the monohybrid and dihybrid crosses and the coin toss are set up to utilize the chi-square test. All you need to do is add your experimental data, and it will calculate Х 2 . You will also need to employ a chi-square probability table which you will be asked to download so you can compare the calculated chi-square with the acceptable deviations.

Probabilities for chi-square range from 0.99 to 0.01. If your chi-square value is within the 0.80 to 0.99 probability then the deviations are insignificant. If they are within the 0.01 to 0.50 then the deviations are significant and they are not due to chance. However, the test does NOT tell you what caused the deviations.

Pre-Lab Activity #1 - Gregor Johann Mendel's Biography

اذهب إلى Learning Resources Center (LRC) website, then to Access Science and find and print out a biography of Gregor Mendel. Make sure you read the biography and then attach it to your pre-lab questions.

Pre-Lab Activity #2 - Thomas Hunt Morgan's Biography

اذهب إلى Learning Resources Center (LRC) website, then to Access Science and find and print out a biography of Thomas Hunt Morgan. Make sure you read the biography and then attach it to your pre-lab questions.

Pre-Lab Activity #3 - Downloading Chi-Square Spreadsheets

Download the following spreadsheets for data collection and Chi-square Analysis

Pre-Lab Activity #4 - Downloading Probability Analysis Spreadsheets and Data Collection Sheet

Pre-Lab Activity #5 - Virtual Monohybrid and Dihybrid Crosses and Probability and Statistical Analysis

This is an optional way of doing Lab Activities #1, #2 and #3. Use the Monohybrid and Dihybrid Cross Probability Spreadsheets, Coin Toss, Chi-Square Probability Chart and the Data Collection Sheet - Genetics. (أنظر فوق). You need to follow the same procedures for these three Lab Activities, except the corn kernel analysis will be as images.

The Laboratory Activities and Data Collection

Lab Activity #1 - Probability and Statistical Analysis (This lab activity can be done before the laboratory session)

Flip a penny 100 times and record the number of heads and the number of tails that occur in the Data Collection Sheet.

Using an active spreadsheet enter your data from the Data Collection Sheet and let it calculate a value for chi-square.

Using the Chi-square probability table determine if the results were due to chance or to some other factor. Your df = 1 (number of events minus 1)

Print out the spreadsheet and attach it to your post-lab questions.

Lab Activity #2 - Analysis of Monohybrid Cross

Corn kernels from an experimental cross (purple, yellow)

Monohybrid cross spreadsheet.

Obtain a bag containing the kernels from an experimental cross

Separate out the kernels of the different phenotypes

Count the total number of kernels of each phenotype

Record your results on the Data Collection Sheet.

Using an active spreadsheet, enter your data and let it calculate a value for chi-square.

Using the chi-square probability table, and a df value of 1, find the value that is closest to your calculated value.

Determine the probability and whether your result deviations are insignificant or significant.

Graph the data as indicated on the spreadsheet.

Print out the graph and attach it to your post-lab questions.

Print out the spreadsheet and attach it to your post-lab questions.

Lab Activity #3 - Analysis of Dihybrid Cross

Corn kernels from an experimental cross (purple smooth, purple wrinkled, yellow smooth, yellow wrinkled)

Dihybrid cross spreadsheet.

Obtain a bag containing the kernels from an experimental cross

Separate out the kernels of the different phenotypes

Count the total number of kernels of each phenotype

Record your results on Data Collection Sheet.

Using an active spreadsheet, enter your data and let it calculate a value for chi-square.

Using the chi-square probability table, and a df value of 3, find the value that is closest to your calculated value.

Determine the probability and whether your result deviations are insignificant or significant.

Graph the data as indicated on the spreadsheet.

Print out the graph and attach it to your post-lab questions.

Print out the spreadsheet and attach it to your post-lab questions.

Post-lab Activity and Data Analysis

Use the chi-square calculations and graphs for answering your post-lab questions.


Mendel used the scientific method to test his hypotheses

After entering the priesthood at a monastery in Brno, in what is now the Czech Republic, Gregor Mendel was sent to the University of Vienna, where he studied biology, physics, and mathematics. He returned to the monastery in 1853 to teach. The abbot in charge had set up a small plot of land to do experiments with plants and encouraged Mendel to continue with them. Over seven years, Mendel made crosses with many thousands of plants. Analysis of his meticulously gathered data suggested to him that inheritance was due to particulate factors.

Mendel presented his theories in two public lectures in 1865 and a detailed written publication in 1866, but his work was ignored by mainstream scientists until 1900. By that time, the discovery of chromosomes had suggested to biologists that genes might be carried on chromosomes. When they read Mendel’s work on particulate inheritance, the biologists connected the dots between genes and chromosomes.

Mendel chose to study the common garden pea because it is easily cultivated and is amenable to manipulation and controlled crosses. Pea flowers have both male and female sex organs—stamens and pistils, which produce gametes that are contained within the pollen and ovules, respectively:

Pea flowers normally self-fertilize. However, the male organs can be removed from a flower so that it can be manually fertilized with pollen from a different flower.

There are many varieties of pea plants with easily recognizable characteristics. A character is an observable physical feature, such as seed shape. A trait is a particular form of a character, such as round or wrinkled seeds. Mendel worked with seven pairs of varieties with contrasting traits for characters such as seed shape, seed color, and flower color. These varieties were true-breeding: that is, when he crossed a plant that produced wrinkled seeds with another of the same variety, all of the offspring plants produced wrinkled seeds.

As we will see, Mendel developed a set of hypotheses to explain the inheritance of particular pea traits, and then designed crossing experiments to test his hypotheses. He performed his crosses in the following manner:


8.1: Mendel's Monohybrid Crosses - Biology

Figure 8.1 Mendel&rsquos Monohybrid Experiments

In his early experiments, Gregor Mendel set out to test the hypothesis that the inheritance of traits was a result of the irreversible blending of different versions of a trait. Mendel crossed a true-breeding spherical-seed pea plant with a true-breeding wrinkled-seed pea plant. He observed that the F1 generation for all of the pea plants had spherical seeds. Mendel then allowed the F1 generation plants to self-pollinate, and the seed shapes of the resulting F2 generation were analyzed. Results showed that three-quarters of the F2 seeds were spherical, and one-quarter of the seeds were wrinkled. Importantly, Mendel observed this same pattern of inheritance regardless of which seed type contributed the pollen in the parental generation. If the theory of blending inheritance had been correct, all of the F1 progeny would be slightly wrinkled. Further, the wrinkled trait would have been lost forever and would not have reappeared in the F2 generation. Clearly, the results of Mendel&rsquos monohybrid cross were inconsistent with his theory, forcing him to reject the hypothesis. The significance of Mendel&rsquos work was not realized until more than a decade after his death in 1884. From these simple but cleverly designed monohybrid experiments and his later dihybrid crosses, Mendel observed that traits were inherited in certain numerical ratios. These results led Mendel to derive three basic principles of inheritance: the law of segregation, the law of independent assortment, and the law of uniformity. Mendel&rsquos work eventually became the foundation for modern genetics.

Original Paper

The original German version of Mendel&rsquos paper, Versuche über Pflanzen-Hybriden, with an English translation and extensive explanatory notes, is available online:
http://www.mendelweb.org/Mendel.plain.html

McGuire, T. 2008. Gene Inheritance and Transmission Topic Room. Nature Education Library, Genetics Topic Room
http://www.nature.com/scitable/topicpage/Gene-Inheritance-and-Transmission-Topic-Room-56822

Figure 8.4 Homozygous or Heterozygous?

Mendel realized that one problem that must be solved is how to tell the difference between homozygous and heterozygous individuals with dominant phenotypes. He developed the idea of a test cross, based on the reasoning that the genotype of an individual may be determined by crossing it with a homozygous recessive individual and observing the phenotypes of the progeny produced. Specifically, Mendel took spherical-seed pea plants of an unknown genotype and crossed them with wrinkled-seed pea plants, which were known to be homozygous recessive. Results showed that if the plant being tested were homozygous, all of the progeny would display the dominant spherical phenotype. By contrast, if the plant being tested were heterozygous, then 50 percent of the progeny would have spherical seeds and the other 50 percent would have wrinkled seeds. Mendel obtained the expected results, consistent with the hypothesis that a test cross can reveal the genotype of an individual. It is important to realize that in order for a test cross to accurately identify the genotype of an individual, it is essential that the &ldquotester&rdquo be homozygous recessive for the allele that is to be determined. This rule can be examined by considering the possibility of what would happen if the tester plant in Mendel&rsquos test cross experiment was homozygous for spherical instead of wrinkled seeds. If spherical-seed pea plants of an unknown genotype were crossed with plants homozygous for spherical, all of the resulting progeny would display the dominant spherical phenotype regardless of their genotype. Thus, results from such a cross would be misleading and fail to reveal the genotype of the individual in question.

Original Paper

The original German version of Mendel&rsquos paper, Versuche über Pflanzen-Hybriden, with an English translation and extensive explanatory notes, is available online:
http://www.mendelweb.org/Mendel.plain.html

Koning, Ross E. 1994. Plant Physiology Information Website: Mendel&rsquos Seed Shape Trials
http://plantphys.info/plants_human/seedshape.shtml

Figure 8.13 Some Alleles Do Not Assort Independently

Thomas Morgan and colleagues at Columbia University used ذبابة الفاكهة as a model organism to study genetics. The researchers soon realized that some of the crosses did not follow the rule of independent assortment. Morgan crossed BbVgvg (phenotypically wild-type) flies with bbvgvg (black body, vestigial wings) flies and expected to get a phenotypic ratio of 1:1:1:1. Instead, however, he observed a phenotypic ratio of approximately 4:1:1:4. This departure from the ratios predicted by Mendel&rsquos law can be attributed to linkage. Today, we know that the genes أسود و أثري are on the same chromosome. The traits with which Mendel chose to work and publish were either on separate chromosomes, resulting in independent assortment, or very far apart on the same chromosome, essentially appearing to assort independently. However, if two of these traits were linked, he would not have obtained the 9:3:3:1 phenotypic ratio in the F2 generation from a dihybrid cross. For example, if the genes for seed shape and seed color were linked, and he crossed SSYY النباتات ل ssyy plants as in Figure 8.5, he would have still obtained SsYy plants in the F1 generation. However, the only gametes produced by the plants in the F1 generation would be either SY أو sy. Assuming complete linkage of these alleles, all of the plants in the F2 generation would be SsYy and, thus, phenotypically identical. Morgan was awarded the Nobel Prize in 1933 for his discoveries of the role of chromosomes in heredity.


شاهد الفيديو: الإندوسبرم قانون مندل الأول (سبتمبر 2022).