Опора из базового 10 класса: Мендель: моногибридное скрещивание и расщепление признаков
Эта подробная тема базового 10 класса входит также в углублённую программу 9 класса. Разберём чистоту гамет, решётку скрещивания и различие генотипических и фенотипических долей при полном и неполном доминировании.
Федеральная программа · углублённый уровень · 9 класс
Генетика человека
Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:
- Моногибридное скрещивание
- Единообразие первого поколения в подходящей модели
- Чистота гамет и расщепление
- Полное и неполное доминирование
- Отличие генотипической и фенотипической пропорции
- Вероятность потомства и границы малой выборки
Как это устроено
Мендель выбрал удобные признаки растений гороха, контролировал скрещивания и считал многочисленное потомство. В модели AA × aa каждый родитель даёт один тип гаметы по выбранному локусу, поэтому все F₁ имеют Aa. Это закон единообразия в рамках подходящих исходных линий и условий, а не утверждение, что любые два отличающихся организма дадут полностью одинаковое потомство по всем признакам.
При образовании гамет гетерозигота Aa передаёт по одному аллелю выбранного локуса. При Aa × Aa возможны сочетания AA, Aa, aA и aa; Aa и aA — один генотипический класс. Если типы гамет образуются и объединяются с равной вероятностью, ожидание генотипов 1:2:1. При полном доминировании AA и Aa дают один наблюдаемый класс, поэтому фенотипическое ожидание 3:1. При неполном доминировании гетерозигота имеет отдельный класс, и фенотипическое соотношение тоже 1:2:1.
Решётка показывает вероятность каждого сочетания, а не последовательность рождения потомков. В группе из четырёх организмов совсем не обязательно получить ровно один aa; частоты приближаются к ожидаемым при большом числе независимых потомков при соблюдении условий модели. Если некоторые гаметы менее жизнеспособны, скрещивание неслучайно или признак зависит от многих генов, фактические доли могут отличаться от простой решётки.
Доминантность определяется конкретным фенотипом. Один и тот же аллель может быть доминантным по одному измерению и не полностью доминантным по другому; обозначение заглавной буквой не означает биологического превосходства. Данные о реальном наследовании нужно анализировать по виду, гену и среде. Особенно нельзя использовать учебную решётку для предсказания сложных особенностей или ценности конкретного человека.
Словарь урока
Каждое понятие — с примером
- Моногибридное скрещивание
Скрещивание, в учебном анализе которого отслеживают наследование аллелей одного выбранного локуса или одного признака при определённых условиях.
Пример: В модели гороха сравнивают потомство по одному признаку семени при скрещивании AA и aa.
- Родительское поколение
Исходные организмы, выбранные для скрещивания и обозначаемые P в генетической схеме.
Пример: В учебной записи P: AA × aa указывают генотипы двух исходных родителей по одному локусу.
- Первое поколение гибридов
Непосредственное потомство от исходного родительского скрещивания, обозначаемое F₁ в принятой схеме.
Пример: При AA × aa все F₁ получают по аллелю A и a, если применима модель.
- Аллель
Вариант наследственной последовательности в соответствующем локусе, который передаётся через гаметы по определённым правилам.
Пример: Аллели A и a могут оказаться по одному в разных гаметах гетерозиготы Aa.
- Закон расщепления
В простой модели Менделя закономерное появление классов потомков после скрещивания гетерозигот вследствие разделения аллелей в гаметах.
Пример: При Aa × Aa ожидаемые генотипические доли составляют 1 AA : 2 Aa : 1 aa.
- Гипотеза чистоты гамет
Представление, что каждая типичная гамета диплоидного организма получает один из аллелей данного локуса, а не их слитую смесь.
Пример: Растение Aa обычно даёт по этому локусу гаметы с A или с a.
- Полное доминирование
Тип проявления признака, при котором фенотип гетерозиготы по рассматриваемому условному локусу сходен с фенотипом одной из гомозигот в заданных условиях.
Пример: В учебной модели Aa и AA имеют один фенотип, а aa — другой.
- Неполное доминирование
Тип проявления признака, при котором фенотип гетерозиготы отличается от фенотипов обеих гомозигот по рассматриваемому признаку.
Пример: При некоторых скрещиваниях цветков гетерозигота имеет промежуточную окраску относительно двух гомозигот.
- Генотипическое расщепление
Ожидаемое соотношение сочетаний аллелей среди потомков при заданной модели образования и объединения гамет.
Пример: Для Aa × Aa в простой модели оно равно 1:2:1 по AA:Aa:aa.
- Фенотипическое расщепление
Ожидаемое соотношение наблюдаемых классов потомков после учёта того, как разные генотипы проявляются при заданных условиях.
Пример: При полном доминировании для Aa × Aa ожидают 3:1, а при неполном — три класса 1:2:1.
- Вероятность потомка
Доля ожидаемых исходов для одного нового потомка при заданной модели гамет и их сочетания, не гарантирующая точных долей в маленькой семье.
Пример: Ожидание 1/4 для aa не означает, что ровно один из каждых четырёх детей обязательно будет aa.
Пример по шагам
Для условных растений Aa × Aa рассчитайте ожидаемые доли генотипов и фенотипов при полном доминировании A над a.
- Каждый родитель формирует гаметы A и a с вероятностью 1/2 в простой модели.
- Сочетания: AA — 1/4, Aa — 1/4, aA — 1/4, aa — 1/4; объединим два способа получить Aa и получим 1:2:1.
- При полном доминировании AA и Aa имеют один фенотип, значит 3/4 к 1/4 для двух фенотипических классов.
Вывод: Ожидаемое генотипическое 1:2:1 и фенотипическое 3:1 — вероятности, а не точные счёты в каждой малой выборке.
Практическая работа
Моногибридная модель с повторными сериями
- Для каждого из двух условных родителей приготовьте карточки гамет A и a с одинаковой вероятностью выбора.
- Случайно составьте 20 пар гамет, запишите частоты AA, Aa, aa и затем повторите ещё несколько независимых серий.
- Сравните суммарные частоты с ожиданием 1:2:1 и отдельно с ожиданием фенотипов при полном и неполном доминировании; не исправляйте «неудобные» случайные результаты.
Что можно заключить: Вероятностная модель предсказывает доли, а не гарантирует точный результат каждой маленькой серии.
Безопасность: Используйте искусственные данные или карточки; не анализируйте семейные и медицинские сведения реальных учеников.
Попробуйте сами
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Сверка содержания
Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.