இரட்டைக் கலப்புப் பிறப்பும் சுதந்திர தனிப்படுத்துகை விதியும் (Dihybrid Cross)
ஏன் இது முக்கியம்? 9:3:3:1 விகிதம் AL பரீட்சையில் அடிக்கடி வரும் — மேலும் இரட்டைக் கலப்பே சுதந்திர தனிப்படுத்துகை விதியை நிரூபிக்கும் ஆதாரம்.
நான்கு வெவ்வேறு ஷர்ட் நிறங்களும் இரண்டு பட்டன் பாணிகளும் உள்ள ஆடை கடையில் சேர்க்கைகள் எண்ண, அனைத்தையும் தனித்தனியாக கணக்கிட்டு பின் பெருக்குவோம் — அதுதான் இரட்டைக் கலப்பின் கணித்தல் நுட்பம்.
- இரட்டைக் கலப்புப் பிறப்பை (dihybrid cross) வரையறுத்து மென்டலின் பரிசோதனையை விளக்குதல்.
- கு2 சந்ததியில் கிடைக்கும் 9:3:3:1 தோற்றவமைப்பு விகிதத்தை (phenotypic ratio) பனட்டின் அட்டவணை மூலம் பெறுதல்.
- சுதந்திர தனிப்படுத்துகை விதியை (law of independent assortment) கூறி அதன் வரம்புகளையும் நிகழ்தகவு விதிகளையும் பயன்படுத்துதல்.
1. இரட்டைக் கலப்புப் பிறப்பு என்றால் என்ன? (Dihybrid Cross)
இரு குறிப்பிட்ட இயல்புகளுக்கு (characters) பல்லின நுக நிலையில் (heterozygous) உள்ள இரண்டு அங்கிகளுக்கிடையிலான கலப்புப் பிறப்பு இரட்டைக் கலப்புப் பிறப்பு (dihybrid cross) எனப்படும். வேறுபட்ட இரு பாரம்பரிய இயல்புகளுக்குத் தூயவழி (true-breeding) ஓரின நுக நிலையில் (homozygous) உள்ள பெற்றோர்களைக் கலப்புச் செய்வதன் மூலம் பல்லின நுக நிலையில் உள்ள அங்கி பெறப்படும். மென்டல் தனது இரண்டாம் விதியினை ஒரே நேரத்தில் இரு இயல்புகளைப் பின்தொடர்ந்து இரட்டைக் கலப்புப் பிறப்புப் பரிசோதனைகள் மூலம் கண்டறிந்தார்.
இப்பரிசோதனையின் முக்கிய நோக்கம்: ஒரு இயல்பின் எதிருருக்கள் (alleles) மற்றைய இயல்பின் எதிருருக்களைச் சார்ந்தோ (dependently) அல்லது சுயாதீனமாகவோ (independently) புணரிகளுள் (gametes) தனிப்படுத்தப்படுகின்றனவா என்பதை அறிவதே ஆகும்.
2. மென்டலின் பரிசோதனை (Mendel's Cross)
Garden pea (Pisum sativum)
Wikipedia → · CC
மென்டல் தூயவழி மஞ்சள் வட்ட வித்துக்களைக் கொண்ட தாவரங்களை (YYRR) தூயவழி பச்சை திரங்கிய வித்துக்களைக் கொண்ட தாவரங்களுடன் (yyrr) கலப்புச் செய்தார். மஞ்சள் வித்துக்களுக்குரிய எதிருரு (Y) பச்சை வித்துக்களுக்குரிய எதிருருவை (y) விட ஆட்சியானது (dominant); வட்ட வடிவ எதிருரு (R) திரங்கிய வடிவ எதிருருவை (r) விட ஆட்சியானது.
கு1 (F₁) சந்ததி அனைத்தும் மஞ்சள் வட்ட வித்துக்களைக் (YyRr) கொண்டிருந்தன — அதாவது இரு இயல்புகளுக்கும் பல்லின நுக நிலையில் இருந்தன. கு1 இரட்டைக் கலப்பினங்களைத் தன்மகரந்தச் சேர்க்கைக்கு (self-pollination) உட்படுத்தியதன் மூலம் கு2 (F₂) சந்ததி பெறப்பட்டது.
3. இரண்டு மாற்றுக் கருதுகோள்கள் (Two Hypotheses)
இரட்டைக் கலப்புப் பிறப்பு பற்றி வேறுபட்ட தோற்றவமைப்பு விகிதங்களைக் கணிக்கும் இரண்டு மாற்றுக் கருதுகோள்கள் (hypotheses) முன்வைக்கப்பட்டன:
- (அ) சார்பு தனிப்படுத்துகை (dependent assortment): இரு இயல்புகளும் ஒன்றாகச் சேர்ந்தே (ஒரு தொகுப்பாக) பெற்றோரிலிருந்து சந்ததிக்குக் கடத்தப்படும். ஆட்சியான Y, R எதிருருக்கள் ஒன்றாகவோ அல்லது பின்னிடைவான y, r எதிருருக்கள் ஒன்றாகவோ கடத்தப்படும். இவ்வாறெனில் YR, yr என இரு வகைப் புணரிகளே சாத்தியம்; கு2 விகிதம் ஒற்றைக் கலப்பினப் பிறப்பைப் போல 3:1 ஆக இருக்கும்.
- (ஆ) சுதந்திர தனிப்படுத்துகை (independent assortment): இரு இயல்புகளும் ஒன்றையொன்று சாராமல் சுயாதீனமாகக் கடத்தப்படும். Y எதிருரு R உடனோ அல்லது r உடனோ செல்லலாம். இவ்வாறெனில் கு1 இலிருந்து YR, Yr, yR, yr என நான்கு வகைப் புணரிகள் சாத்தியம்.
4. பனட்டின் அட்டவணையும் 9:3:3:1 விகிதமும் (Punnett Square)
Punnett square (dominant green)
Wikipedia → · CC
இரண்டாம் கருதுகோளின்படி ஆண் புணரிகளும் பெண் புணரிகளும் தலா நான்கு சாத்தியங்களைக் கொண்டுள்ளன. எனவே ஆண், பெண் புணரிகள் இணையும் போது எதிருருக்கள் இணைவதற்கு 16 (4 × 4) சமமான நிகழ்தகவுள்ள வழிகள் உள்ளன. இவை கு2 சந்ததியில் நான்கு வேறுபட்ட தோற்றவமைப்புகளை 9:3:3:1 விகிதத்தில் தோற்றுவிக்கின்றன:
| தோற்றவமைப்பு (Phenotype) | பகுதி (Count) | பிறப்புரிமை விளக்கம் (Genotype) |
|---|---|---|
| மஞ்சள் வட்டம் (Yellow-round) | 9 | Y_R_ (இரண்டும் ஆட்சியான) |
| பச்சை வட்டம் (Green-round) | 3 | yyR_ |
| மஞ்சள் திரங்கிய (Yellow-wrinkled) | 3 | Y_rr |
| பச்சை திரங்கிய (Green-wrinkled) | 1 | yyrr |
இந்த 9:3:3:1 விகிதம், ஒவ்வொரு இயல்பின் எதிருருக்களும் மற்றைய இயல்பின் எதிருருக்களைச் சாராமல் சுயாதீனமாகத் தனிப்படுத்தப்பட்டன என்பதைக் காட்டியது.
5. சுதந்திர தனிப்படுத்துகை விதி (Law of Independent Assortment)
இப்பரிசோதனைகளின் அடிப்படையில் மென்டல் தனது இரண்டாம் விதியை — சுதந்திர தனிப்படுத்துகை விதியை (law of independent assortment) முன்வைத்தார். விதி கூறுவது: புணரிகள் உருவாகும் போது எதிருருக்கள் ஒன்றையொன்று சாராமல் சுயாதீனமாகத் தனிப்படுத்தப்பட்டு இணைகின்றன. இதன் விளைவாக இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட மரபணுக்கள் (genes) ஒன்றையொன்று சாராமல் தனிப்படுத்தப்படுகின்றன.
6. நிகழ்தகவு விதிகளும் இரட்டைக் கலப்பும் (Probability Rules)
மென்டலின் விதிகள் நாணயம் சுண்டுதல், பகடை உருட்டுதல் போன்ற நிகழ்தகவு (probability) விதிகளையே பிரதிபலிக்கின்றன. நிகழ்தகவு 0 முதல் 1 வரை அமையும்.
- பெருக்கல் விதி (Multiplication / Product Rule): இரு சுயாதீன நிகழ்வுகள் ஒரே நேரத்தில் நிகழும் நிகழ்தகவு, அவற்றின் தனித்தனி நிகழ்தகவுகளின் பெருக்கற்பலனாகும். எடுத்துக்காட்டாக BbRr பிறப்புரிமையின் நிகழ்தகவு = ½ (Bb இன் நிகழ்தகவு) × ½ (Rr இன் நிகழ்தகவு) = ¼.
- கூட்டல் விதி (Addition / Sum Rule): ஒன்றுக்கொன்று முரண்பட்ட (mutually exclusive) நிகழ்வுகளில் ஏதேனும் ஒன்று நிகழும் நிகழ்தகவு, அவற்றின் தனித்தனி நிகழ்தகவுகளின் கூட்டுத்தொகையாகும்.
தனிப்படுத்துகை விதியின்படி, ஒரு பல்காரணிக் கலப்பு (multifactorial cross) ஒரே நேரத்தில் நிகழும் பல சுயாதீன ஒற்றைக் கலப்புப் பிறப்புகளுக்குச் சமமாகக் கருதப்படலாம். எனவே சிக்கலான பனட்டின் அட்டவணைக்குப் பதிலாக நிகழ்தகவு விதிகளைப் பயன்படுத்திப் பிறப்புரிமை விகிதங்களை எளிதாகக் கணிக்கலாம்.
7. சோதனைக் கலப்பு (Test Cross)
Test cross Punnett square
Wikipedia → · CC
ஆட்சியான இயல்பைக் காட்டும் ஓர் அங்கியின் அறியப்படாத பிறப்புரிமையமைப்பை (unknown genotype) கண்டறிய, அதே இயல்பிற்கு ஓரின நுக நிலையில் உள்ள பின்னிடைவான அங்கியுடன் (homozygous recessive) கலப்புச் செய்வது சோதனைக் கலப்பு (test cross) எனப்படும். இரட்டைக் கலப்பின்போது மேற்கொள்ளப்படும் சோதனைக் கலப்பு இரட்டை சோதனைக் கலப்பு (dihybrid testcross) எனப்படும்.
8. மென்டலின் வெற்றிக்கான காரணங்கள் (Success of Mendel)
Gregor Mendel
Wikipedia → · CC
மென்டல் தனது பரிசோதனைகளில் அறிவியல் அணுகுமுறையைப் பின்பற்றினார்: ஆயிரக்கணக்கான கலப்புகளை மேற்கொண்டார் (பெரிய மாதிரியளவு → முடிவுகள் நிகழ்தகவுக் கணிப்புகளுடன் நெருங்கின); துல்லியமான பதிவுகளை வைத்திருந்தார்; ஒவ்வொரு கலப்பையும் குறைந்தது இரு சந்ததிகள் (கு1, கு2) வரை பின்தொடர்ந்தார்; சந்ததிகளின் தோற்றவமைப்புகளை அளவீட்டுரீதியில் (quantitatively) பகுப்பாய்வு செய்தார். தோட்டப் பட்டாணி (Pisum sativum) — உறழ்பொருவு இயல்புகள், குறுகிய சந்ததிக் காலம், ஏராளமான சந்ததி, கட்டுப்படுத்தக்கூடிய மகரந்தச் சேர்க்கை — காரணமாக ஏற்ற அங்கியாக அமைந்தது.
Dihybrid and Two-Trait Crosses
Bozeman Science
- ஒரு இயல்பு / One character
- இரு இயல்புகள் / Two characters
- மூன்று இயல்புகள் / Three characters
- எந்த இயல்பும் இல்லை / No characters
- நான்கு இயல்புகள் / Four characters
பதில் / Answer
- முதலாம் விதி (தனிப்படுத்துகை) / First law (segregation)
- இரண்டாம் விதி (சுதந்திர தனிப்படுத்துகை) / Second law (independent assortment)
- ஆட்சித்தன்மை விதி / Law of dominance
- இணைப்பு விதி / Law of linkage
- -
பதில் / Answer
- YyRr × yyrr
- YYRR × yyrr
- YYRr × YyRR
- YYrr × yyRR
- Yyrr × yyRr
பதில் / Answer
- YYRR
- yyrr
- YyRr
- YYrr
- yyRR
பதில் / Answer
- பச்சை திரங்கிய / Green-wrinkled
- மஞ்சள் வட்டம் / Yellow-round
- பச்சை வட்டம் / Green-round
- மஞ்சள் திரங்கிய / Yellow-wrinkled
- -
பதில் / Answer
- 3:1
- 1:2:1
- 9:3:3:1
- 1:1:1:1
- 9:7
பதில் / Answer
- 2
- 4
- 8
- 16
- 1
பதில் / Answer
- 4
- 8
- 16
- 9
- 32
பதில் / Answer
- பச்சை திரங்கிய / Green-wrinkled
- மஞ்சள் வட்டம் / Yellow-round
- மஞ்சள் திரங்கிய / Yellow-wrinkled
- பச்சை வட்டம் / Green-round
- -
பதில் / Answer
- Y_R_
- yyR_
- Y_rr
- yyrr
- YyRr
பதில் / Answer
- 9:3:3:1
- 3:1
- 1:1
- 9:7
- 1:2:1
பதில் / Answer
- எதிருருக்கள் ஒன்றாகச் சேர்ந்து கடத்தப்படும் / Alleles pass together
- புணரியாக்கத்தின் போது எதிருருக்கள் சுயாதீனமாகத் தனிப்படுத்தப்படும் / Alleles assort independently during gamete formation
- ஆட்சியான இயல்பு எப்போதும் மறையும் / Dominant trait is always hidden
- ஒரே மரபணு மட்டுமே கடத்தப்படும் / Only one gene passes
- -
பதில் / Answer
- அருகருகே இணைக்கப்பட்டவை / Closely linked
- வேறுபட்ட நிறமூர்த்தங்களில் அல்லது தொலைவில் / On different chromosomes or far apart
- ஒரே அமைவிடத்தில் / On the same locus
- மட்டும் X நிறமூர்த்தத்தில் / Only on X
- -
பதில் / Answer
- வேறுபட்ட நிறமூர்த்தங்களில் / On different chromosomes
- அருகருகே இணைக்கப்பட்ட (linked) / Closely linked
- தொலைவில் அமைந்த / Far apart
- தன்னியக்க நிறமூர்த்தத்தில் / On autosomes
- -
பதில் / Answer
- குறுக்கு மகரந்தச் சேர்க்கை / Cross-pollination with parents
- தன்மகரந்தச் சேர்க்கை (self-pollination) / Self-pollination of F₁
- ஒட்டுக்கலப்பு / Grafting
- சோதனைக் கலப்பு / Test cross
- -
பதில் / Answer
- முரண்பட்ட நிகழ்வுகளில் ஏதேனும் ஒன்று / Either of mutually exclusive events
- இரு சுயாதீன நிகழ்வுகள் ஒன்றாக நிகழ்தல் / Two independent events occurring together
- ஒரே நிகழ்வு / A single event
- எந்த நிகழ்வும் நிகழாமை / No event
- -
பதில் / Answer
- ½
- ¼
- ⅛
- 1
- ⅓
பதில் / Answer
- பெருக்கல் விதி / Multiplication rule
- கூட்டல் விதி (sum rule) / Addition (sum) rule
- தனிப்படுத்துகை விதி / Segregation rule
- ஆட்சித்தன்மை விதி / Dominance rule
- -
பதில் / Answer
- 0 முதல் 10 / 0 to 10
- −1 முதல் 1 / −1 to 1
- 0 முதல் 1 / 0 to 1
- 1 முதல் 100 / 1 to 100
- -
பதில் / Answer
- ஒரே ஒற்றைக் கலப்பு / A single monohybrid cross
- பல சுயாதீன ஒற்றைக் கலப்புகள் / Several independent monohybrid crosses
- ஒரு சோதனைக் கலப்பு / One test cross
- ஒரு குறுக்குமாற்றம் / One crossing over
- -
பதில் / Answer
- தோற்றவமைப்பைக் கண்டறிதல் / Find the phenotype
- அறியப்படாத பிறப்புரிமையமைப்பைக் கண்டறிதல் / Find an unknown genotype
- புணரிகளை எண்ணுதல் / Count gametes
- நிறமூர்த்தம் எண்ணுதல் / Count chromosomes
- -
பதில் / Answer
- ஓரின நுக ஆட்சியான / Homozygous dominant
- ஓரின நுக பின்னிடைவான (homozygous recessive) / Homozygous recessive
- பல்லின நுக / Heterozygous
- தூயவழி ஆட்சியான / True-breeding dominant
- -
பதில் / Answer
- ஒற்றை சோதனைக் கலப்பு / Monohybrid testcross
- இரட்டை சோதனைக் கலப்பு (dihybrid testcross) / Dihybrid testcross
- மும்மை சோதனைக் கலப்பு / Trihybrid testcross
- குறுக்குமாற்றம் / Crossing over
- -
பதில் / Answer
- சோளம் / Maize
- தோட்டப் பட்டாணி (Pisum sativum) / Garden pea
- அரிசி / Rice
- பருத்தி / Cotton
- -
பதில் / Answer
- உறழ்பொருவு இயல்புகள் பல வகை / Many contrasting traits
- குறுகிய சந்ததிக் காலம் / Short generation time
- மிகக் குறைந்த சந்ததி எண்ணிக்கை / Very few offspring
- கட்டுப்படுத்தக்கூடிய மகரந்தச் சேர்க்கை / Controllable pollination
- -
பதில் / Answer
- ஒரே ஒரு கலப்பு செய்தல் / Doing a single cross
- ஆயிரக்கணக்கான கலப்புகள் + அளவீட்டுப் பகுப்பாய்வு / Thousands of crosses + quantitative analysis
- ஒரு சந்ததியில் நிறுத்தல் / Stopping at one generation
- பதிவுகள் வைக்காமை / Keeping no records
- -
பதில் / Answer
- முடிவுகள் நிகழ்தகவுக் கணிப்புகளுடன் நெருங்கும் / Results approach probability predictions
- கலப்பு வேகமாக நடக்கும் / Cross is faster
- குறைவான புணரிகள் / Fewer gametes
- நிறமூர்த்தம் அதிகரிக்கும் / Chromosomes increase
- -
பதில் / Answer
- மஞ்சள் வட்டம் / Yellow-round
- பச்சை வட்டம் / Green-round
- மஞ்சள் திரங்கிய / Yellow-wrinkled
- பச்சை திரங்கிய / Green-wrinkled
- -
பதில் / Answer
- ஒற்றைக் கலப்பு / Monohybrid
- இரட்டைக் கலப்பு (dihybrid) / Dihybrid
- சோதனைக் கலப்பு / Testcross
- மீள்கலப்பு / Backcross
- -
பதில் / Answer
- பச்சை திரங்கிய / Green-wrinkled
- மஞ்சள் திரங்கிய / Yellow-wrinkled
- மஞ்சள் வட்டம் / Yellow-round
- பச்சை வட்டம் / Green-round
- -
பதில் / Answer
- இரட்டைக் கலப்புப் பிறப்பு என்றால் என்ன என வரையறுக்க. / Define a dihybrid cross. (2)
- மென்டல் கலந்த பெற்றோர்களின் பிறப்புரிமையமைப்புகளையும் கு1 இன் பிறப்புரிமையமைப்பையும் எழுதுக. / Write the parental genotypes and the F₁ genotype. (2)
- கு2 இல் கிடைக்கும் தோற்றவமைப்பு விகிதத்தையும் நான்கு தோற்றவமைப்புகளையும் கூறுக. / State the F₂ phenotypic ratio and the four phenotypes. (3)
- சுதந்திர தனிப்படுத்துகை விதியைக் கூறி, அது பொருந்தாத ஒரு சந்தர்ப்பத்தைத் தருக. / State the law of independent assortment and give one case where it does not hold. (3)
மாதிரி விடை / Model answer
(ஆ) பெற்றோர்: YYRR (மஞ்சள் வட்டம்) × yyrr (பச்சை திரங்கிய); கு1: அனைத்தும் YyRr. (2)
(இ) 9:3:3:1 — 9 மஞ்சள் வட்டம் : 3 பச்சை வட்டம் : 3 மஞ்சள் திரங்கிய : 1 பச்சை திரங்கிய. (3)
(ஈ) புணரியாக்கத்தின் போது எதிருருக்கள் ஒன்றையொன்று சாராமல் சுயாதீனமாகத் தனிப்படுத்தப்படும். அருகருகே இணைக்கப்பட்ட (linked) மரபணுக்களுக்குப் பொருந்தாது. (3)
மென்டலின் இரட்டைக் கலப்புப் பிறப்புப் பரிசோதனையை விளக்கி, 9:3:3:1 விகிதம் எவ்வாறு சுதந்திர தனிப்படுத்துகை விதிக்கு ஆதாரம் தருகிறது என விவரிக்க. நிகழ்தகவு விதிகளின் பயன்பாட்டையும் குறிப்பிடுக. / Explain Mendel's dihybrid cross experiment, how the 9:3:3:1 ratio supports the law of independent assortment, and the use of probability rules.
விடைக் குறிப்புகள் / Answer outline
• இரு கருதுகோள்: சார்பு (→ 3:1, இரு புணரி) vs சுதந்திர (→ நான்கு புணரி YR/Yr/yR/yr).
• கு1 தன்மகரந்தச் சேர்க்கை → 4×4=16 கூறுகள் → 9:3:3:1.
• நான்கு தோற்றவமைப்பு கிடைத்தது → எதிருருக்கள் சுயாதீனமாகத் தனிப்படுத்தப்பட்டன → இரண்டாம் விதி.
• வரம்பு: வேறுபட்ட/தொலைவு மரபணுக்கள் மட்டும்; இணைப்புக்கு பொருந்தாது.
• நிகழ்தகவு: பெருக்கல் விதி (½×½=¼), கூட்டல் விதி; பல்காரணிக் கலப்பு = பல சுயாதீன ஒற்றைக் கலப்புகள்.
பதில் / Show answer
- இரு பண்புகள்; F2 = 9:3:3:1.
- சுதந்திர தனிப்படுத்துகை விதி — வெவ்வேறு பண்புகள் சுதந்திரமாகப் பிரிகின்றன.
- 9 இரு-ஆட்சி : 3 : 3 : 1 இரு-அடிபணிவு.