Pastabos dėl Gregoro Mendelio eksperimento

Skaitykite šį straipsnį, kad sužinotumėte apie Gregorą Johanną Mendelį, jo woką, sėkmės priežastis, jo eksperimentą ir rezultatus!

Gregor Johann Mendel (1822–1884) yra žinomas kaip genetikos tėvas, nes jis pirmasis parodė simbolių perdavimo iš vienos kartos į kitą mechanizmą. Jis taip pat davė apibendrinimus, iš kurių kai kurie vėliau buvo keliami į paveldėjimo principų ar įstatymų statusą.

Image Courtesy: 2.bp.blogspot.com/-jv9yNAYtgtA/TicwKYC0jHI/AAAAAAAAATw/RA0AcorwjmA/s1600/S11072012330.jpg

Jie sudaro genetikos pagrindus. Mendelis gimė Silisiane, kaime Heinzendorf (Austrija, dabar yra Čekijos Respublika), 1822 m. Liepos 22 d., Ūkininko šeimai. Jis buvo puikus studentas ir keletą metų studijavo filosofiją. Po mokymosi Mendelis 1843 m. 1843 m. Įstojo į Šv. Tomaso Augustino vienuolyną Brunn (tada Austrijoje; dabar Brno Čekoslovakijoje).

25 metų amžiaus (1847 m.) Vienuolyne jis buvo kunigas. 1851 m. Mendelis buvo išsiųstas į Vienos universitetą Botanikos ir fizikos studijoms. Jis grįžo į Bruną kaip fizikos ir gamtos mokslų mokytojas. Mendelis 14 metų dirbo mokytoju. Vėliau jis buvo vienuolyno abatas. Gregoras buvo įtrauktas į jo vardą, kai jis prisijungė prie Brunn vienuolyno. 1856 m. Mendelis stebėjo dviejų rūšių sėklų paplitimą žirnių augaluose, augančiuose jo vienuolyne.

Taip jis susidomėjo jais. Mendelis septynerius metus nuo 1856-1863 m. Atliko sodo žirnių hibridizacijos eksperimentus. Jis patvirtino savo eksperimentinių medžiagų grynumą per veisimą. Iš pradžių jis paėmė 34 porų žirnių augalų, po to 22, bet galiausiai dirbo tik 7 porų veislių.

Pastarasis skyrėsi tokiais rašmenimis kaip gėlių spalva, gėlių padėtis, aukštis, pod formos, pod spalvos, sėklų forma, sėklų spalva ir pan. Visos pasirinktos veislės buvo grynos linijos arba tikras veisimas, ty jie buvo gryni ir auginami tiesa arba tėvai buvo panašūs. Mendelis atliko įvairius kryžminio veisimo būdus ir leido palikuonims auginti savarankiškai.

Jo eksperimentai turėjo didelį mėginių kiekį, apie 10000 žirnių augalų. Tai padidina jo duomenų patikimumą. Be to, jis pirmą kartą naudojo statistinę analizę ir matematinę logiką sprendžiant biologijos problemas. Jis suformulavo apibendrinimus, kurie buvo perskaityti 1865 m. Brunno gamtos istorijos draugijos dviejuose susitikimuose. Jo dokumentas „Augalų hibridizacijos eksperimentai“ 1866 m. Buvo paskelbtas „Brunno gamtos mokslų draugijos procese“. Mendelis mirė 1884 m. už jo darbą.

Mendelio darbai liko nepastebėti ir nepatvirtinti apie 34 metus dėl:

i) „Brunn gamtos mokslų draugijos bylų“, kurioje jis buvo paskelbtas, ribota apyvarta;

(ii) Jis negalėjo įtikinti, kad jo išvados yra visuotinės, nes Mendelis nesugebėjo atkurti „Hawkweed“ (Hieracium) rezultatų, atliktų pagal Naegeli siūlymą. Tai buvo dėl to, kad nėra grynų linijų,

(iii) agresyvumo trūkumas jo asmenybėje,

(iv) Tuo metu mokslinį pasaulį sudrebino Darvino evoliucijos teorija (Rūšių kilmė, 1859).

(v) Mendelio pastovios, nesusimaišančios, diskretiškos ar skirtingų bruožų veiksniai nesulaukė sutikimo iš amžininkų;

(vi) Mendelio išvados apie paveldimumą buvo ankstesnės. Jis naudojo statistinius metodus ir matematines logikas, kurios tuo metu nebuvo žinomos kitiems biologams,

vii) nebuvo fizinių įrodymų, kad egzistuoja veiksniai ar medžiaga, iš kurios jie buvo pagaminti.

Iš naujo atrasti Mendelio darbą:

Mendelis mirė 1884 m., Kol buvo pripažintas jo darbas. 1900 m. Trys darbuotojai savarankiškai iš naujo atrado Mendelio parengtus paveldimumo principus. Jie buvo Olandijos „Hugo de Vries“, Vokietijos „Carl Correns“ ir Austrijos „Erich von Tschermak-Seysenegg“.

Corrensas iškėlė dviejų Mendelio apibendrinimų statusą paveldėjimo įstatymų lygiu - atskyrimo ir nepriklausomo asortimento įstatymu. Kiti yra kintantys principai. Hugo de Vries taip pat sužinojo apie Mendel'o popierių ir jį paskelbė „Flora“ 1901 metais. Batesonas, Punnetas ir kiti tolesni darbuotojai nustatė, kad „Mendel“ darbas yra universalus, įskaitant gyvūnus.

Mendelio sėkmės priežastys:

1. Mendelis savo eksperimentams pasirinko tik grynąsias žirnių veisles (Pisum sativum). Jis paėmė dvejus metus (1857-1859 m.), Kad patikrintų, ar jo eksperimentinės medžiagos yra grynas veisimas.

2. Mendelis savo tyrimams paėmė tik tuos bruožus, kurie nerodo ryšio, sąveikos ar neišsamios dominavimo.

3. Mendelio pasirinkti simboliai turėjo išskirtinius kontrastinius bruožus, tokius kaip aukštas ir nykštukas, žalias ir geltonas.

4. Mendelis vienu metu pasiėmė vieną ar du simbolius savo veisimo eksperimentams, o jo pirmtakai dažnai tyrinėjo visus bruožus vienu metu.

5. Mendelis tyrė charakterio paveldėjimą trims ar daugiau kartų.

6. Jis atliko abipusius kryžius ir iškėlė didelius palikuonis.

7. Mendelio eksperimentinis augalas Žirniai (Pisutn sativum) idealiai tinka kontroliuojamam veisimui. Jis yra kryžminis veisimas rankiniu būdu, o paprastai jis pats veisiasi.

8. Jis rūpinosi, kad būtų išvengta užkrėtimo vabzdžių, kuriuos atnešė vabzdžiai.

9. Mendelis nuolat užregistravo kiekvieną kryžių, vėlesnį savęs auginimą ir pagamintų sėklų skaičių.

10. Mendelis eksperimentavo su daugybe augalų tam pačiam bruožui ir gavo šimtus palikuonių. Didelis mėginių skaičius suteikė patikimumą jo rezultatams.

11. Jis suformulavo teorinius jo rezultatų aiškinimo paaiškinimus. Jo paaiškinimus toliau išbandė jo galiojimas.

12. Mendelis analizavo savo rezultatus statistiniais metodais ir tikimybės teise.

13. Mendelis pasisekė renkantis tuos bruožus, kurių genai sąveikauja. Jie buvo arba skirtingose ​​chromosomose, arba buvo visiškai rekombinuoti. Jis nesuderino pod formos ir augalų aukščio nė viename iš jo dinibridinių kryžių, kurių genai yra artimi 4 chromosomui ir nerodo dažno rekombinacijos.

14. Jis nesistengė paaiškinti visų jo rezultatuose esančių variantų, bet paliko juos kaip pvz., Gėlių ir sėklų spalvos susiejimą.

Mendelio eksperimentai:

Mendelio eksperimentinė medžiaga:

Mendelis savo eksperimentams pasirinko sodo žirnelius (= valgomuosius žirnius, Pisum sativum; 2n = 14).

Žirnių augalų pasirinkimo privalumai:

(i) Turimos grynos žirnių veislės (ii) Žirnių augalai parodė daugybę lengvai nustatomų kontrastingų simbolių, iii) žirnių žiedinė struktūra leidžia kontroliuoti veislę. Nors augalas yra savaip apdulkintas, tačiau jį galima kirsti rankiniu būdu, (iv) žirnių gėlės paprastai lieka uždarytos ir patenka į dulkes. v) tai yra kasmetinis augalas, turintis trumpą tarnavimo laiką ir per tris mėnesius duoda rezultatų; vi) augalui gaminama daug sėklų; vii) augalas yra lengvai auginamas ir nereikalauja priežiūros po priežiūros; apdulkinimo laikas, viii) F ₁ hibridai yra derlingi.

Mendelio eksperimentai buvo atliekami trimis etapais: i) grynų ar tikrieji veisliniai tėvai, ii) hibridizacija ir F ₁ augalų kartos gavimas, iii) hibridinių augalų savidarbiavimas ir tolesnių kartų auginimas, pvz., F ₂, F ₃, F ₄ ir tt

a) Tėvų pasirinkimas:

Mendelis atrinko 7 poras grynų ar tikros žirnių veislių žirnių kaip pradinę medžiagą jo eksperimentams. Savarankiško apdulkinimo ar savarankiško veisimo metu gryna veislė sukuria palikuonis, turinčius panašų bruožą, pvz., Aukšta veislė su aukštais palikuonimis, raudona gėlių veislė su raudonais žiedais palikuoniais ir pan.

Visi atrinktų veislių personažai turėjo lengvai išskiriamus pakaitinius bruožus, pvz., Aukštis ir nykimas, voilė arba raudonos gėlės ir baltos gėlės (5.1 lentelė). Mendel pasitenkino, kad veislės veisimas yra tikrasis veisimas savęs apdulkinimo būdu. Buvo pašalintas bet koks požymis neatitinkantis palikuonis. Tada sekančiame etape buvo naudojami tikrieji veisimo augalai. Jie sudarė pagrindinę (P) kartą.

5.1 lentelė. Mendelio paimtos sodo žirnių savybės

b) hibridizacija F ₁ kartai:

Mendelis atliko abipusius kryžius tarp augalų, turinčių pakaitinę charakterio formą, aukštą ir nykštį, raudoną žiedą ir baltą žiedą. Abipusiame (R) kryžminyje vienos formos žiedadulkės buvo dulkinamos per kitos formos stigmą ir atvirkščiai, pvz., Žiedų iš aukštų augalų žiedadulkių iš nykštukinių augalų žiedų ir nykštukinių augalų žiedadulkių žiedų iki didžiųjų augalų žiedų .

Siekiant išvengti užteršimo nuo svetimų žiedadulkių, rankomis apdulkintos gėlės buvo padengtos popieriniais maišais (maišeliais). Kryžius, į kurį atsižvelgiama tik į dvi pakaitines vieno simbolio formas, vadinamas monohibridiniu kryžiumi. Mendelis taip pat atliko kryžius su dviem simboliais. Jie yra vadinami dihybridiniais kryžiais. Taip pat buvo atlikti trihibridiniai ir polihybridiniai kryžiai.

Kitais metais buvo surinkti ir sėti kryžių arba kryžių sėklos. Hibridiniai palikuoniai, įskaitant sėklą, sudaro kitą kartą, vadinamą pirmuoju filialu arba F ₁ karta.

c) F ₂ ir F ₃ kartų veisimas:

F ₁ kartos augalai galėjo atlikti savarankišką apdulkinimą (sibcrossing arba selfing). Siekiant išvengti užteršimo užsienio žiedadulkėmis, nuo pat pradžių gėlės buvo padengtos popieriniais maišeliais. Mendelis surinko sėklas ir iškėlė naują kartos augalus. Iš jų išaugintos sėklos ir augalai sudaro antrąją kartos arba F ₂ kartą. Tolesnis savarankiškas apdulkinimas sukėlė F ₃ arba trečiąjį filialą. Mendelis nuolat registravo kiekvieną kartą ir stebėjo:

Eksperimentų rezultatai:

1. Abipusių kryžių F ₁ augalai buvo panašūs.

2. F ₁ augalai nebuvo tarp dviejų simbolių požymių. Atvirkščiai, jie panašūs į vieną iš tėvų, turėdami vieną alternatyvų charakterio bruožą. Taigi kryžmėje tarp aukštų ir nykštukinių augalų visi hibridai buvo aukšti (5.2 pav.). Panašiai kaip ir geltonos ir žalios spalvos sėklų tėvai, F, sėklos buvo geltonos spalvos (5.2 lentelė).

3. F ₂ kartoje išreiškiami abu tėvų bruožai.

4. Vienas simbolio požymis, kuris nebuvo rodomas F ₁ kartoje, turi būti paslėptas ar neišreikštas.

5. Organizmas turi turėti du kiekvieno veiksnio veiksnius arba veiksnius (suporuotų veiksnių principas). Šie du veiksniai yra panašūs tiems, kurie yra tikri. Jie skiriasi nuo kryžiaus gautų organizmų.

6. Iš dviejų veiksnių arba alelių, vaizduojančių pakaitinius charakterio bruožus, vienas yra dominuojantis ir ekspresuojasi hibridinėje arba F ₁ kartoje. Kitas faktorius arba alelis yra recesyvinis ir nerodo jo poveikio (dominavimo principas).

5.2 lentelė. Mendelio monohybridiniai kryžiai Pisum sativum:

7. Hibridiniame mišinyje nėra dviejų veiksnių maišymo.

8. Gametos susidarymo metu šie du veiksniai atskiria arba atskiria ir pereina į skirtingas lytines ląsteles. A gametė turi vieną poros veiksnį. Taigi Mendelis prognozavo, kad miozė pasireiškia ilgai prieš tai buvo atrasta. Lytinės ląstelės atsitiktinai sujungia tręšimo metu, kad veiksniai susitiktų naujos kartos ir laisvai išreišktų save.

9. Du charakterio bruožai pasirodo F ₂ kartoje trijų dominuojančių vieno recesyvo santykiu, 3: 1. Tai taip pat vadinama monohibridiniu santykiu (5.2 lentelė). Pavyzdžiui, aukščio (kryžminio aukščio x nykštukė) charakteristika Mendel gavo 787 aukštus ir 277 nykštukinius augalus (santykis 2, 84: 1). Panašus gėlių spalvos rezultatas buvo 705 raudonos iki 224 baltos spalvos (santykis 3, 15: 1).

10. F ₃ kartos recesyviniuose (pvz., Nykštukuose ar baltuose žieduose) augalai gamina panašius tipus. Iš likusių ar dominuojančių tėvų (F ₂ augalai) viena trečioji veislė yra teisinga, o du trečdaliai elgiasi kaip F ₁ kartos augalai (5.2 pav.). Tai įmanoma tik tuomet, kai du veiksnio veiksniai atskiriami gametų formavimosi metu (segregacijos principas) ir atsitiktinai susitinka palikuonyse pagal įstatymą ar tikimybės principą.

11. Dybridiniame kryžiuje (atsižvelgiant į du bruožus kartu) keturių rūšių augalai susidaro F ₂ kartoje, dviejuose tėvų ir dviejuose rekombinantuose. Santykis yra 9 (abu dominuojantys): 3 (vienas dominuojantis antrasis recesyvas): 3 (vienas recesyvinis antrasis dominuojantis): 1 (abu recesyviniai). Jis yra žinomas kaip „hibridinis santykis“.

12. Keturių tipų asmenų formavimasis dvigubo kryžiaus „F _2“ kartoje rodo, kad abiejų simbolių veiksniai ar aleliai yra nepriklausomi (nepriklausomo asortimento principas).

13. Mendelis analizavo savo rezultatus tikimybės ir statistinių metodų įstatymu. Rezultatų sujungimas ir palyginimas leido jam pasiekti tam tikrų išvadų, vadinamų Mendelio postulatais.

14. Mendelio postulatų formulavimas apėmė darbo hipotezės kūrimo procesą ir jo bandymą eksperimentais.

15. Mendelio postulatai buvo priskirti „Correns“ įstatymų statusui.