Первый и второй законы Менделя

Для своих опытов Грегор Мендель использовал горох. Это самоопыляющееся растение, но искусственно возможно перекрестное опыление. Т. к. при самоопылении не «вводятся» признаки других организмов, то в ряду поколений сохраняется единообразие признаков, т. е. формируются чистые линии. Кроме того у гороха есть простые для наблюдения взаимоисключающие признаки. Это цвет семян (желтые или зеленые), морщинистость семян, цвет цветков и др.

Одним из признаков, за которым Мендель вел наблюдения, был цвет семян гороха. Он взял чистую линию растений с желтыми семенами и чистую линию растений с зелеными семенами и перекрестно скрестил их между собой. На всех растениях созрели семена желтого цвета.

Тот признак, который проявляется у гибридов первого поколения, был назван доминантным, а тот, который подавляется, был назван рецессивным.

На основе этого опыта Мендель сформулировал закон единообразия гибридов первого поколения (первый закон Менделя): при скрещивании чистых линий, обладающих взаимоисключающими признаками, все гибриды первого поколения будут иметь признак одного из родителей.

Мендель продолжил опыты уже над гибридами первого поколения (F1). Выросшие из этих семян растения в результате самоопыления дали семена гибридов второго поколения (F2). Среди семян второго поколения было ¾ желтых и ¼ зеленых. Другими словами, на 3 желтых семени приходилось 1 зеленое.

На основе этого опыта Мендель сформулировал закон расщепления (второй закон Менделя): при скрещивании гибридов первого поколения они дают второе поколение, в котором проявляются доминантные и рецессивные признаки в соотношении 3 : 1.

Когда Мендель проводил свои опыты, то еще не было известно о мейозе и хромосомах. В дальнейшем изучение клетки подтвердило предположения Менделя и выведенные им закономерности.

Грубо говоря за каждый признак организма отвечает ген (или несколько генов, или один ген отвечает за несколько похожих признаков и т. п.). Однако в организме всегда два гена, отвечающих за один и тот же признак, т. к. у каждой хромосомы есть парная гомологичная ей. Одна гомологичная хромосома достается от одного родителя, другая — от другого. Но «работает» только ген на одной хромосоме, аналогичный (аллельный) ген на другой хромосоме подавляется. Отсюда и получается, что один ген (и обусловленный им признак) — доминантный, а другой — рецессивный.

Когда скрещивались чистые (гомозиготные) линии, то растения с желтыми семенами имели два доминантных аллеля (AA), а растения с зелеными семенами — два рецессивных (aa). Гибриды первого поколения получили разные аллельные гены (Aa), но поскольку A — доминантный, то он подавил рецессивный (a). Поэтому получились исключительно желтые семена.

Эти гетерозиготные (т. к. Aa) растения давали гаметы с генами A и a в пропорции 1 : 1. Если встречались A и A, то получался гибрид второго поколения AA (желтые семена). Если встречались A и a, то получался гибрид Aa (желтые семена). Если встречались a и A, то также получался гибрид Aa (желтые семена). Но если встречались два рецессивных аллеля (a и a), то получался гомозиготный по рецессивному гену гибрид aa (зеленые семена). То есть вероятность желтого фенотипа в три раза больше, чем зеленого. Отсюда и отношение 3 : 1.