कक्षा 12 जीव विज्ञान NCERT समाधान: वंशागति तथा विविधता के सिद्धांत

1. वार्षिक प्रकृति: मटर का पौधा एक वर्षीय होता है, जिससे इसे पूरे वर्ष उगाया जा सकता है और इसकी कई पीढ़ियों का अध्ययन कम समय में संभव हो पाता है।
2. पुष्प संरचना: इसके पुष्प उभयलिंगी होते हैं और इनकी संरचना ऐसी होती है कि प्राकृतिक रूप से स्वपरागण होता है, लेकिन कृत्रिम परपरागण भी आसानी से कराया जा सकता है।
3. शुद्ध लक्षण: समयुग्मजी (homozygous) पौधों में लक्षण पीढ़ी-दर-पीढ़ी शुद्ध बने रहते हैं, जिससे परिणामों का विश्लेषण सरल हो जाता है।
4. संकर पौधों की जनन क्षमता: कृत्रिम परपरागण से उत्पन्न संकर (hybrid) पौधे भी पूर्णतः जननक्षम (fertile) होते हैं, जिससे अगली पीढ़ियों का अध्ययन जारी रखा जा सकता है।
5. विपर्यासी लक्षणों की उपस्थिति: मटर के पौधे में कई ऐसे लक्षण थे जिनके स्पष्ट वैकल्पिक रूप (जैसे फूल का रंग - बैंगनी या सफेद; पौधे की लम्बाई - लम्बा या बौना) उपस्थित थे, जो आनुवंशिक विश्लेषण के लिए उपयुक्त थे।

(क) प्रभाविता और अप्रभाविता (Dominance & Recessiveness)

प्रभाविता: वह लक्षण (या ऐलील) जो विषमयुग्मजी (heterozygous) अवस्था में स्वयं को अभिव्यक्त कर पाता है, प्रभावी (dominant) कहलाता है। यह घटना प्रभाविता कहलाती है। इसका कारण यह है कि प्रभावी ऐलील एक पूर्णतः कार्यशील एन्जाइम का उत्पादन करता है।

अप्रभाविता: वह लक्षण (या ऐलील) जो विषमयुग्मजी अवस्था में अभिव्यक्त नहीं हो पाता, अप्रभावी (recessive) कहलाता है। यह घटना अप्रभाविता कहलाती है। इसका कारण यह है कि अप्रभावी ऐलील में उत्परिवर्तन के कारण या तो अकार्यशील एन्जाइम बनता है या एन्जाइम बनता ही नहीं है।

(ख) समयुग्मजी और विषमयुग्मजी (Homozygous and Heterozygous)

समयुग्मजी: जब किसी लक्षण के लिए किसी जीव के जीनोटाइप में कारकों (जीन्स) के दोनों युग्मविकल्पी (alleles) समान होते हैं (जैसे TT या tt), तो वह जीव उस लक्षण के लिए समयुग्मजी कहलाता है। ऐसे जीव शुद्ध (pure) माने जाते हैं और केवल एक ही प्रकार के युग्मक उत्पन्न करते हैं।

विषमयुग्मजी: जब किसी लक्षण के लिए जीनोटाइप में कारकों (जीन्स) के दोनों युग्मविकल्पी विपरीत प्रभाव वाले होते हैं (जैसे Tt), तो वह जीव उस लक्षण के लिए विषमयुग्मजी कहलाता है। ऐसे जीव शुद्ध नहीं होते, बल्कि संकर (hybrid) होते हैं और दो प्रकार के युग्मक उत्पन्न कर सकते हैं।

(ग) एकसंकर और द्विसंकर (Monohybrid and Dihybrid)

एकसंकर क्रॉस: जब एक समय में केवल एक ही लक्षण के दो विपरीत रूपों (जैसे लम्बाई - लम्बा और बौना) वाले शुद्ध जनकों के बीच संकरण कराया जाता है, तो इसे एकसंकर क्रॉस कहते हैं। इस क्रॉस में F1 पीढ़ी प्रभावी लक्षण प्रदर्शित करती है, और F2 पीढ़ी में फीनोटाइपिक अनुपात 3:1 (प्रभावी:अप्रभावी) प्राप्त होता है।

द्विसंकर क्रॉस: जब एक समय में दो लक्षणों के विपरीत रूपों (जैसे बीज का आकार - गोल/झुर्रीदार और बीज का रंग - पीला/हरा) वाले शुद्ध जनकों के बीच संकरण कराया जाता है, तो इसे द्विसंकर क्रॉस कहते हैं। F1 पीढ़ी दोनों लक्षणों में प्रभावी रूप प्रदर्शित करती है, और F2 पीढ़ी में फीनोटाइपिक अनुपात 9:3:3:1 प्राप्त होता है।

यदि कोई द्विगुणित जीव (diploid organism) 6 विभिन्न स्थलों (loci) के लिए विषमयुग्मजी (heterozygous) है, तो प्रत्येक स्थल पर दो भिन्न युग्मविकल्पी (alleles) होंगे। उदाहरण के लिए, यदि 6 स्थल A, B, C, D, E, F हैं, तो जीनोटाइप Aa Bb Cc Dd Ee Ff होगा।

प्रत्येक विषमयुग्मजी स्थल से दो प्रकार के युग्मक (alleles) बन सकते हैं। चूँकि 6 स्थल विषमयुग्मजी हैं, तो युग्मकों के संयोजन की कुल संख्या \(2^n\) होगी, जहाँ \(n\) विषमयुग्मजी स्थलों की संख्या है।

इस स्थिति में, \(n = 6\)।

अतः, संभव युग्मकों की संख्या = \(2^6 = 2 \times 2 \times 2 \times 2 \times 2 \times 2 = 64\)।

इसलिए, 64 विभिन्न प्रकार के युग्मकों का उत्पादन संभव है।

मेण्डल का प्रभाविता का नियम (Law of Dominance) बताता है कि जब दो विषमयुग्मजी (heterozygous) जनक, जो एक लक्षण के दो वैकल्पिक रूपों (alleles) को धारण करते हैं, के बीच संकरण कराया जाता है, तो F1 पीढ़ी में केवल एक ही लक्षण (प्रभावी लक्षण) प्रकट होता है।

इस नियम की व्याख्या एकसंकर क्रॉस (Monohybrid Cross) के माध्यम से की जा सकती है, जिसमें एक समय में केवल एक लक्षण का अध्ययन किया जाता है।

उदाहरण: मटर के पौधे की लम्बाई का अध्ययन

1. जनक पीढ़ी (P): मेण्डल ने शुद्ध लम्बे (Pure Tall) पौधे (जीनोटाइप TT) और शुद्ध बौने (Pure Dwarf) पौधे (जीनोटाइप tt) का चयन किया।
2. युग्मक निर्माण: शुद्ध लम्बे पौधे केवल 'T' युग्मक बनाते हैं, और शुद्ध बौने पौधे केवल 't' युग्मक बनाते हैं।
3. F1 पीढ़ी (प्रथम सन्तानीय पीढ़ी): जब शुद्ध लम्बे और शुद्ध बौने पौधों के बीच संकरण कराया गया, तो सभी पौधे लम्बे (Hybrid Tall) प्राप्त हुए (जीनोटाइप Tt)। यहाँ 'T' (लम्बाई का कारक) 't' (बौनेपन का कारक) पर प्रभावी है, इसलिए लम्बापन लक्षण प्रकट हुआ और बौनापन अप्रभावी रहा।
4. F1 पीढ़ी का स्वपरागण: F1 पीढ़ी के लम्बे पौधों (Tt) के बीच स्वपरागण (self-pollination) कराया गया।
5. F2 पीढ़ी (द्वितीय सन्तानीय पीढ़ी): स्वपरागण से F2 पीढ़ी में तीन प्रकार के जीनोटाइप प्राप्त हुए:
• TT (शुद्ध लम्बा): 1
• Tt (संकर लम्बा): 2
• tt (शुद्ध बौना): 1

इस प्रकार, F2 पीढ़ी में फीनोटाइप (लक्षण प्ररूप) का अनुपात 3 लम्बे पौधे : 1 बौना पौधा प्राप्त हुआ।

यह परिणाम दर्शाता है कि F1 पीढ़ी में अप्रभावी लक्षण (बौनापन) लुप्त नहीं हुआ था, बल्कि वह विषमयुग्मजी अवस्था में छिपा रहा और F2 पीढ़ी में पुनः प्रकट हुआ, जो पृथक्करण के नियम का भी समर्थन करता है। प्रभाविता नियम के अनुसार, F1 पीढ़ी में केवल प्रभावी लक्षण (लम्बापन) ही अभिव्यक्त हुआ।