Biolog Gregor Mendel. Gregor Mendel – Ojciec współczesnej genetyki

Austriacki ksiądz i botanik Gregor Johann Mendel położył podwaliny pod naukę o genetyce. Matematycznie wydedukował prawa genetyki, które obecnie nazywane są jego imieniem.

Johann Mendel urodził się 22 lipca 1822 roku w Heisendorfie w Austrii. Już jako dziecko zaczął interesować się badaniem roślin i środowiska. Po dwóch latach studiów w Instytucie Filozofii w Olmütz Mendel zdecydował się wstąpić do klasztoru w Brünn. Stało się to w roku 1843. Podczas obrzędu tonsury jako mnich nadano mu imię Gregor. Już w 1847 roku został księdzem.

Życie duchownego to coś więcej niż tylko modlitwa. Mendelowi udało się poświęcić dużo czasu na naukę i naukę. W 1850 roku zdecydował się przystąpić do egzaminów nauczycielskich, ale nie zdał egzaminu, uzyskując ocenę „D” z biologii i geologii. Mendel spędził lata 1851-1853 na Uniwersytecie Wiedeńskim, gdzie studiował fizykę, chemię, zoologię, botanikę i matematykę. Po powrocie do Brunn ojciec Gregor zaczął uczyć w szkole, choć nigdy nie zdał egzaminu na nauczyciela. W 1868 roku opatem został Johann Mendel.

Już od 1856 roku Mendel prowadził w swoim małym ogródku parafialnym swoje eksperymenty, które ostatecznie doprowadziły do sensacyjnego odkrycia praw genetyki. Należy zaznaczyć, że środowisko ojca świętego przyczyniło się do badań naukowych. Faktem jest, że niektórzy z jego przyjaciół mieli bardzo dobre wykształcenie w dziedzinie nauk przyrodniczych. Często uczestniczyli w różnych seminariach naukowych, w których Mendel także brał udział. Ponadto klasztor posiadał bardzo bogatą bibliotekę, której Mendel oczywiście był stałym bywalcem. Bardzo zainspirowała go książka Darwina „O powstawaniu gatunków”, jednak wiadomo na pewno, że eksperymenty Mendla rozpoczęły się na długo przed publikacją tego dzieła.

W dniach 8 lutego i 8 marca 1865 roku Gregor (Johann) Mendel przemawiał na zebraniach Towarzystwa Historii Naturalnej w Brünn, gdzie opowiadał o swoich niezwykłych odkryciach w nieznanej jeszcze dziedzinie (która później stała się znana jako genetyka). Gregor Mendel prowadził doświadczenia na grochu prostym, jednak później zakres obiektów doświadczalnych znacznie się poszerzył. W rezultacie Mendel doszedł do wniosku, że różne właściwości konkretnej rośliny lub zwierzęcia nie pojawiają się po prostu z powietrza, ale zależą od „rodziców”. Informacje o tych cechach dziedzicznych przekazywane są poprzez geny (termin ukuty przez Mendla, od którego wywodzi się termin „genetyka”). Już w 1866 roku ukazała się książka Mendla „Versuche uber Pflanzenhybriden” („Eksperymenty z mieszańcami roślinnymi”). Współcześni nie docenili jednak rewolucyjnego charakteru odkryć skromnego księdza z Brunn.

Badania naukowe Mendla nie odrywały go od codziennych obowiązków. W 1868 roku został opatem, mentorem całego klasztoru. Na tym stanowisku znakomicie bronił interesów Kościoła w ogóle, a klasztoru Brunn w szczególności. Umiał unikać konfliktów z władzami i unikać nadmiernych podatków. Był bardzo kochany przez parafian i studentów, młodych zakonników.

6 stycznia 1884 roku zmarł ojciec Gregora (Johann Mendel). Został pochowany w rodzinnym Brunn. Sława naukowca przyszła do Mendla po jego śmierci, kiedy trzech europejskich botaników niezależnie przeprowadziło eksperymenty podobne do jego eksperymentów z 1900 roku, uzyskując wyniki podobne do eksperymentów Mendla.

Gregor Mendel – nauczyciel czy mnich?

Los Mendla po Instytucie Teologicznym jest już przesądzony. Dwudziestosiedmioletni kanonik po święceniach kapłańskich otrzymał znakomitą parafię w Starym Brünn. Przez cały rok przygotowywał się do egzaminów doktoranckich z teologii, kiedy w jego życiu nastąpiły poważne zmiany. Georg Mendel postanawia dość radykalnie zmienić swój los i odmawia sprawowania nabożeństw. Chciałby uczyć się przyrody i dla tej pasji postanawia zapisać się do Gimnazjum Znaim, gdzie wówczas rozpoczynała się VII klasa. Prosi o stanowisko „podprofesora”.

W Rosji „profesor” jest tytułem czysto uniwersyteckim, ale w Austrii i Niemczech tytuł ten nazywano nawet nauczycielem pierwszoklasistów. Sulent gimnazjum - można to raczej przetłumaczyć jako „zwykły nauczyciel”, „asystent nauczyciela”. Mogła to być osoba posiadająca doskonałą wiedzę w temacie, ale ponieważ nie posiadała dyplomu, była zatrudniana raczej tymczasowo.

Zachował się także dokument wyjaśniający tak niezwykłą decyzję pastora Mendla. To jest oficjalny list do biskupa hrabiego Schafgotscha od opata klasztoru św. Tomasza, prałata Nappy.” Wasza Łaskawa Eminencja Biskupia! Wysokie Prezydium Ziemi Cesarsko-Królewskiej dekretem nr Z 35338 z dnia 28 września 1849 r. uznało za stosowne mianować kanonika Gregora Mendla na zastępcę Gimnazjum Znaim. „... Kanonik ten prowadzi bogobojny tryb życia, wstrzemięźliwość i cnotliwe postępowanie, całkowicie odpowiadające jego randze, połączone z wielkim oddaniem naukom... Jest jednak nieco mniej odpowiedni do opieki nad duszami świeckich, gdyż gdy już znajdzie się przy łóżku chorego, jak na widok jego cierpienia, ogarnia nas nieprzezwyciężone zamieszanie i przez to on sam staje się niebezpiecznie chory, co skłania mnie do rezygnacji z niego z obowiązków spowiednika. ”

Tak więc jesienią 1849 roku kanonik i zwolennik Mendel przybył do Znaim, aby rozpocząć nowe obowiązki. Mendel zarabia o 40 procent mniej niż jego koledzy z wyższym wykształceniem. Jest szanowany przez współpracowników i lubiany przez swoich uczniów. Jednak w gimnazjum nie uczy przedmiotów przyrodniczych, ale literatury klasycznej, języków starożytnych i matematyki. Potrzebny dyplom. Dzięki temu możliwe będzie nauczanie botaniki i fizyki, mineralogii oraz historii naturalnej. Drogi do dyplomu były 2. Jedna to ukończenie studiów, druga – krótsza – to zdanie egzaminów w Wiedniu przed specjalną komisją Cesarskiego Ministerstwa Kultów i Oświaty w sprawie prawa do nauczania takich a takich przedmiotów w takich a takich klasach.

Prawa Mendla

Cytologiczne podstawy praw Mendla opierają się na:

Pary chromosomów (pary genów determinujące możliwość rozwinięcia dowolnej cechy)

Cechy mejozy (procesy zachodzące w mejozie, które zapewniają niezależną rozbieżność chromosomów z znajdującymi się na nich genami do różnych plusów komórki, a następnie do różnych gamet)

Cechy procesu zapłodnienia (losowa kombinacja chromosomów niosących jeden gen z każdej pary alleli)

Metoda naukowa Mendla

Podstawowe wzorce przekazywania cech dziedzicznych z rodziców na potomków ustalił G. Mendel w drugiej połowie XIX wieku. Krzyżował rośliny grochu różniące się indywidualnymi cechami i na podstawie uzyskanych wyników uzasadnił tezę o istnieniu dziedzicznych skłonności odpowiedzialnych za manifestację cech. W swoich pracach Mendel posługiwał się metodą analizy hybrydologicznej, która stała się uniwersalna w badaniu wzorców dziedziczenia cech u roślin, zwierząt i ludzi.

W przeciwieństwie do swoich poprzedników, którzy próbowali prześledzić dziedziczenie wielu cech organizmu łącznie, Mendel badał analitycznie to złożone zjawisko. Zaobserwował dziedziczenie tylko jednej pary lub niewielkiej liczby alternatywnych (wzajemnie wykluczających się) par cech u odmian grochu ogrodowego, a mianowicie: kwiatów białych i czerwonych; niski i wysoki wzrost; żółte i zielone, gładkie i pomarszczone nasiona grochu itp. Takie kontrastujące cechy nazywane są allelami, a terminy „allel” i „gen” są używane jako synonimy.

Do krzyżówek Mendel użył czystych linii, czyli potomstwa jednej samozapylającej rośliny, w której zachowany jest podobny zestaw genów. Żadna z tych linii nie powodowała podziału znaków. Znaczące w metodologii analizy hybrydologicznej było również to, że Mendel jako pierwszy dokładnie obliczył liczbę potomków - mieszańców o różnych cechach, czyli matematycznie przetworzył otrzymane wyniki i wprowadził przyjętą w matematyce symbolikę do rejestrowania różnych opcji krzyżowania: A, B, C, D itd. Tymi literami oznaczył odpowiednie czynniki dziedziczne.

We współczesnej genetyce akceptowane są następujące konwencje krzyżowania: formy rodzicielskie - P; mieszańce pierwszej generacji otrzymane ze skrzyżowania – F1; hybrydy drugiej generacji - F2, trzeciej - F3 itd. Samo skrzyżowanie dwóch osobników jest oznaczone znakiem x (na przykład: AA x aa).

Spośród wielu różnych cech skrzyżowanych grochu Mendel w swoim pierwszym doświadczeniu wziął pod uwagę dziedziczenie tylko jednej pary: nasion żółtych i zielonych, kwiatów czerwonych i białych itp. Takie skrzyżowanie nazywa się monohybrydowym. Jeśli prześledzi się dziedziczenie dwóch par znaków, na przykład żółte gładkie nasiona grochu jednej odmiany i zielone pomarszczone drugiej, wówczas skrzyżowanie nazywa się dihybrydowym. Jeśli weźmie się pod uwagę trzy lub więcej par cech, skrzyżowanie nazywa się polihybrydowym.

Wzory dziedziczenia cech

Allele oznaczane są literami alfabetu łacińskiego, Mendel natomiast niektóre cechy nazywał dominującymi (dominującymi) i oznaczał je wielkimi literami – A, B, C itd., inne – recesywnymi (podrzędnymi, tłumionymi), które oznaczał małymi literami - a, c, c itd. Ponieważ każdy chromosom (nośnik alleli lub genów) zawiera tylko jeden z dwóch alleli, a chromosomy homologiczne są zawsze sparowane (jeden ojcowski, drugi matczyny), komórki diploidalne zawsze mają parę alleli: AA, aa, Aa, BB, bb. Bb itp. Osobniki i ich komórki, które mają parę identycznych alleli (AA lub aa) w swoich homologicznych chromosomach, nazywane są homozygotami. Mogą tworzyć tylko jeden typ komórek rozrodczych: albo gamety z allelem A, albo gamety z allelem a. Osoby posiadające zarówno dominujące, jak i recesywne geny Aa w homologicznych chromosomach swoich komórek nazywane są heterozygotami; Kiedy komórki rozrodcze dojrzewają, tworzą dwa rodzaje gamet: gamety z allelem A i gamety z allelem a. U organizmów heterozygotycznych dominujący allel A, który objawia się fenotypowo, znajduje się na jednym chromosomie, a recesywny allel a, tłumiony przez dominujący, znajduje się w odpowiednim regionie (locus) innego homologicznego chromosomu. W przypadku homozygotyczności każdy z par alleli odzwierciedla albo stan dominujący (AA), albo recesywny (aa) genów, co będzie manifestować swoje działanie w obu przypadkach. Pojęcie dominujących i recesywnych czynników dziedzicznych, użyte po raz pierwszy przez Mendla, jest mocno zakorzenione we współczesnej genetyce. Później wprowadzono pojęcia genotypu i fenotypu. Genotyp to ogół wszystkich genów, które posiada dany organizm. Fenotyp to ogół wszystkich oznak i właściwości organizmu, które ujawniają się w procesie indywidualnego rozwoju w danych warunkach. Pojęcie fenotypu rozciąga się na wszelkie cechy organizmu: cechy struktury zewnętrznej, procesy fizjologiczne, zachowanie itp. Fenotypowa manifestacja cech jest zawsze realizowana na podstawie interakcji genotypu z zespołem czynników środowiskowych wewnętrznych i zewnętrznych czynniki.

Austro-węgierski naukowiec Gregor Mendel słusznie uważany jest za twórcę nauki o dziedziczności - genetyki. Praca badacza, „odkryta” dopiero w 1900 r., przyniosła Mendelowi pośmiertną sławę i dała początek nowej nauce, którą później nazwano genetyką. Do końca lat siedemdziesiątych XX wieku genetyka podążała głównie drogą wytyczoną przez Mendla i dopiero gdy naukowcy nauczyli się odczytywać sekwencję zasad nukleinowych w cząsteczkach DNA, zaczęto badać dziedziczność nie poprzez analizę wyników hybrydyzacji, ale w oparciu o metody fizykochemiczne.

Gregor Johann Mendel urodził się 22 lipca 1822 roku w Heisendorfie na Śląsku w rodzinie chłopskiej. Już w szkole podstawowej wykazywał wybitne zdolności matematyczne i za namową nauczycieli kontynuował naukę w gimnazjum pobliskiej Opawy. Jednak w rodzinie nie było wystarczającej ilości pieniędzy na dalszą edukację Mendla. Z wielkim trudem udało im się zebrać tyle, aby ukończyć kurs gimnazjalny. Z pomocą przyszła młodsza siostra Teresa, która przekazała zachowany dla niej posag. Dzięki tym funduszom Mendel mógł przez jakiś czas studiować na uniwersyteckich kursach przygotowawczych. Potem fundusze rodziny całkowicie wyschły.

Rozwiązanie zaproponował profesor matematyki Franz. Doradził Mendelowi wstąpienie do klasztoru augustianów w Brnie. Na jej czele stał opat Cyril Knapp, człowiek o szerokich poglądach, zachęcający do uprawiania nauki. W 1843 roku Mendel wstąpił do tego klasztoru i otrzymał imię Gregor (przy urodzeniu nadano mu imię Johann). Poprzez
Przez cztery lata klasztor wysyłał dwudziestopięcioletniego mnicha Mendla jako nauczyciela w szkole średniej. Następnie w latach 1851-1853 studiował nauki przyrodnicze, zwłaszcza fizykę, na Uniwersytecie Wiedeńskim, po czym został nauczycielem fizyki i historii naturalnej w szkole realnej w Brnie.

Jego czternastoletnia działalność pedagogiczna spotkała się z dużym uznaniem zarówno ze strony dyrekcji szkoły, jak i uczniów. Z wspomnień tego ostatniego wynika, że był on jednym z ich ulubionych nauczycieli. Przez ostatnie piętnaście lat życia Mendel był opatem klasztoru.

Gregor od młodości interesował się historią naturalną. Będąc bardziej amatorem niż zawodowym biologiem, Mendel nieustannie eksperymentował z różnymi roślinami i pszczołami. W 1856 roku rozpoczął klasyczną pracę nad hybrydyzacją i analizą dziedziczenia cech u grochu.

Mendel pracował w maleńkim ogrodzie klasztornym, liczącym niecałe dwieście hektarów. Siewał groszek przez osiem lat, manipulując dwudziestoma odmianami tej rośliny, różniącymi się kolorem kwiatów i rodzajem nasion. Przeprowadził dziesięć tysięcy eksperymentów. Swoją pracowitością i cierpliwością ogromnie zadziwił swoich partnerów, Winkelmeyera i Lilenthala, którzy pomagali mu w niezbędnych sprawach, a także bardzo skłonnego do picia ogrodnika Maresha. Jeśli Mendel i
udzielał wyjaśnień swoim asystentom, było mało prawdopodobne, aby go zrozumieli.

Życie w klasztorze św. Tomasza toczyło się powoli. Gregor Mendel także był spokojny. Wytrwały, spostrzegawczy i bardzo cierpliwy. Badając kształt nasion roślin uzyskanych w wyniku krzyżówek, aby zrozumieć wzorce przenoszenia tylko jednej cechy („gładki – pomarszczony”), poddał analizie 7324 groszki. Przyjrzał się każdemu nasionku przez szkło powiększające, porównując ich kształt i robiąc notatki.

Wraz z eksperymentami Mendla rozpoczęło się kolejne odliczanie czasu, którego główną cechą wyróżniającą była ponownie wprowadzona przez Mendla analiza hybrydologiczna dziedziczności indywidualnych cech rodziców u potomstwa. Trudno powiedzieć, co dokładnie skłoniło przyrodnika do zwrócenia się ku myśleniu abstrakcyjnemu, oderwania się od gołych liczb i licznych eksperymentów. Ale właśnie to pozwoliło skromnemu nauczycielowi szkoły klasztornej spojrzeć na całościowy obraz badań; zobaczyć to dopiero po pominięciu części dziesiątych i setnych z powodu nieuniknionych różnic statystycznych. Dopiero wtedy alternatywne cechy, dosłownie „oznaczone” przez badacza, ujawniły dla niego coś rewelacyjnego: pewne rodzaje krzyżowania u różnych potomków dają stosunek 3:1, 1:1 lub 1:2:1.

Mendel sięgnął do dzieł swoich poprzedników, aby potwierdzić przypuszczenie, które przeszło mu przez myśl. Ci, których badacz szanował jako autorytety, w różnym czasie i każdy na swój sposób doszli do ogólnego wniosku: geny mogą mieć właściwości dominujące (supresyjne) lub recesywne (stłumione). A jeśli tak, konkluduje Mendel, to połączenie heterogenicznych genów daje taki sam podział cech, jaki obserwuje się w jego własnych eksperymentach. I w samych wskaźnikach, które obliczył na podstawie jego analizy statystycznej. „Sprawdzając zgodność z algebrą” zachodzących zmian w powstałych pokoleniach grochu, naukowiec wprowadził nawet oznaczenia literowe, oznaczając dużą literą stan dominujący, a małą literą stan recesywny tego samego genu.

Mendel udowodnił, że o każdej charakterystyce organizmu decydują czynniki dziedziczne, skłonności (później nazwano je genami), przekazywane z rodziców potomstwu posiadającemu komórki rozrodcze. W wyniku krzyżowania mogą pojawić się nowe kombinacje cech dziedzicznych. Można także przewidzieć częstotliwość występowania każdej takiej kombinacji.

Podsumowując, wyniki pracy naukowca wyglądają następująco:

- wszystkie rośliny hybrydowe pierwszego pokolenia są identyczne i wykazują cechę jednego z rodziców;

— wśród mieszańców drugiej generacji rośliny o cechach dominujących i recesywnych występują w stosunku 3:1;

— dwie cechy zachowują się u potomstwa niezależnie i występują we wszystkich możliwych kombinacjach w drugim pokoleniu;

— należy rozróżnić cechy i ich dziedziczne skłonności (rośliny wykazujące cechy dominujące mogą przenosić utajone
cechy recesywne);

- połączenie gamet męskich i żeńskich jest przypadkowe w związku z ustaleniem, jakie cechy noszą te gamety.

W lutym i marcu 1865 roku w dwóch sprawozdaniach z posiedzeń prowincjonalnego koła naukowego, zwanego Towarzystwem Przyrodników miasta Bru, jeden z jego członków zwyczajnych, Gregor Mendel, przedstawił wyniki swoich wieloletnich badań, zakończonych w 1863 roku .

Mimo że jego relacje zostały przyjęte przez członków koła dość chłodno, zdecydował się opublikować swoje dzieło. Została ona opublikowana w 1866 roku w pracach towarzystwa zatytułowanych „Doświadczenia nad mieszańcami roślinnymi”.

Współcześni nie rozumieli Mendla i nie doceniali jego twórczości. Dla wielu naukowców obalenie wniosku Mendla oznaczałoby nic innego jak potwierdzenie ich własnej koncepcji, która głosi, że cechę nabytą można „wcisnąć” do chromosomu i przekształcić w odziedziczoną. Bez względu na to, jak czcigodni naukowcy stłumili „wywrotową” konkluzję skromnego opata klasztoru z Brna, wymyślili wszelkiego rodzaju epitety, aby upokorzyć i ośmieszyć. Ale czas zdecydował na swój sposób.

Tak, Gregor Mendel nie był rozpoznawany przez współczesnych. Schemat wydawał im się zbyt prosty i naiwny, w który bez nacisku i skrzypienia pasowały złożone zjawiska, które w umysłach ludzkości stanowiły podstawę niewzruszonej piramidy ewolucji. Ponadto koncepcja Mendla miała również słabe punkty. Tak przynajmniej wydawało się jego przeciwnikom. I samego badacza także, bo nie potrafił rozwiać ich wątpliwości. Jednym z „winowajców” jego niepowodzeń był
Hawkgirl.

Botanik Karl von Naegeli, profesor Uniwersytetu w Monachium, po przeczytaniu prac Mendla, zasugerował autorowi przetestowanie odkrytych przez niego praw na jastrzębiu. Ta mała roślina była ulubionym tematem Naegeliego. I Mendel się zgodził. Dużo energii poświęcił nowym eksperymentom. Hawkweed to wyjątkowo niewygodna roślina do sztucznego krzyżowania. Bardzo mały. Musiałem wytężać wzrok, ale zaczął się on coraz bardziej pogarszać. Potomstwo powstałe w wyniku skrzyżowania jastrzębowca nie przestrzegało prawa, jego zdaniem, obowiązującego wszystkich. Dopiero po latach, gdy biolodzy ustalili fakt innego, niepłciowego rozmnażania się szylkretowca, zarzuty profesora Naegeliego, głównego przeciwnika Mendla, zostały usunięte z porządku obrad. Ale niestety ani Mendel, ani sam Nägeli już nie żyli.

Największy radziecki genetyk, akademik B.L., bardzo obrazowo wypowiadał się o losach dzieła Mendla. Astaurov, pierwszy prezes Ogólnounijnego Towarzystwa Genetyki i Hodowców im. N.I. Vavilova: „Los klasycznego dzieła Mendla jest przewrotny i niepozbawiony dramatyzmu. Chociaż odkrył, jasno zademonstrował i w dużej mierze zrozumiał bardzo ogólne wzorce dziedziczności, biologia tamtych czasów nie dojrzała jeszcze do zrozumienia ich fundamentalnej natury. Sam Mendel ze zdumiewającą przenikliwością przewidział ogólną zasadność wzorów odkrytych na grochu i otrzymał pewne dowody na ich zastosowanie do innych roślin (trzy rodzaje fasoli, dwa rodzaje skrzelowców, kukurydza i nocna piękność). Jednak jego uporczywe i żmudne próby zastosowania odkrytych wzorców do krzyżowania wielu odmian i gatunków jastrzębowca nie spełniły oczekiwań i poniosły całkowite fiasko. O ile wybór pierwszego obiektu (grochu) był szczęśliwy, o tyle drugi był równie nieudany. Dopiero znacznie później, już w naszym stuleciu, stało się jasne, że osobliwe wzorce dziedziczenia cech u szylkretowca stanowią wyjątek potwierdzający regułę. W czasach Mendla nikt nie mógł podejrzewać, że dokonane przez niego krzyżówki pomiędzy odmianami jastrzębowca w rzeczywistości nie miały miejsca, gdyż roślina ta rozmnaża się bez zapylenia i zapłodnienia, w sposób dziewiczy, poprzez tzw. apogamię. Niepowodzenie żmudnych i intensywnych eksperymentów, które spowodowało niemal całkowitą utratę wzroku, uciążliwe obowiązki prałata spadające na Mendla i podeszły wiek zmusiły go do zaprzestania ulubionych badań.

Minęło jeszcze kilka lat i Gregor Mendel zmarł, nie spodziewając się, jakie namiętności będą szaleć wokół jego nazwiska i jaką chwałą ostatecznie je okryje. Tak, sława i honor przyjdą do Mendla po jego śmierci. Opuści życie, nie rozwikłając tajemnicy jastrzębia, który nie „pasował” do wyprowadzonych przez niego praw dotyczących jednolitości mieszańców pierwszego pokolenia i podziału cech u potomstwa.

Mendelowi byłoby znacznie łatwiej, gdyby wiedział o pracach innego naukowca, Adamsa, który już wówczas opublikował pionierską pracę na temat dziedziczenia cech u człowieka. Ale Mendel nie znał tej pracy. Ale Adams, opierając się na empirycznych obserwacjach rodzin z chorobami dziedzicznymi, faktycznie sformułował koncepcję skłonności dziedzicznych, zwracając uwagę na dominujące i recesywne dziedziczenie cech u ludzi. Ale botanicy nie słyszeli o pracy lekarza, a on prawdopodobnie miał tyle praktycznej pracy medycznej do wykonania, że po prostu nie starczało mu czasu na abstrakcyjne myśli. Ogólnie rzecz biorąc, w ten czy inny sposób genetycy dowiedzieli się o obserwacjach Adamsa dopiero wtedy, gdy zaczęli poważnie studiować historię genetyki człowieka.

Mendel też miał pecha. Zbyt wcześnie wielki badacz ogłosił swoje odkrycia światu naukowemu. Ten ostatni nie był jeszcze na to gotowy. Dopiero w 1900 roku, wraz z ponownym odkryciem praw Mendla, świat był zdumiony pięknem logiki eksperymentu badacza i elegancką dokładnością jego obliczeń. I choć gen nadal pozostawał hipotetyczną jednostką dziedziczności, ostatecznie rozwiały się wątpliwości co do jego materialności.

Mendel był rówieśnikiem Karola Darwina. Jednak artykuł mnicha z Brunn nie przykuł uwagi autora „O powstawaniu gatunków”. Można się tylko domyślać, jak Darwin doceniłby odkrycie Mendla, gdyby się z nim zapoznał. Tymczasem wielki angielski przyrodnik wykazał duże zainteresowanie hybrydyzacją roślin. Krzyżując różne formy lwia paszcza, pisał o rozdzieleniu mieszańców w drugim pokoleniu: „Dlaczego tak jest. Bóg wie..."

Mendel zmarł 6 stycznia 1884 roku jako opat klasztoru, w którym przeprowadzał swoje doświadczenia z groszkiem. Mendel jednak, niezauważony przez współczesnych, nie zachwiał się w swej słuszności. Powiedział: „Nadejdzie mój czas”. Te słowa widnieją na jego pomniku, ustawionym przed ogrodem klasztornym, gdzie przeprowadzał swoje eksperymenty.

Słynny fizyk Erwin Schrödinger uważał, że zastosowanie praw Mendla jest równoznaczne z wprowadzeniem zasad kwantowych do biologii.

Rewolucyjna rola mendelizmu w biologii stawała się coraz bardziej oczywista. Na początku lat trzydziestych naszego stulecia genetyka i prawa Mendla stały się uznanymi fundamentami współczesnego darwinizmu. Mendelizm stał się teoretyczną podstawą rozwoju nowych, wysokowydajnych odmian roślin uprawnych, bardziej produktywnych ras zwierząt gospodarskich i pożytecznych gatunków mikroorganizmów. Mendelizm dał impuls do rozwoju genetyki medycznej...

W klasztorze augustianów na obrzeżach Brna znajduje się obecnie tablica pamiątkowa, a obok ogrodu frontowego wzniesiono piękny marmurowy pomnik Mendla. Pomieszczenia dawnego klasztoru, z widokiem na ogród frontowy, w którym Mendel przeprowadzał swoje eksperymenty, zostały obecnie przekształcone w muzeum nazwane jego imieniem. Zgromadzone są tu rękopisy (niestety część z nich zaginęła w czasie wojny), dokumenty, rysunki i portrety związane z życiem naukowca, należące do niego księgi z notatkami na marginesach, mikroskop i inne przyrządy, którymi się posługiwał , a także wydane w różnych krajach książki poświęcone jemu i jego odkryciu.

Na początku XIX w., w roku 1822, na Morawach Austriackich, we wsi Hanzendorf, w rodzinie chłopskiej urodził się chłopiec. Był drugim dzieckiem w rodzinie. Po urodzeniu otrzymał imię Johann, nazwisko jego ojca brzmiało Mendel.

Życie nie było łatwe, dziecko nie było zepsute. Johann od dzieciństwa przywykł do pracy na wsi i zakochał się w niej, zwłaszcza w ogrodnictwie i pszczelarstwie. Jak przydatne były umiejętności, które nabył w dzieciństwie?

Chłopiec wcześnie pokazał niezwykłe zdolności. Mendel miał 11 lat, kiedy został przeniesiony ze szkoły wiejskiej do czteroletniej szkoły w pobliskim mieście. Od razu się tam sprawdził i rok później trafił do gimnazjum w Opawie.

Rodzicom było trudno płacić za szkołę i wspierać syna. A potem rodzinę spotkało nieszczęście: ojciec został poważnie ranny - kłoda spadła mu na klatkę piersiową. W 1840 roku Johann ukończył gimnazjum i jednocześnie szkołę nauczycielską. W 1840 r. Mendel ukończył sześć klas gimnazjum w Troppau (obecnie Opawa), a rok później rozpoczął studia filozoficzne na uniwersytecie w Olmuńcu (obecnie Ołomuniec). Jednak w ciągu tych lat sytuacja finansowa rodziny pogorszyła się i od 16 roku życia Mendel musiał sam zadbać o wyżywienie. Nie mogąc znieść ciągłego takiego stresu, Mendel po ukończeniu zajęć filozoficznych w październiku 1843 roku wstąpił jako nowicjusz do klasztoru Brunn (gdzie otrzymał nowe imię Gregor). Tam znalazł patronat i wsparcie finansowe na dalsze studia. W 1847 Mendel przyjął święcenia kapłańskie. Jednocześnie od 1845 roku studiował przez 4 lata w Szkole Teologicznej w Brunn. Klasztor augustianów św. Tomasza był ośrodkiem życia naukowego i kulturalnego na Morawach. Oprócz bogatej biblioteki posiadał zbiór minerałów, ogród doświadczalny i zielnik. Klasztor patronował oświacie szkolnej w regionie.

Pomimo trudności Mendel kontynuuje naukę. Obecnie na zajęciach z filozofii w mieście Olomeuc. Uczą tu nie tylko filozofii, ale także matematyki i fizyki – przedmiotów, bez których Mendel, z głębi serca biolog, nie wyobrażał sobie swojego przyszłego życia. Biologia i matematyka! Dziś to połączenie jest nierozerwalne, ale w XIX wieku wydawało się absurdalne. To Mendel jako pierwszy kontynuował szeroką ścieżkę metod matematycznych w biologii.

Kontynuuje naukę, ale życie jest ciężkie i przychodzą dni, gdy – jak sam przyznaje Mendel – „nie mogę już dłużej znosić takiego stresu”. I wtedy w jego życiu następuje punkt zwrotny: Mendel zostaje mnichem. Nie ukrywa wcale powodów, które skłoniły go do podjęcia tego kroku. W swojej autobiografii pisze: „Zostałem zmuszony do zajęcia stanowiska, które uwolniło mnie od zmartwień o jedzenie”. Szczerze mówiąc, prawda? I ani słowa o religii czy Bogu. Nieodparte pragnienie nauki, pragnienie wiedzy i całkowity brak przywiązania do doktryny religijnej doprowadziły Mendla do klasztoru. Skończył 21 lat. Ci, którzy zostali mnichami, przyjmowali nowe imię na znak wyrzeczenia się świata. Johann stał się Gregorem.

Był okres, kiedy został księdzem. Bardzo krótki okres. Pocieszaj cierpiących, wyposaż umierających w ich ostatnią podróż. Mendelowi niezbyt się to podobało. I robi wszystko, żeby uwolnić się od przykrych obowiązków.

Nauczanie to inna sprawa. Jako mnich Mendel lubił uczyć fizyki i matematyki w szkole w pobliskim mieście Znaim, ale nie zdał państwowego egzaminu certyfikującego nauczyciela. Widząc jego zamiłowanie do wiedzy i wysokie zdolności intelektualne, opat klasztoru wysłał go na dalsze studia na Uniwersytecie Wiedeńskim, gdzie Mendel studiował jako student przez cztery semestry w latach 1851-53, uczęszczając na seminaria i kursy z matematyki i nauki przyrodnicze, w szczególności kurs słynnej fizyki K. Dopplera. Dobre przygotowanie fizyczne i matematyczne pomogło później Mendelowi w sformułowaniu praw dziedziczenia. Po powrocie do Brunn Mendel kontynuował naukę (uczył fizyki i historii naturalnej w prawdziwej szkole), ale jego druga próba zdobycia uprawnień nauczycielskich ponownie zakończyła się niepowodzeniem.

Co ciekawe, Mendel dwukrotnie zdawał egzamin na nauczyciela i... dwukrotnie oblał! Ale był bardzo wykształconym człowiekiem. Nie ma co mówić o biologii, której Mendel wkrótce stał się klasykiem, był niezwykle utalentowanym matematykiem, bardzo kochał fizykę i znał ją bardzo dobrze.

Niezdane egzaminy nie przeszkodziły mu w działalności dydaktycznej. W szkole miejskiej w Brnie nauczyciel Mendel był bardzo ceniony. I uczył bez dyplomu.

Były lata w życiu Mendla, kiedy stał się odludkiem. Ale nie zginał kolan przed ikonami, ale... przed łanami grochu. Od 1856 roku Mendel zaczął w ogrodzie klasztornym (o szerokości 7 m i długości 35 m) prowadzić przemyślane, szeroko zakrojone eksperymenty na krzyżowaniu roślin (przede wszystkim starannie wyselekcjonowanych odmian grochu) i wyjaśnianiu wzorców dziedziczenia cech w potomstwo mieszańców. W 1863 r. zakończył eksperymenty, a w 1865 r. na dwóch zebraniach Towarzystwa Przyrodników Brunn poinformował o wynikach swojej pracy. Od rana do wieczora pracował w małym ogrodzie klasztornym. Tutaj w latach 1854–1863 Mendel przeprowadzał swoje klasyczne eksperymenty, których wyniki nie są przestarzałe do dziś. G. Mendel swoje sukcesy naukowe zawdzięcza także niezwykle trafnemu wyborowi obiektu badań. W sumie przebadał 20 tysięcy potomków w czterech pokoleniach grochu.

Eksperymenty z krzyżowaniem grochu trwają od około 10 lat. Każdej wiosny Mendel sadził rośliny na swojej działce. Raport „Eksperymenty z mieszańcami roślin”, odczytany przyrodnikom Brune w 1865 r., zaskoczył nawet przyjaciół.

Groszek był wygodny z różnych powodów. Potomstwo tej rośliny ma wiele wyraźnie rozpoznawalnych cech - zielony lub żółty kolor liścieni, gładkie lub przeciwnie, pomarszczone nasiona, spęcznioną lub zwężoną fasolę, długą lub krótką oś łodygi kwiatostanu i tak dalej. Nie było przejściowych, połowicznych „zamazanych” znaków. Za każdym razem można było śmiało powiedzieć „tak” lub „nie”, „albo-albo” i zająć się alternatywą. Nie było zatem potrzeby podważać wniosków Mendla, poddawać w nie wątpliwości. I wszystkie postanowienia teorii Mendla nie zostały już przez nikogo obalone i zasłużenie stały się częścią złotego funduszu nauki.

W 1866 roku w pismach towarzystwa ukazał się jego artykuł „Doświadczenia nad mieszańcami roślin”, które położyły podwaliny pod genetykę jako samodzielną naukę. To rzadki przypadek w historii wiedzy, gdy jeden artykuł oznacza narodziny nowej dyscypliny naukowej. Dlaczego jest to rozpatrywane w ten sposób?

Prace nad hybrydyzacją roślin i badaniami dziedziczenia cech u potomstwa mieszańców były prowadzone dziesiątki lat przed Mendelem w różnych krajach zarówno przez hodowców, jak i botaników. Fakty dominacji, rozszczepienia i łączenia cech zostały dostrzeżone i opisane, zwłaszcza w doświadczeniach francuskiego botanika C. Nodina. Nawet Darwin, krzyżując odmiany lwiej paszczy różniące się budową kwiatów, uzyskał w drugim pokoleniu stosunek form zbliżony do dobrze znanego podziału mendlowskiego wynoszącego 3:1, ale widział w tym jedynie „kapryśną grę sił dziedziczności”. Różnorodność gatunków i form roślin branych do eksperymentów zwiększała liczbę twierdzeń, ale zmniejszała ich ważność. Znaczenie lub „dusza faktów” (wyrażenie Henriego Poincarégo) pozostawało niejasne aż do Mendla.

Zupełnie inne konsekwencje wynikły z siedmioletniej pracy Mendla, która słusznie stanowi podstawę genetyki. Po pierwsze, stworzył naukowe zasady opisu i badania mieszańców i ich potomstwa (jakie formy krzyżują się, jak przeprowadzać analizy w pierwszym i drugim pokoleniu). Mendel opracował i zastosował algebraiczny system symboli i zapisów znaków, co stanowiło ważną innowację koncepcyjną. Po drugie, Mendel sformułował dwie podstawowe zasady, czyli prawa dziedziczenia cech przez pokolenia, które umożliwiają przewidywanie. Wreszcie Mendel pośrednio wyraził ideę dyskretności i binarności dziedzicznych skłonności: każda cecha jest kontrolowana przez parę skłonności matki i ojca (lub geny, jak później je nazwano), które są przekazywane mieszańcom poprzez rodzicielską reprodukcję komórek i nigdzie nie znikają. Kształty charakterów nie wpływają na siebie nawzajem, lecz rozchodzą się podczas tworzenia komórek rozrodczych, a następnie swobodnie łączą się w potomkach (prawa rozdzielania i łączenia charakterów). Parowanie skłonności, parowanie chromosomów, podwójna helisa DNA – to logiczna konsekwencja i główna ścieżka rozwoju genetyki XX wieku w oparciu o idee Mendla.

Losy odkrycia Mendla – 35-letnie opóźnienie pomiędzy samym faktem odkrycia a jego uznaniem w społeczeństwie – nie jest paradoksem, ale raczej normą w nauce. I tak 100 lat po Mendlu, już w okresie rozkwitu genetyki, podobny los nieuznania przez 25 lat spotkał odkrycie ruchomych elementów genetycznych przez B. McClintocka. I to pomimo faktu, że w odróżnieniu od Mendla w chwili swojego odkrycia była niezwykle szanowanym naukowcem i członkiem Narodowej Akademii Nauk USA.

W 1868 roku Mendel został wybrany na opata klasztoru i praktycznie wycofał się z działalności naukowej. Jego archiwum zawiera notatki z zakresu meteorologii, pszczelarstwa i językoznawstwa. Na miejscu klasztoru w Brnie powstało obecnie Muzeum Mendla; Wydawany jest specjalny magazyn „Folia Mendeliana”.

Wyślij swoją dobrą pracę do bazy wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Państwu bardzo wdzięczni.

Opublikowano na http://www.allbest.ru

Mendel Gregor Johann

Austriacki ksiądz i botanik Gregor Johann Mendel położył podwaliny pod naukę o genetyce. Matematycznie wydedukował prawa genetyki, które obecnie nazywane są jego imieniem.

Grzegorza Jana Mendla

Gregor Mendel – nauczyciel czy mnich?

Prawa Mendla

Cytologiczne podstawy praw Mendla opierają się na:

*parowanie chromosomów (parowanie genów decydujące o możliwości rozwinięcia się dowolnej cechy)

* cechy mejozy (procesy zachodzące w mejozie, które zapewniają niezależną rozbieżność chromosomów z znajdującymi się na nich genami do różnych plusów komórki, a następnie do różnych gamet)

* cechy procesu zapłodnienia (losowa kombinacja chromosomów niosących po jednym genie z każdej pary alleli)

Metoda naukowa Mendla

Wzory dziedziczenia cech

Allele oznaczane są literami alfabetu łacińskiego, Mendel natomiast niektóre cechy nazywał dominującymi (dominującymi) i oznaczał je wielkimi literami – A, B, C itd., inne – recesywnymi (podrzędnymi, tłumionymi), które oznaczał małymi literami - a , w, z itp. Ponieważ każdy chromosom (nośnik alleli lub genów) zawiera tylko jeden z dwóch alleli, a chromosomy homologiczne są zawsze sparowane (jeden ojcowski, drugi matczyny), w komórkach diploidalnych zawsze występuje para alleli: AA, aa, Aa, BB, bb. Bb itp. Osobniki i ich komórki, które mają parę identycznych alleli (AA lub aa) w swoich homologicznych chromosomach, nazywane są homozygotami. Mogą tworzyć tylko jeden typ komórek rozrodczych: albo gamety z allelem A, albo gamety z allelem a. Osoby posiadające zarówno dominujące, jak i recesywne geny Aa w homologicznych chromosomach swoich komórek nazywane są heterozygotami; Kiedy komórki rozrodcze dojrzewają, tworzą dwa rodzaje gamet: gamety z allelem A i gamety z allelem a. U organizmów heterozygotycznych dominujący allel A, który objawia się fenotypowo, znajduje się na jednym chromosomie, a recesywny allel a, tłumiony przez dominujący, znajduje się w odpowiednim regionie (locus) innego homologicznego chromosomu. W przypadku homozygotyczności każdy z par alleli odzwierciedla albo stan dominujący (AA), albo recesywny (aa) genów, co będzie manifestować swoje działanie w obu przypadkach. Pojęcie dominujących i recesywnych czynników dziedzicznych, użyte po raz pierwszy przez Mendla, jest mocno zakorzenione we współczesnej genetyce. Później wprowadzono pojęcia genotypu i fenotypu. Genotyp to ogół wszystkich genów, które posiada dany organizm. Fenotyp to ogół wszystkich oznak i właściwości organizmu, które ujawniają się w procesie indywidualnego rozwoju w danych warunkach. Pojęcie fenotypu rozciąga się na wszelkie cechy organizmu: cechy struktury zewnętrznej, procesy fizjologiczne, zachowanie itp. Fenotypowa manifestacja cech jest zawsze realizowana na podstawie interakcji genotypu z zespołem czynników środowiskowych wewnętrznych i zewnętrznych czynniki.

Trzy prawa Mendla

Naukowe krzyżowanie dziedziczenia Mendla

G. Mendel sformułował na podstawie analizy wyników krzyżowania monohybrydowego i nazwał je regułami (później stały się one znane jako prawa). Jak się okazało, podczas krzyżowania roślin dwóch czystych linii grochu z nasionami żółtymi i zielonymi w pierwszym pokoleniu (F1), wszystkie nasiona hybrydowe były żółte. W konsekwencji dominowała cecha żółtej barwy nasion. Dosłownie zapisuje się to w ten sposób: R AA x aa; wszystkie gamety jednego rodzica to A, A, drugiego - a, a, możliwa kombinacja tych gamet w zygotach jest równa cztery: Aa, Aa, Aa, Aa, tj. we wszystkich mieszańcach F1 występuje całkowita przewaga jedna cecha nad drugą - wszystkie nasiona są żółte. Podobne wyniki uzyskał Mendel analizując dziedziczenie pozostałych sześciu par badanych cech. Na tej podstawie Mendel sformułował regułę dominacji, czyli pierwsze prawo: w krzyżówce monohybrydowej całe potomstwo w pierwszym pokoleniu charakteryzuje się jednakowością fenotypu i genotypu – kolor nasion jest żółty, kombinacja alleli we wszystkich hybrydy to Aa. Ten wzór potwierdza się również w przypadkach, gdy nie ma całkowitej dominacji: na przykład podczas krzyżowania rośliny o kwiatach nocnych o kwiatach czerwonych (AA) z rośliną o kwiatach białych (aa), wszystkie mieszańce fi (Aa) mają kwiaty, które nie są czerwone i różowe - ich kolor ma kolor pośredni, ale jednolitość jest całkowicie zachowana. Po pracach Mendla pośredni charakter dziedziczenia u mieszańców F1 został ujawniony nie tylko u roślin, ale także u zwierząt, dlatego też prawo dominacji – pierwsze prawo Mendla – nazywane jest także powszechnie prawem jednorodności mieszańców pierwszego pokolenia. Z nasion uzyskanych od mieszańców F1 Mendel wyhodował rośliny, które albo krzyżował ze sobą, albo pozwalał im na samozapylenie. Wśród potomków F2 ujawniono podział: w drugim pokoleniu były zarówno nasiona żółte, jak i zielone. W sumie Mendel w swoich doświadczeniach uzyskał 6022 nasion żółtych i 2001 zielonych, a ich stosunek liczbowy wynosi w przybliżeniu 3:1. Te same stosunki liczbowe uzyskano dla pozostałych sześciu par cech grochu badanych przez Mendla. W rezultacie drugie prawo Mendla jest sformułowane w następujący sposób: podczas krzyżowania mieszańców pierwszego pokolenia ich potomstwo daje segregację w stosunku 3:1 przy całkowitej dominacji i w stosunku 1:2:1 przy dziedziczeniu pośrednim (niepełna dominacja ). Schemat tego eksperymentu w dosłownym wyrażeniu wygląda następująco: P Aa x Aa, ich gamety A i I, możliwa kombinacja gamet wynosi cztery: AA, 2Aa, aa, tj. e. 75% wszystkich nasion w F2, mających jeden lub dwa dominujące allele, miało kolor żółty, a 25% było zielone. Fakt, że pojawiają się w nich cechy recesywne (oba allele są recesywne-aa) wskazuje, że cechy te, jak również kontrolujące je geny, nie zanikają, nie mieszają się z cechami dominującymi w organizmie hybrydowym, ich działanie jest tłumione przez działanie genów dominujących. Jeżeli w organizmie obecne są oba geny recesywne dla danej cechy, wówczas ich działanie nie ulega zahamowaniu i objawia się w fenotypie. Genotyp mieszańców w F2 ma stosunek 1:2:1.

Podczas kolejnych krzyżówek potomstwo F2 zachowuje się inaczej: 1) z 75% roślin o cechach dominujących (z genotypami AA i Aa), 50% to rośliny heterozygotyczne (Aa) i dlatego w F3 dadzą podział 3:1, 2) 25% roślin jest homozygotycznych pod względem cechy dominującej (AA) i podczas samozapylenia w Fz nie powodują rozszczepienia; 3) 25% nasion jest homozygotycznych pod względem cechy recesywnej (aa), ma kolor zielony i przy samozapyleniu w F3 nie rozdziela cech.

Aby wyjaśnić istotę zjawiska jednorodności mieszańców pierwszego pokolenia i podziału cech u mieszańców drugiego pokolenia, Mendel wysunął hipotezę o czystości gamet: każda hybryda heterozygotyczna (Aa, Bb itp.) tworzy „czystą” ” gamety posiadające tylko jeden allel: albo A, albo a, co zostało następnie w pełni potwierdzone w badaniach cytologicznych. Jak wiadomo, podczas dojrzewania komórek rozrodczych u heterozygot homologiczne chromosomy trafiają do różnych gamet, w związku z czym gamety będą zawierać po jednym genie z każdej pary.

Krzyżowanie testowe służy do określenia heterozygotyczności hybrydy pod względem określonej pary cech. W tym przypadku hybrydę pierwszej generacji krzyżuje się z rodzicem homozygotycznym pod względem genu recesywnego (aa). Takie krzyżowanie jest konieczne, ponieważ w większości przypadków osobniki homozygotyczne (AA) nie różnią się fenotypowo od osobników heterozygotycznych (Aa) (nasiona grochu AA i Aa są żółte). Tymczasem w praktyce hodowli nowych ras zwierząt i odmian roślin osobniki heterozygotyczne nie nadają się na inicjały, gdyż po skrzyżowaniu ich potomstwo spowoduje rozszczepienie. Potrzebne są tylko osobniki homozygotyczne. Schemat analizy skrzyżowania w wyrażeniu dosłownym można przedstawić na dwa sposoby:

heterozygotyczny osobnik hybrydowy (Aa), fenotypowo nie do odróżnienia od homozygotycznego, zostaje skrzyżowany z osobnikiem homozygotycznym recesywnym (aa): P Aa x aa: ich gamety to A, a i a,a, rozkład w F1: Aa, Aa, aa, aa, t tj. u potomstwa obserwuje się podział 2:2 lub 1:1, co potwierdza heterozygotyczność osobnika testowego;

2) osobnik hybrydowy jest homozygotą pod względem cech dominujących (AA): P AA x aa; ich gamety to A A i a, a; u potomstwa F1 nie występuje żadne rozszczepienie

Celem krzyżowania dihybrydowego jest prześledzenie dziedziczenia dwóch par znaków jednocześnie. Podczas tego krzyżowania Mendel ustalił inny ważny wzorzec: niezależną rozbieżność alleli i ich wolną lub niezależną kombinację, zwaną później trzecim prawem Mendla. Materiałem wyjściowym były odmiany grochu o nasionach żółtych gładkich (AABB) i zielono pomarszczonych (aavv); pierwsze są dominujące, drugie recesywne. Rośliny hybrydowe z f1 zachowały jednorodność: miały żółte gładkie nasiona, były heterozygotyczne, a ich genotyp to AaBb. Każda z tych roślin podczas mejozy wytwarza cztery typy gamet: AB, Av, aB, aa. Aby określić kombinacje tego typu gamet i uwzględnić wyniki podziału, obecnie stosuje się siatkę Punnetta. W tym przypadku genotypy gamet jednego z rodziców umieszcza się poziomo nad siatką, a genotypy gamet drugiego rodzica umieszcza się pionowo przy lewej krawędzi siatki (ryc. 20). Cztery kombinacje jednego i drugiego typu gamet w F2 mogą dać 16 wariantów zygot, których analiza potwierdza losową kombinację genotypów każdej z gamet jednego i drugiego rodzica, dając podział cech według fenotypu w stosunek 9:3:3:1.

Warto podkreślić, że ujawniono nie tylko cechy form macierzystych, ale także nowe zestawienia: żółto pomarszczoną (AAbb) i zieloną gładką (aaBB). Nasiona grochu żółtego gładkiego są fenotypowo podobne do potomków pierwszego pokolenia z krzyżówki dihybrydowej, jednak ich genotyp może mieć różne opcje: AABB, AaBB, AAVb, AaBB; nowe kombinacje genotypów okazały się fenotypowo zielone gładkie - aaBB, aaBB i fenotypowo żółte pomarszczone - AAbb, Aavv; Fenotypowo zielone pomarszczone mają jeden genotyp, aabb. W tej krzyżówce kształt nasion jest dziedziczony niezależnie od ich koloru. 16 rozważanych wariantów kombinacji alleli w zygotach ilustruje zmienność kombinacyjną i niezależny podział par alleli, tj. (3:1)2.

Niezależne łączenie genów i oparty na tym podział na F2 w proporcji. 9:3:3:1 potwierdzono później w przypadku dużej liczby zwierząt i roślin, ale pod dwoma warunkami:

1) dominacja musi być całkowita (przy niepełnej dominacji i innych formach interakcji genów stosunki liczbowe mają inny wyraz); 2) niezależny podział dotyczy genów zlokalizowanych na różnych chromosomach.

Trzecie prawo Mendla można sformułować następująco: członkowie jednej pary alleli rozdzielają się w mejozie niezależnie od członków innych par, łącząc się w gametach losowo, ale we wszystkich możliwych kombinacjach (przy krzyżowaniu monohybrydowym były 4 takie kombinacje, z dahybrid - 16, z trihybrydowymi heterozygotami krzyżującymi się tworzą 8 rodzajów gamet, dla których możliwe są 64 kombinacje itp.).

Opublikowano na www.allbest.

...

Podobne dokumenty

Zasady przekazywania cech dziedzicznych z organizmów rodzicielskich na potomstwo, wynikające z eksperymentów Gregora Mendla. Krzyżowanie dwóch genetycznie różnych organizmów. Dziedziczność i zmienność, ich rodzaje. Pojęcie normy reakcji.

streszczenie, dodano 22.07.2015

Rodzaje dziedziczenia cech. Prawa Mendla i warunki ich manifestacji. Istota hybrydyzacji i krzyżowania. Analiza wyników krzyżowania polihybrydowego. Główne postanowienia hipotezy „Czystości gamet” W. Batesona. Przykład rozwiązania typowych problemów przejazdowych.

prezentacja, dodano 11.06.2013

Krzyżowanie dihybrydowe i polihybrydowe, modele dziedziczenia, przebieg krzyżowania i rozszczepiania. Dziedziczenie powiązane, niezależny rozkład czynników dziedzicznych (drugie prawo Mendla). Oddziaływanie genów, różnice płciowe w chromosomach.

streszczenie, dodano 13.10.2009

Koncepcja krzyżowania dihybrydowego organizmów różniących się dwiema parami alternatywnych cech (dwiema parami alleli). Odkrycie wzorców dziedziczenia cech monogenowych przez austriackiego biologa Mendla. Prawa Mendla dotyczące dziedziczenia cech.

prezentacja, dodano 22.03.2012

Mechanizmy i wzorce dziedziczenia cech. Rzędy kontrastujących par cech rodzicielskich roślin. Alternatywne cechy kantalupa i kantalupa. Eksperymenty na mieszańcach roślin Gregora Mendla. Badania eksperymentalne Sajre.

prezentacja, dodano 05.02.2013

Prawa dziedziczenia cech. Podstawowe właściwości organizmów żywych. Dziedziczność i zmienność. Klasyczny przykład krzyża monohybrydowego. Cechy dominujące i recesywne. Eksperymenty Mendla i Morgana. Chromosomalna teoria dziedziczności.

prezentacja, dodano 20.03.2012

Genetyka i ewolucja, klasyczne prawa G. Mendla. Prawo jednorodności hybryd pierwszej generacji. Prawo podziału. Prawo niezależnej kombinacji (dziedziczenia) cech. Uznanie odkryć Mendla, znaczenie pracy Mendla dla rozwoju genetyki.

streszczenie, dodano 29.03.2003

Doświadczenia Gregora Mendla na mieszańcach roślin w 1865 roku. Zalety groszku jako obiektu doświadczeń. Definicja pojęcia krzyżowania monohybrydowego jako hybrydyzacji organizmów różniących się jedną parą alternatywnych cech.

prezentacja, dodano 30.03.2012

Podstawowe prawa dziedziczności. Podstawowe wzorce dziedziczenia cech według G. Mendla. Prawa jednorodności mieszańców pierwszej generacji, podział na klasy fenotypowe mieszańców drugiej generacji i niezależna kombinacja genów.

praca na kursie, dodano 25.02.2015

Dziedziczność i zmienność organizmów jako przedmiot badań genetyki. Odkrycie przez Gregora Mendla praw dziedziczenia cech. Hipoteza o dziedzicznym przekazywaniu dyskretnych czynników dziedzicznych z rodziców na potomstwo. Metody pracy naukowca.

Grzegorz Mendel(Gregor Johann Mendel) (1822-84) – austriacki przyrodnik, botanik i przywódca religijny, mnich, twórca doktryny dziedziczności (mendelizm). Stosując metody statystyczne do analizy wyników hybrydyzacji odmian grochu (1856-63) sformułował prawa dziedziczności.

Pobierać:

Zapowiedź:

Aby skorzystać z podglądu prezentacji utwórz konto Google i zaloguj się na nie: https://accounts.google.com

Podpisy slajdów:

Gregor Johann Mendel Nauczyciel biologii Kuzyaeva A.M. Niżny Nowogród

Gregor Johann Mendel (20 lipca 1822 - 6 stycznia 1884) austriacki przyrodnik, botanik i postać religijna, mnich augustianów, opat, twórca nauki o dziedziczności (mendelizm). Wykorzystując metody statystyczne do analizy wyników hybrydyzacji odmian grochu, sformułował prawa dziedziczności – prawa Mendla – które stały się podstawą współczesnej genetyki.

Johann Mendel urodził się 20 lipca 1822 roku w chłopskiej rodzinie Antona i Rosiny Mendel w małym wiejskim miasteczku Heinzendorf (Cesarstwo Austriackie, obecnie wieś Hinchitsy w Czechach). Data 22 lipca, często podawana w literaturze jako data jego urodzin, jest w rzeczywistości datą jego chrztu. Dom Mendla

Wcześnie zaczął interesować się przyrodą, już jako chłopiec pracował jako ogrodnik. Po ukończeniu szkoły średniej przez dwa lata uczył się w klasach filozoficznych Instytutu Olmutza, w 1843 roku został mnichem w klasztorze augustianów św. Tomasza w Brunn (obecnie Brno, Czechy) i przyjął imię Gregor. W latach 1844-1848 studiował w Instytucie Teologicznym w Brunn. W 1847 został księdzem. Klasztor Starobrnensky

Samodzielnie studiował wiele nauk, zastąpił nieobecnych nauczycieli greki i matematyki w jednej ze szkół, ale nie zdał egzaminu na tytuł nauczyciela. W latach 1849-1851 uczył matematyki, łaciny i greki w gimnazjum w Znojmie. W latach 1851-1853 dzięki opatowi studiował historię naturalną na Uniwersytecie Wiedeńskim, m.in. pod kierunkiem Ungera, jednego z pierwszych cytologów na świecie. Franz Unger (1800-1870) Uniwersytet Wiedeński

Od 1856 roku Gregor Mendel zaczął w ogrodzie klasztornym (7 * 35 metrów) prowadzić przemyślane, szeroko zakrojone eksperymenty nad krzyżowaniem roślin (przede wszystkim starannie wyselekcjonowanych odmian grochu) i wyjaśnianiem wzorców dziedziczenia cech u potomstwa mieszańców. Dla każdego zakładu stworzono osobną kartę (10 000 szt.).

W 1863 roku zakończył doświadczenia, a 8 lutego 1865 roku na dwóch zebraniach Towarzystwa Przyrodników Brunn złożył sprawozdanie z wyników swojej pracy. W 1866 roku w pismach towarzystwa ukazał się jego artykuł „Doświadczenia nad mieszańcami roślin”, które położyły podwaliny pod genetykę jako samodzielną naukę.

Mendel zamówił 40 oddzielnych wydruków swoich prac i prawie wszystkie wysłał do głównych badaczy botaniki, ale otrzymał tylko jedną pozytywną odpowiedź - od Karla Nägeli, profesora botaniki z Monachium. Zaproponował powtórzenie podobnych eksperymentów na jastrzębiu, który sam wówczas badał. Później powiedzą, że rada Nägeli opóźniła rozwój genetyki o 4 lata… Karl Nägeli (1817-1891)

Królestwo: Rośliny Podział: Okrytozalążkowe Klasa: Dwuliścienne Rząd: Astroflora Rodzina: Asteraceae Rodzaj: Jastrzębowiec Mendel próbował powtórzyć eksperymenty na jastrzębiu, a następnie na pszczołach. W obu przypadkach wyniki uzyskane na grochu nie potwierdziły się. Powodem było to, że mechanizmy zapłodnienia zarówno jastrzębowca, jak i pszczół miały cechy nieznane wówczas nauce (rozmnażanie poprzez partenogenezę), a metody krzyżowania stosowane przez Mendla w jego doświadczeniach nie uwzględniały tych cech. W końcu sam wielki naukowiec stracił wiarę w swoje odkrycie.

W 1868 roku Mendel został wybrany opatem klasztoru w Starobrnie i nie zajmował się już badaniami biologicznymi. Mendel zmarł w 1884 r. Począwszy od roku 1900, po niemal równoczesnym opublikowaniu artykułów trzech botaników – H. De Vriesa, K. Corrensa i E. Cermaka-Zesenegga, którzy niezależnie potwierdzili dane Mendla własnymi eksperymentami, nastąpiła błyskawiczna eksplozja uznania dla jego twórczości . Za rok narodzin genetyki uważa się rok 1900. H. De Vries H. De Vries E. Cermak

Znaczenie prac Gregora Mendla Mendel stworzył naukowe zasady opisu i badania mieszańców i ich potomstwa (jakie formy do krzyżowania, jak przeprowadzać analizy w pierwszym i drugim pokoleniu). Opracował i zastosował algebraiczny system symboli i notacji cech, co stanowiło ważną innowację koncepcyjną. Sformułował dwie podstawowe zasady, czyli prawa dziedziczenia cech w ciągu serii pokoleń, umożliwiające dokonywanie przewidywań. Mendel pośrednio wyraził ideę dyskrecji i binarności dziedzicznych skłonności: każda cecha jest kontrolowana przez parę skłonności matki i ojca (lub geny, jak później je nazwano), które są przekazywane mieszańcom przez rodzicielskie komórki rozrodcze i nie znikaj nigdzie. Kształty charakterów nie wpływają na siebie nawzajem, lecz rozchodzą się podczas tworzenia komórek rozrodczych, a następnie swobodnie łączą się w potomkach (prawa rozdzielania i łączenia charakterów).

Ilustracja praw Mendla

6 stycznia 1884 roku zmarł Gregor Johann Mendel. Krótko przed śmiercią Mendel powiedział: „Jeśli miałbym przeżyć gorzkie godziny, to z wdzięcznością muszę przyznać, że było o wiele więcej pięknych, dobrych godzin. Moja praca naukowa dała mi wiele satysfakcji i jestem przekonany, że już niedługo cały świat doceni wyniki tych prac.” Pomnik Mendla przed Muzeum Pamięci w Brnie został zbudowany w 1910 roku ze środków zebranych przez naukowców z całego świata.