MONOHYBRIDISME: WAARUIT HET BESTAAT EN OEFENINGEN OPGELOST - BIOLOGIE - 2026

Het monohibridismo verwijst naar de kruising tussen twee individuen die slechts in één kenmerk verschillen. Evenzo spreken we bij het maken van kruisingen tussen individuen van dezelfde soort en bij het bestuderen van de overerving van een enkele eigenschap van monohybridisme.

Monohybride kruisingen proberen de genetische basis te onderzoeken van eigenschappen die worden bepaald door een enkel gen. De overervingspatronen van dit type kruising werden beschreven door Gregor Mendel (1822–1884), een iconisch personage op het gebied van biologie en bekend als de vader van de genetica.

Gebaseerd op zijn werk met erwtenplanten (Pisum sativum), verkondigde Gregor Mendel zijn bekende wetten. De eerste wet van Mendel verklaart monohybride kruisen.

Waar bestaat het uit?

Zoals hierboven vermeld, worden monohybride kruisen uitgelegd in de eerste wet van Mendel, die hieronder wordt beschreven:

Mendel's eerste wet

In seksuele organismen zijn er paren allelen of paren homologe chromosomen, die worden gescheiden tijdens de vorming van gameten. Elke gameet ontvangt slechts één lid van dat paar. Deze wet staat bekend als de "wet van segregatie".

Met andere woorden, meiose zorgt ervoor dat elke gameet strikt een paar allelen bevat (varianten of verschillende vormen van een gen), en het is even waarschijnlijk dat een gameet een van de vormen van het gen bevat.

Mendel slaagde erin deze wet uit te drukken door kruisingen van erwtenplanten te maken. Mendel volgde de overerving van verschillende paren van contrasterende kenmerken (paarse bloemen versus witte bloemen, groene zaden versus gele zaden, lange stelen versus korte stengels) gedurende verschillende generaties.

Bij deze kruisen telde Mendel de nakomelingen van elke generatie, waardoor hij verhoudingen van individuen kreeg. Het werk van Mendel leverde robuuste resultaten op, aangezien hij met een aanzienlijk aantal individuen werkte, ongeveer een paar duizend.

In de monohybride kruisen van ronde, gladde zaden met gerimpelde zaden, verkreeg Mendel bijvoorbeeld 5474 ronde gladde zaden en 1850 gerimpelde zaden.

Evenzo leveren kruisingen van gele zaden met groene zaden een aantal van 6022 gele zaden en 2001 groene zaden op, waardoor een duidelijk 3: 1 patroon ontstaat.

Een van de belangrijkste conclusies van dit experiment was om het bestaan ​​van discrete deeltjes te postuleren die van ouders op kinderen worden overgedragen. Momenteel worden deze overervingsdeeltjes genen genoemd.

Punnett-plein

Deze kaart werd voor het eerst gebruikt door geneticus Reginald Punnett. Het is een grafische weergave van de gameten van de individuen en alle mogelijke genotypen die het resultaat kunnen zijn van het kruis van interesse. Het is een eenvoudige en snelle methode om kruisen op te lossen.

Opgeloste oefeningen

Eerste oefening

Bij de fruitvlieg (Drosophila melanogaster) is de grijze lichaamskleur dominant (D) over de zwarte kleur (d). Als een geneticus een homozygote dominante (DD) en een homozygote recessieve (dd) persoon kruist, hoe zal de eerste generatie individuen er dan uitzien?

Antwoord

Het dominante homozygote individu produceert alleen D-gameten, terwijl de recessieve homozygote ook slechts één type gameten produceert, maar in hun geval zijn ze d.

Wanneer bevruchting plaatsvindt, zullen alle gevormde zygoten het Dd-genotype hebben. Wat betreft het fenotype, alle individuen zullen een grijze body hebben, aangezien D het dominante gen is en de aanwezigheid van d in de zygote maskeert.

Als conclusie kunnen we stellen dat 100% van de individuen in F ₁ grijs zal zijn.

Tweede oefening

Welke verhoudingen zijn het resultaat van het kruisen van de eerste generatie vliegen vanaf de eerste oefening?

Antwoord

Zoals we kunnen afleiden, hebben de vliegen van F ₁ het Dd-genotype. Alle resulterende individuen zijn heterozygoot voor dit element.

Elk individu kan D- en D-gameten genereren. In dit geval kan de oefening worden opgelost met behulp van het Punnett-vierkant:

Bij de tweede generatie vliegen komen de kenmerken van de ouders terug (vliegen met zwarte lichamen) die in de eerste generatie "verloren" leken te zijn.

We hebben 25% van de vliegen verkregen met het dominante homozygote genotype (DD), waarvan het fenotype een grijs lichaam is; 50% van heterozygote individuen (Dd), waarbij het fenotype ook grijs is; en nog eens 25% van homozygote recessieve (dd) individuen, met zwarte lichamen.

Als we het willen zien in termen van verhoudingen, resulteert het kruisen van heterozygoten in 3 grijze individuen versus 1 zwarte individuen (3: 1).

Derde oefening

In een bepaalde variëteit aan tropisch zilver kan onderscheid worden gemaakt tussen gespikkelde bladeren en gladde bladeren (zonder de spikkels, eenkleurig).

Stel dat een botanicus deze variëteiten kruist. De planten die voortkwamen uit de eerste kruising mochten zichzelf bevruchten. Het resultaat van de tweede generatie waren 240 planten met gevlekte bladeren en 80 planten met gladde bladeren. Wat was het fenotype van de eerste generatie?

Antwoord

Het belangrijkste punt voor het oplossen van deze oefening is om de getallen te nemen en ze in verhoudingen te brengen, door de getallen als volgt te verdelen: 80/80 = 1 en 240/80 = 3.

Blijkt het 3: 1-patroon, het is gemakkelijk te concluderen dat de individuen die aanleiding gaven tot de tweede generatie heterozygoot waren en fenotypisch gevlekte bladeren hadden.

Vierde oefening

Een groep biologen bestudeert de vachtkleur van konijnen van de soort Oryctolagus cuniculus. Vachtkleur lijkt te worden bepaald door een locus met twee allelen, A en a. Allel A is dominant en recessief.

Welk genotype zullen de individuen hebben die het resultaat zijn van de kruising van een homozygoot recessief (aa) en een heterozygoot (Aa) individu?

Antwoord

De methode die moet worden gevolgd om dit probleem op te lossen, is om het Punnett-vierkant te implementeren. Homozygote recessieve individuen produceren alleen gameten, terwijl heterozygote individuen A- en a-gameten produceren. Grafisch is het als volgt:

Daarom kunnen we concluderen dat 50% van de individuen heterozygoot (Aa) zal zijn en de andere 50% homozygoot recessief (aa).

Uitzonderingen op de eerste wet

Er zijn bepaalde genetische systemen waarin heterozygote individuen geen gelijke hoeveelheden van twee verschillende allelen in hun gameten produceren, zoals voorspeld door de eerder beschreven Mendeliaanse proporties.

Dit fenomeen staat bekend als vervorming bij segregatie (of meiotische aandrijving). Een voorbeeld hiervan zijn egoïstische genen, die ingrijpen in de functie van andere genen die proberen hun frequentie te verhogen. Merk op dat het egoïstische element de biologische werkzaamheid kan verminderen van de persoon die het draagt.

In het heterozygote, interageert het egoïstische element met het normale element. De egoïstische variant kan het normale vernietigen of het functioneren ervan belemmeren. Een van de onmiddellijke gevolgen is de schending van de eerste wet van Mendel.

Referenties

1. Barrows, EM (2000). Desk Reference voor diergedrag: een woordenboek over diergedrag, ecologie en evolutie. CRC pers.
2. Elston, RC, Olson, JM en Palmer, L. (2002). Biostatistische genetica en genetische epidemiologie. John Wiley & Sons.
3. Hedrick, P. (2005). Genetica van populaties. Derde editie. Jones en Bartlett Publishers.
4. Montenegro, R. (2001). Menselijke evolutiebiologie. Nationale Universiteit van Cordoba.
5. Subirana, JC (1983). Didactiek van genetica. Editions Universitat Barcelona.
6. Thomas, A. (2015). Introductie van genetica. Tweede druk. Garland Science, Taylor & Francis Group.