На рис. 5 представлена схема скрещиваний, которые проводил Мендель с сортами гороха, имевшими красные и белые цветки. В родительском (Р1) поколении материнская и отцовская формы отличались по своим генотипам: чистый сорт с красными цветками имел генотип RR, а чистый сорт с белыми цветками - генотип rr. 


Рис. 5. Генотипы репродуктивных клеток (гамет) и потомства, полученного при скрещивании растения, гомозиготного по гену красной окраски цветков, с растением, гомозиготным по гену белой окраски, и при последующем самоопылении гибридов. Здесь представлено то же скрещивание, что и на рис. 4.


Репродуктивные клетки, служащие для полового воспроизведения, называются гаметами; у растений это спермин, образующиеся при прорастании пыльцевого зерна, и яйцеклетки. Перед образованием гамет два гена из каждой пары генов расходятся и в каждую гамету попадает только один из генов, определяющих окраску цветка, - ген R в гаметы растения с красными цветками и ген r в гаметы растения с белыми цветками. Когда при оплодотворении гаметы сливаются, каждый экземпляр первого гибридного поколения (его обозначают F1) получает по одному гену R и одному гену r, т.е. оказывается обладателем пары генов, определяющих окраску цветков. 


При образовании гамет у растений F1 гены R и r попадают в разные гаметы. Поскольку любая яйцеклетка с равной вероятностью может получить при этом либо ген R, либо ген r и шансы на ее оплодотворение спермием, содержащим ген R или ген r, тоже равны, при образовании второго гибридного поколения (F2) возможны четыре различные комбинации гамет:

яйцеклетка R и спермий R (RR);

яйцеклетка R и спермий r (Rr);

яйцеклетка r и спермий R (rR);

яйцеклетка r и спермий r (rr).

По завершении оплодотворения комбинации 2 и 3 генетически неразличимы. Поэтому в F2 возможны три генотипа: RR, Rr и rr. Ожидаемое отношение для них равно 1RR:2Rr:1rr, поскольку есть два пути для образования генотипа Rr и только по одному пути для генотипов RR или rr. Для фенотипов ожидаемое отношение будет иным: на три растения с красными цветками одно растение с белыми цветками, так как красные цветки имеют и растения с генотипом RR, и растения с генотипом Rr. Это отношение, 3:1 (или 3/4:1/4), типично для скрещиваний с участием одной пары генов (моногибридных скрещиваний), в которой один ген является доминантным, а другой - рецессивным. 


Линейные схемы, подобные представленной на рис. 5, не очень удобны; вместо них можно воспользоваться гораздо более наглядной решеткой Пеннета, названной так в честь генетика Реджинальда Грундолла Пеннета (Reginald Grundall Punnett). Решетку Пеннета строят следующим образом. Сначала записывают генотипы родителей и определяют, какие генетические комбинации должны присутствовать в их гаметах. Затем чертят клетки, как это показано на рис. 6, и записывают гаметы одного родителя над верхним рядом клеток, а гаметы второго родителя вдоль левого ряда клеток. Чтобы определить возможные генотипы потомства от скрещивания между этими двумя родительскими формами, гаметы вписывают в клетки, как это пояснено в подписи к рисунку. Вписав таким образом все гаметы, мы получим в каждой клетке комбинацию из двух гамет, т.е. картину оплодотворения, в результате которого возникнет соответствующий индивидуум следующего поколения. Эти комбинации дадут нам ожидаемые генотипы потомков, а по генотипам мы сможем определить и их фенотипы, если нам известно, какие гены являются доминантными, а какие - рецессивными. 



Рис. 6. Построение решетки Пеннета для скрещивания гетерозиготных растений F1. Запишите родительский генотип (генотипы), определите типы и соотношения гамет, а затем руководствуйтесь следующими указаниями. А. Запишите гаметы одного из родителей над решеткой, а гаметы другого - вдоль левой ее стороны. Безразлично, какие гаметы вы запишите вверху и какие - слева; важно только, чтобы все гаметы каждого из родителей находились по одну сторону решетки. Б. Начните с верхнего ряда гамет и впишите гены каждой гаметы во все клетки под ней. В. Впишите теперь гены гамет левого ряда в клетки, находящиеся справа от каждой гаметы. Каждая комбинация из двух гамет (в кружке) - это возможное оплодотворение, дающее в результате указанный здесь генотип потомка. Чтобы определить долю каждой из комбинаций в потомстве, перемножьте частоты входящих в нее гамет.