MONOHIDRIZEM: IZ ČESA JE SESTAVLJENO IN REŠENIH VAJ - BIOLOGIJA - 2025

Monohibridismo nanaša na križu med dvema posameznikoma, ki se razlikujejo v samo eno funkcijo. Prav tako pri križanju med posamezniki iste vrste in pri preučevanju dedovanja ene same lastnosti govorimo o monohibrizmu.

Monohidrični križi želijo raziskati genetsko podlago lastnosti, ki jih določa en gen. Vrste dedovanja te vrste križanja je opisal Gregor Mendel (1822–1884), ikonični lik na področju biologije in znan kot oče genetike.

Gregor Mendel je na podlagi svojega dela z rastlinami graha (Pisum sativum) opustil svoje dobro znane zakone. Prvi zakon Mendela razlaga monohidrične križance.

Iz česa je sestavljeno?

Kot je bilo že omenjeno, so monohidrični križi razlagani v Mendeljevem prvem zakonu, ki je opisan spodaj:

Mendelov prvi zakon

V spolnih organizmih obstajajo pari alelov ali parov homolognih kromosomov, ki se med tvorbo gameta ločijo. Vsaka gameta prejme samo enega člana tega para. Ta zakon je znan kot "zakon segregacije."

Z drugimi besedami, mejoza zagotavlja, da vsaka gameta vsebuje strogo par alelov (različice ali različne oblike gena) in enako verjetno je, da gameta vsebuje katero koli od oblik gena.

Mendel je ta zakon uspel razglasiti tako, da je naredil križanje rastlin graha. Mendel je že več generacij sledil nasledstvu več parov kontrastnih lastnosti (vijolično cvetje proti belim cvetjem, zeleno seme v primerjavi z rumenimi semeni, dolga stebla v primerjavi s kratkimi stebli).

V teh križih je Mendel štel potomce vsake generacije in tako dobil deleže posameznikov. Mendelovo delo je uspelo ustvariti močne rezultate, saj je sodeloval s pomembnim številom posameznikov, približno nekaj tisoč.

Mendel je na primer v monohidričnih križancih okroglih gladkih semen z nagubanimi semeni dobil 5474 okroglih gladkih semen in 1850 nagubanih semen.

Tudi križanje rumenih semen z zelenimi semeni prinese število 6022 rumenih semen in 2001 zelenih semen, kar vzpostavi jasen vzorec 3: 1.

Eden najpomembnejših zaključkov tega eksperimenta je bil postavitev obstoja diskretnih delcev, ki se prenašajo od staršev do otrok. Trenutno se ti delci dedovanja imenujejo geni.

Punnettov kvadrat

Ta grafikon je prvič uporabil genetik Reginald Punnett. Gre za grafični prikaz gameta posameznikov in vseh možnih genotipov, ki lahko izhajajo iz zanimanja. Je preprosta in hitra metoda za reševanje križancev.

Rešene vaje

Prva vaja

V sadni muhi (Drosophila melanogaster) prevladuje siva barva telesa (D) nad črno barvo (d). Če genetik prečka homozigotno prevladujočega (DD) in homozigotnega recesivnega (dd) posameznika, kako bo izgledala prva generacija posameznikov?

Odgovori

Prevladujoči homozigotni posameznik proizvaja samo D gamete, medtem ko recesivni homozigoti proizvajajo tudi samo eno vrsto gameta, v njihovem primeru pa d.

Ko pride do oploditve, bodo vsi oblikovani zigoti imeli genotip Dd. Kar zadeva fenotip, bodo vsi posamezniki sive telesa, saj je D dominanten gen in prikriva prisotnost d v zigoti.

Kot zaključek sklepamo, da bo 100% posameznikov v F ₁ sive barve.

Druga vaja

Kakšni deleži so posledica križanja muhe prve generacije iz prve vaje?

Odgovori

Kot lahko sklepamo, imajo muhe F ₁ genotip Dd. Vsi dobljeni posamezniki so za ta element heterozigoti.

Vsak posameznik lahko ustvari D in d gamete. V tem primeru lahko vajo rešimo s pomočjo Punnettovega kvadrata:

V drugi generaciji muh se znova pojavijo lastnosti staršev (muhe s črnimi telesi), za katere se je zdelo, da so se v prvi generaciji "izgubile".

Dobili smo 25% muh s prevladujočim homozigotnim genotipom (DD), katerega fenotip je sivo telo; 50% heteroroznih posameznikov (Dd), pri katerih je fenotip tudi siv; in še 25% homozigotnih recesivnih (dd) posameznikov s črnimi telesi.

Če ga želimo videti v razmerjih, ima križanje heterozigotov 3 sive osebe proti 1 črnim posameznikom (3: 1).

Tretja vaja

V določeni sorti tropskega srebra je mogoče razlikovati med pikčastimi listi in gladkimi listi (brez pik, enobarvnih).

Recimo, da botanik križa te sorte. Rastline, pridobljene s prvim križanjem, so lahko samooplodile. Rezultat druge generacije je bilo 240 rastlin s pikčastimi listi in 80 rastlin z gladkimi listi. Kakšen je bil fenotip prve generacije?

Odgovori

Ključna točka pri reševanju te vaje je, da vzamemo številke in jih spravimo v proporce, tako da števila delimo na naslednji način: 80/80 = 1 in 240/80 = 3.

Glede na vzorec 3: 1 je enostavno sklepati, da so bili posamezniki, ki so rodili drugo generacijo, heterozigoti in fenotipično so imeli pegaste liste.

Četrta vaja

Skupina biologov preučuje barvo dlake zajcev vrste Oryctolagus cuniculus. Zdi se, da barvo plašča določa lokus z dvema alelama, A in a. Alel A prevladuje in je recesiven.

Kakšen genotip bodo imeli posamezniki, ki so posledica križanja homozigotnega recesivnega (aa) in heteroroznega (Aa) posameznika?

Odgovori

Metodologija, ki jo je treba upoštevati pri reševanju tega problema, je izvajanje trga Punnett. Homozigotni recesivni posamezniki proizvajajo samo gamete, medtem ko heterorozni posamezniki proizvajajo A in gamete. Grafično je naslednje:

Zato lahko sklepamo, da bo 50% posameznikov heterozigotno (Aa), ostalih 50% pa homozigotnih recesivnih (aa).

Izjeme od prvega zakona

Obstajajo določeni genetski sistemi, pri katerih heterozigoti ne ustvarjajo enakih deležev dveh različnih alelov v svojih gametah, kot so napovedali prej opisani Mendelovi deleži.

Ta pojav poznamo kot izkrivljanje v segregaciji (ali mejotskem nagonu). Primer tega so sebični geni, ki posegajo v funkcijo drugih genov, ki si prizadevajo povečati svojo frekvenco. Upoštevajte, da lahko egoistični element zmanjša biološko učinkovitost posameznika, ki ga nosi.

V heterozigotu egoistični element posega v normalen element. Sebična varianta lahko uniči normalno ali ovira njegovo delovanje. Ena od neposrednih posledic je kršitev prvega zakona Mendela.

Reference

1. Barrows, EM (2000). Referenca mize za vedenje živali: slovar vedenja živali, ekologije in evolucije. CRC pritisnite.
2. Elston, RC, Olson, JM, & Palmer, L. (2002). Biostatistična genetika in genetska epidemiologija. John Wiley & Sons.
3. Hedrick, P. (2005). Genetika prebivalstva. Tretja izdaja. Založbe Jones in Bartlett.
4. Črna Gora, R. (2001). Človekova evolucijska biologija. Nacionalna univerza v Kordobi.
5. Subirana, JC (1983). Didaktika genetike. Izdaje Universitat Barcelona.
6. Thomas, A. (2015). Predstavljamo genetiko. Druga izdaja Garland Science, Taylor & Francis Group.