۲۰ سوال هوشمند برای مطالعه وراثت مندلی

زندگی نامه مختصری از مندل

۱. گرگور مندل که بود؟

مندل را پدر علم ژنتیک می دانند. او یک راهب، زیست‌شناس و گیاه‌شناس بود که در سال ۱۸۲۲ در اتریش به دنیا آمد و در سال ۱۸۸۴ درگذشت. در طی سال‌های ۱۸۵۳ تا ۱۸۶۳، او گیاهان نخود را در باغ‌های صومعه خود کشت کرد تا در تحقیقاتش مورد استفاده قرار گیرد. آزمایش‌های او شامل تلاقی گیاهان نخود با ویژگی‌های متمایز (اندازه، رنگ دانه و غیره)، فهرست‌بندی نتایج و تفسیر آنها بود. آزمایش‌ها او را به توسعه قوانین خود سوق داد، نتایجی که در سال ۱۸۸۶ منتشر شد و در آن زمان هیچ پیامد علمی نداشت. تنها در آغاز قرن بیستم، در سال ۱۹۰۲، ۱۸ سال پس از مرگ او، دستاوردهای او به طور گسترده مورد توجه قرار گرفت.

• بررسی قوانین مندل – تنوع تصویر: پدر علم ژنتیک قوانین مندل

هیبریداسیون(آمیختگی) در ژنتیک

۲. هیبریداسیون در ژنتیک چیست؟

در ژنتیک، هیبریداسیون عبارت است از تلاقی افراد از دودمان های مختلف “خالص” در رابطه با یک صفت معین، یعنی تلاقی افراد مختلف هموزیگوت برای صفت مورد مطالعه.

برای مثال، در آزمایش‌های مندل با نخود، گیاهی از دودمان نخود سبز که از خودباروری اجدادش طی چندین نسل به دست آمده بود، با گیاه دیگری از دودمان زرد که از طریق خود بارورسازی نیز به دست آمده بود، تلاقی داده شد (دگر لقاحی). اجدادش ( خود لقاحی در چندین نسل از اجداد و به دست آوردن انحصاری افراد با ویژگی های مورد نظر تضمین می کند که افراد نسل والدین “خالص” یا بهتر بگوییم برای آن ویژگی هموزیگوت هستند.)

۳. مونوهیبریدی چیست؟

مونوهیبریدی مطالعه تنها یک صفت در آمیزش دو فرد خالص (هومولوگ) برای آن صفت است.

۴. با توجه به هیبریداسیون در صفتی مانند رنگ گلهای یک گونه گیاهی (قرمز غالب/ زرد مغلوب) که توسط یک جفت آلل مختلف مشروط شده است، نتایج فنوتیپی نسل اول (F1) و نتایج فنوتیپی چیست. از نسل دوم (F2، که از تلاقی بین ژنوتیپ های F1 تشکیل شده است)؟ نسبت فنوتیپ ها در F1 و F2 چقدر است؟

در رابطه با ژنوتیپ ها و فنوتیپ ها، هیبریداسیون شامل موارد زیر است: نسل والدین (P): RR (قرمز)، yy (زرد). نسل F1 (RR x yy): Ry (قرمز). نسل F2 (Ry x Ry): RR (قرمز)، Ry (قرمز)، Ry (قرمز) و yy (زرد).طبق جدول های پانت زیر.

برای نسل اول(F1)

برای نسل دوم(F2)

در نسل F1 نسبت گل های قرمز ۱۰۰ درصد است. در نسل F2 نسبت فنوتیپی سه قرمز (۷۵%) تا یک زرد (۲۵%) است.

۵. با توجه به هیبریداسیون در یک صفت مانند رنگ گل های یک گونه گیاهی (قرمز/زرد) که توسط یک جفت آلل مختلف در رابطه با غالبیت کامل (قرمز غالب/زرد مغلوب) شرطی شده است، چرا یکی از رنگ ها است. آیا در نسل F1 وجود ندارد؟

در مونو هیبریدیسم، یکی از رنگ ها در نسل F1 ظاهر نمی شود زیرا والدین آن خالص یا بهتر است بگوییم هموزیگوت هستند، و بنابراین، همه افراد در F1 هتروزیگوت هستند (هر والدین فقط یک نوع گامت را تشکیل می دهند). از آنجایی که فقط ژنوتیپ‌های هتروزیگوت ظاهر می‌شوند و قرمز بر زرد غالب است، افراد نسل F1 فقط گل‌های قرمز ارائه می‌کنند.

۶. با توجه به هیبریداسیون در یک صفت داده شده مانند رنگ موی گونه پستانداران (سفید/سیاه) که توسط یک جفت آلل مختلف تحت تسلط کامل (سیاه غالب، B/سفید مغلوب، w) شرطی شده است، چگونه می توان نسبت فنوتیپی را به دست آورد. در نسل F2 توضیح داده شود؟ این نسبت چقدر است؟

در مونوهیبریدیسم شرطی شده توسط دو آلل مختلف، نسل F1 فقط افراد هتروزیگوت (Bw) را نشان می دهد. در F2 یک فرد BB، دو فرد Bw و یک فرد ww وجود دارد. در رابطه با فنوتیپ، F2 شامل سه فرد سیاه و یک فرد سفید است، زیرا سیاه رنگ غالب است. بنابراین، نسبت ۳:۱ است: سه مو سیاه به یک مو سفید.

۷. منظور از گفتن اینکه گامت‌ها همیشه «خالص» هستند، وقتی به یک صفت معین مشروط توسط ژنی با دو آلل متفاوت اشاره می‌شود، چیست؟

گفتن اینکه گامت ها خالص هستند به این معنی است که آنها همیشه فقط یک آلل از صفت مشخص شده را دارند. گامت ها همیشه “خالص” هستند زیرا کروموزوم ها در آنها همولوگ نیستند. از هر نوع فقط یک کروموزوم دارند.

قانون اول مندل

۸. قانون اول مندل چیست؟

قانون اول مندل فرض می کند که یک ویژگی (ویژگی) یک فرد همیشه توسط دو عامل تعیین می شود، یکی از پدر و دیگری از مادر به ارث می رسد و فرزندان مستقیم فرد فقط یکی از این عوامل را (تصادفی) دریافت می کنند. آی تی. به عبارت دیگر، هر صفت توسط دو عامل تعیین می شود که در طول تشکیل گامت از هم جدا می شوند.

قانون اول مندل به عنوان قانون خلوص گامت ها نیز شناخته می شود. مندل روش انتقال ژن ها و آلل ها و چگونگی شرطی شدن صفات را بدون اطلاع از وجود این عناصر استنباط کرد.

۹. چه نوع گامت (برای یک صفت معین) توسط یک فرد هموزیگوت غالب تولید می شود؟ نسبت ژنوتیپی این گامت ها چقدر است؟ در مورد یک فرد هموزیگوت مغلوب چطور؟

اگر فردی هموزیگوت غالب باشد، مثلاً AA، فقط گامت هایی با آلل A تولید می کند. بنابراین نسبت ۱۰۰٪ گامت AA است.

اگر فردی هموزیگوت مغلوب باشد، به عنوان مثال aa، تنها گامت هایی با آلل a تولید می کند، همچنین نسبت ۱۰۰٪.

۱۰. کدام نوع گامت توسط یک فرد هتروزیگوت تولید می شود؟ نسبت ژنوتیپی این گامت ها چقدر است؟

افراد هتروزیگوت، به عنوان مثال، Aa، دو نوع مختلف گامت تولید می کنند: یکی حاوی آلل A و دیگری حاوی آلل a. نسبت ۱:۱ است.

۱۱. در نسل F2 یک هیبریداسیون برای یک صفت معین که توسط یک جفت آلل T و t شرطی شده است، طبق قانون اول مندل، ژنوتیپ های هر شکل فنوتیپی کدامند؟ به ترتیب چند فرم ژنوتیپی و فنوتیپی وجود دارد؟

در هیبریداسیون مذکور، اشکال ژنوتیپی در F2 TT، tt و Tt خواهد بود. بنابراین، سه شکل ژنوتیپی متفاوت و دو شکل فنوتیپی متفاوت وجود خواهد داشت (با توجه به اینکه T بر t غالب است).

۱۲. چرا تلاقی فردی که یک فنوتیپ غالب ارائه می دهد با دیگری که فنوتیپ مغلوب را ارائه می دهد (برای همان صفت) می تواند تعیین کند که فرد غالب هموزیگوت است یا هتروزیگوت؟

از تلاقی یک فرد با یک فنوتیپ مغلوب با دیگری با فنوتیپ غالب (برای همان صفت)، می توان تشخیص داد که فرد غالب هموزیگوت است یا هتروزیگوت. این درست است زیرا ژنوتیپ فرد مغلوب لزوماً هموزیگوت است، به عنوان مثال، aa. اگر فرد دیگر نیز AA هموزیگوت باشد، فرزندان F1 فقط هتروزیگوت خواهند بود (aa x ​​AA = فقط Aa). اگر فرد دیگر هتروزیگوت باشد، دو شکل ژنوتیپی متفاوت Aa و aa به نسبت ۱:۱ وجود خواهد داشت. بنابراین، اگر یک فنوتیپ مغلوب در فرزندان مستقیم ظاهر شود، والدینی که فنوتیپ غالب را ارائه می دهند، لزوماً هتروزیگوت هستند.

درختان خانواده ژنتیکی

۱۳. شجره نامۀ ژنتیکی چیست؟

شجره نامۀ خانوادگی ژنتیکی یک درخت خانوادگی شماتیک است که وراثت بیولوژیکی یک صفت خاص را از طریق نسل های متوالی نشان می دهد.

درختان خانوادگی ژنتیکی مفید هستند زیرا عملاً غیرممکن و از نظر اخلاقی غیرقابل قبول است که انسان‌ها را برای آزمایش ژنتیکی پیوند بزنند. با کمک درختان خانواده، این مطالعه از طریق تجزیه و تحلیل ازدواج‌ها (و نژادهای متقابل) که قبلاً در گذشته رخ داده است، انجام می‌شود. به عنوان مثال، از تجزیه و تحلیل درختان خانواده، اطلاعاتی در مورد احتمال ظهور یک فنوتیپ یا ژنوتیپ خاص (از جمله بیماری های ژنتیکی) در فرزندان یک زوج به دست می آید.

• بررسی قوانین مندل – تنوع تصویر: شجره نامۀ خانوادگی ژنتیکی

۱۴. نمادها و نشانه های مرسوم اصلی مورد استفاده در درختان خانوادگی ژنتیکی کدامند؟

در درختان خانوادگی ژنتیکی، نرها معمولا با مربع و ماده ها با دایره نشان داده می شوند. تقاطع ها با خطوط افقی مشخص می شوند که مربع ها را به دایره ها متصل می کند و فرزندان مستقیم آنها در زیر لیست شده و به آن خط متصل می شوند. حضور فرم فنوتیپی مورد مطالعه با یک هاشور کامل (سایه زنی) دایره یا مربع مربوط به فرد مبتلا نشان داده می شود. برای ارجاع آسان، شماره گذاری افراد از چپ به راست و از بالا به پایین مفید است.

۱۵. سه مرحله اصلی برای مطالعه صحیح شجره نامه ژنتیکی چیست؟

مرحله ۱: تعیین اینکه آیا فرم فنوتیپی مورد مطالعه دارای الگوی غالب یا مغلوب است. مرحله ۲: شناسایی افراد هموزیگوت مغلوب. مرحله ۳: ژنوتیپ های باقی مانده را شناسایی کنید.

قانون دوم مندل

۱۶. قانون دوم مندل چیست؟

قانون دوم مندل فرض می‌کند که دو یا چند صفت مختلف نیز مشروط به دو یا چند جفت عامل مختلف هستند و هر جفت موروثی مستقل از سایرین جدا می‌شود. به عبارت دیگر، گامت ها همیشه با یک نماینده تصادفی از هر جفت از عوامل تعیین کننده ویژگی های فنوتیپی تشکیل می شوند.

قانون دوم مندل به عنوان قانون طبقه بندی مستقل نیز شناخته می شود.

۱۷. شرط معتبر بودن قانون دوم مندل چیست؟

قانون دوم مندل فقط برای ژن هایی که در کروموزوم های مختلف قرار دارند معتبر است. برای ژن‌هایی که در یک کروموزوم قرار دارند، مانند ژن‌های متصل (ژن‌های در پیوند)، قانون معتبر نیست زیرا مجموعه این ژن‌ها مستقل نیستند.

۱۸. طبق قانون دوم مندل، در تلاقی افراد هموزیگوت در مورد دو جفت آلل غیر پیوندی AABB x aaBB، نسبت های ژنوتیپی و فنوتیپی در F1 و F2 چگونه است؟

ژنوتیپ های والدین: AABB، aaBB. گامت ها از نسل والدین: Ab و aB. بنابراین، F1 100٪ گامت های AaBb (و شکل فنوتیپی مربوطه) را ارائه می دهد.

از آنجایی که F1 متشکل از افراد AaBb است، گامت های حاصل از تلاقی آنها می توانند: AB، Ab، aB و ab. ترکیب تصادفی این گامت ها فرم های ژنوتیپی زیر را تشکیل می دهد: یک AABB، دو AABb، دو AaBb، چهار AaBB، یک Aabb، یک Aabb، یک aaBB، دو aaBb و دو aabb. نسبت فنوتیپی پس از آن خواهد بود: نه A_B_ (دوبرابر غالب). سه A_bb (غالب برای جفت اول، مغلوب برای جفت دوم). سه aaB_ (مغلوب برای جفت اول، غالب برای جفت دوم)؛ و یک عاب (دو مغلوب).

۱۹. با توجه به مجموعه مستقل همه عوامل، یک فرد VvXXWwYyzz چند نوع گامت تولید می کند؟ فرمول تعیین آن عدد چیست؟

آن فرد هشت نوع مختلف گامت تولید می کند (نگیرید، گامت، نه زیگوت).

برای تعیین تعداد گامت های مختلف تولید شده توسط یک ژنوتیپ چندگانه، تعداد جفت های هتروزیگوت (در مورد ذکر شده، سه) شمارش می شود و نتیجه به صورت توان دو محاسبه می شود (در مثال، ۲ x 2 x 2 = 8).

۲۰. چگونه می توان بر اساس آگاهی از ژنوتیپ های والدین، احتمال ظهور یک ژنوتیپ معین را که از بیش از یک جفت آلل مختلف با دسته بندی مستقل تشکیل شده است به دست آورد؟

با در نظر گرفتن تلاقی AaBbCc با aaBBCc، برای هر جفت آللی در نظر گرفته شده، می توان بررسی کرد که کدام ژنوتیپ می تواند تشکیل شود (مانند یک تجزیه و تحلیل مستقل) و در چه نسبتی. AA x aa: Aa, aa (1:1). Bb x BB: BB، Bb (1:1). رونوشت x رونوشت: رونوشت، رونوشت، سی سی (۱:۲:۱). ژنوتیپی که احتمال آن باید تعیین شود، برای مثال aaBbcc است. برای هر جفت از این ژنوتیپ، احتمال تشکیل تعیین می شود: برای aa، ۰.۵; برای Bb، ۰.۵; برای سی سی، ۰.۲۵. نتیجه نهایی با ضرب این احتمالات جزئی، ۰.۵ x 0.5 x، ۰.۵ به دست می آید که به ۰.۰۶۲۵ می رسد.

اکنون که مطالعه قوانین مندل را به پایان رسانده اید ، این گزینه های شما هستند:

• این موضوع را مرور کنید، همه پرسش و پاسخ ها را دوباره بخوانید.
• موضوع بعدی را مطالعه کنید: به وراثت غیر مندلی بروید .

منبع: Biology Q&As