Ahli biologi Gregor Mendel. Gregor Mendel - Bapa Genetik Moden

Paderi dan ahli botani Austria Gregor Johann Mendel meletakkan asas sains genetik. Dia secara matematik menyimpulkan undang-undang genetik, yang kini dipanggil selepas dia.

Johann Mendel dilahirkan pada 22 Julai 1822 di Heisendorf, Austria. Semasa kecil, dia mula menunjukkan minat untuk mengkaji tumbuhan dan alam sekitar. Selepas dua tahun belajar di Institut Falsafah di Olmütz, Mendel memutuskan untuk memasuki sebuah biara di Brünn. Ini berlaku pada tahun 1843. Semasa upacara tonsure sebagai seorang sami, dia diberi nama Gregor. Sudah pada tahun 1847 dia menjadi imam.

Kehidupan seorang paderi terdiri daripada lebih daripada sekadar solat. Mendel berjaya menumpukan banyak masa untuk belajar dan sains. Pada tahun 1850, beliau memutuskan untuk mengambil peperiksaan untuk menjadi seorang guru, tetapi gagal, menerima "D" dalam biologi dan geologi. Mendel menghabiskan 1851-1853 di Universiti Vienna, di mana dia belajar fizik, kimia, zoologi, botani dan matematik. Apabila kembali ke Brunn, Bapa Gregor mula mengajar di sekolah, walaupun dia tidak pernah lulus peperiksaan untuk menjadi seorang guru. Pada tahun 1868, Johann Mendel menjadi abbot.

Mendel menjalankan eksperimennya, yang akhirnya membawa kepada penemuan sensasi undang-undang genetik, di taman paroki kecilnya sejak 1856. Perlu diingatkan bahawa persekitaran bapa suci menyumbang kepada penyelidikan saintifik. Hakikatnya beberapa rakannya mempunyai pendidikan yang sangat baik dalam bidang sains semula jadi. Mereka sering menghadiri pelbagai seminar ilmiah, di mana Mendel turut serta. Di samping itu, biara itu mempunyai perpustakaan yang sangat kaya, di mana Mendel, secara semula jadi, adalah perpustakaan biasa. Dia sangat diilhamkan oleh buku Darwin "The Origin of Species", tetapi diketahui dengan pasti bahawa eksperimen Mendel bermula lama sebelum penerbitan karya ini.

Pada 8 Februari dan 8 Mac 1865, Gregor (Johann) Mendel bercakap pada mesyuarat Persatuan Sejarah Alam di Brünn, di mana beliau bercakap tentang penemuan luar biasa dalam bidang yang belum diketahui (yang kemudiannya dikenali sebagai genetik). Gregor Mendel menjalankan eksperimen ke atas kacang sederhana, bagaimanapun, kemudiannya julat objek eksperimen telah diperluaskan dengan ketara. Akibatnya, Mendel membuat kesimpulan bahawa pelbagai sifat tumbuhan atau haiwan tertentu tidak hanya muncul dari udara nipis, tetapi bergantung pada "ibu bapa". Maklumat tentang sifat keturunan ini diteruskan melalui gen (istilah yang dicipta oleh Mendel, dari mana istilah "genetik" berasal). Sudah pada tahun 1866, buku Mendel "Versuche uber Pflanzenhybriden" ("Eksperimen dengan hibrid tumbuhan") telah diterbitkan. Walau bagaimanapun, orang sezaman tidak menghargai sifat revolusioner penemuan paderi sederhana dari Brunn.

Penyelidikan saintifik Mendel tidak mengalihkan perhatiannya daripada tugas hariannya. Pada tahun 1868 beliau menjadi abbot, mentor seluruh biara. Dalam kedudukan ini, dia sangat baik mempertahankan kepentingan gereja secara umum dan biara Brunn khususnya. Dia pandai mengelak konflik dengan pihak berkuasa dan mengelak cukai yang berlebihan. Dia sangat disayangi oleh umat dan pelajar, sami muda.

Pada 6 Januari 1884, bapa Gregor (Johann Mendel) meninggal dunia. Dia dikebumikan di Brunn asalnya. Kemasyhuran sebagai seorang saintis datang ke Mendel selepas kematiannya, apabila eksperimen yang serupa dengan eksperimennya pada tahun 1900 telah dijalankan secara bebas oleh tiga ahli botani Eropah, yang menghasilkan keputusan yang serupa dengan Mendel.

Gregor Mendel - guru atau sami?

Nasib Mendel selepas Institut Teologi sudah diatur. Kanon berusia dua puluh tujuh tahun, yang ditahbiskan sebagai imam, menerima paroki yang sangat baik di Old Brünn. Dia telah bersedia untuk mengambil peperiksaan untuk ijazah kedoktoran dalam teologi selama setahun penuh apabila perubahan serius berlaku dalam hidupnya. Georg Mendel memutuskan untuk mengubah nasibnya secara dramatik dan enggan melakukan perkhidmatan keagamaan. Dia ingin belajar alam semula jadi dan demi minat ini, dia memutuskan untuk mengambil tempat di Gimnasium Znaim, di mana pada masa ini gred ke-7 dibuka. Dia meminta jawatan sebagai "sub-profesor."

Di Rusia, "profesor" adalah gelaran universiti semata-mata, tetapi di Austria dan Jerman walaupun guru gred pertama dipanggil gelaran ini. Gimnasium suplent - ini boleh diterjemahkan sebagai "guru biasa", "pembantu guru". Ini mungkin orang yang mempunyai pengetahuan yang sangat baik tentang subjek itu, tetapi kerana dia tidak mempunyai diploma, dia diupah untuk sementara waktu.

Sebuah dokumen juga telah disimpan yang menjelaskan keputusan Pastor Mendel yang luar biasa itu. Ini adalah surat rasmi kepada Uskup Count Schafgotsch daripada abbot biara St. Thomas, Prelate Nappa.” Kebesaran Episcopal Anda! Presidium Tanah Diraja-Diraja Tinggi, melalui dekri No. Z 35338 pada 28 September 1849, menganggap yang terbaik untuk melantik Canon Gregor Mendel sebagai pengganti di Gimnasium Znaim. “... Kanun ini mempunyai gaya hidup yang takut kepada Tuhan, pantang dan tingkah laku yang mulia, benar-benar sepadan dengan darjatnya, digabungkan dengan pengabdian yang besar kepada sains... Dia, bagaimanapun, agak kurang sesuai untuk menjaga jiwa-jiwa orang awam, kerana apabila dia mendapati dirinya di sisi katil orang sakit, seperti melihat penderitaannya, kita diatasi oleh kekeliruan yang tidak dapat diatasi dan dari sini dia sendiri menjadi sakit yang berbahaya, yang mendorong saya untuk melepaskan daripadanya tugas sebagai seorang pengakuan. ”

Jadi, pada musim gugur 1849, kanon dan penyokong Mendel tiba di Znaim untuk memulakan tugas baru. Mendel memperoleh 40 peratus kurang daripada rakan sekerjanya yang mempunyai ijazah. Dia dihormati oleh rakan-rakannya dan disayangi oleh pelajarnya. Walau bagaimanapun, dia tidak mengajar subjek sains semula jadi di gimnasium, tetapi kesusasteraan klasik, bahasa kuno dan matematik. Perlukan diploma. Ini akan memungkinkan untuk mengajar botani dan fizik, mineralogi dan sejarah semula jadi. Terdapat 2 laluan ke diploma. Salah satunya ialah lulus dari universiti, sebaliknya - yang lebih pendek - ialah lulus peperiksaan di Vienna di hadapan suruhanjaya khas Kementerian Kebudayaan dan Pendidikan Imperial untuk hak untuk mengajar mata pelajaran ini dan itu dalam kelas itu dan itu.

undang-undang Mendel

Asas sitologi hukum Mendel adalah berdasarkan:

Pasangan kromosom (pasangan gen yang menentukan kemungkinan mengembangkan sebarang sifat)

Ciri-ciri meiosis (proses yang berlaku dalam meiosis, yang memastikan perbezaan bebas kromosom dengan gen yang terletak pada mereka kepada tambah sel yang berbeza, dan kemudian menjadi gamet yang berbeza)

Ciri-ciri proses persenyawaan (gabungan rawak kromosom yang membawa satu gen daripada setiap pasangan alel)

Kaedah saintifik Mendel

Corak asas penghantaran ciri-ciri keturunan daripada ibu bapa kepada keturunan telah ditubuhkan oleh G. Mendel pada separuh kedua abad ke-19. Dia menyeberangi tumbuhan kacang yang berbeza dalam sifat individu, dan berdasarkan hasil yang diperoleh, dia menyokong idea tentang kewujudan kecenderungan keturunan yang bertanggungjawab untuk manifestasi sifat. Dalam karyanya, Mendel menggunakan kaedah analisis hibridologi, yang telah menjadi universal dalam kajian corak pewarisan sifat pada tumbuhan, haiwan dan manusia.

Tidak seperti pendahulunya, yang cuba mengesan pewarisan banyak ciri organisma dalam agregat, Mendel mengkaji fenomena kompleks ini secara analitikal. Dia memerhatikan pewarisan hanya sepasang atau sebilangan kecil pasangan alternatif (saling eksklusif) watak dalam varieti kacang taman, iaitu: bunga putih dan merah; perawakan pendek dan tinggi; biji kacang kuning dan hijau, licin dan berkedut, dsb. Ciri-ciri kontras sedemikian dipanggil alel, dan istilah "alel" dan "gen" digunakan sebagai sinonim.

Untuk persilangan, Mendel menggunakan garisan tulen, iaitu, keturunan satu tumbuhan pendebungaan sendiri di mana set gen yang serupa dipelihara. Setiap baris ini tidak menghasilkan pemisahan aksara. Ia juga penting dalam metodologi analisis hibridologi bahawa Mendel adalah orang pertama yang mengira dengan tepat bilangan keturunan - kacukan dengan ciri-ciri yang berbeza, iaitu, secara matematik memproses keputusan yang diperolehi dan memperkenalkan simbolisme yang diterima dalam matematik untuk merekodkan pelbagai pilihan persilangan: A, B, C, D dan lain-lain. Dengan huruf ini dia menandakan faktor keturunan yang sepadan.

Dalam genetik moden, konvensyen berikut untuk menyeberang diterima: bentuk ibu bapa - P; kacukan generasi pertama yang diperoleh daripada persilangan - F1; kacukan generasi kedua - F2, ketiga - F3, dsb. Persilangan dua individu ditunjukkan oleh tanda x (contohnya: AA x aa).

Daripada banyak watak berbeza tumbuhan kacang bersilang, dalam eksperimen pertamanya Mendel mengambil kira warisan hanya satu pasangan: benih kuning dan hijau, bunga merah dan putih, dll. Persimpangan sedemikian dipanggil monohibrid. Jika pewarisan dua pasang aksara dikesan, sebagai contoh, biji kacang kuning licin satu varieti dan hijau berkedut yang lain, maka persilangan itu dipanggil dihibrid. Jika tiga atau lebih pasangan ciri diambil kira, persilangan itu dipanggil polihibrid.

Corak pewarisan sifat

Alel ditetapkan oleh huruf abjad Latin, manakala Mendel memanggil beberapa ciri dominan (utama) dan menetapkannya dalam huruf besar - A, B, C, dll., yang lain - resesif (inferior, ditindas), yang dia tetapkan dalam huruf kecil. - a, c, c, dsb. Memandangkan setiap kromosom (pembawa alel atau gen) mengandungi hanya satu daripada dua alel, dan kromosom homolog sentiasa berpasangan (satu paternal, satu lagi maternal), sel diploid sentiasa mempunyai sepasang alel: AA, aa, Aa , BB, bb. Bb, dsb. Individu dan sel mereka yang mempunyai sepasang alel yang sama (AA atau aa) dalam kromosom homolog mereka dipanggil homozigot. Mereka boleh membentuk hanya satu jenis sel kuman: sama ada gamet dengan alel A atau gamet dengan alel. Individu yang mempunyai kedua-dua gen Aa dominan dan resesif dalam kromosom homolog sel mereka dipanggil heterozigot; Apabila sel kuman matang, mereka membentuk dua jenis gamet: gamet dengan alel A dan gamet dengan alel. Dalam organisma heterozigot, alel dominan A, yang menunjukkan dirinya secara fenotip, terletak pada satu kromosom, dan alel resesif a, ditindas oleh dominan, berada di kawasan yang sepadan (lokus) kromosom homolog yang lain. Dalam kes homozigositas, setiap pasangan alel mencerminkan sama ada keadaan dominan (AA) atau resesif (aa) gen, yang akan menunjukkan kesannya dalam kedua-dua kes. Konsep faktor keturunan dominan dan resesif, yang pertama kali digunakan oleh Mendel, ditubuhkan dengan kukuh dalam genetik moden. Kemudian konsep genotip dan fenotip diperkenalkan. Genotip ialah keseluruhan semua gen yang dimiliki oleh organisma tertentu. Fenotip ialah keseluruhan semua tanda dan sifat sesuatu organisma yang didedahkan dalam proses perkembangan individu dalam keadaan tertentu. Konsep fenotip meluas kepada mana-mana ciri organisma: ciri struktur luaran, proses fisiologi, tingkah laku, dll. Manifestasi fenotip ciri sentiasa direalisasikan berdasarkan interaksi genotip dengan kompleks persekitaran dalaman dan luaran faktor.

Saintis Austro-Hungary Gregor Mendel dianggap sebagai pengasas sains keturunan - genetik. Kerja penyelidik, "ditemui semula" hanya pada tahun 1900, membawa kemasyhuran selepas kematian kepada Mendel dan berkhidmat sebagai permulaan sains baru, yang kemudiannya dipanggil genetik. Sehingga akhir tahun tujuh puluhan abad ke-20, genetik terutamanya bergerak di sepanjang jalan yang diturap oleh Mendel, dan hanya apabila saintis belajar membaca urutan asas nukleik dalam molekul DNA, keturunan mula dikaji bukan dengan menganalisis hasil hibridisasi, tetapi bergantung kepada kaedah fizikokimia.

Gregor Johann Mendel dilahirkan di Heisendorf di Silesia pada 22 Julai 1822 dalam keluarga petani. Di sekolah rendah, dia menunjukkan kebolehan matematik yang cemerlang dan, atas desakan gurunya, meneruskan pendidikannya di gimnasium di bandar kecil Opava yang berdekatan. Walau bagaimanapun, tidak ada wang yang mencukupi dalam keluarga untuk pendidikan lanjut Mendel. Dengan susah payah mereka berjaya mengikis cukup untuk menyelesaikan kursus gimnasium. Adik perempuan Teresa datang untuk menyelamatkan: dia mendermakan mas kahwin yang telah disimpan untuknya. Dengan dana ini, Mendel dapat belajar lebih lama dalam kursus persediaan universiti. Selepas ini, dana keluarga kering sepenuhnya.

Satu penyelesaian telah dicadangkan oleh profesor matematik Franz. Dia menasihatkan Mendel untuk menyertai biara Augustinian di Brno. Ia diketuai pada masa itu oleh Abbot Cyril Knapp, seorang lelaki berpandangan luas yang menggalakkan pencarian sains. Pada tahun 1843, Mendel memasuki biara ini dan menerima nama Gregor (semasa lahir dia diberi nama Johann). Melalui
Selama empat tahun, biara menghantar rahib Mendel yang berusia dua puluh lima tahun sebagai guru di sebuah sekolah menengah. Kemudian, dari 1851 hingga 1853, dia belajar sains semula jadi, terutamanya fizik, di Universiti Vienna, selepas itu dia menjadi guru fizik dan sejarah semula jadi di sekolah sebenar di Brno.

Aktiviti pengajaran beliau yang berlangsung selama empat belas tahun amat dihargai oleh pihak pengurusan sekolah dan pelajar. Mengikut ingatan terakhir, dia dianggap sebagai salah seorang guru kegemaran mereka. Selama lima belas tahun terakhir hidupnya, Mendel adalah kepala biara.

Sejak mudanya, Gregor berminat dengan sejarah semula jadi. Lebih amatur daripada ahli biologi profesional, Mendel sentiasa bereksperimen dengan pelbagai tumbuhan dan lebah. Pada tahun 1856 beliau memulakan kerja klasiknya mengenai penghibridan dan analisis pewarisan watak dalam kacang.

Mendel bekerja di taman biara yang kecil, kurang daripada dua setengah ratus hektar. Dia menyemai kacang polong selama lapan tahun, memanipulasi dua dozen jenis tumbuhan ini, berbeza dalam warna bunga dan jenis benih. Dia melakukan sepuluh ribu eksperimen. Dengan ketekunan dan kesabarannya, dia sangat memukau rakan kongsinya, Winkelmeyer dan Lilenthal, yang membantunya dalam kes-kes yang diperlukan, serta tukang kebun Maresh, yang sangat suka minum. Jika Mendel dan
memberi penjelasan kepada pembantunya, mereka tidak mungkin memahaminya.

Kehidupan mengalir perlahan di biara St. Thomas. Gregor Mendel juga santai. Gigih, memerhati dan sangat sabar. Mempelajari bentuk benih dalam tumbuhan yang diperoleh hasil persilangan, untuk memahami corak penghantaran hanya satu sifat ("licin - berkedut"), dia menganalisis 7324 kacang. Dia memeriksa setiap biji melalui kaca pembesar, membandingkan bentuknya dan membuat nota.

Dengan eksperimen Mendel, satu lagi undur masa bermula, ciri membezakan utamanya adalah, sekali lagi, analisis hibridologi yang diperkenalkan oleh Mendel tentang keturunan ciri-ciri individu ibu bapa dalam keturunan. Sukar untuk mengatakan apa sebenarnya yang membuat saintis semula jadi beralih kepada pemikiran abstrak, mengalihkan perhatiannya daripada nombor kosong dan banyak eksperimen. Tetapi inilah yang membolehkan guru sederhana sekolah biara melihat gambaran holistik penyelidikan; melihatnya hanya selepas terpaksa mengabaikan persepuluh dan perseratus kerana variasi statistik yang tidak dapat dielakkan. Hanya kemudian, ciri-ciri alternatif yang secara literal "dilabelkan" oleh penyelidik mendedahkan sesuatu yang sensasi kepadanya: jenis persilangan tertentu dalam keturunan yang berbeza memberikan nisbah 3:1, 1:1, atau 1:2:1.

Mendel berpaling kepada karya pendahulunya untuk mengesahkan tekaan yang terlintas di fikirannya. Mereka yang dihormati oleh penyelidik sebagai pihak berkuasa datang pada masa yang berbeza dan masing-masing dengan caranya sendiri untuk membuat kesimpulan umum: gen boleh mempunyai sifat dominan (menindas) atau resesif (ditindas). Dan jika ya, Mendel menyimpulkan, maka gabungan gen heterogen memberikan pemisahan watak yang sama yang diperhatikan dalam eksperimennya sendiri. Dan dalam nisbah yang dikira menggunakan analisis statistiknya. "Menyemak keharmonian dengan algebra" perubahan berterusan dalam generasi kacang polong yang terhasil, saintis itu juga memperkenalkan sebutan huruf, menandakan keadaan dominan dengan huruf besar dan keadaan resesif gen yang sama dengan huruf kecil.

Mendel membuktikan bahawa setiap ciri organisma ditentukan oleh faktor keturunan, kecenderungan (kemudian mereka dipanggil gen), dihantar dari ibu bapa kepada anak dengan sel pembiakan. Akibat persilangan, kombinasi baru ciri keturunan mungkin muncul. Dan kekerapan kejadian setiap kombinasi tersebut boleh diramalkan.

Diringkaskan, hasil kerja saintis kelihatan seperti ini:

- semua tumbuhan hibrid generasi pertama adalah sama dan mempamerkan sifat salah seorang ibu bapa;

— antara hibrid generasi kedua, tumbuhan dengan kedua-dua ciri dominan dan resesif muncul dalam nisbah 3:1;

— dua sifat berkelakuan bebas dalam keturunan dan berlaku dalam semua kombinasi yang mungkin dalam generasi kedua;

— adalah perlu untuk membezakan antara sifat dan kecenderungan keturunannya (tumbuhan yang mempamerkan ciri dominan mungkin membawa terpendam
pembuatan resesif);

- penyatuan gamet jantan dan betina adalah tidak disengajakan berkaitan dengan pembuatan ciri-ciri yang dibawa oleh gamet ini.

Pada bulan Februari dan Mac 1865, dalam dua laporan pada mesyuarat bulatan saintifik wilayah, yang dipanggil Persatuan Naturalis kota Bru, salah seorang ahli biasanya, Gregor Mendel, melaporkan hasil penyelidikannya selama bertahun-tahun, yang disiapkan pada tahun 1863. .

Walaupun laporannya diterima agak dingin oleh ahli kalangan, dia memutuskan untuk menerbitkan karyanya. Ia diterbitkan pada tahun 1866 dalam karya masyarakat bertajuk "Eksperimen pada hibrid tumbuhan."

Orang sezaman tidak memahami Mendel dan tidak menghargai kerjanya. Bagi kebanyakan saintis, menyangkal kesimpulan Mendel bermakna tidak kurang daripada mengesahkan konsep mereka sendiri, yang menyatakan bahawa sifat yang diperoleh boleh "diperah" menjadi kromosom dan bertukar menjadi yang diwarisi. Walaupun para saintis yang dihormati tidak menghancurkan kesimpulan "menghasut" dari kepala biara yang sederhana dari Brno, mereka datang dengan semua jenis julukan untuk memalukan dan mengejek. Tetapi masa ditentukan dengan caranya sendiri.

Ya, Gregor Mendel tidak diiktiraf oleh rakan seangkatannya. Skema itu kelihatan terlalu mudah dan bijak bagi mereka, di mana fenomena kompleks, yang dalam fikiran manusia membentuk asas piramid evolusi yang tidak tergoyahkan, sesuai tanpa tekanan atau keriut. Selain itu, konsep Mendel juga mempunyai kelemahan. Begitulah yang dilihat oleh lawannya, sekurang-kurangnya. Dan penyelidik sendiri juga, kerana dia tidak dapat menghilangkan keraguan mereka. Salah satu "penyebab" kegagalannya ialah
Hawkgirl.

Ahli botani Karl von Naegeli, seorang profesor di Universiti Munich, setelah membaca karya Mendel, mencadangkan agar pengarang menguji undang-undang yang ditemuinya pada hawkweed. Tumbuhan kecil ini adalah subjek kegemaran Naegeli. Dan Mendel bersetuju. Dia menghabiskan banyak tenaga untuk eksperimen baru. Hawkweed adalah tumbuhan yang sangat menyusahkan untuk lintasan buatan. Sangat kecil. Saya terpaksa menegangkan penglihatan saya, tetapi ia mula merosot lebih dan lebih. Keturunan yang terhasil daripada persilangan hawkweed tidak mematuhi undang-undang, kerana dia percaya, adalah betul untuk semua orang. Hanya beberapa tahun kemudian, selepas ahli biologi membuktikan fakta pembiakan burung elang yang lain, bukan seksual, bantahan Profesor Naegeli, lawan utama Mendel, telah dikeluarkan daripada agenda. Tetapi baik Mendel mahupun Nägeli sendiri, malangnya, tidak hidup lagi.

Ahli genetik Soviet yang paling hebat, Academician B.L., bercakap secara kiasan tentang nasib kerja Mendel. Astaurov, presiden pertama Persatuan Genetik dan Penternak All-Union yang dinamakan sempena N.I. Vavilova: "Nasib karya klasik Mendel adalah songsang dan tidak mempunyai drama. Walaupun dia menemui, menunjukkan dengan jelas dan sebahagian besarnya memahami corak keturunan yang sangat umum, biologi pada masa itu masih belum matang untuk menyedari sifat asasnya. Mendel sendiri, dengan wawasan yang menakjubkan, meramalkan kesahihan umum corak yang ditemui pada kacang dan menerima beberapa bukti kebolehgunaannya pada beberapa tumbuhan lain (tiga jenis kacang, dua jenis gillyflower, jagung dan kecantikan malam). Walau bagaimanapun, percubaannya yang gigih dan membosankan untuk menggunakan corak yang ditemui pada persilangan pelbagai jenis dan spesies hawkweed tidak menepati jangkaan dan mengalami kegagalan sepenuhnya. Betapa gembiranya pilihan objek pertama (kacang polong), yang kedua juga tidak berjaya. Hanya lama kemudian, sudah dalam abad kita, ia menjadi jelas bahawa corak pewarisan ciri khas dalam burung elang adalah pengecualian yang hanya mengesahkan peraturan. Pada zaman Mendel, tiada siapa yang boleh mengesyaki bahawa penyeberangan yang dilakukannya antara varieti hawkweed sebenarnya tidak berlaku, kerana tumbuhan ini membiak tanpa pendebungaan dan persenyawaan, dengan cara dara, melalui apa yang dipanggil apogami. Kegagalan percubaan yang teliti dan sengit, yang menyebabkan kehilangan penglihatan yang hampir lengkap, tugas membebankan seorang prelat yang jatuh ke atas Mendel dan usia lanjutnya memaksanya untuk menghentikan penyelidikan kegemarannya.

Beberapa tahun lagi berlalu, dan Gregor Mendel meninggal dunia, tidak menjangkakan keghairahan yang akan berkecamuk di sekeliling namanya dan kemuliaan apa yang akhirnya akan ditutupi. Ya, kemasyhuran dan penghormatan akan datang kepada Mendel selepas kematiannya. Dia akan meninggalkan kehidupan tanpa membongkar rahsia elang, yang tidak "sesuai" dengan undang-undang yang dia perolehi untuk keseragaman kacukan generasi pertama dan pemisahan ciri-ciri dalam keturunan."

Ia akan menjadi lebih mudah bagi Mendel jika dia mengetahui tentang karya saintis lain, Adams, yang pada masa itu telah menerbitkan karya perintis mengenai pewarisan sifat pada manusia. Tetapi Mendel tidak biasa dengan kerja ini. Tetapi Adams, berdasarkan pemerhatian empirikal keluarga dengan penyakit keturunan, sebenarnya merumuskan konsep kecenderungan keturunan, mencatatkan pewarisan sifat dominan dan resesif pada manusia. Tetapi ahli botani tidak pernah mendengar tentang kerja seorang doktor, dan dia mungkin mempunyai banyak kerja perubatan praktikal yang perlu dilakukan sehingga tidak ada masa yang cukup untuk pemikiran abstrak. Secara umum, satu cara atau yang lain, ahli genetik mengetahui tentang pemerhatian Adams hanya apabila mereka mula mengkaji secara serius sejarah genetik manusia.

Mendel juga tidak bernasib baik. Terlalu awal, penyelidik hebat melaporkan penemuannya kepada dunia saintifik. Yang terakhir belum bersedia untuk ini. Hanya pada tahun 1900, dengan penemuan semula undang-undang Mendel, dunia kagum dengan keindahan logik eksperimen penyelidik dan ketepatan pengiraan yang elegan. Dan walaupun gen itu terus kekal sebagai unit keturunan hipotesis, keraguan tentang kebendaannya akhirnya dilenyapkan.

Mendel adalah sezaman dengan Charles Darwin. Tetapi artikel sami Brunn tidak menarik perhatian pengarang "The Origin of Species." Seseorang hanya boleh meneka bagaimana Darwin akan menghargai penemuan Mendel jika dia telah mengenalinya. Sementara itu, naturalis Inggeris yang hebat menunjukkan minat yang besar dalam hibridisasi tumbuhan. Melintasi pelbagai bentuk snapdragon, dia menulis tentang pemisahan kacukan dalam generasi kedua: "Kenapa jadi begini. Tuhan tahu..."

Mendel meninggal dunia pada 6 Januari 1884, kepala biara di mana dia menjalankan eksperimennya dengan kacang polong. Tanpa disedari oleh rakan seangkatannya, Mendel, bagaimanapun, tidak goyah dalam kebenarannya. Dia berkata: "Masa saya akan tiba." Kata-kata ini tertulis pada monumennya, dipasang di hadapan taman biara tempat dia menjalankan eksperimennya.

Ahli fizik terkenal Erwin Schrödinger percaya bahawa penggunaan undang-undang Mendel adalah sama dengan pengenalan prinsip kuantum dalam biologi.

Peranan revolusioner Mendelisme dalam biologi menjadi semakin jelas. Menjelang awal tiga puluhan abad kita, genetik dan undang-undang asas Mendel menjadi asas yang diiktiraf Darwinisme moden. Mendelisme menjadi asas teori untuk pembangunan varieti baru tanaman yang ditanam, baka ternakan yang lebih produktif, dan spesies mikroorganisma yang bermanfaat. Mendelisme memberi dorongan kepada perkembangan genetik perubatan...

Di biara Augustinian di pinggir Brno kini terdapat plak peringatan, dan sebuah monumen marmar yang indah untuk Mendel telah didirikan di sebelah taman depan. Bilik-bilik bekas biara, yang menghadap ke taman depan tempat Mendel menjalankan eksperimennya, kini telah diubah menjadi sebuah muzium yang dinamakan sempena namanya. Berikut adalah manuskrip yang dikumpul (malangnya, sebahagian daripadanya hilang semasa perang), dokumen, lukisan dan potret yang berkaitan dengan kehidupan saintis, buku-buku miliknya dengan nota di tepi, mikroskop dan instrumen lain yang digunakannya. , serta yang diterbitkan di negara yang berbeza buku yang didedikasikan untuknya dan penemuannya.

Pada awal abad ke-19, pada tahun 1822, di Moravia Austria, di kampung Hanzendorf, seorang budak lelaki dilahirkan dalam keluarga petani. Dia merupakan anak kedua dalam keluarga. Semasa lahir dia bernama Johann, nama keluarga bapanya ialah Mendel.

Kehidupan tidak mudah, kanak-kanak itu tidak manja. Sejak kecil, Johann membiasakan diri dengan kerja petani dan jatuh cinta dengannya, terutamanya berkebun dan menternak lebah. Sejauh manakah kemahiran yang diperolehnya pada zaman kanak-kanak?

Budak itu menunjukkan kebolehan yang luar biasa lebih awal. Mendel berusia 11 tahun apabila dia dipindahkan dari sekolah kampung ke sekolah empat tahun di bandar berhampiran. Dia segera membuktikan dirinya di sana dan setahun kemudian dia berakhir di gimnasium di bandar Opava.

Sukar untuk ibu bapa membiayai persekolahan dan menyara anak mereka. Dan kemudian malang menimpa keluarga: bapanya cedera parah - sebatang kayu jatuh di dadanya. Pada tahun 1840, Johann lulus dari sekolah menengah dan, pada masa yang sama, dari sekolah calon guru. Pada tahun 1840, Mendel lulus dari enam kelas gimnasium di Troppau (kini Opava) dan pada tahun berikutnya memasuki kelas falsafah di universiti di Olmutz (kini Olomouc). Walau bagaimanapun, keadaan kewangan keluarga bertambah buruk pada tahun-tahun ini, dan dari usia 16 tahun Mendel sendiri terpaksa menjaga makanannya sendiri. Tidak dapat terus-menerus menanggung tekanan sedemikian, Mendel, selepas menamatkan pengajian dari kelas falsafah, pada Oktober 1843, memasuki Biara Brunn sebagai orang baru (di mana dia menerima nama baru Gregor). Di sana dia mendapat naungan dan sokongan kewangan untuk melanjutkan pelajaran. Pada tahun 1847 Mendel telah ditahbiskan sebagai imam. Pada masa yang sama, dari 1845, beliau belajar selama 4 tahun di Sekolah Teologi Brunn. Biara Augustinian St. Thomas adalah pusat kehidupan saintifik dan budaya di Moravia. Selain perpustakaan yang kaya, dia mempunyai koleksi mineral, taman eksperimen dan herbarium. Biara ini melindungi pendidikan sekolah di rantau ini.

Walaupun menghadapi kesukaran, Mendel meneruskan pengajiannya. Kini dalam kelas falsafah di bandar Olomeuc. Di sini mereka mengajar bukan sahaja falsafah, tetapi juga matematik dan fizik - subjek yang tanpanya Mendel, seorang ahli biologi, tidak dapat membayangkan kehidupan masa depannya. Biologi dan matematik! Pada masa kini gabungan ini tidak dapat dipisahkan, tetapi pada abad ke-19 ia kelihatan tidak masuk akal. Mendellah yang pertama meneruskan landasan luas kaedah matematik dalam biologi.

Dia terus belajar, tetapi hidup adalah sukar, dan kemudian hari-hari datang apabila, dengan pengakuan Mendel sendiri, "Saya tidak dapat menanggung tekanan seperti itu lagi." Dan kemudian titik perubahan datang dalam hidupnya: Mendel menjadi seorang sami. Dia langsung tidak menyembunyikan sebab-sebab yang mendorongnya untuk mengambil langkah ini. Dalam autobiografinya dia menulis: "Saya mendapati diri saya terpaksa mengambil kedudukan yang membebaskan saya daripada kebimbangan tentang makanan." Terus terang, bukan? Dan bukan perkataan tentang agama atau Tuhan. Keinginan yang tidak dapat ditolak untuk sains, keinginan untuk pengetahuan, dan tidak sama sekali komitmen terhadap doktrin agama membawa Mendel ke biara. Dia berumur 21 tahun. Mereka yang menjadi bhikkhu mengambil nama baru sebagai tanda penolakan dari dunia. Johann menjadi Gregor.

Ada satu zaman dia dijadikan imam. Tempoh yang sangat singkat. Hiburkan penderitaan, lengkapkan mereka yang mati untuk perjalanan terakhir mereka. Mendel tidak begitu menyukainya. Dan dia melakukan segala-galanya untuk membebaskan dirinya daripada tanggungjawab yang tidak menyenangkan.

Mengajar adalah perkara yang berbeza. Sebagai seorang sami, Mendel gemar mengajar kelas fizik dan matematik di sebuah sekolah di bandar Znaim berhampiran, tetapi gagal dalam peperiksaan persijilan guru negeri. Melihat keghairahannya untuk pengetahuan dan kebolehan intelektual yang tinggi, abbas biara menghantarnya untuk melanjutkan pelajarannya di Universiti Vienna, di mana Mendel belajar sebagai sarjana selama empat semester dalam tempoh 1851-53, menghadiri seminar dan kursus dalam matematik dan sains semula jadi, khususnya, kursus fizik terkenal K. Doppler. Latihan fizikal dan matematik yang baik kemudiannya membantu Mendel dalam merumuskan undang-undang pewarisan. Kembali ke Brunn, Mendel meneruskan pengajaran (dia mengajar fizik dan sejarah semula jadi di sekolah sebenar), tetapi percubaan kedua untuk lulus pensijilan guru sekali lagi tidak berjaya.

Menariknya, Mendel mengambil peperiksaan untuk menjadi guru dua kali dan... dua kali gagal! Tetapi dia seorang yang sangat berpendidikan. Tiada apa yang boleh dikatakan tentang biologi, yang mana Mendel tidak lama kemudian menjadi klasik; dia seorang ahli matematik yang sangat berbakat, sangat menyukai fizik dan mengetahuinya dengan baik.

Kegagalan dalam peperiksaan tidak mengganggu aktiviti pengajarannya. Di Sekolah Bandar Brno, Mendel guru itu sangat dihargai. Dan dia mengajar tanpa diploma.

Terdapat beberapa tahun dalam hidup Mendel apabila dia menjadi seorang petapa. Tetapi dia tidak menundukkan lututnya di hadapan ikon, tetapi ... sebelum katil kacang polong. Sejak tahun 1856, Mendel mula menjalankan eksperimen luas yang difikirkan dengan baik di taman biara (7 meter lebar dan 35 meter panjang) pada tumbuhan persilangan (terutamanya di kalangan varieti kacang yang dipilih dengan teliti) dan menjelaskan corak pewarisan sifat dalam keturunan kacukan. Pada tahun 1863 beliau menyelesaikan eksperimen dan pada tahun 1865, pada dua mesyuarat Persatuan Saintis Alam Brunn, beliau melaporkan hasil kerjanya. Dari pagi hingga petang dia bekerja di taman biara kecil itu. Di sini, dari 1854 hingga 1863, Mendel menjalankan eksperimen klasiknya, yang hasilnya tidak ketinggalan zaman hingga ke hari ini. G. Mendel juga berhutang kejayaan saintifiknya kepada pilihan objek penyelidikannya yang luar biasa berjaya. Secara keseluruhan, dia memeriksa 20 ribu keturunan dalam empat generasi kacang.

Eksperimen melintasi kacang polong telah berlangsung selama kira-kira 10 tahun. Setiap musim bunga, Mendel menanam tumbuhan di plotnya. Laporan "Eksperimen pada kacukan tumbuhan," yang dibacakan kepada naturalis Brune pada tahun 1865, mengejutkan rakan-rakan.

Peas adalah sesuai untuk pelbagai sebab. Keturunan tumbuhan ini mempunyai beberapa ciri yang boleh dibezakan dengan jelas - warna hijau atau kuning kotiledon, licin atau, sebaliknya, biji berkedut, kacang bengkak atau sempit, paksi batang panjang atau pendek perbungaan, dan sebagainya. Tiada tanda peralihan, "kabur" separuh hati. Setiap kali seseorang dengan yakin boleh berkata "ya" atau "tidak", "sama ada-atau", dan berurusan dengan alternatif. Oleh itu, tidak perlu mencabar kesimpulan Mendel, untuk meraguinya. Dan semua peruntukan teori Mendel tidak lagi disangkal oleh sesiapa dan sepatutnya menjadi sebahagian daripada dana emas sains.

Pada tahun 1866, artikelnya "Eksperimen mengenai hibrid tumbuhan" diterbitkan dalam prosiding masyarakat, yang meletakkan asas genetik sebagai sains bebas. Ini adalah kes yang jarang berlaku dalam sejarah ilmu apabila satu artikel menandakan kelahiran disiplin saintifik baru. Mengapa ia dianggap begini?

Kerja mengenai penghibridan tumbuhan dan kajian pewarisan sifat dalam keturunan kacukan telah dijalankan beberapa dekad sebelum Mendel di negara yang berbeza oleh kedua-dua penternak dan ahli botani. Fakta penguasaan, pemisahan dan gabungan watak diperhatikan dan diterangkan, terutamanya dalam eksperimen ahli botani Perancis C. Nodin. Malah Darwin, melintasi pelbagai jenis snapdragon yang berbeza dalam struktur bunga, memperoleh dalam generasi kedua nisbah bentuk yang hampir dengan pembahagian Mendel yang terkenal iaitu 3:1, tetapi hanya melihat dalam ini "permainan berubah-ubah kuasa keturunan." Kepelbagaian spesies dan bentuk tumbuhan yang diambil ke dalam eksperimen meningkatkan bilangan pernyataan, tetapi mengurangkan kesahihannya. Makna atau "jiwa fakta" (ungkapan Henri Poincaré) kekal kabur sehingga Mendel.

Akibat yang sama sekali berbeza diikuti daripada kerja tujuh tahun Mendel, yang secara sah membentuk asas genetik. Pertama, beliau mencipta prinsip saintifik untuk penerangan dan kajian kacukan dan keturunannya (yang membentuk kacukan, cara menjalankan analisis dalam generasi pertama dan kedua). Mendel membangunkan dan menggunakan sistem algebra simbol dan notasi aksara, yang mewakili inovasi konsep penting. Kedua, Mendel merumuskan dua prinsip asas, atau undang-undang pewarisan sifat turun-temurun, yang membolehkan ramalan dibuat. Akhirnya, Mendel secara tersirat menyatakan idea diskret dan perduaan kecenderungan keturunan: setiap sifat dikawal oleh pasangan kecenderungan ibu dan bapa (atau gen, seperti yang kemudiannya dipanggil), yang dihantar kepada kacukan melalui pembiakan ibu bapa. sel dan tidak hilang ke mana-mana. Pembuatan watak tidak mempengaruhi satu sama lain, tetapi menyimpang semasa pembentukan sel kuman dan kemudian digabungkan secara bebas dalam keturunan (undang-undang membelah dan menggabungkan watak). Pasangan kecenderungan, pasangan kromosom, heliks ganda DNA - ini adalah akibat logik dan laluan utama perkembangan genetik abad ke-20 berdasarkan idea Mendel.

Nasib penemuan Mendel - kelewatan selama 35 tahun antara fakta penemuan itu dan pengiktirafannya dalam masyarakat - bukanlah satu paradoks, sebaliknya satu norma dalam sains. Oleh itu, 100 tahun selepas Mendel, sudah berada di zaman kegemilangan genetik, nasib yang sama tanpa pengiktirafan selama 25 tahun menimpa penemuan unsur genetik mudah alih oleh B. McClintock. Dan ini walaupun pada hakikatnya, tidak seperti Mendel, pada masa penemuannya, dia adalah seorang saintis yang sangat dihormati dan ahli Akademi Sains Kebangsaan AS.

Pada tahun 1868, Mendel telah dipilih sebagai abbot biara dan boleh dikatakan bersara daripada usaha saintifik. Arkibnya mengandungi nota mengenai meteorologi, penternakan lebah, dan linguistik. Di tapak biara di Brno, Muzium Mendel kini telah dicipta; Majalah khas "Folia Mendeliana" diterbitkan.

Hantar kerja baik anda di pangkalan pengetahuan adalah mudah. Gunakan borang di bawah

Pelajar, pelajar siswazah, saintis muda yang menggunakan pangkalan pengetahuan dalam pengajian dan kerja mereka akan sangat berterima kasih kepada anda.

Disiarkan di http://www.allbest.ru

Mendel Gregor Johann

Paderi dan ahli botani Austria Gregor Johann Mendel meletakkan asas sains genetik. Dia secara matematik menyimpulkan undang-undang genetik, yang kini dipanggil selepas dia.

Gregor Johann Mendel

Gregor Mendel - guru atau sami?

undang-undang Mendel

Asas sitologi hukum Mendel adalah berdasarkan:

* pasangan kromosom (pasangan gen yang menentukan kemungkinan mengembangkan sebarang sifat)

* ciri meiosis (proses yang berlaku dalam meiosis, yang memastikan perbezaan bebas kromosom dengan gen yang terletak pada mereka kepada tambah sel yang berbeza, dan kemudian menjadi gamet yang berbeza)

* ciri-ciri proses persenyawaan (gabungan rawak kromosom yang membawa satu gen daripada setiap pasangan alel)

Kaedah saintifik Mendel

Corak pewarisan sifat

Alel ditetapkan oleh huruf abjad Latin, manakala Mendel memanggil beberapa ciri dominan (utama) dan menetapkannya dalam huruf besar - A, B, C, dll., yang lain - resesif (inferior, ditindas), yang dia tetapkan dalam huruf kecil. - a , dalam, dengan, dsb. Memandangkan setiap kromosom (pembawa alel atau gen) mengandungi hanya satu daripada dua alel, dan kromosom homolog sentiasa berpasangan (satu paternal, satu lagi maternal), dalam sel diploid sentiasa ada sepasang daripada alel: AA, aa, Aa, BB, bb. Bb, dsb. Individu dan sel mereka yang mempunyai sepasang alel yang sama (AA atau aa) dalam kromosom homolog mereka dipanggil homozigot. Mereka boleh membentuk hanya satu jenis sel kuman: sama ada gamet dengan alel A atau gamet dengan alel. Individu yang mempunyai kedua-dua gen Aa dominan dan resesif dalam kromosom homolog sel mereka dipanggil heterozigot; Apabila sel kuman matang, mereka membentuk dua jenis gamet: gamet dengan alel A dan gamet dengan alel. Dalam organisma heterozigot, alel dominan A, yang menunjukkan dirinya secara fenotip, terletak pada satu kromosom, dan alel resesif a, ditindas oleh dominan, berada di kawasan yang sepadan (lokus) kromosom homolog yang lain. Dalam kes homozigositas, setiap pasangan alel mencerminkan sama ada keadaan dominan (AA) atau resesif (aa) gen, yang akan menunjukkan kesannya dalam kedua-dua kes. Konsep faktor keturunan dominan dan resesif, yang pertama kali digunakan oleh Mendel, ditubuhkan dengan kukuh dalam genetik moden. Kemudian konsep genotip dan fenotip diperkenalkan. Genotip ialah keseluruhan semua gen yang dimiliki oleh organisma tertentu. Fenotip ialah keseluruhan semua tanda dan sifat sesuatu organisma yang didedahkan dalam proses perkembangan individu dalam keadaan tertentu. Konsep fenotip meluas kepada mana-mana ciri organisma: ciri struktur luaran, proses fisiologi, tingkah laku, dll. Manifestasi fenotip ciri sentiasa direalisasikan berdasarkan interaksi genotip dengan kompleks persekitaran dalaman dan luaran faktor.

Tiga undang-undang Mendel

mendel persilangan warisan saintifik

G. Mendel merumuskan, berdasarkan analisis hasil persilangan monohibrid, dan memanggilnya peraturan (kemudian ia dikenali sebagai undang-undang). Ternyata, apabila menyeberangi tumbuhan dua baris kacang tulen dengan biji kuning dan hijau pada generasi pertama (F1), semua benih hibrid berwarna kuning. Akibatnya, ciri warna biji kuning adalah dominan. Dalam ungkapan literal ia ditulis seperti ini: R AA x aa; semua gamet satu induk adalah A, A, yang lain - a, a, kemungkinan gabungan gamet ini dalam zigot adalah sama dengan empat: Aa, Aa, Aa, Aa, iaitu dalam semua hibrid F1 terdapat dominasi lengkap satu sifat berbanding yang lain - semua biji berwarna kuning. Keputusan yang sama diperoleh oleh Mendel apabila menganalisis pewarisan enam pasangan watak yang dikaji yang lain. Berdasarkan ini, Mendel merumuskan peraturan dominasi, atau undang-undang pertama: dalam persilangan monohibrid, semua keturunan dalam generasi pertama dicirikan oleh keseragaman dalam fenotip dan genotip - warna benih kuning, gabungan alel dalam semua kacukan ialah Aa. Corak ini juga disahkan dalam kes di mana tidak ada dominasi lengkap: contohnya, apabila melintasi tumbuhan kecantikan malam dengan bunga merah (AA) dengan tumbuhan dengan bunga putih (aa), semua hibrid fi (Aa) mempunyai bunga yang tidak merah, dan merah jambu - warna mereka mempunyai warna perantaraan, tetapi keseragaman dipelihara sepenuhnya. Selepas kerja Mendel, sifat perantaraan warisan dalam kacukan F1 didedahkan bukan sahaja pada tumbuhan, tetapi juga pada haiwan, oleh itu undang-undang dominasi-undang pertama Mendel-juga biasa dipanggil undang-undang keseragaman hibrid generasi pertama. Daripada benih yang diperoleh daripada kacukan F1, Mendel menanam tumbuhan, yang dia sama ada menyeberang antara satu sama lain atau membenarkan mereka untuk pendebungaan sendiri. Di antara keturunan F2, perpecahan telah didedahkan: pada generasi kedua terdapat kedua-dua benih kuning dan hijau. Secara keseluruhan, Mendel memperoleh 6022 biji kuning dan 2001 biji hijau dalam eksperimennya, nisbah berangkanya adalah lebih kurang 3:1. Nisbah berangka yang sama diperolehi untuk enam pasang ciri tumbuhan kacang yang lain yang dikaji oleh Mendel. Akibatnya, undang-undang kedua Mendel dirumuskan seperti berikut: apabila melintasi kacukan generasi pertama, keturunan mereka memberikan pengasingan dalam nisbah 3:1 dengan dominasi lengkap dan dalam nisbah 1:2:1 dengan warisan pertengahan (dominasi tidak lengkap ). Gambar rajah eksperimen ini dalam ungkapan literal kelihatan seperti ini: P Aa x Aa, gamet mereka A dan I, kemungkinan gabungan gamet adalah sama dengan empat: AA, 2Aa, aa, i.e. e. 75% daripada semua biji dalam F2, mempunyai satu atau dua alel dominan, berwarna kuning dan 25% berwarna hijau. Fakta bahawa ciri-ciri resesif muncul di dalamnya (kedua-dua alel adalah resesif-aa) menunjukkan bahawa ciri-ciri ini, serta gen yang mengawalnya, tidak hilang, tidak bercampur dengan ciri dominan dalam organisma hibrid, aktiviti mereka ditindas oleh tindakan gen dominan. Jika kedua-dua gen yang resesif untuk sifat tertentu terdapat di dalam badan, maka tindakan mereka tidak ditindas, dan mereka menunjukkan diri mereka dalam fenotip. Genotip kacukan dalam F2 mempunyai nisbah 1:2:1.

Semasa persilangan berikutnya, anak F2 berkelakuan berbeza: 1) daripada 75% tumbuhan dengan ciri dominan (dengan genotip AA dan Aa), 50% adalah heterozigot (Aa) dan oleh itu dalam F3 mereka akan memberikan pembahagian 3:1, 2) 25% tumbuhan adalah homozigot mengikut sifat dominan (AA) dan semasa pendebungaan sendiri dalam Fz mereka tidak menghasilkan pembelahan; 3) 25% daripada biji benih adalah homozigot untuk sifat resesif (aa), mempunyai warna hijau dan, apabila pendebungaan sendiri dalam F3, jangan membelah aksara.

Untuk menjelaskan intipati fenomena keseragaman kacukan generasi pertama dan pemisahan watak dalam kacukan generasi kedua, Mendel mengemukakan hipotesis ketulenan gamet: setiap hibrid heterozigot (Aa, Bb, dll.) membentuk "tulen ” gamet yang membawa hanya satu alel: sama ada A atau a , yang kemudiannya disahkan sepenuhnya dalam kajian sitologi. Seperti yang diketahui, semasa kematangan sel kuman dalam heterozigot, kromosom homolog akan berakhir dalam gamet yang berbeza dan, oleh itu, gamet akan mengandungi satu gen daripada setiap pasangan.

Persilangan ujian digunakan untuk menentukan heterozigositi hibrid untuk pasangan ciri tertentu. Dalam kes ini, hibrid generasi pertama disilangkan dengan induk homozigot untuk gen resesif (aa). Persilangan sedemikian adalah perlu kerana dalam kebanyakan kes individu homozigot (AA) tidak berbeza secara fenotip daripada individu heterozigot (Aa) (biji kacang dari AA dan Aa berwarna kuning). Sementara itu, dalam amalan pembiakan baka baru haiwan dan varieti tumbuhan, individu heterozigot tidak sesuai sebagai yang awal, kerana apabila disilangkan anak mereka akan menghasilkan pembelahan. Hanya individu homozigot diperlukan. Gambar rajah menganalisis persilangan dalam ungkapan literal boleh ditunjukkan dalam dua cara:

individu hibrid heterozigot (Aa), secara fenotip tidak dapat dibezakan daripada yang homozigot, disilangkan dengan individu resesif homozigot (aa): P Aa x aa: gamet mereka ialah A, a dan a,a, taburan dalam F1: Aa, Aa, aa, aa, t iaitu perpecahan 2:2 atau 1:1 diperhatikan pada anak, mengesahkan heterozigositi individu ujian;

2) individu hibrid adalah homozigot untuk sifat dominan (AA): P AA x aa; gamet mereka ialah A A dan a, a; tiada pembelahan berlaku pada keturunan F1

Tujuan persilangan dihibrid adalah untuk mengesan pewarisan dua pasang aksara secara serentak. Semasa persimpangan ini, Mendel menubuhkan satu lagi corak penting: perbezaan bebas alel dan gabungan bebas, atau bebas, yang kemudiannya dipanggil undang-undang ketiga Mendel. Bahan permulaan adalah varieti kacang dengan biji licin kuning (AABB) dan yang berkedut hijau (aavv); yang pertama dominan, yang kedua resesif. Tumbuhan hibrid dari f1 mengekalkan keseragaman: mereka mempunyai biji kuning licin, heterozigot, dan genotipnya ialah AaBb. Setiap tumbuhan ini menghasilkan empat jenis gamet semasa meiosis: AB, Av, aB, aa. Untuk menentukan gabungan jenis gamet ini dan mengambil kira keputusan pembelahan, grid Punnett kini digunakan. Dalam kes ini, genotip gamet satu induk diletakkan secara mendatar di atas kekisi, dan genotip gamet induk yang lain diletakkan secara menegak di tepi kiri kekisi (Rajah 20). Empat kombinasi satu dan satu lagi jenis gamet dalam F2 boleh memberikan 16 varian zigot, analisis yang mengesahkan gabungan rawak genotip setiap gamet satu dan induk yang lain, memberikan pemisahan sifat mengikut fenotip dalam nisbah 9: 3: 3: 1.

Adalah penting untuk menekankan bahawa bukan sahaja ciri-ciri bentuk induk telah didedahkan, tetapi juga kombinasi baru: berkedut kuning (AAbb) dan hijau licin (aaBB). Benih kacang kuning licin secara fenotipnya serupa dengan keturunan generasi pertama daripada kacukan dihibrid, tetapi genotipnya boleh mempunyai pilihan yang berbeza: AABB, AaBB, AAVb, AaBB; gabungan genotip baharu ternyata berwarna hijau licin secara fenotip - aaBB, aaBB dan berkedut fenotip kuning - AAbb, Aavv; Secara fenotip, yang berkedut hijau mempunyai genotip tunggal, aabb. Dalam salib ini, bentuk benih diwarisi tanpa mengira warnanya. 16 varian gabungan alel dalam zigot yang dipertimbangkan menggambarkan kebolehubahan gabungan dan pemisahan bebas pasangan alel, iaitu (3:1)2.

Gabungan bebas gen dan pemisahan berdasarkannya dalam F2 dalam nisbah. 9:3:3:1 kemudiannya disahkan untuk sejumlah besar haiwan dan tumbuhan, tetapi di bawah dua syarat:

1) penguasaan mesti lengkap (dengan penguasaan yang tidak lengkap dan bentuk interaksi gen lain, nisbah berangka mempunyai ungkapan yang berbeza); 2) pemisahan bebas boleh digunakan untuk gen yang disetempatkan pada kromosom yang berbeza.

Hukum ketiga Mendel boleh dirumuskan seperti berikut: ahli sepasang alel dipisahkan dalam meiosis secara bebas daripada ahli pasangan lain, bergabung dalam gamet secara rawak, tetapi dalam semua kombinasi yang mungkin (dengan persilangan monohibrid terdapat 4 kombinasi sedemikian, dengan dahybrid - 16, dengan heterozigot silang trihibrid membentuk 8 jenis gamet, yang mana 64 kombinasi mungkin, dll.).

Disiarkan di www.allbest.

...

Dokumen yang serupa

Prinsip penghantaran ciri keturunan daripada organisma induk kepada keturunannya, hasil daripada eksperimen Gregor Mendel. Merentasi dua organisma berbeza secara genetik. Keturunan dan kebolehubahan, jenis mereka. Konsep norma tindak balas.

abstrak, ditambah 07/22/2015

Jenis pewarisan sifat. Undang-undang dan syarat Mendel untuk manifestasinya. Intipati hibridisasi dan persilangan. Analisis hasil persilangan polihibrid. Peruntukan utama hipotesis "Kemurnian Gamet" oleh W. Bateson. Contoh penyelesaian masalah lintasan biasa.

pembentangan, ditambah 11/06/2013

Persilangan dihibrid dan polihibrid, corak pewarisan, laluan persilangan dan pembelahan. Warisan berkait, pengagihan bebas faktor keturunan (hukum kedua Mendel). Interaksi gen, perbezaan jantina dalam kromosom.

abstrak, ditambah 10/13/2009

Konsep persilangan dihibrid organisma yang berbeza dalam dua pasang ciri alternatif (dua pasang alel). Penemuan corak pewarisan sifat monogenik oleh ahli biologi Austria Mendel. Undang-undang Mendel tentang pewarisan sifat.

pembentangan, ditambah 03/22/2012

Mekanisme dan corak pewarisan sifat. Barisan pasangan ciri ibu bapa yang berbeza untuk tumbuhan. Ciri-ciri alternatif dalam cantaloupe dan cantaloupe. Eksperimen pada kacukan tumbuhan oleh Gregor Mendel. Kajian eksperimen Sajre.

pembentangan, ditambah 02/05/2013

Hukum pewarisan sifat. Sifat asas organisma hidup. Keturunan dan kebolehubahan. Contoh klasik silang monohibrid. Ciri dominan dan resesif. Eksperimen Mendel dan Morgan. Teori keturunan kromosom.

pembentangan, ditambah 03/20/2012

Genetik dan evolusi, undang-undang klasik G. Mendel. Hukum keseragaman kacukan generasi pertama. Hukum pecah belah. Undang-undang gabungan bebas (warisan) ciri. Pengiktirafan penemuan Mendel, kepentingan kerja Mendel untuk pembangunan genetik.

abstrak, ditambah 03/29/2003

Eksperimen Gregor Mendel ke atas kacukan tumbuhan pada tahun 1865. Kelebihan kacang taman sebagai objek untuk eksperimen. Definisi konsep persilangan monohibrid sebagai hibridisasi organisma yang berbeza dalam satu pasangan aksara alternatif.

pembentangan, ditambah 30/03/2012

Undang-undang asas keturunan. Corak asas pewarisan sifat menurut G. Mendel. Undang-undang keseragaman kacukan generasi pertama, berpecah kepada kelas fenotip kacukan generasi kedua dan gabungan gen bebas.

kerja kursus, tambah 25/02/2015

Keturunan dan kebolehubahan organisma sebagai subjek kajian genetik. Penemuan hukum pewarisan sifat oleh Gregor Mendel. Hipotesis tentang penghantaran keturunan faktor keturunan diskret daripada ibu bapa kepada anak. Kaedah kerja saintis.

Gregor Mendel(Gregor Johann Mendel) (1822-84) - naturalis Austria, ahli botani dan pemimpin agama, sami, pengasas doktrin keturunan (Mendelisme). Menggunakan kaedah statistik untuk menganalisis hasil hibridisasi varieti kacang (1856-63), beliau merumuskan undang-undang keturunan.

Muat turun:

Pratonton:

Untuk menggunakan pratonton pembentangan, buat akaun Google dan log masuk kepadanya: https://accounts.google.com

Kapsyen slaid:

Gregor Johann Mendel guru Biologi Kuzyaeva A.M. Nizhny Novgorod

Gregor Johann Mendel (20 Julai 1822 - 6 Januari 1884) naturalis Austria, ahli botani dan tokoh agama, sami Augustinian, abbot, pengasas doktrin keturunan (Mendelisme). Menggunakan kaedah statistik untuk menganalisis hasil hibridisasi varieti kacang, beliau merumuskan undang-undang keturunan - undang-undang Mendel - yang menjadi asas genetik moden.

Johann Mendel dilahirkan pada 20 Julai 1822, dalam keluarga petani Anton dan Rosina Mendel di bandar kecil luar bandar Heinzendorf (Empayar Austria, kini kampung Hinchitsy, Republik Czech). Tarikh 22 Julai, yang sering diberikan dalam kesusasteraan sebagai tarikh kelahirannya, sebenarnya adalah tarikh pembaptisannya. Rumah Mendel

Dia mula menunjukkan minat terhadap alam semula jadi awal, sudah bekerja sebagai tukang kebun sebagai budak lelaki. Selepas menamatkan pengajian dari sekolah menengah, dia belajar selama dua tahun di kelas falsafah Institut Olmutz, pada tahun 1843 dia menjadi seorang sami di Biara Augustinian St. Thomas di Brunn (sekarang Brno, Republik Czech) dan mengambil nama Gregor. Dari 1844 hingga 1848 beliau belajar di Institut Teologi Brunn. Pada tahun 1847 beliau menjadi imam. Biara Starobrnensky

Dia belajar banyak sains secara bebas, menggantikan guru Yunani dan matematik yang tidak hadir di salah satu sekolah, tetapi tidak lulus peperiksaan untuk gelaran guru. Pada 1849-1851 beliau mengajar matematik, Latin dan Yunani di Gimnasium Znojmo. Dalam tempoh 1851-1853, terima kasih kepada abbot, dia belajar sejarah semula jadi di Universiti Vienna, termasuk di bawah bimbingan Unger, salah seorang ahli sitologi pertama di dunia. Franz Unger (1800-1870) Universiti Vienna

Sejak tahun 1856, Gregor Mendel mula menjalankan eksperimen luas yang difikirkan dengan baik di taman biara (7 * 35 meter) pada tumbuhan persilangan (terutamanya di kalangan varieti kacang yang dipilih dengan teliti) dan menjelaskan corak pewarisan sifat dalam keturunan kacukan. Kad berasingan telah dibuat untuk setiap tumbuhan (10,000 pcs.).

Pada tahun 1863 dia menyelesaikan eksperimen, dan pada 8 Februari 1865, pada dua mesyuarat Persatuan Naturalis Brunn, dia melaporkan hasil kerjanya. Pada tahun 1866, artikelnya "Eksperimen mengenai hibrid tumbuhan" diterbitkan dalam prosiding masyarakat, yang meletakkan asas genetik sebagai sains bebas.

Mendel memesan 40 cetakan berasingan karyanya, hampir kesemuanya dihantar kepada penyelidik botani utama, tetapi hanya menerima satu respons yang menggalakkan - daripada Karl Nägeli, profesor botani dari Munich. Dia mencadangkan untuk mengulangi eksperimen serupa pada hawkweed, yang dia sendiri sedang belajar pada masa itu. Kemudian mereka akan mengatakan bahawa nasihat Nägeli melambatkan perkembangan genetik selama 4 tahun... Karl Nägeli (1817-1891)

Kingdom: Tumbuhan Bahagian: Angiosperma Kelas: Dicotyledonous Order: Astroflora Keluarga: Asteraceae Genus: Hawkweed Mendel cuba mengulangi eksperimen pada hawkweed, kemudian lebah. Dalam kedua-dua kes, keputusan yang diperolehnya pada kacang polong tidak disahkan. Sebabnya ialah mekanisme persenyawaan kedua-dua hawkweed dan lebah mempunyai ciri-ciri yang belum diketahui oleh sains pada masa itu (pembiakan menggunakan parthenogenesis), dan kaedah silang yang digunakan Mendel dalam eksperimennya tidak mengambil kira ciri-ciri ini. Akhirnya, saintis hebat itu sendiri hilang kepercayaan terhadap penemuannya.

Pada tahun 1868, Mendel telah dipilih sebagai abbot Biara Starobrno dan tidak lagi terlibat dalam penyelidikan biologi. Mendel meninggal dunia pada tahun 1884. Bermula pada tahun 1900, selepas penerbitan artikel yang hampir serentak oleh tiga ahli botani - H. De Vries, K. Correns dan E. Cermak-Zesenegg, yang secara bebas mengesahkan data Mendel dengan eksperimen mereka sendiri, terdapat letupan segera pengiktirafan karyanya. . 1900 dianggap sebagai tahun kelahiran genetik. H. De Vries H. De Vries E. Cermak

Kepentingan karya Gregor Mendel Mendel mencipta prinsip saintifik untuk penerangan dan kajian kacukan dan anak-anak mereka (yang membentuk kacukan, cara menjalankan analisis dalam generasi pertama dan kedua). Membangunkan dan menggunakan sistem simbol algebra dan tatatanda ciri, yang mewakili inovasi konsep penting. Merumuskan dua prinsip asas, atau undang-undang pewarisan ciri-ciri sepanjang satu siri generasi, membolehkan ramalan dibuat. Mendel secara tersirat menyatakan idea diskret dan perduaan kecenderungan keturunan: setiap sifat dikawal oleh pasangan kecenderungan ibu dan bapa (atau gen, seperti yang kemudiannya dipanggil), yang dihantar kepada kacukan melalui sel pembiakan ibu bapa dan jangan hilang ke mana-mana. Pembuatan watak tidak mempengaruhi satu sama lain, tetapi menyimpang semasa pembentukan sel kuman dan kemudian digabungkan secara bebas dalam keturunan (undang-undang membelah dan menggabungkan watak).

Ilustrasi undang-undang Mendel

Pada 6 Januari 1884, Gregor Johann Mendel meninggal dunia. Sejurus sebelum kematiannya, Mendel berkata: "Jika saya terpaksa melalui masa yang pahit, maka saya mesti mengakui dengan rasa syukur bahawa terdapat banyak lagi masa yang lebih indah dan baik. Kerja-kerja saintifik saya telah memberi saya banyak kepuasan, dan saya yakin bahawa tidak lama lagi seluruh dunia mengiktiraf hasil kerja-kerja ini." Monumen Mendel di hadapan muzium peringatan di Brno dibina pada tahun 1910 dengan dana yang dikumpul oleh saintis dari seluruh dunia.