§ 24. Моногибридное скрещивание. Первый и второй законы Менделя

Методы исследования современной генетики очень разнообразны, но центральным среди них является метод гибридологического анализа (<лат. hybrida помесь), разработанный Менделем и положенный им в основу своих исследований. Суть его состоит в определенной системе скрещиваний (гибридизации) особей в ряду последовательных поколений, которая позволяет выявить закономерности наследования отдельных признаков. Выдающихся результатов Менделю удалось добиться по ряду причин:

1. Он первым понял, что начать надо с самого простого — изучить закономерности наследования одного единственного признака, а потом последовательно усложнять задачу. В таком подходе сказалась строгая математичность его мышления. В то время как все предшествующие исследователи пытались рассматривать наследственность в целом, Мендель стал изучать наследование одиночных взаимоисключающих (альтернативных) признаков, таких, например, как желтый или зеленый цвет семян, длинные или короткие стебли. Скрещивание родительских форм, различающихся только по одной паре взаимоисключающих признаков, называют моногибридным.

2. Для проведения исследований Мендель удачно выбрал растение (горох), имеющее целый ряд линий с четко выраженными наследственными признаками. Есть формы с желтыми или зелеными семядолями, с гладкой или морщинистой поверхностью семян, пазушными или верхушечными цветками и т. д.

Кроме того, горох является самоопыляющимся растением, что позволяет поддерживать генетическую однородность линий в ряду поколений.

3. Для скрещивания Мендель выделял так называемые чистые линии гороха. Чистые линии получают путем последовательных самоопылений в ряду поколений и отбора растений с нужным признаком. Потомки чистых линий однородны, т. е. одинаковы по наследуемому признаку.

4. Мендель не ограничился анализом одного поколения потомков, а изучал несколько поколений.

5. Мендель вел точный количественный учет каждой пары альтернативных признаков в ряду поколений. Математическая обработка позволила выявить статистические закономерности.

Первый закон Менделя. Единообразие гибридов первого поколения. Для моногибридного скрещивания Мендель взял чистые линии гороха, различающиеся цветом семян (горошин), и провел перекрестное опыление. Для этого он, предварительно удалив на цветках одних растений тычинки, с помощью кисточки поместил на пестики пыльцу с тычинок других растений. После этого каждый цветок накрывался колпачком, чтобы исключить попадание другой пыльцы.

В то время как родительские формы — их обозначают Р (<лат. parens родитель) — имели семена желтого и зеленого цвета, все растения первого поколения гибридов F1 (<лат. filii дети) оказались с желтыми семенами. Явление преобладания признака одного из родителей Мендель назвал доминированием (<лат. dominans господствующий), а преобладающий признак — доминантным. Аналогично при других скрещиваниях гладкая форма семян доминировала над морщинистой, а пазушное расположение цветков — над верхушечным. Признак второго родителя подавлялся доминантным признаком, поэтому и был назван рецессивным (<лат. recessus отступление).

Полученная при моногибридном скрещивании закономерность названа первым законом Менделя: при скрещивании двух организмов из разных чистых линий, отличающихся по одной паре альтернативных признаков, все первое поколение гибридов окажется единообразным и будет нести признак одного из родителей.

Схема моногибридного скрещивания у гороха