멘델의 제1법칙이 호출됩니다. G. Mendel의 첫 번째 및 두 번째 법칙

멘델은 교배 실험에서 혼성론적 방법을 사용했습니다. 이 방법을 사용하여 그는 전체 복합체가 아닌 개별 특성에 대한 상속을 연구하고 여러 세대에 걸쳐 각 특성의 상속에 대한 정확한 정량적 설명을 수행했으며 각 잡종의 자손 특성을 별도로 연구했습니다. . 멘델의 제1법칙은 제1세대 잡종의 균일성의 법칙입니다.하나의 파라대체적(상호 배타적) 특성이 다른 동형접합성 개체를 교배할 때, 1세대의 모든 자손은 표현형과 유전자형이 모두 동일합니다. 멘델은 한 쌍의 대체 특성, 예를 들어 완두콩의 색상(노란색과 녹색)이 다른 순수 완두콩 계통의 단일 잡종 교배를 수행했습니다. 노란색 종자(우성 형질)가 있는 완두콩을 모식물로 사용하고, 녹색 종자(열성 형질)가 있는 완두콩을 아버지 식물로 사용했습니다. 감수분열의 결과로 각 식물은 한 종류의 배우자를 생산했습니다. 감수 분열 동안 각 상동 염색체 쌍에서 대립 유전자(A 또는 a) 중 하나를 가진 염색체 하나가 배우자로 들어갔습니다. 수정의 결과로 상동 염색체의 쌍이 회복되고 잡종이 형성되었습니다. 모든 식물은 (표현형에 따라) 노란색 종자만 갖고 있었고 유전자형에 따라 이형접합체였습니다. 1세대 잡종 Aa는 한쪽 부모로부터 A 유전자, 다른 부모로부터 두 번째 유전자 a를 물려받아 열성 특성을 숨기고 우성 특성을 나타냈습니다. 유전자형에 따라 모든 완두콩은 이형접합성입니다. 1세대는 획일적이며 부모 중 한 사람의 특성을 보였다. 교배를 기록하기 위해 영국 유전학자 Punnett가 제안하고 Punnett 그리드라고 불리는 특수 테이블이 사용됩니다. 부계 개체의 생식 세포는 수평으로 기록되고 모계 개체의 생식 세포는 수직으로 기록됩니다. 교차점에는 후손의 유전형이 있을 가능성이 있습니다. 표에서 세포 수는 교배되는 개체가 생성하는 배우자 유형 수에 따라 달라집니다. 다음으로 멘델은 서로 잡종을 교배시켰습니다. . 멘델의 제2법칙– 하이브리드 분할의 법칙. 1세대의 잡종이 서로 교배되면 2세대에서는 우성형질과 열성형질을 모두 갖는 개체가 나타나며, 유전자형에 따라 3:1, 1:2:1의 비율로 분열이 일어난다. 잡종을 서로 교배한 결과, 우성 특성과 열성 특성을 모두 가진 개체가 얻어졌습니다. 이러한 분할은 완전한 지배력으로 가능합니다.

배우자의 "순도"에 대한 가설

분열의 법칙은 배우자의 "순도"에 대한 가설로 설명할 수 있습니다. 멘델은 이형접합성 유기체(잡종)의 배우자에서 대립유전자와 대체 특성이 혼합되지 않는 현상을 배우자의 "순도"에 대한 가설이라고 불렀습니다. 두 개의 대립 유전자가 각 특성을 담당합니다. 잡종(이형접합성 개체)이 형성되면 대립유전자는 혼합되지 않고 그대로 유지됩니다. 잡종 - Aa - 감수분열의 결과로 두 가지 유형의 배우자를 형성합니다. 각 배우자에는 우성 대립 유전자 A 또는 열성 대립 유전자 a가 있는 상동 염색체 쌍 중 하나가 포함되어 있습니다. 배우자는 다른 대립 유전자로부터 순수합니다. 수정 과정에서 우성 대립유전자와 열성 대립유전자를 지닌 남성과 여성의 배우자가 자유롭게 결합됩니다. 이 경우 염색체의 상동성과 유전자의 대립성이 회복됩니다. 유전자와 수정의 상호 작용의 결과로 열성 특성 (완두콩의 녹색)이 나타 났으며 그 유전자는 잡종 유기체에 미치는 영향을 나타내지 않았습니다. 멘델이 확립한 법칙에 따라 유전되는 특성을 멘델적 특성이라고 합니다. 단순 멘델의 특성은 개별적이고 단독적으로 제어됩니다. 하나의 게놈. 인간에게는 멘델의 법칙에 따라 많은 특성이 유전되는데, 주요 특성으로는 갈색 눈 색깔, 서지증(짧은 손가락), 다지증(다지증, 6~7개 손가락), 근시, 멜라닌 합성 능력 등이 있습니다. 멘델의 법칙에 따르면 혈액형과 Rh 인자는 우성형에 따라 유전됩니다. 열성 특성에는 파란 눈, 정상적인 손 구조, 손가락 5개 존재, 정상적인 시력, 백색증(멜라닌 합성 불능)이 포함됩니다.

전기

그레고르 요한 멘델- 뛰어난 체코 자연주의자. 그는 오스트리아 제국의 단순한 농민 가정에서 태어났습니다. 세례를 받을 때 그는 요한이라는 이름을 받았습니다.

그 소년은 어릴 때부터 정원사 보조원으로 일하다가 나중에는 정원사로 일하면서 자연을 연구하는 데 관심이 있었습니다. 그는 올무츠 연구소(Olmutz Institute)에서 철학 수업을 한동안 공부한 후 1843년에 수도사가 되었고 그레고르(Gregor)라는 이름을 사용했습니다. 그 후 $1844에서 $1848까지 Gregor Mendel은 Brunn Theological Institute에서 공부하고 신부가 되었습니다. 공부하는 동안 그는 비엔나 대학교에서 독립적으로 많은 과학을 공부하고 자연사를 공부했습니다.

그레고르 멘델(Gregor Mendel)이 잡종화 과정과 잡종의 통계적 관계를 연구하는 데 관심을 갖게 된 것은 비엔나에서였습니다. 멘델은 식물의 질적 특성 변화 문제에 특별한 관심을 기울였습니다. 그는 수도원 정원에서 재배할 수 있는 완두콩을 실험 대상으로 선택했습니다. 유명한 "멘델의 법칙"의 기초를 형성한 것은 이러한 연구 결과에 대한 관찰이었습니다.

첫 번째 성공에 고무된 멘델은 그의 실험을 국화과 식물(매풀의 교배종)과 꿀벌의 교배종으로 옮겼습니다. 실험 결과는 완두콩 실험 결과와 일치하지 않았습니다. 그 당시 그들은 이러한 식물과 동물의 형질 유전 메커니즘이 완두콩의 유전 메커니즘과 다르다는 것을 아직 알지 못했습니다.

참고 1

그레고르 멘델은 생물학에 환멸을 느꼈습니다. 수도원의 대수도원장으로 임명된 후 그는 더 이상 과학을 공부하지 않았습니다. 그러나 그의 장점은 잡종의 형질 유전에 대한 통계적 패턴을 최초로 확인하고 기술했다는 점입니다. 좀 더 자세히 살펴보겠습니다.

멘델의 제1법칙

실험 결과를 더 쉽게 고려할 수 있도록 Gregor Mendel은 분명히 다른 특성을 가진 식물을 선택했습니다. 그것은 씨앗의 색깔과 모양이었습니다.

우선, 그는 "순수한 계통"의 식물에서 씨앗을 얻었습니다. 이 씨앗은 추가로 파종하고 자가수분한 결과 형질이 분열되지 않았습니다.

보라색 꽃과 흰색 꽃이있는 다양한 종류의 완두콩을 교배 할 때 1 세대 잡종에서 Mendel은 보라색 꽃이있는 모든 식물을 받았습니다. 과학자가 노란색과 녹색 씨앗 또는 매끄럽고 주름진 씨앗이 있는 완두콩 식물을 채취했을 때 결과는 비슷했습니다.

이 실험 결과를 바탕으로 Gregor Mendel은 다음과 같이 추론했습니다. 1세대 잡종의 균일성의 법칙 , 우리는 멘델의 제1법칙으로 알고 있습니다. 오늘은 다음과 같이 들립니다.

“두 개의 동형접합성 유기체가 교배될 때. 순수한 계통에 속하고 특정 특성의 한 쌍의 대체 표현이 서로 다른 경우, 전체 1세대 잡종(F1)은 완전히 균일한 것으로 판명되고 다음 중 하나만의 특성을 나타냅니다. 부모."

이 법칙은 또한 특성 지배의 법칙 . 이는 표현형에 우성 형질이 나타나 열성 형질을 억제하는 것을 의미합니다.

멘델의 제2법칙

1세대 잡종에 대한 추가 실험을 수행한 Mendel은 1세대 잡종의 추가 교배로 인해 2세대 잡종은 안정적인 불변성을 갖는 특성 분할이 다르다는 것을 발견했습니다. 오늘날 이 법은 다음과 같이 공식화됩니다.

정의 1

"1세대의 두 이형접합성 후손을 서로 교배시킨 후, 2세대의 분열은 특정 수치 비율, 즉 표현형 $3:1$, 유전자형 $1:2:1$로 관찰됩니다."

이름이 붙었어요 분열의 법칙 . 이는 열성형질이 1세대 잡종에서는 사라지지 않고, 억제만 되고 2세대 잡종에서는 나타나는 것을 의미한다.

멘델의 제3법칙

첫 번째 실험에서 그레고르 멘델은 대체 특성 한 쌍만 고려했습니다. 그는 우리가 몇 가지 징후를 고려하면 어떨까에 대한 질문에 관심을 갖게 되었습니다. 징후가 서로 결합되기 시작했고 처음에는 과학자들 사이에 혼란을 야기했습니다. 그러나 면밀히 조사한 결과 멘델은 분열 패턴을 추론할 수 있었습니다. 1세대의 잡종은 균일하고, 2세대에서는 다른 형질에 관계없이 형질이 표현형에 따라 $9:3:3:1$ 비율로 분할되는 것으로 나타났습니다. 이 법은 이렇게 불렸습니다. 독립 상속의 법칙 . 오늘날 그 표현은 다음과 같습니다.

정의 2

“여러 쌍(2개 이상)의 대체 특성이 서로 다른 두 개체를 교배할 때 유전자와 해당 특성은 서로 독립적으로 유전되며 가능한 모든 조합으로 결합될 수 있습니다(단일 잡종 교배와 유사). ”

멘델이 발견한 패턴은 유전학이라는 새로운 과학의 시작을 예고했습니다.

1. 문장을 완성하세요.
1. 유전연구의 한 방법인 혼성화의 본질은 다음과 같다.두 유기체를 교차시킵니다.
2. 단 하나의 형질만 유전되는 것을 연구하는 잡종교배를 단일잡종 교배라고 합니다.

2. 1세대 잡종에서 순혈을 교배했을 때 나타나는 형질의 이름은 무엇입니까? 멘델의 완두콩 실험 결과에서 그러한 특성의 예를 들어보십시오.
지배적 특성. 예를 들어, 노란색과 녹색 종자가 있는 완두콩을 교배하는 경우 1세대 잡종도 노란색 종자를 가지게 됩니다. 즉, 노란색 종자가 우세한 형질입니다.

3. 동형접합체와 이형접합체를 정의합니다.
동형접합 유기체는 상동 염색체에 주어진 유전자의 동일한 사본 두 개를 갖는 유기체입니다.
이형접합성 유기체는 상동 염색체에 주어진 유전자(다른 대립유전자)의 두 가지 다른 형태를 갖는 유기체입니다.

4. 멘델의 제1법칙을 공식화하십시오.
멘델의 제1법칙(우세의 법칙 또는 1세대 잡종의 균일성의 법칙) - 서로 다른 순수 계통에 속하고 특성의 한 쌍의 대체 발현이 서로 다른 두 개의 동형접합성 유기체를 교배할 때 전체 1세대 잡종(F1)은 균일하며 부모 중 하나의 특성을 나타냅니다.

5. 특성의 문자 지정을 사용하여 멘델의 제1법칙을 설명하는 다이어그램을 완성하십시오.

6. 불완전 지배 현상의 본질을 밝혀라.
예를 들다.
불완전 우성 - 이형접합체는 열성 동형접합체와 우성 동형접합체의 중간 특성을 가집니다. 예: 금어초의 순수 계통을 보라색과 흰색 꽃과 교배하면 1세대 개체는 분홍색 꽃을 피웁니다.

7. 문장을 완성하세요.
분리는 이형 접합 개체의 교배가 자손의 형성으로 이어지는 현상으로, 그 중 일부는 지배적 특성을 갖고 일부는 열성 특성을 갖습니다.

8. 멘델의 제2법칙을 공식화하십시오.
멘델의 제2법칙(분리의 법칙) - 1세대의 두 이형접합 후손이 서로 교배되면 2세대에서는 표현형 3:1, 유전자형 1:2:1의 특정 수치 비율로 분리가 관찰됩니다. .

9. 순수 계통이 교차되는 경우, 2세대 잡종의 표현형과 유전자형의 분열이 일치하는 우성 유형이 무엇인지 답해 주십시오.
불완전한 지배의 대상이 됩니다.

10. 배우자 순도의 법칙을 공식화하십시오.
배우자 순도의 법칙: 각 배우자에는 부모 개체의 특정 유전자에 대한 대립 유전자 쌍 중 단 하나의 대립 유전자만 포함됩니다.

11. 이중잡종 교배를 정의합니다.
이중잡종 교배는 꽃 색깔(흰색 또는 유색)과 종자 모양(부드럽거나 주름진)과 같은 두 쌍의 대체 특성이 다른 유기체의 교배입니다.

12. 멘델의 제3법칙을 공식화하십시오.
멘델의 세 번째 법칙(독립 상속의 법칙) - 두 쌍(또는 그 이상)의 대체 형질이 서로 다른 두 개인을 교배할 때 유전자와 해당 형질은 서로 독립적으로 유전되며 가능한 모든 조합으로 결합됩니다. 모노하이브리드 교차점에서).

13. Punnett 격자를 사용하여 완두콩을 교배한 결과를 쓰십시오. 자손의 표현형 분리가 9:3:3:1임을 명확하게 보여줍니다(예: 색연필 사용).
A – 붉은 꽃
a – 흰 꽃
B – 긴 줄기
c – 짧은 줄기
P 유전자형: AaBv × AaBv
표현형 : 빨간색 긴 × 빨간색 긴

14. 작업 13의 결과를 사용하여 단일 잡종 교배의 경우와 마찬가지로 이중 잡종 교배의 경우 각 형질 쌍이 자손에서 3:1 비율로 분할된다는 것을 보여줍니다. 다른 특성 쌍과 독립적으로 유전됩니다. 테이블을 채우십시오.

15. 명세서를 완성하세요.
멘델의 세 번째 법칙은 바로 독립 상속의 법칙이라고 할 수 있습니다.

16. 문장을 완성해 보세요.
1. 우성 표현형을 갖는 특정 유기체가 동형접합성인지 이형접합인지에 대한 질문에 답하기 위해 사용되는 유전적 방법을 시험 교배라고 합니다.
2. 이 경우, 연구 중인 유기체는 열성 대립유전자에 대해 동형접합성이고 열성 표현형을 갖는 유전자형을 갖는 유기체와 교배됩니다.
3. 연구 중인 유기체가 동형접합성인 경우 이 교배에서 나온 자손은 균일할 것이며 분리가 발생하지 않습니다.
4. 연구 중인 유기체가 이형접합성인 경우 표현형이 1:1로 분할됩니다.

17. G. Mendel과 다른 과학자들이 유전학 연구를 수행할 때 수많은 유기체를 사용하고 실험을 여러 번 반복한 이유를 설명하십시오.
Mendel과 다른 과학자들은 데이터를 분석하기 위해 정확한 정량적 방법을 사용했습니다. 확률 이론에 대한 지식을 바탕으로 무작위 편차의 역할을 제거하기 위해 많은 수의 교차점을 분석해야 했습니다.

유전학- 유전과 변이의 법칙에 관한 과학. 유전학의 "탄생" 날짜는 네덜란드의 G. De Vries, 독일의 K. Correns 및 오스트리아의 E. Cermak가 1900년에 G. Mendel이 확립한 형질 유전 법칙을 독립적으로 "재발견"한 1900년으로 간주될 수 있습니다. 1865.

유전- 한 세대에서 다른 세대로 자신의 특성을 전달하는 유기체의 능력.

가변성- 유기체가 부모와 비교하여 새로운 특성을 얻는 특성. 넓은 의미에서 변이성은 같은 종에 속한 개체들 사이의 차이를 의미합니다.

징후- 구조적 특징, 신체의 모든 특성. 특성의 발달은 다른 유전자의 존재와 환경 조건에 따라 달라지며, 특성의 형성은 개인의 개별 발달 중에 발생합니다. 따라서 각 개인은 그 사람만의 특징을 지닌 일련의 특성을 가지고 있습니다.

표현형-신체의 모든 외부 및 내부 징후의 총체.

유전자- 기능적으로 분할할 수 없는 유전 물질 단위, 폴리펩티드, 전달 또는 리보솜 RNA 분자의 1차 구조를 코딩하는 DNA 분자의 한 부분. 넓은 의미에서 유전자는 별도의 기본 특성이 발생할 가능성을 결정하는 DNA 부분입니다.

유전자형- 유기체의 유전자 세트.

현장- 염색체상의 유전자 위치.

대립유전자- 상동 염색체의 동일한 위치에 위치한 유전자.

동형접합체- 하나의 분자 형태의 대립유전자를 가지고 있는 유기체.

이형접합체- 다양한 분자 형태의 대립유전자를 갖고 있는 유기체. 이 경우 유전자 중 하나가 우성이고 다른 하나는 열성입니다.

열성 유전자- 동형접합성 상태에서만 형질의 발달을 결정하는 대립유전자; 그러한 특성을 열성이라고 합니다.

우성 유전자- 동형접합성뿐만 아니라 이형접합성 상태에서도 형질의 발달을 결정하는 대립유전자 그러한 특성을 지배적이라고 부릅니다.

유전학 방법

주요한 것은 잡종론적 방법- 일련의 세대에 걸쳐 특성의 유전 패턴을 추적할 수 있는 교배 시스템입니다. G. Mendel이 처음 개발하고 사용했습니다. 이 방법의 독특한 특징: 1) 1, 2, 3 등의 대조되는 (대체) 안정적인 특성 쌍이 다른 부모를 대상으로 선택합니다. 2) 잡종의 형질 유전에 대한 엄격한 정량적 설명; 3) 일련의 세대에 걸쳐 각 부모의 자손에 대한 개별 평가.

한 쌍의 대체 문자의 유전을 분석하는 것을 교차라고 합니다. 단일잡종, 두 쌍 - 디하이브리드, 여러 쌍 - 폴리하이브리드. 대체 특징은 특징의 다양한 의미로 이해됩니다. 예를 들어 특징은 완두콩의 색이고 대체 특징은 노란색, 완두콩의 녹색입니다.

하이브리드 방법 외에도 유전학에는 다음이 사용됩니다. 족보상의— 가계도 편집 및 분석 세포유전학적- 염색체 연구 쌍- 쌍둥이 연구 인구 통계방법 - 인구의 유전적 구조를 연구합니다.

유전적 상징

교차 결과를 기록하는 데 사용되는 G. Mendel의 제안: P - 부모; F - 자손, 문자 아래 또는 바로 뒤의 숫자는 세대의 일련 번호를 나타냅니다 (F 1 - 1 세대 잡종 - 부모의 직계 후손, F 2 - 2 세대 잡종 - F 1 잡종을 각각 교차시킨 결과 발생) 다른); × — 교차 아이콘; G—남성; E - 여성; A는 우성 유전자이고, a는 열성 유전자입니다. AA는 우성형에 대한 동형접합체, aa는 열성형에 대한 동형접합체, Aa는 이형접합체입니다.

1세대 잡종의 균일성의 법칙, 즉 멘델의 제1법칙

Mendel의 작업 성공은 다양한 종류의 완두콩과 같은 교차 대상을 성공적으로 선택함으로써 촉진되었습니다. 완두콩의 특징: 1) 비교적 재배가 쉽고 발육기간이 짧다. 2) 자손이 많다. 3) 명확하게 눈에 띄는 대체 특성이 많이 있습니다(화관 색상 - 흰색 또는 빨간색, 자엽 색상 - 녹색 또는 노란색, 종자 모양 - 주름지거나 매끄러움, 꼬투리 색상 - 노란색 또는 녹색, 꼬투리 모양 - 둥글거나 잘록함, 꽃 배열) 또는 과일 - 줄기의 전체 길이 또는 상단, 줄기 높이 - 길거나 짧음); 4) 자가 수분 매개체로서 그 결과 대대로 그 특성을 안정적으로 유지하는 순수 계통이 많이 있습니다.

멘델은 1854년부터 8년 동안 다양한 품종의 완두콩을 교배하는 실험을 수행했습니다. 1865년 2월 8일, G. Mendel은 Brunn Society of Naturalists 회의에서 "식물 잡종에 대한 실험"이라는 보고서를 발표하고 그의 연구 결과를 요약했습니다.

멘델의 실험은 신중하게 고려되었습니다. 그의 전임자들이 한 번에 많은 형질의 유전 패턴을 연구하려 했다면, 멘델은 단 한 쌍의 대체 형질의 유전을 연구하는 것으로 연구를 시작했습니다.

멘델은 노란색과 녹색 씨앗이 있는 완두콩 품종을 가져와 인공적으로 교차 수분했습니다. 그는 한 품종의 수술을 제거하고 다른 품종의 꽃가루로 수분을 공급했습니다. 1세대 잡종에는 노란색 씨앗이 있었습니다. 다른 특성의 유전이 연구된 교배에서도 유사한 그림이 관찰되었습니다. 매끄럽고 주름진 종자 모양을 가진 식물을 교배할 때 생성된 잡종의 모든 씨앗은 매끄러웠습니다. 그 결과 붉은 꽃이 피었습니다. Mendel은 1세대 하이브리드에서는 각 대체 문자 쌍 중 하나만 나타나고 두 번째 문자는 사라지는 것 같다는 결론에 도달했습니다. 멘델은 1세대 잡종에서 나타나는 특성을 우성, 억제된 특성을 열성이라고 불렀습니다.

~에 동형접합성 개체의 단일잡종 교배대체 특성의 값이 다르기 때문에 잡종은 유전자형과 표현형이 동일합니다.

멘델의 균일성 법칙의 유전 다이어그램

(A는 완두콩의 노란색, 완두콩의 녹색)

분리의 법칙 또는 멘델의 제2법칙

G. Mendel은 1세대 잡종에게 자가수분의 기회를 주었습니다. 이렇게 얻은 2세대 잡종은 우성 특성뿐만 아니라 열성 특성도 나타냈습니다. 실험 결과는 표에 나와 있습니다.

표지판	우성		열성		총
표지판	숫자	%	숫자	%	총
종자 모양	5474	74,74	1850	25,26	7324
자엽의 착색	6022	75,06	2001	24,94	8023
종자 코트 색상	705	75,90	224	24,10	929
밥 모양	882	74,68	299	25,32	1181
밥 색칠하기	428	73,79	152	26,21	580
꽃꽂이	651	75,87	207	24,13	858
줄기 높이	787	73,96	277	26,04	1064
총:	14949	74,90	5010	25,10	19959

테이블 데이터를 분석하여 다음과 같은 결론을 내릴 수 있었습니다.

2세대 잡종의 균일성은 없습니다. 일부 잡종은 대체 쌍에서 하나(우성) 특성을 갖고 일부는 또 다른(열성) 특성을 갖습니다.
우성 형질을 지닌 잡종의 수는 열성 형질을 지닌 잡종의 수보다 약 3배 더 많습니다.
열성 형질은 잡종 1세대에서는 사라지지 않고, 잡종 2세대에서는 억제만 되어 나타난다.

2세대 잡종의 일부가 우성 특성을 갖고 일부는 열성 특성을 갖는 현상을 파편. 더욱이, 잡종에서 관찰되는 분열은 무작위가 아니라 특정 정량적 패턴의 영향을 받습니다. 이를 바탕으로 Mendel은 또 다른 결론을 내 렸습니다. 1 세대 잡종을 교배하면 자손의 특성이 특정 수치 비율로 분할됩니다.

~에 이형접합성 개체의 단일잡종 교배잡종에서는 유전자형 1:2:1에 따라 표현형에 따라 3:1의 비율로 분열이 발생합니다.

멘델의 분리 법칙의 유전 다이어그램

(A는 완두콩의 노란색이고 완두콩의 녹색입니다):

배우자 순도의 법칙

멘델은 1854년부터 8년 동안 완두콩 교배 실험을 실시했습니다. 그는 서로 다른 품종의 완두콩을 교배한 결과 1세대 잡종은 동일한 표현형을 갖고, 2세대 잡종에서는 특성이 일정 비율로 갈라지는 것을 발견했다. 이 현상을 설명하기 위해 멘델은 "생식체 순도 가설" 또는 "생식체 순도 법칙"이라고 불리는 여러 가지 가정을 세웠습니다. 멘델은 다음과 같이 제안했습니다.

일부 별개의 유전적 요인이 형질 형성을 담당합니다.
유기체에는 특성의 발달을 결정하는 두 가지 요소가 포함되어 있습니다.
배우자가 형성되는 동안 한 쌍의 요소 중 하나만 각 요소에 들어갑니다.
남성과 여성의 배우자가 합쳐지면 이러한 유전적 요인은 섞이지 않습니다(순수한 상태로 유지됨).

1909년에 V. Johansen은 이러한 유전 인자를 유전자라고 불렀고, 1912년에 T. Morgan은 이들이 염색체에 위치한다는 것을 보여주었습니다.

그의 가정을 증명하기 위해 G. Mendel은 현재 분석이라고 불리는 교차를 사용했습니다. 테스트 크로스- 알려지지 않은 유전자형의 유기체를 열성 동형접합성 유기체와 교배함). Mendel은 아마도 다음과 같이 추론했을 것입니다. "내 가정이 정확하다면 F 1을 열성 형질이 있는 변종(녹색 완두콩)과 교배한 결과 잡종 중에는 녹색 완두콩 절반과 노란색 완두콩 절반이 있을 것입니다." 아래의 유전 다이어그램에서 볼 수 있듯이 그는 실제로 1:1 분할을 받고 자신의 가정과 결론이 정확하다는 것을 확신했지만 동시대 사람들은 그를 이해하지 못했습니다. Brunn Society of Naturalists 회의에서 작성된 그의 보고서 "식물 잡종에 대한 실험"은 완전한 침묵을 받았습니다.

멘델의 제1법칙과 제2법칙의 세포학적 기초

멘델 당시에는 생식 세포의 구조와 발달이 연구되지 않았기 때문에 배우자의 순수성에 대한 그의 가설은 뛰어난 선견지명의 한 예이며 나중에 과학적으로 확증되었습니다.

멘델이 관찰한 우성 및 형질 분리 현상은 현재 염색체 쌍, 감수분열 중 염색체의 발산, 수정 중 통일로 설명됩니다. 노란색을 결정하는 유전자를 문자 A로, 녹색을 a로 표시합시다. Mendel은 순수 계통으로 작업했기 때문에 교배된 두 유기체는 동형접합성입니다. 즉, 종자 색상 유전자의 두 개의 동일한 대립 유전자(각각 AA 및 aa)를 가지고 있습니다. 감수 분열 동안 염색체 수는 절반으로 줄어들고 한 쌍의 염색체 하나만 각 배우자에 들어갑니다. 상동 염색체는 동일한 대립 유전자를 가지고 있기 때문에 한 유기체의 모든 배우자에는 유전자 A가 있는 염색체가 포함되고 다른 유기체에는 유전자 a가 포함됩니다.

수정 과정에서 남성과 여성의 배우자가 융합되고 염색체가 결합하여 단일 접합체를 형성합니다. 생성된 잡종은 세포가 Aa 유전자형을 갖기 때문에 이형접합성이 됩니다. 유전자형의 한 변종은 표현형의 한 변종, 즉 완두콩의 노란색을 제공합니다.

감수분열 중에 Aa 유전자형을 갖는 잡종 유기체에서는 염색체가 서로 다른 세포로 분리되어 두 가지 유형의 배우자가 형성됩니다. 배우자의 절반은 유전자 A를 운반하고 나머지 절반은 유전자 a를 운반합니다. 수정은 무작위적이고 똑같이 가능한 과정입니다. 즉, 모든 정자는 모든 난자와 수정될 수 있습니다. 두 가지 유형의 정자와 두 가지 유형의 난자가 형성되었으므로 네 가지 유형의 접합체가 가능합니다. 그 중 절반은 이형접합체(A와 a 유전자를 가지고 있음)이고, 1/4은 우성 형질에 대해 동형접합성이고(두 개의 A 유전자를 가지고 있음), 1/4은 열성 형질에 대해 동형접합성입니다(두 개의 a 유전자를 가지고 있음). 우성 및 이형접합체에 대한 동형접합체는 노란색 완두콩(3/4)을 생성하고 열성체에 대한 동형접합체는 녹색(1/4)을 생성합니다.

특성의 독립적 결합(상속) 법칙 또는 멘델의 제3법칙

유기체는 여러 면에서 서로 다릅니다. 따라서 한 쌍의 특성 상속 패턴을 확립한 후 G. Mendel은 두 개 이상의 대체 특성 쌍의 상속을 연구했습니다. 이중 잡종 교배를 위해 멘델은 종자 색상(노란색과 녹색)과 종자 모양(부드럽고 주름진)이 다른 동형접합성 완두콩 식물을 채취했습니다. 씨앗의 노란색(A)과 매끄러운 모양(B)이 우성 특성이고, 녹색(a)과 주름진 모양(b)이 열성 특성입니다.

노란색의 매끄러운 씨앗을 가진 식물과 녹색의 주름진 씨앗을 가진 식물을 교배하여 멘델은 노란색의 매끄러운 씨앗을 가진 균일한 잡종 세대 F1을 얻었습니다. 15개 1세대 잡종의 자가수분을 통해 556개의 종자를 얻었는데, 그 중 315개는 노란색의 매끈한 종자, 101개는 노란색의 주름진 종자, 108개는 녹색의 매끄러운 종자, 32개의 녹색 주름진 종자(분열율 9:3:3:1)였다.

생성된 자손을 분석하면서 Mendel은 다음과 같은 사실에 주목했습니다. 1) 원래 품종의 특성 조합(노란색 매끄러운 씨앗과 녹색 주름진 씨앗)과 함께 이중 잡종 교배 중에 새로운 특성 조합이 나타납니다(노란색 주름진 녹색 부드러운 씨앗). 2) 각 개별 특성에 대한 분할은 단일 잡종 교배 중 분할에 해당합니다. 556개 종자 중 매끄러운 종자가 423개, 주름진 종자가 133개(비율 3:1), 416개 종자는 노란색, 140개 종자는 녹색(비율 3:1)이었다. 멘델은 한 쌍의 특성이 분리되는 것이 다른 쌍으로 분리되는 것과 관련이 없다는 결론에 도달했습니다. 잡종 종자는 모식물의 특성 조합(노란색의 매끄러운 종자와 녹색의 주름진 종자)뿐만 아니라 새로운 특성의 조합(노란색 주름진 종자와 녹색의 매끄러운 종자)의 출현도 특징으로 합니다.

잡종에서 이형접합체를 이종교배할 때, 표현형에 따라 9:3:3:1 비율로 분열이 일어나고, 유전자형에 따라 4:2:2:2:2:1:1:1:1 비율로 분열이 일어납니다. , 문자는 서로 독립적으로 상속되며 가능한 모든 조합으로 결합됩니다.

아르 자형	♀AABB 노란색, 매끄러운	×	♂aаbb 녹색, 주름진
배우자의 종류	AB		ab
F 1	AaBb 노란색, 부드러운, 100%
피	♀AaBb 노란색, 매끄러운	×	♂AаBb 노란색, 매끄러운
배우자의 종류	AB AB AB AB		AB AB AB AB

독립적인 특성 조합 법칙의 유전 체계:

배우자:	♂	AB	아브	aB	ab
♀		AB	아브	aB	ab
AB		AABB 노란색 매끄러운	AABb 노란색 매끄러운	AaBB 노란색 매끄러운	AaBb 노란색 매끄러운
아브		AABb 노란색 매끄러운	AAbb 노란색 주름진	AaBb 노란색 매끄러운	아브 노란색 주름진
aB		AaBB 노란색 매끄러운	AaBb 노란색 매끄러운	aaBB 녹색 매끄러운	aaBb 녹색 매끄러운
ab		AaBb 노란색 매끄러운	아브 노란색 주름진	aaBb 녹색 매끄러운	아브 녹색 주름진

표현형별 교배 결과 분석: 노란색, 매끄러움 - 9/16, 노란색, 주름진 - 3/16, 녹색, 매끄러움 - 3/16, 녹색, 주름진 - 1/16. 표현형 분할은 9:3:3:1입니다.

유전자형별 교배 결과 분석: AaBb - 4/16, AABb - 2/16, AaBB - 2/16, Aabb - 2/16, aaBb - 2/16, AABB - 1/16, Aabb - 1/16, aaBB - 1/16, aabb - 1/16. 유전자형에 따른 분리 4:2:2:2:2:1:1:1:1.

단일 잡종 교배에서 부모 유기체가 한 쌍의 특성(노란색과 녹색 종자)이 다르고 2세대에 두 가지 표현형(2 1)을 비율 (3 + 1) 1로 제공하는 경우, 이중 잡종에서는 두 가지가 다릅니다. 한 쌍의 문자를 사용하고 2세대에는 (3 + 1) 2 비율로 4개의 표현형(2 2)을 제공합니다. 삼중 잡종 교배 중에 2세대에서 표현형의 수와 비율이 (3 + 1) 3 비율로 8가지 표현형(2 3)으로 형성될지 계산하는 것은 쉽습니다.

단일 잡종 세대를 포함하는 F 2의 유전자형별 분할이 1:2:1인 경우, 즉 세 가지 다른 유전자형(3 1)이 있는 경우 이중 잡종 교차로 9개의 다른 유전자형이 형성됩니다(삼중 잡종 교차로 3 2). 3 3 - 27개의 서로 다른 유전자형이 형성됩니다.

멘델의 세 번째 법칙은 분석된 형질의 유전자가 서로 다른 상동 염색체 쌍에 위치하는 경우에만 유효합니다.

멘델의 제3법칙의 세포학적 기초

A는 씨앗의 노란색, a는 녹색, B는 씨앗의 매끄러운 모양, b는 주름진 모양의 발달을 결정하는 유전자라고 가정합니다. 유전자형 AaBb를 갖는 1세대 잡종이 교배되었습니다. 배우자가 형성되는 동안, 각 대립유전자 쌍 중 하나만이 배우자에 들어가고, 감수분열의 첫 번째 분열에서 염색체가 무작위로 발산한 결과로 유전자 A는 유전자 B 또는 유전자와 동일한 배우자에서 끝날 수 있습니다. b 및 유전자 a - 유전자 B 또는 유전자 b. 따라서 각 유기체는 동일한 양(25%)으로 AB, Ab, aB, ab의 네 가지 유형의 배우자를 생성합니다. 수정 과정에서 네 가지 유형의 정자는 각각 네 가지 유형의 난자와 수정될 수 있습니다. 수정의 결과로 9개의 유전형 클래스가 나타날 수 있으며, 이로 인해 4개의 표현형 클래스가 생성됩니다.

이동 강의 16번“유성생식을 하는 다세포 동물의 개체발생”

이동 강의 18번"연결된 상속"

소개.

유전학은 살아있는 유기체의 유전 패턴과 다양성을 연구하는 과학입니다.

인간은 유전과 관련된 세 가지 현상을 오랫동안 주목해 왔습니다. 첫째, 후손과 부모의 특성의 유사성입니다. 둘째, 해당 부모 특성과 후손의 일부 (때로는 많은) 특성 간의 차이입니다. 셋째, 먼 조상에게만 존재했던 특성이 자손에게 나타나는 현상입니다. 세대 간 특성의 연속성은 수정 과정을 통해 보장됩니다. 옛날부터 인간은 다양한 재배 식물과 가축 품종을 번식시키기 위해 실용적인 목적으로 유전의 특성을 자발적으로 사용했습니다.

유전 메커니즘에 관한 첫 번째 아이디어는 고대 그리스 과학자 데모크리토스, 히포크라테스, 플라톤, 아리스토텔레스에 의해 표현되었습니다. 최초의 과학적 진화론의 저자인 J.-B. 라마르크는 18~19세기 전환기에 그가 가정한 것을 설명하기 위해 고대 그리스 과학자들의 아이디어를 사용했습니다. 개인이 일생 동안 획득한 새로운 특성을 자손에게 전달하는 원리. 찰스 다윈은 후천적 특성의 유전을 설명하는 범발생 이론을 제시했습니다.

찰스 다윈이 정의한 유전모든 살아있는 유기체의 특성으로서 그 특성과 특성을 대대로 전달하며, 가변성개인 발달 과정에서 새로운 특성을 획득하는 모든 살아있는 유기체의 재산입니다.

특성의 유전은 번식을 통해 발생합니다. 유성 생식에서는 수정의 결과로 새로운 세대가 발생합니다. 유전의 물질적 기초는 생식세포에 담겨 있습니다. 무성 생식 또는 영양 생식을 통해 단세포 포자 또는 다세포 형성에서 새로운 세대가 발생합니다. 그리고 이러한 형태의 번식을 통해 세대 간의 연결은 DNA 염색체의 일부인 유전의 물질적 기초(유전의 기본 단위), 즉 유전자를 포함하는 세포를 통해 수행됩니다.

유기체가 부모로부터 받은 유전자 세트가 그 유기체의 유전자형을 구성합니다. 외부 특성과 내부 특성의 조합이 표현형입니다. 표현형은 유전자형과 환경 조건의 상호 작용의 결과로 발생합니다. 어떤 식으로든 기초는 유전자가 갖고 있는 특성으로 남아 있습니다.

형질이 세대에서 세대로 전달되는 패턴은 체코의 위대한 과학자 그레고르 멘델(Gregor Mendel)에 의해 처음 발견되었습니다. 그는 현대 유전학의 기초가 되는 유전의 세 가지 법칙을 발견하고 공식화했습니다.

그레고르 요한 멘델의 삶과 과학적 연구.

모라비아 수도사이자 식물 유전학자. 요한 멘델(Johann Mendel)은 1822년 하인첸도르프(현 체코 공화국의 긴치체)라는 마을에서 태어났는데, 그곳에서 그의 아버지는 소규모 농민 부지를 소유하고 있었습니다. 그를 아는 사람들에 따르면 그레고르 멘델은 정말 친절하고 유쾌한 사람이었습니다. 지역 마을 학교에서 초등 교육을 받은 후 라이프니크의 피아리스트 대학을 졸업한 후 1834년에 그는 트로파운 왕립 체육관의 첫 번째 문법 수업에 입학했습니다. 4년 후, 요한의 부모는 빠르게 뒤따른 많은 불행한 사건들의 합류로 인해 그의 학업과 관련된 필요한 비용을 상환할 기회를 완전히 박탈당했고, 그들의 아들은 당시 겨우 16세였습니다. 자신의 유지 관리를 완전히 독립적으로 처리해야 했습니다. . 1843년에 멘델은 알트브룬에 있는 성 토마스의 아우구스티누스 수도원에 들어가 그곳에서 그레고르라는 이름을 갖게 되었습니다. 1846년에 멘델은 브륀에 있는 철학 연구소에서 가사, 정원 가꾸기, 포도 재배에 관한 강의에도 참석했습니다. 1848년에 깊은 존경심으로 신학 과정을 마친 멘델은 철학 박사 학위 시험을 준비할 수 있는 허가를 받았습니다. 이듬해 그는 시험에 대한 의지를 강화했을 때 Znaim에있는 Imperial-Royal Gymnasium의 후원자를 대신하라는 명령을 받았으며 기쁨으로 따랐습니다.

1851년에 수도원의 대수도원장은 멘델을 비엔나 대학교에 보내어 무엇보다도 식물학을 공부했습니다. 대학을 졸업한 후 Mendel은 지역 학교에서 자연과학을 가르쳤습니다. 이 단계 덕분에 그의 재정 상황은 급격하게 바뀌었습니다. 모든 직업에 매우 필요한 육체적 존재의 유익한 복지 속에서 깊은 존경심을 가지고 용기와 힘이 그에게 돌아왔고, 시련의 해 동안 그는 큰 근면과 사랑으로 규정된 고전 과목을 공부했습니다. 여가 시간에는 수도원에 보관되어 있는 작은 식물 및 광물 수집품을 연구했습니다. 자연과학 분야에 대한 그의 열정은 커질수록 그 분야에 전념할 수 있는 기회도 더 많아졌습니다. 이 연구에서 언급 된 것은 어떤 지침도 박탈 당했고 여기에서 독학의 길은 다른 과학과 달리 어렵고 천천히 목표에 도달하지만 그럼에도 불구하고이 기간 동안 Mendel은 연구에 대한 그러한 사랑을 얻었습니다. 그는 자기 교육과 실무 경험이 있는 사람들의 조언을 따르며 자신에게 변화된 격차를 메우기 위해 더 이상 노력을 아끼지 않았다. 1851년 4월 3일, 학교의 "교원단"은 성 토마스 수도원의 정경인 그레고르 멘델(Gregor Mendel) 씨를 일시적으로 교수직에 초대하기로 결정했습니다. 그레고르 멘델(Gregor Mendel)의 포모학적 성공은 그에게 스타 타이틀에 대한 권리와 기술학교 준비반에서 자연사를 빼앗는 임시직을 부여했습니다. 학업 첫 학기에 그는 일주일에 10시간만 공부했고 도플러로만 공부했습니다. 두 번째 학기에는 일주일에 20시간씩 공부했다. 이들 중 10명은 도플러와 함께 물리학을 공부하고 있으며, 일주일에 5명은 루돌프 크너와 함께 동물학을 공부하고 있습니다. 일주일에 11시간 - Fenzl 교수와 함께하는 식물학: 형태학 및 계통학에 대한 강의 외에도 그는 식물의 설명 및 식별에 관한 특별 워크숍에도 참여했습니다. 세 번째 학기에 그는 일주일에 32시간의 수업에 등록했습니다. 도플러와 함께하는 물리학 10시간, Rottenbacher와 함께하는 화학 10시간, 일반 화학, 의약 화학, 약리 화학 및 분석 화학 워크샵. Kner와 함께 동물학을 위해 5개. 세계 최초의 세포학자 중 한 명인 Unger와의 6시간 수업. 그는 실험실에서 식물의 해부학과 생리학을 연구하고 현미경 기술에 대한 실무 교육을 받았습니다. 그리고 일주일에 한 번씩 수학과에서 대수와 삼각법에 관한 워크숍이 있어요.

1850년, 생활은 순조로웠습니다. Mendel은 이미 자립할 수 있었고, 자신의 책임을 잘 처리하고 대화하기가 매우 즐거웠기 때문에 동료들로부터 큰 존경을 받았습니다. 그의 학생들은 그를 사랑했습니다.

1851년 그레고르 멘델(Gregor Mendel)은 생물학의 가장 중요한 문제인 변이성과 유전 문제를 겨냥했습니다. 그때부터 그는 식물의 직접 재배에 관한 실험을 시작했습니다. 멘델은 브륀의 먼 곳과 가까운 곳에서 다양한 식물을 가져왔습니다. 그는 다양한 외부 조건에서 각각을 위해 특별히 지정된 수도원 정원의 일부에서 그룹으로 식물을 재배했습니다. 그는 힘든 기상 관측에 참여했습니다. Gregor는 완두콩을 사용하여 대부분의 실험과 관찰을 수행했으며 1854년부터 매년 봄마다 성의 창문 아래 작은 정원에 뿌려졌습니다. 완두콩에 대한 명확한 교배 실험을 수행하는 것은 어렵지 않은 것으로 나타났습니다. 이렇게하려면 아직 익지는 않았지만 핀셋으로 큰 꽃을 열고 꽃밥을 떼어 낸 다음 교차 할 "쌍"을 독립적으로 미리 결정하면됩니다. 자가수분은 제외되기 때문에 완두콩 품종은 원칙적으로 대대로 변하지 않고 매우 명확하게 정의되는 일정한 특성을 지닌 "순수 계통"입니다. 멘델은 변종간 차이를 결정하는 특성을 확인했습니다. 즉, 성숙한 곡물과 덜 익은 곡물의 피부색, 성숙한 완두콩의 모양, "단백질"(내배유)의 색상, 줄기 축의 길이, 새싹의 위치와 색깔. 그는 실험에서 30개 이상의 품종을 사용했으며, 각 품종은 이전에 1854년과 1855년에 "불변성", "특성의 불변성", "혈액 순도"에 대해 2년간 테스트를 거쳤습니다. 완두콩을 이용한 실험은 8년 동안 계속되었습니다. 여덟 번의 꽃이 피는 동안 그는 수백 번 조심스럽게 손으로 꽃밥을 떼어 내고 핀셋으로 다양한 꽃의 수술에서 꽃가루를 모아 암술의 암술머리에 발랐습니다. 교배와 자가수분 잡종을 통해 얻은 식물 1만 개에 대해 1만 개의 여권이 발급되었습니다. 기록은 깔끔합니다. 모 식물이 언제 자랐는지, 어떤 꽃이 피었는지, 꽃가루가 수정되었는지, 어떤 완두콩(노란색 또는 녹색, 매끄럽거나 주름진 것)이 생산되었는지, 어떤 꽃(가장자리의 색, 중앙의 색)이 피었는지 , 씨앗을 받았을 때 노란색은 몇 개인지, 녹색은 몇 개, 둥글고 주름져 있는지, 심기 위해 선택한 씨앗은 몇 개인지, 언제 심었는지 등입니다.

그의 연구 결과는 1865년 브룬 박물학자가 읽은 『식물 잡종 실험』 보고서였습니다. 보고서는 다음과 같이 말합니다. “이 기사를 다루는 실험을 수행한 이유는 색상이 다른 새로운 형태를 얻기 위해 수행된 관상용 식물의 인공 교배였습니다. 자손의 교배종 발달을 추적하기 위해 추가 실험을 수행하기 위해 잡종 형태가 끊임없이 조상 형태로 돌아가는 놀라운 패턴이 원동력이 되었습니다.” 과학사에서 자주 발생하는 것처럼 멘델의 연구는 동시대 사람들로부터 즉시 적절한 인정을 받지 못했습니다. 그의 실험 결과는 브륀(Brünn) 시 자연과학회 회의에서 발표되었고, 이후 이 학회지에도 게재되었지만 당시 멘델의 생각은 지지를 받지 못했습니다. 멘델의 혁명적인 업적을 기술한 저널은 30년 동안 도서관에서 먼지를 모으고 있었습니다. 19세기 말에야 유전 문제를 연구하던 과학자들이 멘델의 업적을 발견했고, 그는 (사후에) 마땅한 인정을 받을 수 있었습니다.