Гіпотеза чистоти гамет була висунута Менделем для пояснення встановлених при гібридизації закономірностей. Сенс її полягає в тому, що гібридні (гетерозиготні) організми формують негібридних, «чисті» статеві клітини (гамети).
Пізніше це положення Менделя повністю підтвердилося цитологическими даними про хід мітозу, мейозу і запліднення.
Якщо прийняти, що кожна ознака (скажімо, жовта або зелене забарвлення насіння у гороху) передається з покоління в покоління за допомогою спеціальної матеріальної одиниці - гена, а гени знаходяться в хромосомах, то підсумки моногибридного схрещування повністю співпадуть з поведінкою хромосом при зміні поколінь. Дійсно, кожна клітина тіла організму має диплоїдний набір хромосом; при утворенні статевих клітин в результаті мейозу кожна гамета отримує тільки гаплоїдний набір хромосом. При подальшому заплідненні диплоїдний набір відновлюється в зиготі і зберігається у всіх клітинах нового організму. При цьому одна хромосома з кожної гомологічноюпари отримана від батьківського, а інша - від материнського організму.
До сих пір ми позначали буквами самі ознаки організмів (А - жовта, а - зелене забарвлення). Виходячи з того, що спадкова інформація про ці ознаках передається через гени, позначимо буквами самі гени: А - ген жовтого забарвлення насіння, а - ген зеленого забарвлення насіння. Пара таких генів називається аллельними генами і знаходиться в парі гомологічних хромосом гібрида: А - в одній хромосомі (від одного з батьків), а - в іншій хромосомі тієї ж пари (від другого з батьків). Тому схему схрещування в буквеної символіки можна записати так:
У схемі формули АА, Аа і аа означатимуть генотипи тих чи інших організмів. Якщо в парі алельних генів ген А повністю домінує над геном а, то два організму з різними генотипами - АА і Аа - будуть виглядати однаково. Саме цей випадок мав місце при схрещуванні Горохів: гомозиготні рослини АА і гетерозиготні рослини Аа мали однакову жовте забарвлення насіння. У разі неповного домінування (нічна красуня) гомозиготні (АА) і гетерозиготні (Аа) рослини відрізнялися: перші мали червоне забарвлення квіток, а другі - рожеву.
Все сказане пояснює дуже важливе положення генетики: не завжди за реальними ознаками організму можна прямо судити про його спадковості. Тому і необхідний гибридологический метод вивчення спадковості. Тільки цим методом за ознаками потомства можна, наприклад, відрізнити гомозиготні желтозерние рослини гороху (АА) від гетерозиготних желтозерних (Аа).
Більш складним випадком буде дигибридное схрещування. При ньому одночасно простежується спадкування двох пар контрастують ознак при гібридизації. Так, Мендель схрещував сорт гороху з жовтими гладкими насінням з сортом, насіння якого були зеленими і зморшкуватими. Всі рослини F1 мали жовті гладкі насіння. Тому гени, що визначають ці дві пари ознак, можна позначити: А - ген жовтого забарвлення (домінантний), а - ген зеленого забарвлення (pецессівний), В - ген гладкої поверхні (домінантний); в - ген зморшкуватої поверхні (рецесивний).
Характер розщеплення в F2 і його генетична розшифровка показані на малюнку нижче. Розберемося в цій схемі. Рослини F1 отримують від своїх батьків домінантний ген жовтого забарвлення А і рецесивний ген зеленого забарвлення а, домінантний ген гладкої В і рецесивний ген зморшкуватої в поверхні насіння. В результаті утворюється подвійна гетерозиготна особина, генотип якої буде включати в себе дві пари генів Аа і Вв, т. Е. Його можна записати як АаВв. В результаті домінування жовтого забарвлення і гладкій поверхні насіння ці рослини будуть мати жовті гладкі насіння.
При утворенні гамет подвійна гетерозиготна особина АаВв дасть 4 типи різних статевих клітин. Цитологічних це може статися, якщо пара генів Аа знаходиться в одній парі гомологічних хромосом, а пара генів Вв - в іншій парі гомологічних хромосом. Так виникають гаплоїдні чоловічі і жіночі статеві клітини з набором генів: AB, ав, Ав і аВ; при цьому число різних по генному складу статевих клітин приблизно однаково. У процесі запліднення будь-яка чоловіча гамета може запліднити будь-яку жіночу. Всього поєднань з 4 різних гамет по 2 гамети (чоловічий та жіночий) може бути 16. Значить виникає 16 зигот F2, які записані в 16 клітинах на малюнку. Якщо уважно розглянути всі 16 клітин, то побачимо: різних генотипів за все утворилося 9, а різних сполучень ознак в силу явища домінування - тільки 4. При цьому кількісне співвідношення фенотипів вийшло наступне: 9 рослин з жовтими гладкими насінням, 3 - з жовтими зморшкуватими, 3 - з зеленими гладкими і один - з зеленими зморшкуватими насінням.