หน่วยที่ 2 กฎของเมนเดล

หนว่ ยที่ 2 กฎของเมนเดล นายเสฐียรพงศ์ เกษพทิ ักษ์นนท์ วทิ ยาลยั เกษตรและเทคโนโลยเี พชรบุรี

ใบความรู้ชดุ ที่ 2 วชิ า หลกั พันธุศาสตร์ เรือ่ ง กฎของเมนเดล 1. ความหมายของคาและการใชส้ ญั ลกั ษณ์แทนยีน ในส่ิงมีชีวิตโดยท่ัว ๆ ไป ยีนท่ีควบคุมลักษณะจะประกอบด้วย 2 อัลลิล (alleles) ซึ่งเรียกว่าจีโนไทป์ (genotype) ซงึ่ เปน็ ส่วนที่ทาให้ส่ิงมชี วี ิตแสดงลกั ษณะทางพนั ธุกรรมออกมาใหเ้ ห็นเรียกวา่ ฟโี นไทป์ (phenotype) ซง่ึ ลักษณะท่ี ปรากฏออกมาให้เห็นนี้จะมีท้ังลักษณะเด่น (dominant) ซ่ึงจะใช้สัญลักษณ์แทนด้วยอักษรภาษาอังกฤษตัวพิมพ์ใหญ่ ส่วน ลกั ษณะด้อย (recessive) จะใช้สญั ลักษณ์แทนด้วยอกั ษรภาษาองั กฤษตัวพิมพเ์ ลก็ 2. ผลการทดลองของเมนเดล 2.1 เมนเดลเลอื กถ่วั ลันเตาทม่ี ีลกั ษณะแตกตา่ งกนั มาผสมกัน 7 ลกั ษณะ คอื ก. ลักษณะเมลด็ เรียบ x เมลด็ ย่น ข. ลกั ษณะใบเล้ียงสีเหลือง x สเี ขยี ว ค. ลกั ษณะเมล็ดสีนา้ ตาลเทา x สขี าว ง. ลักษณะฝักพอง x ฝักแฟบ จ. ลกั ษณะฝกั สเี ขยี ว x ฝกั สเี หลอื ง ฉ. ลกั ษณะเกิดฝักขา้ งต้น x เกิดฝักทีย่ อด ช. ลักษณะตน้ สงู x ต้นเต้ีย 2.2 จากการผสมปรากฏวา่ ลูกทไี่ ด้จากการผสม (F1) จะมลี กั ษณะดงั น้ีคอื ก. เมลด็ เรยี บ x เมลด็ ย่น เมลด็ เรยี บ ข. ใบเลี้ยงสีเหลือง x สีเขียว สเี หลือง ค. เมลด็ สนี ้าตาลเทา x สขี าว สีนา้ ตาลเทา ง. ฝักพอง x ฝกั แฟบ ฝกั พอง จ. ฝกั สเี ขยี ว x ฝักสเี หลือง ฝกั สีเขยี ว ฉ. เกดิ ฝักขา้ งตน้ x เกดิ ฝกั บนยอด เกดิ ฝักข้างต้น ช. ตน้ สงู x ตน้ เตีย้ ต้นสูง 2.3 นาลูกท่ไี ดจ้ ากข้อ 2 (F1) มาผสมตวั เองจนไดล้ กู F2 ดงั นี้ ก. เมลด็ เรียบ x เมลด็ เรยี บ ¾ เมลด็ เรยี บ, ¼ เมลด็ ยน่ ข. ใบเล้ียงสเี หลือง x สีเหลอื ง ¾ สีเหลอื ง, ¼ สีเขียว ค. เมลด็ สนี ้าตาลเทา x นา้ ตาลเทา ¾ น้าตาลเทา, ¼ สขี าว ง. ฝักพอง x ฝักพอง ¾ ฝกั พอง, ¼ ฝกั แฟบ

จ. ฝักสีเขยี ว x ฝกั สีเขียว ¾ฝักสีเขยี ว, ¼ ฝักสีเหลือง ฉ. เกิดฝกั ข้างต้น x เกิดฝกั ข้างต้น ¾ เกิดฝักข้างต้น, ¼ เกิดฝักที่ยอด ช. ตน้ สูง x ตน้ สงู ¾ต้นสูง, ¼ ตน้ เตยี้ จากผลการทดลองของเมนเดล เขียนเป็นผังการผสมได้ดงั น้ี เมลด็ เรยี บ x เมล็ดย่น F1 เมลด็ เรยี บ (ทัง้ หมด) F1 x F1 (เมล็ดเรียบ x เมลด็ เรยี บ) F2 เมลด็ เรยี บ (3 สว่ น), เมลด็ ย่น ( 1 ส่วน) จากผลการทดลองของเมนเดลสรปุ ว่า ลกั ษณะของสิ่งมีชวี ติ ควบคมุ โดยยนี และยนี จะเปน็ คู่ ๆ ลักษณะเมลด็ เรยี บ ควบคมุ โดยยนี เดน่ (dominantgene) ส่วนลกั ษณะเมล็ดย่นควบคุมโดยยีนดอ้ ย (recessivegene) เม่อื นาถว่ั เมลด็ เรยี บผสมกับถวั่ เมลด็ ย่น ลูกทีไ่ ด้จากการผสมจะไดร้ ับยนี เดน่ (เมล็ดเรยี บ) และยนี ดอ้ ย (เมล็ดย่น) จากพอ่ -แม่พันธอ์ุ ย่างละ 1 gene (ตาม กฎการแยกตัวของยนี ) แต่สาเหตทุ ีล่ กู F1 มีลักษณะเมลด็ เรยี บทุกต้น เพราะยนี เด่น (เมลด็ เรยี บ) จะขม่ ยีนด้อย (เมลด็ ย่น) จึงทาใหล้ กู F1 แสดงลกั ษณะเดน่ (เมลด็ เรยี บ) ออกมาท้ัง ๆ ทล่ี กู F1 มที ง้ั ยีนเด่นและยีนด้อย ซ่ึงสามารถเขยี นสัญลกั ษณย์ นี ได้ดังน้ี (เม่ือ R = ยีนเด่นควบคมุ ลกั ษณะเมล็ดเรยี บ r = ยีนดอ้ ยควบคมุ เมล็ดย่น) RR x rr (เมล็ดเรียบ) (เมลด็ ยน่ ) หนว่ ยสืบพนั ธ์ุ Rr (gamete) F1 Genotype Rr

(เมลด็ เรยี บ) *กฎขอ้ ท่ี 1 ของเมนเดล (กฎการแยกตวั ของยีน) กลา่ วว่า ลกั ษณะของส่ิงมีชวี ิตถูกควบคมุ โดยยนี ลักษณะ 1 ลักษณะจะถูกควบคุมโดยยีน 1 คู่ เม่ือมกี ารผสมระหว่าง พ่อกับแม่ ลูกท่อี อกมาจะไดร้ ับยนี จากพอ่ 1 ยีน และจากแม่ 1 ยีน ทาใหล้ ูกมยี นี ทค่ี วบคุมลกั ษณะนนั้ ๆ จานวน 1 คู่ เทา่ กับพ่อและแม่ เม่ือนาลกู F1 ซ่งึ มีลกั ษณะเมล็ดเรยี บผสมตวั เอง จะไดล้ ูก F2 ซง่ึ มลี กั ษณะเมลด็ เรยี บ 3 สว่ น และเมลด็ ยน่ 1 สว่ น สามารถเขียนสัญลกั ษณข์ องยนี เพ่ืออธบิ ายได้ดังน้ี Rr x Rr (เมล็ดเรยี บ) (เมลด็ เรียบ) หนว่ ยสบื พันธุ์ 1 R, 1 r 1 R, 1 r (gamete) 22 22 genotype (F2) 1 RR, 2 Rr, 1 rr 44 4 phenotype 3 เมลด็ เรยี บ 1 เมลด็ ย่น 4 4 จากตวั อยา่ ง จะเหน็ ไดว้ ่าลูก F2 มี genotype 3 แบบ คือ RR, Rr และ rr โดยมอี ัตราส่วน = 1: 2 : 1 แต่จะมี phenotype 2 แบบ คอื เมลด็ เรยี บ และเมลด็ ยน่ โดยมีอตั ราส่วน = 3: 1 genotype phenotype RR เมลด็ เรยี บ Rr เมลด็ เรียบ Rr เมล็ดยน่ *คู่ยีนที่เหมอื นกนั และเป็นยีนเด่น เรยี กวา่ Homozygous dominant *คูย่ ีนท่เี หมือนกนั และเปน็ ยีนดอ้ ย เรยี กว่า Homozygous recessive *คู่ยีนที่แตกตา่ งกนั เรยี กวา่ Heterozygous

พืชหรอื สัตวท์ ่ีมียีนอยู่ในสภาพ Homozygous (มีคยู่ นี ท่เี หมือนกัน) เรยี กว่า เป็นพนั ธ์แุ ท้ (Pureline) ส่วนพชื หรือสตั ว์ ทม่ี ยี ีนอยู่ในสภาพ Heterozygous (มีคูย่ นี ท่ีแตกตา่ งกนั ) เรียกว่า เป็นลกู ผสม (hybrid) กฎการเขา้ ชุดอยา่ งอสิ ระของยนี (Low of independent assortmnet) กฎการเข้าชุดอยา่ งอิสระของยนี ส์ เป็นกฎข้อท่ี 2 ของเมนเดล มใี จความว่า ในการสร้างเซลล์สบื พันธุ์น้นั ยีนสภ์ าพ ใดสภาพหนง่ึ ของยีนส์คหู่ นงึ่ จะเขา้ สู่เซลลส์ บื พันธเ์ุ ดยี วกันกับยีนสส์ ภาพใดสภาพหนึ่งของยนี สอ์ กี คู่หน่ึงได้อยา่ งอิสระ จากการทดลองของเมนเดลซึ่งได้ผสมระหว่างถั่วลนั เตาที่มีลกั ษณะแตกต่างกนั มากกว่า 1 ลักษณะ คือนาถวั่ ลนั เตา เมลด็ เรียบ - สีเหลืองผสมกบั ถว่ั ลนั เตาเมลด็ ย่น - สเี ขยี ว ผลปรากฏวา่ ลูก F1 ท่ีไดจ้ ากการผสมจะมลี กั ษณะเมล็ดเรียบ - สี เหลืองท้ังหมด แต่เม่ือนาลูก F 1 มาผสมตัวเองจนได้ลูก F2 ปรากฏว่าลูก F2 จะมี 4 ลักษณะคือ เมล็ดเรียบ - สีเหลือง เมล็ดเรียบ - สีเขียว เมล็ดย่น - สีเหลือง เมล็ดย่น - สีเขียว คิดเป็นอัตราส่วน 9 : 3 : 3 :1 หรือเขียนเป็นแผนผังการ ผสมได้ดงั น้ี คือ เรียบ - เหลือง x ยน่ - เขียว F1 เรียบ - เหลือง (F1 x F1) เรยี บ - เหลือง x เรียบ - เหลือง F2 9 เรียบ-เหลอื ง, 3 เรยี บ-เขียว, 3 ยน่ -เหลือง, 1 ย่น-เขียว 16 16 16 16 จากผลการทดลองสามารถเขยี นแผนผงั การผสมดว้ ยสัญลกั ษณ์ของยีนสไ์ ดด้ ังนี้ (พ่อ x แม)่ เรยี บ-เหลอื ง x ยน่ -เขียว RRYY rryy F1 RrYy (เรียบ-เหลือง) (F1 x F1) เรียบ-เหลือง x เรยี บ-เหลือง RrYy RrYy

F2 9 เรยี บ-เหลือง 16 3 เรียบ-เขียว 16 3 ยน่ -เหลอื ง 16 1 ยน่ -เขยี ว 16 สาเหตทุ ล่ี ูก F2 มลี กั ษณะ 4 ลกั ษณะ และมีอัตราสว่ นเปน็ 9 : 3 : 3 : 1 เพราะว่าในการสรา้ งเซลลส์ บื พันธขุ์ องถ่วั เมลด็ เรยี บ-สเี หลอื ง (RrYy) สามารถสร้างเซลล์สบื พนั ธไ์ุ ด้ 4 แบบ คอื RY, Ry, rY, ry โดยที่โอกาสที่จะสร้างเซลลส์ ืบพันธแ์ุ ต่ ละแบบจะเทา่ กันคือ 1/4 ซงึ่ เป็นไปตามกฎข้อท่ี 2 ของเมนเดล ดงั น้ันเมอื่ ทาการผสมระหวา่ งถ่ัวเมล็ดเรยี บ-สีเหลือง (RrYy) กับถัว่ เมลด็ เรยี บ-สีเหลือง (RrYy) จงึ ทาใหล้ ูก F2 ทีไ่ ดจ้ ากการผสมมี 4 ลักษณะ และมีอตั ราส่วน 9 : 3 : 3 : 1 ดงั กลา่ ว การหาอตั ราส่วนของลูกผสมเม่อื มียนี มากกว่า 1 คู่ เมื่อพ่อแม่ท่ีใช้ผสมมีความแตกต่างกันเนื่องจากยีนมากกว่า 1 คู่ (polyhybrid cross) จานวน genotype และ phenotype ก็จะมีมากตามไปด้วย ดังน้ันวิธีการในการหาเซลล์สืบพันธุ์ (gamete) genotype, phenotype และอัตราส่วนจึง สามารถหาไดโ้ ดยวธิ ีการดังน้ี 1. การใช้ตารางหมากรุก 2. การใช้วธิ ีแตกแขนง การหาเซลลส์ บื พนั ธุ์ (gamate) และอัตราส่วน ตวั อย่าง ตอ้ งการหาเซลลส์ บื พันธแุ์ ละอัตราส่วนของพืชชนิดหนึ่งซึ่งมี genotype RrYy ก. ใชต้ ารางหมากรุก 1R 1r 22 1 Y 1 RY 1 rY 24 4 1 y 1 Ry 1 ry 24 4 ข. ใชว้ ธิ ีการแตกแขนง

1 Y 1 RY 24 1R 2 1 y 1 Ry 24 1 Y 1 rY 24 1r 2 1 y 1 ry 24 นนั่ คือพชื ชนิดนี้สรา้ งเซลลส์ ืบพนั ธ์ไุ ด้ 4 แบบ คอื RY, Rr, rY และ ry โดยแตล่ ะแบบมโี อกาสเทา่ กันคอื 1 4 การหา genotype และอัตราส่วน สามารถหาได้โดยแยกการผสมออกเปน็ สายจานวนสายเท่ากับจานวนคขู่ องยีน แลว้ หา genotype พร้อมอัตราส่วน ในแต่ละสาย เม่อื ต้องการทราบ genotype และอัตราส่วนของลูกผสมท่ีไดจ้ ากการผสมกน็ าอัตราส่วนของ genotype ในแตล่ ะ สายมาคณู กัน ตัวอย่าง จงหา genotype และอตั ราส่วนของลูกทไ่ี ด้จากการผสมตวั เองของพืชที่มี genotype RrYy แยกการผสมเปน็ 2 สาย สายท่ี 1 Rr x Rr genotype = 1 RR, 2 Rr, 1 rr 4 44 สายที่ 2 Yy x Yy genotype = 1 YY, 2 Yy, 1 yy 4 44 ก.ใชต้ ารางหมากรกุ 1 RR 2 Rr 1 rr 4 44 1 YY 1 RRYY 2 RrYY 1 rrYY 4 16 16 16

2 Yy 2 RRYy 4 RrYy 2 rrYy 4 16 16 16 1 yy 1 Rryy 2 Rryy 1 rryy 4 16 16 16 อตั ราส่วนของ genotype คอื 1 RRYY, 2 RrYY, 1 rrYY, 2 RRYy, 4 RrYy, 2 rrYy, 1 RRyy, 2 16 16 16 16 16 16 16 16 Rryy, 1 rryy 16 ใชว้ ธิ กี ารแตกแขนง สายที่ 2 อัตราส่วนของ genotype สายที่ 1 1 YY 1 RRYY 1 RR 4 16 4 2 Yy 2 RRYy 4 16 1 yy 1 RRyy 4 16 1 YY 2 RrYY 4 16 2 Rr 2 Yy 4 RrYy 44 16 1 yy 2 Rryy 4 16 1 YY 1 rrYY 4 16 1 rr 2 Yy 2 rrYy 44 16 1 yy 1 rryy 4 16

การหา pheotype และอตั ราสว่ น สามารถหาได้โดยแยกการผสมออกเป็นสาย จานวนสายเท่ากับจานวนคขู่ องยนี แล้วหา phenotype พรอ้ มอตั ราส่วน ในแต่ละสาย เมอ่ื ต้องการทราบ phenotype และอตั ราส่วนของลกู ทไ่ี ด้จากการผสมก็นาอัตราส่วนของ phenotype ในแตล่ ะ สายมาคูณกัน ตัวอย่าง จงหา phenotype และอตั ราส่วนของลูกทไี่ ด้จากการผสมตวั เองของถ่ัวลนั เตาเมลด็ เรียบสีเหลือง (RrYy) แยกการผสมเปน็ 2 สาย สายที่ 1 Rr x Rr phenotype = 3 เมลด็ เรยี บ, 1 เมล็ดย่น 44 สายที่ 2 Yy x Yy phenotype = 3 เมลด็ สีเหลอื ง, 1 เมลด็ สเี ขยี ว 44 ก. ใช้ตารางหมากรกุ 3 เมลด็ เรยี บ 1 เมลด็ ย่น 3 เมลด็ สีเหลือง 44 4 9 เรียบ-เหลอื ง 3 ย่น-เหลือง 1 เมลด็ สเี ขยี ว 16 16 4 3 เรียบ-เขียว 1 ยน่ -เขียว 16 16 อตั ราสว่ นของ phenotype คอื 9 เมลด็ เรยี บ-สเี หลอื ง, 3 เมล็ดเรยี บ-สีเขียว, 16 16 3 เมลด็ ย่น-สีเหลอื งและ 1 เมลด็ ย่น-สเี ขียว 16 16 ข. ใช้วธิ ีการแตกแขนง สายท่ี 1 สายที่ 2 อัตราสว่ นของ phenotype 3 เมลด็ เรยี บ 3 เมลด็ สีเหลือง 9 เมลด็ เรยี บ-สเี หลอื ง 4 4 16 1 เมลด็ สีเขยี ว 3 เมลด็ เรยี บ-สเี ขียว 4 16

1 เมลด็ ยน่ 3 เมลด็ สีเหลอื ง 3 เมลด็ ยน่ -สีเหลือง 4 4 16 1 เมลด็ สเี ขยี ว 1 เมลด็ ยน่ -สเี ขยี ว 4 16 การหาจานวนชนดิ ของเซลลส์ ืบพันธ์ จานวน Genotype และจานวน Phenotype จากการผสมตวั เองของพชื หรอื การผสมระหว่างสิง่ มชี ีวติ ท่มี ี genotype เหมือนกนั ใช้สตู ร จานวนชนิดของเซลลส์ บื พันธ์ุ (genotype) = 2n จานวนชนิดของ genotype ของลกู ทไี่ ดจ้ ากการผสม = 3n จานวนชนดิ ของ phenotype ของลูกทไ่ี ด้จากการผสม = 2n (เมอ่ื n = จานวนคู่ของยนี ท่แี ตกตา่ งกัน) ตวั อยา่ ง จงหาจานวนเซลลส์ บื พนั ธุ์ (gamete) ของพชื ชนดิ A ซึ่งมี genotype AaBbCCDd และหาจานวน genotype, จานวน phenotype ของลกู ทไี่ ด้จากการผสมตัวเองของพชื ชนดิ A n = จานวนคขู่ องยีนที่แตกตา่ งกนั = 3 จานวนเซลล์สบื พันธุ์ (gamete) ของพืชชนดิ A = 2n = 23 = 8 จานวนชนดิ ของ genotype ของลกู = 3n = 33 = 27 จานวนชนดิ ของ phenotype ของลกู = 2n = 23 = 8