अध्याय 5 वंशागति आणि विविधतेची तत्त्वे

उत्तर

मेंडेलने पालकांपासून संततीपर्यंत वैशिष्ट्यांची वंशागति यावर अभ्यास करण्यासाठी वाटाण्याच्या वनस्पतीची निवड केली. त्यांनी वाटाण्याच्या वनस्पतीची निवड खालील वैशिष्ट्यांमुळे केली.

(अ) वाटाण्यांमध्ये उंच/बटू वनस्पती, गोल/सुरकुत्या बिया, हिरवे/पिवळे शेंगा, जांभळे/पांढरे फुलांसारखी अनेक दृश्यमान विरोधी वैशिष्ट्ये असतात.

(ब) वाटाण्यांमध्ये उभयलिंगी फुले असतात आणि म्हणून ते सहज स्व-परागण होऊ शकतात. अशाप्रकारे, वाटाण्याच्या वनस्पती पिढ्यान्पिढ्या समान गुणधर्म असलेली संतती निर्माण करतात.

(क) वाटाण्याच्या वनस्पतींमध्ये, स्त्रीकेसरावर परिणाम न करता फुलातील पुंकेसर काढून टाकून सहजपणे संकरीत परागण साध्य करता येते.

(ड) वाटाण्याच्या वनस्पतींचे आयुष्य कमी असते आणि त्या एकाच पिढीत अनेक बिया निर्माण करतात.

उत्तर

(अ) प्रबळता आणि अप्रबळता

(ब) समयुग्मज आणि विषमयुग्मज

(क) एकसंकर आणि द्विसंकर

उत्तर

स्थान ही गुणसूत्रावरील एक निश्चित स्थिती असते, जी एका किंवा अधिक जनुकांनी व्यापलेली असते. विषमयुग्मज जीवांमध्ये एखाद्या युग्मविकल्पीय जोडीसाठी भिन्न युग्मविकल्प असतात. म्हणून, एक द्विगुणित जीव, जो चार स्थानांवर विषमयुग्मज आहे, त्याच्याकडे चार वेगवेगळ्या स्थानांवर चार वेगवेगळी विरोधी वैशिष्ट्ये असतील.

उदाहरणार्थ, जर एखादा जीव चार वैशिष्ट्यांसह चार स्थानांवर विषमयुग्मज असेल, म्हणजे $\mathrm{Aa}, \mathrm{Bb}, \mathrm{Cc}$, Dd, तर अर्धसूत्री विभाजनादरम्यान, ते 8 वेगवेगळे युग्मक तयार करण्यासाठी वेगळे होतील.

जर जनुके संलग्न नसतील, तर द्विगुणित जीव 16 वेगवेगळी युग्मके निर्माण करेल. तथापि, जर जनुके संलग्न असतील, तर युग्मकांची संख्या कमी होईल कारण जनुके एकत्र संलग्न असू शकतात आणि अर्धसूत्री विभाजनाच्या प्रक्रियेदरम्यान संलग्न जनुके एकत्र वारशाने मिळतील.

उत्तर

मेंडेलचा प्रबळतेचा नियम सांगतो की, एकसंकरी संकरात प्रबळ युग्मविकल्प स्वतःची अभिव्यक्ती करतो आणि अप्रबळ युग्मविकल्पाच्या अभिव्यक्तीला दडपून टाकतो. तथापि, वैशिष्ट्यासाठीचा हा अप्रबळ युग्मविकल्प $F_{1}$ पिढीच्या संततीत हरवलेला नसतो आणि लपून किंवा मुखवटा घालून राहतो आणि पुढील पिढीत पुन्हा दिसून येतो.

उदाहरणार्थ, जेव्हा गोल बिया (RR) असलेल्या वाटाण्याच्या वनस्पतींचा सुरकुत्या बिया (rr) असलेल्या वनस्पतींशी संकर केला जातो, तेव्हा $F_{1}$ पिढीतील सर्व बिया गोल $(\mathrm{Rr})$ आढळल्या. जेव्हा या गोल बियांचे स्व-फलन केले गेले, तेव्हा $F_{2}$ पिढीत गोल आणि सुरकुत्या दोन्ही बिया 3:1 गुणोत्तरात दिसून आल्या. म्हणून, $F_{1}$ पिढीत, प्रबळ वैशिष्ट्य (गोल बिया) दिसून आले आणि अप्रबळ वैशिष्ट्य (सुरकुत्या बिया) दडपले गेले, जे $F_{2}$ पिढीत पुन्हा दिसून आले.

गोल आणि सुरकुत्या वाटाण्याच्या बियांमधील एकसंकरी संकर

उत्तर

चाचणी संकर म्हणजे अज्ञात जनुकरचना असलेल्या जीवाचा आणि अप्रबळ पालकाचा संकर. एखाद्या गुणधर्मासाठी जीव समयुग्मज आहे की विषमयुग्मज आहे हे ठरवण्यासाठी याचा वापर केला जातो.

जर चाचणी संकरातून निर्माण झालेल्या संततीत 50% प्रबळ गुणधर्म आणि $50 %$ अप्रबळ गुणधर्म दिसत असतील, तर अज्ञात व्यक्ती त्या गुणधर्मासाठी विषमयुग्मज आहे. दुसरीकडे, जर निर्माण झालेल्या संततीत प्रबळ गुणधर्म दिसत असेल, तर अज्ञात व्यक्ती त्या गुणधर्मासाठी समयुग्मज आहे.

समयुग्मज (अज्ञात) व्यक्ती आणि समयुग्मज अप्रबळ व्यक्ती यांच्यातील संकर

समयुग्मज (अज्ञात) व्यक्ती आणि समयुग्मज अप्रबळ व्यक्ती यांच्यातील संकर

उत्तर

गिनी पिगमध्ये, काळा कोट रंग असलेला विषमयुग्मज नर $(\mathrm{Bb})$ चा पांढरा कोट रंग (bb) असलेल्या मादीशी संकर केला जातो. नर दोन प्रकारची युग्मके, $B$ आणि $b$ निर्माण करेल, तर मादी फक्त एक प्रकारचे युग्मक, $r$ निर्माण करेल. $F_{1}$ पिढीच्या संततीतील जनुकरचनात्मक आणि रूपगत गुणोत्तर समान म्हणजे 1:1 असेल.

उत्तर

उंच वनस्पतीचा पिवळ्या बिया सह आणि उंच वनस्पतीचा हिरव्या बिया सह केलेल्या संकरातून खालीलप्रमाणे निर्माण होईल

(अ) तीन उंच आणि हिरव्या वनस्पती

(ब) एक बटू आणि हिरवी वनस्पती

उत्तर

दोन किंवा अधिक जनुकांचे एकाच गुणसूत्रात सहअस्तित्व म्हणजे संलग्नता. जर जनुके एकाच गुणसूत्रावर स्थित असतील आणि एकमेकांच्या जवळ असतील, तर ते एकत्र वारशाने मिळतात आणि त्यांना संलग्न जनुके म्हटले जाते.

उदाहरणार्थ, ड्रोसोफिलामध्ये पिवळ्या शरीराचा आणि पांढऱ्या डोळ्यांचा संकर जंगली प्रकारच्या पालकाशी केल्यास जंगली प्रकार आणि पिवळे पांढरे संतती निर्माण होतील. याचे कारण असे की पिवळ्या शरीराची आणि पांढऱ्या डोळ्यांची जनुके संलग्न असतात. म्हणून, ती संततीत एकत्र वारशाने मिळतात.

उत्तर

मॉर्गनचे कार्य फळ माशी (ड्रोसोफिला मेलानोगॅस्टर) वर आधारित आहे. त्यांनी संलग्नतेचा गुणसूत्रीय सिद्धांत मांडला. त्यांनी संलग्नतेची व्याख्या दोन किंवा अधिक जनुकांचे एकाच गुणसूत्रात सहअस्तित्व अशी केली आणि ड्रोसोफिलामध्ये द्विसंकरी संकर करून दाखवले की संलग्न जनुके एकत्र वारशाने मिळतात आणि ती X-गुणसूत्रावर स्थित असतात. त्यांच्या प्रयोगांनी हे देखील सिद्ध केले आहे की घट्ट संलग्न जनुके अतिशय कमी पुनर्संयोजन दाखवतात तर सैल संलग्न जनुके जास्त पुनर्संयोजन दाखवतात.

उत्तर

वंशावळ विश्लेषण म्हणजे कुटुंबातील अनेक पिढ्यांमध्ये एखाद्या गुणधर्माच्या आढळण्याचा नोंदवही. हे या वस्तुस्थितीवर आधारित आहे की कुटुंबात काही वैशिष्ट्यपूर्ण लक्षणे आनुवंशिक असतात, उदाहरणार्थ, डोळ्यांचा रंग, त्वचेचा रंग, केसांचा आकार आणि रंग आणि इतर चेहऱ्याची वैशिष्ट्ये. या वैशिष्ट्यांसोबतच, इतर आनुवंशिक विकार जसे की मेंडेलियन विकार कुटुंबात पिढ्यान्पिढ्या वारशाने मिळतात. म्हणून, विशिष्ट वैशिष्ट्ये किंवा विकारांच्या अभ्यासासाठी वंशावळ विश्लेषण वापरून, पिढ्यान्पिढ्या, वंशागतीचा नमुना शोधणे शक्य आहे. या विश्लेषणात, एखाद्या गुणधर्माची वंशागत वृक्ष म्हणून प्रस्तुत केली जाते, ज्याला कौटुंबिक वृक्ष म्हणतात. आनुवंशिक सल्लागार कुटुंबातील विविध वैशिष्ट्ये आणि रोगांच्या विश्लेषणासाठी वंशावळ आकृती वापरतात आणि त्यांच्या वंशागतीच्या नमुन्यांचा अंदाज लावतात. भविष्यातील पिढ्यांमध्ये हिमोफिलिया, सिकल सेल अशक्तपणा आणि इतर आनुवंशिक विकार रोखण्यासाठी हे उपयुक्त आहे.

उत्तर

मानव पुरुष विषमयुग्मजता प्रदर्शित करतात. मानवांमध्ये, नर (XY) दोन वेगवेगळ्या प्रकारची युग्मके, $X$ आणि $Y$ निर्माण करतात. मानवी मादी $(X X)$ फक्त एक प्रकारची युग्मके निर्माण करते ज्यात $X$ गुणसूत्रे असतात. बाळाचे लिंग मादी युग्मकाशी विलीन होणाऱ्या नर युग्मकाच्या प्रकाराने ठरते. जर फलित करणार्या शुक्राणूमध्ये $X$ गुणसूत्र असेल, तर निर्माण होणारे बाळ मुलगी असेल आणि जर फलित करणार्या शुक्राणूमध्ये $Y$ गुणसूत्र असेल, तर निर्माण होणारे बाळ मुलगा असेल. म्हणून, बाळाचे लिंग ठरवणे हा योगायोगाचा विषय आहे. फलित करणारा शुक्राणू $X$ किंवा $Y$ गुणसूत्र असण्याची समान संभाव्यता असते. अशाप्रकारे, बाळाचे लिंग ठरवणारी गोष्ट शुक्राणूची आनुवंशिक रचना असते.

मानवांमध्ये लिंग निर्धारण

उत्तर

मानवांमध्ये रक्तगटाचे वैशिष्ट्य तीन संचांच्या युग्मविकल्पांद्वारे नियंत्रित केले जाते, म्हणजे, $I^{A}, I^{B}$, आणि $i$. युग्मविकल्प, $I^{A}$ आणि $I^{B}$, समान प्रबळ असतात तर युग्मविकल्प, $i$, इतर युग्मविकल्पांपेक्षा अप्रबळ असतो. $I^{A} I^{A}$ आणि $I^{A} i$ जनुकरचना असलेल्या व्यक्तींचा रक्तगट $A$ असतो तर $I^{B} I^{B}$ आणि $I^{B}$ जनुकरचना असलेल्या व्यक्तींचा रक्तगट $B$ असतो. $I^{A} I^{B}$ जनुकरचना असलेल्या व्यक्तींचा रक्तगट $A B$ असतो तर ज्यांचा रक्तगट $O$ असतो त्यांची जनुकरचना ii असते.

म्हणून, जर वडिलांचा रक्तगट A आणि आईचा रक्तगट B असेल, तर पालकांची शक्य जनुकरचना खालीलप्रमाणे असेल

वडील आई

$\left.\left.\right|^{A}\right|^{A}$ किंवा $\left.\left.\right|^{A} i I^{B}\right|^{B}$ किंवा $I^{B} i$

समयुग्मज पालकांमधील संकरातून AB रक्तगटाची संतती निर्माण होईल.

विषमयुग्मज पालकांमधील संकरातून $A B$ रक्तगट $\left(\left.{ }^{A}\right|^{B}\right)$ आणि $O$ रक्तगट (ii) ची संतती निर्माण होईल.

उत्तर

(अ) सह-प्रबळता

सह-प्रबळता ही अशी घटना आहे ज्यामध्ये विषमयुग्मज स्थितीत विरोधी वैशिष्ट्याचे दोन्ही युग्मविकल्प व्यक्त होतात. जनुकाचे दोन्ही युग्मविकल्प समान प्रबळ असतात. मानवांमधील ABO रक्तगट हे सह-प्रबळतेचे उदाहरण आहे. रक्तगट वैशिष्ट्य तीन संचांच्या युग्मविकल्पांद्वारे नियंत्रित केले जाते, म्हणजे, $I^{A}, I^{B}$, आणि $i$. युग्मविकल्प, $I^{A}$ आणि $I^{B}$, समान प्रबळ असतात आणि त्यांना सह-प्रबळ म्हटले जाते कारण ते AB रक्तगटात व्यक्त होतात. हे दोन्ही युग्मविकल्प एकमेकांच्या अभिव्यक्तीत हस्तक्षेप करत नाहीत आणि त्यांचे संबंधित प्रतिजन निर्माण करतात. म्हणून, AB रक्तगट हे सह-प्रबळतेचे उदाहरण आहे.

२. अपूर्ण प्रबळता

अपूर्ण प्रबळता ही अशी घटना आहे ज्यामध्ये एक युग्मविकल्प एखाद्या वैशिष्ट्यासाठी युग्मविकल्पीय जोडीतील दुसऱ्या सदस्यावर अपूर्ण प्रबळता दर्शवतो. उदाहरणार्थ, अँटिर्हिनम प्रजातीतील लाल फुले आणि पांढरी फुले असलेल्या वनस्पतींमधील एकसंकरी संकरातून $F_{1}$ पिढीत सर्व गुलाबी फुलांच्या वनस्पती निर्माण होतील. $F_{1}$ पिढीत मिळालेली संतती कोणत्याही पालकांसारखी नसते आणि मध्यवर्ती वैशिष्ट्ये प्रदर्शित करते. याचे कारण असे की प्रबळ युग्मविकल्प, $R$, इतर युग्मविकल्प, $r$ पेक्षा अंशतः प्रबळ असतो. म्हणून, अप्रबळ युग्मविकल्प, $r$, देखील $F_{1}$ पिढीत व्यक्त होतो परिणामी $\mathrm{Rr}$ जनुकरचना असलेल्या मध्यवर्ती गुलाबी फुलांच्या संततीची निर्मिती होते.

उत्तर

बिंदू उत्परिवर्तन म्हणजे एकाच नायट्रोजनयुक्त पायाच्या प्रतिस्थापन, विलोपन किंवा समावेशनाद्वारे DNA च्या एकाच बेस जोडीमध्ये बदल. सिकल सेल अशक्तपणा हे बिंदू उत्परिवर्तनाचे उदाहरण आहे. यामध्ये रक्तातील हिमोग्लोबिन वर्णकाच्या बीटा-ग्लोबिन साखळीतील एकाच बेस जोडीत उत्परिवर्तन समाविष्ट आहे. गुणसूत्र II च्या लहान हातातील ग्लुटॅमिक आम्लाच्या सहाव्या स्थानावर व्हॅलिनची जागा घेतली जाते.

उत्तर

सटन आणि बोवेरी यांनी 1902 मध्ये वंशागतीचा गुणसूत्रीय सिद्धांत मांडला. त्यांनी वैशिष्ट्यांची वंशागत गुणसूत्रांशी जोडली.

उत्तर

दोन स्वगुणसूत्रीय आनुवंशिक विकार खालीलप्रमाणे आहेत.