Em formação

4.2.1: Cruzamentos Monohíbridos e Segregação - Biologia


True Breeding Lines

Os geneticistas fazem uso de verdadeiras linhagens assim como Mendel fez. Estas são populações endogâmicas de plantas ou animais nas quais todos os pais e seus descendentes (ao longo de muitas gerações) têm os mesmos fenótipos com respeito a uma característica particular. As linhagens de reprodução verdadeiras são úteis porque normalmente são consideradas homozigotas para os alelos que afetam a característica de interesse. Quando dois indivíduos homozigotos para os mesmos alelos são cruzados, todos os seus descendentes também serão homozigotos. A continuação de tais cruzamentos constitui uma verdadeira linhagem ou linhagem reprodutiva. Uma grande variedade de cepas diferentes, cada uma com um caráter de reprodução diferente e verdadeiro, pode ser coletada e mantida para pesquisa genética.

Cruzes Monohybrid

UMA cruz monohybrid é aquele em que ambos os pais são heterozigotos (ou híbridos) para uma única (mono) característica. O traço pode ser a cor das pétalas nas ervilhas. Ao conduzir cruzamentos, a primeira geração é chamada de P (ou P0), a segunda geração é F1 (F é para filial), e a próxima geração é F2.

Usando cruzamentos mono-híbridos, Mendel observou que embora diferentes alelos pudessem influenciar uma única característica, eles permaneceram indivisíveis e poderiam ser herdados separadamente. Esta é a base de Primeira Lei de Mendel, também chamado A Lei da Segregação, que afirma: durante a formação do gameta, os dois alelos em um locus gênico segregam um do outro; cada gameta tem uma probabilidade igual de conter qualquer um dos alelos.

Quadrados Punnett

Dados os genótipos de quaisquer dois pais, podemos prever os genótipos dos gametas que serão produzidos durante a meiose. Usando essa informação, podemos prever todos os possíveis genótipos da prole. Além disso, se também conhecermos as relações de dominância para todos os alelos, podemos prever os fenótipos da prole. Um método conveniente para calcular as razões genotípicas e fenotípicas esperadas de um cruzamento foi inventado por Reginald Punnett. UMA Quadrado de punnett é uma matriz na qual todos os gametas possíveis produzidos por um dos pais são listados ao longo de um eixo, e os gametas do outro pai são listados ao longo do outro eixo. Cada combinação possível de gametas é listada na interseção de cada linha e coluna. Os quadrados de Punnett também podem ser usados ​​para calcular a frequência da prole.

Assista ao vídeo para ver como este quadrado foi completado:

Cruzamentos de teste

Conhecer os genótipos de um indivíduo geralmente é uma parte importante de um experimento genético. No entanto, os genótipos não podem ser observados diretamente; eles devem ser inferidos com base em fenótipos. Por causa da dominância, muitas vezes não é possível distinguir entre um heterozigoto e um homozigoto com base apenas no fenótipo. Para determinar o genótipo de um indivíduo específico, um teste cruzado pode ser realizado, no qual o indivíduo com genótipo incerto é cruzado com um indivíduo homozigoto recessivo para todos os loci testados.

Por exemplo, se você recebeu uma planta de ervilha com flores roxas, pode ser um homozigoto (AA) ou um heterozigoto (Aa) Você poderia cruzar esta planta de flor roxa com uma planta de flor branca como um testador, já que você sabe que o genótipo do testador é aa. Dependendo do genótipo do pai de flor roxa, você observará diferentes proporções fenotípicas no F1 geração. Se o pai de flor roxa fosse um homozigoto, todos os1 a progênie será roxa. Se o pai de flor roxa fosse um heterozigoto, o F1 a progênie deve segregar plantas com flores roxas e flores brancas na proporção de 1: 1.

Assista ao vídeo para entender por que o resultado de um teste cruzado é útil para determinar se um indivíduo é heterozigoto ou homozigoto.

Base molecular de alelos dominantes e recessivos

Exercício ( PageIndex {1} )

O que determina se os alelos são dominantes ou recessivos?

Responder

Os alelos têm diferentes sequências de DNA. Como a sequência de DNA contém informações para fazer produtos, diferentes sequências podem levar a diferentes produtos. Uma vantagem das espécies diplóides é que existem duas cópias de cada sequência. Se uma sequência produz um produto "defeituoso" ou não funcional, seria chamado de perda de função alelo. No entanto, é provável que haja outra sequência que produz um produto "correto" ou funcional. Para a maioria dos genes, um único alelo de tipo selvagem (ou normal, funcional) é capaz de produzir produto suficiente para a célula, resultando em um dominante fenótipo. No entanto, se ambas as cópias do gene são alelos de perda de função, não haverá nenhuma proteína funcional e o recessivo fenótipo será observado.

Nas seções posteriores, veremos algumas exceções a esta regra!


Existem quatro conceitos principais relacionados a este princípio:

  1. Um gene pode existir em mais de uma forma ou alelo.
  2. Os organismos herdam dois alelos para cada característica.
  3. Quando as células sexuais são produzidas (por meiose), os pares de alelos se separam, deixando cada célula com um único alelo para cada característica.
  4. Quando os dois alelos de um par são diferentes, um é dominante e o outro é recessivo.

Por exemplo, o gene para a cor da semente em ervilhas existe em duas formas. Existe uma forma ou alelo para a cor amarela da semente (Y) e outra para a cor verde da semente (y). Neste exemplo, o alelo para a cor amarela da semente é dominante e o alelo para a cor verde da semente é recessivo. Quando os alelos de um par são diferentes (heterozigotos), o traço do alelo dominante é expresso e o traço do alelo recessivo é mascarado. As sementes com o genótipo (YY) ou (Yy) são amarelas, enquanto as sementes (yy) são verdes.


Princípios de herança de Mendel e rsquos explicados!

Mendelismo ou princípios de Mendel são regras de herança descobertas pela primeira vez por Mendel.

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Existem quatro princípios ou leis de herança com base em cruzamentos mono-híbridos e poli-híbridos.

Herança de um gene:

Cada personagem é controlado por um gene que possui pelo menos dois alelos (herança monogênica). O estudo da herança de um único par de alelos (fatores) de um caractere por vez (cruzamento mono-híbrido) é denominado herança de um gene. Com base em suas observações sobre o cruzamento mono-híbrido, Mendel propôs um conjunto de generalizações (postulados) que resultou na formulação das seguintes três leis de herança.

1. Princípio dos fatores emparelhados:

Um personagem é representado em um organismo (diplóide) por pelo menos dois fatores. Os dois fatores estão nos dois cromossomos homólogos no mesmo locus. Eles podem representar o mesmo (homozigoto, por exemplo, TT no caso de plantas de ervilha altas puras, tt no caso de plantas de ervilha anãs) ou expressões alternativas (heterozigotas, por exemplo, Tt no caso de plantas de ervilha altas híbridas) do mesmo caráter.

Fatores que representam a mesma forma ou alternativa de um caractere são chamados de alelos ou alelomorfos.

2. Lei ou Princípio de Domínio:

Em indivíduos heterozigotos ou híbridos, um personagem é representado por dois fatores contrastantes chamados alelos ou alelomorfos. Dos dois alelos contrastantes, apenas um é capaz de expressar seu efeito no indivíduo. É denominado fator dominante ou alelo dominante. O outro alelo que não apresenta efeito no indivíduo heterozigoto é denominado fator recessivo ou alelo recessivo. Mendel usou símbolos de letras para denotar fatores.

O símbolo da letra refere-se ao fator dominante. É fornecida uma letra maiúscula ou maiúscula do alfabeto. Uma letra minúscula ou minúscula correspondente é atribuída ao fator recessivo, por exemplo, T (altura) e t (nanismo).

Mendel fez experiências com Pisuin sativum apenas para sete caracteres. Em cada caso, ele descobriu que uma expressão ou traço do personagem (por exemplo, T ou altura no caso de altura) é dominante sobre a outra expressão ou traço do personagem. Isso também pode ser provado experimentalmente.

Pegue duas plantas de ervilha, uma pura ou homozigótica de altura (altura 1,2-2,0 m) e a outra anã pura ou homozigótica (altura 0,25-0,5 m Fig. 5.4). Cruze os dois e crie sua progênie chamada primeira geração filial ou F, geração. Todas as plantas da geração F são altas (altura 1,2-2,0 m), embora também tenham recebido um fator de nanismo.

Que o fator de nanismo está presente em F1 as plantas podem ser testadas auto-reproduzindo-as quando os indivíduos de F2 geração será alta e anã na proporção de 3: 1. Portanto, em F1 plantas ambos os fatores para altura e nanismo estão presentes. No entanto, o fator para nanismo é incapaz de se expressar na presença do fator para estatura. Conseqüentemente, o fator para altura é dominante sobre o fator para nanismo. O fator de nanismo é recessivo.

(i) Isso explica porque indivíduos de F, geração expressam traço de apenas um dos pais, (ii) Lei de dominância é capaz de explicar a ocorrência de razão 3: 1 em F2 indivíduos, (iii) indica porque a população mista é superior, visto que oculta muitos dos alelos recessivos defeituosos.

3. Princípio ou Lei da Segregação:

Os dois fatores de um personagem presente em um indivíduo mantêm sua identidade distinta, separados no momento da gametogênese ou esporogênese, são distribuídos aleatoriamente para diferentes gametas e então são pareados novamente em diferentes descendentes de acordo com o princípio da probabilidade.

O princípio da segregação (a primeira lei do mendelismo) pode ser deduzido de um cruzamento mono-híbrido recíproco, digamos entre uma ervilha alta pura (altura 1,2-2,0 m) e uma ervilha anã (altura 0,25-0,5 m). Os híbridos ou plantas da primeira filial (F1) geração são todas altas, embora também tenham recebido o fator para anão.

É porque o fator para altura é dominante, enquanto os fatores para nanismo são recessivos. Se os híbridos puderem se reproduzir, as plantas da segunda filial ou F2 a geração parece ser alta e anã na proporção fenotípica de 3: 1 (Fig. 5.5).

A auto-reprodução posterior dessas plantas mostra que as plantas anãs se reproduzem verdadeiras (tt), ou seja, produzem apenas plantas anãs. Entre as plantas altas, 1/3 se reproduz, ou seja, produz apenas plantas altas. Os 2/3 restantes do F2 plantas altas ou 50% do F total2 as plantas se comportam como plantas híbridas e produzem plantas altas e anãs na proporção de 3: 1.

Portanto, o F2 a razão fenotípica de 3: 1 é genotipicamente 1 altura pura: altura 2 híbrida: 1 anão. A cruz acima mostra que

(i) Embora F1 as plantas mostram apenas um traço alternativo ou dominante de um personagem, na verdade carregam fatores ou alelos de ambos os traços do personagem porque a segunda alternativa ou traço recessivo aparece no F2 geração. Portanto, F1 as plantas são geneticamente híbridas, no caso acima Tt.

(ii) F, as plantas são um produto da fusão de gametas masculinos e femininos. Como eles carregam o complemento gênico de Tt, os gametas em fusão devem trazer apenas um fator cada (T de TT et do pai tt).

Gameta Masculino Gameta feminino Filhos
Cruz I T t Tt
Cruz Recíproca t T Tt

(iii) F2 geração é produzida por autocruzamento do F1 plantas. F2 geração consiste em três tipos de plantas - alta pura, alta híbrida e anã. Isso só é possível quando (a) Os dois fatores mendelianos presentes no F1, as plantas segregam durante a formação dos gametas, (b) Os gametas carregam um único fator ou alelo para um personagem, 50% de um tipo e 50% do segundo tipo, (c) Os fatores são distribuídos aleatoriamente na prole devido ao acaso ou ao acaso fusão de gametas durante a fertilização.

Uma vez que apenas um dos dois fatores passa para um gameta, 50% dos gametas masculino e feminino formados por F1 as plantas possuem o fator de altura, enquanto os 50% restantes carregam o fator de nanismo. Sua fusão aleatória resulta no seguinte:

O princípio da segregação é o princípio mais fundamental da hereditariedade que tem aplicação universal sem exceção. Alguns pesquisadores, como Bateson, chamam o princípio da segregação de princípio da pureza dos gametas, porque a segregação dos dois fatores mendelianos de uma característica resulta em gametas recebendo apenas um fator de um par. Como resultado, os gametas são sempre puros para um personagem. É também conhecida como lei de não mistura de alelos.

Herança de dois genes:

Para verificar seus resultados de cruzamentos mono-híbridos, Mendel também cruzou plantas de ervilha diferindo em dois caracteres (cruzamento di-híbrido). Isso o ajudou a entender a herança de dois genes (ou seja, dois pares de alelos) de cada vez. Verificou-se que a herança de um par de alelos (um caractere) não interfere na herança de outro par de alelos (segundo caractere). Com base nisso, Mendel propôs um segundo conjunto de generalizações (postulado) que agora é chamado de lei da classificação independente.

4. Princípio ou lei de sortimento independente:

Foi chamada de Segunda Lei do Mendelismo por Correns. De acordo com este princípio ou lei, os dois fatores de cada personagem se agrupam ou se separam independentemente dos fatores de outros personagens no momento da formação do gameta e são reorganizados aleatoriamente na prole, produzindo combinações parentais e novas de características.

O princípio ou lei da classificação independente pode ser estudado por meio de cruzamento dihíbrido, por exemplo, entre plantas de ervilha de reprodução pura com sementes redondas amarelas (YYRR) e plantas de ervilha de reprodução pura com sementes verdes enrugadas (yyrr).

As plantas da primeira filial ou F1 geração tem todas as sementes amarelas e redondas (YyRr) porque os traços amarelos e redondos são respectivamente dominantes sobre os traços verdes e enrugados. Na auto-reprodução, a segunda filial ou F resultante2 geração mostra quatro tipos de plantas (Fig. 5.6). Os dados obtidos por Mendel são os seguintes:

Amarelo e redondo = 315/556 = 9/16

Amarelo e enrugado = 101/556 = 3/16

Verde e redondo = 108/556 = 3/16

Verde e enrugado = 32/556 = 1/16

Assim, a razão fenotípica de um cruzamento di-hibrido é 9: 3: 3: 1. A ocorrência de quatro tipos de plantas (mais dois do que os tipos parentais) no F2 A geração de cruzamentos dihíbridos mostra que os fatores de cada um dos dois caracteres variam independentemente dos outros, como se o outro par de fatores não estivesse presente. Também pode ser provado estudando os caracteres individuais da cor e textura da semente separadamente.

Amarelo (9 + 3 = 12): Verde (3 + 1 = 4) ou 3: 1

Redondo (9 + 3 = 12): Enrugado (3 + 1 = 4) ou 3: 1

O resultado de cada personagem é semelhante à proporção mono-híbrida. Que os fatores dos dois caracteres se agrupam independentemente, pode ainda ser provado pela multiplicação das diferentes probabilidades.

O princípio ou lei da classificação independente é aplicável apenas aos fatores ou genes que estão localizados distantemente no mesmo cromossomo ou ocorrem em cromossomos diferentes. Na verdade, um cromossomo carrega centenas de genes.

Todos os genes ou fatores presentes em um cromossomo são herdados juntos, exceto quando ocorre o crossing-over. O fenômeno da herança de vários genes ou fatores devido à sua ocorrência conjunta nos mesmos cromossomos é chamado de ligação. O próprio Mendel descobriu que as ervilhas com flores brancas sempre produziram sementes brancas, enquanto as plantas com flores vermelhas sempre produziram sementes cinzentas.

Descobertas Pós-Mendelianas (Era Pós-Mendeliana - Outros Padrões de Herança):

A interação gênica é a influência de alelos e não alelos na expressão fenotípica normal dos genes. É de dois tipos, intragênico (interalélico) e intergênico (não alélico).


4.2.1: Cruzamentos Monohíbridos e Segregação - Biologia

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Usando a planta de ervilha, Gregor Mendel originalmente realizou cruzamentos mono-híbridos. Experimentos de cruzamento entre organismos que variam por uma única característica, como a cor do vagem.

Por exemplo, na geração parental original, P zero, um dos pais tem todos os vagens verdes. O genótipo de It & # 39s é homozigoto para o alelo de cor de vagem verde representado como G & # 39s maiúsculo. O outro pai tem apenas vagens amarelas e é homozigoto para o alelo da vagem amarela indicado com minúsculas g & # 39s.

Ao cruzar a primeira descendência, a geração filial ou F um parece idêntica, expressando o mesmo fenótipo de frutos verdes. Este resultado ilustra o Princípio de Uniformidade e indica que o verde é o traço dominante das duas cores.

Agora, quando as plantas da geração F um podem se autofecundar, sua progênie, plantas F dois, contém algumas com vagens verdes e outras com vagens amarelas em uma proporção de três para um. O que confirma que o amarelo é de fato o traço recessivo, uma forma oculta herdada dos pais iniciais.

12.3: Cruzamentos Mono-híbridos

Visão geral

Nas décadas de 1850 e 1860, Gregor Mendel investigou a herança realizando cruzamentos mono-híbridos em plantas de ervilha. Ele cruzou duas plantas que eram verdadeiras reprodutoras de diferentes características. Com base em suas observações, Mendel propôs que os organismos herdam duas cópias de cada característica, uma de cada pai, e que as características dominantes podem ocultar características recessivas. Esses resultados formaram a base de dois princípios fundamentais da genética: o Princípio da Uniformidade e a Lei da Segregação.

Cruzamentos mono-híbridos revelam traços dominantes e recessivos

Ao longo de oito anos, entre 1850 e 1860, um monge austríaco chamado Gregor Mendel realizou experimentos de reprodução seminal com plantas de ervilha. Esses experimentos demonstraram os princípios fundamentais da herança, o que lhe valeu o apelido de pai da genética moderna. Os experimentos de Mendel & rsquos se concentraram em sete características das plantas de ervilha, cada uma se manifestando como uma das duas características determinadas por um único locus gênico.

Mendel notou que, quando algumas de suas plantas de ervilha se reproduziam por autofertilização, sua progênie sempre exibia a mesma característica. Em outras palavras, eles eram verdadeiros. Por exemplo, algumas plantas com vagens amarelas produziram apenas descendentes com vagens amarelas. Quando cruzadas com outras plantas que geram verdadeiras vagens amarelas, essas plantas também produziram apenas progênie com vagens amarelas. Da mesma forma, Mendel observou plantas de ervilha reprodutoras verdadeiras que produziam apenas descendentes com vagens verdes.

Na época, os traços herdados eram considerados uma mistura de características parentais. Em vez disso, Mendel observou fenótipos discretos, como frutos verdes e amarelos. Ele propôs que, em vez de características se misturarem na prole, fatores discretos (agora conhecidos como genes) são herdados dos pais e permanecem separados na prole. Nos casos em que um traço salta uma geração, Mendel propôs que o traço visível apenas mascarava a presença do outro traço herdado. Em outras palavras, a herança é particulada e os traços dominantes ocultam os traços recessivos. Para determinar qual característica era dominante, Mendel conduziu cruzamentos mono-híbridos. Os cruzamentos mono-híbridos combinam dois organismos reprodutores verdadeiros que diferem por uma única característica. Todos os descendentes de tais cruzamentos são mono-híbridos, ou heterozigotos, e exibem a característica dominante.

Por exemplo, Mendel cruzou plantas de ervilha que geraram verdadeiras vagens amarelas com aquelas que geraram verdadeiras vagens verdes para determinar a cor dominante da vagem. Esta geração parental (P0) produziu descendência, a primeira geração filial (F1), que eram todos mono-híbridos com vagens verdes. A observação repetida dessas descobertas estabeleceu vagens verdes como a característica dominante e demonstrou o princípio de uniformidade de Mendel & rsquos: os heterozigotos para uma única característica gênica exibem o mesmo fenótipo.

Alelos parentais são distribuídos aleatoriamente para gametas

Mendel então induziu autofecundação no F1 plantas, produzindo o F2 geração. F2 as plantas de ervilha com vagens verdes superaram as de vagens amarelas em uma proporção de 3: 1. Mendel observou repetidamente este padrão de herança 3: 1 para cada uma das sete características das plantas de ervilha.

A lei de segregação de Mendel & rsquos explica essa proporção recorrente. A lei da segregação afirma que um organismo distribui uma de suas duas cópias de genes para cada gameta (óvulo ou espermatozoide). É importante ressaltar que essa distribuição é aleatória, de modo que um heterozigoto (Gg) é igualmente provável de produzir gametas com dominante (G) e recessivo (g) alelos.

Se um heterozigoto se autofertiliza (Gg x Gg), os alelos parentais podem se combinar de quatro maneiras possíveis: paternal G com maternal G (GG), paterno G com maternal g (Gg), paterno g com maternal G (Gg), e paterno g com maternal g (gg) Três resultados produzem frutos verdes (o GG e Gg genótipos) e um produz vagens amarelas (o gg genótipo), uma proporção de 3: 1. Assim, se todos os resultados forem igualmente prováveis, os heterozigotos autofertilizantes produzirão três descendentes com vagens verdes para cada um com vagens amarelas. Isso é notavelmente próximo à razão fenotípica que Mendel observou, confirmando sua proposta de lei de segregação.

Traços dominantes nem sempre são comuns

Ao contrário das vagens verdes, as ervilhas verdes são recessivas, enquanto as ervilhas amarelas são dominantes. Por que, então, as ervilhas que encontramos regularmente são verdes? Em suma, as pessoas preferem ervilhas verdes às amarelas. Como os experimentos de Mendel e rsquos demonstram, os homozigotos produzem descendentes com a mesma característica, ou fenótipo, quando autofecundados ou cruzados com outros homozigotos. Se os agricultores continuarem a excluir ervilhas amarelas de seus cruzamentos de safra, eles continuarão produzindo apenas ervilhas verdes. Este exemplo ilustra outro ponto importante: os traços dominantes não são necessariamente os traços mais comuns. Traços dominantes prejudiciais, por exemplo, podem ser selecionados contra.

Griffiths, Anthony J.F., Jeffrey H Miller, David T Suzuki, Richard C Lewontin e William M Gelbart. 2000. Introdução à Análise Genética. Nova York: W.H. Freeman. [Fonte]

Miko, Ilona. 2008. & ldquoTest Crosses. & Rdquo Educação da Natureza 1 (1): 136. [Fonte]


Postulados e leis de herança de Mendel & # 8217s (com diagrama) | Botânica

O artigo abaixo mencionado irá destacá-lo sobre os quatro postulados e leis de herança de Mendel.

Os quatro postulados e leis de herança de Mendel são: (1) Princípios de Fatores emparelhados (2) Princípio de Dominância (3) Lei da Segregação ou Lei da Pureza dos Gâmetas (Mendel & # 8217s Primeira Lei da Herança) e (4) Lei da Sortimento independente (Mendel & # 8217s Segunda Lei da Herança).

Mendel lançou as bases da ciência da genética através da descoberta dos princípios básicos da hereditariedade. Ele conduziu seus experimentos com ervilha (Pisum sativum) por mais de sete anos (1856-1864) e defendeu quatro postulados, incluindo duas importantes leis de herança.

Postulado-I. Princípios de fatores emparelhados:

Um personagem é representado em um organismo (diplóide) por pelo menos dois fatores. Os dois fatores estão nos dois cromossomos homólogos no mesmo locus. Eles podem representar o mesmo (homólogo, por exemplo, TT no caso de plantas de ervilha alta puras) ou expressão alternativa (heterozigótica, por exemplo, Tt no caso de plantas de ervilha alta híbridas) do mesmo caráter. Fatores que representam a mesma forma ou alternativa de um caractere são chamados de alelos ou alelomorfos.

Postulado II. Princípio da Domínio:

& # 8220Quando dois indivíduos homozigotos com um ou mais conjuntos de caracteres contrastantes são cruzados, os caracteres que aparecem nos híbridos de F1 geração são sempre os personagens dominantes e aqueles não aparecem em F1 filhos & # 8217s são sempre os caracteres recessivos & # 8221.

Durante o curso das investigações dos princípios de herança, Mendel cruzou plantas de uma variedade de Pisum sativum de seis pés de altura com plantas de uma variedade de um pé de altura em média (isto é, pais ou geração P). Quando as sementes desse cruzamento foram plantadas, elas produziram plantas não intermediárias entre os dois pais, como era de se esperar, mas todas altas, como o pai de um metro e oitenta (Fig. 5.1).

Mendel fez cruzamentos para estudar a herança de seis outros conjuntos de caracteres (dados abaixo) e observou que em todos os casos o híbrido se parecia com um dos pais no que diz respeito ao personagem. Segue-se então que um fator ou gene em um par mascara ou inibe a expressão do outro. Assim, no cruzamento descrito, o fator alto mascara, ou inibe a expressão do fator anão no F1 (primeira geração filial), portanto, o fator alto é chamado de fator dominante, e o fator anão é conhecido como fator recessivo, ou gene.

Outros seis conjuntos de caracteres que Mendel estudou e classificou como dominantes e recessivos foram os seguintes:

(1) Forma redonda de sementes dominante sobre rugas.

(2) Cor amarela dos cotilédones dominante sobre o verde.

(3) Posição axilar da flor dominante sobre a posição terminal.

(4) Cor verde do vagem verde dominante sobre o amarelo.

(5) Condição inflada da vagem madura dominante sobre contraída.

(6) Cor roxa da flor dominante sobre o branco.

Postulado III. Lei da Segregação ou Lei da Pureza dos Gâmetas (Mendel & # 8217s Primeira Lei da Herança):

Os dois fatores (alelos) de uma característica que permanecem juntos em um indivíduo não se misturam, mas mantêm sua identidade distinta, separados no momento da gametogênese (ou seja, formação de gametas) ou esporogênese (ou seja, formação de esporos), são distribuídos aleatoriamente para diferentes gametas e, em seguida, emparelhar novamente em diferentes descendentes & # 8217s de acordo com o princípio da probabilidade. Uma vez que dois alelos permanecem juntos na forma pura sem se misturar, afetar ou combinar um ao outro, a lei da segregação também é conhecida como & # 8220 lei da pureza dos gametas & # 8221.

As principais características desta lei são as seguintes:

1. Quando um alelo dominante e um recessivo de um gene se unem em um híbrido após o cruzamento entre duas plantas com caracteres contrastantes, eles não se misturam ou se misturam.

2. Eles se separam em diferentes gametas em igual número. Cada gameta possui apenas um tipo de alelo (digamos, A ou a).

3. A separação de dois alelos de um gene durante a formação de gametas ocorre geralmente devido à separação de cromossomos homólogos durante a meiose (anáfase I), porque os alelos estão localizados nos cromossomos.

4. Com dominância completa, a segregação leva à razão fenotípica de 3: 1 em F2 geração para caracteres governados por um único gene e proporção de 9: 3: 3: 1 para caracteres controlados por dois genes.

5. Se o crossing over não ocorrer, a segregação dos genes ocorrerá durante a anáfase I. Se o crossing over ocorrer, a segregação dos genes ocorrerá durante a anáfase II.

O princípio da lei da segregação pode ser explicado por meio de um cruzamento mono-híbrido.

Análise de Cruz Monohybrid:

Um cruzamento em que apenas um único par de alelos é considerado é denominado cruzamento mono-híbrido. A Figura 5.2 é uma análise gráfica do cruzamento entre ervilhas altas e anãs em termos da interpretação de Mendel & # 8217s.

Neste, T é o símbolo que representa o fator ou gene que controla a estatura e t é o símbolo usado para denotar o fator ou gene que controla a nanismo. Os fatores ou genes, também postulados por Mendel, sempre ocorrem aos pares. Tanto as plantas altas como as anãs que são cruzadas são homozigóticas (isto é, ambos os genes em um par são idênticos). Estas plantas são & # 8220puras & # 8221 para altura e anã respectivamente, e se autopolinizadas sempre se reproduzem, produzindo apenas plantas altas e anãs, respectivamente.

No presente cruzamento mono-híbrido, o progenitor alto, que é homozigoto, é mostrado como TT, e o progenitor anão é mostrado como tt. Durante o curso da reprodução sexual, ambos os tipos de plantas produzem gametas, esses gametas contêm apenas um fator de cada par (ou seja, T ou t). Os gametas produzidos pela planta alta contêm o gene T, enquanto os gametas da planta anã possuem o gene t.

A fusão de um gameta da planta alta com um gameta da planta anã produz uma planta alta no F1 geração, porque o gene para estatura (T) é dominante sobre o da nanismo (t). A nova planta na geração F é mostrada no diagrama como Tt. É uma planta heterozigótica porque possui um par de cromossomos homólogos carregando um alelo para estatura e outro para nanismo.

As plantas heterozigotas produzem dois tipos de gameta ou célula sexual, gametas masculinos e gametas femininos. Metade dos gametas masculinos contém o gene T e a outra metade possui o gene t. Da mesma forma, metade dos gametas femininos possui o gene T e a outra metade contém o gene t. Durante o processo de fertilização que segue esses dois tipos de gametas (ou seja, masculino e feminino) se unem aleatoriamente e produzem F2 geração (segunda filial).

Como resultado dessas combinações aleatórias, uma razão fenotípica aproximada de 3 plantas altas para 1 planta anã (isto é, razão 3: 1) é normalmente obtida. Todas as plantas com os genes TT e Tt serão altas, e as plantas que possuem os genes tt (ambos recessivos) serão anãs.

A auto-reprodução adicional dessas plantas mostra que as plantas anãs se reproduzem verdadeiras (tt), ou seja, produzem apenas plantas anãs. Entre as plantas altas, 1/3 se reproduz, ou seja, produz apenas plantas altas. Os 2/3 restantes do F2 plantas altas ou 50% do F total2 as plantas se comportam como plantas híbridas e produzem plantas altas e anãs na proporção de 3: 1. Portanto, o F2 a proporção fenotípica de 3: 1 é genotipicamente 1 altura pura: 2 híbrido altura: 1 anão (a proporção 1: 2: 1 também é chamada de Mendel & # 8217s Monohybrid Genotypic Ratio).

Postulado IV. Lei da Variedade Independente (Mendel & # 8217s Segunda Lei da Herança):

Depois de ficar satisfeito com os cruzamentos mono-híbridos, Mendel levou em consideração dois pares de caracteres contrastantes e estudou sua herança (isto é, cruzamento di-híbrido).

De acordo com essa lei, “os dois fatores (genes) de cada personagem contrastante (traço) se agrupam ou se separam independentemente dos fatores de outros personagens no momento da formação do gameta e são rearranjados aleatoriamente na prole”.

A seguir estão as principais características desta lei:

1. Esta lei explica a herança simultânea de dois caracteres vegetais.

2. Em F1 quando dois genes controlando dois caracteres diferentes se juntam, cada gene exibe um comportamento dominante independente sem afetar ou modificar o efeito do outro gene.

3. Esses pares de genes segregam durante a formação de gametas de forma independente.

4. Os alelos de um gene podem combinar-se livremente com os alelos de outro gene. Assim, cada alelo de um gene tem uma chance igual de se combinar com cada alelo de outro gene.

5. Cada um dos dois pares de genes, quando considerado separadamente, exibe uma taxa de segregação típica de 3: 1 em F2 geração. Esta é uma taxa de segregação di-híbrida típica.

6. O sortimento aleatório ou livre de alelos de dois genes leva à formação de novas combinações de genes.

O princípio ou lei da classificação independente pode ser estudado por meio do cruzamento di-híbrido.

Análise de cruzamento di-híbrido:

No cruzamento di-híbrido, Mendel cruzou plantas puras (isto é, homozigóticas) de sementes redondas e cotilédones amarelos com uma variedade de ervilhas com sementes enrugadas e cotilédones verdes. Ele já havia estudado esses caracteres e observado que a circularidade era dominante sobre os sem rugas, e a cor amarela dos cotilédones era dominante sobre a cor verde. Conforme mostrado na figura 5.3, um progenitor homozigoto é expresso como RRYY (semente redonda e cotilédones amarelos) e o outro é expresso como rryy (semente enrugada e cotilédones verdes).

O primeiro, como esperado, produzirá gametas com genes YR, e o último produzirá gametas com genes ry. Os dois tipos de gametas se fundem para produzir F1 indivíduo com constituição genética RrYy. Fenotipicamente, esses indivíduos possuem sementes redondas com cotilédones amarelos porque a circularidade é dominante sobre os sem rugas, e a cor amarela é dominante sobre o verde. F1 os indivíduos são, portanto, heterozigotos redondos e heterozigotos amarelos.

Quando Mendel autofecundou o F1 indivíduos, em F2 geração ele observou plantas de quatro tipos nas seguintes frequências fenotípicas:

Assim, as quatro categorias de plantas apareceram em razão fenotípica aproximada de 9: 3: 3: 1. (Chamada de razão fenotípica Di-híbrida de Mendel & # 8217s) (Fig. 5.3). The most noteworthy feature of this di-hybrid cross that struck Mendel was the appearance of two new categories of plants besides the parental-ones i.e., Round Green, and wrinkled yellow. These two new categories were in fact the re-combinations of the parental characters. This led Mendel to postulate the law of independent assortment.

It can also be proved by studying the individual character of seed colour and seed shape separately:

Seed colour:

Yellow (9 + 3 = 12): Green (3 + 1 = 4) or 3: 1

Round (9 + 3 = 12): Wrinkled (3 + 1 = 4) or 3: 1

The result of each character is similar to the monohybrid ratio.

Shortcomings of the Law of Independent Assortment:

The principle or law of independent assortment is applicable to only those factors or genes which occur on different chromosomes. Actually, a chromosome bears hundreds of genes. All the genes or factors present on a chromosome are inherited together except when ‘crossing over’ takes place.

The phenomenon of inheritance of a number of genes or factors together due to their occurrence on the same chromosome is called linkage. Mended himself found that white-flowered pea plants always produced white seeds, while red-flowered plants always yielded grey seeds.


Procedure of Monohybrid Cross

Ø Mendel selected two pea plants- one a true-breeding (homozygous) tall and the other a true-breeding dwarf.

Ø He generated these true-breeding parent plants by repeated selfing for several generations.

Ø In his experiment, Mendel crossed a homozygous Tall (TT) plant with a homozygous dwarf (tt) plant.

Ø The progenies of the first cross were called as the F1 generation (First filial generation).

Ø All the progenies of the F1 were tall (no dwarf individual).

Gregor Johann Mendel (Father of Genetics)

Ø Then he selfed the F1 plants to produce the next generation called F2.

Ø In the F2 generation, both tall and dwarf progenies were produced.

Ø Even though in the F2 generation, both tall and dwarf progenies were there, their number was NOT equal.

Ø Mendel observed that the progenies of F2 were in a ratio of 3 : 1 (3 tall : 1 dwarf).

Ø The F2 dwarf plant on selfing produced all dwarf progenies (F3 generation).

Ø The F2 tall plant on selfing, only 1/3 breed true (produce only tall plants).

Ø The 2/3 of the tall F2 on selfing produce tall and dwarf plants in 3 : 1 ratio (F3 generation).

Ø The details of the monohybrid cross are summarized in the following figure:

Ø Based on these observations, Mendel derived the following assumptions:

o The F2 generation actually consists of three types of plants. (Instead of the apparent two types). They were:

1. Tall homozygous (pure) : TT – 25%

2. Tall heterozygous (hybrid) : Tt – 50%

3. Dwarf homozygous (pure) : tt – 25%

Phenotypic ratio of monohybrid cross: 3 : 1 (3 tall : 1 dwarf)

Genotypic ratio of monohybrid cross: 1 : 2 : 1 (1 homozygous tall : 2 heterozygous tall : 1 homozygous dwarf)

Mendel’s explanations for his monohybrid cross:

Ø The Tall and Dwarf traits in plants are determined by a pair of contrasting factors (ou determinants). These determinants or factors are now known as Genes.

Ø If a plant possesses the determinant for tallness (T) the plant will be tall in its phenotype.

Ø Similarly, if a plant possesses the determinant for dwarfness (t) the plant will be phenotypically dwarfed.

Ø The determinants for each character will occur in a pair and are received from their parents.

Ø If two alternatively expressing traits are brought tougher by sexual reproduction, only one will express in its heterozygous (Tt) condition.

Ø The one which expresses in its heterozygous condition is called Dominant trait (T).

Ø The other whose expression is suppressed or masked is called Recessive trait (t).

Ø In the case of plant height, from monohybrid cross, Mendel concluded that Tall is dominant and Dwarf is recessive.

Ø As we said earlier, the determinants will be in pairs in an individual.

Ø Even though they stay together (such as Tt) they never mix each other (or contaminate each other).

Ø When the individuals produce gamete the determinants will segregate and each enters to a different gamete.

Ø The factor ‘T’ (for tallness) and ‘t’ (for dwarfness) are thus two separate entities.

Ø Furthermore, in a gamete, there will be either ‘T’ ou ‘t’ will be present.

Ø When the F1 hybrid (Tt) is selfed, the two entities separate or segregate out and unite independently produce tall and dwarf parts.

Mendel’s Laws of Inheritance

Ø Mendel postulated three laws based on his results from hybridization experiments in pea plants. They were:

(1). Law of Dominance

(2) Law of Segregation

(3). Law of Independent Assortment

Ø These laws were now known as Mendelian Laws of Inheritance.

Ø Among these three laws, the first two (Law of Dominance and Law of Segregation) were based on his results of cruz monohybrid.

(1). Law of Dominance

This is the first law of Mendelian inheritance.

Definição : When two homozygous individuals with one or more sets of contrasting characters are crossed, the character that appears in the F1 is the DOMINANT character and those do not appear in the F1 is the RECESSIVE character.

Ø In Mendel’s monohybrid cross, tall (represented by ‘T’) is dominant and Dwarf (represented by ‘t’) is recessive characters.

Ø The law of dominance explains the reason for the nonappearance of recessive character in the F1 generation.

Ø In the F1, the genotype of the progeny will be ‘Tt’. Since ‘T’ is dominant over ‘t’, the recessive condition is suppressed and the dominant condition is expressed.

(2) Law of Segregation

Ø This is the second law of Mendelian inheritance.

Ø Law of segregation is also called as Law of Purity of Gametes.

Definição : When a pair of contrasting allele is brought together in a hybrid, the two members of the allelic pair remain together without any mixing and when gametes are formed from the hybrid, the two separate and segregate out from each other and moves to different gametes.

Ø Pure tall plants (TT) will produce gametes only with ‘T’ allele.

Ø Similarly, pure dwarf plants (tt) will produce only gametes with ‘t’ allele.

Ø The hybrid tall (Tt) will produce two types of gametes, 50% will be with ‘T’ and the rest 50% will be with ‘t’ allele.

Ø The gametes are always pure for its tallness or dwarfness. Isso é chamado purity of gametes.

Key questions:

1. Mendel’s Monohybrid cross.
2. Explain the inheritance of plant height in Pea plants.
3. Define law of dominance.
4. Define law of segregation.
5. Why the law of segregation is known as law of purity of gametes.
6. Write an essay on Mendelian laws on inheritance with examples.


Mendel Study on Genetics | Mendelian Inheritance

In this article we will discuss about :- 1. Introduction to Gregor Johann Mendel 2. Mendel’s Experimental Material & Chosen Characters 3. Monohybrid Cross 4. Di-Hybrid Cross 5. Tri-hybrid and Poly-Hybrid Cross 6. Chromosomal Basis.

  1. Introduction to Gregor Johann Mendel
  2. Mendel’s Experimental Material & Chosen Characters
  3. Mendel’s Assumption on Monohybrid Cross
  4. Mendel’s Assumption on Di-Hybrid Cross
  5. Mendel’s Assumption on Tri-Hybrid and Poly-Hybrid Cross
  6. Chromosomal Basis of Mendel’s Laws

1. Introduction to Gregor Johann Mendel:

Gregor Johann Mendel (Fig. 6.1), known as father of Genetics was born in a farmer family near Brunn in Austria in 1822. He graduated in Philosophy in 1840 and became a priest in St. Augustinian Monastery in 1847. Later he went to University of Vienna for studying natural science.

After return, he was engaged in school teaching. He started his experiment with garden pea, and in 1865, presented a paper entitled “Experiments in plant hybridization” before the Natural History Society of Brunn. He died in 1884.

The implication of his work, which forms the basis of genetics, was realized in 1900 when Derives in Holland, Correns in Germany and Tschermak in Austria, working independently, obtained similar findings.

2. Mendel’s Experimental Material & Chosen Characters:

Mendel took garden pea (Pisum sativum) as his experimental material due to certain suitable reasons:

3. Convenience in handling

4. Existence of detectable variations

6. Short life cycle (annual)

7. Large number of offspring’s

9. True-breeding lines available

10. Fertile hybrids are produced.

Mendel selected seven pairs of characters for his experiments (Fig. 6.2):

1. Seed shape – smooth and wrinkled

2. Seed colour – yellow and green

3. Flower colour – violet-red and white

4. Pod shape – inflated and constricted

5. Pod colour – green and yellow

6. Flower position – axial and terminal

7. Stem height – tall and dwarf.

3. Mendel’s Assumption on Monohybrid Cross:

A cross between two parents differing in one trait/character or in which only one trait is con­sidered is called monohybrid cross. Mendel raised separately two varieties of garden peas, tall and dwarf. When the flowers of the tall variety were allowed to be fertilized with their own pollen, the offspring’s were all tall the dwarf variety on self-fertilization produced only dwarfs.

He crossed these two varieties of garden peas. From the cross between the tall and dwarf parental (P) generation plants, the offspring’s in the first generation (F1-First filial generation, Latin word filial meaning progeny) were all tall.

There was no dwarf plant in the F1 geração. When these F1 tall plants were fertilized by their own pollen (selfed), the offspring’s of second generation (F2) were both tall and dwarf. About three-fourths of the plants were tall and one- fourth were dwarfs.

This showed him that the character of dwarfness which disappeared in F1, reappeared in F2. Mendel planted the F2 seeds to raise F3 progênie. About one-third of the tall F2 plants produced only tall progeny, whereas two- third produced both tall and dwarf plants. The dwarf F2 plants produced all dwarfs. Mendel carried out monohybrid experi­ments with other chosen characters and got the similar results.

1. Soil and moisture conditions might have an effect on growth of the plants, but heredity was the main limiting factor under the con­ditions of his experiments.

2. Since the results from reciprocal crosses were identical (♀Tall x ♂ Dwarf = ♀ Dwarf x ♂Tall), both male and female parents make equal contribution to the development of characters in the progeny.

3. Each character (phenotype) of an organism is controlled by a specific factor (presently known as gene) each factor has two alter­native forms called alleles or allelomorphs.

4. Of the two alleles for a trait, one is dominant and the other is recessive. The parental cha­racter which is expressed in F1 is the domi­nant character controlled by dominant allele and the character of the other parent, which is not expressed, is referred to as recessive, controlled by recessive allele.

5. Each somatic cell of the organism has two doses of each factor (genotype), either simi­lar alleles (homozygous, pure) or dissimilar alleles (heterozygous, hybrid). The organism gets these factors from its parents, one from each.

6. Two different alleles for a trait do not mix or modify during their stay together. Each of these factors transmitted to the progeny as a discrete, unchanged unit through gametes. Gametes contain only one dose of each factor.

7. The two alleles of a character separate from each other and transmitted to two different gametes. A random union between the male and female gametes occurs.

Explanation of Monohybrid Cross:

On the basis of above assumptions, Mendel explained the result of monohybrid cross. The tall and dwarf plants of P generation were both pure breeding and genotypically homozygous-TT and tt respectively. The gametes produced by the tall parent carry only T allele and dwarf parent carry only t allele.

Therefore, after fertilization, the zygote must have the genotype Tt and F1 plant will be phenotypically tall because of domi­nance of T allele. As the t allele is recessive, expression of dwarf character will not occur.

When the F, tall (Tt) plants were selfed, separa­tion of the alleles T and t occurred during the for­mation of gametes. Half of the gametes will carry T allele and half t allele in both male and female organs. Two types of male gametes are free to unite with two types of female gametes. Therefore, both tall and dwarf phenotypes will appear-in F2.

As the male gamete and female gamete, both with t allele, unite to produce the genotype tt, the reappearance of dwarf plant will occur in F2 geração. Thus the F2 plants pro­duced will be of three types of genotypes-TT,. Tt and tt in the ratio 1:2:1. Both TT and Tt plants will be tall and tt plants will be dwarf in the ratio 3:1 (Fig. 6.3). On selfing of F2 plants – TT tall plants will breed true, Tt tall plants will segregate in the ratio 3:1 and tt plants will also breed true.

Mendel’s Conclusion: Law of Segregation:

Mendel formulated his first law, the law of segre­gation, from the conclusion drawn out of his monohybrid experiments.

The law of Segregation States:

The alleles for each character existing in pairs in an organism do never blend, they segregate from each other and pass into different gametes in their original form. Thus each gamete contains only one allele for each character. A F1 mono- hybrid will thus produce two different types of gametes in equal frequencies. The law of segrega­tion is thus also called as law of purity of gametes.

4. Mendel’s Assumption on Di-Hybrid Cross:

A cross between two parents differing in two traits or in which only two traits are considered called di-hybrid cross. Mendel raised separately two pure varieties of garden peas, one with yellow cotyledon, round seed and another with green cotyledon, wrinkled seed. From the cross between these two parental (P) generation plants, the offspring’s in the F1 generation were all with yellow cotyledon and round seed.

When these F1 plants were self-fertilized, the offspring’s of F2 generation were of four types in the ratio 9:3:3:1 –

(a) Yellow coty­ledon, round seed

(b) Yellow cotyledon, wrinkled seed

(c) Green cotyledon, round seed and

(d) Green cotyledon, wrinkled seed.

The offspring’s showed that two pairs of contrasting characters combined in every possible way.

Mendel carried out di-hybrid experiments with all the chosen characters in different com­binations and got the similar results.

Explanation of Di-hybrid Cross: Mendel explained the di-hybrid cross as follows:

1. As the parental plants were pure, so their genotypes will be homozygous – YYRR and yyrr producing YR and yr gametes respec­tively.

2. The F1 di-hybrid will be heterozygous for both the traits (YyRr).

3. As all the F1 plants were with yellow coty­ledon and round seed, so allele Y for yellow cotyledon is dominant over allele y for green cotyledon and allele R for round seed is dominant over allele r for wrinkled seed.

4. The appearance of all the four possible phe­notypic combinations in F1 in the ratio 9:3: 3 :1 is possible if the two pairs of characters are believed to behave independent of each other. Each pair of contrasting characters bear no permanent association with particu­lar other character.

5. If the F1 plant (YyRr) produces only parental gametes (YR, yr), then in F2 only two types of phenotypes (parental) are expected. But the appearance of four types of phenotypes in F2 (two parental and two new types) confirms the production of four types of gametes (YR, Yr, yR, yr) in equal frequency.

The appea­rance of two new types of phenotypic com­binations – yellow cotyledon, wrinkled seed and green cotyledon, round seed in addition to parental phenotypic combinations requires the production of Yr and yR gametes in addition to YR, yr gametes by F2 plantas.

6. Thus the allele Y may be associated with the allele R as well as r in equal frequency, giv­ing rise to YR and Yr gametes respectively. Similarly, the allele y may be associated with the allele R as well as r in equal fre­quency giving rise to yR and yr gametes respectively. Thus four types of gametes viz.’, YR, Yr, yR and yr will be produced in the ratio 1 : 1 : 1 : 1.

7. These four types of gametes (both male and female) will unite in sixteen possible combi­nations to produce nine types of genotypes in the ratio 1 : 2 : 1 : 2 : 4 : 2 : 1 : 2 : 1 and four types of phenotypes in the ratio 9:3: 3 : 1 (Fig. 6.4).

8. The similar ratios will result even if the characters are present in different parental combinations: yellow cotyledon, wrinkled seed X green cotyledon, round seed. This further proves that the inheritance of indi­vidual character is independent of the other characteristics.

Mendel was fortunate in selecting his experi­mental material. It is self-fertilizing species but fertile hybrids can be produced and all the seven characters chosen by him showed independent assortment without any linkage.

Law of Independent Assortment:

Mendel formulated his second law from the conclusions drawn out of his di-hybrid experiments.

The law of Independent Assortment states:

When the two parents differ from each other in two or more pairs of contrasting char­acters or factors, then the assortment of alleles of one character is independent of assortment of alleles of other characters. Each member of an allelic pair may combine randomly with either of another pair during the formation of gametes.

5. Mendel’s Assumption on Tri-hybrid and Poly-Hybrid Cross:

In tri-hybrid cross, three pairs of characters are involved, such as round and wrinkled seed yellow and green cotyledon gray-brown and white seed coat. O F1 hybrid presents with three dominant and three recessive genes and thus will be heterozygous.

The gametes will be eight different types both on female and male sides and the progeny would show 64 (8 x 8) combinations, in the phenotypic ratio of 27: 9: 9: 3: 9: 3: 3: 1 (Fig. 6.5).

A cross between two organisms differing in more than three pairs of contrasting characters is called poly-hybrid cross. In case of genes increasing beyond three, the numbers of possible phenotypes and genotypes show expo­nential increase. In such cases, the rules of probability are to be applied.

Probability implies the likelihood of the occurrence of event. The probability of simultaneous occur­rence of two or more independent events is summation of the probability of their occur­rence as independent events. The types of gametes of F1 and kinds of genotypes, pheno­types in F2 and their ratios may be predicted in poly-hybrid cross according to the Table 6.1.

Back Cross & Test Cross:

Crossing of F1 organism with either of the parents is called back cross (Fig. 6.6). When an organism is crossed with other organism having recessive phenotypic trait (recessive homozygous genotype) is called test cross. This is called test cross because it helps to test the genotype of an organism. In monohybrid cross, tall pea plant of F2 may be homozygous (TT) or heterozygous (Tt). Test cross results confirm it (Fig. 6.7).

In monohybrid test cross, the ratio is 1:1. In di-hybrid test cross, the expected ratio is (1 : 1) (1 : 1) = 1 : 1 : 1 : 1 (Fig. 6.8).

Terms Related to Mendelian Genetics:

Alleles: Each trait of an organism is con­trolled by a specific factor (presently known as gene) each factor has two alternative forms called alleles. T and t are the alleles for height of pea plant.

Allelic constitution for a particular trait or character is called geno­type expressed character (outward physical manifestation) is called phenotype e.g., TT is the genotype for the phenotype tall of pea plant.

Dominant Allele & Recessive Allele:

Of the two alleles of a trait in a hybrid, which expresses its phenotype is called dominant allele and whose phenotypic expression is suppressed called recessive allele. In tall hybrid (Tt) pea plant T allele is dominant and t allele, is recessive.

Homozygous & Heterozygous:

When the two alleles for a trait are of one type is called homozygous genotype when the two alleles are of different kinds is called heterozygous geno­type e.g., TT or tt are homozygous genotypes and Tt is a heterozygous genotype for height of pea plant.

When an organism breeds true (on selfing the phenotype remains unchanged) is called pure but when the orga­nism on selfing produces new phenotype in addition to parental phenotype is called hybrid e.g., in pea plant tall with homozygous TT geno­type is pure while tall with heterozygous Tt geno­type is hybrid.

Monohybrid & Di-hybrid Cross:

A cross between two parents differing in one trait/ character or in which only one trait is consi­dered, is called monohybrid cross, e.g., Tall (TT) pea plant when crossed with dwarf (tt) plant. A cross between two parents differing in two traits/ characters or in which only two traits are considered is called di-hybrid cross e.g., yellow round (YYRR) pea plant when crossed with green wrinkled (yyrr) plant.

Fertilization within a plant or the cross between the same genotypes is called selfing, e.g. Tall (Tt) x Tall (Tt). When the fertilization occurs between the plants differing in one or more trait(s) or the cross between the different genotypes is called crossing, e.g.. Tall (TT) X Dwarf (tt).

It is the probability diagram illustrating the possible offspring of a mating.

Definition of alleles and determina­tion of dominance.

Determination of alleles present in all different types of gametes.

Construction of the square.

Recombination of alleles into each small square.

Determination of genotype and phenotype ratios in the next gene­ration.

Labelling of generations P, F1, F2, etc.

Parental Generations (P1 e P2)

Second Filial Generation F2 = F1 x F1

6. Chromosomal Basis of Mendel’s Laws:

Sutton and Boveri (1902-1904) formulated Chromosome Theory of Mendelian inheritance in which they showed clearly that, the chromo­somes exhibit a behaviour during meiosis and fertilization which is exactly parallel to the behaviour of Mendelian factors in segregation and recombination (Table 6.2 and Fig. 6.9).

In view of the existence of a complete parallelism between the behaviour of Mendelian factors and the behaviour of chromosomes in cell division, it is confirmed that Mendelian factors are located on chromosomes and chromo­somes are the bearer of hereditary factors (Figs. 6.10, 6.11).


Monohybrid Cross: F2 generation

Should the F1 generation be allowed to self-pollinate, the potential allele combinations will be different in the next generation (F2 generation). O F2 generation would have genotypes of (GG, Gg, and gg) and a genotypic ratio of 1:2:1. One-fourth of the F2 generation would be homozygous dominant (GG), one-half would be heterozygous (Gg), and one-fourth would be homozygous recessive (gg). The phenotypic ratio would be 3:1, with three-fourths having green pod color (GG and Gg) and one-fourth having yellow pod color (gg).

F2 Generation


Mendel’s laws, monohybrid and dihybrid crosses

Mendel’s Laws, Monohybrid and dihybrid crosses. Mrs. Stewart Honors Biology. Bell work. Describe the relationship between genotype and phenotype. Standards. CLE 3210.4.1Investigate how genetic information is encoded in nucleic acids. - PowerPoint PPT Presentation

Mendels Laws, Monohybrid and dihybrid crossesMrs. StewartHonors BiologyBell workDescribe the relationship between genotype and phenotypeStandardsCLE 3210.4.1Investigate how genetic information is encoded in nucleic acids.

CLE 3210.4.3 Predict the outcome of monohybrid and dihybrid crosses.

objectivesAnalyze the law of segregationCreate a punnett square using the genotypes of parentsPredict the outcome and probability of monohybrid crosses

Review: What is Heredity?Why do children look like their parents?Why do brothers and sisters resemble each other?

We inherit traits from our parents

Heredity = the passing of genetic traits from parents to offspring

6Traits and genesGenes carry the instructions that define our traitsGenes = segments of the DNA sequence that code for a particular traitTraits = genetically determined variations of characteristics (qualities)Example: natural hair color, eye color, skin tone, etc.

The environment we live in can also help define our traitsExample: a persons genes may code for a certain hair color, but exposure to dyes, chemicals, sunlight, etc can change that colorCharacteristic = can be altered by the environmentNumber of limbs (an accident causes loss of leg), plastic surgery to change original nose shape, etc. 7DogsTell your CAT how to differentiate between a characteristic and a trait

Number of limbs (an accident causes loss of leg), plastic surgery to change original nose shape, etc. 8How do we inherit traits from our parents?Remember Meiosis?

Chromosomes carry the genes (alleles). Chromosomes duplicate and homologous pairs line up and make tetrads. One may carry a dominant allele and the other may carry a recessive allele. In meiosis I, the homologous pairs (tetrads) separate. In Meiosis II, the sister chromatids (duplicates) separate. Giving each of the 4 gametes an allele. Whichever gamete fertilizes is the allele baby will receive. 9How do we inherit traits from our parents?

Human body cells (somatic cells) have 2 complete sets of 23 chromosomes 2 x 23 = 46 chromosomesOne set of 23 comes from sperm (Dad)One set of 23 comes from egg (Mom)Each parent contributes one complete set to the child, giving the child a mix of genesFertilizationFertilization one sperm fuses with an egg to form a zygoteThe zygote now has 2 sets of 23 chromosomes (46 total)This cell will begin dividing and will ultimately become a child.

ZygotecatsTell your DOG how we inherit traits from our parents

12Parents contribute one of each chromosome pair to the childOn a karyotype, there are 2 chromosomes at each site.These represents the 2 chromosomes received from the parents. One from mom, one from dad.During meiosis, these will separate into different gametes (sex cells).

Mendel proposed two lawsThese laws explain how the homologous chromosome pairs for each parent will separate into the gametes during meiosis.

Law of Independent AssortmentLaw of segregationHomologous chromosomes separate during the formation of gametes

DogsExplain the law of segregation to your CAT

Law of Independent AssortmentAllele pairs separate independently during gamete formation -which means that the transmission of traits to offspring are independent to one another.

CatsExplain the law of independent assortment to your DOG

SiblingsSince parents contribute chromosomes randomly, every child inherits a unique combination of traits.Some may resemble mom some may resemble dad others will be completely uniqueThey may be resemble each other or be totally different.

Think pair shareCats and DogsHow can we predict the inheritance of traits?

Punnett SquaresPunnett Squares?Punnett Squares use genotypes to predict inheritancePunnett Squares show the law of segregation in action

MomDadWhat do the letters on the outside of the punnett square represent?

What do each of the squares inside the punnett square represent?

Does it matter which side you put the parents genotype on?

No, the results are the same.Monohybrid CrossMonohybrid = a cross between two organisms that predicts the inheritance pattern/probability of only one characteristic at a timePractice Togetherfur color B = brown fur b = white furWhich trait is dominant?Cross a homozygous dominant with a heterozygous dominantWhat are the genotypes of the parents?What percentage of the offspring will have white fur?

BB and BbBbBBBBBBBbBb0Check for understandingA one-eyed purple people eater is crossed with a two-eyed purple people eater. All of their offspring have two eyes. Which trait is dominant?Use the letter E or e to represent the alleles (variations) for this gene. What is the genotype of the offspring if you cross a purebred one-eyed purple people eater with a homozygous two-eyed purple people eater?What generation are the offspring of this cross part of?If you crossed the offspring with each other, how many of the resulting offspring would have two eyes?Two-eyedEeF 13 out of 4 or 75 %

RatiosRatio how much of one thing there is in comparison to another

Genotypic ratio = ratio of possible genotypes in offspring of a cross

Phenotypic ratio = ration of possible phenotypes in offspring of a cross

Known ShortcutsHomozygous dominant crossed with a homozygous recessive100% of offspring will be heterozygous4:0 ratio of heterozygous to other genotypes100% of offspring will show dominant trait4:0 ratio of dominant to recessiveExample: Cross a BB x bb B = black fur b = white fur

BHeterozygous x heterozygousComplete this cross - Bb x Bb

Genotypic ratio:BB : Bb: bb = 1:2:1 Always!

Phenotypic ratio:Dominant trait shown: Recessive Trait shown = 3:1 Always!

b BbBbBbBBbbTest CrossGuinea Pig Fur ColorB = Black fur b = White fur

What are the possible genotypes for a Guinea Pig with black fur?

How can we determine which genotype is correct?

Test Cross = cross an individual that expresses the dominant trait with a homozygous recessive individual to determine the genotypeTest CrossIf a black guinea pig is crossed with a homozgous recessive white guinea pig and even one of the offspring is white, what is the only possible genotype for the black guinea pig?

bThree types of dominant relationships for allelesComplete dominance

CodominanceComplete DominanceStandard dominant vs recessive relationship

Incomplete dominanceOne is not completely dominant over the otherInstead, heterozygotes will have a blending of the dominant and recessive traits

CodominanceBoth alleles for a gene are expressed in the heterozygotes simultaneouslyNeither allele is dominant or recessive, nor do they blend together

Dihybrid CrossesA cross in which TWO characteristics are tracked

Use f.o.i.l. method to determine gametes

F pair the first two alleles of each characteristicO pair the outer two allelesI pair the inner two allelesL Pair the last two alleles for each characteristic

You do the next one on your worksheet

Heterozygous x heterozygousWhat are the gamete combinations for each guinea pig?Offspring Shortcut:9:3:3:1 phenotypic ratio Always!

9 Two dominant traits3 One dominant one recessive trait3 The other dominant and recessive combo1 both recessive traits


4.2.1: Monohybrid Crosses and Segregation - Biology


Mendel's explanation of the monohybrid cross:
The Laws of Dominance & Segregation

Mendel hypothesized that seed colour and other phenotypic traits are controlled by alternative forms of an inherited " element " (which we now call a gene ) in the parental plants. Mendel started with two true-breeding lines of plants in the P (Parental) generation, with either amarelo ou verde seed coats. Each plant receives one factor (now called an allele ) from each parent. The yellow plants have two copies of the " yellow " factor ( Y ) and the green plants two copies of the " green " factor ( y ). Their offspring (the first filial or F1 generation of plants) receive one Y or one y factor from either parent, and are thus uniformly Yy . Since these Yy plants are yellow like the YY parent, the Y factor can be said to dominate the y facto r in determining the appearance of the seeds. That is, the heterozigoto Yy combination resembles the homozygous YY combination, rather than the homozygous yy combination . Classically, Y "masks" y.

In gamete formation, the factors segregate (separate), so that each gamete carries only one or the other. One-half (1/2) of the female gametes are Y , 1/2 are y , and the same is true for the male gametes.

The probability of two independent events occurring together is the product of their independent occurrence (the " and " rule). Then, when two F1 Yy plants are crossed, the probability that any second-generation F2 plant will receive a Y from the female and a Y from the male is (1/2) x (1/2) = 1/4, and the probability of a y from both parents is also (1/2) x (1/2) = 1/4.

The probability of two alternative events occurring together is the sum of their separate occurrence (the " or " rule). Then, there are two ways of obtaining a Yy plant: either Y from the female parent and y from the male parent , or y from the female and Y from the male: (1/2) x (1/2) + (1/2) x (1/2) = 1/2

Finally, the probability of a plant being either YY or Yy is 1/4 + 1/2 = 3/4, and the probability of yy remains 1/4. The expected ratio of yellow (" Y- ") to green (" yy ") plants is 3/4 : 1/4 or 3:1 , as observed.

Mendel showed that these results and ratios were obtained for seven separate traits in peas, including seed colour and shape, pod shape, and plant form.


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