MONOHYBRIDIZMUS: Z ČOHO POZOSTÁVA A CVIČENIA SÚ VYRIEŠENÉ - BIOLÓGIE - 2026

Monohibridismo vzťahuje ku krížu medzi dvoma jednotlivcami líšiacich sa v jedinom znaku. Podobne, keď robíme kríženia medzi jedincami toho istého druhu a keď študujeme dedičstvo jednej zvláštnosti, hovoríme o monohybridizme.

Monohybridné kríženia sa snažia skúmať genetický základ vlastností, ktoré sú určené jedným génom. Dedičské vzorce tohto kríženia opísal Gregor Mendel (1822 - 1884), ikonický znak v oblasti biológie a známy ako otec genetiky.

Na základe svojej práce s rastlinami hrachu (Pisum sativum) Gregor Mendel vyhlásil svoje známe zákony. Mendelov prvý zákon vysvetľuje monohybridné kríže.

Z čoho pozostáva?

Ako je uvedené vyššie, monohybridné kríže sú vysvetlené v Mendelovom prvom zákone, ktorý je opísaný nižšie:

Mendelov prvý zákon

V sexuálnych organizmoch existujú páry alel alebo páry homológnych chromozómov, ktoré sa oddeľujú počas tvorby gamét. Každá gameta dostane iba jedného člena tejto dvojice. Tento zákon sa nazýva „zákon segregácie“.

Inými slovami, meióza zaisťuje, že každá gameta obsahuje striktne pár alel (variantov alebo rôznych foriem génu) a rovnako je pravdepodobné, že gameta obsahuje ktorúkoľvek z foriem génu.

Mendelovi sa podarilo tento zákon ustanoviť krížením rastlín hrachu. Mendel sledoval dedičstvo niekoľkých párov kontrastných vlastností (fialové kvety verzus biele kvety, zelené semená verzus žlté semená, dlhé stonky verzus krátke stonky) po niekoľko generácií.

Na týchto krížoch Mendel spočítal potomkov každej generácie, čím získal proporcie jednotlivcov. Mendelovej práci sa podarilo dosiahnuť robustné výsledky, keďže pracoval s významným počtom osôb, približne s niekoľkými tisíckami.

Napríklad v monohybridných kríženiach okrúhlych hladkých semien s pokrčenými semenami získal Mendel 5474 okrúhlych hladkých semien a 1850 vrások.

Podobne kríženie žltých semien so zelenými semenami vedie k množstvu 6022 žltých semien a 2001 zelených semien, čím sa vytvorí jasný vzor 3: 1.

Jedným z najdôležitejších záverov tohto experimentu bolo predpokladať existenciu diskrétnych častíc, ktoré sa prenášajú z rodičov na deti. V súčasnosti sa tieto dedičné častice nazývajú gény.

Punnettovo námestie

Túto tabuľku prvýkrát použil genetik Reginald Punnett. Je to grafické znázornenie gamét jednotlivcov a všetkých možných genotypov, ktoré môžu vyplynúť z kríženia záujmu. Je to jednoduchý a rýchly spôsob riešenia krížov.

Riešené cvičenia

Prvé cvičenie

V ovocnej muške (Drosophila melanogaster) je sivá farba tela dominantná (D) nad čiernou farbou (d). Ak genetik prechádza cez homozygotného dominantného (DD) a homozygotného recesívneho (dd) jedinca, ako bude vyzerať prvá generácia jednotlivcov?

odpoveď

Dominantný homozygotný jedinec produkuje iba D gamét, zatiaľ čo recesívny homozygot produkuje iba jeden typ gamét, ale v takom prípade sú d.

Keď dôjde k oplodneniu, všetky vytvorené zygoty budú mať genotyp Dd. Pokiaľ ide o fenotyp, všetci jedinci budú mať sivé telo, pretože D je dominantný gén a maskuje prítomnosť d v zygote.

Na záver máme, že 100% jedincov v F ₁ bude šedá.

Druhé cvičenie

Aké rozmery vyplývajú z kríženia prvej generácie múch z prvého cvičenia?

odpoveď

Ako môžeme odvodiť, že muchy F ₁ majú genotyp Dd. Všetky výsledné osoby sú pre tento prvok heterozygotné.

Každý jednotlivec môže generovať D a d gamety. V tomto prípade je možné cvičenie vyriešiť pomocou Punnettovho námestia:

V druhej generácii múch sa znovu objavia charakteristiky rodičov (muchy s čiernymi telom), ktoré sa zdajú byť „stratené“ v prvej generácii.

Získali sme 25% múch s dominantným homozygotným genotypom (DD), ktorého fenotypom je sivé telo; 50% heterozygotných jedincov (Dd), v ktorých je fenotyp tiež šedý; a ďalších 25% homozygotných recesívnych (dd) jedincov s čiernymi telami.

Ak to chceme vidieť z hľadiska pomerov, kríženie heterozygotov vedie k 3 šedým jedincom oproti 1 čiernym jedincom (3: 1).

Tretie cvičenie

V určitom množstve tropického striebra je možné rozlišovať medzi bodkovanými listami a hladkými listami (bez bodiek, jednofarebných).

Predpokladajme, že botanik prechádza týmito odrodami. Rastliny pochádzajúce z prvého kríženia sa nechali samooplodniť. Výsledkom druhej generácie bolo 240 rastlín so škvrnitými listami a 80 rastlín s hladkými listami. Aký bol fenotyp prvej generácie?

odpoveď

Kľúčovým bodom na vyriešenie tohto cvičenia je sčítanie čísel a ich uvedenie do proporcií rozdelením čísiel nasledovne: 80/80 = 1 a 240/80 = 3.

Dôkazom modelu 3: 1 je ľahké vyvodiť záver, že jednotlivci, ktorí dali vznik druhej generácii, boli heterozygotní a fenotypovo mali škvrnité listy.

Štvrté cvičenie

Skupina biológov študuje farbu srsti králikov druhu Oryctolagus cuniculus. Farba srsti sa zdá byť určená lokusom s dvoma alelami, A a a. Alela A je dominantná a je recesívna.

Aký genotyp budú mať jednotlivci, ktorí sú výsledkom kríženia homozygotného recesívneho (aa) a heterozygotného (Aa) jedinca?

odpoveď

Metodika, ktorá sa má dodržať pri riešení tohto problému, je implementácia Punnettovho námestia. Homozygotní recesívni jedinci produkujú iba gaméty, zatiaľ čo heterozygotní jedinci produkujú A a gaméty. Graficky je to nasledovné:

Preto môžeme konštatovať, že 50% jednotlivcov bude heterozygotných (Aa) a zvyšných 50% bude homozygotných recesívnych (aa).

Výnimky z prvého zákona

Existujú určité genetické systémy, v ktorých heterozygotní jedinci nevytvárajú rovnaké pomery dvoch rôznych alel vo svojich gamétach, ako to predpovedajú skôr opísané Mendelovské proporcie.

Tento jav je známy ako narušenie segregácie (alebo meiotickej jazdy). Príkladom toho sú sebecké gény, ktoré zasahujú do funkcie iných génov, ktoré sa snažia zvýšiť ich frekvenciu. Všimnite si, že egoistický prvok môže znížiť biologickú účinnosť jednotlivca, ktorý ho nesie.

V heterozygotnej egoistický prvok interaguje s normálnym prvkom. Sobecký variant môže zničiť normálne alebo narušiť jeho fungovanie. Jedným z okamžitých dôsledkov je porušenie Mendelovho prvého zákona.

Referencie

1. Barrows, EM (2000). Odkaz na tabuľku správania zvierat: slovník správania zvierat, ekológie a evolúcie. CRC stlačte.
2. Elston, RC, Olson, JM, a Palmer, L. (2002). Biostatistická genetika a genetická epidemiológia. John Wiley a synovia.
3. Hedrick, P. (2005). Genetika populácií. Tretia edícia. Vydavatelia Jones a Bartlett.
4. Montenegro, R. (2001). Ľudská evolučná biológia. Národná univerzita v Cordobe.
5. Subirana, JC (1983). Didaktika genetiky. Vydania Universitat Barcelona.
6. Thomas, A. (2015). Predstavujeme genetiku. Druhé vydanie. Garland Science, Taylor & Francis Group.