Что такое частота гамет

Закон чистоты гамет

Вы будете перенаправлены на Автор24

Формулировка закона чистоты гамет

Закон чистоты гамет – это правило, согласно которому в гамету дочерней особи попадает только один аллель, принадлежащий родительской особи.

Также этот закон формулируют следующим образом.

Гетерозиготная особь обладает рецессивным и доминантным аллелями. Потомкам передается доминантный аллель, но рецессивный становится при этом неотъемлемой частью генотипа, хотя внешне не проявляется.

Предшествием данному закону явилось предположение Г. Менделя (основоположника генетики) о том, что наследственные факторы при образовании гибридов первого поколения не смешиваются, а остаются в неизменном виде. При этом в теле гибрида первого поколения при скрещивании родителей, различающихся по ряду альтернативных признаков, присутствуют оба фактора, как доминантный, так и рецессивный.

Доминантный признак – это признак, проявляющийся в фенотипе гибридов первого поколения. Обычно этот признак обозначается заглавной буквой.

Рецессивный признак – это признак, подавляемый в фенотипе гибридов первого поколения, но присутствующий в их генотипе. Признак обозначается строчной буквой.

Содержание закона чистоты гамет

Между поколениями связь осуществляется через половые клетки или гаметы. Следовательно, целесообразно предположить тот факт, что каждая гамета несет только один признак из пары. В этом случае при оплодотворении или слиянии двух гамет, каждая из которых содержит ген, отвечающий за развитие рецессивного признака, происходит фенотипическая реализация рецессивного признака. Если сливаются гаметы, несущие в себе гены, отвечающие за развитие рецессивного признака, то происходит фенотипическое проявление рецессивного признака.

При этом, следует сделать вывод о том, что появление у гибридов второго поколения рецессивного признака от одного из родителей может произойти только при соблюдении двух условий:

Готовые работы на аналогичную тему

Расщепление признаков в потомстве при скрещивании гетерозиготных особей Мендель объяснил генетической чистотой гамет. Почему этот закон может быть реализован на практике? Известно, что каждая клетка организма несет постоянный диплоидный набор хромосом и две гомологичные хромосомы содержат одинаковые аллели одного гена. В связи с этим образование генетически «чистых» гамет будет происходить следующим образом:

Расщепление признаков в потомстве может происходить только при соблюдении нескольких условий: скрещивание должно быть многократным, чтобы получить большое количество потомков. Генотип родителей должен быть исключительно гетерозиготным. Гаметы должны свободно скрещиваться между собой. Зиготы должны иметь способность выживать в равной степени.

В ходе оплодотворения случайным образом могут встретится одинаковые или разные гаметы, несущие те или иные аллели. По статистике при наличии большого количества гамет в потомстве четверть генотипов будет гомозиготной доминантной, а половина гетерозиготной, а еще одна четверть станет гомозиготной рецессивной. В итоге установится соотношение 1АА:2Аа:1аа.

Если рассматривать полученное расщепление с точки зрения фенотипа, то можно отметить, что будет наблюдаться соотношение 3:1 по доминантному и рецессивному признаку соответственно. Такое расщепление происходит на постоянной основе при соблюдении всех вышеописанных условий.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что цитологической основой расщепления признаков потомства при моногибридном скрещивании является расхождение гомологичных хромосом и образование гаплоидных гамет в ходе двух последовательных мейотических делений.

Следует отметить тот факт, что Мендель основал гибридологический метод для того, чтобы судить о генетическом строении предков и анализировать проявление признаков у их потомков. С помощью проведенных исследований он сформулировал три основных закона наследственности, подтверждающих гипотезу чистоты гамет.

Если первые два закона описаны выше, то третьему следует уделить особенное внимание. При скрещивании диплоидных организмов, которые имеют по две пары аллелей, во втором поколении будет наблюдаться независимое комбинирование исходных признаков родительских особей. При этом дигетерозиготная особь дает следующие гаметы: Ав, АВ, Ва, ав. Эти половые клетки могут давать диплоидных особей с различными комбинациями.

Третий закон Менделя действует, когда гены, отвечающие за развитие признаков, находятся в разных хромосомах. При формировании гамет в мейозе парные хромосомы расходятся случайным образом и потомство получает характеристики с новым генетическим сочетанием, которое не было похоже на родительской особи.

Реализация третьего закона возможна только при наличии несцепленных хромосом, когда исследуемые характеристики находятся в разных хромосомных парах.

Примером действия независимого наследования являются экспериментальные исследования Менделем белых и розовых цветов, а также желтых и зеленых горошин. Согласно этому закону, фенотипическое расщепление признаков произойдет следующим образом: 9:3:3:1.

Подводя итог всему вышесказанному, можно сделать вывод о том, что закон чистоты гамет стал своего рода «прорывом» в генетической науке, поскольку именно благодаря ему Грегор Мендель смог дать обширное обоснование многочисленным закономерностям наследования признаков теми или иными организмами (как растительными, так и животными). Закон чистоты гамет можно считать новой ступенью в развитии генетической науки.

Источник

Гипотеза чистоты гамет. Законы наследования признаков Менделя

Гипотеза чистоты гамет была выдвинута чешским ученым Грегором Менделем, который изучал закономерности наследования в живых организмах. Суть гипотезы заключается в следующем.

Суть гипотезы

Гетерозиготная особь несет в себе два аллельных гена: рецессивный и доминантный. Фенотип проявляется доминантным геном, но рецессивный ген при этом не теряется и не изменяется при передаче потомству.

Клетки в организме, за исключением гамет, имеют парные хромосомы (диплоидный набор), в гомологичных участках которых находятся аллельные гены, определяющие свойства потомства. Половые клетки, размножаясь путем мейоза, получают гаплоидный набор хромосом. Лишь одна из парных хромосом, с определенным аллельным геном, попадет в новообразованную половую клетку. Так гаметы сохраняют «чистоту», имея одну аллель, обусловливающую будущие характеристики потомства.

Гибридологический метод исследования

Мендель основал гибридологический метод исследования (основной метод генетики), который дает возможность судить о генетическом строении предков, за счет анализа потомства. С помощью проведенных исследований, ученый смог сформировать три закона наследования признаков, которые подтверждают гипотезу чистоты гамет.

Гипотеза чистоты гамет

Закон 1. Единообразие гибридов первого поколения

В результате скрещивания гомозиготных организмов, аллели которых кодируют разные свойства признака, всё потомство будет иметь один фенотип.

Мендель многократно проводил исследования: использовал в опытах семена гороха (желтые и зеленые семена давали в потомстве только зеленые окрас), пурпурные и белые цветы (проросшие растения дали без исключений пурпурный цвет). Это натолкнуло Менделя на мысль о доминировании одних признаков над другими. Так появилось разделение аллелей на доминантные и рецессивные.

Закон 2. Расщепления признаков во втором поколении

При скрещивании гетерозигот первого поколения, во втором наблюдается закономерное расщепление и проявление фенотипа в соотношении 3:1. Потомство гетерозиготных родителей получит три варианта генотипа (Аа, АА, аа) и два фенотипа. Такое распределение идет за счет наличия доминантной аллели, которая проявляется и в гомо-, и в гетерозиготном состоянии. Термин расщепление означает распределение между потомством генетической информации родителей, наследование или доминантных, или рецессивных признаков.

Основные условия необходимые для действия второго закона:

Второй закон подтверждает гипотезу чистоты гамет: каждая гамета несет один аллельный признак, аллельные гены гетерозигот не влияют друг на друга, не изменяются, количество новообразованных половых клеток в гетерозиготном организме с доминантными и рецессивными признаками почти равное. При слиянии мужских и женских половых клеток, аллели свободно сочетаются в новом организме.

Современные генетические исследования подтвердили предположения Г. Менделя, теперь его учение превратилось из гипотезы в закон чистоты гамет.

Закон 3. Независимое наследование признаков

Результатом скрещивания диплоидных организмов, несущих по две пары аллелей, будет наличие во втором поколении независимого комбинирования исходных характеристик.

Так дигетерозигота дает такие сочетания в гаплоидных половых клетках: Ав, АВ, Ва, ав. Они могут образовывать диплоидные клетки с разными комбинациями. Закон действует, когда гены, кодирующие признаки, находятся в разных хромосомах. Во время формирования гамет при мейотическом делении парные хромосомы распределяются случайным образом, а при слиянии материнских и отцовских половых клеток может получится потомство с новым сочетанием кодированных характеристик, отличающихся от родительских.

Реализация третьего закона возможна только при наличии несцепленных хромосом, когда исследуемые характеристики находятся в разных хромосомных парах.

Примером действия независимого наследования являются экспериментальные исследования Менделем белых и розовых цветов, а также желтых и зеленых горошин.

Во время исследования первый закон сработал и все представители первого поколения обладали единым фенотипом: розовые цветы с желтыми горошинами. При скрещивании гибридов первого поколения были получены следующие результаты: 9 имели розовые цветы и желтые горошины, 3 – белые цветы, желтые горошины, 3 – розовые цветы, зеленые горошины, 1 – с белыми цветами и зелеными горошинами.

Схематическое изображение третьего закона при помощи решетки Пеннета.

Источник

Что такое частота гамет

Мендель предположил, что наследственные факторы при образовании гибридов не смешиваются, а сохраняются в не­изменном виде. В теле гибрида F1 от скрещивания роди­телей, различающихся по альтернативным признакам, присутствуют оба фактора — доминантный и рецессивный. В виде признака проявляется доминантный наследственный фактор, рецессивный же подавляется. Связь между поколе­ниями при половом размножении осуществляется через по­ловые клетки — гаметы. Следовательно, необходимо допус­тить, что каждая гамета несет только один фактор из пары. Тогда при оплодотворении ^ слиянии двух гамет, каждая из которых несет рецессивный наследственный фактор, при­водит к образованию организма с рецессивным признаком, проявляющимся фенотипически. Слияние же гамет, несу­щих по доминантному фактору, или же двух гамет, одна из которых содержит доминантный, а другая рецессивный фактор, будет приводить к развитию организма с доминан­тным признаком. Таким образом, появление во втором по­колении ( F 2 ) рецессивного признака одного из родителей (Р) может иметь место только при соблюдении двух условий:

1) если у гибридов наследственные факторы сохраняют­ся в неизменном виде

2) если половые клетки содержат только один наследственный фактор из аллельной пары.

Расщепление признаков в потомстве при скрещивании гетерозиготных особей Мендель объяснил тем, что гаметы генетически чисты, т. е. несут только один ген из аллельной пары. Закон чистоты гамет можно сформулировать сле­дующим образом: при образовании половых клеток в каж­дую гамету попадает только один ген из аллельной пары.

Почему и как это происходит? Известно, что в каждой клетке организма имеется совершенно одинаковый дипло­идный набор хромосом. Две гомологичные хромосомы содер­жат два одинаковых аллельных гена.

Образование генетически «чистых» гамет показано на схеме:

Как видно из схемы, половину хромосом зигота получа­ет от отцовского организма, половину — от материнского.

В процессе образования гамет у гибрида гомологичные хромосомы во время первого мейотического деления также попадают в разные клетки:

Соответственно по фенотипу потомство второго поколе­ния при моногибридном скрещивании распределяется в от­ношении 3 /₄ ; особей с доминантным признаком, 1 /₄ особей с рецессивным признаком (3:1).

Распределение фенотипов и генотипов в потомстве при скрещивании двух гетерозиготных организмов изображено на схеме ниже.

Таким образом, цитологической основой расщепления признаков у потомства при моногибридном скрещивании является расхождение гомологичных хромосом и образова­ние гаплоидных половых клеток в мейозе.

Источник

Законы Менделя

С него часто начинаются генетические задачи (в качестве первого скрещивания). Этот закон гласит о том, что при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся одной или несколькими парами альтернативных признаков, все гибриды первого поколения будут единообразны по данным признакам.

Анализирующее скрещивание

Анализируя полученное потомство, можно сделать вывод о генотипе гибридной особи.

Неполное доминирование

«При скрещивании гетерозиготных гибридов (Aa) первого поколения F₁ во втором поколении F₂ наблюдается расщепление по данному признаку: по генотипу 1 : 2 : 1, по фенотипу 3 : 1″

В нем речь идет о дигибридном скрещивании, то есть мы исследуем не один, а два признака у особей (к примеру, цвет семян и форма семян). Каждый ген имеет два аллеля, поэтому пусть вас не удивляют генотипы AaBb 🙂 Важно заметить, что речь в данном законе идет о генах, которые расположены в разных хромосомах.

Запомните III закон Менделя так: «При скрещивании особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга, комбинируясь друг с другом во всех возможных сочетаниях.

Очевидно, что расщепление по фенотипу среди гибридов второго поколения составляет: 9:3:3:1.

Пример решения генетической задачи №1

Доминантный ген отвечает за развитие у человека нормальных глазных яблок. Рецессивный ген приводит к почти полному отсутствию глазных яблок (анофтальмия). Гетерозиготы имеют глазное яблоко малых размеров (микрофтальмия). Какое строение глазных яблок будет характерно для потомства, если оба родителя страдают микрофтальмией?

Пример решения генетической задачи №2

Полидактилия и отсутствие малых коренных зубов передаются как аутосомно-доминантные признаки. Гены, отвечающие за развитие этих признаков, расположены в разных парах гомологичных хромосом. Какова вероятность рождения детей без аномалий в семье, где оба родителя страдают обеими болезнями и гетерозиготны по этим парам генов.

В данном случае мы построим решетку Пеннета, которая сделает генотипы потомства более наглядными. Вы видите, что на потомстве буквально нет ни одного живого места: почти все 16 возможных потомков больны либо одним, либо другим заболеванием, кроме одного, aabb. Вероятность рождения такого ребенка очень небольшая 1/16 = 6.25%.

Пример решения генетической задачи №3

У голубоглазой близорукой женщины от брака с кареглазым мужчиной с нормальным зрением родилась кареглазая близорукая девочка и голубоглазый мальчик с нормальным зрением. Ген близорукости (A) доминантен по отношению к гену нормального зрения (a), а ген кареглазости (D) доминирует над геном голубоглазости (d). Какова вероятность рождения в этой семье нормального кареглазого ребенка?

Первый этап решения задачи очень важен. Мы учли описания генотипов родителей и, тем не менее, белые пятна остались. Мы не знаем гетерозиготна (Aa) или гомозиготная (aa) женщина по гену близорукости. Такая же ситуация и с мужчиной, мы не можем точно сказать, гомозиготен (DD) он или гетерозиготен (Dd) по гену кареглазости.

Аутосомно-доминантный тип наследования

Я не забыл о том, что по ходу изучения генетики вас надо научить видеть различные варианты наследования на генеалогическом древе (родословной) =) Из предыдущей статьи мы узнали о том, как выглядит и чем характеризуется аутосомно-рецессивный тип наследования, сейчас поговорим об аутосомно-доминантном, с которым мы столкнулись в задачах выше.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Что такое гамета

Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Сегодня мы поговорим о гаметах, которые являются основой размножения растений и животных.

Мы узнаем, что это такое, как образуются гаметы, как проходит процесс оплодотворения и что такое закон чистоты гамет.

Гамета — это.

Термин «гамета» употребляется к репродуктивным клеткам растений и животных, участвующих в половом размножении. Клетки характеризуются гаплоидным (одинарным) набором хромосом и способностью передавать наследственную информацию потомству.

При слиянии мужских и женских гамет происходит оплодотворение и образуется зигота – диплоидная оплодотворённая клетка, дающая старт новому организму.

Существуют особи, в которых развивается только одна неоплодотворённая женская гамета. Это явление получило название партеногенез. О нём, кстати, упоминается в песне В.Высоцкого о планете, расположенной в далёком созвездии «Тау Кита», женщины которой предпочитают размножение исключительно путём почкования.

Образование гамет

Гаметы образуются путём последовательного двухэтапного клеточного деления – мейоза.

На первом этапе происходит расхождение гомологичных хромосом, результатом которого является появление двух дочерних клеток с уменьшенной плоидностью. При дальнейшем делении (второй этап) формируются уже четыре дочерние клетки с одинарным набором хромосом, которые и представляют собой гаметы.

Иными словами, гамета – продукт деления эукариотической клетки с переходом из диплоидного состояния в гаплоидное. Гамета является неделимой клеткой.

Типы и строение гамет

Гамета может быть либо мужской, либо женской.

У животных мужская гамета представлена сперматозоидом, у большинства семенных растений – спермием (тот же сперматозоид, только лишённым органов движения – жгутиков). Спермий переносится ветром, водой или насекомыми-опылителями. Женская гамета называется яйцеклеткой.

Типичный сперматозоид животного состоит из головки, средней части и жгутика (в редких случаях их бывает несколько).

В головке находится ядро с хромосомами, акросома (содержит ферменты, растворяющие оболочку яйцеклетки) и две центриоли (одна участвует в оплодотворении яйцеклетки, другая – в управлении двигательной функцией жгутика). В средней части расположена митохондрия. Концевая часть – жгутик является органом движения.

Длина сперматозоида в большинстве случаев колеблется в пределах нескольких десятков микрон и не зависит от размеров особи. Например, сперматозоид мыши в полтора раза крупнее человеческого.

Яйцеклетка существенно больше сперматозоида и имеет чаще всего шаровидную или эллипсовидную форму. В отличие от сперматозоида в ней сосредоточена не только наследственная информация, но и запас питательных веществ (желток), поэтому она малоподвижна.

В структуру яйцеклетки входит ядро с хромосомным набором Х, цитоплазма (именно там и хранится желток) и оболочка (мембрана), составленная из фолликулярных клеток.

Строение и размер яйцеклетки отличаются большим разнообразием не только на классовом, но и на видовом уровне. В частности, страусиное яйцо, имеющее диаметр до 30 см – та же яйцеклетка! У плацентарных млекопитающих женская гамета обычно находится в пределах 40-120 мкм.

Процесс оплодотворения

У млекопитающих при скрещивании миллионы сперматозоидов устремляются к яйцеклетке через маточные трубы. Головка сперматозоида содержит специальные ферменты, помогающие сперме проникнуть сквозь оболочку внутрь яйцеклетки.

В результате слияния мужских и женских гамет образуется диплоидная клетка – зигота.

Мембрана яйцеклетки устроена таким образом, что после проникновения первого сперматозоида доступ другим «претендентам» закрывается. Это обязательное условие для развития здоровой зиготы.

Если защитный механизм по какой-либо причине не сработает и яйцеклетку попадёт несколько клеток спермы, у зиготы образуются дополнительные хромосомы, что непременно приведёт к нарушению развития или гибели эмбриона.

Так что на данном поприще конкуренция просто огромна: из миллиона кандидатов победителем суждено стать только одному!

Существует два типа сперматозоидов: с половой хромосомой X и с половой хромосомой Y. А вот у яйцеклетки только одна половая хромосома – X. Если яйцеклетку оплодотворит сперматозоид X, родится индивидуум женского пола (XX), ну а если первой успеет мужская гамета Y – свет увидит особь противоположного пола (XY).

У покрытосеменных (цветковых) растений процесс оплодотворения происходит в цветке. Спермии образуются из пыльцевых зёрен и созревают в тычинках, а яйцеклетки – в семязачатках пестика.

Для этого типа растений характерно двойное оплодотворение, когда один из спермиев, попав на рыльце пестика, опыляет и, соответственно, оплодотворяет женскую гамету. Второй спермий сливается с ещё одной, центральной клеткой, образуя эндоспермий, который содержит питательные вещества для зародыша.

Оплодотворение голосемянных растений протекает в женских шишках, в то время как в мужских шишках созревает пыльца. Эта пыльца с помощью ветра или насекомых переносится на большие расстояния (на десятки километров) и, в конечном итоге, попадает на семязачаток, где образует спермии.

Последние по пыльцевой трубке проникают в семязачаток, а один из них сливается с яйцеклеткой женской шишки, запуская механизм оплодотворения. Через определённое время оплодотворённая яйцеклетка образует зиготу, из которой в дальнейшем развивается семя.

Гипотеза чистоты гамет

Создатель теории о наследственности, один из основателей генетики австрийский ботаник и биолог Г.Мендель на основании восьмилетних опытов с горохом обнаружил, что у гибрида, полученного в результате скрещивания родителей с разными альтернативными признаками (в частности, с разным цветом горошин), смешение генов не происходит.

Они остаются в чистом аллельном виде, т.е. гаметы содержат лишь один ген из аллельной пары. Иными словами, при мейозе из-за независимого расхождения гомологичных хромосом из пары аллелей только один ген попадает в гамету.

Гипотеза чистоты гамет – квинтэссенция двух законов Менделя: закона единообразия гибридов и закона расщепления.

Она объясняет расщепление по двум признакам: по фенотипу и генотипу.

Например, особь с генотипом АаВв образует 4 типа гамет: АВ; Ав; аВ и ав; т.е. доминантный ген «А» комбинируется либо с доминантным геном «В», либо с рецессивным геном «в», а рецессивный ген «а» сочетается либо с доминантным геном «В», либо с рецессивным геном «в».

Из полученных комбинаций видно, что гибрид второго поколения получит ¾ доминантных признаков и ¼ — рецессивных, т.е. расщепление по фенотипу происходит в соотношении 3:1.

Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru

Эта статья относится к рубрикам:

Комментарии и отзывы (1)

Подобные интересные исследования у меня вызывают только восхищение — как же всё сложно и совершенно устроено!

Вот только на примере строения, размножения одной репродуктивной клетки можно увидеть, что ну никак она не может сама по себе появиться и так слаженно функционировать, взаимодействовать с другими клетками.

Биология (да и вся наука в целом) только подтверждает — а не опровергает! — существование Творца. А теория эволюции — ахинея полная!

Источник