MONOHYBRYDYZM: NA CZYM SIĘ SKŁADA I ROZWIĄZANE ĆWICZENIA - BIOLOGIA - 2026

Monohibridismo odnosi się do skrzyżowania dwóch osobników różniących się tylko jedną cechą. Podobnie, wykonując krzyżówki między osobnikami tego samego gatunku i badając dziedziczenie jednej cechy, mówimy o monohybrydyzmie.

Krzyżówki monohybrydowe mają na celu zbadanie genetycznych podstaw cech, które są określane przez pojedynczy gen. Wzory dziedziczenia tego typu krzyżowania się zostały opisane przez Gregora Mendla (1822–1884), kultowego bohatera biologii, znanego jako ojciec genetyki.

Opierając się na swojej pracy z roślinami grochu (Pisum sativum), Gregor Mendel ogłosił swoje dobrze znane prawa. Pierwsze prawo Mendla wyjaśnia monohybrydowe krzyże.

Z czego to się składa?

Jak wspomniano powyżej, krzyże monohybrydowe są wyjaśnione w pierwszym prawie Mendla, które opisano poniżej:

Pierwsza zasada Mendla

W organizmach płciowych występują pary alleli lub pary homologicznych chromosomów, które są rozdzielane podczas tworzenia gamet. Każda gameta otrzymuje tylko jednego członka tej pary. Prawo to jest znane jako „prawo segregacji”.

Innymi słowy, mejoza zapewnia, że ​​każda gameta zawiera ściśle parę alleli (warianty lub różne formy genu) i jest równie prawdopodobne, że gameta zawiera którąkolwiek z form genu.

Mendel zdołał ogłosić to prawo poprzez krzyżowanie roślin grochu. Mendel podążał za dziedziczeniem kilku par kontrastujących cech (fioletowe kwiaty kontra białe kwiaty, zielone nasiona kontra żółte nasiona, długie łodygi i krótkie łodygi) przez kilka pokoleń.

W tych krzyżach Mendel liczył potomków każdego pokolenia, uzyskując w ten sposób proporcje osobników. Praca Mendla przyniosła solidne wyniki, ponieważ pracował ze znaczną liczbą osób, około kilku tysięcy.

Na przykład w krzyżówkach monohybrydowych okrągłych gładkich nasion z pomarszczonymi nasionami Mendel uzyskał 5474 okrągłe gładkie nasiona i 1850 nasion pomarszczonych.

Podobnie krzyżówki nasion żółtych z nasionami zielonymi dają 6022 nasion żółtych i 2001 nasion zielonych, tworząc w ten sposób wyraźny wzór 3: 1.

Jednym z najważniejszych wniosków płynących z tego eksperymentu było postulowanie istnienia dyskretnych cząstek przenoszonych z rodziców na dzieci. Obecnie te cząstki dziedziczenia nazywane są genami.

Plac Punnetta

Ten wykres został po raz pierwszy użyty przez genetyka Reginalda Punnetta. Jest to graficzna reprezentacja gamet osobników i wszystkich możliwych genotypów, które mogą powstać w wyniku krzyżowania się interesów. Jest to prosta i szybka metoda rozwiązywania krzyżyków.

Rozwiązane ćwiczenia

Pierwsze ćwiczenie

U muszki owocowej (Drosophila melanogaster) dominuje szary kolor ciała (D) nad czarnym (d). Jeśli genetyk skrzyżuje osobnika homozygotycznego dominującego (DD) i homozygotycznego recesywnego (dd), jak będzie wyglądać pierwsze pokolenie osobników?

Odpowiadać

Dominujący homozygotyczny osobnik produkuje tylko gamety D, podczas gdy recesywny homozygot również wytwarza tylko jeden typ gamet, ale w ich przypadku są one d.

Kiedy nastąpi zapłodnienie, wszystkie utworzone zygoty będą miały genotyp Dd. Jeśli chodzi o fenotyp, wszystkie osobniki będą miały szare ciało, ponieważ D jest genem dominującym i maskuje obecność d w zygocie.

Podsumowując, mamy, że 100% osobników w F ₁ będzie szarych.

Drugie ćwiczenie

Jakie proporcje wynikają ze skrzyżowania pierwszego pokolenia much z pierwszego ćwiczenia?

Odpowiadać

Jak możemy wywnioskować, muchy z F ₁ mają genotyp Dd. Wszystkie otrzymane osobniki są heterozygotami pod względem tego pierwiastka.

Każda osoba może generować gamety D i d. W takim przypadku ćwiczenie można rozwiązać za pomocą kwadratu Punnetta:

W drugim pokoleniu much pojawiają się ponownie cechy rodziców (much czarnych), które wydawały się „zagubione” w pierwszym pokoleniu.

Uzyskaliśmy 25% much z dominującym genotypem homozygotycznym (DD), których fenotypem jest ciało szare; 50% osobników heterozygotycznych (Dd), u których fenotyp jest również szary; i kolejne 25% osobników homozygotycznych recesywnych (dd), z ciałami czarnymi.

Jeśli chcemy zobaczyć to w kategoriach proporcji, krzyżowanie heterozygot daje 3 szare osobniki w porównaniu z 1 czarnymi osobnikami (3: 1).

Ćwiczenie trzecie

W pewnej odmianie srebra tropikalnego można rozróżnić liście cętkowane i liście gładkie (bez cętek, jednokolorowe).

Załóżmy, że botanik krzyżuje te odmiany. Roślinom powstałym z pierwszej krzyżówki pozwolono na samozapłodnienie. Wynikiem drugiego pokolenia było 240 roślin o cętkowanych liściach i 80 roślin o gładkich liściach. Jaki był fenotyp pierwszej generacji?

Odpowiadać

Kluczową kwestią do rozwiązania tego ćwiczenia jest wzięcie liczb i wyrównywanie ich w proporcjach, dzieląc liczby w następujący sposób: 80/80 = 1 i 240/80 = 3.

Dowodząc wzoru 3: 1, łatwo jest stwierdzić, że osobniki, które dały początek drugiemu pokoleniu, były heterozygotami i miały fenotypowo cętkowane liście.

Ćwiczenie czwarte

Grupa biologów bada umaszczenie królików z gatunku Oryctolagus cuniculus. Wydaje się, że kolor sierści jest określony przez locus z dwoma allelami, A i a. Allel A jest dominujący i recesywny.

Jaki genotyp będą miały osobniki powstałe w wyniku skrzyżowania osobnika homozygotycznego recesywnego (aa) i heterozygotycznego (Aa)?

Odpowiadać

Metodologia, którą należy zastosować, aby rozwiązać ten problem, polega na zastosowaniu kwadratu Punnetta. Osobniki homozygotyczne recesywne wytwarzają tylko gamety, podczas gdy osobniki heterozygotyczne wytwarzają A i gamety. Graficznie przedstawia się następująco:

Dlatego możemy stwierdzić, że 50% osób będzie heterozygotami (Aa), a pozostałe 50% będzie homozygotami recesywnymi (aa).

Wyjątki od pierwszego prawa

Istnieją pewne systemy genetyczne, w których osoby heterozygotyczne nie wytwarzają równych proporcji dwóch różnych alleli w swoich gametach, zgodnie z przewidywaniami opisanymi wcześniej proporcjami mendlowskimi.

Zjawisko to znane jest jako zniekształcenie segregacji (lub popęd mejotyczny). Przykładem tego są samolubne geny, które wpływają na funkcje innych genów, dążąc do zwiększenia ich częstotliwości. Zauważ, że element egoistyczny może osłabić biologiczną skuteczność osoby, która go nosi.

U heterozygot element egoistyczny wchodzi w interakcję z elementem normalnym. Wariant samolubny może zniszczyć normalność lub utrudnić jej funkcjonowanie. Jedną z bezpośrednich konsekwencji jest złamanie pierwszego prawa Mendla.

Bibliografia

1. Barrows, EM (2000). Źródła informacji o zachowaniu zwierząt: słownik zachowań zwierząt, ekologii i ewolucji. Prasa CRC.
2. Elston, RC, Olson, JM i Palmer, L. (2002). Genetyka biostatystyczna i epidemiologia genetyczna. John Wiley & Sons.
3. Hedrick, P. (2005). Genetyka populacji. Trzecia edycja. Jones and Bartlett Publishers.
4. Czarnogóra, R. (2001). Biologia ewolucyjna człowieka. Narodowy Uniwersytet w Kordobie.
5. Subirana, JC (1983). Dydaktyka genetyki. Wydania Universitat Barcelona.
6. Thomas, A. (2015). Wprowadzenie do genetyki. Druga edycja. Garland Science, Taylor & Francis Group.