MONOHYBRIDISMUS: Z ČEHO SE SKLÁDÁ A CVIČENÍ ŘEŠENÁ - BIOLOGIE - 2025

Monohibridismo vztahuje ke kříži mezi dvěma jednotlivci lišících se v jediném znaku. Podobně, když děláme křížení mezi jednotlivci stejného druhu a když studujeme dědičnost jedné zvláštnosti, mluvíme o monohybridismu.

Monohybridní kříže se snaží prozkoumat genetický základ vlastností, které jsou určeny jediným genem. Vzory dědičnosti tohoto typu křížení popsal Gregor Mendel (1822–1884), ikonický znak v oblasti biologie a známý jako otec genetiky.

Gregor Mendel založil na své práci s rostlinami hrachu (Pisum sativum) své známé zákony. Mendelův první zákon vysvětluje monohybridní kříže.

Z čeho se skládá?

Jak bylo uvedeno výše, monohybridní kříže jsou vysvětleny v Mendlově prvním zákonu, který je popsán níže:

Mendelův první zákon

V sexuálních organismech existují páry alel nebo páry homologních chromozomů, které se při tvorbě gamet oddělují. Každá gameta dostává pouze jednoho člena této dvojice. Tento zákon se nazývá „zákon segregace“.

Jinými slovy, meióza zajišťuje, že každá gameta obsahuje striktně pár alel (variant nebo různých forem genu) a stejně tak je pravděpodobné, že gameta obsahuje kteroukoli z forem genu.

Mendelovi se podařilo tento zákon vyřídit křížením rostlin hrachu. Mendel sledoval dědičnost několika párů kontrastních charakteristik (fialové květy versus bílé květy, zelená semena versus žlutá semena, dlouhé stonky versus krátké stonky) po několik generací.

Na těchto křížích Mendel počítal potomky každé generace, čímž získal proporce jednotlivců. Mendelově práci se podařilo dosáhnout robustních výsledků, protože pracoval s významným počtem osob, přibližně několika tisíci.

Například v monohybridních křížcích kulatých hladkých semen s pomačkanými semeny získal Mendel 5474 kulatých hladkých semen a 1850 zmačkaných semen.

Podobně křížení žlutých semen se zelenými semeny vede k počtu 6022 žlutých semen a 2001 zelených semen, čímž se vytvoří jasný vzor 3: 1.

Jedním z nejdůležitějších závěrů tohoto experimentu bylo postulovat existenci diskrétních částic, které jsou přenášeny z rodičů na děti. V současné době se tyto částice dědičnosti nazývají geny.

Punnettovo náměstí

Tento graf poprvé použil genetik Reginald Punnett. Je to grafické znázornění gamet jednotlivců a všech možných genotypů, které mohou vyplynout z křížení zájmu. Je to jednoduchá a rychlá metoda řešení křížů.

Řešená cvičení

První cvičení

U ovocné mušky (Drosophila melanogaster) dominuje šedá barva těla (D) nad černou barvou (d). Pokud genetik překročí homozygotního dominanta (DD) a homozygotního recesivního (dd) jedince, jak bude vypadat první generace jedinců?

Odpověď

Dominantní homozygotní jedinec produkuje pouze D gamety, zatímco recesivní homozygot také produkuje pouze jeden typ gamet, ale v jejich případě jsou d.

Když dojde k oplodnění, všechny vytvořené zygoty budou mít genotyp Dd. Pokud jde o fenotyp, všichni jedinci budou mít šedivé tělo, protože D je dominantní gen a maskuje přítomnost d v zygote.

Závěrem máme, že 100% jednotlivců v F ₁ bude šedých.

Druhé cvičení

Jaké proporce vyplývají z křížení první generace mušek z prvního cvičení?

Odpověď

Jak můžeme odvodit, mouchy F ₁ mají genotyp Dd. Všichni výslední jedinci jsou pro tento prvek heterozygotní.

Každý jedinec může generovat D a d gamety. V tomto případě lze cvičení vyřešit pomocí Punnettova náměstí:

Ve druhé generaci mouch se znovu objeví vlastnosti rodičů (mouchy s černými těly), které se zdály být „ztraceny“ v první generaci.

Získali jsme 25% much s dominantním homozygotním genotypem (DD), jehož fenotypem je šedé tělo; 50% heterozygotních jedinců (Dd), u nichž je fenotyp také šedý; a dalších 25% homozygotních recesivních (dd) jedinců s černými těly.

Pokud to chceme vidět z hlediska proporcí, křížení heterozygotů má za následek 3 šedé jedince versus 1 černé jedince (3: 1).

Třetí cvičení

V určité paletě tropického stříbra lze rozlišovat mezi skvrnitými listy a hladkými listy (bez skvrn, jednobarevných).

Předpokládejme, že tyto odrůdy prochází botanik. Rostliny pocházející z prvního křížení se nechaly samooplodnit. Výsledkem druhé generace bylo 240 rostlin se skvrnitými listy a 80 rostlin s hladkými listy. Jaký byl fenotyp první generace?

Odpověď

Klíčovým bodem pro řešení tohoto cvičení je sčítání čísel a jejich uvedení do proporcí, které se dělí takto: 80/80 = 1 a 240/80 = 3.

Z prokázaného vzoru 3: 1 lze snadno vyvodit, že jednotlivci, kteří dali vznik druhé generaci, byli heterozygotní a fenotypově měli skvrnité listy.

Čtvrté cvičení

Skupina biologů studuje barvu srsti králíků druhu Oryctolagus cuniculus. Barva srsti se zdá být určena lokusem se dvěma alely, A a a. Alela A je dominantní a je recesivní.

Jaký genotyp budou mít jednotlivci, kteří jsou výsledkem křížení homozygotního recesivního (aa) a heterozygotního (Aa) jedince?

Odpověď

Metodika, kterou je třeba postupovat při řešení tohoto problému, je implementace náměstí Punnett. Homozygotní recesivní jedinci produkují pouze gamety, zatímco heterozygotní jedinci produkují A a gamety. Graficky je to následující:

Můžeme tedy dojít k závěru, že 50% jednotlivců bude heterozygotních (Aa) a dalších 50% bude homozygotních recesivních (aa).

Výjimky z prvního zákona

Existují určité genetické systémy, ve kterých heterozygotní jedinci nevytvářejí ve svých gametách stejné proporce dvou různých alel, jak předpovídají dříve popsané Mendelovy proporce.

Tento jev je znám jako zkreslení v segregaci (nebo meiotické jízdě). Příkladem toho jsou sobecké geny, které zasahují do funkce jiných genů, které se snaží zvýšit jejich frekvenci. Všimněte si, že egoistický prvek může snížit biologickou účinnost jedince, který ho nese.

V heterozygotní egoistický prvek interaguje s normálním prvkem. Sobecká varianta může zničit normální nebo bránit jeho fungování. Jedním z bezprostředních důsledků je porušení Mendelova prvního zákona.

Reference

1. Barrows, EM (2000). Odkaz na stůl pro chování zvířat: slovník chování zvířat, ekologie a evoluce. CRC press.
2. Elston, RC, Olson, JM, a Palmer, L. (2002). Biostatistická genetika a genetická epidemiologie. John Wiley a synové.
3. Hedrick, P. (2005). Genetika populací. Třetí edice. Vydavatelé Jones a Bartlett.
4. Montenegro, R. (2001). Evoluční biologie člověka. Národní univerzita v Cordobě.
5. Subirana, JC (1983). Didaktika genetiky. Vydání Universitat Barcelona.
6. Thomas, A. (2015). Představujeme genetiku. Druhé vydání. Garland Science, Taylor & Francis Group.