3. Mendelovy zákony. Rostlinné modely J. G. Mendela orlíček hledík zvonek ostřice pcháč tykev hvozdík třezalka netýkavka hrachor lnice kohoutek fiala.

Prezentace na téma: "3. Mendelovy zákony. Rostlinné modely J. G. Mendela orlíček hledík zvonek ostřice pcháč tykev hvozdík třezalka netýkavka hrachor lnice kohoutek fiala."— Transkript prezentace:

1 3. Mendelovy zákony

2 Rostlinné modely J. G. Mendela orlíček hledík zvonek ostřice pcháč tykev hvozdík třezalka netýkavka hrachor lnice kohoutek fiala nocenka hrušeň hrách mochna slivoň rozchodník řeřicha divizna rozrazil violka kukuřice J. G. Mendel prováděl křížení u různých taxonů s cílem získat nové okrasné formy:

3 Alternativy kvalitativních znaků u hrachu barva děloh dominantní znak žlutá zelená recesivní znak kulatý svrasklý dominantní znak recesivní znak tvar zrna fialová bílá dominantní znak recesivní znak barva květu

4 Základní principy klasické genetiky 1.Zákon o uniformitě první filiální generace a identitě reciprokých křížení 2.Zákon o čistotě vloh a štěpení 3.Zákon o volné kombinovatelnosti vloh.

5 Podmínky nutné pro platnost Mendelových zákonů 1.Zákony platí pro znaky kvalitativní, kdy dědičnost jednoho znaku je řízena jedním genem. Mezi dvojicí genů nesmí docházet ke genové interakci. 2.Geny, kterých se tyto zákony týkají, nesmějí být lokalizovány na pohlavních chromozómech a semiautonomních organelách. 3.Mezi dvěma geny nesmí existovat genová vazba. 4.Všichni jedinci i jejich gamety musejí mít shodnou životnost.

6 Terminologie Genotyp Sledovaný soubor genů organismu. Geny se symbolizují obvykle písmeny – gen A, gen Mlo1, Rf... Fenotyp Soubor hodnocených vlastností daného organismu Vzniká jako interakce genotypu a vlivů vnějšího prostředí.

7 Úplná dominance a recesivita matka otecX potomci

8 Neúplná dominance a recesivita matka otecX potomci

9 Označování generací a křížení Rodičovská generace použitá ke křížení se označuje symbolem P (parentes = rodiče). Potomci, kteří z tohoto křížení vzniknou, se označují jako generace F 1 (filies = potomci). Po zkřížení dvou sourozenců z F 1 generace vzniká generace F 2. Po zkřížení dvou sourozenců z F 2 generace vzniká generace F 3 ……… Křížení se vyjadřuje symbolem X, který je zapsán mezi rodičovské genotypy nebo fenotypy.

10 Uniformita a štěpení (segregace) genotypová uniformita generace - všichni jedinci mají stejný genotyp. fenotypová uniformita generace - jedinci v potomstvu mají stejný fenotyp, genotypové štěpení – jedinci v generaci mají různý genotyp. fenotypovému štěpení – jedinci v generaci mají různý fenotyp Míru štěpení neboli segregace hodnotíme genotypovým a fenotypovým štěpným poměrem.

11 Fenotypově uniformní potomstva

12 Fenotypově štěpící potomstva

13 Gen, alela, lokus a podvojné založení dědičnosti Gen - základní jednotka dědičnosti. Alela - konkrétní forma genu. Lokus - umístění genu na chromozómu chromozóm dodaný matkou nesoucí jednu alelu „A“ chromozóm dodaný otcem nesoucí jednu alelu „A“ diploidní buňka

14 Alelické sestavy genotypu dominantním homozygot (AA) - obě alely dominantní, jedinec nese dominantní fenotyp recesivním homozygot (aa) - obě alely recesivní, jedinec nese recesivní vlastnost Heterozygot (Aa) - jedna alela dominantní a druhá recesivní

15 Monohybrid, dihybrid, … monohybrid Aa: heterozygot v jednom alelickém páru. dihybrid AaBb: heterozygot ve dvou alelických párech ???

16 Zákon o uniformitě F 1 generace a identitě reciprokých křížení Vysvětlení na modelu barvy květu hrachu (úplná dominance) a kejklířky (neúplná dominance)

17 Křížení fialové květy bílé květy prašníky semeník rodičovská generace P: opylení a oplození semena F 1 generace: potomstvo F 1 generace s projevem sledovaného znaku

18 P: fialová x bílá AA x aa F 1 : fialová Aa F 1 generace je genotypově i fenotypově uniformní Úplná dominance barvy květů u hrachu (Pisum sativum) AA a Aa a

19 P: červená x žlutá BB x bb F 1 : oranžová Bb F 1 generace je genotypově i fenotypově uniformní Neúplná dominance barvy květů u kejklířky (Mimulus cardinalis) BB b Bb b

20 Zákon o čistotě vloh a štěpení Alely nestejné kvality u heterozygota Aa se předávají do další generace čistě – to znamená jedna oddělená od druhé pomocí gamet. K oddělení alel dochází během meióze při tvorbě gamet. Monohybrid Aa vytváří 50% gamet nesoucích dominantní alelu „A“ a 50% gamet nesoucích recesivní alelu „a“. Rozchod alel se označuje jako segregace. Štěpení potomstva se hodnotí na základě štěpných poměrů.

21 fialová x fialová Aa x Aa F 2 : 3 fialová: AA, Aa, Aa 1 bílá: aa F 2 generace štěpí genotypově v poměru 1:2:1 a fenotypově v poměru 3:1. Úplná dominance barvy květů u hrachu (Pisum sativum) v F 2 generaci Aa A AAAa a aa Zkřížení dvou potomků z F 1 generace:

22 Zpětné křížení neboli back-cross Křížení heterozygota Aa s homozygotním jedincem. Mohou nastat dvě situace: 1.Bc: Aa x aa – tomuto typu křížení říkáme testovací zpětné křížení 2.Bc: Aa x AA

23 Bc: fialová x bílá Ab x aa Bc: 2 fialová: Aa, Aa 2 bílá: aa, aa Bc generace štěpí genotypově i fenotypově v poměru 1:1. Testovací zpětné křížení Bc: Aa x aa Aa a Aaaa a Aaaa

24 Bc: fialová x fialová Aa x AA Bc: 4 fialová: AA, AA, Aa, Aa Bc generace štěpí genotypově v poměru 1:1. Fenotypově je Bc generace uniformní. Zpětné křížení Bc: Aa x AA Aa A AAAa A AAAa

25 oranžová x oranžová Bb x Bb F 2 : 1 červená BB 2 oranžové Bb 1 žlutá bb F 2 generace štěpí fenotypově i genotypově v poměru 1:2:1. Neúplná dominance barvy květů u kejklířky (Mimulus kardinalis) v F 2 generaci Bb B BBBb b bb Zkřížení dvou potomků z F 1 generace:

26 Zákon o volné kombinovatelnosti vloh Volnou kombinovatelností vloh se rozumí takový rozchod alel různých alelických párů během meiotického dělení, který umožní vznik tolika typů gamet, kolik je možných typů kombinací alel podle pravidel kombinatoriky. Počet možných typů gamet je dán vzorcem 2 n, kde n je stupeň hybridnosti daného jedince. Při volné kombinovatelnosti vloh vznikají všechny typy gamet se shodnou pravděpodobností.

27 Zákon o volné kombinovatelnosti vloh diploidní buňka 2n = 4 gamety 1n = 2 ABAb aB ab dihybrid AaBb

28 Podmínka platnosti volné kombinovatelnosti vloh Každý alelický pár je lokalizován na jiném páru homologních chromozómů.

29 Vznik dihybrida U hrachu je dominantní zelená barva děloh nad žlutou barvou a kulatý tvar semen nad svrasklým. P: AABB x aabb Gamety: AB ab F 1 : AaBb

30 F 2 generace dihybrida F 2 generace vzniká zkřížení dvou dihybridních potomků AaBb pocházejících z F 1 generace. Vzhledem k tomu, že hrách je samosprašná rostlina, vzniká F 2 generace spontánně samosprášením rostlin F 1 generace.

31 Štěpení v F 2 generaci dihybrida ABAbaBab AB AABBAABbAaBBAaBb Ab AABbAAbbAaBbAabb aB AaBBAaBbaaBBaaBb ab AaBbAabbaaBbaabb

32 Úhlopříčka homozygotů a úhlopříčka heterozygotů ABAbaBab ABAABBAABbAaBBAaBb AbAABbAAbbAaBbAabb aBAaBBAaBbaaBBAaBb abAaBbAabbaaBbaabb Zelenou barvou je ve čtverci F 2 generace dihybrida vyznačena úhlopříčka homozygotů Červenou barvou je ve čtverci F 2 generace dihybrida vyznačena úhlopříčka heterozygotů

33 Šlechtitelské novinky v F 2 generaci ABAbaBab AB AABBAABbAaBBAaBb Ab AABbAAbbAaBbAabb aB AaBBAaBbaaBBaaBb ab AaBbAabbaaBbaabb Šlechtitelské novinky jsou definovány jako potomci, kteří se nacházejí na úhlopříčce homozygotů a odlišují se svým fenotypem i genotypem od parentální generace. P: AABB x aabb F 1 : AaBb F 2 : AaBb x AaBb