8.2: דיני ירושה

Last updated
Save as PDF

Page ID: 208647

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

שבעת המאפיינים שהעריך מנדל בצמחי האפונה שלו באו לידי ביטוי כל אחד כאחת משתי גרסאות, או תכונות. מנדל הסיק מתוצאותיו שלכל פרט היו שני עותקים נפרדים של המאפיין המועברים בנפרד לצאצאים. כעת אנו מכנים את שני העותקים האלה גנים, הנישאים על כרומוזומים. הסיבה שיש לנו שני עותקים של כל גן היא שאנחנו יורשים אחד מכל הורה. למעשה, זהו הכרומוזומים שאנו יורשים ושני העותקים של כל גן ממוקמים על כרומוזומים מזווגים. נזכיר כי במיוזה הכרומוזומים הללו מופרדים החוצה לגמטות הפלואידיות. הפרדה זו, או הפרדה, של הכרומוזומים ההומולוגיים פירושה גם שרק אחד מהעותקים של הגן מועבר לגמטה. הצאצאים נוצרים כאשר הגמטה הזו מתאחדת עם אחד מהורה אחר ושני העותקים של כל גן (וכרומוזום) משוחזרים.

במקרים בהם גן בודד שולט במאפיין יחיד, לאורגניזם דיפלואידי יש שני עותקים גנטיים שעשויים לקודד את אותה גרסה של מאפיין זה או לא. לדוגמה, אדם אחד עשוי לשאת גן הקובע את צבע הפרח הלבן וגן הקובע את צבע הפרח הסגול. גרסאות גנים המתעוררות על ידי מוטציה וקיימות באותם מיקומים יחסיים בכרומוזומים הומולוגיים נקראות אללים. מנדל בחן את ההורשה של גנים עם שתי צורות אלל בלבד, אך מקובל להיתקל ביותר משני אללים לכל גן נתון באוכלוסייה טבעית.

פנוטיפים וגנוטיפים

שני אללים לגן נתון באורגניזם דיפלואידי באים לידי ביטוי ומקיימים אינטראקציה כדי לייצר מאפיינים פיזיים. התכונות הניתנות לצפייה המבוטאות על ידי אורגניזם מכונות הפנוטיפ שלו. המבנה הגנטי הבסיסי של אורגניזם, המורכב הן מהאללים הנראים פיזית והן מהאללים הלא מבוטאים, נקרא הגנוטיפ שלו. ניסויי ההכלאה של מנדל מדגימים את ההבדל בין פנוטיפ לגנוטיפ. _{לדוגמה, הפנוטיפים שמנדל צפה בהצלבות שלו בין צמחי אפונה בעלי תכונות שונות קשורים לגנוטיפים הדיפלואידים של הצמחים בדורות P, F _{1 ו-F 2}.} נשתמש בתכונה שנייה שמנדל חקר, צבע זרעים, כדוגמה. צבע הזרע נשלט על ידי גן יחיד עם שני אללים. האלל של הזרע הצהוב דומיננטי והאלל של הזרעים הירוקים הוא רצסיבי. כאשר צמחים בעלי רבייה אמיתית הופרו צולבים, שבהם להורה אחד היו זרעים צהובים ולאחד היו זרעים ירוקים, לכל הצאצאים ההיברידיים F ₁ היו זרעים צהובים. כלומר, הצאצאים ההיברידיים היו זהים פנוטיפית להורה המתרבה האמיתי עם זרעים צהובים. עם זאת, אנו יודעים שהאלל שנתרם על ידי ההורה עם זרעים ירוקים לא אבד פשוט מכיוון שהוא הופיע שוב בחלק מצאצאי F ₂ (איור\(\PageIndex{1}\)). לכן, צמחי F ₁ בוודאי היו שונים מבחינה גנוטיפית מההורה עם זרעים צהובים.

צמחי ה- P שמנדל השתמש בהם בניסויים שלו היו כל אחד הומוזיגוט לתכונה שהוא חקר. לאורגניזמים דיפלואידים שהם הומוזיגוטים לגן יש שני אללים זהים, אחד על כל אחד מהכרומוזומים ההומולוגיים שלהם. הגנוטיפ נכתב לעתים קרובות כ- YY או yy, שעבורו כל אות מייצגת את אחד משני האללים בגנוטיפ. האלל הדומיננטי באותיות רישיות והאלל הרצסיבי הוא אותיות קטנות. האות המשמשת לגן (צבע זרע במקרה זה) קשורה בדרך כלל לתכונה הדומיננטית (אלל צהוב, במקרה זה, או "Y"). צמחי האפונה ההורית של מנדל תמיד גדלו נכון מכיוון ששניהם ייצרו גמטות נשאו את אותו אלל. כאשר צמחי P בעלי תכונות מנוגדות הופרו בהצלבה, כל הצאצאים היו הטרוזיגוטיים לתכונה המנוגדת, כלומר לגנוטיפ שלהם היו אללים שונים לגן הנבדק. לדוגמה, לצמחים הצהובים F ₁ שקיבלו אלל Y מההורה הצהוב שלהם ולאלל y מההורה הירוק שלהם היה הגנוטיפ Yy.

גרפיקה עם 2 עמודות, הראשונה עם הכותרת "פנוטיפ" והשנייה עם הכותרת "גנוטיפ". בעמודת הפנוטיפ, צמח אפונה צהוב אחד מופרה עם צמח אפונה ירוקה אחת. הדור הראשון של הצאצאים הוא 100 אחוז צמחי אפונה צהובה. לאחר הפריה עצמית של צאצאי האפונה הצהובה הללו, 75 אחוז מצאצאי הדור השני הם בעלי אפונה צהובה ול -25 אחוזים יש אפונה ירוקה. עמודת הגנוטיפ מציגה את צאצאי הדור הראשון כ- 100 אחוז Yy, ואת הדור השני כ- 25 אחוז YY, 50 אחוז Yy ו- 25 אחוז yy. — **איור\(\PageIndex{1}\):** פנוטיפים הם ביטויים פיזיים של תכונות המועברות על ידי אללים. אותיות גדולות מייצגות אללים דומיננטיים ואותיות קטנות מייצגות אללים רצסיביים. היחסים הפנוטיפיים הם יחסי המאפיינים הנראים לעין. היחסים הגנוטיפיים הם היחסים של שילובי גנים בצאצאים, ולא תמיד ניתן להבחין בהם בפנוטיפים.

חוק הדומיננטיות

הדיון שלנו באורגניזמים הומוזיגוטיים והטרוזיגוטיים מביא אותנו מדוע הצאצאים ההטרוזיגוטיים F ₁ היו זהים לאחד ההורים, במקום לבטא את שני האללים. בכל שבעת המאפיינים של צמח האפונה, אחד משני האללים המנוגדים היה דומיננטי, והשני היה רצסיבי. מנדל כינה את האלל הדומיננטי גורם היחידה המבוטא; האלל הרצסיבי כונה גורם היחידה הסמוי. כעת אנו יודעים שגורמי היחידה כביכול הם למעשה גנים על כרומוזומים הומולוגיים. עבור גן המתבטא בתבנית דומיננטית ורצסיבית, אורגניזמים דומיננטיים והטרוזיגוטיים הומוזיגוטים ייראו זהים (כלומר, יהיו להם גנוטיפים שונים אך אותו פנוטיפ), והאלל הרצסיבי ייצפה רק אצל אנשים רצסיביים הומוזיגוטיים (טבלה). \(\PageIndex{1}\)

טבלה\(\PageIndex{1}\): התאמה בין גנוטיפ לפנוטיפ למאפיין דומיננטי-רצסיבי.
	הומוזיגוט	הטרוזיגוטי	הומוזיגוט
\ (\ PageIndex {1}\): התכתבות בין גנוטיפ לפנוטיפ עבור מאפיין דומיננטי-רצסיבי." סגנון = "text-align:להצדיק;" > גנוטיפ	\ (\ PageIndex {1}\): התכתבות בין גנוטיפ לפנוטיפ עבור מאפיין דומיננטי-רצסיבי. סגנון הומוזיגוטי = "טקסט-יישור: להצדיק;" > YY	\ (\ PageIndex {1}\): התכתבות בין גנוטיפ לפנוטיפ עבור מאפיין דומיננטי-רצסיבי. סגנון הטרוזיגוטי = "טקסט-יישור: להצדיק;" > כן	\ (\ PageIndex {1}\): התכתבות בין גנוטיפ לפנוטיפ עבור מאפיין דומיננטי-רצסיבי. סגנון הומוזיגוטי = "טקסט-יישור: להצדיק;" > yy
\ (\ PageIndex {1}\): התכתבות בין גנוטיפ לפנוטיפ עבור מאפיין דומיננטי-רצסיבי." סגנון = "text-align:להצדיק;" > פנוטיפ	\ (\ PageIndex {1}\): התכתבות בין גנוטיפ לפנוטיפ עבור מאפיין דומיננטי-רצסיבי. סגנון הומוזיגוטי = "טקסט-יישור: להצדיק;" > צהוב	\ (\ PageIndex {1}\): התכתבות בין גנוטיפ לפנוטיפ עבור מאפיין דומיננטי-רצסיבי. סגנון הטרוזיגוטי = "טקסט-יישור: להצדיק;" >צהוב	\ (\ PageIndex {1}\): התכתבות בין גנוטיפ לפנוטיפ עבור מאפיין דומיננטי-רצסיבי. סגנון הומוזיגוטי = "טקסט-יישור: להצדיק;" >ירוק

חוק הדומיננטיות של מנדל קובע כי בהטרוזיגוט, תכונה אחת תסתיר את נוכחותה של תכונה אחרת לאותו מאפיין. לדוגמה, כאשר חוצים צמחים בעלי פרחים סגולים בעלי גידול אמיתי עם צמחים בעלי פרחים לבנים בעלי גידול אמיתי, כל הצאצאים היו בעלי פרחים סגולים, למרות שלכולם היה אלל אחד לסגול ואלל אחד ללבן. במקום ששני האללים תורמים לפנוטיפ, האלל הדומיננטי יבוא לידי ביטוי באופן בלעדי. האלל הרצסיבי יישאר סמוי, אך יועבר לצאצאים באותו אופן כמו זה שבאמצעותו מועבר האלל הדומיננטי. התכונה הרצסיבית תתבטא רק על ידי צאצאים שיש להם שני עותקים של אלל זה (איור\(\PageIndex{2}\)), וצאצאים אלה יגדלו נכון כאשר הם חוצים את עצמם.

תמונה מראה אם עם ילד לבקן. — **איור\(\PageIndex{2}\):** האלל לבקנות, המתבטא כאן בבני אדם, הוא רצסיבי. שני הוריו של הילד הזה נשאו את האלל הרצסיבי.

צלב מונוהיבריד וכיכר פאנט

כאשר מתרחשת הפריה בין שני הורים בעלי גידול אמיתי הנבדלים זה מזה רק במאפיין הנחקר, התהליך נקרא צלב מונוהיברידי, והצאצאים המתקבלים נקראים מונוהיברידים. מנדל ביצע שבעה סוגים של צלבים מונוהיברידיים, שכל אחד מהם כולל תכונות מנוגדות למאפיינים שונים. מתוך הצלבות אלה, לכל צאצאי F ₁ היה פנוטיפ של הורה אחד, ולצאצאי F ₂ היה יחס פנוטיפי של 3:1. על בסיס תוצאות אלו, מנדל הניח כי כל הורה בהצלבה המונוהיברידית תרם אחד משני גורמי יחידה מזווגים לכל צאצא, וכל שילוב אפשרי של גורמי יחידה היה סביר באותה מידה.

ניתן להסביר את תוצאות המחקר של מנדל במונחים של הסתברויות, שהן מדדים מתמטיים של סבירות. ההסתברות לאירוע מחושבת לפי מספר הפעמים שהאירוע מתרחש חלקי המספר הכולל של ההזדמנויות לאירוע להתרחש. הסתברות של אחד (100 אחוז) לאירוע כלשהו מצביעה על כך שהוא מובטח להתרחש, ואילו הסתברות לאפס (0 אחוז) מצביעה על כך שמובטח שהוא לא יתרחש, והסתברות של 0.5 (50 אחוז) פירושה שיש לו סיכוי שווה להתרחש או לא להתרחש.

כדי להדגים זאת בהצלבה מונוהיברידית, שקול את המקרה של צמחי אפונה בעלי גידול אמיתי עם זרעים צהובים לעומת ירוקים. צבע הזרע הדומיננטי הוא צהוב; לכן, הגנוטיפים ההוריים היו YY עבור הצמחים עם זרעים צהובים ו yy עבור הצמחים עם זרעים ירוקים. ריבוע פאנט, שהומצא על ידי הגנטיקאי הבריטי רג'ינלד פאנט, שימושי לקביעת הסתברויות מכיוון שהוא נמשך לחזות את כל התוצאות האפשריות של כל אירועי ההפריה האקראיים האפשריים והתדרים הצפויים שלהם. איור \(\PageIndex{5}\) מציג ריבוע פאנט עבור הכלאה בין צמח עם אפונה צהובה ואחד עם אפונה ירוקה. כדי להכין ריבוע פאנט, כל השילובים האפשריים של האללים ההוריים (הגנוטיפים של הגמטות) מפורטים לאורך החלק העליון (עבור הורה אחד) והצד (עבור ההורה השני) של רשת. השילובים של גמטות ביצית וזרע נעשים לאחר מכן בקופסאות בטבלה שעל בסיסן משתלבים אללים. כל תיבה מייצגת אז את הגנוטיפ הדיפלואידי של זיגוטה, או ביצית מופרית. מכיוון שכל אפשרות סבירה באותה מידה, ניתן לקבוע יחסים גנוטיפיים מריבוע פאנט. אם ידוע דפוס הירושה (דומיננטי ורצסיבי), ניתן להסיק גם את היחסים הפנוטיפיים. עבור הצלבה מונוהיברידית של שני הורים בעלי גידול אמיתי, כל הורה תורם סוג אחד של אלל. במקרה זה, רק גנוטיפ אחד אפשרי בצאצא F ₁. כל הצאצאים הם Yy ויש להם זרעים צהובים.

כאשר צאצאי F ₁ מוצלבים זה עם זה, לכל אחד יש סבירות שווה לתרום Y או y לצאצא F ₂. התוצאה היא הסתברות של 1 ל -4 (25 אחוז) ששני ההורים יתרמו Y, וכתוצאה מכך צאצא עם פנוטיפ צהוב; הסתברות של 25 אחוז שהורה A יתרום Y והורה B a y, וכתוצאה מכך צאצאים עם פנוטיפ צהוב; הסתברות של 25 אחוז שהורה A יתרום y והורה B a Y, וכתוצאה מכך פנוטיפ צהוב; והסתברות (25 אחוז) ששני ההורים יתרמו y, וכתוצאה מכך פנוטיפ ירוק. כאשר סופרים את כל ארבע התוצאות האפשריות, קיימת הסתברות של 3 ל -4 שלצאצאים יש את הפנוטיפ הצהוב והסתברות של 1 ל -4 לצאצאים יש את הפנוטיפ הירוק. זה מסביר מדוע התוצאות של דור F ₂ של מנדל התרחשו ביחס פנוטיפי של 3:1. באמצעות מספר רב של צלבים הצליח מנדל לחשב הסתברויות, מצא שהם מתאימים למודל הירושה ולהשתמש בהם כדי לחזות את התוצאות של צלבים אחרים.

חוק ההפרדה

בהתבוננות בכך שצמחי אפונה רבייה אמיתיים בעלי תכונות מנוגדות הולידו F ₁ דורות שכולם ביטאו את התכונה הדומיננטית ו- F ₂ דורות שהביעו את התכונות הדומיננטיות והרססיביות ביחס של 3:1, הציע מנדל את חוק ההפרדה. חוק זה קובע כי גורמי יחידה (גנים) מזווגים חייבים להיפרד באופן שווה לגמטות כך שלצאצאים יש סבירות שווה לרשת כל אחד מהגורמים. עבור דור F ₂ של צלב מונוהיברידי, נוצרים שלושת השילובים האפשריים הבאים של גנוטיפים: הומוזיגוט דומיננטי, הטרוזיגוטי או הומוזיגוטי רצסיבי. מכיוון שהטרוזיגוטים יכולים לנבוע משני מסלולים שונים (קבלת אלל דומיננטי ואחד רצסיבי משני ההורים), ומכיוון שהטרוזיגוטים ואנשים דומיננטיים הומוזיגוטים זהים פנוטיפית, החוק תומך ביחס הפנוטיפי של מנדל 3:1. ההפרדה השווה של אללים היא הסיבה שאנו יכולים ליישם את ריבוע פאנט כדי לחזות במדויק את צאצאיהם של הורים עם גנוטיפים ידועים. הבסיס הפיזי של חוק ההפרדה של מנדל הוא החלוקה הראשונה של המיוזה שבה הכרומוזומים ההומולוגיים עם גרסאותיהם השונות של כל גן מופרדים לגרעיני בת. תהליך זה לא הובן על ידי הקהילה המדעית במהלך חייו של מנדל (איור\(\PageIndex{3}\)).

זוגות הומולוגיים של כרומוזומים מסתדרים בשורה בצלחת המטאפאזה במהלך מטאפאזה I של מיוזה. הכרומוזומים ההומולוגיים עם גרסאותיהם השונות של כל גן מופרדים לגרעיני בת. — **איור\(\PageIndex{3}\):** החלוקה הראשונה במיוזה מוצגת.

צלב מבחן

מעבר לחיזוי צאצאים של הכלאה בין הורים הומוזיגוטים או הטרוזיגוטים ידועים, מנדל פיתח גם דרך לקבוע אם אורגניזם שהביע תכונה דומיננטית הוא הטרוזיגוט או הומוזיגוט. מכונה צלב הבדיקה, טכניקה זו עדיין בשימוש על ידי מגדלי צמחים ובעלי חיים. בהצלבת מבחן, האורגניזם המבטא הדומיננטי נחצה עם אורגניזם שהוא רצסיבי הומוזיגוטי לאותו מאפיין. אם האורגניזם הדומיננטי המבטא הוא הומוזיגוט, אז כל צאצאי F ₁ יהיו הטרוזיגוטים המבטאים את התכונה הדומיננטית (איור). \(\PageIndex{4}\) לחלופין, אם האורגניזם הדומיננטי המבטא הוא הטרוזיגוט, צאצא F _{1 יציג יחס של 1:1} של הטרוזיגוטים והומוזיגוטים רצסיביים (איור). \(\PageIndex{4}\) צלב הבדיקה מאמת עוד יותר את ההנחה של מנדל לפיה זוגות גורמי יחידה נפרדים באופן שווה.

בהצלבת מבחן, הורה עם פנוטיפ דומיננטי אך גנוטיפ לא ידוע מוצלב עם הורה רצסיבי. אם ההורה עם הפנוטיפ הלא ידוע הוא דומיננטי הומוזיגוטי, לכל הצאצאים המתקבלים יהיה לפחות אלל דומיננטי אחד. אם ההורה עם הפנוטיפ הלא ידוע הוא הטרוזיגוטי, 50 אחוז מהצאצאים יירשו אלל רצסיבי משני ההורים ויהיה להם הפנוטיפ הרצסיבי. — **איור\(\PageIndex{4}\):** ניתן לבצע הצלבת בדיקה כדי לקבוע אם אורגניזם המבטא תכונה דומיננטית הוא הומוזיגוט או הטרוזיגוט.

חיבור אמנות

איור זה מציג צלב מונוהיברידי. בדור P, להורה אחד יש פנוטיפ צהוב דומיננטי והגנוטיפ YY, ולהורה השני יש את הפנוטיפ הירוק הרצסיבי ואת הגנוטיפ yy. כל הורה מייצר סוג אחד של גמטה, וכתוצאה מכך דור F_ {1} עם פנוטיפ צהוב דומיננטי והגנוטיפ Yy. האבקה עצמית של דור F_ {1} מביאה לדור F_ {2} עם יחס של 3 עד 1 של אפונה צהובה לירוקה. לאחד מכל שלושה מצמחי האפונה הצהובה יש גנוטיפ דומיננטי של YY, ול-2 מתוך 3 יש את הגנוטיפ ההטרוזיגוטי Yy. לצמח הרצסיבי ההומוזיגוטי יש את הפנוטיפ הירוק ואת הגנוטיפ yy. — **איור\(\PageIndex{5}\):** ריבוע פאנט זה מראה את הצלב בין צמחים עם זרעים צהובים וזרעים ירוקים. ההצלבה בין צמחי P המתרבים האמיתיים מייצרת הטרוזיגוטים F ₁ הניתנים להפריה עצמית. _{ניתן לנתח את ההצלבה העצמית של דור F ₁ עם ריבוע פאנט כדי לחזות את הגנוטיפים של דור F 2.} בהינתן דפוס תורשה של דומיננטי-רצסיבי, ניתן לקבוע את היחסים הגנוטיפיים והפנוטיפיים.

בצמחי אפונה אפונה עגולה (R) דומיננטית לאפונה מקומטת (r). אתה עושה הכלאה בין צמח אפונה עם אפונה מקומטת (גנוטיפ rr) לבין צמח בעל גנוטיפ לא ידוע שיש לו אפונה עגולה. בסופו של דבר יש לך שלושה צמחים, שלכולם יש אפונה עגולה. מנתונים אלה, האם אתה יכול לדעת אם צמח האם הוא דומיננטי הומוזיגוטי או הטרוזיגוטי?

חוק מבחר עצמאי

חוק המבחר העצמאי של מנדל קובע כי גנים אינם משפיעים זה על זה בכל הנוגע למיון האללים לגמטות, וכל שילוב אפשרי של אללים לכל גן צפוי להתרחש באותה מידה. ניתן להמחיש מבחר עצמאי של גנים על ידי ההצלבה הדיהיברידית, הכלאה בין שני הורים בעלי גידול אמיתי המבטאים תכונות שונות לשני מאפיינים. קחו בחשבון את המאפיינים של צבע הזרעים ומרקם הזרעים לשני צמחי אפונה, אחד שיש בו זרעים מקומטים וירוקים (rryy) ואחר שיש לו זרעים עגולים וצהובים (RRYY). מכיוון שכל הורה הוא הומוזיגוט, חוק ההפרדה מצביע על כך שהגמטות של הצמח המקומט -ירוק כולן ry, והגמטות לצמח העגול-צהוב כולן RY. לכן, דור F ₁ של צאצאים כולם RryY (איור\(\PageIndex{6}\)).

חיבור אמנות

איור זה מציג הכלאה דיהיברידית בין צמחי אפונה. בדור P, צמח בעל הפנוטיפ הדומיננטי ההומוזיגוטי של אפונה צהובה ועגולה נחצה עם צמח בעל פנוטיפ רצסיבי הומוזיגוטי של אפונה ירוקה ומקומטת. לצאצאי F_ {1} המתקבלים יש גנוטיפ הטרוזיגוטי ואפונה צהובה ועגולה. האבקה עצמית של דור F_ {1} מביאה לצאצאים F_ {2} עם יחס פנוטיפי של 9:3:3:1 עבור אפונה עגולה - צהובה, עגולה-ירוקה, מקומטת-צהובה ומקומטת-ירוקה, בהתאמה. — **איור\(\PageIndex{6}\):** הצלבה דיהיברידית בצמחי אפונה כוללת את הגנים לצבע ומרקם הזרעים. צלב P מייצר F ₁ צאצאים שכולם הטרוזיגוטיים לשני המאפיינים. היחס הפנוטיפי 9:3:3:1 F ₂ המתקבל מתקבל באמצעות ריבוע פאנט.

בצמחי אפונה, פרחים סגולים (P) דומיננטיים ללבן (p), ואפונה צהובה (Y) דומיננטית לירוק (y). מהם הגנוטיפים והפנוטיפים האפשריים להצלבה בין צמחי אפונה PPyY ו-pPyY? כמה ריבועים תצטרך כדי להשלים ניתוח מרובע של פאנט של הצלב הזה?

הגמטות המיוצרות על ידי הפרטים F ₁ חייבות להיות בעלות אלל אחד מכל אחד משני הגנים. לדוגמה, גמטה יכולה לקבל אלל R לגן צורת הזרע או אלל Y או y לגן צבע הזרע. זה לא יכול לקבל גם R וגם אלל r; לכל גמטה יכול להיות רק אלל אחד לכל גן. חוק המבחר העצמאי קובע כי גמטה שאליה ממוין r אלל תהיה סבירה באותה מידה להכיל אלל Y או y. לפיכך, ישנם ארבעה גמטות סבירות באותה מידה שיכולות להיווצר כאשר ההטרוזיגוט RryY נחצה בעצמו, כדלקמן: RY, rY, Ry ו- ry. סידור הגמטות הללו לאורך החלק העליון והשמאלי של ריבוע 4 × 4 פאנט (איור\(\PageIndex{6}\)) נותן לנו 16 שילובים גנוטיפיים סבירים באותה מידה. מגנוטיפים אלה, אנו מוצאים יחס פנוטיפי של 9 עגול-צהוב:3 עגול-ירוק:3 מקומט-צהוב:1 מקומט-ירוק (איור). \(\PageIndex{6}\) אלו הם יחסי הצאצאים שהיינו מצפים להם, בהנחה שביצענו את הצלבים עם גודל מדגם גדול מספיק.

הבסיס הפיזי לחוק המבחר העצמאי טמון גם במיוזה I, שבה הזוגות ההומולוגיים השונים מסתדרים באוריינטציות אקראיות. כל גמטה יכולה להכיל כל שילוב של כרומוזומים אבהיים ואימהיים (ולכן הגנים עליהם) מכיוון שהכיוון של טטרדים במישור המטאפאזה הוא אקראי (איור). \(\PageIndex{7}\)

סיכום המדור

כאשר חוצים פרטים בעלי רבייה אמיתית, או הומוזיגוטים, הנבדלים זה מזה עבור תכונה מסוימת, כל הצאצאים יהיו הטרוזיגוטיים לתכונה זו. אם התכונות עוברות בתורשה כדומיננטיות ורצסיביות, צאצאי F ₁ יציגו כולם את אותו פנוטיפ כמו ההורה ההומוזיגוט לתכונה הדומיננטית. אם צאצאים הטרוזיגוטיים אלה מוצלבים בעצמם, צאצאי F ₂ המתקבלים יהיו בעלי סיכוי שווה לרשת גמטות הנושאות את התכונה הדומיננטית או הרצסיבית, מה שיוליד צאצאים מתוכם רבע דומיננטיים הומוזיגוטים, מחציתם הטרוזיגוטיים ורבע הם הומוזיגוטים רצסיביים. מכיוון שאנשים הומוזיגוטים דומיננטיים והטרוזיגוטיים זהים פנוטיפית, התכונות הנצפות בצאצא F ₂ יציגו יחס של שלושה דומיננטיים לאחד רצסיבי.

מנדל הניח כי גנים (מאפיינים) עוברים בתורשה כזוגות אללים (תכונות) המתנהגים בתבנית דומיננטית ורצסיבית. אללים נפרדים לגמטות כך שלכל גמטה יש סיכוי שווה לקבל אחד משני האללים הקיימים באדם דיפלואידי. בנוסף, גנים מגוונים לגמטות ללא תלות זה בזה. כלומר, באופן כללי, אללים אינם נוטים יותר להיפרד לגמטה עם אלל מסוים של גן אחר.

חיבורי אמנות

איור\(\PageIndex{5}\): בצמחי אפונה אפונה עגולה (R) דומיננטית לאפונה מקומטת (r). אתה עושה הכלאה בין צמח אפונה עם אפונה מקומטת (גנוטיפ rr) לבין צמח בעל גנוטיפ לא ידוע שיש לו אפונה עגולה. בסופו של דבר יש לך שלושה צמחים, שלכולם יש אפונה עגולה. מנתונים אלה, האם אתה יכול לדעת אם צמח האם הוא דומיננטי הומוזיגוטי או הטרוזיגוטי?

תשובה: אינך יכול להיות בטוח אם הצמח הומוזיגוטי או הטרוזיגוטי מכיוון שמערך הנתונים קטן מדי: במקרה אקראי, ייתכן שכל שלושת הצמחים רכשו רק את הגן הדומיננטי גם אם הגן הרצסיבי קיים.

איור\(\PageIndex{6}\): בצמחי אפונה, פרחים סגולים (P) דומיננטיים ללבן (p), ואפונה צהובה (Y) דומיננטית לירוק (y). מהם הגנוטיפים והפנוטיפים האפשריים להצלבה בין צמחי אפונה PPyY ו-pPyY? כמה ריבועים תצטרך כדי להשלים ניתוח מרובע של פאנט של הצלב הזה?

תשובה: הגנוטיפים האפשריים הם ppYy, pPyY, PPyY ו - PPyY. שני הגנוטיפים לשעבר יביאו לצמחים עם פרחים סגולים ואפונה צהובה, בעוד ששני הגנוטיפים האחרונים יביאו לצמחים עם פרחים לבנים עם אפונה צהובה, ביחס של 1:1 של כל פנוטיפ. אתה צריך רק ריבוע 2 × 2 פאנט (ארבעה ריבועים בסך הכל) כדי לבצע ניתוח זה מכיוון ששניים מהאללים הם הומוזיגוטים.

רשימת מילים

אלל: אחת משתי גרסאות או יותר של גן הקובע תכונה מסוימת למאפיין

דיהיבריד: תוצאה של הכלאה בין שני הורים בעלי גידול אמיתי המבטאים תכונות שונות לשני מאפיינים

גנוטיפ: המבנה הגנטי הבסיסי, המורכב מאללים גלויים פיזית ולא באים לידי ביטוי, של אורגניזם

הטרוזיגוטי: בעל שני אללים שונים לגן נתון בכרומוזומים ההומולוגיים

הומוזיגוט: בעל שני אללים זהים לגן נתון בכרומוזומים ההומולוגיים

חוק הדומיננטיות: בהטרוזיגוט, תכונה אחת תסתיר נוכחות של תכונה אחרת לאותו מאפיין

חוק מבחר עצמאי: גנים אינם משפיעים זה על זה בכל הנוגע למיון אללים לגמטות; סביר להניח שכל שילוב אפשרי של אללים יתרחש באותה מידה

חוק ההפרדה: גורמי יחידה מזווגים (כלומר גנים) נפרדים באופן שווה לגמטות כך שלצאצאים יש סבירות שווה לרשת כל שילוב של גורמים

מונוהיבריד: תוצאה של הכלאה בין שני הורים בעלי גידול אמיתי המבטאים תכונות שונות למאפיין אחד בלבד

פנוטיפ: התכונות הנצפות לידי ביטוי על ידי אורגניזם

כיכר פאנט: ייצוג חזותי של הכלאה בין שני פרטים שבהם הגמטות של כל פרט מסומנות לאורך החלק העליון והצד של הרשת, בהתאמה, והגנוטיפים הזיגוטיים האפשריים משולבים מחדש בכל תיבה ברשת

צלב מבחן: הכלאה בין אדם מבטא דומיננטי עם גנוטיפ לא ידוע לבין פרט רצסיבי הומוזיגוטי; הפנוטיפים של הצאצאים מציינים אם ההורה הלא ידוע הוא הטרוזיגוטי או הומוזיגוט לתכונה הדומיננטית

תורמים וייחוסים

Template:ContribOpenStaxConcepts