1. Моногибридное схрещування.
Моногібрідним схрещуванням називається схрещування організмів, що відрізняються один від одного однією парою альтернативних (взаємовиключних) ознак. Прикладом пари альтернативних ознак може служити жовта і зелена забарвлення насіння у гороху; нормальні і рудиментарні крила у дрозофіли, п'ятипала (нормальна) або шестипала кисть руки (полідактилія) людини. Альтернативні ознаки обумовлюються (детермінуються) парою алельних (аллеломорфних) генів, що представляють собою мутантні форми (варіанти) одного і того ж гена.
Закономірності моногибридного схрещування були встановлені в 1865 році основоположником експериментальної генетики Г. Менделем. Основна закономірність генетики - закон чистоти гамет - стверджує, що в зиготі і соматичних клітинах є по два алелі, від кожної пари алельних генів, один з яких отримано від батька, інший - від матері. Якщо від батька і матері отримані різні гени даної пари, то зигота і соматичні клітини будуть мати гібридний характер. На відміну від них статеві клітини (гамети) ніколи не бувають гібридними; вони генетично чисті, так як містять від кожної пари алельних генів тільки один ген.
У генетичних схемах гени прийнято позначати буквами. Алельних гени позначають однією і тією ж буквою. Наприклад, якщо ген, детермінірурующій жовте забарвлення насіння гороху (домінантна ознака), позначити буквою А, то алельних ген - зеленого забарвлення насіння (рецесивний ознака) - потрібно позначити буквою а. Організм, який отримав від батька і матері однакові гени, наприклад, АА або аа, називається гомозиготних, а отримав різні гени даної алельних пари - Аа - гетерозиготних.
У організмів алельних гени взаємодіють один з одним. При цьому у гетерозигот зазвичай дію одного з них на розвиток ознаки переважає, домінує, над дією іншого. Ген з алельних пари, чий фенотипический ефект не проявляється у гетерозигот, називається рецесивним. При такому вигляді взаємодії домінуючий ген позначають великою літерою (А), а рецесивний - малої (а). Наприклад, у гороху гетерозиготи (Аа), незважаючи на наявність генів і жовтої (А) і зеленої (а) забарвлення, мають чисто жовте забарвлення насіння, не відрізняючись за фенотипом від гомозиготного домінанта (АА).
Іншим видом взаємодії алельних генів (А і а) є проміжне успадкування, при якому у гетерозиготних організмів виявляють дію обидва алелі. Наприклад, у нічної красуні (Мirabilis jalapра) аллель A обумовлює червоне забарвлення квіток. Аллель-морфних ген a визначає біле забарвлення. Гетерозиготні рослини Аа мають рожеві квітки.
Сукупність генів організму позначається терміном - генотип, а сукупність спостережуваних ознак - терміном фенотип. Фенотип є зовнішнім проявом генотипу в певних умовах середовища. Наприклад, рослини гороху з генотипом аа - фенотипически мають зелені насіння, а рослини з генотипом АА - жовті насіння.
Фенотип не завжди повністю відображає генотипическую конституцію організму. Вище було сказано, що фенотипу - жовтий колір насіння - відповідають два генотипу АА і Аа.
і генотип F1 Aa
Фенотипи F2: 3/4 - жовті; 1/4 - зелені
Генотипи F2: 1/4 - АА; 2/4 - Аа; ¼ - аа
Схема 1. Моногибридное схрещування.
При вирішенні генетичних завдань складаються схеми, в яких використовується певна генетична символіка. Батьки позначаються латинською буквою Р, за якої виписуються підлогу і генотипи батьків. Між ними ставиться знак множення (X), що позначає схрещування. У рядку нижче батьків виписуються всі типи вироблених ними гамет (G). Дітей позначають буквою F1 (перше покоління нащадків), онуків - знаком F2 (друге покоління нащадків). У рядку, де поставлені ці знаки, виписуються відповідно генотипи дітей і онуків (див. Схему 1).
На цій же схемі показані генотипи батьківських організмів, що визначають розвиток досліджуваних ознак: жовтого забарвлення насіння горох (АА) і зеленого забарвлення (аа). Перше з цих рослин, взяте в якості материнської особини, утворює один тип гамет (яйцеклітин), які несуть один аллель А. Другий батько, від якого взята пилок, утворює один тип сперміїв з аллелем а.
Схема 1 ілюструє перше правило (закон) Менделя - закон одноманітності першого гібридного покоління. У ньому йдеться: при схрещуванні гомозиготних організмів, що відрізняються один від одного однієї (або декількома) парою алельних генів, все гібриди першого покоління одноманітно за фенотипом і генотипом.
Як приклад наведемо схему моногибридного схрещування гомозиготних рослин гороху, що дають жовті й зелені насіння (схема 1).
При схрещуванні гібридів першого покоління (F1) між собою, у другому поколінні гібридів (F2) з'являються нащадки з жовтими і зеленими насінням. При цьому розщеплення за фенотипом становить 3/4 жовтих до 1/4 зелених (тобто 75% жовтих і 25% зелених), а за генотипом 1 АА: 2Аа: 1аа (тобто 25% АА. 50% Аа. 25% аа ).
Ці результати становлять суть другого правила Менделя, або закону розщеплення. У ньому йдеться: потомство від схрещування гетерозиготних особин неоднорідне як за генотипом, так і за фенотипом. Розщеплення за генотипом виражається відношенням: 1 гомозиготний домінант (АА), 2 гетерозиготних (Аа) і до 1 гомозиготному рецессівен (аа):
1АА: 2Аа: 1аа = 1: 2: 1.
Розщеплення за фенотипом при повному домінуванні А над а виражається ставленням: 3/4 особин з домінуючою ознакою до 1/4 особин з рецесивним ознакою, тобто відношенням 3. 1.