Закономерности моногибридного скрещивания были установлены в 1865 году основоположником экспериментальной генетики Г. Менделем.

Мендель начал изучение закономерностей наследования со скрещивания сортов гороха, отличающихся друг от друга только одной парой контрастных признаков. Было проанализировано семь пар таких признаков:

1) форма зрелых семян гороха;

2) окраска семядолей;

3) окраска кожуры семян;

4) форма стручков;

5) окраска незрелых бобов;

6) расположение цветков;

7) длина стебля.

Так, при скрещивании сорта гороха, имевшего округлые семена, с сортом, имевшим морщинистые семена, все полученные гибридные семена были круглыми, независимо от того, какой сорт использовался в качестве женского родителя. Скрещивая между собой горох с альтернативными признаками, Мендель обнаружил, что гибриды первого поколения были одинаковы. При этом потомки имели сходство только с одним из родителей, хотя гены данного признака они получили от обоих. Признак одного из родителей как бы исчезал. Он назвал признаки, проявляющиеся у гибридов, доминантными (лат. dominas – господствующий), а не проявляющиеся у гибридов F₁ – рецессивными (лат. recessus – отступление). Доминантные признаки Мендель обозначал большими буквами латинского алфавита, а рецессивные – маленькими.

Константные формы АА и аа, которые в последующих поколениях не дают расщепления, У. Бэтсон в 1902 г. предложил назвать гомозиготными, а формы Аа, дающие расщепление, – гетерозиготными.

Моногибридным – называется скрещивание особей, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков, за которые отвечают аллели одного гена.

Альтернативные признаки – контролируются одной парой аллельных генов.

Константные признаки, контролируемые разными аллелями генов, обнаружены у всех живых организмов. Приведем некторые наследственные признаки человека (таблица 1).

 

Таблица 1 – Некоторые наследственные признаки человека (Вилли, 1968)

Доминантный признак	Рецессивный признак
Темные волосы	Светлые волосы
Не рыжие волосы	Рыжие волосы
Вьющие волосы	Прямые волосы
Сильная волосатость тела	Слабая волосатость тела
Раннее облысение (доминантно у мужчин)	Нормальный срок облысения
Белая прядь волос	Одноцветность волос
Нормальная пигментация кожи, волос и глаз	Альбинизм
Черная кожа	Белая кожа
Нормальная кожа	Отсутствие потовых желез
Карие глаза	Голубые или серые глаза
Наличие эпикантуса (складки верхнего века)	Отсутствие эпикантуса
Близорукость	Нормальное зрение
Дальнозоркость	Нормальное зрение
Астигматизм	Нормальное зрение
Свободные ушные мочки	Приросшие ушные мочки
Толстые губы	Тонкие губы
Большие глаза	Маленькие глаза
Длинные ресницы	Короткие ресницы
«Римский» нос	Прямой нос
Низкий рост	Высокий рост
Полидактилия (более 5 пальцев на руках или ногах)	Нормальное число пальцев
Группы крови А, В и АВ	Группа крови О
Гипертония	Нормальное давление
Нормальное состояние	Гемофилия
Многокамерные почки	Нормальные почки
Нормальное состояние	Сахарный диабет
Нормальный слух	Врожденная глухота
Мигрень (головные боли)	Нормальное состояние
Нормальное состояние	Фенилкетонурия
Дрожательный паралич	Нормальное состояние
Нормальное состояние	Пигментная ксеродерма

 

Основная закономерность генетики – закон чистоты гамет – утверждает, что в соматических клетках имеется по два алльлеля от каждой пары аллельных генов, один из которых получен от отца, другой от матери. Если от отца и матери получены одинаковые аллели, то образуемая зигота будет гомозиготной, если разные – то зигота и соматические клетки особи будут иметь гибридный характер. Гаметы генетически чисты, так как содержат только один ген, из пары генов.

Г. Менделем гены были названы наследственными задатками.

Скрещивая различные сорта гороха, отличающиеся четко выраженными альтернативными признаками и наблюдая их проявление в ряду поколений Г. Менделем были сформулированы фундаментальные закономерности наследования признаков.

Закон или правило единообразие гибридов первого поколения, или закон доминирования (первый закон Менделя): при скрещивании гомозиготных родительских особей, различающихся по одной паре альтернативных признаков, все потомство I поколения проявляет только один из пары признаков, названный доминантным. Скрытый признак был назван рецессивным. По генотипу все потомство также единообразно и гетерозиготно (рисунок 1).

Закон чистоты гамет: у гетерозигот при гаметообразовании аллельные гены не смешиваются, а расходятся в гаметы в полной чистоте, образуя равное число гамет с доминантным и рецессивным аллелем.

Закон расщепления (расщепление признаков во втором поколении, второй закон Менделя): при скрещивании гибридов I поколения во II поколении наблюдается расщепление признаков в соотношении 3:1. Три четверти несут доминантный признак и одна четверть – рецессивный, который вновь появляется во II поколении (рисунок 2).

Для составления схем скрещивания используется специальная генетическая символика обозначений:

Р – родители;

♀ – женский пол;

♂ – мужской пол;

G – гаметы;

Х – знак скрещивания;

F₁, F₂, F₃ – потомство I, II и III поколений.

Аллельные гены записываются латинскими буквами: доминантные – заглавными, (например А, В, С), рецессивные – строчными буквами (а, в, с).

Генотипы записываются двумя буквами, соответственно аллельной паре генов, контролирующих альтернативную пару признаков: например, гомозиготные доминантные генотипы – АА, ВВ, СС, гомозиготные рецессивные генотипы – аа, bb, ее, гетерозиготные генотипы – Аа, Вв, Сс и т. д.

Решение задачи начинается с составления таблицы «Признак-ген», в которую вписываются анализируемые альтернативные признаки и контролирующие гены.

Гаметы родителей выписываются на основании их генотипов по схеме гаметообразования с учетом того, что в мейозе гомологичные хромосомы расходятся в разные гаметы (рисунок 3), тогда:

а) Гомозиготы образуют один тип гамет;

б) Гетерозиготы образуют два типа гамет.

Рисунок 3 – Схема гаметообразования при моногибридном скрещивании