Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
bg‑magenta

Dziedziczenie cech

Badania nad dziedzicznością cech wykazały, że istnieje wiele możliwości dziedziczenia, a dziedziczenie mendlowskie jest tylko jedną z nich. Odstępstwa od praw Mendla spowodowane są m.in.:

  • zjawiskiem kodominacji, kiedy w fenotypie ujawniają się cechy wielu alleli;

  • dziedziczeniem wielogenowym, gdy cecha warunkowana jest przez kilka różnych genów;

  • allelami wielokrotnymi, czyli możliwością występowania wielu alleli warunkujących daną cechę;

  • dziedziczeniem pozachromosomowym, warunkowanym dziedziczeniem materiału genetycznego organelli (mitochondriów i chloroplastów).

Przykładami różnych form dziedziczenia są dominacja zupełna oraz dominacja częściowa (niezupełna).

W przypadku dominacji zupełnej allel dominujący warunkuje daną cechę zarówno w przypadku homozygoty dominującej (AA), jak i heterozygoty (Aa). Cecha warunkowana przez allel recesywny jest maskowana przez allel dominujący i się nie ujawnia.

W przypadku dominacji zupełnej allel dominujący warunkuje daną cechę zarówno w przypadku homozygoty dominującej (dwa duże A), jak i heterozygoty (duże A małe a). Cecha warunkowana przez allel recesywny jest maskowana przez allel dominujący i się nie ujawnia.

W przypadku dominacji częściowej pojawiają się cechy pośrednie pomiędzy tymi, które warunkowane są przez allel dominujący i allel recesywny. Cecha pośrednia ujawnia się u osobników heterozygotycznych, u których występują dwa typy alleli. Efekt fenotypowy jest sumą działania obu z nich.

Z pozoru podobne krzyżówki genetyczne dają odmienne efekty fenotypowe, w zależności od formy dziedziczenia danej cechy.

bg‑magenta

Dominacja zupełna

Przykładem dominacji zupełnej (inaczej: pełnej, całkowitej) jest dziedziczenie barwy kwiatów u grochu zwyczajnego (Pisum sativum). W wyniku skrzyżowania roślin różniących się barwą kwiatów i pochodzących z czystych linii genetycznych otrzymuje się w pierwszym pokoleniu rośliny potomne, które wykształcają kwiaty o barwie, która jest warunkowana przez allel dominujący genu. Oznacza to, że allel dominujący obecny u heterozygotycznych osobników potomnych tłumi obecność allelu recesywnegoallel recesywnyallelu recesywnego. Osobnik rodzicielski będący homozygotą dominującąhomozygota dominującahomozygotą dominującą i osobniki potomne będące heterozygotamiheterozygotaheterozygotami mają identyczny fenotyp. Ujawnienie się allelu recesywnego w puli genowej krzyżowanych osobników następuje dopiero w drugim pokoleniu. Skrzyżowanie dwóch heterozygotycznych roślin o takiej samej barwie kwiatów pozwoli na otrzymanie w drugim pokoleniu roślin potomnych różniących się barwą. Rozkład fenotypów osobników potomnych wynosi 3 : 1.

R1bu9ff4j5Ban1
Pierwsza fotografia przedstawia groch zwyczajny o kwiecie w kolorze różowo-czerwonym. Ma on soczystozielone łodygi, z których wyrastają zaokrąglone, zielone liście. Druga fotografia przedstawia groch zwyczajny o kwiecie w kolorze białym. Ma on zielone łodygi, z których wyrastają ciemnozielone liście. Pomiędzy nimi widać wąsy czepne. Budowa obu kwiatów jest typowa dla motylkowatych: górny płatek zwany żagielkiem, dwa boczne skrzydełka oraz dolny płatek tzw. łódeczka.
Groch zwyczajny (Pisum sativum) o dwóch różnych barwach kwiatów: czerwonej (po lewej) oraz białej (po prawej), jako przykład dominacji zupełnej. W populacji nie występują osobniki o kwiatach w kolorze pośrednim, w związku z całkowitą dominacją allelu warunkującego barwę czerwoną.
bg‑gray2

Krzyżówka genetyczna z dominacją zupełną

Wykonano doświadczenie, w którym odtworzono pracę Mendla nad dziedziczeniem barwy kwiatów u grochu zwyczajnego. Skrzyżowano dwie rośliny: o kwiatach czerwonych (AA) i kwiatach białych (aa). W pokoleniu FIndeks dolny 1 wszystkie rośliny potomne wykształciły kwiaty czerwone (Aa). Następnie skrzyżowano dwie rośliny o kwiatach czerwonych (Aa). W pokoleniu FIndeks dolny 2 75% roślin potomnych wykształciło kwiaty czerwone, a 25% roślin potomnych – kwiaty białe.

Wykonano doświadczenie, w którym odtworzono pracę Mendla nad dziedziczeniem barwy kwiatów u grochu zwyczajnego. Skrzyżowano dwie rośliny: o kwiatach czerwonych (dwa duże A) i kwiatach białych (dwa małe a). W pokoleniu F 1 wszystkie rośliny potomne wykształciły kwiaty czerwone (duże A małe a). Następnie skrzyżowano dwie rośliny o kwiatach czerwonych (duże A małe a). W pokoleniu F 2 75% roślin potomnych wykształciło kwiaty czerwone, a 25% roślin potomnych – kwiaty białe.

R7HpmploHIW8a
Dominacja zupełna – dziedziczenie barwy kwiatów u grochu zwyczajnego (Pisum sativum).
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Doświadczenie to pokazuje, że w wyniku skrzyżowania osobników dwóch czystych linii otrzymuje się organizmy potomne, które są heterozygotami. W pokoleniu FIndeks dolny 1 wszystkie rośliny mają czerwone kwiaty, ponieważ gen warunkujący tę barwę jest dominujący i ujawnia się fenotypowo. Dopiero w pokoleniu FIndeks dolny 2, powstałym po skrzyżowaniu osobników heterozygotycznych, pojawiają się rośliny o kwiatach białych, które stanowią ok. 25% wszystkich osobników.

Doświadczenie to pokazuje, że w wyniku skrzyżowania osobników dwóch czystych linii otrzymuje się organizmy potomne, które są heterozygotami. W pokoleniu F 1 wszystkie rośliny mają czerwone kwiaty, ponieważ gen warunkujący tę barwę jest dominujący i ujawnia się fenotypowo. Dopiero w pokoleniu F 2, powstałym po skrzyżowaniu osobników heterozygotycznych, pojawiają się rośliny o kwiatach białych, które stanowią ok. 25% wszystkich osobników.

bg‑gray2

Przykład dominacji zupełnej – zadanie

U królików barwa sierści determinowana jest przez dwa allele: B – warunkujący czarną barwę i b – warunkujący białą barwę. Skrzyżowano heterozygotyczną samicę o czarnej sierści z samcem o sierści białej.

U królików barwa sierści determinowana jest przez dwa allele: duże B – warunkujący czarną barwę i małe b – warunkujący białą barwę. Skrzyżowano heterozygotyczną samicę o czarnej sierści z samcem o sierści białej.

Przykładowe zadanie polega na określeniu prawdopodobieństwa pojawienia się potomstwa o białej barwie sierści.

bg‑gray1

Allele:

  • B – czarna barwa sierści

  • b – biała barwa sierści

  • duże B – czarna barwa sierści

  • małe b – biała barwa sierści

Genotypy:

  • genotyp samicy – Bb

  • genotyp samca – bb

  • genotyp samicy – duże B małe b

  • genotyp samca – dwa małe b

P: Bb × bb

duże P: duże B małe b × dwa małe b

R1Rq246zUJM1Q
Krzyżówka genetyczna heterozygoty (Bb) i homozygoty recesywnej (bb).
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Na podstawie wykonanej krzyżówki można wskazać, że 50% potomstwa będzie miało sierść o barwie czarnej, a 50% o barwie białej, ponieważ allel b ujawni się fenotypowo wyłącznie w przypadku homozygot recesywnych (bb).

Na podstawie wykonanej krzyżówki można wskazać, że 50% potomstwa będzie miało sierść o barwie czarnej, a 50% o barwie białej, ponieważ allel małe b ujawni się fenotypowo wyłącznie w przypadku homozygot recesywnych (dwa małe b).

bg‑magenta

Dominacja częściowa (niezupełna)

Przykładem dominacji częściowej (inaczej: niezupełnej, niepełnej) jest dziedziczenie barwy kwiatów u wyżlinu większego (Antirrhinum majus). W wyniku skrzyżowania roślin rodzicielskich różniących się barwą kwiatów i pochodzących z czystych linii genetycznych otrzymuje się w pierwszym pokoleniu rośliny potomne, które wykształcają kwiaty o barwie innej niż u odmian rodzicielskich. Oznacza to, że w przypadku heterozygotycznych osobników potomnych allel dominujący nie tłumi całkowicie obecności allelu recesywnego, dlatego osobniki te mają fenotyp pośredni między fenotypami rodzicielskiej homozygoty dominującej i rodzicielskiej homozygoty recesywnej. W wyniku skrzyżowania dwóch heterozygotycznych roślin o takiej samej barwie kwiatów otrzymuje się w drugim pokoleniu rośliny potomne różniące się od nich barwą.

W przypadku dominacji częściowej rozkład fenotypów osobników potomnych w pokoleniu F2 wynosi 1 : 2 : 1, przy czym dominującą formą jest forma pośrednia, którą warunkuje heterozygotyczność. Ujawnienie się allelu recesywnego w puli genowej krzyżowanych osobników (AA × aa) następuje w pierwszym pokoleniu, w przeciwieństwie do dominacji zupełnej, w której w pierwszym pokoleniu fenotypowo ujawnia się jedynie allel dominujący.

W przypadku dominacji częściowej rozkład fenotypów osobników potomnych w pokoleniu F2 wynosi 1 : 2 : 1, przy czym dominującą formą jest forma pośrednia, którą warunkuje heterozygotyczność. Ujawnienie się allelu recesywnego w puli genowej krzyżowanych osobników (dwa duże A × dwa małe a) następuje w pierwszym pokoleniu, w przeciwieństwie do dominacji zupełnej, w której w pierwszym pokoleniu fenotypowo ujawnia się jedynie allel dominujący.

RTveO4xEHWZlu1
Wyżlin większy (Antirrhinum majus), znany jako lwia paszcza, wykształca kwiaty w różnych kolorach, warunkowanych dziedziczeniem niezupełnym. Czerwona barwa kwiatów występuje u homozygoty dominującej (AA), barwa biała u homozygoty recesywnej (aa), a forma pośrednia – barwa różowa – to efekt obecności obu genów i dominacji częściowej (Aa).
Źródło: Plenuska, Sabina Bajracharya, Syrio, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 4.0.
bg‑gray2

Krzyżówka genetyczna z dominacją częściową

Skrzyżowano dwie rośliny: o kwiatach czerwonych (AA) i kwiatach białych (aa). W pokoleniu FIndeks dolny 1 wszystkie rośliny potomne wykształciły kwiaty różowe (Aa). Następnie skrzyżowano dwie rośliny o kwiatach różowych (Aa).

Skrzyżowano dwie rośliny: o kwiatach czerwonych (dwa duże A) i kwiatach białych (dwa małe a). W pokoleniu F 1 wszystkie rośliny potomne wykształciły kwiaty różowe (duże A małe). Następnie skrzyżowano dwie rośliny o kwiatach różowych (duże A małe a).

R1Cpi9rxacwiL
Dominacja częściowa – dziedziczenie barwy kwiatów u wyżlinu większego (Antirrhinum majus).
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Pokolenie FIndeks dolny 1 to w 100% organizmy heterozygotyczne, których kwiaty mają inną barwę niż u organizmów rodzicielskich – różową. W pokoleniu FIndeks dolny 2, w wyniku skrzyżowania organizmów heterozygotycznych, otrzymuje się: 25% roślin potomnych o kwiatach czerwonych, 50% – o kwiatach różowych, 25% – o kwiatach białych. W przypadku dziedziczenia częściowego każdy z genotypów daje inny fenotyp. Stosunek fenotypów i genotypów w tym typie dziedziczenia wynosi 1 : 2 : 1 (odpowiednio: 1 AA – kwiaty czerwone, 2 Aa – kwiaty różowe, 1 aa – kwiaty białe).

Pokolenie F 1 to w 100% organizmy heterozygotyczne, których kwiaty mają inną barwę niż u organizmów rodzicielskich – różową. W pokoleniu F 2, w wyniku skrzyżowania organizmów heterozygotycznych, otrzymuje się: 25% roślin potomnych o kwiatach czerwonych, 50% – o kwiatach różowych, 25% – o kwiatach białych. W przypadku dziedziczenia częściowego każdy z genotypów daje inny fenotyp. Stosunek fenotypów i genotypów w tym typie dziedziczenia wynosi 1 : 2 : 1 (odpowiednio: 1 dwa duże A – kwiaty czerwone, 2 duże A małe a – kwiaty różowe, 1 dwa małe aa – kwiaty białe).

bg‑gray2

Przykład dominacji częściowej – zadanie

Kolor piór kur andaluzyjskich dziedziczy się według dominacji częściowej. Kury i koguty o genotypie DD mają upierzenie czarne, Dd – stalowoniebieskie (szare), a dd – białe.

Kolor piór kur andaluzyjskich dziedziczy się według dominacji częściowej. Kury i koguty o genotypie dwa duże DD mają upierzenie czarne, duże D małe d – stalowoniebieskie (szare), a dwa małe dd – białe.

Zadanie polega na określeniu fenotypu osobników potomnych otrzymanych w wyniku krzyżówki stalowoniebieskiej kury i białopiórego koguta.

bg‑gray1

Allele:

  • D – czarna barwa upierzenia

  • d – biała barwa upierzenia

  • duże D – czarna barwa upierzenia

  • małe d – biała barwa upierzenia

Genotypy:

  • genotyp samicy: Dd

  • genotyp samca: dd

  • genotyp samicy: duże D małe d

  • genotyp samca: dwa małe d

P: Dd × dd

duże P: duże D małe d × dwa małe d

R150Rd2bFvxbF
Krzyżówka genetyczna heterozygoty (Dd) i homozygoty recesywnej (dd).
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Wśród potomstwa 50% stanowią osobniki o stalowoniebieskim upierzeniu, warunkowanym przez heterozygotyczność, a drugie 50% – osobniki o upierzeniu białym (homozygoty recesywne). Rozkład fenotypów i genotypów wynosi w tym przypadku 1 : 1.

Słownik

allel
allel

(gr. allos – inny) forma genu; jedna z wersji genu różniąca się od pozostałych sekwencją nukleotydów; zajmuje określone miejsce na chromosomie

allel dominujący
allel dominujący

allel ujawniający się w fenotypie homozygoty dominującej i heterozygoty

allel recesywny
allel recesywny

allel ujawniający się w fenotypie jedynie homozygoty recesywnej

heterozygota
heterozygota

(gr. héteros – inny, zygōtós – połączony) organizm diploidalny zawierający dwa różne allele danego genu (Aa)

(gr. héteros – inny, zygōtós – połączony) organizm diploidalny zawierający dwa różne allele danego genu (duże A małe a)

homozygota dominująca
homozygota dominująca

(gr. homós – taki sam, zygōtós – połączony) organizm diploidalny zawierający dwa jednakowe allele dominujące danego genu (AA)

(gr. homós – taki sam, zygōtós – połączony) organizm diploidalny zawierający dwa jednakowe allele dominujące danego genu (dwa duże A)

homozygota recesywna
homozygota recesywna

organizm diploidalny zawierający dwa jednakowe allele recesywne danego genu (aa)

linia czysta
linia czysta

zbiór osobników homozygotycznych względem danej cechy lub cech