Вчений біолог грегор Мендель. Грегор Мендель - Батько сучасної генетики

Австрійський священик і ботанік Грегор Йоган Мендель заклав основи такої науки, як генетика. Він математично вивів закони генетики, які називаються його ім'ям.

Йоган Мендель народився 22 липня 1822 року в Хайзендорфі, Австрія. Ще в дитинстві він почав виявляти інтерес до вивчення рослин та навколишнього середовища. Після двох років навчання в Інституті Філософії в Ольмютці Мендель вирішив піти до монастиря у Брюнні. Це сталося 1843 року. При ритуалі постригу в ченці йому було дано ім'я Грегор. Вже 1847 року він став священиком.

Життя священнослужителя складається не лише з молитов. Мендель встигав багато часу присвячувати навчанню та науці. У 1850 році він вирішив скласти іспити на диплом вчителя, проте провалився, отримавши "два" з біології та геології. 1851-1853 роки Мендель провів в Університеті Відня, де вивчав фізику, хімію, зоологію, ботаніку та математику. Після повернення в Брюнн отець Грегор почав таки викладати в школі, хоча так ніколи і не склав іспит на диплом вчителя. У 1868 році Йоган Мендель став абатом.

Свої експерименти, які, зрештою, призвели до сенсаційного відкриття законів генетики, Мендель проводив у своєму маленькому парафіяльному саду з 1856 року. Слід зазначити, що оточення святого отця сприяло науковим дослідженням. Справа в тому, що деякі його друзі мали дуже гарну освіту в галузі природознавства. Вони часто відвідували різні наукові семінари, у яких брав участь і Мендель. Крім того, монастир мав дуже багату бібліотеку, завсідником якої був, звісно, ​​Мендель. Його дуже надихнула книга Дарвіна "Походження видів", але достеменно відомо, що досліди Менделя почалися задовго до публікації цієї роботи.

8 лютого і 8 березня 1865 року Грегор (Іоганн) Мендель виступав на засіданнях Товариства Природознавства в Брюнні, де розповів про свої незвичайні відкриття в невідомій поки області (яка пізніше називатиметься генетикою). Досліди Грегор Мендель ставив на простих горошинах, проте пізніше спектр об'єктів експерименту був значно розширений. У результаті Мендель дійшов висновку, що різні властивості конкретної рослини або тварини з'являються не просто з повітря, а залежать від батьків. Інформація про ці спадкові властивості передається через гени (термін, введений Менделем, від якого походить термін "генетика"). Вже 1866 року вийшла книга Менделя " Versuche uber Pflanzenhybriden " ( " Експерименти з рослинними гібридами " ). Проте сучасники не оцінили революційність відкриттів скромного священика із Брюнна.

Наукові дослідження Менделя не відволікали його від повсякденних обов'язків. 1868 року він став абатом, наставником цілого монастиря. На цій посаді він чудово обстоював інтереси церкви загалом і монастиря Брюнна, зокрема. Йому добре вдавалося уникати конфліктів з владою і уникати надмірного оподаткування. Його дуже любили парафіяни та учні, молоді ченці.

6 січня 1884 року отця Грегора (Іоганна Менделя) не стало. Він похований у рідному Брюнні. Слава як вченого прийшла до Менделя вже після смерті, коли подібні до його експериментів досліди в 1900 році були незалежно проведені трьома європейськими ботаніками, які дійшли аналогічних з Менделем результатів.

Грегор Мендель-вчитель чи чернець?

Доля Менделя після Богословського інституту вже влаштована. Висвячений на священика двадцятисемирічний канонік отримав чудову парафію в Старому Брюнні. Він уже цілий рік готується складати іспити на ступінь доктора богослов'я, коли у його житті відбуваються серйозні зміни. Георг Мендель вирішує досить різко змінити долю і відмовляється від несення релігійної служби. Він хотів би вивчати природу і заради цієї своєї пристрасті вирішує зайняти місце в гімназії Цнаймської, де до цього часу відкривається 7 клас. Він запитує місце "супплента-професора".

У Росії “професор”- звання суто університетське, а в Австрії та Німеччині так звали навіть наставника першокласників. Гімназичний суплент - це швидше, можна перекласти як "пересічний учитель", "помічник учителя". Це могла бути людина, яка чудово володіє предметом, але так як вона не мала диплома, приймали її на роботу швидше за тимчасово.

Зберігся і документ, який пояснює таке незвичайне рішення пастора Менделя. Цей офіційний лист єпископу графу Шафготчу від настоятеля монастиря Святого Томаша прелата Наппа. Ваше Милостиве Єпископське Преосвященство! Висока Імператорсько-Королівська Земельна Президія декретом від 28 вересня 1849 року за № Z 35338 вважав за благо призначити каноніка Грегора Менделя суплентом до Цнаймської гімназії. “... Цей канонік спосіб життя має богобоязливий, стриманістю та доброчесною поведінкою, його сану цілком відповідним, що поєднується з великою відданістю наук... До піклування ж про душі мирян він, однак, придатний трохи менше, бо варто йому опинитися біля одра хворого Як від виду страждань він буває, охоплюємо непереборним сум'яттям і сам від цього стає небезпечно хворим, що і спонукає мене скласти з нього обов'язки духовника”.

Отже, восени 1849 року канонік і супплент Мендель прибуває у Цнайм, щоб розпочати нових обов'язків. Мендель отримує на 40 відсотків менше від своїх колег, які мали дипломи. Він користується повагою своїх колег, його люблять учні. Однак викладає він у гімназії не предмети природничо циклу, а класичну літературу, стародавні мови та математику. Потрібен диплом. Це дозволить викладати ботаніку та фізику, мінералогію та природну історію. До диплому було 2 шляхи. Один - закінчити університет, інший шлях - більш короткий - здати у Відні перед спеціальною комісією імператорського міністерства культів та освіти іспити на право викладати такі предмети в таких класах.

Закони Менделя

Цитологічні засади законів Менделя базуються на:

Парності хромосом (парності генів, що зумовлюють можливість розвитку будь-якої ознаки)

Особливості мейозу (процесах, що відбуваються в мейозі, які забезпечують незалежну розбіжність хромосом з генами, що знаходяться на них, до різних плюсів клітини, а потім і в різні гамети)

Особливості процесу запліднення (випадкового комбінування хромосом, що несуть по одному гену з кожної алельної пари)

Науковий метод Менделя

Основні закономірності передачі спадкових ознак від батьків до нащадків було встановлено Г. Менделем у другій половині ХІХ ст. Він схрещував рослини гороху, різняться за окремими ознаками, і основі отриманих результатів обгрунтував ідею існування спадкових задатків, відповідальних прояв проявів. У своїх роботах Мендель застосував метод гібридологічного аналізу, що став універсальним у вивченні закономірностей успадкування ознак у рослин, тварин та людини.

На відміну від своїх попередників, які намагалися простежити успадкування багатьох ознак організму разом, Мендель досліджував це складне явище аналітично. Він спостерігав успадкування лише однієї пари або невеликої кількості альтернативних (взаємовиключних) пар ознак у сортів садового гороху, а саме: білі та червоні квітки; низьке та високе зростання; жовте і зелене, гладке і зморшкувате насіння гороху і т. п. Такі контрастні ознаки називаються алелями, а термін "аллель" і "ген" вживають як синоніми.

Для схрещувань Мендель використовував чисті лінії, тобто потомство однієї рослини, що самозапилюється, в якому зберігається подібна сукупність генів. Кожна з цих ліній не давала розщеплення ознак. Істотним у методиці гібридологічного аналізу було й те, що Мендель вперше точно підрахував число нащадків - гібридів з різними ознаками, тобто математично обробив отримані результати та ввів для запису різних варіантів схрещування прийняту в математиці символіку: А, В, С, D та т. д. Цими літерами він означав відповідні спадкові чинники.

У сучасній генетиці прийнято такі умовні позначення при схрещуванні: батьківські форми - Р; одержані від схрещування гібриди першого покоління - F1; гібриди другого покоління - F2, третього - F3 і т. д. Саме схрещування двох особин позначають знаком х (наприклад АА х aа).

З безлічі різноманітних ознак схрещуваних рослин гороху в першому досвіді Мендель враховував успадкування лише однієї пари: жовте та зелене насіння, червоне та білі квітки тощо. Таке схрещування називається моногібридним. Якщо простежують успадкування двох пар ознак, наприклад, жовте гладке насіння гороху одного сорту і зелене зморшкувате іншого, то схрещування називають дигібридним. Якщо ж враховують три і більше пар ознак, схрещування називають полігібридним.

Закономірності успадкування ознак

Алелі - позначають літерами латинського алфавіту, при цьому одні ознаки Мендель назвав домінуючими (переважаючими) і позначив їх великими літерами - А, В, С і т. д., інші - рецесивними (що поступаються, пригнічуються), які позначив малими літерами в, з і т. д. Оскільки кожна хромосома (носій алелів або генів) містить лише одну з двох алелей, а гомологічні хромосоми завжди парні (одна батьківська, інша материнська), у диплоїдних клітинах завжди є пара алелей: АА, аа, Аа , ВР, bb. Bb і т. д. Особини та їх клітини, що мають у своїх гомологічних хромосомах пару однакових алелів (АА або аа), називаються гомозиготними. Вони можуть утворювати лише один тип статевих клітин: або гамети з аллелю А, або гамети з аллелю а. Особи, у яких у гомологічних хромосомах їхніх клітин є і домінантний, і рецесивний гени Аа, називаються гетерозиготними; при дозріванні статевих клітин вони утворюють гамети двох типів: гамети з алелем А та гамети з алелем а. У гетерозиготних організмів домінантна аллель А, що проявляється фенотипно, знаходиться в одній хромосомі, а рецесивна аллель а, що пригнічується домінантом, - у відповідній ділянці (локус) іншої гомологічної хромосоми. У разі гомозиготності кожна з пари алелей відбиває або домінантний (АА), або рецесивний (аа) стан генів, які в обох випадках виявлять свою дію. Поняття про домінантні та рецесивні спадкові фактори, вперше застосоване Менделем, міцно утвердилося в сучасній генетиці. Пізніше було введено поняття генотип та фенотип. Генотип - сукупність всіх генів, які є у цього організму. Фенотип - сукупність всіх ознак та властивостей організму, які виявляються у процесі індивідуального розвитку виданих умов. Поняття фенотип поширюється на будь-які ознаки організму: особливості зовнішньої будови, фізіологічних процесів, поведінки тощо. буд.

Основоположником науки про спадковість - генетики по праву вважається австро-угорський вчений Грегор Мендель. Робота дослідника, «перевідкрита» тільки в 1900 році, принесла посмертну славу Менделю і послужила початком нової науки, яку пізніше назвали генетикою. До кінця сімдесятих років XX століття генетика в основному рухалася шляхом, прокладеним Менделем, і тільки коли вчені навчилися читати послідовність нуклеїнових основ у молекулах ДНК, спадковість почали вивчати не за допомогою аналізу результатів гібридизації, а спираючись на фізико-хімічні методи.

Грегор Йоган Мендель народився в Гейзендорфі, що в Сілезії, 22 липня 1822 року в сім'ї селянина. У початковій школі він виявив видатні математичні здібності і на вимогу вчителів продовжив освіту в гімназії невеликого поблизу містечка Опава. Однак на подальше навчання Менделя грошей у сім'ї не вистачало. Насилу їх вдалося наскрести на завершення гімназичного курсу. Врятувала молодша сестра Тереза: вона пожертвувала накопиченим їй приданим. На ці кошти Мендель зміг провчитися ще деякий час на курсах підготовки до університету. Після цього кошти сім'ї закінчилися остаточно.

Вихід запропонував професор математики Франц. Він порадив Менделю вступити до серпневого монастиря міста Брно. Його очолював тоді абат Кирило Напп — людина широких поглядів, заохочував заняття наукою. В 1843 Мендель вступив у цей монастир і отримав ім'я Грегор (при народженні йому було дано ім'я Йоганн). Через
чотири роки монастир направив двадцятип'ятирічного ченця Менделя вчителем у середню школу. Потім з 1851 по 1853 він вивчав природничі науки, особливо фізику, у Віденському університеті, після чого став викладачем фізики та природознавства в реальному училищі міста Брно.

Його педагогічну діяльність, що тривала чотирнадцять років, високо цінували і керівництво училища, і учні. За спогадами останніх, він вважався одним із найулюбленіших вчителів. Останні п'ятнадцять років життя Мендель був настоятелем монастиря.

З юності Грегор цікавився природознавством. Будучи швидше любителем, ніж професійним вченим-біологом, Мендель постійно експериментував із різними рослинами та бджолами. У 1856 році він почав класичну роботу з гібридизації та аналізу успадкування ознак у гороху.

Мендель працював у крихітному, менше двох із половиною соток гектара, монастирському садочку. Він висівав горох протягом восьми років, маніпулюючи двома десятками різновидів цієї рослини, різних за фарбуванням квіток і за видом насіння. Він зробив десять тисяч дослідів. Своєю старанністю і терпінням він дивував неабияке здивування партнерів, що допомагали йому в потрібних випадках — Вінкельмейєра і Ліленталя, а також садівника Мареша, дуже схильного до випивки. Якщо Мендель і
давав пояснення своїм помічникам, то навряд вони могли його зрозуміти.

Неквапливо текло життя у монастирі Святого Томаша. Неквапливий був і Грегор Мендель. Наполегливий, спостережливий і дуже терплячий. Вивчаючи форму насіння у рослин, отриманих в результаті схрещувань, він задля з'ясування закономірностей передачі лише однієї ознаки («гладкі — зморшкуваті») аналізував 7324 горошини. Кожне насіння він розглядав у лупу, порівнюючи їх форму та роблячи записи.

З дослідів Менделя почався інший відлік часу, головною відмінністю якого став знову ж таки запроваджений Менделем гібридологічний аналіз спадковості окремих ознак батьків у потомстві. Важко сказати, що саме змусило дослідника природи звернутися до абстрактного мислення, відволіктися від голих цифр і численних експериментів. Але саме воно дозволило скромному викладачеві монастирської школи побачити цілісну картину дослідження; побачити її лише після того, як довелося знехтувати десятими та сотими частками, зумовленими неминучими статистичними варіаціями. Лише тоді буквально «позначені» дослідником альтернативні ознаки відкрили йому щось сенсаційне: певні типи схрещування у різному потомстві дають співвідношення 3:1, 1:1 або 1:2:1.

Мендель звернувся до робіт своїх попередників за підтвердженням здогадки, що майнув у нього. Ті, кого дослідник почитав за авторитети, прийшли в різний час і кожен по-своєму до загального висновку: гени можуть мати домінуючі (переважні) або рецесивні (пригнічені) властивості. А якщо так, робить висновок Мендель, то комбінація неоднорідних генів і дає те саме розщеплення ознак, що спостерігається у його власних дослідах. І в тих самих співвідношеннях, що були обчислені за допомогою його статистичного аналізу. «Перевіряючи алгеброю гармонію» змін, що відбуваються в отриманих поколіннях гороху, вчений навіть ввів літерні позначення, відзначивши великою літерою домінантний, а малої — рецесивний стан одного й того ж гена.

Мендель довів, що кожна ознака організму визначається спадковими факторами, задатками (згодом їх назвали генами), що передаються від батьків нащадкам зі статевими клітинами. Внаслідок схрещування можуть з'явитися нові поєднання спадкових ознак. І частоту появи кожного такого поєднання можна передбачити.

Узагальнено результати роботи вченого виглядають так:

- Усі гібридні рослини першого покоління однакові і виявляють ознаку одного з батьків;

- Серед гібридів другого покоління з'являються рослини як з домінантними, так і з рецесивними ознаками у співвідношенні 3:1;

- дві ознаки в потомстві поводяться незалежно і в другому поколінні зустрічаються у всіх можливих поєднаннях;

- Необхідно розрізняти ознаки та їх спадкові задатки (рослини, що виявляють домінантні ознаки, можуть у прихованому вигляді нести
задатки рецесивних);

— об'єднання чоловічих та жіночих гамет випадково щодо того, задатки яких ознак несуть ці гамети.

У лютому та березні 1865 року у двох доповідях на засіданнях провінційного наукового гуртка, що носив назву Товариства дослідників природи міста Брю, один із рядових його членів, Грегор Мендель, повідомив про результати своїх багаторічних досліджень, завершених у 1863 році.

Незважаючи на те, що його доповіді були досить холодно зустрінуті членами гуртка, він наважився опублікувати свою роботу. Вона побачила світ у 1866 році у працях товариства під назвою «Досліди над рослинними гібридами».

Сучасники не зрозуміли Менделя і оцінили його працю. Багатьом вчених спростування висновку Менделя означало б не мало не мало, як твердження своєї концепції, яка свідчила, що набутий ознака можна «втиснути» в хромосому і навернути в наследуемый. Щойно не руйнували «крамольний» висновок скромного настоятеля монастиря з Брно маститі вчені, яких тільки епітетів не вигадували, щоб принизити, висміяти. Але час вирішив по-своєму.

Так, Грегор Мендель не визнали сучасниками. Надто вже простою, нехитрою представилася їм схема, в яку без натиску і скрипу вкладалися складні явища, що становлять у поданні людства основу непорушної піраміди еволюції. До того ж у концепції Менделя були й уразливі місця. Так, принаймні, це його опонентам. І самому досліднику теж, оскільки він не міг розвіяти їхніх сумнівів. Однією з «винувань» його невдач була
яструбінка.

Ботанік Карл фон Негелі, професор Мюнхенського університету, прочитавши роботу Менделя, запропонував автору перевірити виявлені ним закони на яструбінці. Ця маленька рослина була улюбленим об'єктом Негелі. І Мендель погодився. Він витратив багато зусиль на нові досліди. Яструбінка - надзвичайно незручна для штучного схрещування рослина. Дуже дрібне. Доводилося напружувати зір, а він став дедалі більше погіршуватися. Нащадок, отриманий від схрещування яструбінки, не підкорявся закону, як він вважав, правильному для всіх. Лише через роки після того, як біологи встановили факт іншого, не статевого розмноження яструбінки, заперечення професора Негелі, головного опонента Менделя, було знято з порядку денного. Але ні Менделя, ні самого Негелі вже, на жаль, не було живим.

Дуже образно долю роботи Менделя сказав найбільший радянський генетик академік Б.Л. Астауров, перший президент Всесоюзного товариства генетиків та селекціонерів імені М.І. Вавилова: «Доля класичної роботи Менделя перетворена і чужа драматизму. Хоча їм були виявлені, ясно показані і значною мірою зрозумілі загальні закономірності спадковості, біологія того часу ще не доросла до усвідомлення їх фундаментальності. Сам Мендель з дивовижною проникливістю передбачав загальнозначущість виявлених на гороху закономірностей і отримав деякі докази їх застосування до деяких інших рослин (трьом видам квасолі, двом видам левкоя, кукурудзі та нічній красуні). Однак його наполегливі та стомлюючі спроби докласти знайдені закономірності до схрещування численних різновидів та видів яструбінки не виправдали надій та зазнали повного фіаско. Наскільки щасливим був вибір першого об'єкта (гороху), настільки ж невдалий другий. Тільки набагато пізніше, вже в нашому столітті, стало зрозуміло, що своєрідні картини успадкування ознак у яструбінки є винятком, що лише підтверджує правило. За часів Менделя ніхто не міг підозрювати, що зроблені ним схрещування різновидів яструбінки фактично не відбувалися, оскільки ця рослина розмножується без запилення та запліднення, незайманим шляхом за допомогою так званої апогамії. Невдача копітких і напружених дослідів, що викликали майже повну втрату зору, обтяжливі обов'язки прелата, що звалилися на Менделя, і похилого віку змусили його припинити улюблені дослідження.

Минуло ще кілька років, і Грегор Мендель пішов із життя, не передчуваючи, які пристрасті бушуватимуть навколо його імені і якою славою воно, зрештою, буде вкрите. Так, слава та шана прийдуть до Менделя вже після смерті. Він же залишить життя, так і не розгадавши таємниці яструбінки, яка не «уклалася» у виведені ним закони однаковості гібридів першого покоління та розщеплення ознак у потомстві».

Менделю було б значно легше, знай він про роботи іншого вченого Адамса, який на той час опублікував піонерську роботу про успадкування ознак у людини. Але Мендель не був знайомий із цією роботою. Адже Адамі на основі емпіричних спостережень за сім'ями зі спадковими захворюваннями фактично сформулював поняття спадкових задатків, помітивши домінантне та рецесивне успадкування ознак у людини. Але ботаніки не чули про роботу лікаря, а тому, ймовірно, випало на долю стільки практичної лікувальної роботи, що на абстрактні міркування просто не вистачало часу. Загалом так чи інакше, але генетики дізналися про спостереження Адамса, тільки приступивши всерйоз до вивчення історії генетики людини.

Не пощастило і Менделю. Занадто рано великий дослідник повідомив про свої відкриття наукового світу. Останній був до цього не готовий. Лише 1900 року, перевідкривши закони Менделя, світ вразився красі логіки експерименту дослідника і витонченої точності його розрахунків. І хоча ген продовжував залишатися гіпотетичною одиницею спадковості, сумніви щодо його матеріальності остаточно розвіялися.

Мендель був сучасником Чарлза Дарвіна. Але стаття брюннського ченця не потрапила на очі автору «Походження видів». Залишається лише гадати, як оцінив Дарвін відкриття Менделя, якби ознайомився з ним. Тим часом великий англійський натураліст виявляв чималий інтерес до гібридизації рослин. Схрещуючи різні форми левиного зіва, він із приводу розщеплення гібридів у другому поколінні писав: «Чому це так? Бог знає...»

Помер Мендель 6 січня 1884, настоятелем того монастиря, де вів свої досліди з горохом. Не помічений сучасниками, Мендель, проте, анітрохи не завагався у своїй правоті. Він казав: "Мій час ще прийде". Ці слова написані на його пам'ятнику, встановленому перед монастирським садком, де він ставив свої досліди.

Знаменитий фізик Ервін Шредінгер вважав, що застосування законів Менделя рівнозначно впровадженню квантового початку в біології.

Революціонізуюча роль менделізму в біології ставала дедалі очевиднішою. На початку тридцятих років нашого століття генетика і закони Менделя, що лежать в її основі, стали визнаним фундаментом сучасного дарвінізму. Менделізм став теоретичною основою для виведення нових високоврожайних сортів культурних рослин, більш продуктивних порід худоби, корисних видів мікроорганізмів. Менделізм дав поштовх розвитку медичної генетики.

У серпневому монастирі на околиці Брно зараз поставлено меморіальну дошку, а поряд з палісадником споруджено чудову мармурову пам'ятку Менделю. Кімнати колишнього монастиря, що виходять вікнами в палісадник, де Мендель вів свої досліди, перетворені тепер на музей його імені. Тут зібрані рукописи (на жаль, частина їх загинула під час війни), документи, малюнки та портрети, що стосуються життя вченого, належали йому книги з його позначками на полях, мікроскоп та інші інструменти, якими він користувався, а також видані в різних країнах книги, присвячені йому та його відкриття.


На початку ХIХ століття, 1822 року, в Австрійській Моравії, у селі Ханцендорф, у селянській родині народився хлопчик. Він був другою дитиною у сім'ї. Під час народження його назвали Йоганном, прізвище батька бала Мендель.

Жилося нелегко, дитину не балували. З дитинства Йоганн звик до селянської праці та полюбив його, особливо садівництво та бджільництво. Як у пригоді йому навички, набуті в дитинстві.

Видатні здібності виявилися у хлопчика рано. Менделю було 11 років, коли його перевели із сільської школи до чотирикласного училища найближчого містечка. Він і там одразу проявив себе і вже через рік опинився у гімназії, у місті Опав.

Платити за навчання та утримувати сина батькам було важко. А тут ще обрушилося на сім'ю нещастя: батько тяжко постраждав – йому на груди впала колода. У 1840 році Йоганн закінчив гімназію і паралельно – школу кандидатів у вчителі. У 1840 році Мендель закінчив шість класів гімназії в Троппау (нині м. Опава) і наступного року вступив до філософських класів при університеті в м. Ольмюці (нині м. Оломоуц). Однак, матеріальне становище сім'ї в ці роки погіршилося, і з 16 років Мендель сам мав піклуватися про своє харчування. Не маючи сил постійно виносити подібну напругу, Мендель після закінчення філософських класів, у жовтні 1843, вступив послушником до Брюннського монастиря (де він отримав нове ім'я Грегор). Там він знайшов заступництво та фінансову підтримку для подальшого навчання. У 1847 Мендель був посвячений у сан священика. Одночасно з 1845 року він протягом 4 років навчався у Брюннській теологічній школі. Августинський монастир св. Хоми був центром наукового та культурного життя Моравії. Крім багатої бібліотеки, він мав колекцію мінералів, досвідчений садок та гербарій. Монастир патронував шкільну освіту у краї.

Незважаючи на труднощі, Мендель продовжує навчання. Тепер уже у філософських класах у місті Оломеуц. Тут вчать як філософії, а й математиці, фізиці – предметам, без яких Мендель, біолог у душі, не мислив подальшого життя. Біологія та математика! У наші дні це поєднання нерозривне, але в 19 столітті здавалося безглуздим. Саме Мендель був першим, хто продовжив у біології широку колію для математичних методів.

Він продовжує вчитися, але життя тяжке, і ось настають дні, коли, за власним визнанням Менделя, “далі переносити таку напругу не під силу”. І тоді його життя настає переломний момент: Мендель стає ченцем. Він не приховує причин, які штовхнули його на цей крок. В автобіографії пише: "Виявився вимушеним зайняти становище, що звільняє від турбот про їжу". Чи не так, відверто? І при цьому ні слова про релігію, бога. Непереборна тяга до науки, прагнення до знань, а зовсім не прихильність до релігійної доктрини привели Менделя до монастиря. Йому виповнився 21 рік. Ті, що постригалися в ченці на знак відчуження від світу, приймали нове ім'я. Йоганн став Грегором.

Був період, коли його зробили священиком. Зовсім недовгий період. Втішати стражденних, споряджати в останній шлях вмираючих. Не дуже це подобалося Менделю. І він робить все, щоб позбутися неприємних обов'язків.

Інша річ учительство. Будучи ченцем, Мендель із задоволенням вів заняття з фізики та математики у школі найближчого містечка Цнайм, проте не пройшов державний іспит на атестацію вчителя. Бачачи його пристрасть до знань та високі інтелектуальні здібності, настоятель монастиря послав його для продовження навчання до Віденського університету, де Мендель як вільний слухач провчився чотири семестри в період 1851-53, відвідуючи семінари та курси з математики та природничих наук, зокрема, курс відомого фізика К. Доплера. Хороша фізико-математична підготовка допомогла Менделю згодом при формулюванні законів наслідування. Повернувшись до Брюнна, Мендель продовжив вчительство (викладав фізику та природознавство в реальному училищі), проте друга спроба пройти атестацію вчителя знову виявилася невдалою.

Цікаво, що Мендель двічі складав іспит на звання вчителя і... двічі провалювався! Адже він був найосвіченішою людиною. Нема чого говорити про біологію, класиком якої Мендель незабаром став, він був високообдарований математик, дуже любив фізику і добре знав її.

Провали на іспитах не заважали його викладацькій діяльності. У міському училищі Брно Менделя-вчителі дуже цінували. І він викладав, не маючи диплома.

У житті Менделя були роки, коли він перетворювався на самітника. Але не перед іконами схиляв він коліна, а перед грядками з горохом. З 1856 Мендель почав проводити в монастирському садку (шириною 7 і довжиною 35 метрів) добре продумані великі досвіди з схрещування рослин (насамперед серед ретельно відібраних сортів гороху) і з'ясування закономірностей успадкування ознак у потомстві гібридів. У 1863 він закінчив експерименти і в 1865 на двох засіданнях Брюннського товариства дослідників природи доповів результати своєї роботи. З ранку до самого вечора працював він у маленькому монастирському садку. Тут з 1854 по 1863 рік Мендель провів свої класичні досліди, результати яких не застаріли до цього дня. Своїм науковими успіхами Г.Мендель завдячує також надзвичайно вдалим вибором об'єкта досліджень. Загалом у чотирьох поколіннях гороху він обстежив 20 тисяч нащадків.

Близько 10 років йшли досліди щодо схрещування гороху. Щовесни Мендель висаджував рослини на своїй ділянці. Доповідь “Досліди над рослинними гібридами”, яку було прочитано брюнським натуралістам у 1865 році, виявилася несподіванкою навіть для друзів.

Горох був зручний з різних міркувань. Нащадок цієї рослини має ряд чітко помітних ознак - зелений або жовтий колір сім'ядолів, гладке або, навпаки, зморшкувате насіння, здуті або перетягнуті боби, довга або коротка вісь суцвіття стебла і так далі. Перехідних, половинчастих "змазаних" ознак був. Щоразу можна було впевнено говорити "так" чи "ні", "або - або", мати справу з альтернативою. А тому й заперечувати висновки Менделя, сумніватися у них не доводилося. І всі положення теорії Менделя вже ніким не були спростовані і за заслугами стали частиною золотого фонду науки.

У 1866 р. у працях суспільства вийшла його стаття "Досліди над рослинними гібридами", яка заклала основи генетики як самостійної науки. Це рідкісний історія знань випадок, коли одна стаття знаменує собою народження нової наукової дисципліни. Чому так прийнято вважати?

Роботи з гібридизації рослин та вивчення успадкування ознак у потомстві гібридів проводилися десятиліття до Менделя у різних країнах і селекціонерами, і ботаніками. Були помічені та описані факти домінування, розщеплення та комбінування ознак, особливо у дослідах французького ботаніка Ш. Нодена. Навіть Дарвін, схрещуючи різновиди левового зіва, відмінні за структурою квітки, отримав у другому поколінні співвідношення форм, близьке до відомого менделівського розщеплення 3:1, але побачив у цьому лише "примхливу гру сил спадковості". Різноманітність взятих у досліди видів та форм рослин збільшувала кількість висловлювань, але зменшувала їхню обґрунтованість. Сенс чи " душа фактів " (вираз Анрі Пуанкаре) залишалися до Менделя туманними.

Зовсім інші наслідки випливали з семирічної роботи Менделя, що по праву складає фундамент генетики. По-перше, він створив наукові принципи опису та дослідження гібридів та їх потомства (які форми брати у схрещування, як вести аналіз у першому та другому поколінні). Мендель розробив і застосував систему алгебри символів і позначень ознак, що являло собою важливе концептуальне нововведення. По-друге, Мендель сформулював два основних принципи, або закону наслідування ознак у ряді поколінь, що дозволяють робити передбачення. Нарешті, Мендель у неявній формі висловив ідею дискретності та бінарності спадкових задатків: кожна ознака контролюється материнською та батьківською парою задатків (або генів, як їх потім почали називати), які через батьківські статеві клітини передаються гібридам і нікуди не зникають. Задатки ознак не впливають одна на одну, але розходяться при утворенні статевих клітин і потім вільно комбінуються у нащадків (закони розщеплення та комбінування ознак). Парність задатків, парність хромосом, подвійна спіраль ДНК - ось логічний наслідок і шлях розвитку генетики 20 століття з урахуванням ідей Менделя.

Доля відкриття Менделя – затримка на 35 років між самим фактом відкриття та його визнанням у співтоваристві – не парадокс, а скоріше норма в науці. Так, через 100 років після Менделя, вже в період розквіту генетики, подібна доля невизнання протягом 25 років спіткала відкриття Б. Мак-Клінток мобільних генетичних елементів. І це незважаючи на те, що вона, на відміну від Менделя, була на час свого відкриття високо авторитетним ученим та членом Національної Академії наук США.

У 1868 році Мендель був обраний настоятелем монастиря і практично відійшов від наукових занять. У його архіві збереглися нотатки з метеорології, бджільництва, лінгвістики. На місці монастиря у Брно нині створено музей Менделя; видається спеціальний журнал "Folia Mendeliana".



Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru

Мендель Грегор Йоганн

Австрійський священик і ботанік Грегор Йоган Мендель заклав основи такої науки, як генетика. Він математично вивів закони генетики, які називаються його ім'ям.

Грегор Йоган Мендель

Йоган Мендель народився 22 липня 1822 року в Хайзендорфі, Австрія. Ще в дитинстві він почав виявляти інтерес до вивчення рослин та навколишнього середовища. Після двох років навчання в Інституті Філософії в Ольмютці Мендель вирішив піти до монастиря у Брюнні. Це сталося 1843 року. При ритуалі постригу в ченці йому було дано ім'я Грегор. Вже 1847 року він став священиком.

Життя священнослужителя складається не лише з молитов. Мендель встигав багато часу присвячувати навчанню та науці. У 1850 році він вирішив скласти іспити на диплом вчителя, проте провалився, отримавши "два" з біології та геології. 1851-1853 роки Мендель провів в Університеті Відня, де вивчав фізику, хімію, зоологію, ботаніку та математику. Після повернення в Брюнн отець Грегор почав таки викладати в школі, хоча так ніколи і не склав іспит на диплом вчителя. У 1868 році Йоган Мендель став абатом.

Свої експерименти, які, зрештою, призвели до сенсаційного відкриття законів генетики, Мендель проводив у своєму маленькому парафіяльному саду з 1856 року. Слід зазначити, що оточення святого отця сприяло науковим дослідженням. Справа в тому, що деякі його друзі мали дуже гарну освіту в галузі природознавства. Вони часто відвідували різні наукові семінари, у яких брав участь і Мендель. Крім того, монастир мав дуже багату бібліотеку, завсідником якої був, звісно, ​​Мендель. Його дуже надихнула книга Дарвіна "Походження видів", але достеменно відомо, що досліди Менделя почалися задовго до публікації цієї роботи.

8 лютого і 8 березня 1865 року Грегор (Іоганн) Мендель виступав на засіданнях Товариства Природознавства в Брюнні, де розповів про свої незвичайні відкриття в невідомій поки області (яка пізніше називатиметься генетикою). Досліди Грегор Мендель ставив на простих горошинах, проте пізніше спектр об'єктів експерименту був значно розширений. У результаті Мендель дійшов висновку, що різні властивості конкретної рослини або тварини з'являються не просто з повітря, а залежать від батьків. Інформація про ці спадкові властивості передається через гени (термін, введений Менделем, від якого походить термін "генетика"). Вже 1866 року вийшла книга Менделя " Versuche uber Pflanzenhybriden " ( " Експерименти з рослинними гібридами " ). Проте сучасники не оцінили революційність відкриттів скромного священика із Брюнна.

Наукові дослідження Менделя не відволікали його від повсякденних обов'язків. 1868 року він став абатом, наставником цілого монастиря. На цій посаді він чудово обстоював інтереси церкви загалом і монастиря Брюнна, зокрема. Йому добре вдавалося уникати конфліктів з владою і уникати надмірного оподаткування. Його дуже любили парафіяни та учні, молоді ченці.

6 січня 1884 року отця Грегора (Іоганна Менделя) не стало. Він похований у рідному Брюнні. Слава як вченого прийшла до Менделя вже після смерті, коли подібні до його експериментів досліди в 1900 році були незалежно проведені трьома європейськими ботаніками, які дійшли аналогічних з Менделем результатів.

Грегор Мендель-вчитель чи чернець?

Доля Менделя після Богословського інституту вже влаштована. Висвячений на священика двадцятисемирічний канонік отримав чудову парафію в Старому Брюнні. Він уже цілий рік готується складати іспити на ступінь доктора богослов'я, коли у його житті відбуваються серйозні зміни. Георг Мендель вирішує досить різко змінити долю і відмовляється від несення релігійної служби. Він хотів би вивчати природу і заради цієї своєї пристрасті вирішує зайняти місце в гімназії Цнаймської, де до цього часу відкривається 7 клас. Він запитує місце "супплента-професора".

У Росії “професор”- звання суто університетське, а в Австрії та Німеччині так звали навіть наставника першокласників. Гімназичний суплент - це швидше, можна перекласти як "пересічний учитель", "помічник учителя". Це могла бути людина, яка чудово володіє предметом, але так як вона не мала диплома, приймали її на роботу швидше за тимчасово.

Зберігся і документ, який пояснює таке незвичайне рішення пастора Менделя. Цей офіційний лист єпископу графу Шафготчу від настоятеля монастиря Святого Томаша прелата Наппа. Ваше Милостиве Єпископське Преосвященство! Висока Імператорсько-Королівська Земельна Президія декретом від 28 вересня 1849 року за № Z 35338 вважав за благо призначити каноніка Грегора Менделя суплентом до Цнаймської гімназії. “... Цей канонік спосіб життя має богобоязливий, стриманістю та доброчесною поведінкою, його сану цілком відповідним, що поєднується з великою відданістю наук... До піклування ж про душі мирян він, однак, придатний трохи менше, бо варто йому опинитися біля одра хворого Як від виду страждань він буває, охоплюємо непереборним сум'яттям і сам від цього стає небезпечно хворим, що і спонукає мене скласти з нього обов'язки духовника”.

Отже, восени 1849 року канонік і супплент Мендель прибуває у Цнайм, щоб розпочати нових обов'язків. Мендель отримує на 40 відсотків менше від своїх колег, які мали дипломи. Він користується повагою своїх колег, його люблять учні. Однак викладає він у гімназії не предмети природничо циклу, а класичну літературу, стародавні мови та математику. Потрібен диплом. Це дозволить викладати ботаніку та фізику, мінералогію та природну історію. До диплому було 2 шляхи. Один - закінчити університет, інший шлях - більш короткий - здати у Відні перед спеціальною комісією імператорського міністерства культів та освіти іспити на право викладати такі предмети в таких класах.

Закони Менделя

Цитологічні засади законів Менделя базуються на:

* парності хромосом (парності генів, що зумовлюють можливість розвитку будь-якої ознаки)

* особливості мейозу (процесах, що відбуваються в мейозі, які забезпечують незалежну розбіжність хромосом з генами, що знаходяться на них, до різних плюсів клітини, а потім і в різні гамети)

* особливості процесу запліднення (випадкового комбінування хромосом, що несуть по одному гену з кожної алельної пари)

Науковий метод Менделя

Основні закономірності передачі спадкових ознак від батьків до нащадків було встановлено Г. Менделем у другій половині ХІХ ст. Він схрещував рослини гороху, різняться за окремими ознаками, і основі отриманих результатів обгрунтував ідею існування спадкових задатків, відповідальних прояв проявів. У своїх роботах Мендель застосував метод гібридологічного аналізу, що став універсальним у вивченні закономірностей успадкування ознак у рослин, тварин та людини.

На відміну від своїх попередників, які намагалися простежити успадкування багатьох ознак організму разом, Мендель досліджував це складне явище аналітично. Він спостерігав успадкування лише однієї пари або невеликої кількості альтернативних (взаємовиключних) пар ознак у сортів садового гороху, а саме: білі та червоні квітки; низьке та високе зростання; жовте і зелене, гладке і зморшкувате насіння гороху і т. п. Такі контрастні ознаки називаються алелями, а термін "аллель" і "ген" вживають як синоніми.

Для схрещувань Мендель використовував чисті лінії, тобто потомство однієї рослини, що самозапилюється, в якому зберігається подібна сукупність генів. Кожна з цих ліній не давала розщеплення ознак. Істотним у методиці гібридологічного аналізу було й те, що Мендель вперше точно підрахував кількість нащадків - гібридів з різними ознаками, тобто математично обробив отримані результати і ввів для запису різних варіантів схрещування прийняту в математиці символіку: А, В, С, D і т. д. Цими літерами він означав відповідні спадкові чинники.

У сучасній генетиці прийнято такі умовні позначення при схрещуванні: батьківські форми - Р; отримані від схрещування гібриди першого покоління - F1; гібриди другого покоління - F2, третього - F3 і т. д. Саме схрещування двох особин позначають знаком х (наприклад: АА х aа).

З безлічі різноманітних ознак схрещуваних рослин гороху в першому досвіді Мендель враховував успадкування лише однієї пари: жовте та зелене насіння, червоне та білі квітки тощо. Таке схрещування називається моногібридним. Якщо простежують успадкування двох пар ознак, наприклад, жовте гладке насіння гороху одного сорту і зелене зморшкувате іншого, то схрещування називають дигібридним. Якщо ж враховують три і більше пар ознак, схрещування називають полігібридним.

Закономірності успадкування ознак

Алелі - позначають літерами латинського алфавіту, при цьому одні ознаки Мендель назвав домінуючими (переважаючими) і позначив їх великими літерами - А, В, С і т. д., інші - рецесивними (що поступаються, що пригнічуються) - які позначили малими літерами , в, з і т. д. Оскільки кожна хромосома (носій алелів або генів) містить лише одну з двох алелів, а гомологічні хромосоми завжди парні (одна батьківська, інша материнська), у диплоїдних клітинах завжди є пара алелей: АА, аа, Аа, ВР, bb. Bb і т. д. Особини та їх клітини, що мають у своїх гомологічних хромосомах пару однакових алелів (АА або аа), називаються гомозиготними. Вони можуть утворювати лише один тип статевих клітин: або гамети з аллелю А, або гамети з аллелю а. Особи, у яких у гомологічних хромосомах їхніх клітин є і домінантний, і рецесивний гени Аа, називаються гетерозиготними; при дозріванні статевих клітин вони утворюють гамети двох типів: гамети з алелем А та гамети з алелем а. У гетерозиготних організмів домінантна аллель А, що проявляється фенотипно, знаходиться в одній хромосомі, а рецесивна аллель а, що пригнічується домінантом, - у відповідній ділянці (локусі) іншої гомологічної хромосоми. У разі гомозиготності кожна з пари алелей відбиває або домінантний (АА), або рецесивний (аа) стан генів, які в обох випадках виявлять свою дію. Поняття про домінантні та рецесивні спадкові фактори, вперше застосоване Менделем, міцно утвердилося в сучасній генетиці. Пізніше було введено поняття генотип та фенотип. Генотип - сукупність всіх генів, які є у цього організму. Фенотип - сукупність всіх ознак та властивостей організму, які виявляються в процесі індивідуального розвитку виданих умов. Поняття фенотип поширюється на будь-які ознаки організму: особливості зовнішньої будови, фізіологічних процесів, поведінки тощо. буд.

Три закони Менделя

Мендель науковий спадкування схрещування

Г. Мендель сформулював на основі аналізу результатів моногібридного схрещування та назвав їх правилами (пізніше вони стали називатися законами). Як виявилося, при схрещуванні рослин двох чистих ліній гороху з жовтим і зеленим насінням у першому поколінні (F1) все гібридне насіння мало жовтий колір. Отже, ознака жовтого забарвлення насіння була домінуючою. У буквеному виразі це записується так: Р АА х аа; всі гамети одного з батьків А, А, іншого - а, а, можливе поєднання цих гамет у зиготах дорівнює чотирьом: Аа, Аа, Аа, Аа, тобто у всіх гібридів F1 спостерігається повне переважання однієї ознаки над іншою - все насіння при цьому жовтого кольору. Аналогічні результати отримані Менделем і під час аналізу спадкування інших шести пар вивчених ознак. Виходячи з цього, Мендель сформулював правило домінування, або перший закон: при моногібридному схрещуванні все потомство в першому поколінні характеризується одноманітністю за фенотипом і генотипом - колір насіння жовтий, поєднання алелів у всіх гібридів Аа. Ця закономірність підтверджується і для тих випадків, коли немає повного домінування: наприклад, при схрещуванні рослини нічної красуні, що має червоні квітки (АА), з рослиною, що має білі квітки (аа), у всіх гібридів fi (Аа) квітки виявляються не червоними, а рожевими - їхнє забарвлення має проміжний колір, але однаковість повністю зберігається. Після робіт Менделя проміжний характер успадкування у гібридів F1 було виявлено у рослин, а й у тварин, тому закон домінування - перший закон Менделя - прийнято називати також законом однаковості гібридів першого покоління. З насіння, отриманого від гібридів F1, Мендель вирощував рослини, які або схрещував між собою, або давав можливість самозапилятися. Серед нащадків F2, виявилося розщеплення: у другому поколінні виявилося як жовте, так і зелене насіння. Всього Мендель отримав у своїх дослідах 6022 жовтих і 2001 зелених насіння, їх чисельне співвідношення приблизно 3:1. Такі ж чисельні співвідношення були отримані і за шістьма іншими парами вивчених Менделем ознак рослин гороху. У результаті другий закон Менделя формулюється так: при схрещуванні гібридів першого покоління їхнє потомство дає розщеплення у співвідношенні 3:1 при повному домінуванні та у співвідношенні 1:2:1 при проміжному наслідуванні (неповне домінування). Схема цього, досвіду в буквальному вираженні виглядає так: Р Аа х Аа, їх гамет А і я, можливе поєднання гамет дорівнює чотирьом: АА, 2Аа, аа, т.е. е. 75% всього насіння в F2 маючи один або два домінантних алелі, мали жовте забарвлення і 25% - зелене. Факт появи в рецесивних ознак (обидва алелі у них рецесивні-аа) свідчить про те, що ці ознаки, так само як контролюючі їх гени, не зникають, не змішуються з домінантними ознаками в гібридному організмі, їх активність пригнічена дією домінантних генів. Якщо ж в організмі присутні обидва рецесивні за даною ознакою гена, то їхня дія не пригнічується, і вони виявляють себе у фенотипі. Генотип гібридів F2 має співвідношення 1:2:1.

При наступних схрещування потомство F2 поводиться по-різному: 1) з 75% рослин з домінантними ознаками (з генотипами АА і Аа) 50% гетерозиготні (Аа) і тому в Fз вони дадуть розщеплення 3:1, 2) 25% рослин гомозиготні за домінантною ознакою (АА) і при самозапиленні Fз не дають розщеплення; 3) 25% насіння гомозиготні за рецесивною ознакою (аа), мають зелене забарвлення і при самозапиленні F3 не дають розщеплення ознак.

Для пояснення суті явищ однаковості гібридів першого покоління і розщеплення ознак у гібридів другого покоління Мендель висунув гіпотезу чистоти гамет: всякий гетерозиготний гібрид (Аа, Bb і т. д.) формує "чисті" гамети, що несуть лише одну алель: або А, , що згодом повністю підтвердилося й у цитологічних дослідженнях Як відомо, при дозріванні статевих клітин у гетерозигот гомологічні хромосоми виявляться у різних гаметах і, отже, у гаметах буде по одному гену з кожної пари.

Аналізуючий схрещування використовується для з'ясування гетерозиготності гібриду за тією чи іншою парою ознак. При цьому гібрид першого покоління схрещується з батьком, гомозиготним за рецесивним геном (аа). Таке схрещування необхідне тому, що в більшості випадків гомозиготні особини (АА) фенотипно не відрізняються від гетерозиготних (Аа) (насіння гороху від АА та Аа мають жовтий колір). Тим часом у практиці виведення нових порід тварин і сортів рослин гетерозиготні особини як вихідні не годяться, тому що при схрещуванні їх потомство дасть розщеплення. Необхідні лише гомозиготні особини. Схему аналізуючого схрещування у буквеному виразі можна показати двома варіантами:

Гібридна особина гетерозиготна (Аа), фенотипно невідмінна від гомозиготної, схрещується з гомозиготною рецесивною особиною (аа): Р Аа х аа: їх гамети - А, а і а,а, розподіл у F1: Аа, аа е. в потомстві спостерігається розщеплення 2:2 або 1:1, що підтверджує гетерозиготність випробовуваної особини;

2) гібридна особина гомозиготна за домінантними ознаками (АА): Р АА х аа; їх гамети А A і а, а; у потомстві F1 розщеплення не відбувається

Мета дигібридного схрещування - простежити успадкування двох пар ознак одночасно. При цьому схрещуванні Мендель встановив ще одну важливу закономірність: незалежну розбіжність алелів та вільне, або незалежне, їхнє комбінування, згодом назване третім законом Менделя. Вихідним матеріалом були сорти гороху з жовтим гладким насінням (ААВВ) і зеленим зморшкуватим (аавв); перші домінантні, другі рецесивні. Гібридні рослини з f1 зберігали однаковість: мали жовте гладке насіння, були гетерозиготними, їх генотип - АаВв. Кожна з цих рослин у мейозі утворює гамети чотирьох типів: АВ, Ав, АВ, аа. Для визначення поєднань цих типів гамет та обліку результатів розщеплення тепер користуються ґратами Пеннета. При цьому генотипи гамет одного з батьків розташовують над ґратами по горизонталі, а генотипи гамет іншого з батьків - біля лівого краю решітки по вертикалі (рис. 20). Чотири поєднання того й іншого типу гамет F2 можуть дати 16 варіантів зигот, аналіз яких підтверджує випадкове комбінування генотипів кожної з гамет того й іншого батька, що дає розщеплення ознак по фенотипу у співвідношенні 9:3:3:1.

Важливо підкреслити, що при цьому виявились не лише ознаки батьківських форм, а й нові комбінації: жовті зморшкуваті (ААВВ) та зелені гладкі (aaBB). Жовте гладке насіння гороху фенотипно подібне до нащадків першого покоління від дигібридного схрещування, але їх генотип може мати різні варіанти: ААВВ, АаВВ, ААВв, АаВв; новими поєднаннями генотипів виявилися фенотипно зелені гладкі - ааВВ, ааВв та фенотипно жовті зморшкуваті - ААвв, Аавв; фенотипно зелені зморшкуваті мають єдиний генотип аавв. У цьому схрещуванні форма насіння успадковується незалежно від їхнього забарвлення. Розглянуті 16 варіантів поєднань алелей у зиготах ілюструють комбінативну мінливість і незалежне розщеплення пар алелів, тобто (3:1)2.

Незалежне комбінування генів і засноване на ньому розщеплення F2 у співвідношенні. 9:3:3:1 надалі було підтверджено для великої кількості тварин і рослин, але при дотриманні двох умов:

1) домінування має бути повним (при неповному домінуванні та інших формах взаємодії генів числові співвідношення мають інший вираз); 2) незалежне розщеплення застосовується для генів, локалізованих у різних хромосомах.

Третій закон Менделя можна сформулювати так: члени однієї пари алелів відокремлюються в мейозі незалежно від інших пар, комбінуючись у гаметах випадок, але у всіх можливих поєднаннях (при моногібридному схрещуванні таких поєднань було 4, при дагібридному - 16, при тригібридному схрещуванні гетерозиготи утворюють по 8 типів гамет, для яких можливі 64 поєднання, і т. д.).

Розміщено на www.allbest.

...

Подібні документи

    Принципи передачі спадкових ознак від батьківських організмів до їхніх нащадків, які з експериментів Грегора Менделя. Схрещування двох генетично різних організмів. Спадковість та мінливість, їх види. Поняття норму реакції.

    реферат, доданий 22.07.2015

    Типи успадкування ознак. Закони Менделя та умови їхнього прояву. Сутність гібридизації та схрещування. Аналіз результатів полігібридного схрещування. Основні положення гіпотези "Чистоти гамет" У. Бетсона. Приклад вирішення типових завдань про схрещування.

    презентація , додано 06.11.2013

    Дигібридне та полігібридне схрещування, закономірності успадкування, хід схрещування та розщеплення. Зчеплене наслідування, незалежний розподіл спадкових факторів (другий закон Менделя). Взаємодія генів, статеві відмінності у хромосомах.

    реферат, доданий 13.10.2009

    Поняття дигібридного схрещування організмів, що розрізняються по двох парах альтернативних ознак (по двох парах алелів). Відкриття закономірностей наслідування моногенних ознак австрійським біологом Менделем. Закони наслідування ознак Менделя.

    презентація , доданий 22.03.2012

    Механізми та закономірності успадкування ознак. Ряди контрастних пар батьківських ознак рослин. Альтернативні ознаки у дині мускусної та канталупи. Досліди над рослинними гібридами Грегора Менделя. Експериментальні дослідження Сажрі.

    презентація , доданий 05.02.2013

    Закони наслідування ознак. Фундаментальні властивості живих організмів. Спадковість та мінливість. Класичний приклад моногібридного схрещування. Домінантні та рецесивні ознаки. Досліди Менделя та Моргана. Хромосомна теорія спадковості.

    презентація , доданий 20.03.2012

    Генетика та еволюція, класичні закони Г. Менделя. Закон однаковості гібридів першого покоління. Закон розщеплення. Закон незалежного комбінування (спадкування) ознак. Визнання відкриттів Менделя, значення робіт Менделя у розвиток генетики.

    реферат, доданий 29.03.2003

    Досліди Грегора Менделя над рослинними гібридами у 1865 році. Переваги городу гороху як об'єкта для дослідів. Визначення поняття моногібридного схрещування як гібридизації організмів, що відрізняються за однією парою альтернативних ознак.

    презентація , доданий 30.03.2012

    Основні закони спадковості. Основні закономірності успадкування ознак за Г. Менделем. Закони однаковості гібридів першого покоління, розщеплення на фенотипові класи гібридів другого покоління та незалежного комбінування генів.

    курсова робота , доданий 25.02.2015

    Спадковість та мінливість організмів як предмет вивчення генетики. Відкриття Грегор Менделем законів успадкування ознак. Гіпотеза про спадкову передачу дискретних спадкових факторів від батьків до нащадків. Методи роботи вченого.

Грегор Мендель(Грегор Йоган Мендель) (1822-84) - австрійський натураліст, вчений-ботанік і релігійний діяч, чернець, основоположник вчення про спадковість (менделізм). Застосувавши статистичні методи для аналізу результатів гібридизації сортів гороху (1856-63), сформулював закономірності спадковості.

Завантажити:

Попередній перегляд:

Щоб скористатися попереднім переглядом презентацій, створіть собі обліковий запис Google і увійдіть до нього: https://accounts.google.com


Підписи до слайдів:

Грегор Йоган Мендель Викладач біології Кузяєва А.М. м.Нижній Новгород

Грегор Іоганн Мендель (20 липня 1822-6 січня 1884 рр.) Австрійський дослідник природи, вчений-ботанік і релігійний діяч, чернець - августинець, абат, основоположник вчення про спадковість (менделізм). Застосувавши статистичні методи для аналізу результатів з гібридизації сортів гороху, сформулював закономірності спадковості – закони Менделя, які стали основою сучасної генетики.

Йоганн Мендель народився 20 липня 1822 року в селянській родині Антона та Розіни Мендель у маленькому сільському містечку Хейнцендорф (Австрійська імперія, тепер село Хінчиці, Чехія). Дата 22 липня, яка нерідко наводиться у літературі як дата його народження, насправді є датою його хрещення. Дім Менделя

Інтерес до природи він почав виявляти рано, вже хлопчиськом працюючи садівником. Закінчивши гімназію, провчився два роки на філософських класах інституту Ольмюца, в 1843 році він постригся в ченці Августинського монастиря Святого Хоми в Брюнні (нині Брно, Чехія) і взяв ім'я Грегор. З 1844 по 1848 навчався в Брюннському богословському інституті. 1847 року став священиком. Старобрненський монастир

Самостійно вивчав безліч наук, заміняв відсутніх викладачів грецької мови та математики в одній зі шкіл, але іспит на звання викладача не склав. У 1849-1851 роках викладав у Зноймській гімназії математику, латинську та грецьку мови. У період 1851-1853 років завдяки настоятелю навчався природної історії у Віденському університеті, в тому числі під керівництвом Унгера - одного з перших цитологів світу. Франц Унгер (1800-1870) Віденський університет

З 1856 Грегор Мендель почав проводити в монастирському садку (7 * 35 метрів) добре продумані великі досліди з схрещування рослин (насамперед серед ретельно відібраних сортів гороху) та з'ясування закономірностей успадкування ознак у потомстві гібридів. На кожну рослину було заведено окрему картку (10 000 шт.).

У 1863 він закінчив експерименти, а 8 лютого 1865 року на двох засіданнях Брюннського товариства дослідників природи доповів результати своєї роботи. У 1866 р. у працях суспільства вийшла його стаття «Досліди над рослинними гібридами», яка заклала основи генетики як самостійної науки.

Мендель замовив 40 окремих відбитків своєї роботи, багато з яких розіслав великим дослідникам-ботанікам, але мала лише один прихильний відгук - від Карла Негелі, професора ботаніки з Мюнхена. Він запропонував повторити подібні досліди на яструбінці, яку сам у цей час вивчав. Пізніше скажуть, що рада Негелі затримала розвиток генетики на 4 роки… Карл Негелі (1817-1891)

Царство: Рослини Відділ: Покритонасінні Клас: Дводольні Порядок: Астрокольорові Сімейство: Астрові Рід: Яструбінка Мендель спробував повторити досліди на яструбінці, потім бджолах. В обох випадках результати, отримані на гороху, не підтверджувалися. Причина була в тому, що механізми запліднення і яструбінки, і бджіл мали особливості, про які в той час науці ще не було відомо (розмноження за допомогою партеногенезу), а методами схрещування, якими користувався Мендель у своїх дослідах, ці особливості не враховувалися. Зрештою великий учений сам зневірився у тому, що зробив відкриття.

В 1868 Мендель був обраний абатом Старобрненського монастиря і більше біологічними дослідженнями не займався. У 1884 році Менделя не стало. Починаючи з 1900, після практично одночасної публікації статей трьох ботаніків - Х. Де Фріза, К. Корренса та Е. Чермака-Зейзенегга, які незалежно підтвердили дані Менделя власними дослідами, стався миттєвий вибух визнання його роботи. 1900 рік вважається роком народження генетики. Х. Де Фріз Х. Де Фріз Е. Чермак

Значення праць Грегора Менделя Мендель створив наукові принципи опису та дослідження гібридів та його потомства (які форми брати у схрещування, як вести аналіз у першому та другому поколінні). Розробив і застосував систему алгебри символів і позначень ознак, що являло собою важливе концептуальне нововведення. Сформулював два основних принципи, або закону наслідування ознак у ряді поколінь, що дозволяють робити передбачення. Мендель у неявній формі висловив ідею дискретності та бінарності спадкових задатків: кожна ознака контролюється материнською та батьківською парою задатків (або генів, як їх потім почали називати), які через батьківські статеві клітини передаються гібридам і нікуди не зникають. Задатки ознак не впливають одна на одну, але розходяться при утворенні статевих клітин і потім вільно комбінуються у нащадків (закони розщеплення та комбінування ознак).

Ілюстрація законів Менделя

6 січня 1884 року Грегор Йоган Мендель помер. Незадовго до смерті, Мендель сказав: «Якщо мені й доводилося переживати гіркий годинник, то я повинен визнати з вдячністю, що прекрасного, гарного годинника випало набагато більше. Мої наукові праці принесли мені багато задоволення, і я переконаний, що не пройде багато часу – і весь світ визнає результати цих праць». Пам'ятник Менделю перед меморіальним музеєм у Брно був споруджений в 1910 році на кошти, зібрані вченими всього світу.