Сцепленное наследование и перекрест хромосом

Менделевский закон независимого распределения признаков имеет ограниченное проявление. Этот закон действует только в тех скрещиваниях, в которых гены анализируемых признаков находятся в разных хромосомах. В тех случаях, когда гены анализируемых признаков находятся в одной хромосоме, наблюдается сцепленное наследование. Американский ученый Томас Морган в 1911 г. доказал, что гены, расположенные в одной хромосоме, передаются от одного поколения к другому, как правило, вместе (сцепленно). Только у небольшого процента особей наблюдается перекомбинация генов, возникшая в результате перекреста хромосом и материального обмена гомологичными участками при образовании гамет у гибридной особи из F₁.

На пришкольном участке рекомендуем провести следующий опыт, иллюстрирующий характер наследования окраски семян и особенностей эндосперма у кукурузы, гены которых находятся в одной хромосоме (сцеплены).

План опыта с кукурузой

Тема опыта. Специфика наследования признаков окраски семян и характера эндосперма у кукурузы. (Опыт проводится 2 года.)

Первый год опыта. Цель опыта. Получить гибридные семена кукурузы первого поколения.

Подготовка участка и семян. Обработанный и подготовленный под посев участок разделить на две делянки. В качестве материнского растения взять сорт, имеющий окрашенные гладкие семена, в качестве отцовского — с морщинистым эндоспермом. Семена родителей должны быть проверены на гомозиготность по этим признакам и иметь высокие посевные качества.

Посев, уход за растениями. На первой делянке высеять семена материнского сорта, на второй — отцовского. Схема посева и агроприемы по посеву и уходу за родительскими сортами должны быть такие же, как в других опытах с кукурузой, описанные в данном пособии.

Техника гибридизации. Приемы изоляции, сбора пыльцы, опыления выполнить так же, как рекомендуется в первый год опыта с кукурузой при изучении моногибридного скрещивания.

Уборка и хранение початков. Развивающиеся после опыления початков материнского сорта пыльцой отцовского сорта семена будут гибридными F₁. Уборку гибридных початков произвести в период полной зрелости. С початков снять обертки, удалить остатки столбиков, просушить и хранить в течение зимы в прохладном сухом помещении отдельно по комбинациям.

Второй год опыта. Цель опыта. Получить гибридные семена второго поколения.

Подготовка участка, семян и посев. Участок для посева гибридных семян готовить так же, как в первый год опыта. Из части початков гибридные семена вымолотить, протравить и высеять, как в первый год опыта. Другую часть початков оставить необмолоченными до конца опыта.

Уход. За гибридными растениями проводить такой же уход, какой рекомендуется в других опытах с кукурузой.

Техника гибридизации. Приемы изоляции, сбора пыльцы, опыления выполнить так же, как рекомендуется во второй год опыта с кукурузой при изучении моногибридного скрещивания.

Развившиеся на гибридных растениях F₁ семена будут семенами F₂ гибридного поколения.

Уборку гибридных початков произвести в период полной зрелости. После сбора с початков снять обертки, очистить от остатков столбиков, просушить и хранить отдельно по комбинациям до проведения заключительного анализа и прохождения соответствующих разделов в курсе общей биологии.

Ведение дневника. Отметить все работы по выращиванию гибридных растений кукурузы F₁. Описать приемы получения гибридных семян F 2. Отметить окраску семян у гибридов F 2.

Анализ результатов опыта. По окончании опыта сделать сводный анализ характера наследования окраски семян и характера эндосперма у кукурузы при сцепленном наследовании и перекресте хромосом. Для этого отдельно у исходных родительских сортов и гибридов F1 и F₂ подсчитать количество особей с окрашенными гладкими семенами, с окрашенными морщинистыми, с неокрашенными гладкими и с неокрашенными морщинистыми. Данные занести в таблицу.

Данные отдельных учетов суммировать, установить процентное соотношение и сделать вывод о закономерностях наследования окраски семян и характера эндосперма кукурузы при сцепленном наследовании и перекресте хромосом. Подготовить сводный отчет по опыту и сделать монтаж, поместив початки исходных родительских сортов, гибридов F₁ и F₂.

При правильном ведении опыта в первом гибридном поколении все семена будут окрашены, а во втором 48, 2% будут иметь окрашенные гладкие семена, 48, 2% — неокрашенные морщинистые, 1, 8% —неокрашенные гладкие и 1, 8% — окрашенные морщинистые. Закономерности наследования окраски семян и характера эндосперма у кукурузы при сцепленном наследовании и перекресте хромосом изображены на рисунке 62.

Выводы по опыту используют для демонстрации закономерностей сцепленного наследования при перекресте хромосом.